Brevet FR2714166A1 — publié le 19950623

L'invention se situe dans le domaine des projectiles destinés à produire soit un pourrissement de zones soit une dispersion omnidirectionnelle de produits contenus dans un réservoir du projectile comme par exemple des gels incendiaires. L'invention sera plus particulièrement décrite dans ce dernier cas mais elle est néanmoins applicable chaque fois qu'il est nécessaire de freiner progressivement un projectile heurtant une surface dure. Cette nécessité se rencontre notamment dans deux cas. Le premier cas pour un projectile quelconque que l'on veut ralentir de façon progressive en cas de choc sur une surface dure comme par exemple un mur de blockhaus de façon à ce que le projectile tombe au pied du mur sans endommager sa partie militaire. L'effet du projectile peut alors être déclenché avec un retard aléatoire créant ainsi une zone d'insécurité. Le second se rencontre pour un projectile destiné à disperser un produit contenu dans un réservoir par exemple un gel incendiaire. Naturellement un projectile incendiaire peut aussi être un projectile de pourrissement de zone. II suffit pour cela que le projectile incendiaire comme tout projectile de pourrissement soit muni d'une mise à feu déclenchable avec un retard prédéterminé mais inconnu du défenseur et aléatoire pour lui, ou réellement aléatoire. Dans le cas du projectile servant à disperser un produit en particulier dans le cas des projectiles incendiaires le mode de réalisation et de fonctionnement sont bien connus dans l'art. De tels projectiles sont décrits par exemple dans la demande de brevets français au nom du demandeur n" 89.06924 ou dans les brevets US 3.905.287 et 3.888.179. Les projectiles connus comportent un réservoir contenant le produit à disperser, au moins un dispositif de sécurité et mise à feu d'explosifs auxiliaires dont la fonction est de disperser le produit. En général, les forces de pression et de choc des explosifs auxiliaires contribuent à la dislocation du réservoir, selon des lignes de fragilisation de celuici obtenues par des rainurages ou par d'autres moyens connus. Les mises à feu sont obtenues soit par fusée d'impact, soit par fusée de proximité. En général également dans les dispositifs connus1 la partie avant du projectile comporte une coiffe aérodynamique dont le volume interne est utilisé pour loger des éléments du projectile. Elle comporte souvent un détecteur d'impact. La partie arrière du projectile peut comporter des moyens de propulsion, de stabilisation du projectile. Elle loge également des éléments nécessaires au fonctionnement du projectile. La partie avant, la partie centrale comportant le réservoir et la partie arrière peuvent être assemblées de différentes façons. II peut s'agir soit d'une structure assemblée unique, le réservoir étant délimité par une partie périphérique de la structure, une cloison avant et une cloison arrière. II peut aussi s'agir d'une structure assemblée logeant un réservoir ayant sa propre structure et fixé à l'intérieur de la structure assemblée, formant la structure du projectile. En général dans les dispositifs connus, la gerbe du produit, c'est-àdire le volume de répartition des éclats de produit est à l'état statique réparti de façon à peu près omnidirectionnelle autour du corps du projectile. L'état statique est un état qui ne se rencontre pratiquement qu'au cours des phases d'essais du projectile, phases au cours desquelles on met à feu le projectile posé sur un socle d'essais. A l'état dynamique, qui est celui que l'on rencontre réellement dans les conditions opérationnelles, la vitesse des éclats est la résultante de deux vitesses, I'une est la vitesse du réservoir au moment de la dispersion, I'autre est la vitesse acquise du fait des forces exercées par l'explosif de dispersion. Du fait de cette composition de vitesse, la forme, en première approximation, sphérique de la surface de dispersion en statique, a son centre qui se déplace à la vitesse d'impact du projectile et son rayon qui varie à la vitesse de dispersion des éclats de l'état statique. La surface approximativement sphérique de dispersion évolue à l'intérieur d'un cône enveloppe de demiangle au sommet CL définit par Sin a= Vitesse des éclats de 1' étal statique Sm a= Vitesse d' impact du projectile et de sommet situé à l'endroit du réservoir au moment de l'éclatement. En général le produit à disperser a des vitesses d'éjections limitées au même ordre de grandeur, ou plus petite, que la vitesse du projectile au moment de la dispersion impliquant, par la loi de composition des vitesses, un effet de projection vers l'avant des éclats. II existe toutefois des situations opérationnelles où cet effet est sans efficacité et où il serait préférable d'avoir un effet de projection réellement omnidirectionnel. Cette situation peut se produire par exemple lorsque le projectile est entré par une ouverture dans un blockhaus et s'écrase durement contre un mur. L'écrasement du produit contre le mur n'a qu'une faible efficacité et il est préférable de le disperser de façon plus omnidirectionnelle. Le