Brevet FR2665525A1 — publié le 19920207

"Charge creuse" L'invention concerne une charge creuse comportant une charge-relais et au moins une charge inerte pour le guidage de l'onde de détonation appliquée sur la face frontale, tournée vers le revêtement de charge creuse, de la charge-relais. Dans les charges creuses connues, la charge inerte disposée entre la charge relais et le revêtement de charge creuse pour le guidage de l'onde de détonation a le plus souvent une forme de calotte ou une section en forme d'ogive, la calotte ou l'ogive reposant par sa base sur la charge- relais De cette manière, la charge principale est amorcée suivant un anneau par la charge-relais L'onde de détonation se propage alors du point d'initiation annulaire de la charge principale, le long de la charge inerte, en direction du revêtement de charge creuse et rencontre ce dernier suivant un angle qui produit un dard de charge creuse optimal pour la charge creuse concernée. Afin d'empêcher que l'onde de choc se propageant à l'intérieur de la charge inerte atteigne un point de la surface extérieure de la charge inerte avant l'onde de détonation, qui se propage à l'intérieur de l'explosif autour de la charge inerte, les charges inertes pour le guidage de l'onde de détonation connues se composent d'un matériau à faible poids spécifique, par exemple de matière plastique, de produits alvéolaires ou analogues. Pour que l'onde de détonation atteigne le revête- ment de la manière indiquée et pour abaisser en conséquence la vitesse de l'onde de choc se propageant à l'intérieur de la charge inerte, il faut respecter certains rapports de longueur et de diamètre Parmi ceux-ci, un rapport donné de la longueur axiale de la charge inerte à son diamètre, et une certaine distance entre la charge inerte et la pointe du revêtement Ceci cependant implique à son tour pour un diamètre prédéterminé de la charge creuse, une longueur donnée Plus la longueur est importante, et naturellement plus le poids de la charge creuse est élevé Pour les têtes militaires actuelles notamment, on est fortement intéressé pour des raisons balistiques et autres par une réduction du poids et de la longueur. Par le document EP-91 860 Al, on connait une charge creuse munie d'une charge-relais cylindro-conique, dans la charge inerte de laquelle est noyé un disque de métal du côté tourné vers la charge-relais Etant donné que la vitesse de propagation de l'onde de choc dans le métal est supérieure à la vitesse de propagation dans la matière plastique ou dans les matériaux analogues à faible poids spécifique, la longueur de la charge inerte doit encore être augmentée. L'objectif de l'invention est de diminuer le poids d'une charge creuse sans affecter sa puissance. Ceci est obtenu avec la charge-creuse selon l'invention par le fait que la charge inerte pour le guidage de l'onde de détonation est constituée d'un empilage de disques s'étendant radialement par rapport à l'axe longitudi- nal de la charge, la charge-relais et les disques tournés vers le revêtement de charge creuse présentant une faible compressibilité et un disque à compressibilité élevée étant disposé entre deux disques à faible compressibilité. Selon un perfectionnement de l'invention, les disques ont une épaisseur comprise entre 0,5 et 5 mm. Selon autre un perfectionnement de l'invention, le diamètre des disques représente 0,2 à 0,9 fois le diamètre de la charge-relais. Selon autre un perfectionnement de l'invention, le diamètre du disque tourné vers la charge-relais est supérieur au diamètre des autres disques et représente au moins 0,5 fois le diamètre de la charge-relais. Selon autre un perfectionnement de l'invention, le rapport de la hauteur de la charge inerte au diamètre de la charge-relais est compris entre 1:4 et 1:40. Selon autre un perfectionnement de l'invention, les disques à faible compressibilité sont en métal et les disques à compressibilité élevée sont en matière plastique. Selon autre un perfectionnement de l'invention, il est prévu en plus de la première charge inerte composée d'un empilage de disques, une deuxième charge inerte composée d'un matériau à faible densité pour le guidage de l'onde de détonation, et la deuxième charge inerte est munie d'un évidement adapté à la première charge inerte dans lequel est disposée ladite première charge inerte. Selon l'invention, la charge inerte pour le guidage de l'onde de détonation comporte donc plusieurs disques à faible compressibilité et à compressibilité élevée empilés alternativement l'un sur l'autre pour former un empilage, les deux disques extérieurs, c'est-à-dire le disque tourné vers la charge-relais et le disque tourné vers le revêtement de charge creuse présentant une faible compressibilité. Les disques à faible compressibilité sont réalisés de