Brevet FR2844348A1 — publié le 20040312

L'invention concerne des munitions ou bombes d'emploi universel. Une telle munition ou bombe d'emploi universel peut être utilisée avec un effet important contre diverses cibles, suivant ses possibilités et la nature de la cible. Une utilisation essentielle s'applique aux cibles dures, par exemple aux abris bétonnés pour aéronefs, les piles de pont, les pistes d'aéronefs et analogues. Contre ces cibles dures, la bombe d'emploi universel est habituel10 lement inefficace à moins qu'elle ne puisse pénétrer dans la cible avant détonation, si bien que les effets de souffle et de soulèvement sont maximaux sur la cible. Cependant, dans la guerre moderne, certaines cibles sont très protégées. Les abris bétonnés pour aéronefs 15 peuvent être protégés par un ou plusieurs mètres de béton armés qui peuvent être recouverts d'une couche de terre ou de sable. Les pistes d'aéronefs peuvent avoir une épaisseur de plusieurs mètres. Les abris tactiques peuvent être protégés par plusieurs mètres de béton armé avec de la 20 terre entassée donnant une protection supplémentaire. On a consacré des efforts considérables à la mise au point de bombes ayant une pénétration élevée, capables de pénétrer dans des cibles dures modernes. Ces efforts ont été consacrés en grande partie à la mise au point de bombes 25 destinées à pénétrer dans la cible grâce à leur énergie cinétique. Ce point de vue a conduit à la réalisation de munitions minces et longues ayant des carters épais, nécessitant une réduction de la proportion d'explosif brisant à une valeur comprise entre environ 20 et 25 % du 30 poids total. L'effet terminal de la bombe est réduit de façon correspondante. Sa pénétration dans la cible dépend aussi de façon primordiale de sa vitesse à l'impact qui, en pratique, doit être proche de Mach 1,0. Ceci accroît la difficulté de la transmission. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique No 4 488 487 a proposé de faciliter la pénétration d'une bombe fonctionnant essentiellement par mise en oeuvre de son énergie cinétique, par addition d'un type quelconque d'une petite charge primaire dans le nez de la bombe. Cette charge peut être une charge creuse. Son rôle est de préparer le matériau de la cible dans la zone immédiate d'impact afin que 5 le carter de la bombe puisse légèrement pénétrer dans la cible et puisse ainsi donner une prise empêchant un ricochet possible, surtout pour des angles d'incidence relativement faibles. L'efficacité de ces réalisations a été limitée, car les petites charges primaires utilisées n'ont 10 pas permis une préparation d'un volume suffisant de cible pour accroître notablement la pénétration initiale. Le brevet d'Allemagne Fédérale N0 2 629 280 décrit une petite munition à charges montées en tandem, comprenant un organe primaire de pénétration à charge creuse, placé 15 dans un carter métallique épais, et une charge secondaire. Le calibre réel de la munition est de 100 mm, et la charge secondaire a un diamètre de l'ordre du tiers de cette valeur. Il est connu que, lorsque la charge primaire détonne, elle a pour effet de perturber la charge secon20 daire, et aussi que le souffle vers l'arrière de la charge primaire provoque l'entraînement de la charge secondaire à distance de la cible. Diverses mesures spéciales sont décrites pour la compensation de ces effets, si bien que la charge secon25 daire peut être placée efficacement à l'intérieur de la cible. Ces mesures impliquent une complication de la charge propulsive et du mécanisme d'allumage de cette charge au moment convenable afin que la charge secondaire soit chassée vers l'avant, malgré le souffle de la charge 30 primaire. Le brevet d'Allemagne Fédérale No 2 829 002 décrit une autre forme de cône de charge monté en tandem et de petite dimension, ayant des charges primaire et secondaire de calibres comparables. Dans ce cas, on a constaté qu'il 35 était nécessaire d'utiliser un mécanisme destiné à déplacer les cônes de charge primaire et secondaire en direction longitudinale à distance juste avant l'impact sur la cible pour réduire la perturbation de la charge secondaire à une valeur acceptable. La demanderesse considère que cette expérience réalisée avec des cônes de charge de petite dimension a 5 