Brevet FR2775069A1 — publié le 19990820

Garniture à symétrie de révolution, formant projectile, à épaisseur de paroi variable localement. en particulier pour sous-munition à tête chercheuse antiblindage. L'invention concerne une garniture à symétrie de révolution, formant projectile, à épaisseur de paroi variable localement, en particulier pour sous-munition à tête chercheuse antiblindage. Une telle garniture est connue selon le document US-PS 4.590.861; l'emploi préféré, du point de vue de la technique des munitions, d'une garniture formant projectile dans une munition à tête chercheuse est décrit approximativement dans le document US-PS 4 587 902. La garniture en fer en forme de calotte sphérique creuse présente en direction périphérique une succession de régions d'épaisseur de paroi variable pour obtenir des zones de compression de matière différentes en direction périphérique lors du pliage-déformation de la garniture en projectile, et de ce fait la formation d'un empennage stabilisant le vol à la queue du projectile. Cette solution s'est révélée être très fonctionnelle; le coût de production d'une répartition précise en symétrie de révolution des épaisseurs de paroi variable dans les zones périphériques successives, dans le but de constituer un projectile à symétrie de révolution, constitue toutefois un désavantage. Il se trouve surtout être fonctionnellement désavantageux qu'à la transition à un matériau de plus grande densité, comme le cuivre ou même le tantale, la transformation de la calotte sphérique ne forme pas un projectile stable en vol, mais au contraire une forme quasi-cylindrique ou en forme de tronc de cône aplati, avec un point de poussée agissant aérodynamiquement devant ou très près de son centre de gravité. La masse plus élevée du projectile, favorable en soi, peut ainsi ne pas arriver à une efficacité suffisante au but, parce que le projectile ne vole pas avec une stabilité de direction suffisante et c'est pourquoi il n'atteint pas son but, ou en tous cas pas axialement. Connaissant ces faits, l'invention a pour but de procurer une garniture à symétrie de révolution, destinée à être transformée en un projectile de haute efficacité, même pour un objet constituant une cible qui soit fortement blindé, dont le coût de production soit réduit, en particulier également pour ce qui concerne les métaux de garnitures difficilement usinables, et offrant en particulier une transformation en un projectile stable en vol. Ce problème est résolu selon l'invention, en ce que la garniture est réalisée sous forme de flan circulaire bombé, en forme d'assiette, présentant un dôme creux en forme de calotte aplatie à épaisseur de paroi sensiblement constante, le long de la périphérie duquel des zones annulaires sont situées avec des angles d'inclinaison allant en augmentant vers la périphérie, évoluant en direction radiale en une zone de bordure périphérique à épaisseur de paroi diminuée, s'étendant approximativement dans le plan de la section transversale. Le problème est également résolu en ce que, dans le sens de la déformation, elle est appuyée axialement vers l'avant, avec son chanfrein de bordure, contre un anneau de maintien en forme de coin. Selon une autre caractéristique de l'invention, des zones annulaires planconiques concentriques sont prévues. Selon une autre caractéristique de l'invention, les zones annulaires amincies sont usinées dans une surface du flan circulaire, par enlèvement de matière. Selon une autre caractéristique de l'invention, les zones annulaires amincies sont surmoulées par étirage élastique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le flan circulaire est extrudé contre une matrice. Selon une autre caractéristique de l'invention, le flan circulaire est formé par extrusion avec sa face avant plane, o aucune matière n'a été enlevée, appuyant contre la structure convexe polie de la matrice. Selon une autre caractéristique de l'invention, la zone de bordure située autour du dôme à courbure plate est légèrement ajustée en forme de tronc de cône plat en direction de la courbure du dôme, en allant vers l'avant à la périphérie, à partir du plan de section transversale de la garniture. Selon une autre caractéristique de l'invention, elle se compose