Brevet FR2560375A1 — publié le 19850830

La présente invention concerne un engin explosif à fragmentation, tel qu'un obus, une mine, une roquette, un missile ou analogue. Les engins explosifs à fragmentation connus comprennent un corps creux en métal, de révolution autour d'un axe, qui renferme une charge explosive. Lors de l'explosion, la paroi de ce corps creux se fragmente en produisant une gerbe d'éclats. Dans les engins explosifs connus, le corps creux est parfois constitué par une multitude d'éléments séparés les uns des autres par des moyens de fragilisation permettant la fragmentation dudit corps creux lors de 11 explosion de la charge. Ces moyens de fragilisation peuvent être obtenus par exemple au moyen de rainures ménagées sur la face externe et/ou interne du corps creux métallique. Ces rainures ou lignes de fragilisation s'étendent généralement suivant des génératrices du corps creux et suivant des cercles perpendiculaires à ces dernieres. Dans certaines réalisations, ces rainures ou lignes de fragilisation s'étendent suivant deux séries sécantes d'hélices symétriques par rapport à l'axe de révolution du corps. On connut par ailleurs des engins explosifs comportant des moyens pour focaliser les éléments de fragmentation suivant un cercle situé dans le plan de asymétrie du corps creux perpendiculaire à l'axe de révolution de ce dernier. De tels moyens sont décrits par exemple dans la demande de brevet français NO 82 07 811 du 5 Mai l982 déposée par la Demanderesse. L'inconvénient des réalisations connues est que tous les éclats provenant d'une rangée d'élements s'étendant suivant une génératrice du corps creux sont focalisés en un point situé dans le plan de symétrie du corps perpendiculaire à l'axe de révolution de ce dernier. Ainsi, il existe dans ce plan un nombre de points de focalisation égal au nombre de rangées d'éléments de fragmentation, séparés par des zones très étendues dépourvues d'éclats, qui ne sont donc pas affectees par l'explosion de l'engin. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en créant un engin explosif à fragmentation et focalisation, présentant une efficacité nettement augmentée par rapport à celle des engins explosifs connus. L'engin explosif à fragmentation visé par l'invention, comprend un corps creux en métal, de révolution autour d'un axe, -ui renferme une charge explosive, ce corps creux étant constitué par une multitude d'éléments séparés les uns des autres par des moyens de fragilisation permettant la fragmentation dudit corps creux lors de l'explosion de la charge, cet engin explosif comprenant en outre des moyens pour focaliser les éclats provenant de ces eléments suivant un cercle situé dans le plan de symétrie du corps perpendiculaire à l'axe de ce dernier. Suivant l'invention, cet engin explosif à fragmentation est caractérise en ce que les éléments forment des rangées qui s'étendent suivant des lignes sensiblement hé licoldales et parallèles qui s 'écartent progressivement des génératrices du corps creux. Ainsi, les éléments appartenant à l'une quelconque des rangées, au lieu de se focaliser en un point unique du plan de symétrie du corps perpendiculaire à l'axe, se repartissent sur plusieurs points de part et d'autre du point précité. L'efficacité de l'engin se trouve ainsi considérablement augmentée. Selon une version préférée de l'invention, lesdites lignes sensiblement hélicoidales et parallèles s'écartent des génératrices du corps creux de façon cue l'extremitU d'une ligne située sur l'une des bases du corps creux soit située sur la même génératrice que l'extrémité située sur l'autre base de la ligne voisine à la précédente. De ce fait, tous les éclats provenant de ces éléments sont focalisés en un grand nombre de points régulièrement répartis sur un cercle centré sur l'axe de l'engin et situé dans le plan de symétrie perpendiculaire à cet axe. Ce nombre de points de focalisation est égal au nombre d'éléments d'une rangée multiplié par le nombre de rangées. Ce nombre peut donc être très élevé. Par conséquent, l'effet de destruction de l'engin est considérablement accru notamment vis-à-vis du personnel. Selon une version avantageuse de l'invention, les moyens de fragilisation sont des lignes de fragilisation constituées par deux séries de lignes hélicoïdales parallèles, les lignes de l'une des séries croisant les lignes de l'autre série et les premières ayant un pas différent des premières ou leur nombre étant différent. