Brevet FR2825146A1 — publié le 20021129

La présente invention concerne un obus pour combattre des cibles techniques comportant une chaîne d'amorçage pour un amorçage détonant de la charge explosive. L'utilisation de têtes d'obus actuelles change de plus en plus. On choisit de plus en plus des objectifs en environnement urbain pour affaiblir l'infrastructure de l'adversaire. Ces objectifs se caractérisent par leur extrême proximité d'installations civiles et autres qu'il ne faut pas ou très peu endommager. Comme la direction d'action préférentielle dépend de la construction, il est possible de réduire les dommages dans l'environnement de la cible seulement en influençant la puissance dégagée par la tête d'obus. Selon le document DE 199 61 204. 8-15 non publié antérieurement, il est connu de réduire la puissance d'un obus de manière contrôlée en opposant un amorçage par détonation, un amorçage par déflagration. Cela permet de régler la puissance d'une charge explosive inchangée par rapport aux modes de réalisation actuels de l'obus entre 0 et 100 %. Toutefois, aucune alternative de même valeur n'est donnée pour ce procédé. La présente invention a pour but de trouver une solution alternative à un amorçage par déflagration de la charge explosive à l'aide d'une charge d'amorçage par détonation, dirigée en sens opposé, pour avoir un procédé tout aussi efficace pour contrôler la réduction de puissance de l'obus. A cet effet, l'invention concerne un obus du type défini cidessus caractérisé en ce qu'au moins un élément chauffant commandé est installé dans la charge explosive, et l'élément chauffant, avant l'amorçage de la charge détonante de l'explosif, lui fournit suffisamment d'énergie thermique pour assurer une transformation non détonante au niveau de l'élément chauffant. Selon d'autres caractéristiques avantageuses : - la charge explosive comporte un grand nombre d'éléments chauffants qui peuvent être commandés en sens opposé de la direction d'extension du front de détonation, - les éléments chauffants sont réalisés sous la forme de couches prévues dans la section transversale de la charge explosive, - les distances entre les éléments chauffants sont dimensionnées pour éviter d'une part un passage d'une réaction non détonante voulue à une réaction de niveau élevé, et d'autre part pour ne pas éviter la transformation de la charge explosive par détonation amorcée par la chaîne d'allumage, - le niveau de l'énergie fournie à l'élément chauffant et la durée d'application sont réglés suivant le degré de réaction non détonante que l'on souhaite pour la charge explosive, - les éléments chauffants sont répartis dans des secteurs de la charge explosive. Il est particulièrement avantageux que pour réduire la puissance de l'obus, on utilise des éléments chauffants pour la conversion non détonante d'au moins une partie de l'explosif. La réduction contrôlée de la puissance de l'obus ou tête d'obus est obtenue ici de préférence par une destruction partielle de l'explosif par voie thermique. L'intensité de la conversion non détonante de la charge explosive se fait par apport d'énergie à chacun des éléments chauffants et peut se régler dans des limites très larges. Enfin, on peut aussi prévoir que les éléments chauffants sont commandés électriquement. Dans ce cas, les éléments chauffants présentent des contacts au niveau de l'enveloppe de l'obus et le contrecontact est un conducteur chargé par ressort, dirigé le long de l'enveloppe de l'obus et qui repose par une couche d'isolation enlevable sur les contacts. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide d'exemples de réalisation représentés schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une charge explosive intégrant des éléments chauffants, - la figure 2 montre une réalisation du branchement électrique des élé- ments chauffants. La figure 1 montre une coupe longitudinale fortement simplifiée de la charge explosive 1 d'une tête d'obus (ou obus). La charge explosive est formée ici de manière homogène d'un explosif connu et on en amorce la détonation par une chaîne d'amorçage classique 2 ; dans l'exemple cette chaîne est à deux niveaux et est représentée dans le dessin du côté gauche. Cet amorçage se fait par détonation. La charge explosive 1 est entourée d'une enveloppe 6. Au cas d'amorçage