Brevet FR2657158A1 — publié le 19910719

MUNITION PERFORANTE POUR CIBLE A HAUTE RESISTANCE MECANIQUE L'invention concerne une munition perforante, guidée ou non et destinée à détériorer des surfaces à hautes résistances mécaniques telles que des pistes en béton, notamment des pistes d'aérodromes. I1 existe de nombreuses munitions destinées à perforer et détériorer des surfaces à hautes résistances mécaniques. Ces munitions dont l'efficacité dépend d'un grand nombre de paramètres (profondeur de pénétration, quantité de charge explosive,...) sont généralement larguées à très basse altitude d'un véhicule aérien possédant des dimensions imposées déterminant un volume dans lequel la munition doit se loger. Ce véhicule aérien ayant une taille déterminée, il limite le nombre et la taille des modules contenus à l'intérieur de la munition perforante. Pour assurer les performances d'une telle munition, il est nécessaire de positionner le plus grand nombre de modules possible à l'intérieur de la munition.Pour cela, il convient donc de trouver une architecture de la munition pour exploiter au mieux ltespace disponible. L'invention a pour pour objet une munition perforante comprenant une partie avant formée d'une enveloppe contenant une charge explosive et une partie arrière, fixée à la partie avant par un moyen de fixation et comportant un ensemble de modules assurant le fonctionnement de la munition, caractérisée en ce qu moins un des modules est placé de façon annulaire autour d'une partie de la partie avant de la munition pour limiter l'encombrement de la munition en assurant son efficacité. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels - la figure 1 représente un schéma d'un mode de réalisation d'une munition perforante selon l'invention; - la figure 2 représente une variante de réalisation de la partie avant de la munition perforante selon l'invention; - la figure 3 représente un moyen de fixation de la partie avant de la munition à la partie arrière de la munition selon l'invention; - la figure 4 représente un schéma d'un mode de réalisation d'un système de fixation déverrouillable équipant la munition selon l'invention;; - la figure 5 représente un schéma d'un mode d'intégration des munitions dans un cargo - la figure 6 représente un schéma de fonctionnement d'un mode de réalisation d'une munition contre une piste en béton. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. La figure 1 représente le schéma d'un premier mode de réalisation de la munition selon l'invention. La munition comporte deux parties : une partie avant 1 destinée à détériorer une surface à haute résistance mécanique, par exemple une piste en béton, soit en y pénétrant de préférence, sur toute sa longueur, soit en la traversant et en explosant en dessous, et une partie arrière 2 destinée à assurer un ensemble de fonctions balistiques de la munition. Cette partie arrière 2, solidaire de la partie avant 1, avant l'impact de la munition sur la cible, est désolidarisée au moment de l'impact de manière à ne pas freiner la pénétration de la partie avant 1 dans la cible. La partie avant 1 est, par exemple, de forme cylindrique. Elle est constituée par une enveloppe 3, par exemple en acier, qui se termine à l'avant par une ogive 4, par exemple conique et à l'arrière, par exemple, par une fusée d'amorçage 5 placée derrière une charge explosive 6 contenue à l'intérieur de l'enveloppe 3 et permettant de déclencher l'explosion de la charge lorsque la perforation est réalisée, l'amorçage de la charge explosive étant transmis, par exemple à l'avant de la munition, par un canal d'amorçage 50 pour augmenter le pouvoir perforant de la munition.La surface extérieure de l'enveloppe est, par exemple, lisse mais elle peut être de toute autre forme, par exemple formée de cannelures pour, d'une part, diminuer les efforts de frottement lors de la pénétration et d'autre part augmenter la raideur transversale de la munition pour limiter la flexion de la munition lors de l'impact de celle-ci sur la cible. La partie avant 1 de la munition, comme représentée sur le schéma de la figure 2, peut comporter d'autres éléments. En effet, sur cette figure 2, on retrouve tous les éléments décrits à la