Brevet FR2853726A1 — publié le 20041015

DISPOSITIF EXPLOSIF A EFFETS ORIENTABLES L'invention concerne un dispositif explosif placé à bord d'un projectile destiné à agir sur des charges explosives à générateur d'éclats utilisées sur des 5 projectiles. Elle concerne, plus particulièrement, le fonctionnement de ce dispositif en vue de constituer notamment des charges de missiles anti-aéronef ou anticorps de rentrée ou anti-radar, permettant l'interception de cibles ayant une trajectoire soit sensiblement 10 parallèle, soit sensiblement perpendiculaire à la trajectoire du projectile. La plupart des charges explosives à générateur d'éclats utilisées à bord des missiles sont du type à effets périphériques ou du type à effets sensiblement 15 frontaux et ne peuvent pas, par conséquent, s'adapter en temps réel aux conditions spécifiques de l'interception de l'objectif. L'efficacité de la munition étant liée à la quantité d'énergie déposée sur l'objectif, c'est-à-dire au nombre d'éclats atteignant cet objectif, il est donc 20 important d'adapter la direction d'expulsion des éclats à la cinématique de la phase d'interception pendant celle-ci. On connaît des charges explosives à générateur d'éclats pré-fragmentés capables de produire des gerbes 25 focalisées en symétrie de révolution suivant une direction perpendiculaire à l'axe de symétrie du projectile, ou suivant une direction inclinée dans une fourchette de plus ou moins cinq degrés par rapport à la normale de l'axe de symétrie du projectile. Dans certains cas, la modulation 30 de la direction, la forme et même la vitesse de la gerbe d'éclats, en fonction de la cible à atteindre, est effectuée au moment de la mise à feu de la charge explosive. Dans ce cas, la charge explosive comporte plusieurs détonateurs placés sur l'axe du projectile et 35 constituant plusieurs points d'amorçage à l'intérieur de la charge explosive; en ne déclenchant que certains détonateurs, on module ainsi la gerbe d'éclats. L'inconvénient majeur de ces gerbes d'éclats est qu'elles s'avèrent inadaptées pour des cibles ayant une trajectoire sensiblement perpendiculaire à la trajectoire du projectile. Le but de l'invention est de fournir un dispositif explosif répondant mieux que ceux de l'art antérieur, aux exigences d'augmentation de la quantité d'énergie déposée sur une cible dans le cas d'une interception sensiblement transversale c'est-à-dire que le 10 vecteur vitesse du projectile est quasiment orthogonal au vecteur vitesse de la cible. L'invention a pour objet un dispositif explosif placé à bord d'un projectile d'axe longitudinal XX', caractérisé en ce qu'il comporte: - une charge explosive principale constituée d'au moins deux secteurs et autour duquel est positionnée une enveloppe génératrice d'éclats, une extrémité au moins de chaque secteur étant mobile, les extrémités mobiles étant en vis-à-vis; - un moyen d'écartement déclenché par un premier ordre issu du premier élément de commande et assurant l'éloignement d'au moins une des deux extrémités mobiles l'une par rapport à l'autre pour permettre l'inclinaison de l'enveloppe génératrice d'éclats par rapport à l'axe 25 longitudinal XX' ; - un dispositif de mise à feu de ladite charge explosive principale déclenchée par un deuxième ordre issu d'un premier élément de commande du projectile. L'invention sera mieux comprise et d'autres 30 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de différents modes de réalisation actuellement préférés d'un dispositif explosif, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente le schéma d'un projectile équipé d'un dispositif explosif selon l'invention; - la figure 2 représente le schéma d'un premier mode de réalisation du dispositif explosif selon l'invention en configuration de vol; - la figure 3 représente le dispositif explosif de la figure 2 en configuration de tir; - la figure 4 représente le schéma d'une interception en phase terminale d'une cible sensiblement parallèle au 5 projectile équipé du dispositif explosif, selon l'invention, capable de fonctionner suivant la position de la cible en interception parallèle ou en interception transversale; - la figure 5 représente le schéma d'une interception en 10 phase terminale d'une cible sensiblement orthogonale au