empêché toute prise en considération sérieuse d'une approche analogue pour la mise en place d'une bombe d'emploi universel dans une cible à durcissement renforcé. La demanderesse a cependant mis au point un nouveau principe et exécuté des essais coteux qui, contrairement aux 10 prévisions raisonnables, ont démontré que la prévention naturelle contre cette solution n'était pas fondée. Ainsi, la présente invention concerne une munition comprenant en combinaison une bombe d'emploi universel et un cône de charge à organe de pénétration, ce cône de 15 charge étant monté à l'extrémité avant de la bombe et comprenant une charge creuse dirigée vers l'avant, le calibre du cône de charge de l'organe de pénétration étant au moins égal à 90 % du calibre de la bombe d'emploi universel. Dans le présent mémoire, l'expression "bombe d'emploi universel" désigne un projectile comprenant une masse d'un explosif brisant contenu dans un carter, et ayant une masse totale qui n'est pas inférieure à 135 kg (normalement qui est d'au moins 225 kg), et qui est adapté 25 au vol à partir d'une plate-forme de lancement vers une cible, par exemple à partir d'un aéronef. Les bombes volantes, avec ou sans dispositif de propulsion, les bombes accélérées et les bombes à chute libre, qui peuvent être guidées ou non, entrent toutes dans cette définition. Normalement, la bombe d'emploi universel et le cône de charge à organe de pénétration sont cylindriques de façon générale et, dans ce cas, le terme "calibre" se réfère au diamètre externe. Dans les autres cas, ce terme désigne la dimension transversale maximale. De préférence, le calibre du cône de charge à organe de pénétration est au moins égal à celui de la bombe d'emploi universel. Cela signifie normalement que le calibre n'est pas inférieur à 25 cm environ. En pratique, le calibre du cône de charge de l'organe de pénétration n'est pas normalement supérieur à 140 % 5 de celui de la bombe d'emploi universel. Des calibres plus importants peuvent présenter des difficultés, par exemple pour le déploiement à partir d'un aéronef ou en fonction du comportement aérodynamique de la munition. Normalement, la masse du cône de charge de l'organe 10 de pénétration est comprise entre 20 et 40 % de la masse totale de la munition et de préférence entre 25 et 35 % de cette masse totale. L'expression "charge creuse" utilisée dans le présent mémoire désigne une charge d'un explosif brisant 15 qui a normalement une forme cylindrique et qui a une face avant concave à symétrie axiale qui est revêtue d'un métal. Le revêtement de la charge creuse a de préférence une configuration géométrique telle que, lors de la détonation, un jet d'énergie élevée, ayant un faible encom20 brement dans la direction axiale (c'est-à-dire ayant un gradient de vitesse relativement faible sur sa longueur) se forme. L'objectif est d'accroître au maximum le volume de la cible qui est dénaturé, affaibli au point de vue mécanique ou supprimé, afin que la résistance à la pénétration 25 de la bombe d'emploi universel soit aussi faible que possible, sur une surface au moins égale à la section de la bombe. On a constaté qu'un revêtement de forme générale sphérique ou partiellement sphérique donnait satisfaction à 30 cet effet. Des revêtements qui possèdent une symétrie de rotation mais comportent différentes parties de forme conique ou des parties de sphère ayant des rayons différents ou variant progressivement, ou ayant une zone cen35 trale sensiblement plane peuvent convenir. Il peut être avantageux de disposer un revêtement dont l'épaisseur augmente progressivement de la périphérie vers le centre, si bien que, par exemple, l'épaisseur au centre est comprise entre 1,5 et 2,5 fois l'épaisseur minimale à la périphérie ou près de celle-ci. On peut utiliser un matériau convenable quelconque 5 de revêtement. Cependant, l'aluminium est préférable. Il est avantageux, mais contraire à la pratique habituelle, que le revêtement puisse être formé d'un métal coulé, par exemple d'aluminium moulé. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven10 tion ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'une forme schématique de munition selon l'invention, sous 15 forme d'une bombe d'emploi universel de 450 kg, l'ensemble de queue n'étant pas représenté; et la figure 2 est une coupe partielle schématique d'une autre réalisation de munition selon l'invention, comprenant une bombe de 245 kg, avec un dispositif de 20 guidage et un ensemble de queue. Comme l'indique la figure 1, une munition selon la présente invention comporte une bombe d'emploi universel 1 de 540 kg et un cône de charge 2 à organe de pénétration sous forme d'une charge creuse. La bombe 1 d'emploi universel comporte une enveloppe 3 d'acier à fragmentation ayant une partie trempée 4 de nez et un garnissage d'un explosif brisant, par exemple de "Torpex". Une fusée convenable 5 est placée dans la base de la bombe. L'enveloppe d'acier 3 a un diamètre externe 30 d'environ 42 cm et elle a un poids total nominal de 450 kg. Elle peut être transportée avec une enveloppe externe d'acier 6 relativement peu épaisse, comprenant une plaque 7 de fermeture d'extrémité et une ouverture 12 d'accès fermée par un couvercle amovible. Un ensemble de queue (non représenté) peut être fixé à l'arrière de la plaque 6 d'extrémité afin qu'il donne la stabilité et les caractéristiques de vol voulues à la munition lorsqu'elle est en vol. Le cône de charge 2 à organe de pénétration comporte un corps cylindrique d'un explosif brisant 8, par exemple 5 d'un mélange 60/40 de RDX/TNT. La face tournée vers l'avant de la charge explosive 8 est concave et elle est revêtue d'un revêtement 9 d'aluminium moulé de forme pratiquement hémisphérique. L'épaisseur du revêtement varie progressivement si bien que, dans la région centrale, l'épaisseur 10 est approximativement égale à 1,5 fois celle de la périphérie. On constate que cette réalisation de revêtement donne, à la détonation, un jet d'énergie élevée qui a une forme ramassée ayant par exemple un gradient de vitesse qui ne dépasse pas 10 % dans 90 % de la masse du jet. Des réalisations plus classiques, par exemple à revêtement conique ayant une épaisseur constante, peuvent donner une plus grande pénétration de la cible, mais la cavité est étroite et allongée. La forme préférée de revêtement de charge creuse selon la présente invention 20 permet une dénaturation d'une cible, par exemple de béton sur une surface beaucoup plus large, éventuellement au détriment de la profondeur de pénétration qui peut être plus réduite. La face arrière de la charge 8 a une forme conique 25 et elle a un angle de conicité d'environ 450. Lors de la détonation de la charge 8, le souffle dirigé vers l'arrière a donc tendance à être dirigé normalement à cette face arrière si bien que l'effet de souffle vers l'arrière sur la bombe 1 est notablement réduit. Pour que cet effet de 30 souffle tourné vers l'arrière sur la bombe 1 soit réduit encore plus, l'arrière de la charge 8 est séparé longitudinalement du nez 4 par une distance au moins égale au tiers du diamètre de la charge. Une plaque 10 de fermeture est placée à l'arrière de la charge 8. Un matériau léger et 35 inerte 11, par exemple une mousse de matière plastique, remplit l'espace contenu entre l'arrière de la charge 2 et la plaque 10. La charge 2 est placée dans une enveloppe 13 de métal léger qui est raccordée à l'enveloppe 6 par un dispositif peu résistant de raccordement 14 qui ne permet pas la transmission d'une impulsion mécanique importante de l'enveloppe 13 à l'enveloppe 6. La charge 2 a une amorce 5 centrale 15 qui peut être activée par exemple par un circuit électronique 16 de sécurité et d'armement. Le diamètre de la charge creuse 2 est d'environ 46 cm et sa masse totale d'environ 160 kg. Devant la charge creuse 2, la munition comporte un 10 carénage aérodynamique léger 17, par exemple formé d'aluminium ayant une faible épaisseur inférieure à 2 mm. Un ou plusieurs capteurs 18 sont placés dans le nez du carénage et peuvent par exemple être sensibles à l'impact ou à la proximité d'une cible et peuvent créer en conséquence un 15 signal électrique correspondant. Le signal électrique créé par un ou plusieurs capteurs 18 est transmis par un connecteur électrique 19 à la fusée 5 qui peut transmettre un signal à l'ensemble 16 de sécurité et d'armement par l'intermédiaire d'un second 20 connecteur électrique 20. Pour son utilisation, la munition peut comprendre une unité de queue (non représentée) et peut comporter des pattes (non représentées) destinées à permettre le transport sous un aéronef et la séparation d'un tel aéronef. 