Brevet FR2680413A1 — publié le 19930219

$ 4 Procédé pour améliorer la capacité de charge mécanique de corps de munitions qui, hautement accélérés et/ou soumis à des ondes de choc, contiennent des charges creuses, et uti- lisation du procédé La présente invention a trait à un procédé pour améliorer la capacité de charge mécanique de corps de mu- nitions hautement accélérés et munis de charges creuses qui présentent une gaine métallique à surface traitée et/ou un garnissage, et à l'utilisation du procédé. Lors de l'utilisation de corps de munitions, en particulier ceux du genre à charges creuses en tandem, il existe le risque de voir la première charge creuse, c'est- à-dire celle située à l'avant, (également appelée "charge précurseur") exercer, lors de sa détonation, sur la seconde charge creuse, c'est-à-dire celle arrière (la charge prin- cipale) une action de choc indésirable Ceci peut conduire à une perturbation de la formation du jet et de la symétrie du jet ou même à la détonation prématurée de la charge principale. Pour éliminer le risque d'éclatement d'ogives tubulaires et/ou des détonations prématurées il a été pro- posé de soumettre les corps de munitions à des traitements thermiques Ceux-ci n'ont cependant pas remédié de façon satisfaisante au problème. En conséquence, la présente invention a pour but d'améliorer la capacité de charge mécanique de corps de mu- nitions soumis à de très fortes accélérations et/ou à des ondes de choc, et d'assurer ainsi la détonation correcte de la charge dans la cible, en particulier d'une charge creuse en tandem. Ce but est atteint, en ce qui concerne un procédé pour l'amélioration de la capacité de charge mécanique de corps de munitions hautement accélérés et/ou soumis à des ondes de choc et munis de charges creuses qui présentent une gaine métallique à surface traitée et/ou un garnissage, selon l'invention par le fait que dans une première phase du procédé le garnissage est enduit sur sa surface extéri- eure et la gaine sur sa surface intérieure d'une matière adhésive et en ce que dans une seconde phase du procédé la charge explosive est versée ou introduite sous pression dans l'espace creux entre la gaine et le garnissage. Du fait de l'application de matière adhésive sur les éléments constitutifs métalliques l'adhérence à la ma- tière explosive se trouve accrue et la tendance à transmet- tre et produire des effets de choc indésirables sur la charge est réduite Des détonations prématurées ou ce qu'il est convenu d'appeler des "détonations sympathiques" peu- vent ainsi être évitées. Un avantage particulier du procédé selon l'inven- tion consiste en ce que les techniques de mise en oeuvre traditionnelles des corps de munitions et de leurs charges, en particulier l'introduction, par coulée ou sous pression, des matières explosives peuvent rester inchangées. Dans un mode de réalisation avantageux de l'in- vention le garnissage conique est, dans une première phase opératoire, enduit de matière adhésive, en le plongeant dans une solution de matière adhésive de sorte que seule la surface extérieure qui entre en contact avec l'explosif est mouillée par la solution de matière adhésive. D'autre part, il est utile et économiquement avantageux de projeter la solution de matière adhésive sur la surface intérieure de la gaine qui présente souvent une forme concave. Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention la gaine et le garnissage sont assemblés et la surface extérieure du garnissage et la surface intérieure de la gaine sont simultanément enduites d'une solution de matière adhésive. De même, la solution de matière adhésive peut être avantageusement appliquée en projetant sous la forme d'un jet une quantité préétablie de la solution sur la sur- face intérieure de la gaine ainsi que sur la surface exté- rieure du garnissage, alors que ces deux éléments constitu- tifs tournent autour de leur axe de rotation Ce mode opé- ratoire se distingue par son aptitude à être adapté à une fabrication automatisée. Selon une autre variante du procédé de l'inven- tion il est prévu qu'avant la seconde phase opératoire le garnissage soit fixé dans la gaine du corps de munitions et que les éléments constitutifs de la charge creuse soient portés à une température suffisamment élevée pour éviter des fissures et des contraintes dans la charge creuse en voie de formation Cette température est choisie de façon à être inférieure à 40 % de la température de sécurité de la matière explosive, c'est-à-dire celle à laquelle la matière explosive tend à exploser spontanément Avantageusement, la matière explosive est également chauffée et ce à une tempé- rature supérieure à son point de fusion et inférieure à 40 % de la température de sécurité précitée, pour être ensuite coulée en place. Une autre caractéristique du procédé de l'inven- tion consiste en ce que la solution de matière adhésive se compose d'une matière adhésive tolérée par la matière ex- plosive et est constituée, de préférence, par un copolymère renfermant du styrène et présenté sous forme de vernis. Une autre caractéristique avantageuse de l'inven- tion consiste en ce que la matière adhésive visqueuse est diluée (ou rendue soluble) au moyen d'un solvant approprié afin que son application sur les surfaces métalliques puisse être contrôlée de façon optimale Des solvants préférés sont ceux pouvent être aisément