de la charge explosive 1 par la chaîne d'allumage 2, toute la charge détone et tous les éléments de l'enveloppe deviennent des éclats. Selon l'exemple de réalisation de l'invention, à l'intérieur de la charge explosive 1, on a prévu une série d'éléments chauffants disposés transversalement à l'axe longitudinal de la charge. Il s'agit d'éléments chauffants constitués par des couches 3 en fils chauffants 4 écartés les uns des autres. Comme le montre bien la figure 2, les fils chauffants 4 de chaque couche 3 sont branchés en parallèle par une borne de branchement 5 commune. Chaque couche chauffante 3 présente au niveau de l'enveloppe de l'obus, un contact 7 pour l'alimentation en courant. Les contacts 7 de toutes les couches chauffantes 3 de l'exemple de réalisation sont répartis suivant une rangée le long de l'enveloppe 6 de l'obus. En parallèle à cette rangée de contacts 7, on a un conducteur continu 8 comme ligne conduisant un premier potentiel. Ce conducteur 8 s'appuie par exemple à l'aide d'éléments de ressort 9 isolés électriquement, non représentés de manière détaillée contre l'enveloppe 6. En position de repos, le conducteur 8 est séparé de la série de contacts 7 par son isolant 10 coulissant le long de l'enveloppe 6. Le coulissement de l'isolant 10 se fait par un moyen d'entraînement 11 non représenté en détail. Le choix du moyen d'entraînement (par exemple un moyen d'entraînement électrique ou pyrotechnique), dépend de chaque application. Plus l'isolant 10 est éloigné de sa position de repos dans laquelle aucun des contacts 7 n'est relié électriquement au conducteur 8, et plus de contacts 7 seront reliés au courant du conducteur 8. Alors que pour la première ligne de potentiel, on utilise l'alimentation en courant des éléments chauffants à partir du conducteur 8 décrit ci-dessus, pour le retour du courant à travers les éléments chauffants, on peut utiliser l'enveloppe 6 de l'obus. Lorsque les éléments chauffants 3 reçoivent l'énergie électrique, l'énergie thermique qu'ils dégagent transforme d'une manière non détonante la partie d'explosif qu'ils entourent. Plus d'éléments chauffants seront ainsi commandés et plus d'explosif sera concerné par cette transformation. Si les éléments chauffants traversent l'ensemble de la charge explosive, on peut régler la puissance de détonation de la charge explosive entre 0 et pratiquement 100 %. La distance des éléments chauffants entre eux est une dimension importante. Cela est vrai pour la distance des différentes couches d'éléments chauffants 3 entre elles et la distance des différents fils chauffants 4 à l'intérieur d'une couche. Les distances doivent être dimensionnées pour qu'elles soient d'une part suffisamment grandes pour ne pas avoir à installer un nombre inutilement élevé d'éléments chauffants, ce qui pourrait gêner finalement le déclenchement par détonation de la charge explosive et d'autre part les distances doivent être suffisamment faibles pour éviter un passage possible d'une transformation non détonante en une réaction de valeur plus importante allant jusqu'à la détonation. La distance optimale dépend de différents paramètres comme le type exposé utilisé ou l'amplitude de la réaction non détonante recherchée. En général, tous les éléments chauffants sont chauffés simultanément et à la même vitesse de chauffage pour qu'en cas d'amorçage éventuel d'une réaction de valeur, les zones d'explosif voisines soient déjà transformées, ce qui arrête immédiatement la réaction en cours d'amorçage. La vitesse de chauffage optimale se situe dans la plage dans laquelle d'une part on fournit une quantité d'énergie suffisamment importante en un temps court pour atteindre une vitesse de réaction élevée sans d'autre part passer à une transformation avec détonation. Plus la vitesse de chauffage est réglée à un niveau élevé et plus réduits seront le nombre d'éléments chauffants ou de couches et plus grande sera la distance que l'on choisira entre les éléments chauffants. Il est possible dans les mêmes conditions d'installer les éléments chauffants par secteurs dans la charge explosive. Pour cela, la surface de la section de la charge explosive est répartie en un certain nombre de secteurs le long de la charge explosive et qui contiennent chaque fois des éléments chauffants. La commande des éléments