Brevet FR2520103A1 — publié le 19830722

La présente invention concerne une charge creu- se exerçant un premier effet par le perçage d'un trou dans une cible, et exerçant un effet secondaire par la pénétra- tion de la matière de charge, par ce trou, à l'intérieur de la cible en provoquant un effet d'endommagement sous forme d'une pression, d'un incendie, d'une fragmentation et/ou un effet d'empoisonnement ou analogue à l'intérieur de la cible La charge comprend ainsi une cavité s'étendant dans la direction longitudinale de formation de la partie projetée de la charge Cette cavité est délimitée ou recouverte par une couche métallique qui, pour exercer l'effet primaire précité, engendre une partie avant projetée pénétrante, ayant une vitesse relativement élevée, ainsi que ce que l'on appelle une partie arrière projetée, qui suit la partie avant projetée mais présente une vitesse relativement lente La charge comprend en outre un corps supplémentaire placé à l'avant de ladite couche métallique ou intégré à cette cou- che pour engendrer, à l'amorçage de la charge, une partie séparée accompagnant la partie avant pénétrante et destinée à faire partie de la matière de charge provoquant l'effet secondaire. On sait déjà utiliser des charges creuses dans différents types d'engins et projectiles De tels engins et projectiles servent à pénétrer la protection qu'assure un blindage à des chars de combat ou tanks, à des bateaux, vaisseaux et véhicules semblables. On sait déjà engendrer une partie avant projetée et pénétrante ayant un pouvoir important de percement de blindage Les vitesse des particules de la partie projetée sont, dans les différents éléments de la partie projetée, relativement grandes et l'on pourrait mentionner par exemple qu'à l'avant de la partie projetée, les particules peuvent atteindre jusqu'à 10 000 m/s mais que les vitesses diminuent vers l'arrière, de sorte que les parties arrière de la partie projetée ont des vitesses qui sont voisines de 3000 m seule- ment par seconde De telles vitesses sont déterminées par la forme et la structure de la couche métallique, de la matière formant la charge explosive ou la charge proprement dite, etc. Il s'est avéré qu'environ 15 "O seulement de la masse de la couche métallique sont transformés en la partie pénétrante ou utile projetée, et que le reste de la couche métallique, soit 85 t environ, forment la partie arrière ou le "lingot" qui suit la partie avant pénétrante et présente une vitesse relativement faible, environ 500 m/s dans cet exemple. Ce corps supplémentaire, disposé à l'avant de la couche métallique, s'est transformé jusqu'à présent en de la matière de lingot ou de partie arrière à faible vitesse. En raison de la faible vitesse de la partie ar- rière, ou lingot, et de sa forme à d'autres égards, cette partie arrière n'est en règle générale, notamment dans le cas des blindage protecteur assez épais, pas capable de pénétrer dans le trou relativement long et petit percé par la partie pénétrante de la charge et, par suite, la matière du lingot ou partie arrière est retenue dans le trou Il convient de noter à cet égard que le diamètre externe ou les dimensions de ce "lingot" excèdent nettement le diamètre du trou percé Cela a également pour conséquence l'absence du ou des effets secondaires souhaités. L'un des buts de la présente invention consiste à résoudre le problème exposé ci-dessus Ainsi, une caracté- ristique dela charge-creuse selon l'invention consiste en l'agencement spécifique du corps supplémentaire de manière qu'il constitue une partie séparée à l'avant du "lingot" ou partie arrière, ladite partie séparée ayant une vitesse excédant nettement celle de ce lingot. Dans d'autres formes de réalisation de l'inven- tion, le corps supplémentaire est agencé de manière à engen- drer la partie séparée en forme de projectile et qui suit juste derrière la partie pénétrante avant de la charge, en ayant sensiblement la même vitesse que les fragments ar- rière de la partie pénétrante Ainsi, la partie séparée en forme de projectile proprement dit a une vitesse inférieure d'au maximum 1000 m/s, et de préférence inférieure d'environ 500 m/s, à la vitesse de la partie arrière de la charge péné- trante. Dans d'autres développements de l'invention, il est décrit plus en détail une charge creuse dont la fabri- cation est techniquement simple et relativement peu onéreuse alors que cette charge peut encore exercer un très grand effet