Brevet FR2538893A1 — publié le 19840706

Système d'amorçage pour dispositif explosif, permettant de créer une onde de détonation torique ou cylindrique dirigée perpendicu- lairement à l'axe de révolution du dit système. La présente invention concerne l'amorçage des corps explosifs et notamment l'amorçage des corps explosifs contenus dans des projec- tiles du type bombes ou obus Plus précisément, l'invention con- cerne un système d'amorçage de tels corps explosifs permettant de créer une onde de détonation torique ou cylindrique dirigée per- pendiculairement à l'axe de révolution du dit système. De façon traditionnelle l'amorçage d'un corps explosif est réalisé par une chaîne pyrotechnique linéaire constituée par un détonateur suivi d'une charge relais elle-mème suivie par le corps explosif. Dans un tel agencement, décrit par exemple dans le brevet français 2 308 906, l'onde de détonation initiale produite par le détonateur est amplifiée par la charge relais et vient initier la détonation du corps explosif, la détonation se propageant donc le long de l'axe de la chaîne pyrotechnique sus-mentionnée Dans le cas des projectiles explosifs la détonation du corps explosif a pour fonc- tion de provoquer l'éclatement du corps métallique enveloppant le corps explosif Avec un amorçage traditionnel l'onde de détonation vient frapper l'extrémité du dit corps métallique se trouvant dans le prolongement de l'axe de la dite chaine pyrotechnique ce qui ne provoque pas un éclatement optimal de ce corps métallique. Les projectiles explosifs étant, en règle générale, des solides de révolution, on a alors cherché des systèmes d'amorçage cylindriques, pouvant être logés axialement dans le corps explosif et créant une onde de détonation se propageant perpendiculairement à l'axe de ré- volution du dit système de manière à ce que l'onde de détonation créée dans le dit corps explosif vienne frapper le maximum de sur- face du corps métallique enveloppant le dit corps explosif Un tel système est par exemple décrit dans le brevet français 1 571 182 et se compose en se référant aux figures 1,2 et 3 de ce brevet d'un détonateur logé dans une enveloppe en polyacrylate, d'une charge relais en forme de champignon dont les parois latérales du disque dépassant de l'enveloppe contenant le détonateur sont au contact du corps explosif, une seconde enveloppe en polyacrylate venant fermer le système d'amorçage Un tel système d'amorçage permet bien de créer dans le corps explosif une onde de détonation se déplaçant perpendiculairement à l'axe du système d'amorçage, mais cette onde de détonation reste localisée et de faible surface du fait que les parois latérales du disque de la charge relais qui sont seules en contact du corps explosif sont de faibles dimensions. On ne dispose donc pas à l'heure actuelle à la connaissance de la demanderesse,, d'un système d'amorçage susceptible de créer une onde de détonation qui se déplace perpendiculairement à l'axe de révolu- tion du dit système et qui soit torique ou cylindrique et de grandes dimensions. L'invention a donc pour objet un-système d'amorçage pour dispositif explosif constitué essentiellement par une charge d'explosif relais cylindrique enserrée entre deux enclumes cylindriques de même dia- mètre que la charge relais, l'une des deux enclumes comportant sur toute sa longueur un canal central axial à section circulaire dans lequel est logé un détonateur venant au contact de la dite charge relais, caractérisé en ce que a) l'explosif constituant la charge relais est un explosif présen- tant un régime transitoire de détonation. b) les enclumes sont constituées par un métal lourd ou par un maté- riau-composite à base de résine chargée avec des particules de métal lourd, c) le canal central axial contenant le détonateur se termine par un lamage sur la face dé l'enclume au contact de la dite charge relais. L'invention est décrite ci-après de manière détaillée en se réfé- rant aux figures 1 à 4. La figure 1 représente, vu en coupe, un système d'amorçage selon l'invention. La figure 2 représente, vu en coupe, le fonctionnement d'un sys tème d'amorçage selon l'invention introduit dans un dispositif ex- plosif. La figure 3 représente, vu en coupe, une mise en oeuvre particulière de l'invention. La figure 4 représente, vu en coupe, une variante de réalisation d'un système d'amorçage selon l'invention. Un sytème