chauffants des différents secteurs se fait alors à la demande avant le contact avec la cible. On obtient ainsi que la puissance détonante soit réduite du côté du secteur effectivement commandé. Le déclenchement des éléments chauffants se fait en général à l'aide d'un capteur détectant la cible et qui est relié à l'installation d'amorçage et d'armement de l'obus. Les batteries nécessaires ou les moyens générant le courant peuvent assurer également l'alimentation des éléments chauffants. L'instant de l'activation des éléments chauffants se situe en général juste avant l'impact sur la cible. L'amplitude du niveau de réaction recherché dans la transformation non détonante de l'explosif peut se régler par une alimentation modifiée du courant. Cela peut se faire soit par l'amplitude de la tension appliquée aux éléments chauffants, soit par le choix de la valeur des résistances des éléments chauffants. L'amplitude du niveau de réaction régule également le temps nécessaire pour transformer la couche de charge explosive souhaitée par une transformation non détonante. Les explosifs ont la propriété que la vitesse de réaction augmente avec l'augmentation de la violence de la réaction. Cela signifie qu'une réaction non détonante se déroule relativement lentement. Selon ces conditions le procédé thermique proposé de contrôle de la réduction de puissance de la charge explosive convient en particulier pour des obus qui, du fait des exigences de combat d'objectif disposent d'une période de temps de l'ordre de quelques millisecondes. Une possibilité d'application caractéristique est celle des obus pénétrants qui doivent pénétrer dans l'objectif. Après un temps d'attente de quelques millisecondes, on émet le signal d'amorçage de l'obus. Dans cet intervalle, on peut transformer par transformation non détonante la fraction souhaité de la charge explosive. A l'aide du procédé thermique, on aura dans le cas d'obus pénétrants, même l'avantage d'une plus grande sécurité de fonctionnement, car il est particulièrement difficile de réaliser une destruction mécanique ou une décomposition de l'explosif à cause de la barrière importante formée par l'enveloppe de l'obus pénétrant. REVENDICATIONS 1 ) Obus pour combattre des cibles techniques comportant une chaîne d'amorçage pour un amorçage détonant de la charge explosive, caractérisé en ce qu' au moins un élément chauffant (3) commandé est installé dans la charge explosive (1), et l'élément chauffant (3), avant l'amorçage de la charge détonante de l'explosif (1), lui fournit suffisamment d'énergie thermique pour assurer une transformation non détonante au niveau de l'élément chauffant (3). 2 ) Obus selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge explosive (1) comporte un grand nombre d'éléments chauffants (3) qui peuvent être commandés en sens opposé de la direction d'extension du front de détonation. 3 ) Obus selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments chauffants (3) sont réalisés sous la forme de couches prévues dans la section transversale de la charge explosive. 4 ) Obus selon la revendication 1, caractérisé en ce que les distances entre les éléments chauffants (3) sont dimensionnées pour éviter d'une part un passage d'une réaction non détonante voulue à une réaction de niveau élevé, et d'autre part pour ne pas éviter la transformation de la charge explosive par détonation amorcée par la chaîne d'allumage (2). 5 ) Obus selon la revendication 1, caractérisé en ce que le niveau de l'énergie fournie à l'élément chauffant (3) et la durée d'application sont réglés suivant le degré de réaction non détonante que l'on souhaite pour la charge explosive (1). 6 ) Obus selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments chauffants sont répartis dans des secteurs de la charge explosive (1). 7 ) Obus selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments chauffants (3) sont commandés électriquement. 8 ) Obus selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments chauffants (3) présentent des contacts (7) au niveau de l'enveloppe (6) de l'obus. 9 ) Obus selon la revendication 8, caractérisé en ce que le contre-contact est un conducteur (8) chargé par ressort, dirigé le long de l'enveloppe (6) de l'obus et qui repose par une couche d'isolation (10) enlevable sur les contacts (7).