Brevet FR2707387A1 — publié le 19950113

La présente invention concerne le domaine des dispositifs pyrotechniques et plus particulièrement celui des têtes pyrotechniques à effet vulnérant, équipées d'une charge explosive génératrice d'éclats. Dans ce type de tête pyrotechnique, on cherche à obtenir principalement un effet vulnérant par l'émission d'une onde de choc et projection d'éclats lors de l'explosion de la charge explosive et l'on cherche dans une moindre mesure à obtenir un effet incendiaire par la création de foyers d'incendie au voisinage du lieu d'explosion. On connaît par la publication FR-2 666 644 une tête pyrotechnique à effet incendiaire, composée d'une enveloppe tubulaire, un tube intérieur en acier placé dans l'enveloppe, une charge incendiaire placée entre le tube intérieur et l'enveloppe et une charge dispersive placée dans le tube. La charge incendiaire est formée de fragments de métal noyés dans une composition de chauffage métallothermique, qui est allumée avant la mise à feu de la charge dispersive de sorte que lesdits fragments de métal sont chauffés à une température élevée avant leur dispersion par l'explosion de ladite charge dispersive. La Demanderesse a constaté que l'onde de choc émise par la charge dispersive est absorbée par la charge incendiaire répartie tout autour de celleiå et que l'effet vulnérant d'une tête incendiaire de ce type est trop faible pour satisfaire aux applications visées par les têtes pyrotechniques à effet vulnérant. L'invention vise à proposer une tete pyrotechnique à effet vulnérant comportant une enveloppe symétrique de révolution autour d'un axe, à l'intérieur de laquelle est placée une charge explosive génératrice d'éclats et une composition incendiaire apte à être dispersée par l'explosion de ladite charge, ladite composition incendiaire comportant une composition de chauffage métallothermique et des fragments de métal, et étant apte à être initiée avant l'explosion de ladite charge de sorte que lesdits fragments de métal sont chauffés à une température élevée avant leur dispersion par l'explosion de ladite charge, et dans laquelle l'onde de choc émise lors de l'explosion de la charge génératrice d'éclats n'est pas trop perturbée par la composition incendiaire de façon à ne pas en dégrader notablement l'effet vulnérant. L'invention y parvient par le fait que ladite composition incendiaire est placée dans des compartiments calorifugés équirépartis autour dudit axe en étant angulairement espacés. De préférence, lesdits compartiments sont délimités radialement vers l'extérieur par ladite enveloppe. Ainsi, grâce à l'invention on n'observe pas de dégradation notable de l'effet vulnérant, l'onde de choc émise par la charge génératrice d'éclats n'étant pas perturbée dans les régions s'étendant angulairement autour de l'axe de l'enveloppe entre les compartiments contenant la charge incendiaire. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront 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 vue en coupe axiale d'une tête pyrotechnique conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe transversale, prise au niveau du trait de coupe fl-fl de la figure 1. La tête pyrotechnique à effet vulnérant représentée sur les figures, destinée à équiper un projectile, comporte une enveloppe 10 symétrique de révolution autour d'un axe de symétrie X et à l'intérieur 16 de laquelle est placée une charge explosive connue en elle-même et non représentée. L'axe X est contenu dans le plan de coupe de la figure 1 et perpendiculaire au plan de coupe de la figure 2. L'explosion de la charge crée une onde de choc qui fragmente l'enveloppe 10 et projette les fragments de celle-ci vers l'extérieur avec une vitesse élevée, donnant à la tête pyrotechnique l'effet vulnérant recherché. Cette explosion est déclenchée par tous moyens appropriés, lors de l'impact de la tête dans l'exemple de réalisation décrit, à l'aide de moyens d'initiation pyrotechnique 30 connus en eux-mêmes et constitués par exemple d'un percuteur à inertie. La tête pyrotechnique décrite est destinée à être munie d'un empenage et/ou de moyens de propulsion. Elle présente une forme aérodynamique effilée vers l'avant, dans la direction de déplacement de la tête, c'est-à-dire vers la gauche sur la figure 1. mus particulièrement, l'enveloppe 10 comporte une paroi 11 cylindrique de révolution autour de l'axe X, s'étendant axialement sur les 5/7 environ de la longueur totale de la tête et prolongée vers l'avant par une paroi conique 12 faisant un angle d'environ 35" sur l'axe X La paroi conique 12 s'étend axialement sur 1/6 environ de la longueur totale de la tête pyrotechnique. Cette paroi conique 12 est prolongée à l'avant par