Brevet FR2539865A1 — publié le 19840727

Tête de combat à charge creuse La présente invention concerne un tête de combat à charge creuse, notamment pour missiles, dans laquelle une coiffe munie d'un contact d'allumage de la charge explosive, un revêtement intérieur en forme d'entonnoir, la charge explosive avec insertion inerte, une charge de relais et une plaque de recouvrement sont disposés les uns derrière les autres et entourés, à l'exception de la coiffe, par une enveloppe. L'élaboration et la mise en oeuvre, déjà à l'échelle de la série, de blindages modernes qui ne sont pas perforés, si ce n'est avec une puissance résiduelle insuffisante, par les têtes de combat à charge creuse actuelles rendent nécessaires des mesures particulières quant à la lutte contre le blindage, afin de rétablir l'équilibre ou de s'assurer l'avantage Il faut entendre par de tels blindages modernes des blindages de nature passive constitués par exemple par une combinai on de plaques de blindage déformables, d'éléments céramiques ou de dispositifs multicouches. On exige par conséquent d'une tête de combat à charge creuse, notamment pour missiles, que, d'une part, sa masse et ses dimensions (calibre et longueur) soient aussi faibles que possible pour assurer la maniabilité de la munition et son aptitude à l'emploi dans des installations d'armes et corps d'entraînement déjà existants et que, d'autre part, sa puissance, c'est-à-dire sa profondeur de pénétration et le volume de son canal de perforation, soit considérablement augment -. L'invention a pour objet une telle tête de combat à charge creuse qui ait des dimensions correspondant à ce qu'exigent les installations d'armes existantes et qui présentent une puissance nettement améliorée. Cette tête de combat à charge creuse est caractérisée par le fait que l'enveloppe comporte, tournée vers la coiffe, une partie cylindrique avant, de diamètre extérieur D corres- pondant au calibre, qui se rattache progressivement à une partie cylindrique arrière, de diamètre extérieur d, entourant la plaque de recouvrement, le rapport du diamètre de la partie arrière au diamètre extérieur de la partie avant étant compris entre 0,6 et 0,8, l'épaisseur de paroi de l'enveloppe repré- sentant une fraction comprise entre 0,005 et 09020 du diamètre extérieur de la partie avant et l'enveloppe étant constituée par de l'aluminium ou par une matière plastique renforcée de fibres. L'invention permet de diminuer, notamment par optimisation des dimensions des parties du carter et des autres parties inertes ainsi que par l'utilisation de matière plastique pour ces parties, la masse desdites parties au profit d'une plus grande masse des parties agissantes de la tête de combat, c'est-à-dire de la charge et du revêtement. L'invention et ses autres caractéristiques seront mieux comprises à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une tête de combat à charge creuse selon ladite invention; la figure 2 reproduit à une échelle agrandie un détail de la partie arrière de la tête de combat selon la figure 1. La tête de combat à charge creuse considérée se compose essentiellement de l'enveloppe 1, de la charge principale 2, du revêtement 3, de l'insertion inerte 4, de la charge de relais 5, du relais d'allumage 6, de la plaque de recouvrement 7 et de la coiffe 80 L'enveloppe 1 est constituée par une matière plastique noire, renforcée de fibres, de préférence de fibres de carbone ou de verre, d'une densité inférieure à 1, 6 ou par de l'aluminium filé, de préférence fluotourné, d'une épaisseur de paroi extrêmement faible Le fluotournage permet d'obtenir une épaisseur de paroi faible et très précise jointe à une haute résistance. L'enveloppe 1 présente une partie cylindrique avant 99 de diamètre extérieur D, tournée vers la coiffe 8 et se rattachant, par une partie médiane convexe 10, à une partie cylindrique arrière 11 dont le-diamètre extérieur d est inférieur au diamètre extérieur D de la partie 9, le rapport d/D étant en fait compris entre 096 et 0,8, et de préférence voisin de 0,70. La partie cylindrique avant 9 et la zone avant de la partie