but de la présente invention est de rendre le projectile capable de la discrimination entre un choc contre une paroi solide, tel un mur statique et une paroi molle comme celles que constituent les parois des véhicules légers, donc de maîtriser la dispersion dynamique du produit. La première cible nécessite une dispersion omnidirectionnelle et la seconde cible nécessite une dispersion directionnelle vers l'avant. Selon l'invention, en cas de choc dur, on immobilise quasiment le réservoir avant la dispersion, la gerbe projetée étant alors celle de l'état statique. En cas de choc mou, le réservoir n'est quasiment pas ralenti et la gerbe conserve son état de dispersion dynamique caractérisé par la projection vers l'avant de la totalité, ou de la presque totalité, de la masse de composition incendiaire. Selon l'invention, ce but est atteint, par la construction particulière de la coiffe, par l'agencement particulier du mode de liaison entre le réservoir et la coiffe et par un retard d'allumage de la tête militaire. Selon l'invention, la coiffe est déformable de telle sorte que sa longueur dans la direction axiale du projectile diminue en cas de choc contre un obstacle dur, pour absorber en partie, ou en totalité, L'énergie du projectile en fonction de la dispersion désirée. La coiffe est déformable de telle sorte que sa longueur dans la direction axiale du projectile diminue en cas de choc contre un obstacle dur. La diminution de la longueur de la coiffe représente la distance d'arrêt ou de ralentissement du projectile. L'ordre de grandeur de la vitesse d'impact est connu. La diminution de la vitesse d'impact est fixée par le résultat à atteindre. La diminution de longueur de la coiffe détermine directement la décélération souhaitée ainsi que la valeur du retard. Les forces de déformation de la coiffe sont calculées pour engendrer une décélération constamment au dessous de la limite que peut supporter la charge militaire. En résumé, I'invention est relative à un projectile ayant un axe longitudinal Xx' comportant une coiffe avant, au moins une charge militaire structurellement liée à la coiffe, le projectile comportant au moins un dispositif de sécurité et mise à feu d'une des charges, le projectile étant prévu pour avoir lors d'un impact une énergie cinétique E, projectile caractérisé en ce que la coiffe est déformable sur une longueur L, sous l'action d'une force F sensiblement constante pendant tout le temps de la déformation, la force F étant calculée pour effectuer sur la longueur L un travail au moins égal à 90% de l'énergie cinétique E. Dans le mode de réalisation préféré, la coiffe est réalisée en un matériau ductile ayant de bonnes qualités de fluage par exemple du dural ou du laiton, et comporte une ou plusieurs cavités. II est précisé que l'énergie absorbée par cette coiffe sur la longueur L est au moins égale à 90% de l'énergie du projectile afin de bien distinguer la particularité de la coiffe selon l'invention des autres coiffes. Toutes les coiffes absorbent en cas de choc une part de l'énergie du projectile. En précisant que la coiffe selon l'invention est capable d'absorber au moins 90%, sur une longueur L ce qui peut se vérifier par un essai sur presse, on distingue la coiffe selon l'invention d'une coiffe ordinaire. Pour une coiffe absorbant 90% de l'énergie cinétique d'impact de façon régulière, la vitesse restante de la partie du projectile se trouvant en arrière de la coiffe est de l'ordre de 3/10 de la vitesse initiale d'impact. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va.suivre, d'un exemple de réalisation de l'invention relatif à un projectile incendiaire, qui sera effectuée en référence au dessin annexé. La figure 1 représente une coupe longitudinale faisant apparaitre les principaux éléments du projectile selon l'invention et leur agencement. Le projectile 1 comporte de l'avant vers l'arrière les éléments ciaprès qui seront décrits chacun en détail ultérieurement: - une coiffe 10, - une structure 30 comportant un réservoir 40, - une partie arrière 50. La coiffe 10 a une forme extérieure assurant une forme aérodynamique au projectile. Elle est faite de matière ductile et comporte un trou traversant transversal 11 pour calibrer la décélération. La partie ajourée peut contenir un produit destiné à des effets militaires secondaires ou à absorber de l'énergie, par exemple une matière d'absorption d'énergie élastomère par exemple mousse, ou une structure nid d'abeille. Cette partie avant est déformable sur une longueur L en sorte que lorsque cette coiffe impacte une cible dure avec une vitesse d'impact Vi représentant la vitesse Vp du projectile, la vitesse de la partie en arrière de la coiffe diminue. La structure 30 du réservoir 40 constitue une structure résistant à l'impact sur laquelle s'appuie la structure déformable 10 constituant la coiffe 10. Dans l'exemple de réalisation représenté, la coiffe 10 a une forme sensiblement conique de révolution autour de l'axe XX' du projectile et elle comporte un trou traversant transversal 11. La structure 30 comportant le réservoir 40 