d'amorçage selon l'invention se compose essentiellement, en se référant à la figure 1, d'un bloc cylindrique d'explosif secondaire puissant 14 présentant un régime transitoire de détonation enserré entre deux enclumes cylindriques 12 et 13 de manière à ce que les faces planes du bloc cylindrique 14 d'explosif soient en contact parfait avec les faces planes des enclumes 12 et 13 sans couche d'air intersticiel L'explosif constituant le bloc 14 est un explosif secon- daire puissant présentant un régime transitoire de détonation Il s'a- git donc d'un explosif qui ne peut détoner que s'il est initié par une onde de détonation provenant d'un explosif primaire; il ne peut pas être initié par un simple choc ou par une étincelle Néanmoins tous les explosifs secondaires ne conviennent pas, il faut encore que cet explosif présente un régime transitoire de détonation c'est-à-dire que la vitesse de propagation de la détonation dans cet explosif selon les différentes directions possibles soit fonction du confinement environ- nant Les explosifs présentant un régime transitoire de détonation sont des explosifs très sensibles aux ondes de détente latérales Les principaux explosifs connus à l'heure actuelle pour présenter un régime transitoire de détonation sont d'une part les hexocires ou les octocires c'est-à-dire les cires chargées en hexogène ou en octogène et d'autre part les explosifs composites à liant plasti- que inerte, comme les polyuréthannes ou les polybudiènes,chargés en explosifs secondaires puissants tels que notamment l'hexogène ou l'octogène Selon une réalisation préférée de l'invention la charge relais cylindrique 14 a une longueur sensiblement égale à son diamètre. Les enclumes cylindriques 12 et 13 sont de môme diamètre que la charge relais 14 Elles sont constituées soit en un métal lourd et non cassant tel que le fer, l'acier ou les alliages lourds à base de fer soit en matériau composite constitué par une résine fortement chargée en métal lourd Comme on peut le voir sur la figure 1, les deux enclumes 12 et 13 ne sont pas identiques. L'enclume 12 est une enclume cylindrique pleine L'enclume 13 comporte sur toute sa longueur un canal cylindrique 15 dont l'axe est confondu avec celui de la dite enclume Le diamètre du canal 15 est sensiblement égal au diamètre du détonateur qui sera uti- lisé pour la mise à feu du système d'amorçage Une des faces de l'enclume 13 porte, de façon caractéristique, un lamage 16- Le lamage 16 est avantageusement de section circulaire et selon une réalisation préférée de l'invention le lamage 16 forme un cylin- dre creux coaxial au canal 15 La face de l'enclume 13 portant le lamage 16 est disposée au contact de la charge relais 14 Un dé- tonateur 17 est introduit dans le canal 15 de manière à venir au contact de la charge relais 14 Le détonateur 17 est soit un dé- tonateur électrique classique tel que représenté de façon sché- matique sur la figure 1 soit tout autre dispositif équivalent comme, par exemple, un dispositif à relais explosif et cordeau détonant L'espace libre 18 situé, de manière caractéristique, entre le détonateur 17 et les parois internes du lamage 16 est rempli soit par de l'air soit par un matériau souple comme,-par exemple, une mousse synthétique. Le système d'amorçage selon l'invention peut, comme cela est repré- senté à la figure 1, être disposé à l'intérieur d'un tube métalli- que 11 Il s'agit là d'une réalisation pratique de l'invention mais non d'une réalisation essentielle En effet, en présence d'explo- sifs suffisamment durs on peut se passer du tube métallique et dis- poser les enclumes et l'explosif à régime transitoire de détona- tion directement dans le canal creusé dans l'explosif à faire déto- ner, comme cela ressort de la suite de la description. Le fonctionnement d'un système d'amorçage selon l'invention est dé- crit ci-après en se référant à la figure 2. Un explosif cylindrique secondaire 19 est logé dans un corps métal- lique 20 Un canal central 21 est creusé dans l'explosif 19, l'axe de révolution 22 du canal 21 étant confondu avec celui de l'explo- sif 19 Un système d'amorçage selon l'invention tel que décrit ci- dessus est placé dans le canal 21 Au moment de la mise à feu, le détonateur 17 crée une onde de détonation qui initie une détonation D dans l'explosif secondaire à régime transitoire 14 La présence de l'espace libre 18 ralentit la