figure 1 constituant la munition. Cependant un élément supplémentaire a été rajouté à l'avant de la partie avant 1. Cet élément constituant un lest 7 est placé, par exemple, dans l'ogive 4 et sur une partie de la partie avant 1. Ce lest 7 constitué d'un matériau dense par exemple le- tungstène permet, d'une part, d'améliorer le pouvoir de pénétration de la partie avant 1 en augmentant sa masse, et, d'autre part, de repositionner le centre de gravité de la munition en le déplaçant vers l'avant de façon à réduire les risques de rotation et de flexion de la munition au moment de l'impact sur la cible. Le diamètre maximum de la partie avant 1 a un diamètre inférieur à celui de la partie arrière 2 pour que la partie avant 1 se prolonge à l'intérieur de la partie arrière 2. De cette manière la partie arrière 2 recouvre une partie de la partie avant 1 de façon annulaire. D'autre part, l'effet de pénétration de la munition, notamment de la partie avant 1, étant dû essentiellement à l'énergie cinétique, il est indispensable de transmettre l'effort de poussée de la partie arrière 2 à la partie avant l. Pour cela, la structure arrière de l'enveloppe 3 de la partie avant 1 présente, par exemple, un rétrécissement de type conique 8 sur sa périphérie de manière à ce qu'un moyen de fixation, par exemple une fixation asymétrique, par exemple un anneau de fixation 10 fixé à la partie arrière 2, par exemple, par soudage laser au niveau d'une butée 13 de l'anneau de fixation ou par filetage au niveau de cette même butée, vienne en appui sur un élément oblique 9 du rétrécissement 8.Cette fixation asymétrique permet, d'une part, de maintenir la partie arrière 2 de la munition à la partie avant 1 de la munition avant l'impact de la munition sur la cible, et, d'autre part de libérer, à l'impact de la munition sur la cible, la partie avant 1 de la partie arrière 2 pour faciliter la pénétration de la partie avant 1 de la munition dans la cible. Cet anneau de fixation 10 dont un mode de réalisation est représenté de façon détaillée sur la figure 3, permet de solidariser la partie avant 1 de la partie arrière 2 grâce à des vis il positionnées, par exemple, dans des trous 12, par exemple au nombre de six, réalisés dans l'anneau 10. Lors du vissage, les vis Il pénètrent à l'intérieur de l'enveloppe 3 sur une épaisseur E très inférieure à l'épaisseur de l'enveloppe 3 pour éviter toute perturbation entraînant une détérioration de la partie avant 1. Ces vis 1 sont, par exemple, des vis de cisaillement qui, lors de l'impact de la munition sur la cible, sont cisaillées, laissant ainsi coulisser librement la partie avant I. Compte tenu des dimensions imposées à la munition, des dimensions d'une partie avant 1 contenant une quantité de charge explosive nécessaire pour une dégradation maximale de la cible et d'une partie arrière 2 contenant de nombreux modules permettant la réalisation des différentes phases de fonctionner (propulsion, guidage, pilotage, freinage, inclinaison ...) il faut limiter l'encombrement de la munition par un agencement particulier de la totalité des modules contenus dans la partie arrière 2 de la munition, chacun des modules remplissant une fonction indispensable à l'efficacité désirée de la munition. La partie arrière 2 comporte, par exemple, un système de freinage 19 à l'intérieur duquel est placé un parachute 24, un empennage 20 pour assurer l'équffibre de la munition, un propulseur 16 déclenché après libération du système de freinage 19 pour augmenter la vitesse de la munition, et un séquenceur 14 pour assurer le fonctionnement des différentes phases. Les modules de la partie arrière 2 sont agencées de la manière suivante - le séquenceur 14 est positionné annulairement sur une portion de l'arrière de la partie avant 1 contenant la fusée d'amorçage 5 ; ce séquenceur 14 a par exemple un diamètre inférieur au diamètre d'une enveloppe 15 du propulseur 16 de manière à ce que l'enveloppe 15 recouvre le séquenceur 14 lors de la réalisation de la munition.En effet, pour éviter tout désalignement des différents modules rendant la fabrication des munitions difficile et pour résoudre tout problème d'étanchéité et d'aérodynamisme, les modules de la partie arrière 