Brevet FR2559895A1 — publié le 19850823

Les grenades à main sont utilisées depuis de très nombreuses années, notamment comme armes anti-personnel. Elles sont équipées d'un bouchon allumeur pour les faire exploser, soit à l'impact, soit avec un retard déterminé, d'une durée pouvant aller jusqu'à quelques secondes. La plupart des systèmes utilisés à l'heure actuelle sont fondés sur des principes de fonctionnement mécaniques, d'horlogerie, pyrotechniques, sans ou avec retard. Ces différents systèmes connus sont compliqués et peu fiables, ou bien ils donnent lieu à des valeurs de temps de retard aléatoires, sensibles au vieillissement au cours de leur vie passive. Ils présentent également une grande sensibilité à la chute. Cet inconvénient est préjudiciable à la sécurité, et peut même conduire à des accidents mortels, par exemple si le combattant laisse tomber inopinément la grenade dégoupillée avant de la lancer. La présente invention se propose d'apporter une granade à main ne présentant pas les inconvénients des grenades à main connues. A cet effet, l'invention concerne une grenade à main assurant les fonctions neutralisante, vulnérante et fusante, ou percutante-fusante, qui comporte un bouchon allumeur à circuit électronique de traitement actionné, au moment du lancement, par l'éjection d'une cuillère de sécurité, et alimenté par une pile amorçable. Selon l'invention, le circuit de traitement est à base de composants hybrides, de préférence, utilisant des circuits intégrés sous forme de "puces" et des capacités sous forme de "capacités ultraminces", et on prévoit des moyens permettant le choix du fonctionnement : au choc à l'impact et/ou avec un retard préétabli, Le bouchon allumeur assure également la sécurité d'interruption de chaîne pyrotechnique.Il est placé, selon l'invention, au "milieu" de la grenade, entre deux demi-corps en explosif montés de part et d'autre, et il est organisé de façon à produire peu ou pas d'éclats. Par ailleurs, la grenade à main selon l'invention comprend un détecteur de choc à l'impact réalisé par un réseau multidirectionnel de films piézoélectriques, placé de préférence à l'intérieur des deux demi-corps en explosif. En outre, la grenade à main suivant l'invention fait le plus large appel aux matières plastiques moulées de densité peu élevée, afin de reporter le plus possible la masse gagnée sur les produits utiles - soit, pour la grenade en version neutralisante, sur l'explosif tout en diminuant la production d'éclats, - soit, pour la grenade en version vulnérante, sur les éclats vulnérants. La grenade à main, selon l'invention, dans sa version vulnérante, comprend un manchon extérieur amovible, faisant office de renforçateur d'éclats, ce manchon étant, de préférence, en matériaux lourds, préfragmentés. Ce manchon, selon l'invention, est immobilisé en place, par l'intermédiaire d'une simple bague filetée. A l'extrémité inférieure du corps de grenade équipée ou non du manchon renforçateur d'éclats, on peut, éventuellement, fixer une poignée ou un manche aidant au lancement. Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après. I1 est bien précisé cependant qu'il s'agit uniquement d'exemples et que tous les autres modes de construction, formes, proportions, dispositions etc... peuvent etre également utilisés sans sortir du cadre de l'invention.Sur les dessins - La Figure 1 représente une vue "éclatée" de la grenade à main dans l'ensemble de ses versions, selon l'invention; - les Figures 2, 3 et 4 sont respectivement des vues en coupe longitudinale, en coupe transversale selon 3-3 de la Figure 2 et de dessus, de la grenade à main version neutralisante, selon l'invention, en position sécurité - les Figures 5, 6 et 7 sont respectivement des vues en coupe longitudinale, en coupe transversale selon 6-6 et en vue de dessus de la même version de grenade neutralisante, selon l'invention, mais en position lancement;; - les Figures 8 et 9 représentent en vue longitudinale extérieure et en vue extérieure en bout la grenade à main, en version vulnérante, selon l'in vention - la Figure 10 illustre un exemple de réalisation,sous forme de schéma par blocs, du circuit électronique de traitement; - les Figures 11 à 16 représentent l'allure des signauxet réponse des circuits dans tous les cas de configuration de fonctionnements possibles, suivant la position du sélecteur - Fig. 1 1 - position percutant-fusant - choc d'impact détecté avant temps choisi (moins d'une seconde, par exemple) - inhibition du circuit : sécurité d'impact rapproché ou chute - Fig. 12 - position percutant-fusant - choc d'impact détecté entre deux limites de temps choisies - fonctionnement percutant à l'impact (par exemple, moins d'une seconde d'une part et quelques secondes d'autre part) - Fig. 13 - position percutant-fusant - choc d'impact non détecté fonctionnement en fusant au-delà d'un temps prédéterminé, par exemple plus de quelques secondes - Fig. 14 - position fusant - choc d'impact détecté avant urX temps choisi (moins d'une seconde, par exempie) - inhibition du circuit : sécurité d'im- pact rapproché ou chute - Fig. 15 - position fusant - choc d'impact détecté entre les deux temps limites ci-dessus - fonctionnement fusant au-delà de quelques secondes - Fig. 16 - position fusant - choc d'impactnon détecté - fonctionne ment en fusant au-delà de quelques secondes. En se référant, en premier lieu, à la Figure 1, on voit que b grenade à main, selon l'invention, comprend les principaux sous-ensembles constitutifs suivants a) Un ensemble de bouchon allumeur 1 placé au "milieu" de la grenade, assurant toutes les configurations de fonctionnement et de sécurité de la grenade, le choix de la version fusante ou percutante-fusante étant réalisé par l'intermédiaire d'un levier de commande extérieur 4, monté en extrémité de l'axe 4'; b) un ensemble explosif divisé en deux demi-corps 2 et 3 montés de part et d'autre du bouchon allumeur 1 ;; c) un ensemble de sécurité et de manipulation composé d'une cuillère largable 5 et d'une goupille de sécurité 6 d) un ensemble vulnérant 7 constitué par un manchon renforçateur d'éclats e) éventuellement, une poignée ou manche de lancernLenLt 8 L'ensemble du bouchon allumeur 1 qui se présente sous la forme d'un disque placé au "milieu" de la grenade, est constitué, selon l'invention d'un corps cylindrique 9 réalisé en matière plastique moulée et d'un bouchon d'obturation 10, également en matière plastique moulée. Dans ce corps 9, sont placés tous les composants suivants du bou chon allumeur Tout d'abord3 une alimentation électronique pouvant autre de préfé rence et selon l'invention, une pile thermo amorsEable 14 comprenant un élec trolyte à base de calcium.Avant initiation, c'est-à-dire au stockage et avant lancement, l'électrolyte est solide, donc la pile est inerte, ce qui représente une sécurité absolue de manipulation, selon l'invention Au moment du lancement, la pile est initiée, selon l'invention, par une amorce percutante 14', grâce à l'action d'un percuteur 15 et de son ressort 16. I1 s'ensuit une réaction exothermique de la composition 'pyrotechnique contenue dans la pile 14 qui porte l'électrolyte à l'état liquide. La pile se trouve alors "activ-ée". Au bout de plusieurs secondes (10 secondes par exemple), eten cas de non fonctionnement de la grenade, l'électrolyte redevient solide par refroidissement et, selon l'invention, la pile est rendu de nouveau inerte, d'où une grenade rendue inerte, ce qui garantit la sécurité de champ de tir. La durée de vie active de la pile, très courte, de l'ordre de quelques secondes, correspond à la phase liquide de l'électrolyte. Ce type de pile a un temps de réponse très faible, de l'ordre d'une petite. fraction de seconde. Elle est capable de délivrer un courant de quelques dizaines de m.A en régime continu, ainsi qu'un courant de pointe de quelques ampères. Il est bien entendu que tout autre sorte de source d'énergie électrique peut être utilisée et rentre dans le cadre de la présente invention. Le mécanisme de percussion et d'armement comprend un boisseau 11, situé dans un plan diamétral du bouchon allumeur 1, un ressort d'armement 12, monté sur la partie postérieure du boisseau 11, un relais d'amorçage 13, monté au milieu du boisseau 11, le percuteur rotatif 15, avec son ressort 16, commandé par le boisseau Il, et situé latéralement à celui-ci, enface de la pile thermoamorçable 14. Selon l'invention, le circuit électronique de traitementl7 est à forme hybride, utilisant des circuits intégrés sous forme de "puces'l et dercapacités sous forme ultraminces, assurant toutes les fonctions de la grenade et dont le détail de fonctionnement est décrit plus loin. Cette forme moderne de réalisation est particulièrement adaptée, par son volume et son coût réduit, aux dimensions de la grenade