préférence en métal dur, en particulier en un métal à densité relativement élevée, tel que de l'acier, du tungstène ou analogue, tandis que les disques à compressibilité élevée sont réalisés de préférence en matière plastique, en particu- lier en une matière thermo-plastique, telle que du poly(té- trafluoréthylène), du caoutchouc ou un métal relativement doux. On obtient ainsi un amortissement élevé de l'onde de choc pour une hauteur relativement faible de l'empilage de disques, c'est-à-dire que l'on est assuré que l'onde de choc ne perturbera pas la puissance de la charge creuse Ceci s'explique par le fait que les disques de matière plastique compressible disposés chaque fois entre deux disques de métal non compressible absorbent par déformation plastique l'éner- gie de l'onde de choc. L'épaisseur des différents disques est de préfé- rence comprise entre 0,5 et 5 mm, en particulier entre 1 et 2 mm En général, la déformation plastique des disques de faible épaisseur est relativement plus forte que la déforma- tion plastique de disques épais Par ailleurs, le coût de fabrication est plus élevé pour des disques de faible épaisseur en raison du nombre de disques plus importants au total pour obtenir le même effet d'amortissement Le rapport de la hauteur de l'empilage de disque au diamètre de la charge-relais est compris de préférence entre environ 1:4 et 1:40, en particulier entre 1:10 et 1:30 Le nombre de disques ou la hauteur de la pile est fonction du guidage de l'onde de détonation nécessaire pour la charge creuse concernée. L'onde de choc se propage à partir du point d'initiation de la chargerelais Cela signifie, lorsque le point d'initiation pour l'initiation de la charge-relais a un diamètre relativement faible, que le diamètre des disques peut également être plus faible que dans le cas d'un point d'initiation de diamètre important En outre, avec une hauteur d'empilage relativement importante, le diamètre des disques peut être choisi plus petit qu'avec une faible hauteur d'empilage des disques Le diamètre maximal des disques est d'environ 0,9, de préférence 0,8 fois le diamètre de la charge-relais en forme de plaque, c'est-à-dire qu'il correspond au diamètre d'une charge inerte courante, par exemple en matière plastique, pour le guidage de l'onde de détonation. De préférence, le premier disque, c'est-à-dire le disque de métal appliqué contre la charge relais a un tel diamètre, tout au moins un diamètre supérieur à celui des autres disques Le disque de métal a un effet de barrage sur l'onde de détonation qui se propage à l'intérieur de la charge-relais avec pour conséquence que la charge- relais peut avoir une épaisseur critique plus faible, c'est-à-dire qu'on peut lui donner une épaisseur moindre, ce qui réduit encore la longueur de la charge creuse. On peut obtenir une charge-relais en forme de plaque particulièrement fine lorsque la plaque de fermeture, qui ferme la charge creuse sur l'arrière, c'est-à-dire qui est disposée sur la face frontale de la charge-relais opposée à la charge inerte, est également réalisée en un matériau à faible compressibilité, notamment en métal, et forme ainsi un barrage de grande surface. De manière préférentielle, la première charge inerte composée de disques est disposée dans un évidement adapté à l'intérieur d'une deuxième charge inerte composée de matériaux à densité plus faible pour le guidage de l'onde de détonation On obtient ainsi, par la première charge inerte, c'est-à-dire l'empilage de disques, d'une part un amortisse- ment approprié de l'onde de choc et d'autre part, par la deuxième charge inerte qui entoure cet empilage, et dont la géométrie correspond à celle d'une charge inerte courante pour le guidage de l'onde de détonation, c'est-à-dire qui a par exemple une forme de calotte ou d'ogive, un guidage adapté de l'onde de détonation du point d'initiation annu- laire de la charge principale, le long de la charge inerte, en direction du revêtement de manière telle, que l'onde de détonation atteigne de manière optimale le revêtement. Grâce à l'invention, les trois exigences principa- les des charges creuses récentes, à savoir faible longueur, faible masse et forte puissance sont remplies de manière optimale. Il est décrit de manière détaillée dans ce qui suit un mode de réalisation de la charge creuse selon l'invention en se référant au dessin, dont la figure unique représente la partie arrière d'une charge creuse, vue en coupe longitudina- le. Sur celle-ci, l'enveloppe 1 d'une charge creuse symétrique de rotation, d'axe longitudinal ou d'axe de rotation 2, contient une charge principale 3, qui comporte à son extrémité avant un évidement en forme d'entonnoir, à l'intérieur duquel est logé un revêtement de charge creuse 4. A son extrémité arrière, la charge principale 3 