Brevet FR2702273A1 — publié le 19940909

i La présente invention concerne le domaine des têtes pyrotechniques. La présente invention concerne plus précisément une tête pyrotechnique destinée principalement à disperser au contact ou à proximité d'une cible une composition pyrotechnique comprenant une ou plusieurs substances pyrotechniques choisies en fonction de l'effet recherché, incendiaire et/ou incapacitant. Afin d'accroître la portée des armes incendiaires et/ou incapacitantes, il a été proposé de monter sur un projectile une tête pyrotechnique comportant une enveloppe remplie d'une composition pyrotechnique et des moyens de dispersion de cette composition sur la cible, classiquement une charge explosive placée au sein de la composition pyrotechnique La rupture de l'enveloppe a lieu sous l'effet de la pression dégagée lors de l'explosion de la charge explosive Les têtes pyrotechniques connues de ce type présentent l'inconvénient de provoquer un éclatement irrégulier de l'enveloppe et la dispersion de la composition pyrotechnique s'effectue dans des directions et avec une étendue qui ne correspondent pas toujours à la dispersion souhaitée Lors de l'emploi de compositions pyrotechniques comprenant une substance incendiaire notamment, la dispersion ne doit pas être trop étendue car la substance devient difficile à enflammer ni trop confinée car on perd alors en efficacité. Afin de remédier à cet inconvénient, il a été proposé de préfragmenter l'enveloppe de façon à ce que celle-ci éclate de façon déterminée Cependant, la réalisation d'une enveloppe préfragmentée se heurte à la difficulté du compromis étendue de la dispersion de la composition pyrotechnique / degré de préfragilisation de l'enveloppe En effet, une charge explosive puissante, placée dans une enveloppe résistante, génère une pression élevée avant la rupture de l'enveloppe et disperse la composition pyrotechnique sur une grande étendue Par contre, une enveloppe préfragilisée éclate à une pression plus faible, réduisant ainsi l'étendue de la dispersion de la composition pyrotechnique mais offre une tenue mécanique moindre vis à vis des accélérations subies par le projectile au cours de son lancement ou de sa manutention Par ailleurs, les usinages mis en oeuvre pour préfragmenter une enveloppe doivent être précis et sont coûteux. La présente invention a pour objet de remédier notamment à l'inconvénient précité en proposant une tête pyrotechnique comportant une enveloppe allongée et des moyens de dispersion perfectionnés d'une composition pyrotechnique contenue dans cette enveloppe. De façon caractéristique, les moyens de dispersion comportent des cordeaux détonants longitudinaux de découpage adaptés à découper l'enveloppe longitudinalement et un cordeau détonant transversal de découpage adapté à découper l'enveloppe transversalement. Selon une première caractéristique avantageuse de l'invention, l'enveloppe comprend un corps cylindrique de révolution autour d'un axe de symétrie, fermé à l'arrière par un fond présentant une forme générale convexe vers l'extérieur, ledit cordeau détonant de découpage transversal étant placé sur la périphérie de la surface interne de l'enveloppe, en avant du fond De préférence, le cordeau détonant transversal est situé sensiblement au niveau de la jonction entre ledit corps cylindrique et le fond. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, ladite composition pyrotechnique comprend une substance incendiaire et une substance pyrogène adaptée à allumer cette dernière, les deux substances étant placées dans des compartiments séparés à l'intérieur de l'enveloppe. Dans une réalisation préférée, l'enveloppe est fermée à l'avant par un nez de forme générale convexe vers l'extérieur, la substance pyrogène est placée dans le nez de l'enveloppe et la substance incendiaire dans le corps cylindrique. Avantageusement, ladite composition pyrotechnique comprend en outre une substance lacrymogène placée dans un compartiment situé dans le nez de l'enveloppe, à l'opposé du compartiment contenant la substance incendiaire. Avantageusement, la tête pyrotechnique comprend un pion explosif placé en avant du compartiment contenant ladite substance pyrogène De préférence, le pion explosif est placé entre le compartiment contenant la substance lacrymogène et celui contenant la substance pyrogène. Avantageusement, la tête pyrotechnique comprend des moyens d'initiation pyrotechniques s'étendant depuis l'arrière de l'enveloppe vers l'avant jusqu'au pion explosif De préférence, lesdits moyens d'initiation pyrotechniques sont placés au centre de l'enveloppe et s'étendent selon ledit axe de symétrie de l'enveloppe. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le cordeau détonant transversal est placé à proximité d'au moins un cordeau détonant longitudinal de sorte que l'initiation du cordeau détonant transversal est effectuée par les cordeaux détonants longitudinaux. Avantageusement, le cordeau détonant transversal est placé à distance des extrémités axiales des cordeaux détonants longitudinaux, et de préférence placé à une distance comprise entre le quart et le huitième de la longueur de ceux-ci. Avantageusement, lesdits moyens d'initiation pyrotechniques sont placés à proximité des cordeaux détonants longitudinaux de sorte que lesdits moyens d'initiation pyrotechniques initient les cordeaux détonants longitudinaux qui à leur tour initient le cordeau détonant transversal. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les cordeaux détonants longitudinaux sont placés sur la surface interne de l'enveloppe. De préférence, les cordeaux détonants longitudinaux s'étendent chacun dans un plan contenant l'axe de symétrie de l'enveloppe. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, et à l'examen du dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale prise selon un axe de symétrie de l'enveloppe d'une tête pyrotechnique conforme à l'invention, les figures 2 à 4 montrent en section droite un cordeau détonant de découpage et l'effet de la détonation de ce cordeau sur une paroi. On a représenté sur la figure 1 une tête pyrotechnique conforme à l'invention, destinée à être équipée de préférence d'un empenage connu en lui-même et non représenté pour former un projectile. Dans la suite de la description, on désignera respectivement par partie arrière et partie avant les parties de la tête respectivement les plus proches et les plus éloignées de cet empenage, la partie arrière étant située à droite sur la figure 1. La tête pyrotechnique comprend une enveloppe 100 de préférence symétrique de révolution autour d'un axe référencé X contenu dans le plan de coupe de la figure 1 L'enveloppe 100 comprend un corps 110 cylindrique de révolution autour de l'axe X, prolongé à l'arrière par un fond de forme générale convexe vers l'extérieur, symétrique de révolution autour de l'axe X, venu de formation avec le corps cylindrique 110 ou rapporté sur ce dernier Le corps cylindrique 110 est fermé à l'avant par un nez 125 Ce dernier comprend un corps creux intermédiaire tronconique 128, symétrique de révolution autour de l'axe X, situé en avant du corps cylindrique 110 et assemblé par vissage en 126 sur celui-ci et un corps creux d'extrémité 127 situé en avant du corps intermédiaire 128 et assemblé par vissage en 129 sur celui-ci Plus particulièrement, le corps creux intermédiaire 128 comporte une paroi tronconique s'élargissant vers l'arrière, raccordée à l'arrière à une paroi 144 perpendiculaire à l'axe X, munie en son centre d'un passage circulaire 171 et une jupe cylindrique 172 filetée intérieurement, prolongeant la paroi 144 vers l'arrière à sa périphérie externe pour être vissée sur le corps cylindrique 110 Le fond 120 présente sur sa surface externe, en son sommet, un flanc cylindrique fileté 131 sur lequel est vissé une pièce de liaison 132 avec un empenage et/ou des moyens de propulsion ou de guidage de la tête, connus en eux-mêmes et non représentés La pièce de liaison 132 loge un écrou 133 servant au maintien d'un élément de support 134 qui sera décrit plus en détail dans la suite Dans l'exemple de réalisation décrit, le corps cylindrique 110 présente une longueur légèrement supérieure au triple de son diamètre et la longueur du nez 125 est égal à environ la moitié de la longueur du corps cylindrique 110. Conformément à