de tantale ou de cuivre. Selon une autre caractéristique de l'invention, sa périphérie présente un chanfrein se rétrécissant vers l'avant. La solution repose sur la considération du fait que le coût technique de fabrication décrit pour la garniture, afin d'obtenir sur le projectile une queue en forme d'empennage à section en forme d'étoile, ne nécessite pas, si on veille seulement à ce que la garniture ne soit pas déchirée lors de la transformation par explosif et également qu'il n'y ait pas de transformation en une forme cylindrique instable en vol, mais au contraire en un projectile compact et s'étendant régulièrement, avec une queue nettement en saillie radialement par rapport au diamètre de tête, donc stabilisant le vol. Ceci est obtenu sans problème, du point de vue de la technique de fabrication, si l'on part d'un flan circulaire, donc d'une plaque ronde à surfaces parallèles planes, qui, pour une épaisseur de matériau de sa zone de bordure allant en diminuant progressivement vers la périphérie, est courbée comme un capuchon très plat et est munie à la périphérie d'une zone de bordure de révolution en forme de collerette. Du fait du matériau de départ possédant une forme simple et de la déformation bombée de façon relativement limitée du centre de l'ébauche (en comparaison des garnitures à angle obtus des garnitures à cône creux ou à calottes sphériques creuses), on peut aussi employer maintenant sans problème, pour la garniture, des matériaux qui, du fait de leur densité élevée et de leurs bonnes caractéristiques d'étirage, seraient favorables pour la réalisation de projectiles, mais qui n'avaient pu être envisagés sérieusement auparavant pour la fabrication des garnitures, pour des raisons de technologie de fabrication. Comme tel matériau il y a en particulier le tantale, qui présente de bonnes caractéristiques à l'étirage. La réduction de masse de la zone de bordure de la garniture selon la présente invention, réduite uniquement faiblement tout autour de la périphérie, accroît l'accélération de la zone de bordure de la composante radiale de mouvement lors du processus de pliage et procure de ce fait, derrière la masse avant du ventre de garniture à courbure aplatie, des corps de projectiles compacts, bien symétriques autour de l'axe longitudinal, avec une bordure provenant de la périphérie de la garniture, qui subsiste en saillie annulaire sur la queue de projectile à la fin du processus de transformation par étirage. Ces données cinématiques concernant la transformation sont encore requises si, selon un perfectionnement approprié de l'invention, la zone de bordure amincie de la garniture est orientée vers l'avant en partant de son plan transversal, approximativement contre l'appui de garniture, donc est orientée de manière inclinée dans la direction d'action pour conférer de ce fait une composante d'accélération radiale supplémentaire à la périphérie lors du processus de pliage. Si cet appui bénéficie d'une bordure se rétrécissant quelque peu vers l'avant, la zone de bordure de la garniture en forme d'assiette peut alors s'écarter plus facilement vers le centre sous l'action de la charge explosive arrière. De ce fait on évite des apparitions d'effet d'Hopkinson dans la matière sur la queue à réaliser, donc des asymétries et des moments de basculement qui seraient nuisibles à la stabilité des caractéristiques de vol. Diverses autres caractéristiques et avantages du dispositif l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés, fortement agrandis et esquissés sans considération de conformité à une échelle, auxquels: La figure 1 représente en vue de côté un projectile mal réalisé du point de vue de la dynamique de vol, en comparaison d'un projectile bien réalisé, obtenu par transformation d'une garniture par explosif, la figure 2 représente en coupe longitudinale axiale, éclatée, la réalisation et le maintien d'une garniture en forme de chapeau plat ou en forme d'assiette, après introduction dans la zone frontale d'une douille remplie d'explosif, la figure 3 représente en coupe longitudinale éclatée la garniture, avant sa courbure, et la figure 4 représente une matrice pour l'extrusion du flan circulaire selon la figure 3, pour obtenir une courbure dans la garniture selon