Brevet FR2706600A1 — publié le 19941223

CHARGE GENERATRICE DE NOYAU COMPORTANT DES MOYENS DE CORRECTION DES EFFETS D'UNE ROTATION D'ENTRAINEMENT La présente invention concerne les projectiles balistiques comportant une charge génératrice de noyau. Elle a plus particulièrement pour objet la correction des effets d'une rotation de la tête militaire autour d'un axe qui n'est pas celui de la charge. On rappelle qu'une charge à noyau est constituée par une charge explosive à revêtement métallique concave coaxial. La détonation de la charge provoque la concentration du revêtement métallique sur son axe pour former un projectile appelé noyau, de grande vitesse initiale, allongé et à symétrie axiale. On utilise fréquemment une charge génératrice de noyau en association avec un détecteur de cible, qui commande la mise à feu de la charge lorsqu'il détecte une cible sur son axe de visée. Le détecteur est alors monté fixe sur une tête militaire et son axe de visée est voisin de l'axe de la charge. Le balayage exploratoire de la zone d'action d'un tel projectile peut être obtenu par rotation autour d'un axe, dit axe exploratoire, distinct de l'axe du détecteur et donc, en général, de celui de la charge. A la détection d'une cible, la charge est initiée quasi instantanément: le noyau se forme donc dans l'environnement cinématique d'entraînement existant à cet instant, c'est-à-dire la vitesse d'entraînement du projectile et sa vitesse de rotation autour de l'axe exploratoire. La perturbation résultante créée sur le noyau en cours de formation se résume essentiellement, comme expliqué ci-après, à une perte de vitesse appliquée aux différents éléments du revêtement, qui est variable (linéairement) selon un axe normal à l'axe exploratoire. La présente invention a pour objet une charge à noyau comportant, disposée devant le revêtement, une pièce de section sensiblement triangulaire (droite ou curviligne); la fonction de cette pièce, aussi appelée coin, est de freiner le revêtement de façon non isotrope et, plus précisément, de créer sur le revêtement une répartition de vitesse sensiblement linéaire s'opposant à la répartition de vitesse due à la vitesse de rotation mentionnée précédemment, neutralisant ainsi les effets les plus gênants d'une rotation d'entraînement de la charge. D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés, qui représentent: - la figure 1, le schéma d'une charge à noyau classique - la figure 2, le schéma d'une tête militaire comportant une charge à noyau en rotation autour d'un axe qui n'est pas celui de la charge; - les figure 3a, 3b, 3c, 3d et 3e, cinq schémas explicatifs; - les figures 4 à 6, différentes variantes de réalisation de la charge selon l'invention. Sur ces différentes figures, Ies mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. La figure 1 est donc un schéma d'une charge génératrice de noyau. Une charge à noyau classique, repérée 1 sur la figure, comporte un chargement explosif 13 disposé dans une enveloppe 14, l'ensemble ayant une symétrie de révolution autour d'un axe X'X dirigé vers l'avant de la charge. L'enveloppe 14 est par exemple cylindrique et fermée par une face avant 12 et une face arrière 16. Sur la face arrière 16 sont disposés des moyens d'initiation 15 de l'explosif 13. La face avant 12 n'est pas plane mais concave, la surface qu'elle forme étant de révolution autour de l'axe X'X, par exemple une calotte sphérique d'axe X'X. Sur cette face avant est disposé un revêtement métallique 11. En fonctionnement, la charge explosive 13 est initiée par les moyens 15 et l'onde de détonation se propage vers la face avant 12 o elle provoque une projection et une concen- tration (aussi appelée collapsus) du revêtement métallique 11 sur son axe X'X, formant ainsi un noyau de révolution, animé d'une vitesse axiale importante. La figure 2 représente schématiquement, vu en coupe, un exemple de tête militaire contenant une charge à noyau dont l'axe n'est pas confondu avec l'axe de rotation de la tête. Sur cette figure, on a représenté une tête militaire 2, par exemple sensiblement cylindrique et admettant un axe de symétrie TT autour duquel la tête 2 est animée d'un mouvement de rotation de vitesse angulaire w. La tête militaire 2 contient la charge à noyau 1, d'axe X'X faisant un angle O avec l'axe TT de la tête, ainsi que des moyens de détection 20, destinés à détecter une cible et dont l'axe de détection, ou de visée, DD est parallèle à l'axe X'X ou fait avec ce dernier un angle faible. LTa tête militaire se déplace selon une trajectoire prédéterminée, par exemple dans le cas de la figure 2 le long d'un axe VV à une vitesse V, faible en comparaison de celle ( tf) qui est communiquée au noyau par l'explosion de la charge. La rotation de la tête 2 autour de son axe TT permet à l'axe de visée DD de balayer