25 Lors de l'attaque d'une cible choisie, la munition est larguée avec l'attitude et l'altitude convenables, à partir d'un aéronef se déplaçant à une vitesse qui peut être aussi faible que Mach 0,7. La précision du tir est facilitée aux plus faibles vitesses de l'aéronef. La munition tombe alors vers la cible en chute libre, et elle peut atteindre la cible avec une vitesse résiduelle qui est par exemple de Mach 0,55. L'énergie cinétique, à cette vitesse, est de l'ordre de 10 MJ ou plus faible. A titre de comparaison, l'énergie chimique dispo35 nible dans la charge de l'organe de pénétration pour la préparation de la cible est au moins égale à huit fois cette valeur et dépasse probablement 100 MJ. Lors du contact avec la cible, le capteur convenable 18 transmet un signal à la fusée 5 par la ligne 19. La fusée 5 traite ce signal et crée un signal supplémentaire qui est transmis par la ligne 20 et l'ensemble 16 de 5 sécurité et d'armement pour l'activation de l'amorce 15 et donc de la charge 2 de l'organe de pénétration. Du fait de cette réalisation particulière, la charge 2 transforme le revêtement 9 en un jet ramassé de forte énergie qui rencontre peu de résistance de la part de l'ogive légère. 10 Lorsque la cible est formée de béton ou d'un matériau analogue, éventuellement recouvert d'une couche épaisse de terre, le jet de forte énergie provoque une expulsion du matériau de la cible sur une surface en coupe qui est au moins aussi grande que la section de la bombe 1, avec une 15 dénaturation à une plus grande profondeur. Le souffle dirigé vers l'arrière, créé par la charge 8, a un effet relativement réduit sur la vitesse vers l'avant de la bombe 1 qui continue donc sous l'action de sa propre inertie à pénétrer sur une distance importante dans la cible. Comme 20 le matériau de la cible a été retiré et/ou comme la cohésion du matériau de la cible a été détruite sur une surface étendue, le matériau de la cible présente une faible résistance à la pénétration. La charge creuse 2 est découplée mécaniquement de la 25 bombe 1 et du mécanisme délicat de la fusée ou autre associé à la bombe 1, par le raccord peu résistant 14. Le fonctionnement de la bombe 1 ne perturbe donc pas le transfert d'une impulsion mécanique importante par l'intermédiaire des enveloppes 13 et 6. Après la pénétration par la bombe, la fusée 5 crée un autre signal d'amorçage de la bombe elle-même à un moment convenable. La bombe 1 est alors placée dans la position la plus efficace, dans le matériau de la cible ou à l'intérieur d'un abri renforcé constituant la cible, et 35 donne l'effet destructif maximal. L'effet létal accru des munitions selon l'invention est d en partie à la proportion très élevée d'explosif brisant qui peut être déployé efficacement contre la cible. Par exemple, la génération actuelle de bombes guidées ou larguées en chute libre met en oeuvre une vitesse terminale élevée, une enveloppe épaisse durcie et une configuration 5 géométrique longue et mince, pour la pénétration profonde dans la cible par l'énergie cinétique. Ces réalisations ne permettent la transmission que d'environ 20 % du poids en explosif brisant dans la zone cible. Des bombes classiques d'emploi universel transmettent environ 40 % en poids 10 d'explosif brisant. Même la génération actuelle ne permet pas en général la pénétration d'une proportion considérable des abris de béton armé pour aéronefs, d'abris tactiques, etc. qui sont très protégés. Au contraire, les munitions selon l'invention 15 peuvent fournir par exemple 45 % de leur poids total en explosif brisant, efficacement dirigés contre la cible, et permettent la traversée des abris tactiques même très fortifiés. En conséquence, les munitions selon la présente 20 invention sont beaucoup moins sensibles à leur vitesse terminale au niveau de la cible. Par exemple, une réduction de vitesse de Mach 0,9 à Mach 0,55 peut réduire l'énergie disponible pour la pénétration initiale de la cible d'environ 60 % dans le cas des bombes de la génération 25 actuelle, mais de 10 % environ seulement dans le cas de la présente invention. Comme l'indique la figure 2, une autre forme de munition selon l'invention comprend une