2 susceptibles d'être positionnés autour de l'arrière de la partie avant 1 auront un diamètre inférieur au diamètre de l'enveloppe 15 afin d'être recouverts - le propulseur 16 comportant par exemple un complément annulaire 17 est placé derrière le séquenceur 14. Une extrémité avant 18 de l'enveloppe 15 du propulseur 16 est fixée sur la butée 13 de l'anneau de fixation 10 maintenant l'ensemble à la partie avant.L'arrière du propulseur 16 comporte une tuyère 22 par lequel s'éjectent des gaz issus de la combustion, par exemple, d'un propergol solide - l'empennage 20 constitué, par exemple, d'ailettes 21 est fixé, par exemple, sur le pourtour de la tuyère 22 du propulseur 16. Les deux ailettes représentées sur la figure 1 sont en position déployées et verrouillées mais leur nombre est nullement limitatif. En position initiale, ces ailettes 21 sont repliées le long de la structure de l'enveloppe 15 - le système de freinage 19 comportant, par exemple, un caisson 23 à l'intérieur duquel est placé un parachute 24, est placé en regard de la tuyère 22 ; il est fixé à la tuyère 22, par exemple, par un système de fixation déverrouillable dont un exemple de réalisation est représenté à la figure 4. Ce système comporte différents moyens mécaniques - des premiers moyens mécaniques constitués d'un opercule 39 sur lequel est fixée au moins un doigt 38 - des seconds moyens mécaniques composés d'une bille 35 et d'un élément 34 ; - des troisièmes moyens mécaniques comprenant au moins un tirant 26 formé d'une embase 45 et d'une tige 28 et dont la position sera décrite ultérieurement.Le système de freinage 19 contient le parachute 24 non représenté dont les suspentes 25 sont reliées à un ou plusieurs tirants 26, par exemple, positionnés à la périphérie interne du système de freinage 19 ; le ou les tirants 26 sont composés, par exemple, d'une embase 27 et d'une tige 28 de manière à ce que, d'une part, la tige 28 traverse l'avant 29 du système de freinage 19 par l'intermédiaire, par exemple, d'un premier trou cylindrique 30 positionné à la périphérie interne du système de freinage 19 et, d'autre part l'embase 27 repose sur l'avant 29 du système de freinage 19.En regard de ce trou cylindrique 30, un deuxième trou cylindrique 31 a, par exemple, été usiné sur l'arrière 32 du propulseur 16 de manière à ce que le tirant 26 assure la fixation du système de freinage 19 sur le divergent 22 du propulseur 16 par un écrou 33 positionné sur l'extrémité filetée de la tige 28 ; cet écrou 33 prend appui par exemple sur un élément 34 par exemple solide, placé à l'intérieur du deuxième trou 31 dont le diamètre est différent du diamètre du premier trou 30.L'élément 34 est maintenu immobile dans l'arrière 32 du propulseur 16 par exemple, par une bille 35 reposant, par exemple, à l'intérieur d'une gorge 36 réalisée à la périphérie de l'élément 34 ; cette bille 35 placée, par exemple, dans un troisième trou cylindrique 37 perpendiculaire à un axe longitudinal X'X de la munition, est maintenue plaquée contre l'élément 34, par exemple par un doigt 38 placé dans un quatrième trou cylindrique parallèle à l'axe longitudinal XX' de la munition.Ce doigt 38 est un élément d'un opercule 39 par exemple circulaire, qui assure la fermeture du divergent 22 de l'arrière 32 du propulseur 16 ; cet opercule 39 est maintenu sur l'arrière 32 du propulseur 16, par exemple, par quatre doigts 38 et également par des vis à cisailler 40, par exemple au nombre de deux dont une seule est représentée sur cette figure. il est possible d'utiliser d'autres systèmes de fixation que les vis à cisailler 40, par exemple des clips ou tout autre moyen.Cet opercule 39 ainsi fixé sur l'arrière 32 du propulseur 16 et solidaire des doigts 38 interdisant l'échappement des billes 35 maintenant les tirants 26 sur lesquels sont fixées les suspentes 25 du parachute 24, est désolidarisé, à un moment déterminé, sous l'action d'une force de poussée qui lui permet d'effectuer un mouvement de translation cisaillant d'une part les vis 40 et entraînant les doigts 38 fixés à cette dernière qui libèrent les billes 35 déverrouillant les éléments solides 34 et assurant ainsi un mouvement de translation selon l'axe X'X des tirants 26 qui, une