le terrain survolé par la tête militaire. Lorsque les moyens 20 détectent la présence d'une cible, la charge est initiée quasi instantanément et la détonation projette, en le concentrant sur l'axe X'X, le revêtement 11 à la vitesse 'dans l'environnement cinématique précédent, c'est-à-dire la vitesse de translation V selon l'axe VV et la vitesse de rotation w de la charge 1 autour de l'axe TT. Cette dernière vitesse cw se décompose à son tour en une composante de roulis p autour d'axe GX parallèle à l'axe X'X de la charge et qui n'est en principe pas perturbatrice, et une composante de tangage q autour d'un axe YG situé dans le même plan que les axes TT et X'X (le plan de la figure) et normal à l'axe X'X, G étant le centre de gravité de la tête militaire 2. On a représenté sur la figure 3a un schéma illustrant la distribution de vitesse induite sur le revêtement 11 par la composante de tangage q, d'axe YG, dans un plan perpendicu- laire à l'axe YG. Sur ce schéma, G' est la trace de l'axe GY; O' est la trace d'un axe OY parallèle à l'axe GY et passant par le centre de gravité O du revêtement 11 (figure 2), l'axe G'X est parallèle à l'axe XX' de la charge et l'axe GZ est normal aux axes G'X et GY. La distribution de vitesse est schématisée par des flèches 30 issues de différents points du revêtement 11 et une ligne pointillée 31 passant par l'extrémité des flèches. La répartition est fortement dissymétrique selon l'axe G'Z transversal à la charge. Pour la compréhension, on a séparé ses différents constituants suivant les axes O'X et O'Z sur les figures suivantes. La figure 3b représente la vitesse induite moyenne parallèle à O'Z du point O' sur le diamètre OY. Cette répartition, sensiblement constante, engendre une translation du revêtement 11 qui s'additionne à la vitesse d'ensemble V de la tête 1. L'amplitude est généralement petite relativement à la vitesse 1' communiquée au noyau par l'explosif 13 et il n'en résulte que des effets minimes qui peuvent être négligés. La figure 3c représente la partie variable de vitesse induite parallèle à O'Z. Cette rotation s'ajoute aux vitesses induites par le roulis p dans le plan (OY, OZ) dont elle détruit la symétrie autour de OX. Le revêtement 11 ayant une faible concavité, l'amplitude de cette partie est petite relativement aux vitesses initiales de collapsus du revêtement. La figure 3d représente le reste de la distribution. Ces vitesses parallèles à l'axe O'X' correspondent à la rotation propre d'un disque plan de même diamètre que le revêtement 11. Leurs amplitudes, à variation linéaire, sont maximales sur les bords externes A et B du revêtement 11 et s'annulent sur l'axe OY perpendiculaire au plan du schéma et à I'axe OX du revêtement. Ces vitesses peuvent engendrer une dissymétrie non négligeable sur la formation du noyau si la composante q est importante. Elles sont à l'origine d'une rotation en tangage du noyau, que le moment de rappel aérodynamique, trop faible, n'amortit pratiquement pas avant l'impact sur la cible. L'incidence de vol du noyau, qui croît rapidement avec la composante q, peut atteindre des valeurs élevées. La capacité de perforation décroît ainsi rapidement. Selon l'invention, pour compenser ces inconvénients, on dispose devant le revêtement de la charge une pièce ayant pour fonction de créer sur ce dernier une répartition de vitesse s'opposant à la répartition de vitesse perturbatrice illustrée sur la figure 3d. Cette répartition de vitesse correctrice est illustrée sur la figure 3e. Sur cette dernière figure, on a représenté comme précédemment les axes OX' et OZ'. Il s'agit d'une répartition de vitesses parallèles à l'axe OX', toutes dirigées en sens négatif, c'est-à-dire qu'il s'agit de vitesses de freinage, dont l'amplitude varie linéairement ou sensiblement linéairement selon l'axeO 'Z. L'amplitude varie linéairement suivant la direction O'Z d'un minimum du côté o la vitesse induite par le tangage (figure 3c) est de même sens (freinage), à un maximum du côté o la vitesse induite par le tangage est de sens opposé, de sorte que l'addition des répartitions perturbatrice (figure 3d) et correctrice (figure 3e), soit une vitesse de freinage uniforme de toute la surface du revêtement, d'amplitude au moins égale à l'amplitude maximale de vitesse induite par le tangage dans le plan (OZ, OX). La figure 4 représente un premier mode de réalisation de la charge selon l'invention. Sur cette figure, on a représenté la charge généra- trice de noyau 1, d'axe X'X et son revêtement 11. Devant le revêtement 11, reposant sur les extrémités du revêtement comme représenté sur la figure ou maintenu à une certaine distance de celui-ci, on a disposé une pièce 3 en forme de dièdre, de section triangulaire, également appelée coin; la fonction de cette pièce est de créer sur le revêtement, lors