Brevet FR2722876A1 — publié le 19960126

Le domaine de la présente invention est celui des projectiles explosifs, notamment celui des projectiles explosifs de moyen calibre, qui sont initiés à l'impact par une fusée pyrotechnique comprenant au moins une composition incendiaire disposée dans une ogive déformable. On connaît par le brevet FR9009111 un tel projectile explosif. La coiffe de ce projectile contient des compositions incendiaires qui sont initiées lors de l'impact sur une cible et qui assurent la mise à feu d'un chargement explosif. Le problème d'un tel projectile est que l'initiation du chargement explosif se trouve retardée par la lenteur de l'expansion du régime déflagrant des compositions incendiaires. Ce retard entraîne une diminution des effets rapprochés sur la cible par rapport au point de mise à feu (impact sur la cible), et une montée en régime lente. C'est le but de la présente invention que de pallier de tels inconvénients en permettant de diminuer le retard d'initiation du chargement explosif et en améliorant le régime transitoire, ce qui assure une explosion plus rapide du projectile donc une formation des éclats également plus rapide consécutivement à l'impact sur la cible. L'invention permet d'améliorer notablement le fonction- nement des projectiles initiés à l'impact par une fusée pyrotechnique comprenant au moins une composition incen- diaire placée dans une ogive déformable. L'invention est également appliquable aux projectiles initiés par une fusée conventionnelle (mécanique ou électronique) comportant une amorce assurant une mise à feu par effet thermique (génération d'un plasma chaud). Elle permet également dans ce cas d'améliorer l'initiation du chargement explosif, assurant un passage plus rapide en mode détonant. Ainsi l'invention a pour objet un projectile explosif, notamment projectile de moyen calibre, comprenant un corps générateur d'éclats à l'intérieur duquel est disposé un chargement explosif et/ou incendiaire initié par un moyen d'amorçage, caractérisé en ce qu'il comporte une charge intermédiaire disposée entre le moyen d'amorçage et le chargement explosif et constituée d'un mélange d'un explosif et d'une première composition pyrotechnique comportant l'association d'au moins un oxydant et d'au moins un réducteur. Une telle disposition fournit un moyen d'amorçage à sensibilité accrue favorisant l'initiation rapide du chargement explosif. La charge intermédiaire comprendra par exemple un mélange homogène de 20 à 70% en masse de première composition pyrotechnique et de 80% à 30% en masse d'explosif. Avantageusement, l'explosif de la charge intermédiaire comportera un explosif secondaire associé à une poudre métallique. L'explosif de la charge intermédiaire pourra par exemple comporter 70 à 90% en masse d'explosif secondaire, 10 à 30% de poudre métallique, 0 à 3% de liant. On choisira notamment l'explosif secondaire de la charge intermédiaire parmi les composés suivants: Hexogène, Octogène. De préférence la poudre métallique est une poudre d'aluminium de granulomètrie comprise entre 300 et 500 micromètres. Avantageusement, la première composition pyrotechnique de la charge intermédiaire comprend 40% à 80% en masse d'oxydant et 60% à 20% en masse de réducteur. On choisira notamment l'oxydant parmi les composés suivants ou leurs mélanges: Nitrate de Baryum, Nitrate de Potassium, Chlorate de Baryum, Perchlorate de Potassium, Perchlorate de Baryum, Peroxyde de Baryum. On choisira par exemple le réducteur parmi les composés suivants, leurs mélanges ou leurs alliages intermétalliques: poudre d'aluminium, poudre de magnesium, poudre d'uranium, poudre de silicium. Selon un exemple concret de réalisation, la première composition pyrotechnique de la charge intermédiaire comprend: à 50% en masse de Nitrate de Baryum, à 30% en masse de Chlorate de Baryum. à 30% en masse d'un alliage Aluminium/Magnésium à 30% en masse de Magnésium tamisé (granulomètrie fine, par exemple inférieure à 300 microns) Selon une autre caractéristique de l'invention, le chargement explosif comporte au moins une cavité axiale dans laquelle pénètre la charge intermédiaire, cavité destinée à augmenter la surface de contact entre le chargement explosif et la charge intermédiaire. Une telle configuration, en augmentant les surfaces de contact entre la charge intermédiaire et le chargement explosif, permet de diminuer le retard d'initiation du chargement explosif. La charge intermédiaire pourra