Brevet FR2520102A1 — publié le 19830722

La présente invention concerne une charge creuse pour un missile, un projectile, un obus ou une arme ou engin analogue L'invention est particulièrement destinée à servir dans un missile ou une arme analogue, destiné à passer en regard d'une cible et dans lequel la charge creuse est in- clinée par rapport à l'axe longitudinal du missile. En raison du développement, au cours des récentes années, de la protection par un blindage, par exemple l'utili- sation d'un blindage composite, l'importance d'une grande capacité de perçage d'un blindage a augmenté Ainsi, on a conçu des charges creuses plus longues et plus lourdes Dans certains cas, cela peut être accepté, par exemple pour des obus destinés à des fins multiples ou pour des projectiles ou armes analogues Mais pour des équipements dont les carac- téristiques de poids et d'espace disponible sont strictement optimisées, pour des charges doubles ou "en tandem" ou ana- -logues, ce procédé ne convient pas Avec la technologie ac- tuelle, la'longueur et le poids des charges sont en pratique très proches de leur valeur limite. Cela constitue l'une des raisons du développe- ment récent de missiles, de projectiles ou armes analogues, qui sont destinés à passer en regard de la cible ou de l'ob- jectif et dont la tête explosive ou militaire est amorcée lorsque le missile se trouve au-dessus, à côté ou au-dessous de la cible, c'est-àdire que l'effet d'endommagement est concentré sur les parties les moins protégées de la cible. Pour exercer un effet d'endommagement, la tête explosive ou militaire doit alors être inclinée par rapport à l'axe lon- gitudinal du missile. Si la cible est un char de combat, on obtient le plus grand effet d'endommagement lorsque le missile passe à une certaine distance au-dessus du char et que la tête mi- litaire est inclinée de manière à heurter le char par-dessus, c'est-àdire à heurter le toit du char qui, en règle générale, constitue la partie la plus vulnérable d'un char ou tank. Par suite de la différence de vitesse entre le missile passant en regard de la cible et la cible elle- même, des exigences particulières sont énoncées pour la charge creuse afin de garantir un effet suffisant d'endommagement. Il a été ainsi montré qu'une charge creuse classique, ayant une capacité acceptable de pénétration sta- tique, présente souvent une pénétration dynamique non satis- faisante La raison en est supposée être ce que l'on appelle l'effet "de saut à la perche", qu i se produit lorsque les parties arrière de la charge creuse projetée sont "recourbées" sur le trou nouvellement percé dans le blindage de la cible en raison-du mouvement du missile et du fait que la vitesse l U des parties arrière de la partie projetée de la charge creuse est inférieure à la vitesse des parties avant de la charge projetée. Comme déjà mentionné, il est souvent impossible de compenser une capacité réduite de pénétration en augmentant la longueur et le poids, en raison de l'espace limité disponi- ble Cela se produit en particulier pour un missile destiné à survoler sa cible et dans lequel la charge creuse est in- clinée par rapport à l'axe longitudinal de ce missile, car cela diminue encore davantage l'espace disponible pour in- corporer la charge dans le corps du missile, et cela limite notamment la longueur de la charge. Un objet de la présente invention consiste à proposer une charge creuse, du type précité, ayant un plus grand pouvoir de pénétration, notamment un'pouvoir accru de pénétration dynamique ainsi qu'une taille compacte pour permettre de loger la charge dans un espace très limité. La charge creuse selon l'invention se caracté- rise en particulier par la présence d'un cône interne en forme de trompette, qui constituera la partie projetée, et par la présence d'une enveloppe externe ayant une partie cylindrique sensiblement droite reliée à une partie inclinée en forme de cône afin de donner à la partie de charge creuse projetée une vitesse extrêmement grande d'extrémité frontale ainsi'qu'un faible gradient de vitesse Il a en effet été prouvé qu'une grande vitesse de l'extrémité avant de la partie de charge creuse projetée, en combinaison avec un fai- ble gradient de vitesse, donne un dard ou partie projetée plus continu, c'est-à-diré une désagrégation tardive de la J O partie projetée, ce qui augmente le pouvoir de pénétration de la partie projetée dans le blindage Cela signifie aussi que le pouvoir de pénétration dynamique de la partie projetée augmente, puisque 80 % environ de l'énergie de pénétration concernent les parties avant à grande vitesse de la partie projetée, alors que les parties arrière à faible vitesse de cette partie projetée, qui donnent naissance à l'effet dit "de saut à la perche", sont moins importantes maintenant. Cette conformation géométrique de la charge permet une réalisation très compacte de celle-ci Une autre caractéristique importante de l'invention consiste ainsi en le fait que le rapport entre la longueur de l'ogive ou cône et la longueur totale de la charge est égal à environ 0,8. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard des dessins annexés montrant une forme préférée de réalisa- tion de l'invention et sur lesquels: la figure 1 montre la configuration spécifique de la charge creuse, et la figure 2 montre la charge creuse disposée au sein du corps du missile. La figure 1 montre une coupe longitudinale d'une charge creuse proposée par l'invention On voit sur la figure l que cette charge comprend un espace 1 empli d'un explosif connu en lui-même, par exemple-de "l'octal" intro- duit moulé L'espace 1 est délimité par une enveloppe externe 2 en acier et par un cône interne 3 en cuivre à partir duquel, lorsque l'explosif est amorcé, est engendrée la partie de charge creuse projetée Le cône 3 en forme de trompette, délimitant (à l'intérieur) une cavité ou un "creux", est maintenu en place par une bague 4 montée à l'extrémité de l'enveloppe 2 munie d'une bride ou rebord 5 L'explosif 1 est allumé par un détonateur central et un dispositif d'allu- mage (non représenté) Un tel amorçage central de l'explosif est connu en soi et ne sera pas décrit en détail ici L'al- lumage engendre un front d'onde de détonation axiale ayant une certaine vitesse de propagation, et une partie de charge creuse projetée se forme dans la direction de l'axe longitu- dinal 7 de la charge. Il a été montré qu'il existe principalement quatre caractéristiques déterminant le pouvoir de percer un blindage ou l'effet de la partie de charge creuse projetée, ou dard -Ces caractéristiques ou paramètres sont la vitesse de l'extrémité avant de la partie projetée, le gradient de vitesse de la partie projetée, la distance de désagrégation et la quantité de métal existant dans la partie projetée ou dard Par le "gradient de vitesse de la partie projetée", on entend désigner la différence de vitesse, exprimée en mètres/seconde par mètre, entre l'extrémité avant de la partie projetée et les parties arrière de cette partie projetée. Par l'expression "distance de désagrégation",on entend dé- signer ici la distance entre la base du cône et l'endroit o débute la désagrégation de la partie projetée Cela signifie que la distance de désagrégation constitue une mesure de la longueur continue de la partie projetée ou jet La vitesse de l'extrémité avant des cônes des charges creuses classiques antérieurement connues présentant une génératrice linéaire, est d'environ 7000 m/s De telles vitesses ont été atteintes par des cônes ou ogives de charge creuse présentant un demi- angle au sommet de 25 De tels types de charge donnent une longueur continue de jet ou de partie projetée d'environ 6 calibres. La charge creuse selon la présente invention se caractérise par une vitesse extrêmement élevée de l'extré- mité avant de la partie projetée, vitesse de préférence égale à environ 10 km/s, ainsi que par un gradient de vitesse de la partie projetée qui est inférieur è ce qui était anté- rieurement obtenu. En règle générale, la vitesse de l'extrémité de la partie projetée augmente lorsque l'angle au sommet du cône diminue Cela signifie que la façon classique d'augmen- ter la vitesse de l'extrémité a consisté à diminuer l'angle au sommet du cône Une telle solution présente cependant l'inconvénient que les charges deviennent plus longues et plus lourdes Au lieu de diminuer l'angle au sommet du cône, on atteint, dans la présente invention, une augmentation im- portante de la vitesse de l'extrémité avant de la charge creuse par une optimisation de la configuration géométrique de la charge Plus particulièrement, dans la présente inven- tion, on utilise un cône en forme de trompette qui s'est avéré plus efficace, par rapport à sa longueur, en comparai- son d'un cône droit correspondant Un tel cône en forme de trompette permet d'atteindre des vitesses d'extrémité avant extrêmement