Brevet FR2759451A1 — publié le 19980814

Garniture de charge creuse formant projectile La présente invention concerne une garniture de charge creuse formant projectile, en particulier pour sous-munition de détonateur chercheur perforant. Une garniture et sa transformation en un projectile, par étirement dû à la détonation de la charge creuse, sont représentées dans la revue Internationale Wehrrevue 8/1984, page 1 063, figure 17. Il s'agit en particulier pour la garniture du type précité, de la partie active d'une sous-munition de détonateur chercheur perforant, telle qu'elle est décrite plus en détail dans ses effets, dans WEHRTECHNIK 10/1985, pages 114, 115 et 118. Son fonctionnement repose donc sur le fait d'éjecter les sous- munitions d'un projectile vecteur, après transport stabilisé en rotation au moyen de ce projectile, et dans chaque cas de la larguer avec un parachute dans la région-cible, celle-ci étant détectée en une spirale se rétrécissant, au moyen des détecteurs du détonateur chercheur, afin d'allumer la charge creuse dans le cas de la détection d'un objectif à combattre. L'orientation active de sa garniture formant projectile )5 est donc presque verticale à l'allumage, conformément à la direction de détection du capteur. Mais il n'est pas exclu que par suite de perturbations extérieures ou de dysfonctionnements intérieurs, la tête de combat soit initialisée juste après l'éjection de la sous-munition 0CI de son projectile vecteur et que dans ce cas l'orientation active ne soit pas verticale, mais, dans le cas le plus défavorable, même momentanément légèrement inclinée par rapport à l'horizontale. Or ceci signifie alors que le projectile formé par e explosion à partir de la garniture, ne frappe pas la région située au-dessous du point o la sous-munition a été libérée du vecteur, mais loin au-delà de cette région d'action donnée par la portée de mission du vecteur. Cette constellation imaginable et très défavorable d'un fonctionnement éventuellement irrégulier de la munition doit être prise en compte lors de la définition des moyens de sûreté pour le tir d'exercice avec munition armée, en plus de la région- cible de consigne, et conduit donc à des zones de sécurité si élargies que, par exemple sur le territoire de la République fédérale d'Allemagne, un tir d'exercice avec sous-munition armée n'est pas réalisable dans des conditions d'utilisation réalistes et qu'au lieu de cela, il faut admettre des exercices coûteux et moins fidèles à la réalité, sur de plus grands territoires d'Etats alliés. En effet un tir d'exercice imaginable avec sous- munition inerte est moins significatif, car seule une sous-munition armée produit ses effets dans la cible normalisée, préparée pour l'exercice. Connaissant ces données, l'invention se propose en particulier d'indiquer une garniture du type précité permettant de réaliser un tir d'exercice tactique avec sous-munition de détonateur chercheur armée, sur une zone à risque limitée. Ce but est atteint suivant l'invention par le fait que la garniture est conçue avec au moins un point destiné à la rupture, symétrique par rapport à l'axe, sur lequel, après accélération de la charge creuse détonante, lors de la déformation par étirement de la garniture en un projectile compact, stable en vol, ce dernier se fragmente en projectiles partiels, des deux côtés du point destiné à la rupture. D'après cette solution, même en fonctionnement d'exercice, on largue les sous-munitions à détonateur C chercheur avec charge P armée, mais l'opération d'étirement initialisée par l'explosif pour la déformation de la garniture, n'entraine pas J (contrairement à ce qui se passe dans le cas d'une conception tactique de la munition) la formation d'un projectile presque exclusivement très compact, mais son éclatement en au moins deux projectiles partiels, de préférence de même masse. Etant donné que dans des conditions par ailleurs égales, le projectile partiel de masse réduite décrit bien à peu près la même trajectoire que le projectile compact, mais qu'il ne parcourt qu'une distance plus courte du fait de sa masse réduite, il est possible, en modifiant la garniture destinée à séparer le projectile compact en divers projectiles partiels, de réduire de manière sensible la zone de sécurité nécessaire, à prendre en compte dans le cas de l'orientation d'initialisation la plus défavorable de la sous-munition, ce qui fait que la zone à risque se réduit à des dimensions qui sont par exemple disponibles aussi en République fédérale d'Allemagne. Afin de transformer la garniture, pour le tir S0 d'exercice, en un nombre donné de projectiles partiels, approximativement de même masse, au lieu d'avoir un projectile optimalisé en vue de la perforation, de conception tactique, mais sans intervenir par ailleurs dans la fonction de munition, il est prévu, suivant l'invention, d'affaiblir la géométrie de section transversale, correspondant en soi à l'original armé, de la garniture à déformer, symétriquement par rapport à l'axe de telle sorte que la masse déformée de la garniture se fragmente de manière définie non pas encore au cours de l'accélération de détonation (comme c'est