convexe de l'enveloppe 1 s'étendent autour du revêtement- 3, tandis que la partie cylindrique arrière 11 entoure la plaque de recouvrement 7 et la charge de relais 5 L'insertion inerte 4 est entourée par la partie cylindrique arrière 11 ainsi que par la zone arrière de la partie convexe 10 de l'enveloppe 1. L'épaisseur de paroi de l'enveloppe 1 est comprise entre 09005 et 0,02, de préférence entre 0,005 et 0,011, fois le diamètre extérieur D de la partie cylindrique avant 9 de l'enveloppe 1. Par l'utilisation d'une enveloppe extrêmement mince en aluminium ou en matière plastique renforcée de fibres on ne se contente pas d'obtenir une réduction du poids de la tête de combat: s'oppose aussi plutôt à l'effet d'endiguement de l'onde de-détonation survenant notamment dans les plus petits calibres. Une enveloppe 1 en matière plastique offre, en plus de l'avantage d'une réduction considérablelde masse, celui de rendre difficile la détection électronique de la t 8 te de combat et d'exclure le risque de dommages de corrosion. La faible résistance mécanique d'une matière plastique, notamment de tellement faible épaisseur de paroi, met obstacle en soi 'a l'utilisation d'une telle matière pour l'enveloppe 14 La partie agissante insérées notamment la base conique du revêtement 3, s'oppose à une déformation possible pendant le stockage La partie arrière de l'enveloppe 1 est renforcée par la plaque de recouvrement 7 On peut le cas échéant prévoir, en vue d Vun renforcement supplémentaire, une garniture annulaire en aluminium à l'extrémité arrière de l'enveloppe 1. Un conducteur électrique en ruban plat non représenté qui, à partir des points de contact par percussion décrits ci-après, est amené de l'intérieur de la coiffe 8 à, l'extérieur de l'enveloppe, est appliqué par collage sur la face extérieure de ladite enveloppe-1 et, à travers une rainure 12 de la face extérieure de la partie arrière 11 de celle-ci, repasse à l'intérieur par une fente 13. La charge principale 2 se compose d'un explosif classique constitué de préférence par 85 à 90 parties en poids d'octogène et 15 à 10 % en poids de trinitrotoluène. Elle est coulée ou élaborée dans l'enveloppe 1 Cette charge principale 2 entoure le revêtement 3 à l'exception de sa base, l'insertion inerte 4 et, par un c 8 ne intérieur de son extrémité, la charge de relais 5. L'insertion inerte 4 se compose d'une matière plastique expansée, par exemple de polyéthylène expansé 2 d'une densité inférieure à 0,05 On obtient de la sorte une économie de poids supplémentaire Cette insertion inerte 4 est formée d'une partie arrière 14 voisine de la charge de relais 5 et rétrécie coniquement vers le bas ainsi que d'une partie avant 1 5 en forme de calotte Elle est insérée en dépassement de 1 à 2 % dans une cavité correspondante-du culot de la charge principale 2. L'insertion inerte 4 présente un diamètre di 1 On a désigné par h sa hauteur totale et par h 4 la distance entre le sommet de sa partie en forme de calotte 15 et celui du revêtement en forme d'entonnoir 3. Le rapport dl/d est compris entre 0,7 et 0,8, de préférence entre 0,75 et 0,80 Dans le cas d'un intervalle entre l'insertion inerte 4 et l'enveloppe 1 correspondant à un rapport supérieur à 098, c'est-à-dire dans le cas d'un intervalle trâs étroit, des inhomogénéitéo asymétriques inévitables par la technique de fabrication se font sentir trop fortement dans la charge principale 20 Dans le cas d'un large intervalle, c'est-à- dire d'un rapport inférieur à 0,75, voire à 0,7, il n'intervient en revanche plus de guidage suffisant de l'onde de détonation Le rapport h 4/h est compris entre 0,5 et 0,7 Dans le cas d'un rapport h 4/h supérieur à 0,7, on risque de voir l'onde de choc transmise à travers l'insertion inerte 4 atteindre le sommet de celle-ci avant l'onde de détonation et provoquer de ce fait des perturbations de ladite onde de détonation. Le revêtement conique 3 se compose de cuivre d'une pureté extrême, c'està-dire comprise entre 99,96 et 99,99 S Son épaisseur de paroi est comprise entre 0,015 et 0,020 fois le diamètre extérieur D de la partie avant 9 de l'enveloppe 