être disposée en vrac ou légèrement tassée dans la cavité axiale. La charge intermédiaire pourra également être coulée ou comprimee et comportera au moins un trou axial disposé en regard du moyen d'amorçage. Cette configuration augmente les surfaces de contact entre la charge intermédiaire et le plasma fourni par le moyen d'amorçage, ce qui permet aussi de diminuer le retard d'initiation du chargement explosif. Selon une autre caractéristique, une deuxième composition pyrotechnique est disposée dans le ou les trous axiaux de la charge intermédiaire. Cette deuxième composition pyrotechnique est avantageu- sement disposée en vrac ou peu tassée dans le ou les trous axiaux. La présence d'une composition peu tassée permet également d'augmenter la surface de contact entre le plasma et la deuxième composition pyrotechnique. Selon un mode de réalisation particulier, la deuxième composition pyrotechnique a la même formulation que la charge intermédiaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, un écran en matériau combustible est interposé entre le moyen d'amorçage et la charge intermédiaire. La présence d'un écran assure un confinement qui permet une montée en pression du plasma issu du moyen d'initiation. Une telle disposition permet d'améliorer l'allumage de la charge intermédiaire. L'écran améliore aussi la sécurité du projectile en empêchant tout contact entre des particules de la compo- sition intermédiaire et le moyen d'amorçage. Pratiquement, l'écran aura une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,3mm et il sera réalisé en nitrofilm, propergol ou papier craft. Selon des variantes d'exécution, l'écran a une forme de disque, ou il présente au moins une zone concave pénétrant au moins partiellement dans le ou les trous axiaux de la charge intermédiaire. Le corps générateur d'éclats aura avantageusement subi un traitement structurel favorisant la formation d'éclats, par exemple trempe et revenu, bombardement électronique ou échauffements localisés par laser. Selon un mode de réalisation préféré, le moyen d'amorçage est constitué par une fusée pyrotechnique comprenant au moins une composition incendiaire disposée dans une ogive déformable. D'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de divers modes de réalisation de l'invention, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un projectile suivant un premier mode de réalisation de l'invention, -la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un projectile suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention. Si on se reporte à la figure 1, un projectile 1 selon l'invention comporte un corps 2 métallique portant à sa partie arrière une ceinture 3 et à sa partie avant un moyen d'amorçage 4, constitué par une fusée pyrotechnique fixée au corps par filetage. La fusée pyrotechnique comporte deux compositions incendiaires 5a,5b disposées dans une ogive déformable 6. Une telle fusée est décrite en détail dans le brevet FR9009111 et sa structure ne sera pas précisée d'avantage ici. Le corps 2, réalisé en acier ou en aluminium, aura de préférence subi un traitement structurel favorisant la formation d'éclats, par exemple une trempe suivie d'un revenu, un bombardement électronique ou des échauffements localisés par laser. Bombardement et échauffements seront effectués sur des génératrices longitudinales et circulaires afin de définir un maillage des éclats souhaités (un tel procédé est décrit dans le brevet FR7829211). Le corps 2 pourrait également comporter des éclats préformes. Le corps 2 du projectile contient un chargement explosif de type connu, comprenant par exemple un explosif secondaire comme l'hexogène ou l'octogène, et qui pourra avantageusement comporter une charge de poudre métallique (comme l'aluminium) pour renforcer ses capacités pyro- phoriques (de tels mélanges associant l'hexogène ou l'octogène avec de l'aluminium sont commercialisés respecti- vement sous les noms d'Hexal ou Octal). Le chargement explosif sera mis en place par coulée, compression ou injection. On aménagera à sa partie supérieure une cavité axiale 8 cylindrique. Dans le cas d'une mise en forme par compression, il suffira d'utiliser pour la dernière étape de compression un poinçon présentant une forme appropriée. Dans le cas d'une coulée on usinera la cavité. La hauteur et le diamètre de la cavité seront compris habituellement entre la moitié et le sixième du diamètre de l'alésage 2a du corps 2. Le corps 2 contient