éliminés après leur application, comme c'est le cas par exemple pour le toluène, le xylène et l'acétate de butyle. La solution de matière adhésive contient avantageusement de 5 à 50 % en poids de matière adhésive le complément étant formé respectivement de 50 à 95 % en poids de toluène, xylène ou acétate de butyle Des solutions particulièrement appropriées contiennent respectivement 30 % en poids de matière adhésive et 70 % en poids de toluène, xylène ou acétate de butyle Cette concentration offre, se- lon les comptes rendus établis dans le cadre de l'invention en ce qui concerne les pièces métalliques une couche de ma- tière adhésive optimale d'une épaisseur comprise entre 1 et mm. Dans un autre mode de réalisation du procédé se- lon l'invention la charge explosive se compose d'un mélange de 70 à 80 % en poids d'octogène et de 20 à 30 % en poids de trinitrotoluène et est coulée dans les éléments consti- tutifs métalliques. Le procédé selon l'invention convient particuli- èrement pour la fabrication de charges creuses en tandem et assure la formation impeccable d'un jet dans la cible Dans ce domaine d'application la charge de matière explosive est constituée de préférence d'un mélange de 70 à 80 % en poids d'octogène et de 20 à 30 % en poids de trinitrotoluène. Le procédé de l'invention convient également pour introduire dans des corps de munitions, par coulée, du TNT et de l'hexolite qui offrent généralement une meilleure force d'adhérence entre les parties formant parois et la matière explosive. Le procédé selon l'invention est également apte à améliorer la capacité de charge mécanique de charges creu- ses obtenues par compression à base d'hexogène ou avec de l'octogène. L'invention est décrite plus en détail ci-dessous à l'aide d'exemples de réalisation illustrés au dessin an- nexé. Une ogive d'un projectile à charge creuse conte- nant une charge creuse en tandem est représentée schémati- quement sur la figure unique. Par A est représentée la direction de tir d'un projectile à charges creuses connu en soi La double ca- lotte, la et lb, est visible à l'extrémité avant et exerce une fonction de commutation dans la cible afin d'activer l'allumage du projectile A partir de la demi-coquille in- térieure lb s'étend un câble de commande 3 vers un détona- teur 4 placé en dessous et muni des éléments de sécurité correspondants Cet ensemble forme une tête chercheuse 2, également appelée tête autoguidée tubulaire, qui est ren- forcée au moyen d'anneaux d'appui 5 et 6. Entre les anneaux d'appui 5 et 6 se trouve une première charge creuse 8, dite "charge précurseur" Cette première charge creuse est incorporée dans la tête cher- cheuse 2 par l'intermédiaire de son enveloppe 9 Une secon- de charge creuse 12, appelée charge principale, est fixée à la double coiffe balistique 11 A l'intérieur de celle-ci se trouve à nouveau un garnissage, désigné par 13, qui est entouré de matière explosive 14, laquelle est retenue par une gaine 15 Sur la gaine 15 est monté un détonateur muni d'organes de sécurité 17. En outre, une couche de matière adhésive 130 se- lon l'invention est appliquée extérieurement sur le garnis- sage 13 Une couche de matière adhésive semblable 150 se trouve à l'intérieur de la gaine 15. D'abord tous les éléments constitutifs métalli- ques du projectile à charges creuses sont, de façon connue en soi, dégraissés conformément aux normes La gaine 15, en aluminium, est chromisée conformément à la norme USA MIL-C- 5541; le garnissage en cuivre est ensuite, également de façon connue en soi, protégé contre la corrosion (au moyen de COBRATEC-TT-100 de la société Keyser Mackay, Zurich). Après ce traitement superficiel une solution de matière adhésive est appliquée sur les surfaces métalliques qui entrent en contact avec la matière explosive De très bons résultats ont été obtenus avec une solution de 30 % en poids de la colle dénommée"Kleber no 15 " de la société PROGA à Grenchen, Suisse et 70 % en poids de toluène pur. La colle "Kleber NI 15 " présente dans un large domaine de température un module d'élasticité bas d'environ 3 N/mm 2. Les propriétés mécaniques sont favorables et la colle agit de façon élastique à la manière du caoutchouc La tolérance thermico-chimique est également bonne puisque la colle, dénommée Kleber Nr 15, ne présente aucun abaissement de point de décomposition. La surface extérieure du garnissage 13 est plon- gée dans la solution de matière adhésive et est ensuite sé- chée à la température ambiante, de préférence dans un cou- rant d'air chaud Après l'évaporation du toluène il subsis- te la couche de matière adhésive 130. De façon analogue la surface intérieure de la gaine 15 est remplie d'environ 100 ml de la solution de ma- tière adhésive, le liquide est agité par rotation dans la gaine qui est ensuite vidée et également séchée à la tempé- rature ambiante, de préférence dans un courant d'air chaud. Puis les éléments constitutifs métalliques sont assemblés et portés à 1000 C au maximum La charge explosive 14 est, également de manière connue en soi, introduite, par coulée, avec de l'octol selon la norme USA MIL-0-45445/B A cet égard la charge explosive est versée, sous la forme d'une masse fondue très fluide, à 1000 C dans les espaces creux correspondants du corps de munitions. Ensuite, la charge creuse est ramenée à la tempé- rature ambiante, dans un processus de refroidissement