le cas par exemple dans le cas d'une gaine de grenade à main), mais juste après, au cours de l'opération d'étirement. Etant donné que les projectiles partiels suivent à peu près la même trajectoire que le projectile complet, les impacts décelables dans l'objectif blindé permettent d'apprécier la fiabilité du fonctionnement de cette sous-munition à détonateur chercheur, dans le cas d'une orientation d'action de la munition, dirigée de manière fonctionnelle à peu près verticalement, vers le bas; en revanche, dans le cas d'une position indéfinie dans l'espace de la sous-munition, due à des perturbations, un déclenchement de la charge formant projectile entraîne, suivant le but recherché, une trajectoire très réduite des projectiles partiels au- delà de la zone-cible véritablement concernée et donne donc une zone de sécurité tout aussi limitée. La solution suivant l'invention présente en outre cet avantage essentiel que la munition de tir peut cependant être aussitôt réutilisée, en cas de défense, comme munition tactique, à savoir contre des objectifs blindés semi-durs, tels que des chars d'artillerie. En effet les deux ou trois projectiles partiels, en cas de fonctionnement régulier de la munition, atteignent l'objectif visé avec une dispersion réduite et multiplient de ce fait l'effet d'éclats secondaires à l'intérieur de la cible, par rapport à la seule perforation du projectile compact dimensionné pour des objectifs durs. Il faut enfin considérer comme un effet secondaire économiquement avantageux le fait que les garnitures dont la forme, après déformation de la matière initiale, ne correspond plus suffisamment aux tolérances étroites imposées pour la formation d'un projectile compact à trajectoire stable, peuvent encore être traitées par des zones d'affaiblissement, de -0 symétrie ponctuelle, usinées par enlèvement de copeaux, pour donner des garnitures de projectile à fragmentation pour des munitions d'exercice et conviennent donc, comme indiqué, pour l'exercice de tir ainsi qu'en cas de défense, contre des objectifs plus faiblement blindés. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Des modes de réalisation de l'invention sont représentés, à titre d'exemples non limitatifs, sur les dessins, de manière schématique et pas tout à fait à l'échelle. La figure 1 est une vue en coupe axiale ouverte d'une garniture explosive pour la déformation de détonation donnant lieu à un projectile, la figure 2 est une vue en coupe axiale ouverte, à échelle réduite, d'un projectile formé à partir de la garniture de la figure 1 et fragmenté, et la figure 3 représente différentes géométries d'encoches particulièrement appropriées (figure 3a à figure 3d) pour une fragmentation définie, au cours de la phase d'étirement, lors de la déformation d'une garniture selon la figure 1, donnant lieu à un projectile. La (sous-)munition 10, allumée par un capteur, représentée de manière schématique sur la figure 1, avec garniture de charge creuse 11 formant projectile, présentant une symétrie en rotation, est destinée à ?0 donner, au cours de la déformation d'explosif, un seul projectile 12, de trajectoire stable, selon la figure 2, qui se caractérise par une grande puissance de perforation des objectifs à blindage dur. A cet effet, il est prévu devant la charge creuse 11, une garniture 11 qui est réalisée dans une matière initiale en forme de flans, par exemple par extrusion, et qui peut être décrite comme un corps creux 14 plat, à la manière d'un capuchon sphérique, se courbant en forme de chapeau ou de plateau, à partir d'une zone de bordure 13 continue -3O (légèrement inclinée en forme de tronc de cône plat par rapport au plan de section transversale, dans le sens contraire au sens d'accélération B). La zone en coupole centrale de ce corps creux présente une épaisseur de matière à peu près constante qui diminue légèrement, en direction radiale, vers la zone de bordure 13, le long d'une zone de courbure 16 plus marquee. La superposition d'accélérations ainsi occasionnée en direction axiale et en direction radiale, donne, lors de la déformation de détonation, une garniture 11 réalisée dans un métal fortement étirable comme le fer, mais ayant de préférence une plus grande densité comme le tantale, la géométrie de section transversale recherchée pour le projectile 12, avec zone arrière 17 faisant saillie radialement en forme d'anneau et de ce fait stabilisant la trajectoire. Pour réduire une trajectoire non orientée verticalement de la masse de garniture déformée dans le sens B et accélérée, la masse de projectile utile est réduite à des masses partielles du fait que la garniture 11 est pourvue d'au moins un point destiné à rupture 18 continu dans la zone duquel le projectile 12 t5 en formation se fragmente finalement en projectiles partiels 12i, après l'accélération de détonation, au cours de l'étirement. A cet effet le point destiné à rupture 18 est de préférence conçu de manière que les projectiles partiels 12i aient à peu près la même masse ?f) - en particulier, derrière un projectile partiel 12i avant, de forme aérodynamique avantageuse, un projectile partiel 12i axialement plus court et