Brevet FR2776372A1 — publié le 19990924

OBUS PERFORANT ANTI STRUCTURES BETONNEES ET DISPOSITIF DE CONVERSION PERMETTANT D'OBTENIR UN TEL OBUS PERFORANT A PARTIR D'UN OBUS EXPLOSIF Le domaine technique de l'invention est celui des obus explosifs d'artillerie. Les obus explosifs d'artillerie connus comportent un chargement explosif disposé dans un corps et qui est initié par un dispositif d'amorçage. Le dispositif d'amorçage est généralement une fusée qui est vissée avant le tir dans un alésage aménagé au niveau d'une partie avant de l'obus. La fusée est le plus souvent une fusée de proximité dotée également d'un mode de fonctionnement percutant. Le choix du mode de fonctionnement se fait au moment du tir. Le mode "proximité" entraine une initiation à une distance donnée du sol, donnant à l'obus une efficacité anti cibles molles. Le mode "percutant" entraîne un fonctionnement à l'impact sur le sol ou une cible. L'obus d'artillerie est tiré suivant une trajectoire balistique courbe à une distance de l'arme de l'ordre de 20 à km. Même en fonctionnement percutant, ces obus ont une efficacité réduite contre les cibles bétonnées. Il en résulte une consommation excessive d'obus dans certaines opérations visant des cibles dures telles que des immeubles ou des25 parkings. C'est un premier but de l'invention que de proposer un nouvel obus d'artillerie ne présentant pas de tels inconvénients. Ainsi l'obus d'artillerie selon l'invention présente une efficacité importante vis à vis des structures bétonnées. C'est un autre but de l'invention que de proposer un dispositif de conversion permettant de transformer facilement, et à tout moment sur le terrain d'opérations, un obus explosif classique en un obus perforant anti structures35 bétonnées. Ainsi l'invention permet de valoriser un stock d'obus classiques en leur donnant un nouveau mode de fonctionnement. Elle permet d'éviter l'acquisition de nouveaux types d'obus tout en conférant aux obus classiques une efficacité anti infrastructures supérieure. Ainsi l'invention a pour objet un obus explosif, notamment d'artillerie, comportant un chargement d'explosif disposé dans un corps et initié par un dispositif d'amorçage, obus caractérisé en ce que le dispositif d'amorçage est contenu dans un boîtier fixé au niveau d'une partie arrière du corps de l'obus par un premier moyen de liaison et en ce que l'obus comporte au niveau d'une partie avant une ogive10 perforante pleine fixée par un deuxième moyen de liaison. Avantageusement, les premier et deuxième moyens de liaison pourront être démontables. L'invention a également pour objet un dispositif de conversion permettant de transformer en obus perforant anti structures bétonnées un obus explosif d'artillerie classique, doté d'un alésage avant destiné à recevoir une fusée et d'un premier moyen de liaison arrière destiné à recevoir un dispositif de réduction de traînée aérodynamique, ce dispositif de conversion est caractérisé en ce qu'il20 comporte, d'une part un boîtier d'amorçage susceptible d'être fixé à l'obus par le premier moyen de liaison, boîtier renfermant un dispositif de sécurité et d'armement et un moyen d'initiation du chargement explosif de l'obus au travers d'une paroi de fond de celui-ci, d'autre part une25 ogive perforante pleine qui se fixe au niveau de l'alésage avant de l'obus par un deuxième moyen de liaison. Selon un mode de réalisation, le moyen d'initiation peut être constitué par une charge creuse dont le revêtement conique a sa base orientée vers la paroi de fond du corps d'obus. Selon un autre mode de réalisation, le moyen d'initiation peut être constitué par une charge plate dont le revêtement a sa base orientée vers la paroi de fond du corps d'obus. Selon un autre moyen de réalisation, le moyen d'initiation peut être constitué par une charge relais renforçatrice d'onde de choc. La charge relais pourra être disposée dans un logement annulaire. Le dispositif de sécurité et d'armement pourra comporter un retard d'initiation électronique ou pyrotechnique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ogive perforante pourra comporter une jupe entourant la surface externe d'une partie avant du corps d'obus. Avantageusement, l'ogive perforante pourra être réalisée en un matériau à base de tungstène de masse volumique supérieure à 10.000 kg/m3 et de dureté supérieure à 300 Hv. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: -la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un obus de type connu, -la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'un obus selon l'invention, -la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un deuxième mode de réalisation d'un obus selon l'invention, -les figures 4a, 4b et 4c montrent trois variantes de réalisation du boitier d'amorçage. En se reportant à la figure 1, un obus explosif selon l'art antérieur comporte un chargement explosif 1 disposé dans un corps métallique 2 portant à sa partie arrière une ceinture 3 destinée à assurer l'étanchéité aux gaz dans le25 tube d'une arme. Le corps 2 de l'obus présente un alésage taraudé 5 au niveau de sa partie avant, alésage destiné à recevoir une fusée 4, généralement une fusée de proximité. Une bague intermédiaire 6 est le plus souvent interposée entre la fusée 4 et l'alésage 5. Cette bague porte une charge pyrotechnique relais 7. La partie arrière de l'obus présente un logement 8 dans lequel se visse un dispositif 9 de réduction de traînée aérodynamique. Le dispositif représenté ici est un générateur35 pyrotechnique de gaz (plus communément désigné dans le domaine de l'artillerie par le terme anglais "Base bleed"). Ce dispositif permet d'accroître la portée de l'obus. Le brevet FR2572512 décrit un tel obus doté d'un dispositif de réduction de traînée pouvant être adapté à l'obus sur le terrain en fonction des besoins opérationnels. Un autre dispositif de réduction de traînée possible et connu est le culot creux. Un culot creux tel que décrit par le brevet FR2572512 pourrait être fixé dans le logement 8 en lieu et place du base bleed. La figure 2 présente un premier mode de réalisation d'un obus 10 selon l'invention. Dans cet obus Le dispositif de réduction de traînée est remplacé par un boîtier 1410 renfermant un dispositif d'amorçage 15. Le boîtier est lié au corps 2 par un premier moyen de liaison qui est ici le taraudage porté par le logement 8 du corps. La fusée obturant l'alésage taraudé 5 est remplacée par une pointe massive 11 réalisée en acier à hautes caractéristiques mécaniques (par exemple du 100C6) ou en un matériau à base de tungstène (de préférence de masse volumique supérieure à 10.000 kg/m3 et de dureté supérieure à 300 Hv). La pointe massive 11 constitue une ogive perforante. L'ogive est liée au corps par un deuxième moyen de liaison qui est ici le taraudage porté par l'alésage 5. Le fond 12 du corps 2 est percé d'un orifice 13 qui sera obturé d'une plaque de tôle mince (non représentée) pour permettre le remplissage de l'obus avec l'explosif au travers25 de l'alésage 5. Le dispositif d'amorçage 15 est représenté schématiquement. Il comporte une platine électronique de commande 16 alimentée par une source d'énergie électrique 17 et comportant un accéléromètre 18. La platine 16 est reliée à30 une amorce 19 à initiation électrique qui est portée par un volet 20 d'interruption de chaîne pyrotechnique. Le volet fait partie d'un dispositif de sécurité d'armement classique bien connu de l'homme du métier et qui n'est donc pas représenté en détails.35 Le dispositif de sécurité d'armement est destiné à maintenir au cours des phases de stockage de l'obus le volet dans une position de sécurité dans laquelle l'amorce 19 est isolée d'un moyen d'initiation constitué par un relais de transmission de détonation 21. Le dispositif assure le passage du volet dans une position armée consécutivement au tir de l'obus par une arme, c'est la position armée qui est représentée ici.5 La platine électronique incorporera également un retard électronique (non représenté). Le fonctionnement de cet obus est le suivant: Lors de son tir par un système d'arme, le dispositif de sécurité adopte sa position armée (à l'issue d'un retard de début de trajectoire classique). L'amorce 19 se trouve donc alignée avec le relais 21, lui même en regard du chargement explosif 1 au travers de l'orifice 13. A l'impact de l'obus sur une cible dure telle qu'une structure bétonnée, l'accéléromètre 18 détecte le freinage d'impact. La platine électronique traite l'information de freinage de façon à provoquer l'initiation de l'amorce 21 & l'issue du retard électronique préprogrammé. L'ogive perforante 11 assure la pénétration de l'obus dans la cible dure, le retard est choisi de telle sorte que l'initiation du chargement explosif n'intervienne que lorsque l'obus est suffisamment engagé dans la cible (au moins la moitié de la longueur du corps de l'obus). A titre de variante, l'ogive perforante pourrait être formée d'une seule pièce avec le corps 2 de l'obus. La figure 3 représente un autre mode de réalisation d'un obus selon l'invention. Ce mode de réalisation met en oeuvre un dispositif de conversion comprenant un boîtier d'amorçage 14 et une ogive perforante pleine 11.30 Le dispositif de conversion selon l'invention est livré dans un emballage spécifique (non représenté) et il est susceptible de s'adapter, par exemple sur le