comporte les éléments structurels ci-après: Une structure périphérique de révolution 31 autour de l'axe XX' du projectile. Des parois arrière 32 et avant 33 délimitent avec la partie périphérique 31 une enceinte étanche 40 qui constitue le réservoir de produit. La fixation longitudinale et rotationnelle de la structure 31 à la coiffe 10 est assurée par exemple par un procédé de soudage par friction. Elle peut être assurée par tout moyens capables de résister sans déformation sensible à la force transmise par la coiffe en cas de choc dur. Dans le volume de projectile définit par le réservoir 40 et coaxialement à ce dernier, est logée une gaine 34 comprenant des explosifs auxiliaires 41, une composition d'allumage 42 nécessaires à l'éjection et à l'inflammation du produit incendiaire. Le fonctionnement de ces explosifs en liaison avec le réservoir 40 et un produit incendiaire 49 qu'il contient est en lui-même connu de l'homme de l'art. Un retard pyrotechnique 45 est situé dans un dispositif de sécurité et de mise à feu 52, au départ d'un cordeau détonnant 47. La partie arrière 50 est en elle-même également bien connue de l'homme de l'art. Dans le cas représenté du mode de réalisation de l'invention, elle comporte des ailettes 51 déployables et destinées à la stabilisation du projectile sur trajectoire. Elle loge également une partie d'un dispositif de sécurité et mise à feu 52 comprenant une fusée d'impact 53 et produisant un signal qui allume le cordeau d'allumage 47 par l'intermédiaire d'un retard 45. Ce dernier peut être pyrotechnique ou comprendre une partie, par exemple électromécanique capable de fournir un retard de grande valeur (de 1 minute à plusieurs jours). Le cordeau 47 par une traversée étanche 46, de la paroi 32 initie les charges d'éjection 41 qui allument elles-mêmes la composition flash 42. Avant de donner des relations liant entre eux la valeur de différents paramètres à prendre en considération pour dimensionner les éléments constituant l'invention, le mode de fonctionnement de cette dernière sera brièvement rappelé. A l'impact le dispositif de sécurité et mise à feu 52 initie le cordeau 47 par l'intermédiaire du retard 45 qui est tel que la charge d'éjection 41 n'est mise à feu, au plus tôt qu'à la fin de la déformation de la coiffe. Cet allumage est réalisé, que l'impact se produise sur une cible dure ou molle. Dans les deux cas, l'effet n'est pas le même. Dans cette application, à l'impact sur une cible dure, la force de contact est assez grande et permet un écrasement de la coiffe 10 jusqu'à arrêt total ou presque total de la structure 31. La dispersion des éclats résultant de la composition des vitesses du réservoir, et des vitesses de projection des éclats incendiaires sont alors celle optimisée en statique c'est-à-dire omnidirectionnelle. A l'impact sur une cible molle, la force de contact ne permet pas l'écrasement de la coiffe 10, il n'y a donc pas de décélération sensible. II y a pénétration du projectile à travers la cible. La dispersion dynamique est dans ce cas directionnelle vers la cible. Des éléments relatifs au dimensionnement des paramètres du mouvement de la partie arrière 40, 50, dans le cas d'impact sur cible dure seront donnés ci-après. On appelle: - Vi, vitesse d'impact du projectile, - Vr, vitesse restante de la partie arrière du projectile, - y décélération supposée constante de la partie arrière au cours de l'amortissement, - T temps entre le début de l'impact et l'allumage de la charge de dispersion c'est à dire le temps minimum du retard 45, - L, la longueur d'amortissement de l'ogive, c'est-à-dire la longueur prévue d'écrasement. L'énergie cinétique est absorbée par la longueur L avec une décélération y constante de la partie arrière La décélération y permet de dimensionner la partie arrière du projectile pour assurer sa résistance à l'impact sur cible dure. La loi de décélération peut éventuellement être ajustée en agissant sur la structure de l'ogive. Le temps (T) du retard est 2L 5= V +Vr La réalisation de telles ogives amortissantes est connue des hommes de l'art. Dans le cas d'emploi sur des projectiles de pourrissement de zone à retard d'allumage aléatoire le temps T ci-dessus est la valeur minimum du retard de déclenchement. Vr est égal à 0. REVENDICATIONS 1. Projectile ayant un axe longitudinal Xx' comportant une coiffe avant (10) au moins une charge militaire (30) structurellement liée à la coiffe (10), le projectile comportant au moins un dispositif de sécurité et mise à feu (52) d'une des charges, le projectile étant prévu pour avoir lors d'un impact une énergie cinétique E, projectile caractérisé en ce que la coiffe (10) est déformable sur une longueur L, sous l'action d'une force F sensiblement constante pendant tout le temps de la déformation, la force F étant calculée pour effectuer sur la longueur L un travail au moins égal à 90% de l'énergie cinétique E. 2. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise à feu d'une charge militaire est effectuée par l'intermédiaire d'un retard (45) au moins égal au temps d'écrasement (X) de la coiffe (10).