et à sa grande diffusion. Une amorce détonateur électrique 18 constitue la source d'initiation de l'allumeur. L'ensemble explosif, formé des deux demi-corps 2 et 3, situés de part et d'autre du bouchon allumeur 1, selon l'invention, est constitué - d'un demi-corps supérieur 1 9 en matière plastique moulée, comprenant un bloc en explosif comprimé 20, muni axialement d'une colonne d'amorçage 21, selon l'invention, - d'un demi-corps inférieur 22, également enmatière plastique moulée et comprenant un bloc en explosif comprimé 23 etune colonne axiale d'amorçage 24, selon l'invention. Les explosifs comprimés et les colonnes axiales d'amorçage peuvent être, par exemple, en hexogène-cire 9515 ou 98/2. Bien entendu, ces exemples ne sont pas limitatifs. Les deux demi-corps 19 et 22 sont fixés de part et d'autre de l'ensemble bouchon allumeur 1, par collage par exemple, sur les emboitements 19' et 22'. L'ensemble ainsi réalisé constitue, selon l'invention, une colonne axiale d'amorçage continue avec le relais 13 du boisseau, une fois l'armement de la grenade effectué (interruption de chaîne pyrotechnique levée). Le corps supérieur 19 comprend un bossage 50, venant de moulage et un axe 51 servant de maintien à la cuillère 5 et d'articulation lors de son éjection. Le corps inférieur 22 comprend un bossage 52, venant de moulage et comporte un trou 53 pour le passage de l'épingle de sécurité 6 et un autre bossage 25, muni d'un alésage taraudé, destiné à recevoir, selon l'invention, une bague filetée 26, pour fixation rapide de l'ensemble vulnérant ci-après. Entre les parois de chaque demi-corps, 19 et 22, et les blocs d'explosif 20 et 23, se trouvent, selon l'invention, les films piézoélectriques 29 du détecteur d'impact, réalisant un réseau multidirectionnel, relié au circuit électronique de traitement 17, déclenchant le fonctionnement percutant. L'ensemble de sécurité est constitué, selon l'invention, de la cuillère éjectable 5 et de la goupille de sécurité 6 L'ensemble de cuillère 5 selon l'invention comprend une pièce en forme, métallique ou plastique par exemple, prenant appui, d'une part, sur l'axe 51 et la goupille 6 en 53 et, d'autre part, sur la tige 54, formant extré- mité du boisseau 11, par l1intermédiaire de la pièce centrale 5', et l'orientant, selon l'invention, gracie à la fente 54', prévue à l'extrémité de la tige 54, un joint 5" assurant l'étanchéité de l'ensemble. L'ensemble vulnérant 7 est constitué, selon l'invention, d'un manchon renforçateur, enveloppant le corps de la grenade. Il présente, sur une génératrice, une ouverture 7' correspondant à la largeur de la cuillère 5, pour permettre le libre passage de celle-ci au moment de son éjection. Ce manchon est formé d'une enveloppe métallique 27 à pré-fragmentation préparée, d'épaisseur choisie, fonction de l'efficacité recherchée et des impératifs de masse (de préférence, pseudo-cubes ou billes ; exemples non limitatifs). L'enveloppe peut être également constituée (exemples également non limitatifs) d'anneaux ouverts empilés 27', dont la pré-fragmentation est obtenue par brochage, ou d'une plaque rainurée et mise en forme après usinage. Le tout est surmoulé dans une enveloppe en plastique 28. L'ensemble vulnérant 7 est fixé sur le demi-corps inférieur 9, à l'aide de la bague filetée 26, à pas rapide, qui se visse dans l'alésage du bossage 25. On peut, bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention, envisager tout autre procédé de réalisation du manchon renforçateur d'éclats. La poignée ou manche de lancement 8 peut être éventuellement fixé par son filetage 8', se vissant sur un alésage taraudé de la bague 26 ou sur l'alésage taraudé du bossage 25 du demi corps 3 de la grenade, dans le cas où celle-ci n'est pas munie du manchon renforçateur 7 et de sa bague de fixation 26. Le fonctionnement de la grenade est le suivant: Selon l'invention, après avoir équipé ou non la grenade du manchon renforçateur 7 et de la poignée ou manche de lancement 8, l'utilisateur choisit le mode de fonctionnement : percutant, percutant-fusant, ou fusant, en agissant sur le levier de commande 4. Les Figures 7 et 9 représentent deux positions du levier 4, qui correspondent à deux modes de fonctionnement différents. Ces manoeuvres sont totalement réversibles. Pour lancer sa grenade, le servant,retire la goupille de sécurité 6 ; dé le lâcher de la grenade, la cuillère 5 tourne autour de