un nez conique 13 arrondi à son sommet, formant un angle de 50 environ avec l'axe le volume intérieur défini par l'enveloppe 10 est fermé à l'arrière par une paroi de fond 14 perpendiculaire à l'axe X et présentant à sa périphérie un bossage annulaire 15 destiné, dans l'exemple de réalisation décrit, à la fixation de la tête sur un bloc propulseur muni d'un empenage pour former un missile. Une composition incendiaire comportant une composition de chauffage métallothermique et des fragments de métal est contenue dans des compartiments 20 équfrépartis autour de l'axe de symétrie X de l'enveloppe en étant angulairement espacés, au nombre de quatre dans l'exemple de réalisation décrit et délimités chacun radialement vers l'extérieur par une portion d'enveloppe 10 s'étendant angulairement avec un angle compris entre 35 et 50 autour de l'axe X, de préférence voisin de 42" comme représenté. Les compartiments 20 sont espacés angulairement autour de l'axe X, au niveau de l'enveloppe 10, d'un angle compris entre 45" et 55 , de préférence 500 comme représenté. Ces compartiments 20 présentent en section transversale une forme générale en V dont la concavité est tournée vers l'extérieur. L'angle a entre les branches 21 du V est de préférence égal à 60" comme représenté. Les branches 21 se réunissent selon un arrondi 22 dont le sommet est situé sur un axe s'étendant parallèlement à l'axe X et éloigné de ce dernier d'une distance correspondant à environ les 5/9 du rayon de la paroi cylindrique 11. les arrondis 22 s'étendent chacun sur un secteur angulaire de 90" environ et leurs centres de courbure sont situés sur une surface cylindrique C de révolution autour de l'axe X dont le rayon vaut environ les 7/9 du rayon de la paroi cylindrique 11. A titre indicatif, le rayon de la surface C vaut 220 mm dans l'exemple de réalisation décnt et le rayon de courbure des arrondis 22 vaut 30 mm. Les compartiments 20 sont fermés axialement par des parois planes 23 et 24 perpendiculaires à l'axe X A titre indicatif, la longueur des compartiments 20 vaut 280 mm dans l'exemple de réalisation décrit et cette longueur correspond à peu près à la longueur de la paroi cylindrique 11. Le volume disponible, dans l'exemple de réalisation décrit, pour la composition, incendiaire vaut, à titre indicatif, 1400 cm3 x 4. La composition de chauffage est initiée avant l'explosion de la charge de sorte que les fragments de métal sont chauffés à une température élevée avant leur dispersion par la charge et sont ainsi aptes à enfiammer par contact des maténaux inflammables. La composition de chauffage est initiée pendant le temps de vol du missile dans l'exemple de réalisation décrit de façon à ce que les fragments de métal soient portés à incandescence et projetés incandescents lors de l'explosion de la charge. On dispose ainsi d'un effet incendiaire important sans toutefois dégrader l'effet vulnérant de la tête pyrotechnique. La durée de réaction de la composition de chauffage avant l'explosion de la charge est adaptée à chauffer le plus possible les fragments de métal sans toutefois entraîner de surchauffe de la charge risquant de provoquer son explosion prématurée. La composition de chauffage est adaptée à produire la température nécessaire pour porter les fragments de métal à incandescence, sans entraîner une élévation excessive de la pression dans le compartiment calorifugé qui la contient et cette composition doit présenter une structure pendant et après réaction permettant de conserver le mieux possible la disposition initiale des fragments de métal au sein de celle-ci. Avantageusement, mais de façon non limitative, on emploie une composition métallothermique à base d'aluminium, de préférence l'une des compositions suivantes, exprimées en fractions massiques: 1) AI . 30 % Fe203 : 30 % T1 > : 40 96 2) Al : 20 % Cu : 20% BaSO4: 60% La granulométrie de la composition de chauffage permet d'établir la vitesse de réaction à la valeur souhaitée. Les fragments de métal utilisés sont de préférence des copeaux d'un métal de point de fusion élevé, de préférence du chrome et pèsent chacun avantageusement entre 10 et 30 g. De préférence, les copeaux de chrome seront dispersés avec une température comprise entre 1 400 et 1 600"C, inférieure à la température de fusion de ce métal, voisine de 1 800 C. La composition de chauffage comprend, dans l'exemple de réalisation décrit, entre 400 et 1 000 fragments de chrome. Conformément à une caractéristique avantageuse de l'invention, la tête pyrotechnique comporte en outre un hydrure métallique, par exemple de l'hydrure de lithium et d'aluminium. Cette substance a la propriété de s'enflammer spontanément au contact de l'eau, qui est le produit