propagation de l'onde de détona- tion D dans les sens perpendiculaires à l'axe 22 tandis que cette détonation s'accélère dans la direction de l'axe 22 et se trans- forme ainsi en une onde sphérique qui vient frapper d'une part les parois du tube-Il et d'autre part l'enclume 12 L'enclume 12 ne retransmet pas la détonation dans le sens de l'axe 22 Les enclumes 12 et 13 renforcent alors la détonation D qui initie au tra- vers des parois du tube 11 une détonation L perpendiculaire à l'axe 22 dans l'explosif cylindrique 19 La détonation L se propage dans l'explosif 19 perpendiculairement à l'axe 22 et vient frapper de plein fouet les parois cylindriques de l'enveloppe 20 Le système d'amorçage selon l'invention a ainsi permis de produire une onde de détonation torique perpendiculaire à son axe de révolution Son fonctionnement aurait été identique en absence du tube métallique 11, l'onde de détonation D venant dans ce dernier cas frapper di- rectement l'explosif secondaire 19. On décrit maintenant une réalisation particulière de l'invention en se référant à la figure 3. Cette réalisation particulière concerne un dispositif d'amorçage pour créer une onde de détonation se propageant perpendiculaire- ment à l'axe de révolution du dit dispositif et constitué par deux systèmes d'amorçage selon l'invention disposés symétriquement autour d'une enclume centrale commune. Dans une masse d'explosif 23 est creusé un canal 24 dans lequel est placé un tube 25 Dans ce tube cylindrique 25 est disposée une enclume centrale 26 entourée de deux blocs 27 et 28 d'explosif présentant un régime transitoire de détonation Le tube 25 est fermé à chacune de ses extrémités par des enclumes 29 et 30 analo- gues à l'enclume 13 décrite ci-dessus Des détonateurs 31 et 32 sont placés dans les enclumes 29 et 30 La mise à feu simultanée des détonateurs 31 et 32 donne naissance dans l'explosif 23 à des ondes initiales de détonation Ll et L 2 se propageant perpendicu- lairement à l'axe de révolution du tube 25 Un tel dispositif d'amorçage peut être utilisé pour créer une onde de détonation quasi cylindrique L de forte puissance dans le chargement 23. Une autre variante de réalisation de l'invention est représentée à la figure 4. Dans une masse d'explosif 33 est creusé un canal cylindrique 34. Dans ce canal on dispose, directement au contact de l'explosif, une enclume 35, un bloc d'explosif 36 présentant un régime tran- sitoire de détonation et une enclume 37 L'enclume 37 est pourvue d'un canal central 38 et d'un lamage 39 comme décrit plus haut. L'originalité de la présente réalisation réside dans le fait que le bloc 36 d'explosif présentant un régime transitoire de détona- tion a été creusé sur une faible longueur de manière à présenter un évidement axial 40 à section circulaire en regard du laiage 39 porté par l'enclume 37 Préférentiellement cet évidement est cy- lindrique Sur la figure 5 le canal 39 et l'évidement 40 sont représentés avec un diamètre identique mais il ne s'agit pas là d'une condition nécessaire selon l'invention Un détonateur 41 est placé dans le canal 38 de manière à venir au contact de l'explosif 36 en pénétrant dans l'évidement 40 qui doit, en tout état de cause, avoir un diamètre supérieur au diamètre du détonateur 41 Le fonc-. tionnement de cette réalisation est identique à celui des réalisa- tions représentées sur les figures 1 et 2. Les systèmes d'amorçage selon l'invention permettent ainsi de créer une onde de détonation torique ou quasi cylindrique, de grande surface, qui se propage perpendiculairement à l'axe de révo- lution du système d'amorçage. Les exemples qui suivent, donnés à titre non limitatif, illustrent la mise en oeuvre des systèmes d'amorçage selon l'invention. Exemple 1: dans un bloc cylindrique d'explosif composite à liant polyuréthanne chargé en octogène on a creusé un canal cylindrique central de diamètre 22 mm dans lequel on a disposé un système d'a- morçage analogue à celui représenté à la figure 1 Le tube métal- lique 11 était un tube de cuivre de i mm d'épaisseur et de 90 mm de long L'enclume 12 en acier faisait 20 mm de diamètre et 33,5 mm de long La charge relais 14 était constituée par un bloc cylindrique en hexocire faisant 20 mm de diamètre et 20 mm de long L'enclume 13 en acier faisait 20 mm de diamètre et 33,5 mm de long Le canal central 15 faisait 7,1 mm de diamètre, le lamage cylindrique 16 