est munie d'un évidement 5 en forme de calotte La charge principale 3 est en contact par sa surface annulaire 6, entourant l'évidement 5 en forme de calotte, avec une charge relais 7 en forme de plaque de même diamètre Un couvercle 8 ferme la charge creuse vers l'arrière Le couvercle 8 est muni d'un perçage 9 central, dans lequel est logée une charge amplificatrice comprimée 10 Afin d'obtenir un amorçage aussi ponctuel que possible de la charge-relais 7 sur l'axe de rotation 2, la charge-relais 7 fait saillie par une pointe dans un évidement conique correspondant de la charge compri- mée 10 La flèche 11 montre le début de l'amorçage. Deux charges inertes 12 et 13 sont disposées dans l'évidement en forme de calotte 5, contre la face de la charge principale 3 tournée vers la charge-relais 7. La première charge inerte 12 se compose d'un empilage de disques 14 à 19 s'étendant dans la direction radiale Celui-ci est logé dans un évidement adapté à l'extrémité arrière, c'est-à-dire dans la face frontale tournée vers la charge-relais 7 de la deuxième charge inerte 13 La deuxième charge inerte 13 présente, outre l'évidement recevant la première charge inerte 12, une forme adaptée à la forme de calotte de l'évidement 5 et se compose d'un matériau à faible densité, par exemple d'une mousse de polyuréthane. Les disques 14 à 19, qui comme toutes les autres parties de la charge creuse symétrique de rotation sont co- axiaux, ont des compressibilités différentes Cela signifie que le premier disque 14 vu côté amorçage 11, est en métal, de même que les disques 15, 17 et 19, tandis que les disques 16 et 18, disposés entre les disques de métal 15 et 17 ou 17 et 19 sont en poly(tétrafluoréthylène). Le premier disque de métal 14, qui a un diamètre relativement important, c'est-à-dire un diamètre correspon- dant pratiquement au diamètre de la base de la deuxième charge inerte 13, est appliqué sur toute sa surface contre la charge-relais 7 En revanche le diamètre des autres disques à 19 ne représente environ que la moitié du diamètre de la base de la deuxième charge inerte 13 Le premier disque de métal 14 est également plus épais que les autres disques 15 à 19 Ainsi, le premier disque de métal 14 forme un barrage pour l'onde de détonation se propageant à partir de la charge comprimée 10 en direction du point d'initiation 6 annulaire de la charge principale 3, à l'intérieur de la charge-relais 7 Cet effet de barrage est encore renforcé lorsque la plaque couvercle 8 est en métal. Selon la structure et/ou les puissances exigées de la charge creuse concernée, la deuxième charge inerte 13 peut être totalement supprimée, de sorte que le dispositif de guidage de l'onde de détonation se compose dans ce cas uniquement des disques 14 à 19. REVENDICATIONS 1 Charge creuse comportant une charge-relais et au moins une charge inerte pour le guidage de l'onde de détona- tion appliquée sur la face frontale de la charge-relais tournée vers le revêtement de charge creuse, caractérisée en ce que la charge inerte ( 13) pour le guidage de l'onde de détonation est constituée d'un empilage de disques ( 14 à 19) s'étendant radialement par rapport à l'axe longitudinal ( 2) de la charge, la charge-relais ( 7) et les disques ( 14, 15 et 19) tournés vers le revêtement de charge creuse ( 4) présen- tant une faible compressibilité et un disque ( 16, 18) à compressibilité élevée étant disposé entre deux disques ( 15, 17, 19) à faible compressibilité. 2 Charge creuse selon la revendication 1, caracté- risée en ce que les disques ( 14 à 19) ont une épaisseur comprise entre 0,5 et 5 mm. 3 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre des disques ( 14 à 19) représente 0,2 à 0,9 fois le diamètre de la charge-relais ( 7). 4 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre du disque ( 14) tourné vers la charge-relais ( 7) est supérieur au diamètre des autres disques ( 15 à 19) et repré- sente au moins 0,5 fois le diamètre de la charge-relais ( 7). Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport de la hauteur de la charge inerte ( 12) au diamètre de la charge-relais ( 7) est compris entre 1:4 et 1:40. 6 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les disques ( 14, 15, 17, 19) à faible compressibilité sont en métal et les disques ( 16, 17) à compressibilité élevée sont en matière plastique. 7 Charge creuse selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est prévu en plus de la première charge inerte ( 12) composée d'un empilage de disques ( 14 à 19), une deuxième charge inerte ( 13) composée d'un matériau à densité plus faible pour le guidage de l'onde de détonation, et en ce que la deuxième charge inerte ( 13) est munie d'un évidement adapté à la première charge inerte ( 12) dans lequel est placée ladite première charge inerte ( 12).