également une charge intermédiaire 9 disposée entre le moyen d'amorçage 4 et le chargement explosif 7. Cette charge intermédiaire est constituée d'un mélange d'un explosif et d'une première composition pyrotechnique comportant l'association d'au moins un oxydant et d'au moins un réducteur. On choisira de préférence pour réaliser la charge intermédiaire un mélange homogène de 30% à 70% en masse de composition pyrotechnique et de 70% à 30% en masse d'explosif. L'explosif pourra être un explosif secondaire connu comme l'hexogène ou l'octogène ou encore un explosif chargé d'une poudre métallique comme l'aluminium (Hexal ou Octal). Avantageusement et afin de simplifier le produit on choisira le même explosif que celui constituant le chargement 7. La premiere composition pyrotechnique comprendra par exemple 40% à 80% en masse d'oxydant et 60% à 20% en masse de réducteur. Cette composition a pour fonction de faciliter l'initia- tion de l'explosif secondaire auquel elle est mêlée. Cette initiation résulte d'une élévation importante de la température, faisant passer la vitesse de déplacement du front d'onde d'un régime inférieur 2000m/s à un autre supérieur à 2000m/s, et provoquant ainsi une détonation de tout ou partie de l'explosif secondaire. Elle donne également un effet incendiaire complémentaire au projectile. On pourra choisir l'oxydant parmi les composés suivants ou leurs mélanges: Nitrate de Baryum, Nitrate de Potassium, Chlorate de Baryum, Perchlorate de Potassium, Perchlorate de Baryum, Peroxyde de Baryum. On pourra choisir le réducteur parmi les composés suivants, leurs mélanges ou leurs alliages intermétalliques: poudre d'aluminium, poudre de magnesium, poudre d'uranium, poudre de silicium. On pourra par exemple adopter une première composition pyrotechnique comprenant: à 50% en masse de Nitrate de Baryum, à 30% en masse de Chlorate de Baryum. à 30% en masse d'un alliage Aluminium/Magnésium à 30% en masse de Magnésium tamisé (granulomètrie fine, par exemple inférieure à 300 microns) Une charge intermédiaire comprenant 30% à 70% en masse de cette composition mélangé à 70% à 30% en masse d'Hexal est particulièrement bien adaptée pour initier un explosif de type Hexal. La charge intermédiaire pourra être mise en place par coulée ou compression. Elle remplira la cavité axiale 8 du chargement explosif. Une telle disposition permet d'accroître la surface de contact entre la charge 9 et le chargement 7 ce qui améliore l'initiation de ce dernier par la charge intermédiaire 9. La charge intermédiaire 9 comporte un trou axial 10 qui est disposé en regard du moyen d'amorçage 4 et qui présente ici sensiblement le même diamètre que la cavité 8. Ce trou 10 pourra par exemple être obtenu lors de la compression de la charge intermédiaire 9 au moyen d'un poinçon de forme particulière. La fonction de ce trou est d'accroître la surface de la charge 9 qui sera soumise au plasma engendré par le moyen d'amorçage. On améliore ainsi l'allumage de la charge 9 tout en diminuant le temps nécessaire pour réaliser cet allumage. Il est possible à titre de variante de donner un diamètre différent au trou 10 et à la cavité 8. On jouera ainsi sur le diamètre et/ou la profondeur du trou 10 pour régler le retard d'initiation de la charge intermédiaire 9. On pourrait également aménager plusieurs trous 10.30 La hauteur et le diamètre du trou 10 seront compris habituellement entre la moitié et le sixième du diamètre de l'alésage 2a du corps 2. Il sera également possible d'adapter une charge inter- médiaire 9 donnée à un chargement explosif 7 donné en jouant sur le diamètre et/ou la profondeur de la cavité 8. On pourrait également aménager plusieurs cavités 8. Un écran 11 réalisé en matériau combustible est placé sur la charge intermédiaire 9. Cet écran pourra par exemple être réalisé en nitrofilm, nitrocellulose, propergol ou papier craft. L'écran est maintenu pincé entre la face inférieure 13 du moyen d'amorçage 4 et un épaulement 12 du corps 2. Il présente une zone centrale concave 14 qui pénètre dans le trou axial 10 de la charge intermédiaire 9. Cet écran isole la charge intermédiaire 9 du moyen d'amorçage 4. Il permet d'assurer un confinement temporaire qui assure une montée en pression du plasma (gaz chauds et particules incandescentes) issu du moyen d'initiation 4. Lorsque la pression et l'effet calorifique sont suffisants, le plasma traverse l'écran et vient en contact avec la charge intermédiaire 9. Cette action