Brevet FR2671618A1 — publié le 19920717

DISPOSITIF EXPLOSIF A CHARGE CREUSE DESTINE A LA PERFORATION D'UN BLINDAGE PROTEGE PAR UN PREBLINDAGE ACTIF La présente invention a pour objet un dispositif explosif à charge creuse destiné à la perforation d'un blindage protégé par un préblindage actif. On rappelle qu'une charge creuse est constituée essentiellement d'un chargement explosif de révolution dans lequel on a ménagé une cavité ouverte, recouverte d'un revêtement métallique, et d'un dispositif d'amorçage ayant également une symétrie de révolution Lors de la détonation provoquée par le dispositif d'amorçage, le revêtement métallique de la cavité se projette sur l'axe de révolution de la charge; il en résulte d'une part un jet de métal, qui se déplace à très grande vitesse sur cet axe, et, d'autre part, un noyau métallique animé d'une vitesse plus faible sur ce même axe, dans le même sens ou en sens opposé au jet précédent. On rappelle par ailleurs qu'on désigne habituellement par préblindage actif un blindage auxiliaire, disposé devant un blindage traditionnel, alors appelé blindage principal; ce blindage auxiliaire est constitué de deux plaques en général d'acier (de quelques millimètres d'épaisseur) entre lesquelles est prise en sandwich une couche d'explosif relativement mince. Le préblindage peut être multicouche, c'est-à-dire comporter une pluralité de tels sandwiches Le but du préblindage est que, lors de l'impact d'un projectile, la tête de ce dernier amorce la couche d'explosif en la pénétrant L'explosion projette alors les plaques d'acier vers le projectile, perturbant ce dernier et diminuant son efficacité En particulier, dans le cas d'un projectile à charge creuse, les plaques d'acier du préblindage perturbent le jet de la charge creuse au point de lui faire perdre en général la majeure partie de son pouvoir perforant contre le blindage principal. De tels préblindages actifs sont utilisés fréquemment pour la protection des véhicules blindés, tels que les chars de combat. Le problème qui se pose aux constructeurs de munitions anti-chars est alors le suivant: pour percer le blindage principal, il est préférable d'utiliser une charge creuse dont le pouvoir perforant, très grand, est susceptible de percer le blindage principal qui est en général très épais, mais, comme on l'a dit ci-dessus, les charges creuses sont particulièrement vulnérables à l'action des pré-blindages actifs. Pour résoudre ce problème, différentes solutions sont connues. Une première solution consiste à augmenter très fortement le pouvoir perforant nominal de la charge creuse afin que son pouvoir perforant résiduel (après perturbation par le pré-blindage) soit suffisant Ce procédé est simple mais très coûteux en calibre de la charge creuse. Une seconde solution consiste à mettre en oeuvre des charges creuses à deux étages (souvent appelées charges tandem) La charge fonctionnant en premier, ou précharge, a pour fonction de neutraliser le préblindage: soit en l'initiant suffisamment tôt avant la mise en oeuvre de la deuxième charge, ou charge principale, permettant ainsi l'évacuation des plaques du préblindage avant l'arrivée du jet de la charge principale; soit en le perforant sans l'initier. Dans le premier cas, l'ajustage du procédé est difficile, notamment en ce qui concerne le délai qui doit séparer le fonctionnement des deux charges, et son emploi complique la structuration des munitions, notamment celles qui, destinées à être lancées par des canons, doivent subir de très fortes accélérations Une solution correspondant au deuxième cas est notamment décrite dans la demande de brevet français N O 2 583 156, qui prévoit des moyens d'atténuation de l'effet de la précharge Cette réalisation, comme la précédente, présente l'inconvénient d'augmenter l'encombrement du dispositif explosif. Par ailleurs, afin d'améliorer les performances d'une charge creuse, il est connu de disposer, entre le détonateur du dispositif d'amorçage et le chargement explosif, un conformateur d'onde, également appelé écran, dont la fonction est de dévier l'onde de détonation et la rendre torique Cela permet, en faisant varier la forme de l'onde et de la cavité, d'augmenter la vitesse du jet perforant produit par la charge creuse, le rendement détonique de la charge, etc La forme de l'écran est déterminée afin que l'onde de détonation soit déviée sans perte substantielle de puissance, et afin d'obtenir l'angle d'incidence voulu de cette onde sur le revêtement de la cavité. Cela conduit à des écrans