fois libérés, permettent la désolidarisation ou séparation des deux modules constitués d'un propulseur 16 et d'un système de freinage. Le mouvement de translation de l'opercule 39 est réalisé, par exemple, selon un axe sensiblement perpendiculaire à un axe de liaison YY' entre le propulseur 16 et le système de freinage 19 ; cet axe de liaison étant l'axe défini par la surface de contact entre les deux éléments à séparer. La force de poussée désolidarisant l'opercule 39 est générée, par exemple, par les gaz provenant, par exemple, du propulseur 16 lorsque celui-ci est allumé. L'utilisation de ce propulseur 16 pour donner la force de poussée nécessaire permet de simplifier le système de fixation déverrouillable en employant des éléments propres à la munition, en l'occurrence les gaz du propulseur 16 ayant pour fonction initiale de donner à la munition une vitesse déterminée pour accroître son efficacité, pour déclencher la désolidarisation des éléments. Le caisson 23 du système de freinage 19 a, par exemple, une section carrée pour augmenter le volume disponible du parachute nécessaire à l'obtention d'une incidence suffisamment faible de la munition ; dans l'exemple de réalisation, l'incidence est de l'ordre de 300. Pour déterminer cette incidence, il faudrait augmenter les dimensions du volume du parachute ce qui paraît difficile compte tenu des dimensions imposées pour la munition. La section carrée du caisson 23 facilite en outre le rangement des munitions à l'intérieur des soutes d'un véhicule aérien qui peut être par exemple un cargo stand-off transportant les munitions comme représenté à la figure 5. Ce véhicule aérien 41 transporte de nombreuses munitions A, B, C comportant les différents modules décrits précédemment. La munition A comprend dans sa partie arrière le caisson 23 de section carrée contenant le parachute de freinage non représenté, le propulseur dont l'enveloppe 15 a par exemple une section circulaire et l'empennage comportant par exemple quatre ailettes 21 qui, en position repliée, se logent dans l'espace situé entre l'enveloppe 15 et le prisme à section carrée du caisson 23 et dans sa partie avant, la partie avant dont l'enveloppe 3 est cylindrique. Le fonctionnement de la munition selon l'invention dans une application destinée à la détérioration d'une cible horizontale est le suivant : la munition est larguée, par exemple, d'un véhicule aérien sur une piste en béton au sol 42 d'une épaisseur E et qui doit être détériorer ; cette munition comporte le système de freinage 19 à l'intérieur duquel est placé le parachute non représenté, ltempennage 20 pour assurer l'équilibre de la munition, le propulseur 16 déclenché après libération du système de freinage 19 et la partie avant 1 se prolongeant dans le propulseur 16 et contenant la charge explosive nécessaire à la détérioration de la cible et non représentée sur cette figure 6.Après un temps de vol en chute libre, où la munition est en phase I et où la munition est soumise à la gravitation terrestre, à la résistance de l'air et à la vitesse acquise lors de l'éjection, le parachute de freinage de la munition est déployé, en phase II, pour infléchir la trajectoire de la munition vers la cible en l'occurrence la piste en béton 42. En fin de phase de freinage, le système de freinage est désolidarisé de la munition suivant la phase III par l'intermédiaire du dispositif de fixation déverrouillable sous l'action des gaz provenant du propulseur 16 qui, d'autre part, permettent de donner, à la munition, une vitesse nécessaire à la pénétration de la partie avant 1 dans la piste en béton 42.En phase IV, lors de l'impact de la partie avant 1 sur la piste en béton, l'anneau de fixation non représenté maintenant la partie avant 1 au reste de la munition est désolidarisé laissant pénétrer seulement la partie avant 1 de la munition dans la piste en béton, en bénéficiant de ensemble de l'énergie cinétique de la munition. Le pouvoir explosif de la munition dépend - de la résistance de la cible pénétrée, - de la résistance du corps de la partie avant 1 contenant la charge explosive résistance latérale d'autant plus défavorable au pouvoir explosif qu'elle est plus grande, résistance à l'avant