de la formation du noyau, une répartition de vitesse linéaire comme représentée sur la figure 3e. Dans une variante de réalisation, les faces du dièdre peuvent être bombées pour obtenir une variation non linéaire d'épaisseur de la pièce 3 de manière à tenir compte de la géométrie du revêtement au début du collapsus. La matière de la pièce 3 est de préférence rigide pour être autostructurante, et doit être susceptible d'être détruite au fur et à mesure de l'avance du revêtement de façon à réduire au maximum l'intensité du choc induit dans le revêtement, et faciliter en la régularisant l'évacuation du matériau du coin. Ceci peut être obtenu à l'aide soit d'un matériau friable (mousse rigide en polyuréthane ou polystyrène par exemple), soit d'un matériau destructible thermiquement au contact du revêtement qui s'échauffe sous l'effet de l'explosion. Cette destruction s'accompagne d'un freinage proportionnel à l'épaisseur en chaque point X. La pièce 3 est placée au plus près du revêtement 11 pour être repoussée au début de la formation du noyau lorsque le revêtement est encore très peu déformé et de manière à réduire le temps d'action des accélérations perturbatrices dues à la rotation de tangage. Elle est fixée par collage ou par un jeu d'entretoises et de bagues, prenant appui sur l'enveloppe 14 de la charge. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de la charge selon l'invention. Sur cette figure, on retrouve la charge 1, le revête- ment 11 et le coin 3, mais ici celui-ci est disposé et noyé dans un matériau support 4, accolé au revêtement 11 et de masse surfacique négligeable par rapport à celle du coin 3 de façon à ne pas perturber l'efficacité de ce dernier. Il peut être réalisé en un matériau de nature semblable à celui du coin 3. Le matériau 4 a en outre pour fonction de réaliser un amortissement et une progressivité de l'action du coin 3 sur le revêtement 11; de plus, il facilite la tenue du coin 3 aux contraintes mécaniques de l'environnement. La figure 6 représente un autre mode de réalisation de la charge selon l'invention. Sur cette figure, on a représenté la charge i avec son revêtement métallique 11. On a en outre disposé, devant le revê- tement, une pièce 31 de section triangulaire curviligne qui a la même fonction que la pièce 3 précédente, mais dont la forme curviligne gauche permet d'épouser la forme du revêtement 11. Comme précédemment, la pièce 31 peut être disposée comme représenté sur la figure 6 contre le revêtement 11, o elle est fixée par exemple par collage, ou, au contraire, à une certaine distance de celui-ci, et être noyé ou non dans un matériau support tel que le matériau 4 de la figure 5. REVEND I CATI O N S 1. Charge génératrice de noyau, comportant un chargement explosif (13) dont l'une des faces terminales (12) est recouverte d'un revêtement (11), la charge étant symétrique de révolution autour de son axe longitudinal (X'X) et animée en fonctionnement d'une vitesse de rotation () autour d'un axe (TT) distinct de son axe longitudinal ((X'X), la charge étant caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un coin (3, 31) de section sensiblement triangulaire, disposé devant le revêtement de sorte à réduire les effets de ladite vitesse de rotation. 2. Charge selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le coin (3) est diédrique. 3. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins une face du coin (3, 31) est bombée, la variation d'épaisseur n'étant ainsi pas exactement linéaire dans une section droite. 4. Charge selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le coin (31) est de section triangulaire curviligne. 5. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le coin (3, 31) est disposé contre le revêtement (11). 6. Charge selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le coin (3, 31) n'est pas en contact avec le revêtement (11). 7. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le coin (3, 31) est noyé dans un matériau support (4) disposé contre le revêtement (11). 8. Charge selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le matériau support (4) est de densité plus faible que celle du matériau constituant le coin (3, 31). 9. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le coin (3, 31) est réalisé en un matériau de faible densité. 10. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le coin (3, 31) est réalisé en un matériau de faible résistance mécanique. 11. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le coin (3, 31) est réalisé en un matériau rigide. 12. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le coin (3, 31) est réalisé en un matériau dégradable par la chaleur. 13. Charge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le coin (3, 31) est réalisé en une mousse en polystyrène expansé ou en polyuréthane.