Brevet FR2741144A1 — publié le 19970516

Le domaine technique de l'invention est celui des charges formées comportant un revêtement en contact avec un chargement explosif, par exemple les charges creuses ou les charges génératrices de noyau. L'invention vise plus particulièrement les charges formées destinées à être mise en place à l'intérieur d'un vecteur, tel un obus cargo, et à être éjectées hors de celui- ci à un instant donné sur trajectoire Les charges génératrices de noyau comportent généralement un chargement explosif disposé dans une enveloppe et sur lequel est appliqué un revêtement ayant globalement la forme d'une calotte sphérique. Lors de la détonation de l'explosif, le revêtement est mis en mouvement par l'onde de pression incidente. Il se déforme en se retournant "en doigt de gant", c'est à dire qu'il se transforme en un projectile (ou noyau) dont la partie avant est constituée par la zone axiale du revêtement et la partie arrière est une jupe formée par la périphérie du revêtement.20 Le brevet FR2627580 décrit une telle charge. Les charges creuses comportent un revêtement conique en contact avec un chargement explosif et qui forme un jet à haute vitesse lors de l'initiation du chargement. Lorsqu'une charge formée est disposée dans un vecteur tel un obus, dont elle est destinée à être éjectée sur trajectoire, elle se trouve soumise à des efforts d'accélération importants, tant au moment du tir de l'obus que lorsque la charge se trouve éjectée hors de celui-ci. Ces efforts peuvent provoquer une désolidarisation du revêtement et du chargement ou tout au moins une dégradation du revêtement, nuisant ainsi à la formation ultérieure du noyau (ou du jet). Le problème de la tenue du revêtement aux efforts d'accélération est d'autant plus complexe que la charge se trouve en principe soumise lors du tir d'un vecteur à une première accélération, puis elle connaît lors de l'éjection de la charge hors du vecteur une deuxième accélération ayant un sens inverse de celui de la première. Il n'est ainsi pas possible de donner à la charge une orientation à l'intérieur du vecteur qui assure dans tous les cas la tenue du revêtement aux contraintes d'accélération. On cherche habituellement à assurer le maintien axial du revêtement et du chargement par rapport à l'enveloppe de la charge en frettant le revêtement sur la surface interne de l'enveloppe. On peut également assurer ce maintien axial avec une butée formée par un rebord solidaire de l'enveloppe et placé devant une zone périphérique circulaire du revêtement. De telles solutions connues sont décrites par le brevet FR2657156. Cependant elles ne donnent pas entière satisfaction, en particulier, pour les charges génératrices de noyau, dans le cas o le matériau du revêtement est un matériau ductile ou un matériau pour lequel la formation du noyau est perturbée par la présence de contraintes locales sur le revêtement. Ainsi, la fixation par frettage génère des contraintes sur la périphérie du revêtement ce qui perturbera la formation de la jupe du noyau. La présence d'une butée devant une zone circulaire du revêtement risque d'arracher la jupe du noyau, perturbant ainsi gravement sa stabilité ou sa reproductibilité. Enfin, les charges formées sont soumises lors des phases de stockage à des contraintes thermiques qui provoquent des dilatations dont l'amplitude est différente pour le chargement explosif et pour l'enveloppe métallique. De telles dilatations viennent compliquer la définition des moyens de liaison du revêtement et de l'enveloppe qui doivent rester en contact permanent avec le chargement explosif. C'est le but de l'invention que de proposer une charge formée ne présentant pas de tels inconvénients. La charge formée selon l'invention présente ainsi une excellente tenue du revêtement et du chargement aux contraintes d'accélération subies à l'intérieur du vecteur sans occasionner de perturbation à la formation du noyau ou du jet. Ce maintien est également assuré quelles que soient les contraintes thermiques subies. Ainsi l'invention a pour objet une charge formée, notamment une charge génératrice de noyau, comportant un chargement explosif disposé dans une enveloppe et sur lequel est appliqué un revêtement destiné à être mis en mouvement par la détonation de l'explosif, charge caractérisée en ce qu'elle comporte une coupelle mince rendue solidaire de l'enveloppe par des moyens de liaison et qui est appliquée10 sur une surface externe du revêtement. Selon un mode de réalisation de l'invention, la coupelle comporte un rebord circulaire qui est rendu solidaire d'une extrémité de l'enveloppe par les moyens de liaison. Les moyens de liaison pourront assurer une fixation rigide de la coupelle et de l'enveloppe. Les moyens de liaison pourront comprendre une rondelle déformable disposée entre la coupelle et une surface d'appui solidaire de l'enveloppe. La rondelle déformable pourra comporter des languettes ressorts, régulièrement réparties angulairement et qui sont disposées de façon à permettre une déformation par compression de la rondelle. Avantageusement, les languettes ressort auront une forme d'arcs de cercle concentriques à la rondelle. La coupelle pourra être annulaire. Une feuille de matériau compressible pourra être disposée entre le revêtement et la coupelle. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: -la figure 1 représente schématiquement en coupe longitudinale partielle une charge génératrice de noyau selon un premier mode de réalisation de l'invention,35 -la figure 2 est un vue frontale de la coupelle de maintien, -la figure 3 représente en coupe longitudinale partielle une charge génératrice de noyau selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, -la figure 4 représente en coupe longitudinale partielle une charge génératrice de noyau selon un troisième mode de réalisation de l'invention, 5 -les figures 5a et 5b montrent la rondelle ressort utilisée dans ce troisième mode de réalisation, la figure 5b étant une coupe suivant le plan repéré AA sur la figure 5a, -la figure 6 représente une variante de réalisation d'une charge selon l'invention. Si on se reporte à la figure 1, une charge formée 1 selon l'invention (ici une charge génératrice de noyau) comporte de façon connue une enveloppe 2 cylindrique à l'intérieur de laquelle est placé un chargement explosif 3 sur lequel est appliqué un revêtement métallique 4.15 Le chargement explosif est destiné à être initié par des moyens d'amorçage de type connu et non représentés ici. Une telle charge est décrite par exemple par le brevet FR2627580. La détonation du chargement provoque une déformation du revêtement 4 en "doigt de gant", le revêtement se transformant alors en un noyau projeté à grande vitesse sur une cible. Cette charge est destinée à être mise en place dans un vecteur (non représenté), tel un obus cargo d'artillerie. Un tel obus qui éjecte la ou les charges à un instant donné sur trajectoire est connu par exemple par le brevet FR2682754. La charge selon l'invention comporte une coupelle mince 5 qui présente un rebord circulaire 5a en appui contre une extrémité avant de l'enveloppe 2. La coupelle 5 est appliquée sur une surface externe du revêtement 4 et elle est rendue solidaire de l'enveloppe 2 par des vis 6 régulièrement réparties. La figure 2 montre la coupelle en vue frontale. Le rebord 5a porte des perçages 5b35 pour recevoir les vis de fixation 6. La coupelle est destinée à assurer le maintien axial du revêtement 4 et du chargement 3 par rapport à l'enveloppe 2 malgré les efforts d'accélération subis lors de l'éjection de la charge hors du vecteur. On dimensionnera la coupelle de façon appropriée afin d'assurer ce maintien. On réalisera avantageusement la coupelle en un matériau métallique, par exemple un alliage 5 d'aluminium de 1 à 2 mm d'épaisseur. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la coupelle assure un maintien qui répartit sur l'ensemble de la surface externe du revêtement 4 les efforts dus à l'accélération.10 On évite ainsi l'apparition de contraintes localisées, notamment à la périphérie du revêtement, contraintes qui sont inévitables avec les solutions antérieures telles que le frettage. Du fait de l'épaisseur réduite de la coupelle et de son appui de façon uniforme (et avec symétrie de révolution) sur toute la surface externe du revêtement, elle ne perturbe pratiquement pas la formation du noyau. En fait, lors de l'initiation de la charge, la coupelle elle même se déforme et se trouve projetée en avant du noyau formé par le revêtement 4. La coupelle permet également de protéger la surface externe du revêtement 4 vis à vis des agressions extérieures, telle la corrosion. A titre de variante on pourra assurer la liaison de la coupelle et de l'enveloppe par soudure ou collage. La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de l'invention qui diffère du précédent uniquement par la présence d'une feuille 7 de matériau compressible entre le revêtement 4 et la coupelle 5.30 Ce matériau est par exemple un élastomère, par exemple du silicone d'une dureté de 50 à 60 Shore A, et il permet une compensation des jeux dus aux différences d'amplitude des dilatations thermiques entre le chargement explosif 3 et l'enveloppe 2.35 Il serait bien sûr possible pour compenser les dilatations de prévoir des moyens compressibles disposés entre le revêtement et le chargement explosif ou bien entre le fond de l'enveloppe et le chargement explosif. Dans ce cas la coupelle pourra être directement en contact avec le revêtement comme représenté à la figure 1. La figure 4 représente un troisième mode de réalisation de l'invention qui diffère des précédents par la structure des moyens de liaison de la coupelle 5 et de l'enveloppe 2 de la charge. Suivant ce mode de réalisation, ces moyens de liaison comprennent une rondelle déformable 8 qui est disposée entre le rebord circulaire 5a de la coupelle 5 et un écrou 9 vissé à l'extrémité de l'enveloppe 2. L'écrou 9 constitue ainsi une surface d'appui solidaire de l'enveloppe 2. Les diamètres internes de la rondelle 8 et de l'écrou 9 sont choisis supérieurs au diamètre interne de l'enveloppe, ainsi il n'y a aucun obstacle disposé en avant du revêtement et susceptible de venir perturber la formation du noyau. La rondelle 8 est représentée plus en détails aux figures a et 5b. Elle est réalisée en