l'invention, l'enveloppe 100 renferme une composition pyrotechnique et des moyens de dispersion pour disperser cette dernière Plus particulièrement, ces moyens de dispersion sont constitués dans l'exemple de réalisation décrit de trois cordeaux détonants longitudinaux 10 de découpage, adaptés à découper l'enveloppe longitudinalement, parallèlement à l'axe X et d'un cordeau détonant transversal 20 de découpage, adapté à découper l'enveloppe transversalement, perpendiculairement à l'axe X Les trois cordeaux détonants longitudinaux sont placés respectivement dans trois plans diamétraux contenant l'axe de symétrie X, équirépartis angulairement autour de cet axe et un seul de ces cordeaux détonants longitudinaux apparaît sur la vue en coupe de la figure 1. On a représenté sur la figure 2, en section droite, un cordeau détonant de découpage C, connu en lui-même Le cordeau est constitué par une gaine métallique 181 de section essentiellement triangulaire comportant deux flancs inclinés entre eux d'un angle voisin de 60 , de sommet 184 arrondi convexe vers l'extérieur et de base 185 concave vers l'extérieur, symétrique par rapport à un plan bissecteur P passant par le sommet 184, qui est aussi plan de symétrie pour la gaine La gaine est chargée d'un explosif 182 La concavité tournée vers l'extérieur de la base de la gaine 181 assure la concentration de la puissance explosive dans le plan bissecteur P en direction d'une paroi W sur laquelle est placée le cordeau Le plan bissecteur P est avantageusement confondu avec un plan diamétral de la tête incendiaire pour les cordeaux détonants longitudinaux 10 et avec un plan perpendiculaire à l'axe X pour le cordeau détonant transversal 20 La gaine métallique 181 est avantageusement réalisée en plomb et l'explosif 182 est avantageusement de l'hexogène Les figures 3 et 4 illustrent le comportement de la gaine 181 lors de la détonation de l'explosif 182 Sous l'effet de la détonation (figure 3), la base de la gaine 181 des cordeaux est projetée vers la paroi W pour former un dard 183 qui la transperce (figure 4). En se reportant de nouveau à la figure 1, le cordeau détonant transversal 20 est de préférence situé, comme représenté, sensiblement au niveau de la jonction entre le corps cylindrique 110 et le fond 120 Les cordeaux détonants longitudinaux 10 sont placés sur la surface interne de l'enveloppe 100 et s'étendent sur toute la longueur du corps cylindrique 110 et sur le fond 120 Il y a ainsi croisement du cordeau détonant transversal 20 et des cordeaux détonants longitudinaux 10, et dans la région de croisement, contact pyrotechnique ou "possibilité de transfert de feu" des cordeaux détonants longitudinaux 10 vers le cordeau détonant transversal 20 comme cela sera vu dans la suite. L'élément de support 134, de préférence réalisé en matériau composite, comporte un corps allongé de forme générale tubulaire symétrique de révolution autour de l'axe X, muni à l'avant d'une extension 142 s'étendant radialement jusqu'à la surface interne de l'enveloppe 100 au niveau de la jonction entre le corps cylindrique 110 et le fond 120 L'élément 134 est parcouru sur sa longueur par une lumière centrale coaxiale à l'axe X pour le passage de moyens d'initiation pyrotechniques 160 qui seront décrits plus en détail dans la suite L'élément support 134 comporte une partie arrière 145 s'étendant hors de l'enveloppe 100 à la faveur d'un perçage ménagé dans le fond 120, filetée extérieurement et engagée par vissage dans l'écrou 133 L'élément 134 vient axialement en butée par une partie élargie 147, lors du serrage de l'écrou 133, contre un rebord transversal annulaire 146 bordant ledit perçage ménagé dans le fond 120, du côté intérieur de l'enveloppe La partie élargie 147 comporte des lumières radiales débouchant sur la lumière centrale de l'élément 134 et dans lesquelles sont engagées les extrémités axiales arrière des cordeaux détonants longitudinaux 10, en vue d'être en contact pyrotechnique avec les moyens d'initiation pyrotechnique L'extension 142 est formée de bras radiaux qui portent une couronne annulaire 148 servant de support au cordeau détonant transversal 20 Plus particulièrement, le