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un engin explosif conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective du corps cylindrique creux de l'engin, montrant la répartition des lignes de fragilisation et la focalisation des éclats ; - la figure 3 est le développement sur un plan de la figure 2 - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, d'une seconde réalisation de l'invention - la figure 5 est une vue analogue aux figures 3 et 4, montrant une troisième réalisation de l'invention. Dans la réalisation de la figure 1, 11 engin explosif conforme à l'invention comprend un corps creux 1 allongé et cylindrique en un métal susceptible de se fragmenter tel que l'acier et renfermant une charge explosive 2 telle que l'hexolite 65/35 (65% d'exogène et 35% de TNT). Les extrémités opposées 3, 4 de la cavité cylindrique contenant la charge explosive 2 sont fermées par des disques métalliques 5, 6 perpendiculaires- à l'axe de llen- gin. Ces disques 5, 6 sont directement en contact avec la charge explosive 2 et sont recouverts extérieurement par une masse explosive 7, 8 comportant un dispositif d'amor çage 9, 10. Les disques 5, 6 sont réalisés de préférence en un métal ou alliage tel que le cuivre, plus ductile et plus dense que le métal qui constitue le corps creux 1. Dans le cas par exemple d'une roquette, la partie avant est recouverte par une ogive 11 et la partie arrière comporte une tuyère 12. Grâce aux charges explosives 7, 8, lors de l'explosion de l'engin les éclats formés par fragmentation du corps cylindrique 1 sont focalisés sensiblement suivant un cercle centré sur l'axe X-X' de l'engin et situé dans le plan P de symétrie du corps 1. L'engin explosif ci-dessus est décrit dans la demande de brevet français NO 82 07 811 du 5 Mai 1982 au nom de la Demmnderesse. Dans les engins explosifs connus, le corps creux 1 est composé d'une multitude d'éléments séparés les uns des autres par des moyens de fragilisation, tels que des rainures ménagées sur la surface extérieure et/ou intérieure du corps creux 1, qui permettent la fragmentation de ce dernier en une multitude d'éclats métalliques dont les dimensions correspondent sensiblement aux éléments précités. Dans les réalisations connues, ces rainures de fragmentation s'étendent généralement suivant des génératrices équidistantes du corps cylindrique 1 et des cercles équidistants centrés sur l'axe X-X'. Conformément à l'invention (voir figure 2), les éléments 13 forment des rangées délimitées par des lignes de fragilisation 14 hélicoidales et parallèles qui s'étendent entre les bases la et lb du corps cylindrique 1, en s'écartant progressivement des génératrices 15 et ce dernier. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, les éléments 13 sont également délimités par des lignes de fragilisation 16 constituées par des cercles équidistants centrés sur l'axe X-X' du corps creux 1. Ces cercles 16 peuvent être remplacés par des ellipses transversales aux lignes hélicoldales 14, comme représentées en pointillé par la référence 16a. Les lignes de fragilisation 14 et 16 peuvent être constituées par des rainures creusées sur la surface extérieure et/ou intérieure du corps 1. Ces rainures doivent etre suffisamment profondes pour que,lors de l'explosion, le corps cylindrique 1 soit fragmenté en une multitude d'éclats de dimensions correspondant sensiblement à celles des éléments 13. De préference, comme indiqué sur la figure 2 les lignes ou rainures hélicoïdales 14 s'écartent des génératrices 15 du corps cylindrique 1 de façon que l'extrémité 14a d'une ligne 14 située sur la base la du corps creux 1 soit située sur la meme génératrice 15 que l'extrémité 14b située sur l'autre base lb de la ligne hélicoidale 14 voisine à la précédente. Ainsi entre les deux bases la et lb du corps 1, les lignes hélicoïdales 14 s'écartent des génératrices sur une distance correspondant à la largeur d'un élément 13 mesure sur le cercle défini par chacune des bases la et lb. On va maintenant exposer en référence aux figures 2 et 3 le fonctionnement de l'engin explosif que l'on vient de décrire. On ne considèrera d'abord que les éléments 13a situés au milieu du corps cylindrique 1. Chaque élément 13a comporte en son milieu un point M1, M2, M3, M4, X Ms situé sur un cercle C1 centré sur l'axe X-X' est situé dans le plan de symétrie P. Lors de l'explosion/les éléments 13a sont projetés radialement vers l'extérieur dans le plan P. Après un certain temps, les points M1, M2, ... occupent les positions N1, N2 .... N; situées sur un cercle C2 concentrique au cercle C1 et également situé dans le plan P. Considérons maintenant les milieux I1, J2, L2 des éléments 13 situés dans la même rangée que l'élément 13a ayant pour milieu M2. Lors de l'explosion, grâce aux charges explosives 7 et 8 (voir figure 1) disposées sur les extrémités opposées du corps cylindrique 1, les éléments 13 ci-dessus sont projetés vers le plan P de sorte que les points I2 J2' L2 occupent après un certain temps, les positions situées sur le cercle C2. On comprend que si les points I2, J2, L2 et M2 étaient situés sur une génératrice du corps cylindrique 1, la trajectoire de l'ensemble de ces points aboutirait au point N2 Ainsi les éclats provenant de l'ensemble des éléments 13, 13a du corps cylindrique 1 seraient focalisés aux points N1, N2, N3, N4, N5 ... Par conséquent il existerai dans ce cas des zones étendues du plan P comprises entre ces points N1,N2 ... non affectées par les éclats. Grace à l'invention, les éclats provenant des points 121 J2, L2 au lieu de se focaliser en un point unique N2, sont projetés en des points I'2I J'2' L'2 situés sur le cercle C2 entre les points N2 et N3. En poursuivant la démonstration précédente, on peut montrer que les points 03, P3 et Q3 situés au milieu