1. En cas d'épaisseur de paroi inférieure à 09015 D, on constate une sensibilité trop grande du dard En revanche, en cas d'épaisseur de paroi supérieure àa 0,020 D, la masse et la vitesse de pointe du dard sont plus faibles L'angle d'ouver- ture du revêtement 3 est de 50 à 550, contre 600 et davantage dans les revêtements classiques On obtient par là, un accroissement de la vitesse de pointe du dard, la puissance maximale intervenant à une distance du but de 8 à 12 calibres (D), et un fractionnement du dard seulement à 12 calibres. Le revêtement conique en cuivre 3 est réalisé par fluotournage suivi d'un recuit de recristallisation dans le vide ou en atmosphère protectrice Le fluotournage est rendu nécessaire par le fait qu'il n'est plus possible de former de façon satisfaisante des platines de cuivre à ce diamètre de base et avec une telle épaisseur de paroi par emboutissage. Par le recuit de recristallisation, on diminue davantage la dureté du cuivre et on élimine des tensions résiduelles de même qu'une texture résultant du fluotournage On obtient ainsi au total un revêtement 3 extrêmement homogène et hautement ductile qui donne naissance à un dard d'une efficacité correspondante. La charge de relais 5 est constituée, comme la charge principale, par un explosif classique, de préférence 85 à 90 % en poids d'octogène et 15 à 10 % en poids de trinitrotoluène. Elle est formée par une plaque en forme d'entonnoir qui est placée entre la plaque de recouvrement 7 et l'insertion inerte 4 et qui pénètre par un rétrécissement conique dans le relais d'allumage 6, le pourtour conique, allant en s'élargissant vers la plaque de recouvrement 7, de ladite plaque en entonnoir étant pressé par cette même plaque de recouvrement 7 dans un siège conique, complémentaires de la charge principale 2. Le relais d'allumage 6 est formé par un comprimé de tétryle de forme cylindrique qui présente un diamètre dp et une hauteur hp, avec un rapport du diamètre dp au diamètre d de la partie arrière 11 de l'enveloppe 1 de préférence compris entre 0,1 et 0,15 et un rapport du diamètre d à la hauteur h 9 du relais d'allumage 6, ou comprimé de tétryle, de préférence compris entre 0,7 et 1,1. Le relais d'allumage 6 comporte une cavité conique ou toroïdale qui assure toujours un contact ponctuel, indépen- damment des tolérances et du centrage, avec la pointe de la charge de relais 5. Le relais d'allumage 6 est placé dans un prolongement tubulaire 16 de la plaque de recouvrement 7 et se trouve centrée de ce fait La plaque de recouvrement 7 se compose de préférence d'une matière plastique renforcée de fibres de verre et noire, d'une densité de 196 au plus, et est munie de nervures de renforcement pour absorber la pression Elle est de préférence réalisée en moulage par injection Outre le prolongement 16 destiné au relais d'allumage 69 des supports 17 sont venus d'injection avec la plaque de recouvrement 7 pour des poids d'équilibrage 189 de préférence en plomb Ces poids d'équilibrage 18 présentent à cet effet un alésage à travers lequel on enfonce un bouton-poussoir qui s'enclenche dans un alésage dudit support 17 Une rainure longitudinale 12 ménagée dans la partie inférieure 11 de l'enveloppe 1 permet d'amener, à travers la fente 13, le conducteur électrique en ruban plat non représenté à des fiches de contact électrique de la plaque de recouvrement 7. La fixation de la tête de combat sur les missiles se fait par un anneau de raccordement 21 établi en écrou-chapeau et placé sur le missile La partie arrière 11 de l'enveloppe 1 présente un alésage pour une broche de positionnement 22 qui pénètre dans un évidement correspondant de la plaque de recou- vrement 7 L'anneau de raccordement 21 est lui-même fixé à la tête de combat par un jonc de retenue 23 en prise dans une rainure annulaire de l'enveloppe 1. La plaque de recouvrement 7 est empêchée de tourner au moyen d'un alésage avec broche cylindrique la traversant ainsi que l'enveloppe 1, mais non représenté sur le dessin. La partie arrière 11 de l'enveloppe 1 comporte, le cas échéant sur la garniture annulaire en aluminium précitée, un