d'une durée de 2 à 3 jours, en faisant vibrer par intervalles la masse fondue La vibration sert, au début de la phase de refroidissement, principalement à homogénéiser la masse en la mélangeant à fond et élimine en même temps d'éventuelles petites bulles d'air occluses Puis l'assemblage ultérieur du projectile à charges creuses se déroule de la façon tra- ditionnelle. Les considérations et phases opératoires évoquées à propos de la charge principale sont transposables de fa- çon identique à la "charge précurseur". Des essais comparatifs de résistance à la rupture subis, d'une part, par des projectiles à charges creuses enduits selon l'invention et des projectiles non enduits ont eu pour résultat des forces de résistance à la rupture de 300 N et 1000 N sans enduction Pour ceux enduits ont été mesurées des forces de résistance à la rupture de 3000 N et 4000 N et à cet égard il s'est avéré que ces valeurs étaient supérieures à la résistance à la rupture de la ma- tière explosive. La performance des charges creuses enduites selon l'invention avec la colle "Kleber NI 15 " sur des cibles té- moins a montré un accroissement de 50 % de la puissance ré- siduelle; pour d'autres cibles la puissance résiduelle était même plus élevée en moyenne de 80 %. Le procédé selon l'invention pour améliorer la capacité de charge mécanique convient également pour d'au- tres charges explosives introduites par coulée ou par com- pression et composées de matières explosives les plus va- riées, en particulier celles pour munitions de blindés, obus d'artillerie et de lance-mines. REVENDICATIONS 1 Procédé pour améliorer la capacité de charge mécanique de corps de munitions hautement accélérés et/ou soumis à des ondes de choc et munis de charges creuses, qui présentent une gaine métallique traitée superficiellement et/ou un garnissage, caractérisé en ce que dans une premiè- re phase opératoire le garnissage est enduit sur sa surface extérieure et la gaine sur sa surface intérieure d'une ma- tière adhésive et en ce que dans une seconde phase opéra- toire la charge explosive est introduite dans l'espace creux entre la gaine et le garnissage par coulée ou com- pression. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la première phase opératoire le garnissage est enduit en le plongeant dans une solution de matière adhésive. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la première phase opératoire la surface in- térieure de la gaine est revêtue de la solution de matière adhésive par projection. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine et le garnissage sont assemblés et la surface extérieure du garnissage et la surface intérieure de la gaine sont enduites simultanément d'une solution de matière adhésive. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le garnissage et/ou la gaine sont amenés à tourner autour de leur axe de rotation et en ce que la solution de matière adhésive est appliquée sur leur surface alors que celle-ci tourne. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant la seconde phase opératoire le garnissage est fixé dans la gaine du corps de munitions et est porté à une température qui est supérieure à la température ambian- te et inférieure à 40 % de la température de sécurité spé- cifique de la matière explosive et en ce que la charge ex- plosive est portée à une température supérieure au point de fusion et inférieure à 40 % de la température de sécurité et est mise en place par coulée. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la matière adhési- ve est un copolymère renfermant du styrène et formant ver- nis. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la solution de matière adhésive contient de 5 à % en poids de matière adhésive et de 50 à 95 % en poids de toluène ou 5 à 50 % en poids de matière adhésive et 50 à % en poids de xylène ou 5 à 50 % en poids de matière adhésive et 50 à 95 % en poids d'acétate de butyle. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la solution de matière adhésive contient 30 % en poids de matière adhésive et 70 % en poids de toluène. Procédé selon la revendication 8, caractéri- sé en ce que la solution de matière adhésive contient 30 % en poids de matière adhésive et 70 % en poids de xylène. 11 Procédé selon la revendication 8, caractéri- sé en ce que la solution de matière adhésive contient 30 % en poids de matière adhésive et 70 % en poids d'acétate de butyle. 12 Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la charge explo- sive est constituée par un mélange de 70 à 80 % en poids d'octogène et de 20 à 30 % en poids de trinitrotoluène et est mise en place par coulée dans les éléments constitutifs métalliques. 13 Couche de matière adhésive obtenue par le procédé selon les revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu'elle présente une épaisseur de 1 à 100 pm. 14 Utilisation du procédé selon l'une quelcon- que des revendications précédentes pour la fabrication de charges creuses en tandem. Utilisation du procédé selon l'une quelcon- que des revendiciations 1 à 13 pour améliorer la capacité de charge mécanique de charges creuses formées par coulée de trinitrotoluène ou d'hexolite. 16 Utilisation du procédé selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 13, pour l'amélioration de la capacité de charge mécanique de charges creuses introduites par compression à base d'hexogène ou avec de l'octogène.