des éléments situés dans la rangée voisine à laquelle appartient l'élément central ayant pour milieu M3 se focalisent en des points 0'3, P'3, Q'3 situés sur le cercle C2 entre les points N2 et N3. On peut démontrer également que si comme indiqué sur la figure 2, les lignes hélicoldales 14 s'ecartent des gé nératrices 15 d'une distance maximale correspondant à la largeur d'un élément 13, les points de focalisation Liez Ji2, I'2, Q'3, P'3 et 0' 3 des éclats sont régulièrement répartis entre les points N2 et N3. Ainsi pour l'ensemble des éléments 13, 13a du corps cylindrique 1, si on appelle n le nombre de rangées et b le nombre d'éléments contenus dans chaque rangée, on obtient n x b points de focalisation régulièrement répartis sur le cercle C2. Grâce à l'invention, il est donc possible d'obtenir que les éclats affectent l'ensemble du plan P. De ce fait, l'efficacité destructrice de l'engin explosif est considérablement augmentée par rapport à celle des réalisations connues. Dans les réalisations des figures 4 et 5, on a représenté, en développement sur un plan, deux corps cylindriques 20, 21; Dans ces réalisations, les moyens de fragilisation sont des lignes de fragilisation constituées par deux séries 22, 23 ; 24, 25 de lignes hélicodales parallèles. Dans les deux cas, les lignes 22, 24 de la première série, se croisent avec les lignes 23, 25 de la seconde serie en définissant ainsi une série d'éléments de fragmentation 26, 27. Dans le cas de la figure 4, le nombre des lignes de la série 22 est différent de celui de la série 23. Dans le cas de la figure 5, le pas a de la série de lignes 24 est différent du pas b de la série de lignes 25. Dans les deux cas, on constate que les rangées parallèles d'éléments 26 ou 27 s'étendent suivant des directions D1 ou D2 formant un angle el ou e avec une génératrice GI ou G2 du corps cylindrique 20, 21. Ccmme dans le cas de la réalisation selon la figure 3, l'angle entre la direction D1 ou D2 des éléments et la génératrice G1 ou G2 est telle que cette direction D1 ou D2 s'écarte de la génératrice G1 ou G2 d'une distance maximum d dl ou d2 correspondant à la largeur d'un élément 26, 27 mesurée sur une base du corps cylindrique 21 ou 22. Les effets techniques des réalisations représentées sur les figures 4 et 5 sont identiques à ceux obtenus par la réalisation selon les figures 2 et 3. La réalisation selon la figure5 est préférée à celle de la figure 4 car elle est d'exzcution industrielle plus simple. Bien entendu l invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceuxci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi les rainures hélicoliales peuvent être réalisées mécaniquement , par laser, bombardement ionique, ou procédé analogue. Par ailleurs ces rainures peuvent etre remplacées par d'autres moyens de fragilisation ou zones de rupture. Ainsi les différents éléments du corps cylindrique peuvent être assemblés par un liant présentant une résistance à la rupture plus faible que le métal de ces éléments. De plus ces éléments au lieu d'être de forme quadrangulaire peuvent avoir une forme circulaire ou tout autre forme ap propriée. Bien entendu, le corps creux 1, 20, 21 au lieu d'entre cylindrique peut être de forme tronconique ou bombée, ou présenter tout autre forme de révolution. REVENDICATIONS 1. Engin explosif à fragmentation, comprenant un corps creux (1) en métal, de révolution autour d'un axe (X-X'), qui renferme une charge explosive (2), ce corps creux nt constitué par une multitude d'éléments (13, 13a) séparés les uns des autres par des moyens de fragilisation (14, 16) permettant la fragmentation dudit corps creux lors de l'explosion de la charge, cet engin explosif comprenant en outre des moyens (6, 7, 8, 9) pour focaliser les éclats provenant de ces éléments suivant un cercle (C2) situé dans le plan (P) de symétrie du corps perpendiculaire à l'axe de révolution de ce dernier, caractérisé en ce que les éléments (13, 13a) forment des rangées qui s'étendent suivant des lignes (14) sensiblement hélicoldales et parallèles qui s'écartent progressivement des génératrices (15) du corps creux (1). 2. Engin explosif à fragmentation, caractérisé en ce que lesdites lignes (14) sensiblement hélicoidales et parallèles s'écartent de; génératrices (15) du corps creux (2) de façon que l'extrémité (14a) d'une ligne (14) située sur l'une (la) des bases du corps creux (1) est située sur la mm génératrice (15) que l'extrémité (14b) située sur l'autre base (lb) de la ligne (14) voisine de la précédente. 3. Engin explosif conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de fragilisation sont des lignes de fragilisation constituées par deux séries (22, 23) de lignes hélicoidales parallèles, les lignes de l'une des série croisant les lignes de l'autre série et ces deux séries de lignes ayant des pas (a, b) différents. 4. Explosif conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de fragilisation sont des lignes de fragilisation constituées par deux séries (24, 25) de lignes hélicoldales parallèles, les lignes de l'une des séries, croisant les lignes de l'autre série et leur nombre étant différent.