entourant la zone arrière 17. Ces projectiles partiels 12i décrivent alors une trajectoire à peu près semblable (plus courte que le projectile idéal 12). Dans le cas o il est prévu plusieurs points destinés à rupture 18, décalés radialement l'un par rapport à l'autre, dans la garniture 11, il se forme un même nombre de projectiles partiels, de masse encore plus réduite. Pour les exigences pratiques, il est toutefois avantageux de ne prévoir qu'un ou deux points destinés à rupture 18 pour deux ou trois projectiles partiels 12i, car dans le cas d'une trop forte subdivision, la probabilité selon laquelle la matière de la garniture 11 se fragmente effectivement comme voulu, au cours de l'étirement, en projectiles partiels 12i définis, si possible de même masse, diminue. La modification de la forme idéale de la garniture de charge creuse 11 formant projectile, conçue comme un point destiné à rupture 18, de manière qu'après l'accélération de détonation il se produise au cours de l'opération d'étirement une fragmentation du projectile 12, dans la zone de courbure 16, peut s'obtenir par une simple modification du rayon de courbure 19 quant à son emplacement (entre zone de bordure 13 et zone de coupole 15) et/ou quant à la longueur de son rayon, avec pour conséquence que le projectile 12 étiré se fragmente essentiellement (à l'exception d'éclats de masse très réduite) en deux projectiles partiels 12i, à peu près dans la région centrale. Cette fragmentation se produit aussi lorsque l'on réduit la masse de la garniture 11, dans son tiers proche du centre, par exemple par une réduction concentrique locale de l'épaisseur de paroi de la garniture, de 5 % à 10 % environ dans cette zone annulaire. Si en revanche une modification du rayon du contour de section transversale de la garniture 11 est déplacée plus loin dans le tiers extérieur et donc plus vers la zone de bordure 13, il se produit une fragmentation d'autant plus sûre, pour l'essentiel uniquement de la zone arrière 17 du projectile 12. ?5 Il peut donc être prévu aussi, comme sur la figure 1, d'affaiblir l'épaisseur de paroi de la garniture 11 dans la zone de courbure 16, en agissant sur la surface arrière (convexe) et/ou sur la surface frontale (concave) de la garniture 11. A cet effet, la 3CI zone correspondante du produit semi-fini en forme de flan peut déjà être affaiblie pour la déformation sans enlèvement de copeaux, pour obtenir la géométrie définitive de la garniture 11, ou lors du formage, par exemple par extrusion à froid, la zone annulaire ?5 correspondante, d'épaisseur réduite, est volontairement enfoncée en tant que point destiné à rupture 18, comme représenté de manière légèrement exagérée sur la figure 3a, par la surface arrière convexe de la garniture 11. Ceci conduit aussi dans chaque cas à une fragmentation certaine du projectile 12 en phase d'étirement, en projectiles partiels 12i, des deux côtés de ce point destiné à rupture 18. Il peut être technologiquement plus simple et plus avantageux aussi, compte tenu des conditions réalistes recherchées, pour la version d'exercice d'une munition à détonateur chercheur formant projectile, de conserver d'abord inchangée la géométrie de la garniture 11, optimalisée pour la munition armée, au cours de la fabrication en série, et de séparer de cette fabrication en série, les garnitures 11 qui doivent être modifiées pour la munition d'exercice. Cette modification consiste alors à affaiblir volontairement en forme d'anneau la garniture originale 11, par enlèvement mécanique de matière, à réaliser encore sur la face convexe et/ou sur la face concave de la garniture 11, par entaille d'au moins un point destiné à rupture 18 sous la forme d'une rainure 20 concentrique, continue, de section transversale à peu près symétrique (rectangulaire ou triangulaire) selon la figure 3b ou la figure 3c, ou de section transversale asymétrique (par exemple en dents de scie) ?5 selon la figure 3d. Ces points destinés à rupture 18, d'épaisseur réduite et définie conduisent à une fragmentation plus fiable du projectile 12 en phase d'étirement, en des projectiles partiels 12i donnés, de manière tout à fait définie en ce qui concerne leur masse et leur géométrie restante en coupe longitudinale; d'autant que ces points de rupture 18 affaiblis, sous forme de rainures annulaires 20 réalisées par enlèvement de copeaux, peuvent être appliqués et dosés de manière extrêmement reproductible, ce qui fait que d'éventuelles influences marginales de lots de matières différentes restent pratiquement sans effet sur la distribution donnée de la masse et sur la forme des projectiles partiels 12i. De même, les points de rupture 18 sous forme de rainures 20 continues peuvent être avantageusement réalisés dans le produit semi- fini en forme de flan, qui est ensuite transformé, comme jusqu'à présent totalement sans enlèvement de copeaux, pour obtenir la géométrie définitive de la garniture 11 qui présente déjà les points de rupture 18. Etant donné que les points de rupture 18 ]0 peuvent être réalisés de manière tout à fait définie, sous la forme de rainures 20 entaillées avant ou après le formage destiné à donner la garniture 