de l'écran permet d'améliorer l'allumage de la charge intermédiaire, on accroit ainsi la fiabilité de cet allumage et la reproducti- bilité de l'instant d'allumage d'un projectile à l'autre. On choisira de préférence une épaisseur d'écran comprise entre 0,05 et 0,3mm. De par l'isolement qu'il procure, l'écran 11 améliore aussi la sécurité du projectile en empêchant tout contact entre des particules détachées de la charge intermédiaire 9 et le moyen d'amorçage 4 (particules pouvant se détacher comme suite aux contraintes de stockage, transport et mise à poste du projectile). La forme concave particulière donnée à l'écran permet à celui ci d'assurer un maintien mécanique des particules de la charge 9 éventuellement détachées au niveau du trou 10. En couvrant sensiblement l'ensemble de la surface interne du trou 10, cette forme concave assure le confinement du plasma d'allumage à l'intérieur même de celui-ci. On réalise ainsi l'allumage de la charge 9 d'une façon homogène sur l'ensemble de la surface du trou ce qui augmente fiabilité et reproductibilité de l'allumage. La figure 2 représente un autre mode de réalisation d'un projectile selon l'invention. Ce mode diffère du précédent en ce que le trou 10 est complètement rempli d'une deuxième composition pyrotechnique disposée en vrac. Cette composition pyrotechnique 15 est choisie avec une formulation identique à celle de la charge intermédiaire 9. Une telle disposition permet d'augmenter la surface de contact entre le plasma engendré par le moyen d'amorçage et la deuxième composition pyrotechnique, ce qui permet d'obtenir un délai d'allumage de la charge intermédiaire 9 encore plus bref. La mise en place d'une composition 15 en vrac à l'intérieur du trou 10 permet de favoriser la formation du plasma d'allumage. De plus on augmente ainsi le nombre de particules chaudes (grains d'aluminium de la composition 15) qui viennent impacter la surface interne du trou 10. La multiplication des impacts incandescents sur la charge intermédiaire 9 améliore l'allumage de cette dernière. Dans ce mode de réalisation, l'écran 11 a la forme d'un disque plan pincé entre la face inférieure 13 du moyen d'amorçage 4 et l'épaulement 12 du corps 2. Il assure comme précédemment le confinement du plasma issu du moyen d'amorçage et il empêche également tout contact entre les particules de la deuxième composition 15 et le moyen d'amorçage 4. A titre de variante il est possible de choisir pour réaliser la deuxième composition 15 une autre formulation que celle du chargement intermédiaire 9. Par exemple une composition plus ou moins sensible à la flamme. Il est ainsi possible de régler précisément l'instant d'allumage de la charge intermédiaire. Il est possible également de remplir partiellement le trou 10 avec cette composition. On utilisera alors un écran présentant une zone centrale concave afin d'assurer avec celui-ci le maintien de la deuxième composition 15. Il est possible enfin de modifier la sensibilité de la deuxième composition 15 en la tassant légèrement. A titre de variante de l'invention il est possible de mettre en place toute la charge 9 en vrac ou légèrement tassée. Elle remplira alors la cavité 8 comme décrit précédemment et sera maintenue par un écran plan comme celui représenté figure 2. Une telle variante permet de simplifier les opérations de chargement. Le recours au vrac permet d'accroître la surface de contact du plasma d'amorçage avec la charge intermé- diaire. L'invention peut aussi être mise en oeuvre lorsque le moyen d'amorçage est de nature différente, par exemple lorsqu'il est constitué par une fusée mécanique ou électronique comportant une amorce assurant une mise à feu par effet thermique (génération d'un plasma chaud). On assure alors une initiation de l'explosif de chargement en régime détonant à partir d'un effet thermique déflagrant fourni par le moyen d'amorçage comme indiqué précédemment. REVENDICATIONS 1-Projectile explosif (1), notamment projectile de moyen calibre, comprenant un corps (2) générateur d'éclats à l'intérieur duquel est disposé un chargement (7) explosif et/ou incendiaire initié par un moyen d'amorçage (4), caractérisé en ce qu'il comporte une charge intermédiaire (9) disposée entre le moyen d'amorçage (4) et le chargement explosif (7) et constituée d'un mélange d'un explosif et d'une premiere composition pyrotechnique comportant l'association d'au moins un oxydant et d'au moins un réducteur. 