bombe d'emploi universel 21 et un cône de charge 22 de pénétration. Dans 30 ce mode de réalisation, la bombe 21 a une enveloppe cylindrique d'acier 23 ayant un dispositif 24 à fusée et de détonation dans une région ogivale 25 de nez et l'enveloppe 23 est épaissie dans cette région afin que la pénétration soit favorisée. La bombe 21 a un poids nominal total de 245 kg et elle est supportée dans une enveloppe externe 28 par des supports 26, 27. L'enveloppe 23 contient une charge moulée d'explosif brisant "Torpex", et le diamètre externe de l'enveloppe est d'environ 32 cm. Le cône de charge à organe de pénétration est cylindrique de façon générale et comporte une charge 5 explosive 29 ayant une face avant creuse revêtue d'un revêtement d'aluminium 30. La charge 29 peut être un mélange 60/40 de RDX/TNT, et le revêtement a une forme pratiquement hémisphérique, analogue à celle du revêtement 9 de la figure 1. Après détonation de la charge 29, le 10 revêtement 30 forme un jet pénétrant de forte énergie et de faible volume. Le cône de charge à organe de pénétration est logé dans l'enveloppe externe 28 et a donc un diamètre externe (y compris l'enveloppe) d'environ 38 cm. Les munitions de ce mode de réalisation comportent un ensemble passif de queue 33 ayant des ailettes fixes 34. En outre, la munition a une unité active 35 de guidage à son extrémité avant. L'unité 35 a des ailettes réglables 36 qui peuvent guider activement la munition vers une cible 20 choisie. Un capteur 37 de cible est placé en avant de l'unité de guidage et peut jouer le rôle d'un capteur d'impact ou d'un capteur de proximité. Lorsque la cible est détectée, le capteur 37 transmet un signal par un connecteur 25 électrique 38 à un ensemble 39 de sécurité, d'armement et à fusée. Après réception du signal, l'ensemble 39 amorce d'abord la charge creuse 22. L'opération provoque l'extraction et la préparation de la zone de la cible de la même manière que dans le premier mode de réalisation. La bombe 30 21 pénètre alors dans la zone préparée de la cible et est mise profondément en place. A un moment convenable ultérieur, la bombe 21 est amorcée par l'ensemble 39. Les pattes 40 permettent à la munition d'être transportée sous un aéronef. REVENDICATIONS 1. Munition comprenant en combinaison une bombe (1) d'emploi universel et un cône de charge (2) à organe de pénétration, ce cône de charge à organe de pénétration 5 étant monté en avant de la bombe, caractérisée en ce qu'elle comprend une charge creuse tournée vers l'avant et en ce que le calibre du cône de charge (2) à organe de pénétration est au moins de l'ordre de 90 % du calibre de la bombe d'emploi universel (1). 2. Munition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le calibre du cône de charge (2) de l'organe de pénétration est au moins approximativement égal à celui de la bombe d'emploi universel (1). 3. Munition selon la revendication 1, caractérisée 15 en ce que le calibre du cône de charge (2) à organe de pénétration n'est pas inférieur à 25 cm environ. 4. Munition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le calibre du cône de charge (2) à organe de pénétration ne dépasse pas 20 140 % environ de celui de la bombe d'emploi universel (1). 5. Munition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la masse du cône de charge (2) de l'organe de pénétration est dans la plage approximative comprise entre 20 et 40 % de la masse totale 25 de la munition. 6. Munition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la charge creuse (8) a un revêtement (9) de forme générale hémisphérique ou partiellement sphérique. 7. Munition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la charge creuse (8) a un revêtement (9) dont l'épaisseur augmente progressivement de la périphérie vers le centre. 8. Munition selon la revendication 7, caractérisée 35 en ce que le revêtement (9) de la charge creuse a une épaisseur en son centre qui est comprise entre environ 1,5 fois et 2,5 fois l'épaisseur minimale à la périphérie ou près de celle-ci. 9. Munition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la charge creuse (8) a un revêtement d'aluminium ou d'alliage d'aluminium. 10. Munition selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le revêtement (9) est formé de métal moulé.