la figure 2. Un projectile 11 formé par l'explosif (figure 1) doit être obtenu à partir d'une garniture 12 (figure 2) disposée concentriquement dans la zone frontale 13 d'une enveloppe d'explosif 14 cylindrique creuse et bourrée à l'arrière d'explosif 16 sur sa surface convexe 15 orientée vers l'arrière. Lors de l'allumage de l'explosif 16, on sait qu'on arrive à une telle pression derrière la garniture 12 que le ventre de garniture 17 courbé est embouti vers l'avant dans le sens d'action de la munition 18 et que, derrière, la périphérie de garniture 19 se plie autour de l'axe 20 de la garniture 12 symétrique en rotation, de sorte que la centre de garniture 17 donne la tête 21 du projectile 11 et que la bordure de garniture 19 donne la queue 22 du projectile. Cet emboutissage axial et le pliage arrière de la garniture 12 donne en général un projectile 11' plus ou moins cylindrique, avec un amincissement 23 plus ou moins net, ainsi que représenté en pointillé à la figure 1. Pour des raisons aérodynamiques, une telle forme ne peut pas voler de manière stable, mais elle exécute un mouvement de retournement ou un mouvement torique; il en résulte que l'on obtient pas une grande efficacité de pénétration cinétique sur un objet servant de cible, si toutefois même le projectile 11' ne s'écarte pas plus ou moins fortement de la direction efficace axiale 18, manquant ainsi la cible. De plus, dans les zones d'amincissement 23 il y a risque d'une déchirure en plusieurs parties, continuant à se déplacer à des vitesses différentes, et si possible également sur des trajectoires différentes, ce qui conduit à une réduction supplémentaire de l'efficacité au but. On s'efforce par contre d'obtenir un projectile 11 aussi allongé que possible et volant de manière stable, qui se distingue de la forme cylindrique amincie observée précédemment en particulier par une queue 22 nettement ressortie transversalement par rapport à l'axe 20, derrière un corps de projectile compact, sans amincissement sensible (présentant un danger de rupture). Il s'est révélé de manière surprenante que la forme idéale du projectile 11 peut être obtenue dans une très bonne approximation de et avec une forte vraisemblance de reproduction, lorsque la garniture 12 symétrique en rotation, qui est réalisée à partie d'un matériau de plus forte densité que dans la technologie traditionnelle à garniture en fer, n'est pas réalisée en cône creux tronqué ni en calotte sphérique creuse, mais au contraire avec une forme plate en assiette ou en chapeau, avec un dôme 24 plat en forme de calotte sphérique, à zone de bordure 25 périphérique en forme de rebord à épaisseur de paroi sensiblement constante, et dont l'épaisseur de paroi 26 décroît en allant vers la périphérie 19. Une telle garniture 12 offre pour une queue 22 relativement éloignée et s'étendant brutalement radialement, une étendue du projectile 11 d'une longueur régulière, avec un diamètre de tige relativement faible et ainsi une performance de pénétration élevée dans un objet de cible fortement blindé. Pour ce qui concerne la fabrication d'une telle garniture 12 on part de manière appropriée d'un flan circulaire 28 à plans parallèles, aplati de manière à former plusieurs cônes en une zone de bordure 25 sur une surface 15, par usinage en surface, par exemple par fraisage, avec des angles de tronc de cône très importants. On obtient de ce fait des zones annulaires 30 à angles de pente 29 (par rapport au plan initial de la surface 15) croissant en allant vers la périphérie 19. Ainsi que représenté sur la figure 3, il suffit déjà de laisser se succéder le long de la périphérie 19, en direction du centre 17, deux de ces zones annulaires 30 de pentes différentes, avant que s'effectue la transition pour passer dans la surface initiale 15 à plans parallèles d'épaisseur de matériau 26 constante. La largeur mesurée radialement d'une zone annulaire 30 est chaque fois située dans l'ordre de grandeur de bien 30 % du rayon 27 du flan circulaire 28, et chaque zone annulaire 30 suivant, jusqu'à la périphérie, a environ 1 degré de plus de pente que le plan de la surface initiale 15. Le flan circulaire 28 préparé comme décrit reçoit de manière appropriée la forme définitive de garniture 12 en forme