terrain d'opérations, à un obus explosif conventionnel tel que celui représenté à la figure 1 et qui porte un taraudage à sa35 partie arrière pour recevoir un dispositif de réduction de trainée aérodynamique et un alésage taraudé à sa partie avant pour recevoir une fusée. Pour transformer un obus explosif classique en obus perforant anti structures bétonnées,..il..isuffit de remplacer la fusée 4 par une ogive perforante 11 et de remplacer le dispositif de réduction de traînée aérodynamique 9 par un boîtier d'amorçage 14.5 L'obus explosif ainsi transformé peut avoir une utilisation opérationnelle différente, son efficacité anti structures bétonnées étant devenue supérieure. On notera que les dispositif de réduction de traînée sont également adaptables à l'obus sur le terrain (voir le brevet FR2572512) et que les fusées d'ogive 4 sont par ailleurs stockées indépendamment des obus. Il est donc aisé de donner à un obus explosif tel que décrit en référence à la figure 1 soit une fonction anti cible molle en le dotant d'une fusée de proximité 4, soit une fonction anti structure bétonnée en15 le dotant du dispositif de conversion selon l'invention. Suivant le mode de réalisation décrit sur la figure 3, l'ogive perforante 11 comporte une jupe 26 entourant la surface externe d'une partie avant du corps 2 de l'obus. Une telle disposition permet d'accroître la résistance mécanique du corps 2 de l'obus et d'éviter l'enfoncement de l'ogive 11 à l'intérieur du corps 2 lors de l'impact sur la cible. Du fait de l'absence d'orifice 13 dans le fond 12 de l'obus, la structure du boîtier d'amorçage 14 adaptable à un obus classique est particulière. Conformément à la figure 3, le boîtier d'amorçage renferme comme moyen d'initiation (à la place de la charge relais de transmission 21) une petite charge creuse 22, comprenant un revêtement conique 23, par exemple en cuivre,30 et un chargement explosif 24. Cette charge creuse est initiée au moyen d'une amorce 19 qui est (comme dans le mode de réalisation de la figure 2) solidaire d'un volet 20 d'un dispositif de sécurité d'armement. Comme précédemment le fonctionnement de l'amorce35 est commandé par une platine électronique 16 dotée d'un retard électronique et d'un accéléromètre 18. Afin de permettre le stockage du boîtier d'amorçage 14 indépendamment de l'obus, le boîtier 14 est pourvu de moyens assurant son étanchéité lorsqu'il est séparé de l'obus. Ici ces moyens comprennent un couvercle 25 dans lequel se loge la charge creuse 22. Le couvercle 25 est fixé au boîtier 14 d'une façon étanche par exemple par soudure. Il pourra ---.- 5 également.....tre-'vissé au boitier, un joint d'étanchéité silicone étant alors disposé entre couvercle et boîtier. La base du revêtement 23 de charge creuse se trouve donc orientée vers la paroi 12 du fond du corps d'obus. Lors de l'initiation de la charge creuse 22, le jet engendré par son revêtement 23 traversera le couvercle 25 et le fond 12 du corps 2 de l'obus. L'énergie du jet suffira à assurer l'initiation du chargement explosif 1. Afin de réduire la perturbation occasionnée au jet, l'épaisseur du couvercle 25 pourra être réduite à moins d'un mm au niveau de la charge creuse. On pourra éventuellement prévoir un couvercle percé au niveau de la charge, l'ouverture sera alors obturée par un paillet d'étain collé pour assurer l'étanchéité lors du stockage du boîtier seul. A titre d'exemple une charge creuse de 30 mm de diamètre assure l'initiation d'un chargement d'une composition explosive associant 60% en masse d'Hexogène et 40% en masse de Tolite (appelée habituellement "composition B") au travers d'un fond 12 de 5 mm d'épaisseur. D'autres modes de réalisation du boîtier d'amorçage sont possibles. Ainsi la figure 4a montre un boîtier d'amorçage 14 dans lequel le moyen d'initiation est constitué par une charge plate 27 dont le revêtement 28 (réalisé en cuivre) en forme de calotte concave a sa base orientée vers la paroi 12 de fond du corps d'obus (représentée en pointillés). La charge engendre un noyau dont l'énergie est suffisante pour traverser le fond 12 et assurer l'initiation du chargement explosif de l'obus. Ici l'étanchéité du couvercle 25 du boîtier 14 est assurée par un joint annulaire 29 en silicone et par un paillet en étain 30 collé. La figure 4b montre une autre variante de réalisation du boîtier d'amorçage 14, dans laquelle le moyen d'initiation est constitué par une charge relais 31 renforçatrice d'onde de choc. On pourra par exemple utiliser une charge de 50 g d'une composition telle que la composition B décrite précédemment pour initier par choc un chargement explosif d'une même composition disposé derrière le fond 12 du corps