son axe dlarticulation 51 grace à la présence du ressort 12. Ce ressort 12 appuie sur le boisseau 11, qu par sa tige 54, repousse la pièce centrale 5' et provoque l'éjection de la cuillère 5, après une rotation de 90 au moins. L'avancement du boisseau 1l provoque, selon .cette invention, l'aligne- ment de la channe pyrotechnique (relais d'amorçage 1 3, avec l'amorce - détonateur 18 et les colonnes d'amorçage 21 et 24 des deux demi-corps 2 et 3), Dans le même mouvement et, selon l'invention, le ressort 16 du percuteur 15 de la pile amorçablel4, est énergiquement bandé; en-bout de course du boisseau 11, le percuteur 15 échappe (Fig. 6), le ressort 16 se détend et le percuteur 15 frappe l'amorce 14' de la pile amorçable 14, gracie à sa pointe 15'. Le circuitdu traitement 17 est, selon l'invention, initié par la pile 14. Un exemple de réalisation du circuit de traitement, selon l'invention, est représenté sur la Figure 10, sousforme de schéma synoptique par blocs. Le fonctionnement de ce circuit est explicité par les allures des signaux en différents points du circuit électronique, selon les Figures 11 à 16 comprises. Ce circuit est caractérisé, selon l'invention, par l'emploi de tem- porisateurs digitaux 30 et 31, permettant d'avoir des temps de retard très longs et précis, avec des capacités de faibles valeurs. Les circuits logiques sont, par exemple, des CMOS (32 à 37 inclus) dont l'immunité au bruit est connue. Le circuit de commande de mise à feu de l'amorce est, par exemple, constitué par un transistor de technologie VMOS 38, approprié à ce type d'application. Le circuit de mise en forme de l'impulsion 39, fournie par le capteur de choc piézoélectrique 29, ainsi que sa mémoire 40, sont réalisés à l'aide d'un dispositif CMOS du type comparateur de seuil par exemple. Une commutation extérieure (levier de commande 4) permet de passer du mode de fonctionnement percutant-fusant au mode de fonctionnement fusant ou percutant seul, comme indiqué ci-dessus. Bien entendu, tous les exemples ci-dessus sont indicatifs. Tous autres modes de circuit entrent dans le champ d'application de la présente invention. La chronologie du fonctionnement est la suivante la suivante: - à l'éjection de la cuillère 5, le percuteur 15 initie la pile thermoamorçable 14 qui met en action le circuit de mise à feu -le temporisateur 31 (0,6 s par exemple) condamne les sorties logiques 32 à 35, pendant la durée de son fonctionnement - tout signal provenant du contact piézoélectrique 29 rend le système inerte par inhibition du circuit logique - si aucun signal n'est intervenu durant ce retard, suivant le mode de fonctionnement choisi3 on obtient - soit un-fonctionnement fusantà la fin du retard 30 de quelques secondes (5 s par exemple), qui commande les sorties logiques (32 à 36), le signal du contact piézoélectrique 29 étant éliminé par la commande manuelle 4 - soit un fonctionnement fusant ou percutant si le capteur piézoélectrique 29 est connecté par la commande manuelle 4. REVENDICATIONS 1 - Grenade à main fonctionnant soit par choc d'impact, intervenant au delà d'un temps prédéterminé, soit par retard d'une durée également prédéter filinée, dont le fonctionnement est initié par un bouchon allumeur à circuit électronique de traitement, actionné,lors du lancement de la grenade, par l'éjection d'une cuillère de sécurité, caractérisée en ce que ledit circuit de traitement (17) est à base de composants hybrides, de préférence, utilisant des circuits intégrés sous forme de "puce s" et des capacités sous forme ultraminces , en ce qu'il comporte des temporisateurs digitaux (30, 31) permettant d'obtenir des temps de retard relativement longs et précis, à l'aide de capacités de faibles valeurs, et en ce qu'on prévoit des moyens (4) permettant le choix du fonctionnement, au choc à l'impact, et/ou avec un retard préétabli. 2 - Grenade à main selon la revendication 1, caractérisée en ce que les circuits logiques (32 à 37) de l'unité de traitement (17) sont des circuits C MOS. 3 - Grenade à main selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit de commande de mise à feu de l'amorce est constitué par un transistor (38) de technologie V MOS. 4 - Grenade à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le circuit de mise en forme (39) de l'impulsion fournie par le moyen de détection du choc à l'impact (29), prévu dans la grenade, est réalisé par un dispositif à seuil C MOS, du type comparateur de seuil. 