constituée par l'ogive, inéluctable, résistance à l'arrière, constituée par la fusée d'amorçage, d'autant plus favorable au pouvoir explosif qu'elle est plus grande, - de la quantité et de l'énergie spécifique de la charge explosive contenue dans la partie avant, - de la position du "centre" de développement de l'explosion ; on définit une profondeur optimale "h" qui dépend de toutes les caractéristiques citées ci-dessus. Le pouvoir perforant doit être défini de façon que la profondeur de pénétration du "centre" de ltexplosion (en général le point de l'amorçage de la charge explosive) soit effectivement à la position "h". A cet effet, il peut être utile de prolonger le canal d'amorçage, le cas échéant jusqu'à proximité de l'ogive c'est à dire immédiatement en arrière du lest. Dans l'exemple de réalisation décrit, seule un séquenceur et une partie du propulseur sont disposés de façon annulaire autour de la partie avant 1 ; ce mode de réalisation est particulier et il est envisageable de placer d'autres modules nécessaires au fonctionnement de la munition autour de la partie avant I de la munition pour respecter les dimensions imposées à la munition. L'agencement des modules dans la munition selon l'invention s'applique particulièrement aux munitions anti-pistes mais peut être utilisé sur toute munition devant répondre à des contraintes de coût, d'emport et d'emploi et destinée à perforer une cible ayant une surface à haute résistance mécanique avant de la détériorer par explosion. REVENDICATIONS 1. Munition perforante comprenant une partie avant (1) formée d'une enveloppe (3) contenant une charge explosive (6) et une partie arrière (2), fixée à la partie avant (1) par un moyen de fixation (10) et comportant un ensemble de modules assurant le fonctionnement de la munition, caractérisée en ce qu'au moins un des modules est placé de façon annulaire autour d'une partie de la partie avant (1) de la munition pour limiter l'encombrement de la munition en assurant son efficacité. 2. Munition perforante selon la revendication 1, caractérisée en ce que les modules de la partie arrière 2 placés de façon annulaire autour de la partie avant 1 sont un séquenceur (14) et un complément (17) d'un propulseur (16). 3. Munition perforante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de fixation de la partie arrière (2) à la partie avant (1) est une fixation asymétrique permettant de maintenir les parties avant et arrière (1 et 2) de la munition avant l'impact de la cible et de libérer la partie avant (1) de la partie arrière (2) après l'impact. 4. Munition perforante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de fixation de la partie arrière (2) à la partie avant (1) est un anneau de fixation (10) fixé, d'une part, à la partie avant (1) par des vis de cisaillement (11), et, d'autre part, à la partie arrière (2) par soudage laser. 5. Munition perforante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie avant (1) contient un lest (7). 6. Munition perforante selon la revendication 5, caractérisée en ce que le lest (7) est constitué d'un matériau dense. 7. Munition perforante selon la revendication 2, caractérisée en ce que des modules de l'ensemble des modules de la partie arrière (2) comportent un système de freinage positionné en regard du propulseur (16) par l'intermédiaire d'un système de fixation déverrouillable et un empennage fixé sur le pourtour d'un divergent (22) du propulseur (16). 8. Munition perforante selon la revendication 7, caractérisée en ce que le système de freinage constitué d'un parachute (24) comporte un caisson (23) de section carrée pour augmenter le volume du parachute (24). 9. Munition perforante selon la revendication 1 caractérisée en ce que la partie avant (1) comporte une fusée d'amorçage (5) placée à l'arrière de la partie avant (1) et prolongée par un canal d'amorçage (50) pour déplacer le centre d'explosion, augmentant ainsi l'efficacité de la munition. 10. Munition perforante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre de la partie avant (1) est inférieure au diamètre de la partie arrière (2) de manière à ce que la partie avant (1) pénètre sur une longueur déterminée à l'intérieur de la partie arrière (2).