d'obus, fond dont l'épaisseur locale est de 5mm et qui est situé à une distance de l'ordre de 1 mm de la charge relais. Suivant la variante de la figure 4c, une première charge relais 31 est disposée dans un logement annulaire 37 aménagé sur la face supérieur du couvercle 25 et coaxial à ce dernier. Cette première charge relais 31 communique par plusieurs canaux longitudinaux 32 (remplis d'une composition de transmission d'onde de détonation) avec une composition15 pyrotechnique de transmission 33, elle même initiée par un deuxième relais 34. Les canaux 32 sont régulièrement répartis angulairement (par exemple 3 canaux à 120 ) sur une circonférence coaxiale au couvercle 25. La composition de transmission 33 est disposée dans une cuvette cylindrique 35 d'un support 36 du dispositif de sécurité d'armement. Une telle disposition permet de renforcer l'onde de détonation de la première charge relais 31, le front d'onde annulaire qu'elle créera au travers de la paroi 12 du corps25 d'obus se composera, engendrant une pression de choc plus intense sensiblement au niveau de l'axe de l'obus. On assure ainsi l'initiation du chargement avec une masse de composition relais 31 moindre. A titre d'exemple on pourra utiliser: -pour la charge du deuxième relais 34: 2 g de tétryl graphité, -pour la composition de transmission 33 utilisée également pour garnir les canaux 32: 5 g d'héxogène de granulométrie comprise entre 100 et 200 micromètres, -pour la charge du premier relais 31: 15 g d'une composition associant Héxogène et cire dans les proportions en masse relatives 95% hexogène / 5% Cire, et incorporant du graphite (1% de la masse totale de la composition). On assure ainsi l'initiation.du chargement de composition B au travers d'une paroi de 5 mm. A titre de variante on pourra remplacer le retard électronique par un retard pyrotechnique qui pourra par exemple dans la dernière variante de réalisation être mis en place dans les canaux 32. REVENDICATIONS 1-Obus explosif, notamment d'artillerie, comportant un chargement d'explosif (1) disposé dans un corps (2) et initié par un dispositif d'amorçage, caractérisé en ce que le dispositif d'amorçage est contenu dans un boîtier (14) fixé au niveau d'une partie arrière du corps (2) de l'obus par un premier moyen de liaison et en ce que l'obus comporte au niveau d'une partie avant une ogive perforante pleine (11)10 fixée par un deuxième moyen de liaison. 2-Obus explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième moyens de liaison sont démontables. 3- Dispositif de conversion permettant de transformer en obus perforant anti structures bétonnées un obus explosif d'artillerie classique, doté d'un alésage avant (5) destiné à recevoir une fusée et d'un premier moyen de liaison arrière destiné à recevoir un dispositif de réduction de traînée aérodynamique, dispositif de conversion caractérisé en ce20 qu'il comporte, d'une part un boîtier d'amorçage (14) susceptible d'être fixé à l'obus par le premier moyen de liaison, boîtier renfermant un dispositif de sécurité et d'armement et un moyen d'initiation du chargement explosif (1) de l'obus au travers d'une paroi (12) de fond de celui- ci, d'autre part une ogive perforante pleine (11) qui se fixe au niveau de l'alésage avant (5) de l'obus par un deuxième moyen de liaison. 4-Dispositif de conversion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'initiation est constitué par une charge creuse (22) dont le revêtement conique (23) a sa base orientée vers la paroi (12) de fond du corps d'obus. -Dispositif de conversion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'initiation est constitué par une charge plate (27) dont le revêtement (28) a sa base35 orientée vers la paroi de fond du corps d'obus. 6-Dispositif de conversion selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'initiation est constitué par une charge relais (31) renforçatrice d'onde de choc. 7-Dispositif de conversion selon la revendication 6, caractérisé en ce que la charge relais (31) est disposée dans un logement annulaire (37). 8-Dispositif de conversion selon une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de sécurité et d'armement comprend un retard d'initiation électronique ou pyrotechnique.. 9-Dispositif de conversion selon une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'ogive perforante (11) comporte une jupe (26) entourant la surface externe d'une partie avant du corps (2) d'obus. -Dispositif de conversion selon une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que l'ogive perforante (11) est réalisée en un matériau à base de tungstène de masse S15 volumique supérieure à 10. 000 kg/m3 et de dureté supérieure à 300 Hv.