utilisé le plus souvent pour éteindre les incendies, et cette substance permet la création de nouveaux foyers pendant la lutte contre l'incendie. L'effet incendiaire est ainsi considérablement accru et la Demanderesse a constaté que l'incorporation à la tête d'un hydrure métallique n'entraînait pas de dégradation notable de l'effet vulnérant L'hydrure et la composition de chauffage renfermant les fragments de chrome sont placés dans des compartiments 20 séparés. Les compartiments contenant la composition de chauffage sont calorifugés par tout moyen connu de l'homme de métier. La masse totale de composition incendiaire est comprise, dans l'exemple de réalisation décrit, entre 11,2 et 14 kg selon la quantité de composition de chauffage métallothermique et la quantité d'hydrure employées. Le fonctionnement de la tête pyrotechnique est le suivant Lors du départ du missile vers une cible, la composition de chauffage est initiée par tous moyens connus de l'homme de métier. Durant le temps de vol du missile, la chaleur dégagée par la réaction exothermique au sein de cette composition de chauffage porte à incandescence les fragments de métal qu'elle contiens Lors de l'impact du missile sur la cible, la charge explosive contenue dans l'enveloppe explose et disperse d'une part l'hydrure et d'autre part les fragments de métal portés à incandescence, qui ajoutent à l'effet vulnérant des éclats de l'enveloppe et à l'effet incendiaire de l'hydrure. Cette dernière substance se décompose violemment et de façon exothermique au contact de l'eau employée pour éteindre les foyers d'incendie. Finalement, une tête pyrotechnique à effet vulnérant conforme à l'invention présente un effet incendiaire amélioré par rapport aux têtes pyrotechniques à effet vulnérant connues, pour un effet vulnérant comparable. On peut bien entendu proposer, sans sortir du cadre de la présente invention, d'utiliser une tête pyrotechnique à effet vulnérant selon l'invention de manière statique, par exemple pour réaliser une mine. On peut également proposer d'utiliser d'autres hydrures métalliques tels que NaBH4, liH. B2H6. REVENDICATIONS 1/ Tête pyrotechnique à effet vulnérant, comportant une enveloppe (10) symétrique de révolution autour d'un axe (X) à l'intérieur de laquelle est placée une charge explosive génératrice d'éclats et une composition incendiaire apte à être dispersée par l'explosion de ladite charge, ladite composition incendiaire comportant une composition de chauffage métallothermique et des fragments de métal, et étant apte à être initiée avant l'explosion de ladite charge de sorte que lesdits fragments de métal sont chauffés à une température élevée avant leur dispersion par l'explosion de ladite charge, caractérisée en ce que ladite composition incendiaire est placée dans des compartiments calorifugés (20) équirépartis autour dudit axe en étant angulairement espacés. 2/ Tête pyrotechnique selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits compartiments sont délimités radialement vers l'extérieur par ladite enveloppe. 3/ Tête pyrotechnique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les compartiments (20) présentent en section transversale une forme générale en V dont la concavité est tournée vers l'extérieur. 4/ Tête pyrotechnique selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits compartiments sont au nombre de quatre et sont espacés angulairement d'un angle compris entre 45" et 55 . 5/ Tête pyrotechnique selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que l'angle entre les branches du V est égal à 60 . 6/ Tête pyrotechnique selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que les branches du V sont réunies par un arrondi s'étendant sur un secteur angulaire voisin de 90" et dont les centres de courbure sont situés sur une surface cylindrique de révolution (c). 7/ Tête pyrotechnique selon la revendication 6, caractérisée en ce que le rayon de ladite surface cylindrique de révolution (c) vaut environ les 7/9 du rayon de l'enveloppe. 8/ Tête pyrotechnique selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que le sommet dudit arrondi est éloigné d'une distance valant environ les 5/9 du rayon de l'enveloppe. 9/ Tete pyrotechnique selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que lesdits compartiments sont délimités radialement vers l'extérieur par une porion d'enveloppe s'étendant angulairement avec un angle compris entre 35 et 50O autour de l'axe (X). 10/ Tête pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle équipe un projectile et en ce que la composition de chauffage est initiée lors du départ de celui-ci. 11/ Tète pyrotechnique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un hydrure métallique.