2-Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge intermédiaire (9) comprend un mélange homogène de 20 à 70% en masse de première composition pyrotechnique et de 80% à 30% en masse d'explosif. 3-Projectile selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'explosif de la charge intermédiaire (9) comporte un explosif secondaire associé à une poudre métallique. 4-Projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'explosif de la charge intermédiaire (9) comporte 70 à % en masse d'explosif secondaire, 10 à 30% de poudre métallique, 0 à 3% de liant. D-Projectile selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'explosif secondaire de la charge intermédiaire (9) est choisi parmi les composés suivants: Hexogène, Octogène. 6-Projectile selon une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la poudre métallique est une poudre d'aluminium de granulomètrie comprise entre 300 et 500 micromètres.30 7-Projectile selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la première composition pyrotechnique de la charge intermédiaire (9) comprend 40% à 80% en masse d'oxydant et 60% à 20% en masse de réducteur. 8-Projectile selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'oxydant est choisi parmi les composés suivants ou leurs mélanges: Nitrate de Baryum, Nitrate de Potassium, Chlorate de Baryum, Perchlorate de Potassium, Perchlorate de Baryum, Peroxyde de Baryum. 9-Projectile selon une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le réducteur est choisi parmi les composés suivants, leurs mélanges ou leurs alliages inter- métalliques: poudre d'aluminium, poudre de magnesium, poudre d'uranium, poudre de silicium. -Projectile selon une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la première composition pyrotechnique de la charge intermédiaire (9) comprend: à 50% en masse de Nitrate de Baryum, 10 à 30% en masse de Chlorate de Baryum. à 30% en masse d'un alliage Aluminium/Magnésium à 30% en masse de Magnésium tamisé (granulomètrie fine, par exemple inférieure à 300 microns) 11-Projectile selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le chargement explosif (7) comporte au moins une cavité axiale (8) dans laquelle pénètre la charge intermédiaire (9), cavité destinée à augmenter la surface de contact entre le chargement explosif (7) et la charge intermédiaire (9). 12-Projectile selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la charge intermédiaire (9) est disposée en vrac ou légèrement tassée. 13-Projectile selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la charge intermédiaire (9) est coulée ou comprimée et comporte au moins un trou axial (10) disposé en regard du moyen d'amorçage (4). 14-Projectile selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une deuxième composition pyrotechnique (15) est disposée dans le ou les trous axiaux (10) de la charge intermédiaire (9). -Projectile selon la revendication 14, caractérisé en ce que la deuxième composition pyrotechnique (15) est disposée en vrac ou peu tassée dans le ou les trous axiaux ( 10). 16-Projectile selon une des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que la deuxième composition pyrotechnique (15) a la même formulation que la charge intermédiaire (9). 17-Projectile selon une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'un écran (11) en matériau combustible est interposé entre le moyen d'amorçage (4) et la charge intermédiaire (9). 18-Projectile selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'écran (11) a une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,3mm et qu'il est réalisé en nitrofilm, propergol ou papier craft. 19-Projectile selon une des revendications 17 ou 18 caractérisé en ce que l'écran (11) a une forme de disque. -Projectile selon une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que l'écran (11) présente au moins une zone concave (14) pénétrant au moins partiellement dans le ou les trous axiaux (10) de la charge intermédiaire (9). 21-Projectile selon une des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que le corps (2) générateur d'éclats a subi un traitement structurel favorisant la formation d'éclats, par exemple trempe et revenu, bombardement électronique ou échauffements localisés par laser. 22-Projectile selon une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que le moyen d'amorçage (4) est constitué par une fusée pyrotechnique comprenant au moins une composition incendiaire (5a,5b) disposée dans une ogive déformable (6).