cordeau détonant transversal est reçu dans un logement ménagé sur la surface radialement externe de la couronne 148, ouvert vers la surface interne de l'enveloppe Des passages longitudinaux 175 sont prévus pour permettre la traversée de la couronne 148 par les cordeaux détonants longitudinaux 10 Ces derniers sont maintenus sur la surface interne de l'enveloppe par collage ou par tout autre moyen approprié connu de l'homme du métier. Dans la réalisation décrite, la composition pyrotechnique comprend une substance incendiaire 200 De préférence, cette substance incendiaire est à base d'hydrocarbure liquide ou gélifié que l'on désigne habituellement par "gel incendiaire". Afin d'accroître l'effet exothermique, il est avantageusement incorporé à ce gel incendiaire un agent dopant, par exemple des copeaux d'un métal ou alliage réducteur Ces copeaux sont projetés incandescents sur la cible et lui transmettent par conduction leur énergie thermique, ajoutant ainsi à la chaleur transmise par convexion apportée par la combustion du gel enflammé La substance incendiaire 200 est contenue dans un compartiment 140 délimité longitudinalement par la surface interne du corps cylindrique , axialement à l'arrière par la surface interne du fond 120 et à l'avant par la paroi 144 du corps creux intermédiaire 128. L'allumage de la substance incendiaire 200 est effectué par une substance pyrogène 210 contenue dans un compartiment 130 situé en avant du compartiment 140 et séparé de ce dernier par la paroi 144 précitée La substance pyrogène est adaptée à produire un rayonnement thermique très intense, encore appelé éclair ou 'flash" thermique Il s'agit par exemple d'un mélange pulvérulent d'un corps oxydant et d'un corps réducteur Le compartiment 130 est formé à l'intérieur du corps intermédiaire 128 et il est délimité longitudinalement par la paroi tronconique du corps creux intermédiaire 128, transversalement à l'arrière par la paroi 144 et à l'avant par le corps creux d'extrémité 127 Un pion explosif 150 représenté très schématiquement sur la figure 1 est placé en avant du compartiment 130 contenant la substance pyrogène 210 pour initier cette dernière en combustion Le pion explosif 150 est de préférence comme représenté, placé dans un alésage 151 ménagé sur la face arrière du corps creux d'extrémité 127 et orienté dans cet alésage 151 en vue de générer une onde de choc dirigée principalement vers l'arrière Le pion explosif 150 est mis à feu par les moyens d'initiation pyrotechniques 160, constitués de préférence par un cordeau explosif coaxial à l'axe X, présentant une extrémité axiale avant en contact pyrotechnique avec le pion explosif 150 et une extrémité axiale arrière 170 en contact pyrotechnique avec des moyens de mise à feu connus en eux-mêmes et non représentés, comprenant par exemple par un percuteur à inertie dans le cas d'un projectile destiné à exploser au contact de la cible Le cordeau explosif 160 est de préférence placé dans un tube de maintien, coaxial à l'axe X traversant la substance incendiaire 200, non représenté sur la figure 1. De préférence, la composition pyrotechnique comprend en outre une substance lacrymogène 220 placée dans le nez 125 de la tête pyrotechnique Plus particulièrement, la substance lacrymogène 220 est contenue dans un compartiment 161 formé à l'intérieur du corps creux d'extrémité 127, délimité longitudinalement et à l'avant par la surface interne du corps creux d'extrémité 127, transversalement à l'arrière par le pion explosif 150 Ainsi, le pion explosif 150 est avantageusement situé entre le compartiment contenant la substance lacrymogène 220 et le compartiment contenant la substance pyrogène 210. Conformément à une caractéristique avantageuse de l'invention, le cordeau détonant transversal 20 est en contact pyrotechnique avec les cordeaux détonants longitudinaux 10 de sorte que l'initiation du cordeau détonant transversal est effectuée par les cordeaux détonants longitudinaux. Plus particulièrement, dans l'exemple de réalisation décrit, le cordeau détonant transversal est constitué par la réunion de trois segments en arc de cercle centrés autour de l'axe X, chaque segment