faisait 15 mm de diamètre sur une profondeur de 8 mm On a mis en place un détonateur électrique cylindrique à fil explosé de dia- mètre 7 mm et de longueur 9,35 mm L'espace libre 18 était rempli d'air Après allumage on a obtenu dans le bloc d'explosif composite une onde de détonation se propageant perpendiculairement à l'axe de révolution du canal dans lequel était logé le système d'amorçage. Exemple 2: cet exemple concerne la mise en oeuvre particulière d'un dispositif d'amorçage selon l'invention tel que représenté à la figure 3. Dans un bloc d'explosif composite à liant polyuréthanne chargé en octogène, on a creusé un canal cylindrique central de diamètre mm dans lequel on a disposé deux systèmes d'amorçage de façon analogue à celle représentée à la figure 3 à l'exception du tube métallique 25 qui n'a pas été utilisé dans cet exemple L'enclume central 26 en acier faisait 20 mm de diamètre et 69 mm de long. Les deux charges relais 27 et 28 étaient en hexocire et faisaient mm de diamètre et 20 mm de longueur Les enclumes d'extrémité 29 et 30 en acier faisaient 20 mm de diamètre et 33,5 mm de lon- gueur Pour chacune des dites enclumes 29 et 30 le canal central faisait 7, 1 mm de diamètre et le lamage cylindrique axial-15 mm de diamètre sur une profondeur de 8 mm Après mise en place des détonateurs électriques 31 et 32 analogues à celui utilisé dans l'exemple 1 et allumage simultané des deux détonateurs on a ob- tenu dans le bloc d'explosif une onde de détonation quasi cylin- drique se propageant perpendiculairement à l'axe de révolution du canal dans lequel était logé le dispositif d'amorçage. Revendications 1 Système d'amorçage pour dispositif explosif constitué essen- tiellement par une charge d'explosif relais cylindrique enserrée entre deux enclumes cylindriques de même diamètre que la dite charge relais, l'une des deux enclumes comportant sur toute sa longueur un canal central axial à section circulaire dans lequel est logé un détonateur venant au contact de la dite charge relais, caractérisé en ce que: a) l'explosif constituant la dite charge relais est un explosif présentant un régime transitoire de détonation, b) les enclumes sont constituées par un métal lourd ou par un matériau composite a base de résinechargée avec des particules de métal lourd, c) le canal central axial contenant le détonateur se termine par un lamage sur la face de l'enclume en contact de la dite charge relais. 2 Système d'amorçage selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'explosif constituant la dite charge relais est choisi dans le groupe constitué par les hexocires, les octocires et les explo- sifs composites a liant plastique inerte chargés en explosif se- condaire puissant. 3 Système d'amorçage selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'explosif secondaire puissant constituant la charge du dit explosif composite a liant plastique inerte est choisi dans le groupe constitué par l'héxogène et l'octogène. 4 Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que le dit liant plastique inerte est choisi dans le groupe constitué par les polyuréthannes et les polybutadiènes. Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les dites enclumes sont constituées en un métal lourd et non cassant choisi dans le groupe constitué par le fer, l'acier et les alliages lourds à base de fer. 6 Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à caractérisé en ce que le dit lamage est de section circulaire. 7 Système d'amorçage selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dit lamage forme un cylindre creux coaxial au dit canal. 8 Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'espace libre situé entre le dit détonateur et les parois internes du dit lamage est rempli par de l'air ou par un matériau souple. 9 Système d'amorçage selon la revendication 6 caractérisé en ce que la dite charge relais présente un évidement axial à section circu laire en regard du dit lamage. Système d'amorçage selon la revendication 9 caractérisé en ce que le dit évidement est cylindrique. 11 Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le dit système d'amorçage est disposé à l'intérieur d'un tube métallique. 12 Dispositif d'amorçage caractérisé en ce qu'il est constitué par deux systèmes d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à Il disposés symétriquement autour d'une enclume centrale commune.