filetage intérieur pour un anneau de serrage 24 qui comprime la plaque de recouvrement 7 contre la charge de relais 5 et la charge principale 2. La coiffe 8 disposée devant la charge creuse est établie en forme de col de bouteille, et la distance de son sommet antérieur à la base du revêtement 3 correspond au moins à 2, ou de préférence à 2,5, fois le diamètre extérieur, ou calibres D de la partie avant 9 de l'enveloppe 1 Cette relativement grande distance assure une formation parfaite du dard En outre, la forme, la masse et la longueur de la-coiffe 8 assurent une distance faibles et par conséquent optimale, entre le point de poussée aérodynamique et le centre de gravité de la tête de combat. Ainsi que la plaque de recouvrement 7 et le cas échéant l'enveloppe 1, la coiffe 8 est réalisée en une matière plastique renforcée de fibrespar exemple de verre,et noire. Elle comporte, pour l'actionnement du relais d'allumage 6, des points de contact par percussion Un contact 25 composé de deux minces calottes métalliques disposées concentriquement est prévu au sommet de la coiffe 8 e La formeen col de bouteille de ladite coiffe 8 permet en outre la fixation d'un autre contact dans la partie arrière élargie en forme d'épaulement de celle- ci Cet autre contact se compose de deux parties coniques intérieure et extérieure 26, 27 en tole métallique, la deuxième complémentaire de la première Des câbles 28 et 29 relient les calottes métalliques respectives du contact 25 du sommet aux parties coniques en tôle 27, 26 correspondantes placées dans la partie arrière élargie de la coiffe 8 et, par le conducteur en ruban plat de la face extérieure de l'eave- loppe 1, à la fiche de contact 20 de la plaque de recouvrement 7 et par conséquent au dispositif d'allumage O Le contact formé par la conjonction des parties de t 8 le 26 et 27 dans la ú 539 9,S 5 partie arrière en forme d'épaulement de la coiffe 8 agit, en cas d'impact rasant, jusqu'à une inclinaison du but de 800. La partie extérieure conique 27 est fixée à la coiffe 8. Un anneau 30 muni, sur tout son pourtour, de poches 31 est en outre disposé dans la partie arrière en forme d'épaulement de la coiffe 8 Des poids d'équilibrage, de préférence en plomb, peuvent être enfoncés dans ces poches 31 afin d'empêcher par exemple un balourd dans la rotation de la t 9 te de combat et d'agir sur le centre de gravité* A u raccordement à l'enveloppe 1, l'anneau 30 est muni d'une bague de recouvrement aérodynamique 32, en matière plastique renforcée de fibres et noirequi, sous l'action de ressorts non représentés, s'enclenche dans une rainure de l'enveloppe 1 O La partie conique d'extrémité 28 du deuxième contact est fixée à, l'anneau 30. REVENDICATIONS 1 Tête de combat à charge creuse, notamment pour missiles, dans laquelle une coiffe munie d'un contact - d'allumage de la charge explosive, un revêtement intérieur en forme d'entonnoir, la charge explosive avec insertion inerte, une charge relais et une plaque de recouvrement sont disposés les uns derrière les autres et entourés, à l'exception de la coiffe, par une enveloppe>caractérisée par le fait que l'enveloppe ( 1) comporte, tournée vers la coiffe ( 5), une partie cylindrique avant ( 9), de diamètre extérieur D corres- pondant au calibre, qui se rattache progressivement à une partie cylindrique arrière ( 11), de diamètre extérieur d, entourant la plaque de recouvrement ( 7), le rapport du diamètre extérieur d de la partie arrière ( 11) au diamètre extérieur D de la partie avant ( 9) étant compris entre 0,6 et 0,89 l'épaisseur de paroi de l'enveloppe ( 1) représentant une fraction comprise entre 0,005 et 0,020 du diamètre extérieur D de la partie avant ( 9) et l'enveloppe ( 1) étant constituée par de l'aluminium ou par une matière plastique renforcée de fibres. 2 Tête de combat à charge creuse selon la revendication 1 caractérisée par le fait que l'insertion inerte est constituée par une matière plastique expansée. 3 Tète de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée par le fait que l'insertion inerte ( 4) se compose d'une partie conique arrière ( 14) et d'une partie avant en forme de calotte ( 15). 