s'étendant sur la surface interne de l'enveloppe entre deux cordeaux détonants longitudinaux En variante, on peut proposer de réaliser le cordeau détonant transversal 20 d'un seul tenant, les cordeaux détonants longitudinaux passant alors sous le cordeau détonant transversal dans la région de croisement à la faveur de renfoncements ménagés sur la surface interne de l'enveloppe 100. Le fonctionnement de la tête pyrotechnique est le suivant La mise à feu des moyens d'initiation pyrotechniques 160 est effectuée de façon connue en elle-même, par exemple au moyen d'un percuteur à inertie tel que mentionné plus haut La détonation, initiée à l'extrémité arrière 170 de ces derniers, se propage vers l'avant à travers la pièce de raccord 132, l'écrou 133 et l'élément de support 134 jusqu'à atteindre les extrémités axiales arrière 141 des cordeaux détonants longitudinaux Celles-ci, placées en contact pyrotechnique avec les moyens d'initiation 160 sont alors initiées en détonation La détonation des moyens d'initiation 160 se continue vers l'avant tandis que les cordeaux détonants longitudinaux 10 découpent le fond 120 de l'enveloppe selon trois lignes de découpe équiréparties angulairement autour de l'axe X Lorsque la détonation des cordeaux détonants longitudinaux atteint le cordeau détonant transversal 20, celui-ci est initié en détonation et découpe le fond de l'enveloppe selon un plan perpendiculaire à l'axe X. L'enveloppe 100 est ainsi "ouverte" à l'arrière, pour faciliter la dispersion de la composition pyrotechnique contenue dans l'enveloppe, comme cela va être vu dans la suite La détonation des moyens d'initiation 160 continue à se propager vers le pion explosif 150 tandis que les cordeaux détonants longitudinaux 10 découpent le corps cylindrique 110 de l'enveloppe 100 selon trois lignes de découpe équiréparties angulairement autour de l'axe X et parallèles à celui-ci Lorsque la détonation des moyens d'initiation 160 atteint le pion explosif 150, celui-ci est mis à feu et provoque une onde de choc dirigée essentiellement vers l'arrière, notamment pour amorcer en réaction la substance pyrogène 210 et disperser la substance incendiaire 200 La substance pyrogène 210 est projetée sous l'effet de l'onde de pression de l'explosion du pion 150 vers la substance incendiaire 200 La dispersion de la substance incendiaire 200 vers l'arrière hors de l'enveloppe est facilitée par la découpe du fond 120 de celle-ci La réaction de combustion de la substance pyrogène 210 crée un éclair de rayonnement thermique très intense, qui outre l'effet traumatisant qu'il peut provoquer, sert à enflammer la substance incendiaire Le pion explosif sert également à disperser la substance lacrymogène 220 et à compenser la vitesse d'arrivée du projectile sur la cible pour assurer une meilleure dispersion de la composition pyrotechnique La composante de l'onde de choc dirigée vers l'arrière "neutralise" la vitesse d'entraînement de la composition pyrotechnique au moment de son arrivée à la cible On notera, et c'est là une caractéristique importante de l'invention, que la découpe rapide et quasi-initiale du fond 120, par le cordeau détonant transversal 20, permet ensuite de découper et d'ouvrir le corps cylindrique 110, grâce à l'effet des cordeaux longitudinaux , sous forme de segments articulés sur l'avant. Finalement, grâce à l'agencement des moyens de dispersion dans la tête pyrotechnique, ainsi qu'à leur séquence d'allumage, l'invention permet de disperser de façon particulièrement efficace une composition pyrotechnique contenue dans l'enveloppe, en particulier vers l'arrière du point d'impact. REVENDICATIONS 1/ Tête pyrotechnique du type comprenant une enveloppe ( 100) allongée, une composition pyrotechnique ( 200, 210, 220) contenue dans l'enveloppe et des moyens de dispersion pour disperser ladite composition pyrotechnique, caractérisée en ce que les moyens de dispersion comportent des cordeaux détonants longitudinaux ( 10) de découpage adaptés à découper l'enveloppe longitudinalement et un cordeau détonant transversal ( 20) de découpage adapté à découper l'enveloppe transversalement. 