d'endommagement. La charge creuse selon l'invention peut exercer un rôle efficace de pénétration même dans des blindages protecteurs relativement épais des cibles visées Si les particules des parties arrière de la charge pénétrante ont une vitesse qui est par exemple voisine de 3000 m/s, la vitesse de la partie séparée suivante, ayant de préférence la forme d'un projectile ou d'une tête de flèche ou dard, est d'environ 2800 m/s, c'està-dire une vitesse qui excède nettement la vitesse, environ 500 m/s, du "lingot" La solu- tion Pinsi proposée engendre ce que l'on peut appeler une partie efficace projetée en tandem ou en double et qui exerce un effet secondaire important Il convient de noter que non seulement la partie séparée, en forme de projectile, pénètre dans le trou formé par la partie pénétrante de la charge, mais que cette partie séparée agrandit également ce trou, ce qui permet également au "lingot" qui suit cette partie séparée d'emprunter également ce trou. Une forme de réalisation de l'invention sera maintenant décrite plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure 1 montre schématiquement les diffé- rentes parties d'une charge creuse projetée, selon l'inven- tion, et leurs positions relatives après l'amorçage de la charge au voisinage d'une cible, et la figure 2 montre une forme de réalisation selon l'invention dans laquelle la charge creuse a été intégrée à un obus ou un engin ou projectile semblable. Sur la figure 1, une cible est indiquée en 1. Cette cible peut être constituée par un blindage protecteur que l'arme ou projectile doit percer pour exercer un effet d'endommagement prenant la forme d'une pression, d'un incendie, d'une fragmentation ou d'un emoisonnement, à l'intérieur de la cible Une arme en forme de charge creuse exerce alors un effet primaire aussi bien qu'un effet secondaire L'ef- fet primaire est créé par une partie projetée, pénétrante ou active, de la charge creuse, qui perce un trou dans le blindage protecteur L'effet secondaire est créé par la ma- tière de la charge qui emprunte ce trou et provoque l'élé- vation soudaine prévue de pression, un incendie, une frag- mentation et/ou un empoisonnement ou un effet analogue au sein de la cible Les traits interrompus la indiquent le trou réalisé par la partie projetée pénétrante dans le blindage protecteur. Selon l'invention, la charge creuse enge ndre une partie projetée pénétrante ayant un pouvoir de perçage relativement élevé Une caractéristique de cette charge creuse consiste en ce que les différentes particules de l'avant de la partie projetée pénétrante ont une vitesse relativement élevée Par exemple, les particules de l'avant 2 a de la partie projetée ont une vitesse v 1 d'environ 10 000 m/s. Lorsqu'on se dirige vers l'arrière de la partie projetée, la vitesse des particules diminue, de sorte que, à l'arrière 2 b de la partie projetée, la vitesse v des particules n'est 2. que d'environ 3000 m/s. Des charges creuses de ce type engendrent également,en plus de la masse pénétrante projetée, une masse ou un "lingot" 3 ayant une vitesse v relativement lente, qui, dans cet exemple, est voisine de 500 m/s Le diamètre externe de ce "lingot" excède nettement le diamètre d du trou(la) percé par la partie pénétrante projetée 2. Selon l'invention, la charge engendre également une partie séparée 4 qui suit la partie pénétrante projetée 2 mais est séparée de la masse ou du "lingot" 3 La partie 4 a une vitesse v excédant largement celle du "lingot" v 3. 4.3 Dans une forme préférée de réalisation, cette partie séparée 4 possède une vitesse v 4 inférieure à la vitesse v 2 de la partie arrière 2 b de la masse ou partie pénétrante projetée. De préférence, la différence entre les vitesses v 2 et v 4 n'est pas supérieure à 1000 m/s et même, encore mieux, cette Z 520103 différence est inférieure à 500 m/s Dans cette forme de réa- lisation, la partie séparée 4 présente une vitesse v 4 d'environ 2800 m/s, c'est-à-dire environ 200 m/s de moins que la vitesse v 2 et environ 2300 m/s de plus que,la vitesse v} de la masse ou du lingot 3. Dans la forme préférée de réalisation, la partie séparée 4 a également la forme d'une tête de flèche, d'un dard ou projectile, ce qui lui facilite le passage par le trou la Le diamètre maximal, d de la partie 4 excède le Io diamètre D du trou la, mais en raison de la vitesse v 4 de la partie 4 et, dans une certaine mesure, en raison aussi de la forme de cette partie, on obtient pour