4 Tête de combat à, charge creuse selon la revendication 3 caractérisée par le fait que le rapport du diamètre maximal dl de l'insertion inerte ( 4) au diamètre extérieur d de la partie arrière ( 11) de l'enveloppe ( 1) est compris entre 0,7 et 0,8. Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisée par le fait que le rapport de la distance h 4 entre le sommet de l'insertion inerte ( 4) et la pointe du revêtement en forme d'entonnoir ( 3) à la hauteur totale h de l'insertion inerte ( 4) est compris entre 0,5 et 0,7. 6 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par le fait que le revêtement ( 3) présente une épaisseur de paroi comprise entre 0, 015 et 0,020 fois le diamètre extérieur D de la partie avant ( 4) de l'enveloppe ( 1). 7 Tête de combat à charge creuse selon la revendication 6, avec revêtement en cuivre, caractérisée par le fait que la pureté du cuivre est comprise entre 99996 et 99,99 %. 8 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisée par le fait que le revêtement en cuivre ( 3) est réalisé par fluotournage suivi d'un recuit de recristallisation dans le vide ou en atmosphère protectrice. 9 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée par le fait que l'angle d'ouverture du revêtement ( 3) est de 50 à 550. Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée par le fait que la charge de relais ( 5) est formée par une plaque en forme d'entonnoir qui pénètre dans le relais d'allumage ( 6) par un rétrécissement conique. 11 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée par le fait que la plaque de recouvrement ( 7) comporte, venus d'injection avec elle, un prolongement pour accueillir le relais d'allumage ( 6) et/ou des supports ( 17) pour des poids d'équilibrage ( 19) et/ou, noyées à l'injection, des broches de positionnement pour empêcher une rotation de la tête de combat par rapport au missile. 12 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisée par le fait que la coiffe ( 8) est constituée par une matière plastique. 13 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisée par le fait que la coiffe ( 8) est établie en forme de col de bouteille et ^ 25 ^ 359 ^ 55 ^ présente une longueur qui correspond au moins au double du diamètre extérieur D de la partie avant ( 9) de l'enveloppe ( 1). 14 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisée par le fait que la coiffe ( 8) comporte, pour l'allumage du relais, ou détonateur, ( 6), un contact ( 25) sur son sommet avant et un contact formé par deux parties coniques, intérieure ( 26) et extérieure ( 27), dans sa partie arrière élargie. Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 caractérisée par lé fait que dans la partie arrière élargie de la coiffe ( 8) est disposé un anneau ( 30) muni de poches ( 31) destinées à recevoir des poids- d'équilibrage et protégées par une bague de recouvrement ( 32). 16 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 caractérisée par le fait que la coiffe ( 8), la bague de recouvrement ( 32), la plaque de recouvrement ( 7) et le cas échéant l'enveloppe ( 1) sont constituées par une matière plastique renforcée de fibres et teinte en noir. 17 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 caractérisée par le fait que la partie arrière ( 11) de l'enveloppe en matière plastique ( 1) comporte une garniture annulaire en aluminium qui est munie d'un filetage intérieur pour un anneau de serrage ( 24) qui comprime la plaque de recouvrement ( 7) contre le, charge de relais ( 5) ainsi que contre la charge principale ( 2) et en outre une rainure annulaire extérieure pour recevoir un jonc de retenue ( 23) qui positionne l'anneau ( 21) pour le raccordas ment au missile. 18 Tête de combat à charge creuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 17 caractérisée par le fait que sur la face extérieure de l'enveloppe ( 1) est appliqué par collage un conducteur électrique en ruban plat qui est amené, à travers une fente ( 13) de la partie arrière ( 11)-de l'enveloppe ( 1) 'à des fiches de contact ( 20) de la plaque de recouvrement ( 7).