5 - Grenade à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bouchon allumeur (1) forme un disque et est situé au "milieu" de la grenade, entre deux demi-corps explosifs (2, 3) montés de part et d'autre dudit bouchon allumeur. 6 - Grenade à main selon la revendication 5, caractérisée en ce que chaque demi-corps explosif (2, 3) est muni axialement d'une colonne axiale d'amorçage (21, 24), de manière à constituer une colonne axiale d'amorçage continue avec le relais d'amorçage ( 13), lorsque l'armement de la grenade est réalisé. 7 - Grenade à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bouchon allumeur (1) comprend, outre le circuit électronique de traitement (17), tous les autres constituants actifs au fonctionnement de la grenade : alimentation (14) dispositifs d'interruption de chaîne pyrotechnique et de commande de sécurité, amorce-détonateur (18), relais d'amorçage (13). 8 - Grenade à main selon 1'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'alimentation est réalisée par une pile thermoamorçable (14) à électrolyte à base de calcium, solide au stockage, qui est initiée au moment du lancement par l'action d'un percuteur (i (15), déclenchée par un ressort (16) sur une amorce (14') de ladite pile, qui. provoque une réaction exothermique d'une composition pyrotechnique contenue dans la pile ellemême, et qui porte l'électrolyte à l'état liquide. 9 - Grenade à main selon la revendication 8, caractérisée en ce que, après lancement et impact au sol sans fonctionnement, l'électrolyte de la pile (14) redevient solide par effet de refroidissement, rendant ainsi inerte la grenade. 10 - Grenade à main selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que la pile thermo-amorçable (14) a un temps de réponse très faible et un temps de vie très court, cohérents avec les exigences militaires demandées à ce type de grenade. 11 - Grenade à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, au moment du lancement, après avoir enlevé la goupille de sécurité (6), le la cher de la cuillère de sécurité (5) autorise l'avancement d'un boisseau porte-relais (11), l'alignement de la chaise pyron technique, la percussion de l'amorce (14') de la pile thermo-amocçable (14), d'où l'initiation du circuit électronique de traitement (17) et la capacité de fonc tionnement de la grenade au choc ou en position retard. 12 - Grenade à main selon 11une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen assurant la détection du choc à l'impact est réalisé sous la forme d'un réseau multidirectionnel de films piézoélectriques (29), placé à l'intérieur des deux demi-corps explosifs (2, 3), entre la paroi et l'explosif. 13 - Grenade à main selon la revendication 12, caractérisée en ce que le réseau de détection du choc à l'impact (29) est conçu de manière à rendre le système inerte, par inhibition du circuit logique de l'unité de traitement(l7), en cas de chute inopinée de la grenade dégoupillée avant lancement. 14 - Grenade à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la sélection du mode de fonctionnement est réa lisée par un levier (4), de préférence à manoeuvre de sélection réversible, situé à l'extérieur de la grenade, agissant sur le circuit électronique de traitement (17). 15 - Grenade à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un manchon renforçateur d'éclats métalliques préparés (7), enveloppant le corps de- la grenade, qui est amovible et lié rigidement à la partie inférieure de la grenade par un système rapide. 16 - Grenade à main selon la revendication 15, caractérisé en ce que le manchon renforçateur d'éclats (7) comporte une ouverture longitudinale (7') pour permettre le libre passage de la cuillère de sécurité (5). 17 - Grenade à main selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisée en ce que le manchon renforçateur d'éclats préparés (7) est constitué d'un ensemble de pseudo-cubes ou de billes,ou d'anneaux ouverts empilés, ou d'une plaque rainurée mise en forme après usinage. 18 - Grenade à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une poignée ou manche de lance ment (8) monté à la partie inférieure de la grenade par l'intermédiaire d'un système de fixation rapide. 19 - Grenade à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la structure des deux demi-corps de la grenade (2, 3) et du bouchon allumeur (1) est en matière plastique.