2/ Tête pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enveloppe comprend un corps cylindrique ( 110) de révolution autour d'un axe de symétrie (X), fermé à l'arrière par un fond ( 120) présentant une forme générale convexe vers l'extérieur, ledit cordeau détonant de découpage transversal étant placé sur la périphérie de la surface interne de l'enveloppe en avant du fond. 3/ Tête pyrotechnique selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit cordeau détonant transversal est situé sensiblement au niveau de la jonction entre ledit corps cylindrique et le fond. 4/ Tête pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite composition pyrotechnique comprend une substance incendiaire ( 200) et une substance pyrogène ( 210) adaptée à allumer cette dernière, les deux substances étant placées dans des compartiments séparés ( 130, 140) à l'intérieur de l'enveloppe. / Tête pyrotechnique selon la revendication 4, l'enveloppe étant fermée à l'avant par un nez ( 125) de forme générale convexe vers l'extérieur, caractérisée en ce que ladite substance pyrogène ( 210) est placée dans le nez de l'enveloppe et ladite substance incendiaire ( 200) dans le corps cylindrique de l'enveloppe. 6/ Tête pyrotechnique selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite composition pyrotechnique comprend en outre une substance lacrymogène ( 220) placée dans un compartiment ( 161) situé dans le nez de l'enveloppe, à l'opposé du compartiment contenant la substance incendiaire. 7/ Tête pyrotechnique selon l'une des revendicatios 4 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un pion explosif ( 150) placé en avant du compartiment contenant ladite substance pyrogène ( 210). il 8/ Tête pyrotechnique selon les revendications 6 et 7, caractérisée en ce que le pion explosif est placé entre le compartiment ( 161) contenant la substance lacrymogène et celui ( 130) contenant la substance pyrogène. 9/ Tête pyrotechnique selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'initiation pyrotechniques ( 160) s'étendant depuis l'arrière de l'enveloppe vers l'avant jusqu'au pion explosif. / Tête pyrotechnique selon la revendication 9, caractérisée en ce que lesdits moyens d'initiation pyrotechniques sont placés au centre de l'enveloppe et s'étendent selon ledit axe de symétrie de l'enveloppe. 11/ Tête pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que le cordeau détonant transversal ( 20) est placé à proximité d'au moins un cordeau détonant longitudinal de sorte que l'initiation du cordeau détonant transversal est effectuée par les cordeaux détonants longitudinaux. 12/ Tête pyrotechnique selon la revendicationll, caractérisée en ce que le cordeau détonant transversal est placé à distance des extrémités axiales arrière ( 141) des cordeaux détonants longitudinaux. 13/ Tête pyrotechnique selon la revendication 12, caractérisée en ce que le cordeau détonant transversal est placé à une distance des extrémités axiales arrière des cordeaux détonants longitudinaux comprise entre le quart et le huitième de la longueur de ceux-ci. 14/ Tête pyrotechnique selon les revendications 9 et 11, caractérisée en ce que lesdits moyens d'initiation pyrotechniques ( 160)sont placés à proximité des cordeaux détonants longitudinaux ( 10) de sorte que lesdits moyens d'initiation pyrotechniques ( 160) initient les cordeaux détonants longitudinaux ( 10) qui à leur tour initient le cordeau détonant transversal ( 20). / Tête pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que les cordeaux détonants longitudinaux sont placés sur la surface interne de l'enveloppe. 16/ Tête pyrotechnique selon la revendication 15, caractérisée en ce que les cordeaux détonants longitudinaux s'étendent chacun dans un plan contenant l'axe de symétrie de l'enveloppe. 17/ Tête pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que le cordeau détonant transversal ( 20) est adapté pour découper l'extrémité arrière de l'enveloppe ( 100) transversalement, avant que les cordeaux détonants longitudinaux ( 10) n'aient découpé totalement l'enveloppe dans la direction longitudinale, de sorte que sous l'effet de ces derniers, l'enveloppe soit découpée et ouverte sous forme de segments articulés sur l'avant.