encombrants, occupant une longueur qui peut être par exemple de l'ordre du tiers ou du quart de la longueur du chargement explosif, se traduisant encore par une augmentation de l'encombrement de la charge creuse et par la suite d'une diminution de son efficacité. La présente invention a pour objet la diminution de l'encombrement longitudinal d'un dispositif explosif à charge creuse, du type comportant une charge principale à conformateur d'onde et une précharge pour le perçage d'un préblindage actif. A cet effet, la précharge est une charge creuse disposée au sommet de la charge creuse principale et séparée de cette dernière par des moyens transmetteurs d'onde, constitués de préférence par une troisième charge creuse disposée en inverse, la précharge assurant en outre la fonction de conformateur d'onde pour la charge principale. D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par la figure unique annexée, qui représente une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation du dispositif explosif à charge creuse selon l'invention. Sur la figure, on a représenté un dispositif explosif comportant un chargement explosif 4 contenu dans une enveloppe 1, et dans lequel on a ménagé une cavité ouverte comportant trois parties, repérées successivement 10, 20 et 30 du chargement explosif vers l'ouverture; la cavité est recouverte d'une couche repérée, de la même manière, successivement 13, 23 et 33 A l'extrémité arrière de l'enveloppe, qui est opposée à l'ouverture de la cavité, est disposé un dispositif d'amorçage 5, comportant par exemple un détonateur 51 et une charge d'initiation 52, amorcée par le détonateur 51 et ayant pour fonction de transmettre la détonation au chargement 4. L'ensemble possède une symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal XX. Le dispositif comporte donc trois parties, à savoir, en partant de l'arrière du dispositif: une partie I, formant la précharge d'une charge du type tandem décrit plus haut Cette précharge est une charge creuse, formée par la cavité 10 ouverte vers l'avant, par exemple sensiblement de forme conique, la partie 13 du revêtement et la partie du chargement explosif 4 l'entourant; une seconde partie II formant transmetteur d'onde, formée de la cavité 20 qui est ouverte des deux côtés mais plus ouverte vers l'arrière que vers l'avant du dispositif (par exemple sensiblement de forme tronconique), de la partie de revêtement 23 et du chargement explosif situé autour; une partie III formant la charge principale de la charge tandem; elle est constituée par une charge creuse formée par la cavité 30, ouverte vers l'avant et non complètement fermée à son sommet (par exemple sensiblement en forme de cône, de trompette ou de tulipe), la partie de revêtement 33 et la partie de revêtement explosif 4 l'entourant. Lorsque le détonateur entre en action, il crée une onde de détonation, par l'intermédiaire de la charge d'initiation 52, dans le chargement explosif 4 L'onde de détonation se propage dans la partie précharge (I) du dispositif, provoquant la formation, à partir du revêtement 13, d'un jet très rapide et d'un noyau plus lent, se propageant sur l'axe XX Ainsi qu'il est dit plus haut, le jet est destiné à perforer un préblindage actif sans l'initier. La perforation sans initiation est obtenue en limitant l'énergie transmise par le jet à l'explosif du préblindage par unité de surface, l'énergie du jet étant notamment fonction de la nature du revêtement, de sa masse et de la vitesse du jet A cet effet, on utilise pour le revêtement un matériau peu dense, par exemple un matériau plastique de type Nylon avec, pour la charge creuse, des paramètres tels qu'ils confèrent au jet une vitesse relativement élevée, afin qu'il n'y ait pas de risque de collision entre le jet de la précharge et celui de la charge principale. L'onde de détonation arrivant à la base 11 du revêtement 13 se présente de la même façon qu'une onde ayant contourné un conformateur d'onde classique, dont la précharge I remplit donc la fonction. Le transmetteur d'onde II est destiné à conduire l'onde de détonation jusqu'au sommet 32 de la charge principale III Ce transmetteur fonctionne comme une charge creuse mais dont l'amorçage est inverse, c'est-à-dire qu'il s'effectue à partir de sa base 21 Il se forme donc, à partir du revêtement 23, un jet se propageant sur l'axe XX vers l'arrière du dispositif, jet qui est perdu, et un noyau ayant pour effet de fermer le sommet 32 de la charge creuse principale III Il est à noter que le revêtement 