11, et qu'en outre ils ne touchent aucun point de montage ou de fonction du projectile original, ce traitement de la garniture 1 est optimal. En effet une fonction totalement équivalente de tous les composants reste garantie pour le tir d'exercice comme pour le tir de combat, sans garniture 11 affaiblie, tant que des moments d'inertie équivalents excluent des variations dans le comportement en descente de la munition à détonateur chercheur. Si l'on souhaite avoir plus de deux projectiles partiels 12i, il est possible de prévoir (comme déjà mentionné plus haut) plusieurs zones d'affaiblissement ?3 annulaires, concentriques, sous forme de points de rupture 18 décalés radialement l'un par rapport à l'autre. En particulier pour la fragmentation en trois projectiles partiels 12i, il est cependant plus avantageux de combiner un point de rupture 18 sous la forme d'une rainure 20 pratiquée dans la zone de courbure extérieure 16 avec la courbure renforcée de plus petit rayon 19, dans la zone de transition entre la zone de coupole 15 et la zone de courbure intérieure 16. En effet ceci favorise de manière voulue le déroulement dans le temps des fonctions, en ce sens qu'au cours de l'étirement du projectile 12, il se détache tout d'abord un projectile partiel 12i avant et ], relativement plus rapide, avant que le reste du projectile 12 ne se détache encore une fois devant la zone arrière 17, au point de rupture en forme de rainure 18/20 et suive le premier projectile, en tant que projectile partiel 12i plus lent, sans porter atteinte à la cinématique d'un projectile partiel central volant devant celui-ci. Une fragmentation ainsi définie, en plus de deux projectiles partiels 12i, donne une efficacité particulièrement grande dans le cas d'une utilisation pour le combat, déjà mentionnée plus haut, de cette version conçue comme une munition d'exercice, contre des objectifs semi-durs, car trois projectiles partiels 12i à dispersion de trajectoire réduite, atteignent rapidement l'un après l'autre la même cible. Il REVENDICATIONS 1. - Garniture de charge creuse (11) formant projectile, en particulier pour sous-munition de détonateur chercheur (10) perforant, caractérisée en ce qu'elle est conçue avec au moins un point destiné à la rupture (18), symétrique par rapport à l'axe, auquel, après accélération de la charge creuse détonante, lors de la déformation par étirement de la garniture (11) en un projectile (12) compact, stable au vol, ce dernier se fragmente en projectiles partiels (12i), des deux côtés du point destiné à la rupture (18). 2. - Garniture selon la revendication 1, caractérisée par au moins un point destiné à la rupture (18) pour des projectiles partiels (12i) de même masse. 3. - Garniture selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un point destiné à la rupture (18) est conçu comme un rayon de courbure réduit (19) dans la zone de courbure (16), entre la zone en coupole (15) et la zone de bordure (13) de la garniture (11). 4. - Garniture selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un point destiné à la rupture (18) est conçu comme une zone continue d'épaisseur de matière affaiblie dans la zone de courbure (16), entre la zone en coupole (15) et la zone de bordure (13) de la garniture (11). 5. - Garniture selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'affaiblissement est obtenu par enfoncement, sans enlèvement de copeaux, pour donner la forme d'un corps creux à la garniture (11). 6. - Garniture selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'affaiblissement est obtenu par entaille, par enlèvement de copeaux, dans la surface du revêtement (11), sous la forme d'une rainure (20). 7. - Garniture selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'affaiblissement est déjà usiné dans un flan circulaire de matière initiale, dans laquelle la garniture (11) est formée par extrusion. 8. - Garniture selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que l'affaiblissement est formé sur la surface arrière convexe et/ou sur la surface avant concave de la garniture (11). 9. - Garniture selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisée en ce que pour séparer un projectile partiel (12i) situé à l'avant dans le sens de l'accélération (8), il est pratiqué un point destiné à la rupture (18), sous la forme d'un rayon de courbure réduit (19) dans la zone de transition entre la zone en coupole (15) de la garniture et la zone de courbure (16) lui faisant suite radialement vers l'extérieur et en ce qu'en outre, pour séparer un projectile partiel (12i) à l'arrière, il est pratiqué un autre point destiné à la rupture (18), dans la zone de courbure de garniture (16) vers la zone de bordure (13), sous la forme d'un affaiblissement de matière. 10. - Garniture selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,caractérisée en ce qu'il est prévu une réduction locale de la masse de la garniture, dans la zone de son tiers proche du centre. 11. - Garniture selon la revendication 10, caractérisée en ce que la zone de réduction locale de masse est obtenue par une réduction de l'épaisseur de paroi de la garniture, de l'ordre de 5% à 10% environ.