elle un pouvoir important de percement dans le trou la Le diamètre d de la partie 4 excède d'environ 10 fois, dans le présent exemple, le diamètre dl de la partie projetée pénétrante 2 On pourrait aussi considérer la partie 4 comme étant un prolongement de la partie projetée et pénétrante, de sorte que la partie projetée 2 et la partie 4 forment ce que l'on peut appeler une partie projetée en série ou en "tandem" La partie 4 agrandit le trou la, ce qui facilite ensuite le passage, dans ce trou la, de la masse 3 d'accompagnement La partie 4 augmente également l'effet secondaire d'endommagement en forme de fragmentation, de pression soudaine, d'incendie et/ou d'étalement d'un poison, et cet effet est dans certains cas accentué par la masse 3 d'accompagnement. Une charge creuse destinée à produire la confi- guration de projectile ou de masse projetée décrite ci- dessus est illustrée sur la figure 2 La charge creuse cons- titue alors une partie d'un obus ou d'une munition analogue, la tête explosive ou militaire constituant la partie inter- médiaire ou arrière La charge creuse 5 comprend alors une enveloppe externe 6 et, à l'arrière, un dispositif 7 d'amorçage de la charge Il convient de noter que l'obus, ou munition analogue, est amorcé d'une façon connue-en soi à une distance prédéterminée de la surface de la cible, de sorte qu'on obtient une configuration optimisée de la masse projetée 2, analogue à ce qui est représenté sur la figure 1. La charge située à l'intérieur de l'enveloppe 6 comprend un explosif 8 à symétrie de rotation, par exem- ple de "hexatol" introduit sous forme moulée La charge présente une cavité interne ou un creux 9 délimité et re- couvert par une couche métallique 10, par exemple une couche de cuivre La cavité 9 est de forme principalement conique, et sa surface externe est un peu concave Le sommet du cône est situé à l'arrière, et le cône s'évase dans la direction, indiquée par la flèche S, de projection de la charge. A l'extrémité 5 a de la charge, la couche métal- lique 10 se termine à l'intérieur de la partie 8 a de l'explo- sif, et une bague Il sensiblement cylindrique est placée à la partie la plus arrière de la charge, en étant partielle- ment noyée dans la partie 8 a de l'explosif 8 La bague est enfoncée de plus de 50 % de sa longueur axiale, de préférence de 60 -à 90 %, dans l'explosif La bague cylindrique est réalisée en zirconium, en titane, en aluminium ou en un métal équivalent La bague 11 est ainsi entour 6 e par la partie annulaire 8 a de l'explosif L'épaisseur de la bague 11 est approximativement égale à celle de la couche métallique 10 et elle représente de 2 à 10 % du calibre ou diamètre exter- ne de la munition Le poids de la bague 11 est d'environ 9 pour une munition de 70 mm de calibre ou de diamètre. Le poids de la bague peut cependant varier entre 100 et 140 g et de préférence entre 150 et 200 g. La surface intérieure extrême lla de la bague 11 est en contact avec la surface extrême l Oa correspondante de la couche métallique 10, de sorte que l'on obtient une liaison sensiblement étanche La surface extrême lla de la 3 % bague 11 comporte un rebord llb entourant une petite partie de la surface externe de la couche métallique 10 à l'extré- mité lios La bague 11 présente en outre un filetage externe llc à l'extrémité externe ild Ce filetage l Ic permet de fixer la bague Il dans un taraudage 6 a correspondant de l'envelqppe externe 6 A l'extrémité lld, la bague 11 com- porte également une bride lle de guidage * Lorsque la charge 8 est amorcée, la couche métallique 10 est comprim 4 e à partir de l'extrémité supérieure. La couche de métal située en face de l'axe longitudinal de la charge va former la partie pénétrante,oudard,qui est projetée à grande vitesse L'autre partie de la couche de métal va former le "lingot", de sorte que le métal du sommet du cône va former la partie arrière du lingot et le métal de la base du cône va former les parties avant du lingot Environ 15 % de la couche de métal forment la partie pénétrante projetée, cependant que le reste de cette couche de métal est inclus dans le lingot. Comme déjà mentionné, en raison de la forme et de l'emplacement spécifiques de la bague Il, il se forme également une partie séparée 4 projetée, et qui pré- sente une bien plus grande vitesse que le lingot 3 ou une vitesse qui n'est que faiblement inférieure à celle des parties arrière du dard ou partie pénétrante projetée 2. * Cette bague va former une partie 4 pesant environ 27 g. Le reste de la matière de la bague est inclus dans le lingot 3. La charge creuse selon l'invention consiste en des constituants faciles à fabriquer et à assembler pour la production industrielle d'obus ou projectiles ou engins analogues L'objet de l'invention est donc bien susceptible d'une application industrielle. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être ap- portées à la charge creuse décrite et revendiquée Par exemple, au lieu d'être séparée, la bague pourrait faire partie intégrante de la couche métallique 10, ou bien présenter une autre configuration et se trouver en un autre endroit En outre, il n'est pas indispensable que la partie 8 a soit strictement annulaire. REVENDICATIONS 1 Charge creuse dont un effet primaire consis- te à percer un trou dans une cible ( 1) et un effet secou- daire consiste à faire pénétrer la matière de cette charge, par ledit trou, dans la cible en provoquant dans celle-ci des phénomènes de pression, de fragmentation, d'incendie ou, éventuellement ou en variante, d'empoisonnement, cette charge comprenant (a) une cavité ( 9) s'étendant dans la direction de l'explosion, recouverte ou limitée par une cou- che métallique ( 10) et qui, à l'amorçage de la charge, engendre un dard ou une partie pénétrante ( 2) dirigée vers l'avant à grande vitesse (vy, v 2) et créant ledit effet primaire, ainsi qu'un lingot ( 3) ayant une vitesse (y 3) rela-o tivement basse, ainsi que (b) un corps supplémentaire ( 11) disposé à l'avant de ladite couche ( 10) ou faisant partie intégrante de la couche ( 10) pour engendrer, à l'amorçage de la charge, une partie séparée ( 4) qui suit le dard péné- trant ( 2) et fait partie de la matière de la charge provo- quant l'effet secondaire, charge creuse caractérisée en ce que le corps ( 11) supplémentaire est disposé de façon que la partie séparée ( 4) se trouve en avant du lingot ( 3), séparée de celui-ci et présente une vitesse (v) bien supé- rieure à la vitesse (v 3) du lingot. 2 Charge creuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps supplémentaire ( 11) engen- dre une partie séparée ( 4), en forme de tête de flèche ou de projectile, qui suit de près la partie arrière ( 2 b) du dard ou partie pénétrante projetée ( 2),et a sensiblement la même vitesse (v 4) que la vitesse de la partie arrière (v 2) du dard pénétrant ( 2). 3 Charge creuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie séparée ( 4) en forme de projectile présente une vitesse qui est inférieure d'au maximum 1000 m/s et de préférence inférieure d'au maximum 500 m/s, à la vitesse-(v 2) de la partie arrière-( 2 b) du dard ou partie pénétrante ( 2). 4 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le corps sup- 2520 1 03 plmentaire ( 11) a la forme d'une bague sensiblement cylin- drique, séparée de la couche métallique ( 10) mais dont la partie arrière (lia) s'étend vers l'arrière et est au con- tact de l'extrémité avant ( 10 a) de la couche métallique ( 10) et est de préférence réalisée en zirconium, en titane, en aluminium ou en un métal équivalent. Charge creuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que la bague ( 11) est disposée à l'inté- rieur des limites de l'explosif ( 8) de la charge creuse, de sorte qu'une partie ( 8 a) de cet explosif entoure la princi- pale partie de la surface externe de'la bague cylindrique ( 11). 6 Charge creuse selon la revendication 5, carac- térisée en ce que la partie (Sa) de l'explosif s'étend sur pluls de 50 , et de préférence sur 60 à 90 nô, de la longueur axia- le de la bague cylindrique ( 11). 7 Charge creuse selon l'une des revendications ou 6, caractérisée en ce que la partie ( 8 a) de la charge explosive est annulaire et présente, dans le sens radial, une épaisseur représentant de 2 à 10 ID du diamètre externe de la charge creuse. 8 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la bague cylindrique ( 11) est en contact avec une surface extrême (l Oa) de la couche métallique ( 10) et présente sensiblement la même épaisseur que la couche métallique ( 10). 9 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la bague ( 10) présente un filetage externe (llc) permettant de la visser et de la fixer dans un taraudage ( 6 a) correspondant de l'envelop 5 pe externe ( 6) de la charge creuse. Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le poids de la bague ( 11) se situe entre 100 et 250 g et de préférence entre 150 et 200 g.