23 n'est pas indispensable; en effet, la fermeture du sommet 32 n'est elle-même pas indispensable en principe pour le fonctionnement de la charge principale; elle a toutefois pour avantage de s'opposer au passage du noyau de la précharge I qui, lui, serait susceptible de perturber la formation du jet de la charge principale A cet effet, le revêtement 23 peut être réalisé en un matériau métallique, par exemple acier doux ou cuivre Il est à noter également que la cavité 20 du transmetteur d'onde a été représentée tronconique mais que sa forme peut être autre: tulipe ou trompette par exemple; il peut également avoir un angle au sommet plus ou moins grand, jusqu'à la forme cylindrique, l'angle étant fonction des diamètres choisis pour la base 11 de la précharge et le sommet 32 de la charge principale. L'onde de détonation atteint ensuite la charge creuse principale III, qui fonctionne alors comme une charge creuse munie d'un conformateur d'onde Le revêtement 33 peut être, classiquement,métallique, en cuivre par exemple. Le dispositif explosif décrit ci-dessus présente donc les avantages d'une structure de type tandem et d'une charge creuse comportant un conformateur d'onde, le tout sous un encombrement réduit Par ailleurs, le fait que la précharge perce, dans l'amorcer, un préblindage actif permet de ne pas avoir à retarder le fonctionnement de la charge principale Le dispositif selon l'invention présente en outre les avantages suivants: suppression des éventuels écrans intercharge, puisqu'ici le chargement explosif 4 est unique; suppression du dispositif d'amorçage de la précharge selon l'invention, un seul dispositif ( 5) assure l'amorçage de l'ensemble; suppression des risques de destruction de la charge principale avant son fonctionnement en effet, selon l'invention, il n'y a pas de rétroprojection possible de la précharge vers la charge principale; grand calibre de la précharge (égal à celui de la charge principale); réduction de l'influence de l'angle de dérapage de la munition à l'impact, par réduction du délai de fonctionnement global. REVENDICATIONS 1 Dispositif explosif à charge creuse comportant, disposés dans une enveloppe ( 1): un chargement explosif ( 4), de révolution autour d'un axe longitudinal (XX), une cavité ouverte étant ménagée dans le chargement; des moyens d'amorçage ( 5) du chargement explosif le dispositif étant caractérisé par le fait que la cavité est formée de trois parties, successivement: une partie (III) recouverte d'une couche formant revêtement, disposée sur la surface de la cavité, cette partie formant, avec la partie du chargement explosif correspondant, une charge principale; une partie (I) recouverte d'une couche formant revêtement, disposée sur la surface de la cavité, cette partie formant, avec la partie du chargement explosif correspondant, une précharge, située du côté des moyens d'amorçage; une partie (II) formant, avec la partie du chargement explosif correspondant, un transmetteur d'onde, disposé entre les deux parties précédentes, la partie précharge étant amorcée ainsi la première et assurant en outre la fonction de conformateur d'onde pour la partie charge principale, et la partie transmetteur d'onde assurant la transmission de l'onde de détonation de la partie précharge à la partie charge principale. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement ( 33) de la charge principale (III) est métallique. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le revêtement ( 13) de la précharge (I) est un matériau à faible densité. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le matériau à faible densité est un matériau plastique. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cavité de la partie transmetteur d'onde (II) est recouverte d'une couche ( 23) formant revêtement. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le revêtement ( 23) du transmetteur d'onde (II) est métallique. 7 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cavité de la précharge est de forme sensiblement conique, le sommet du cône étant disposé du côté des moyens d'amorçage ( 5). 8 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cavité du transmetteur d'onde (II) est de forme sensiblement tronconique, le sommet du cône correspondant étant disposé du côté opposé aux moyens d'amorçage ( 5). 9 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la cavité de la partie charge principale (III) est sensiblement en forme de cône ou de trompette ou de tulipe, ouverte du côté opposé aux moyens d'amorçage ( 5).