tôle d'acier à ressort emboutie et elle comporte des languettes ressorts 10 (ici quatre languettes), régulièrement réparties angulairement, et qui sont en appui sur le rebord 5a de la coupelle 5. Ces languettes ressort 10 ont ici la forme d'arcs de cercles concentriques à la rondelle 8 et elles sont obtenues par découpe de la rondelle. Une telle forme de languettes25 permet d'éviter l'empiètement de la rondelle sur le revêtement. Grâce aux languettes 10, la rondelle 8 est déformable en compression et elle permet de rattraper les jeux axiaux entre le chargement explosif 3 portant le revêtement 4 et30 l'enveloppe 2, principalement les jeux dus aux dilatations thermiques différentielles. Lorsque la charge est soumise à une force d'accélération orientée du chargement 3 vers la coupelle 5, (par exemple lors de l'éjection de la charge hors de l'obus), un léger35 déplacement axial du chargement explosif portant le revêtement se produit jusqu'à écrasement complet de la rondelle 8. Ce déplacement axial est égal aux maximum des dilatations thermiques rencontrées, il est de l'ordre de 0,5 mm. Une fois écrasée, la rondelle assure (avec la coupelle 5) le maintien axial du revêtement 4 et du chargement 3 par rapport à l'enveloppe 2 de la charge. Lors du relâchement des efforts d'accélération, les languettes 10 ramènent par l'intermédiaire de la coupelle le revêtement et le chargement en contact avec le fond de la charge (position initiale de la charge). La coupelle permet là encore de répartir les contraintes sur l'ensemble de la surface externe du revêtement. L'avantage de ce mode de réalisation est qu'il permet d'assurer une excellente tenue mécanique à l'accélération d'éjection de la charge tout en autorisant les dilatations thermiques d'une façon très fiable et reproductible.15 On adoptera de préférence une rondelle 8 telle que, lorsque l'obus est entraîné en rotation, les extrémités des languettes 10 s'engagent dans la coupelle 5. On assure ainsi l'entraînement en rotation de la coupelle par la rondelle 8 (elle même entraînée en rotation par l'écrou 9, par exemple au moyen de méplats non représentés). La coupelle permet de protéger le revêtement de la pénétration des languettes. La rondelle devra donc être définie de telle sorte que, les languettes viennent en appui sur la coupelle et aient une orientation telle que le sens de rotation de l'obus25 corresponde à un arc orienté de la base de la languette vers son extrémité libre. A titre de variante on pourra remplacer la rondelle élastique 22 par une rondelle en élastomère compressible. La figure 6 représente une variante du mode de réalisation selon la figure 1. Dans cette variante, la coupelle 5 est annulaire et présente donc un trou axial 11. Ce mode de réalisation permet de rendre la coupelle plus élastique ce qui permet de compenser au moins partiellement les dilatations thermiques. Il est bien entendu possible de combiner les différents modes de réalisation décrits précédemment. Par exemple en prévoyant une coupelle annulaire pour les modes des figures 3 et 4. Ou encore une feuille de matériau compressible pour la charge de la figure 4. L'invention a été décrite ici dans son application à une charge génératrice de noyau, elle peut également s'appliquer à d'autres charges formées, par exemples aux charges creuses. Les moyens de l'invention seront alors sensiblement identiques, il suffira de donner à la coupelle une forme adaptée à celle du revêtement de la charge formée. REVENDICATIONS 1-Charge formée (1), notamment charge génératrice de noyau, comportant un chargement explosif (3) disposé dans une enveloppe (2) et sur lequel est appliqué un revêtement (4) destiné à être mis en mouvement par la détonation de l'explosif, charge caractérisée en ce qu'elle comporte une coupelle mince (5) rendue solidaire de l'enveloppe (2) par des moyens de liaison (6) et qui est appliquée sur une10 surface externe du revêtement (4). 2-Charge formée selon la revendication 1, caractérisée en ce que la coupelle (5) comporte un rebord circulaire (5a) qui est rendu solidaire d'une extrémité de l'enveloppe (2) par les moyens de liaison.15 3-Charge formée selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de liaison assurent une fixation rigide de la coupelle (5) et de l'enveloppe (2). 4-Charge formée selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de liaison comprennent une rondelle déformable (8) disposée entre la coupelle (5) et une surface d'appui solidaire de l'enveloppe (2). -Charge formée selon la revendication 4, caractérisée en ce que la rondelle déformable (8) comporte des languettes ressorts (10), régulièrement réparties angulairement et qui25 sont disposées de façon à permettre une déformation par compression de la rondelle. 6-Charge formée selon la revendication 5, caractérisée en ce que les languettes ressort (10) ont une forme d'arcs de cercle concentriques à la rondelle (8).30 7-Charge formée selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la coupelle (5) est annulaire. 8-Charge formée selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'une feuille (7) de matériau compressible est disposée entre le revêtement (4) et la35 coupelle (5).