élevées, d'environ 10 000 m/s Dans ce cas, l'angle entre la tangente et la génératrice du cône est com- pris, au point de formation de la partie projetée, entre et 150 Par exemple, on peut mentionner que pour un angle de 13,50, au point de formation de la partie projetée, entre tangente et génératrice, la vitesse de l'extrémité avant de la partie projetée est, pour un tel cône en forme de trompet- te, de 9800 m/s. L'enveloppe externe 2 de la charge creuse comporte également une partie cylindrique 8, sensiblement droite, qui est reliée à une première partie tronconique 9 elle-même reliée à une seconde partie tronconique 10 La partie 8 en forme de cylindre droit est reliée à la première partie tronconique 9 par un angle o A relativement grand, et cette première partie tronconique 9 est ensuite reliée à la seconde partie tronconique 10 par un angle 3 plus petit que l'angle C( La seconde partie tronconique 10 est elle-même reliée à une partie cylindrique il entourant le détonateur 6. Cette configuration géométrique de charge donne une structure de charge creuse très compacte Par exemple, le rapport entre la longueur du cône et la longueur totale de la charge est approximativement égal à 0,8. La figure 2 montre la tête explosive, ou tête militairede la charge creuse, disposée dans le corps d'un missile, d'un projectile, d'une roquette, d'un obus ou d'un engin ou arme analogue devant passer au-dessus d'une cible. La tête militaire est inclinée de 300 par rapport à l'axe longitudinal 13 du missile ou engin analogue Il s'est avéré qu'une telle orientation convient bien pour les cas des ci- bles les plus fréquentes Comme illustré sur la figure 2, le dispositif 14 d'allumage a été recourbé pour pouvoir être logé au sein du corps 12 du missile, mais à part cela, la tête militaire est la même qu'à la figure 1. Des expériences ont montré que si le missile passe au-dessus d'une cible se déplaçant à une vitesse de à 300 m/s, seules les parties de la charge creuse pro- jetée qui se déplacent à plus de 6000 m/s ont assez d'éner- gie pour pénétrer dans le blindage, du fait que les parties de la charge creuse projetées qui ont une plus faible vitesse ne heurtent'pas le 'même trou d'entrée Même si, comme déjà mentionné, la vitesse de l'extrémité avant de la partie projetée des têtes militaires classiques est égale à environ 700 m/s, l'effet d'endommagement créé par de telles têtes militaires n'est pas satisfaisant. En augmentant la vitesse de l'extrémité avant de la partie projetée pour la porter à environ 10 000 m/s et en diminuant le gradient de vitesse, on augmente la quantité de cuivre se situant dans l'intervalle de vitesses comprises entre 10 000 m/s et 6 000 m/s Cela signifie en fait que 80 X environ du pouvoir de pénétration se concentrent dans les parties avant de la masse projetée, qui ont des vitesses comprises entre 10 000 m/s et 6000 m/s 20 % seule- ment du pouvoir de pénétration se concentrent dans les par- ties arrière de l'ensemble projeté, parties qui ont des vitesses comprises entre 6000 et 2000 m/s De telles vitesses sont trop faibles pour assurer une pénétration dans le blin- dage. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être appor- tées à la charge creuse décrite et représentée. 2520 1 02 REVENDICATIONS 1 Charge creuse pour un missile, un projectile, un obus ou une arme ou engin analogue, notamment pour un missile ou engin analogue agencé pour passer en regard d'une cible et dans lequel la charge est inclinée par rap- port à l'axe longitudinal du missile, charge caractérisée en ce qu'elle comporte un cÈne interne ( 3) en forme de trompette, engendrant la partie projetée, ainsi qu'une enve- loppe'externe ( 2) présentant une partie ( 8) cylindrique sensiblement droite reliée à des parties tronconiques ( 9, ) pour conférer à la partie de charge creuse qui sera projetée une vitesse d'extrémité avant fortement élevée, ainsi qu'un faible gradient de vitesse. 2 Charge selon la revendication 1, caracté- risée en ce que le rapport entre la longueur du cône et la longueur totale de la charge est approximativement égal à 0,8. 3 Charge selon la revendication 1, caracté- risée en ce que la vitesse de l'extrémité avant de la partie projetée de la charge creuse est approximativement égale à 10 000 m/s. 4 Charge selon la revendication 3, caracté- risée en ce que l'angle entre une tangente et la génératrice du cône-en forme de trompette est compris entre 10 et 15 .