d'assiette dégressive, par transformation par extrusion, au cours de l'application de pression sur sa face avant 31 non soumise à un usinage par enlèvement de matière, contre une matrice 32 polie, réalisée de manière à être complémentaire de la forme recherchée (donc convexe). Celle-ci tourne autour de l'axe de symétrie 20, et le flan plat 28, encore sensiblement plat, est pressé au moyen d'un outil à glissement ou à roulement, jusqu'à ce que les deux faces 15,31 suivent sensiblement la forme de la matrice 32. Les modifications de structure étant survenues par suite de la fabrication des zones annulaires rétrécies ont été ramenées au moyen de l'action de la transformation par extrusion à une structure métallique non perturbée, comprimée et ainsi rendue plus rigide. La largeur radiale de la zone de bordure 25 tournant autour du dôme 24 ayant approximativement la forme de bride dans la plan initial du flan circulaire est de l'ordre de grandeur de bien la largeur de la zone annulaire 30 circulaire située le plus à l'extérieur sur la périphérie 19. De manière appropriée, cette zone de bordure 25 est globalement légèrement conique par rapport au plan initial de flan circulaire, ainsi que représenté sur les figures 2 à 4, avec un angle de départ 33 très amplifié. La périphérie de garniture 19 est tournée ensuite, pour assurer un bon siège dans le logement de paroi intérieure 24 de la zone frontale de l'enveloppe 13 et un chanfrein circulaire 35 est tourné sur l'arête avant. Après l'introduction de la garniture 12 par le côté frontal dans l'enveloppe, un anneau de maintien 36 profilé en forme de coin vient en prise entre cette phase 35 et la face d'enveloppe intérieure de la douille 14. Cet anneau 36 est relié de manière desmodromique ou par ajustement de forme à l'enveloppe 14 et la garniture 12 est simultanément fixée axialement et centrée radialement, par rapport à l'axe de symétrie 20. REVENDICATIONS 1. Garniture (12) à symétrie de révolution formant projectile, à épaisseur de paroi (26) variable localement, en particulier pour sous- munition à tête chercheuse antiblindage, caractérisée en ce qu'elle est réalisée sous forme de flan circulaire (28) bombé, en forme d'assiette, présentant un dôme (24) creux en forme de calotte aplatie à épaisseur de paroi (26) sensiblement constante, le long de la périphérie (19) duquel des zones annulaires (30) sont situées avec des angles d'inclinaison (29) allant en augmentant vers la périphérie (19), évoluant en direction radiale en une zone de bordure (25) périphérique à épaisseur de matériau (26) diminuée, s'étendant approximativement dans le plan de la section transversale. 2. Garniture selon la revendication 1, caractérisée en ce que des zones annulaires (30) planconiques concentriques sont prévues. 3. Garniture selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les zones annulaires amincies (30) sont usinées dans une surface (15) du flan circulaire (28), par enlèvement de matière. 4. Garniture selon la revendication 3, caractérisée en ce que les zones annulaires amincies (30) sont surmoulées par étirage élastique. 5. Garniture selon la revendication 4, caractérisée en ce que le flan circulaire (28) est extrudé contre une matrice (32). 6. Garniture selon la revendication 5, caractérisée en ce que le flan circulaire (28) est formé par extrusion avec sa face avant plane (31), o aucune matière n'a été enlevée, appuyant contre la structure convexe polie de la matrice (32). 7. Garniture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la zone de bordure (25) située autour du dôme (24) à courbure plate est légèrement ajustée en forme de tronc de cône plat en direction de la courbure du dôme (24), en allant vers l'avant à la périphérie, à partir du plan de section transversale de la garniture. 8. Garniture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle se compose de tantale ou de cuivre. 9. Garniture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que sa périphérie (19) présente un chanfrein (35) se rétrécissant vers l'avant. 10. Garniture selon la revendication 9, caractérisée en ce que, dans le sens du formage, elle est appuyée axialement vers l'avant, avec son chanfrein de bordure (35), contre un anneau de maintien (36) en forme de coin.