projectile équipé du dispositif explosif selon l'invention; - la figure 6 représente le schéma d'un projectile équipé, d'un dispositif explosif selon l'invention pour permettre 15 une interception transversale; - la figure 7 représente le schéma d'un deuxième mode de réalisation du dispositif explosif selon l'invention en configuration de vol; - la figure 8a représente le schéma d'un troisième mode de 20 réalisation d'un dispositif explosif selon l'invention, en configuration de vol; - la figure 8b représente le dispositif explosif de la figure 8a en configuration de tir; - la figure 9a représente le schéma d'un quatrième mode de 25 réalisation d'un dispositif explosif selon l'invention, en configuration de vol; - la figure 9b représente le dispositif explosif de la figure 9a en configuration de tir. La figure 1 représente le schéma d'un projec30 tile, par exemple cylindrique, équipé d'un dispositif explosif, selon l'invention, destiné à agir sur une charge explosive à générateur d'éclats. Le projectile P comporte, par exemple, une partie avant 1, un dispositif explosif 2 et une partie arrière 3. La partie avant 1 est constituée, par exemple d'un premier élément de commande, par exemple une fusée de proximité ou un auto-directeur, permettant de transmettre, au dispositif explosif 2, différents ordres (mise à feu de la charge explosive à générateur d'éclats, déclenchement d'un moyen d'écartement, position de la cible pour déterminer la configuration de tir par rapport à la configuration de vol...). La partie arrière 3 comprend, par exemple, un 5 propulseur 4 permettant d'augmenter la vitesse du projectile après son lancement et un empennage 5 assurant la stabilité du projectile. Le dispositif explosif 2, selon l'invention, est représenté de façon détaillée sur la figure 2 dans un 10 premier mode de réalisation. Le dispositif explosif, par exemple cylindrique, comporte, par exemple, quatre secteurs contenant chacun un chargement explosif et dont trois 12, 12' et 12" sont représentés sur la figure 2, ce nombre étant nullement limitatif, placés en vis-à-vis, 15 ayant chacun une extrémité mobile et, entourés d'une enveloppe génératrice d'éclats 11, par exemple, divisée par segments, un dispositif de mise à feu comprenant par exemple quatre blocs dont trois 13, 13' et 13" sont représentés sur la figure 2 et disposés, de préférence, à 20 chacune des extrémités mobiles des quatre secteurs et reliés, par une liaison non représentée, au premier élément de commande situé dans la partie avant du projectile et un moyen d'écartement déclenché par le premier élément de commande qui assure l'éloignement des 25 extrémités mobiles des quatre secteurs. Les secteurs contiennent plusieurs détonateurs constituant plusieurs points d'amorçage qui sont sélectionnés ou non et ensuite déclenchés par les blocs du dispositif de mise à feu. Chacun des secteurs possède respectivement une première 30 extrémité mobile par rapport à l'axe XX' du projectile et une deuxième extrémité sensiblement fixe par rapport à ce même axe XX'. Sur la figure 2, seules les extrémités mobiles 15 et 15' des secteurs 12' et 12" et les extrémités sensiblement fixes 16 et 16' de ces mêmes 35 secteurs sont référencées. Le moyen d'écartement, par exemple un sac gonflable 14, est positionné, par exemple, dans une section cylindrique située, par exemple, entre chacun des quatre secteurs sur l'axe XX' du projectile. Le gonflage du sac gonflable 14 est réalisé, par exemple, par un générateur de gaz pyrotechnique non représenté sur la figure, qui a été activé par un premier ordre émis du premier élément de commande positionné dans la partie avant du projectile. La figure 3 représente le dispositif explosif selon l'invention de la figure 2 en position déployée. En effet, après activation du système permettant le gonflage du sac 14, les extrémités mobiles 15 et 15' de chacun des secteurs 12' et 12" s'écartent par rapport à l'axe XX' du 1o projectile pour prendre une configuration de tir permettant une interception transversale d'une cible. Les extrémités 16 et 16' sont en liaison avec, par exemple, une pièce fixe 18 faisant partie intégrante du dispositif explosif et reliée, par des systèmes de fixation non 15 représentés, à la partie avant du projectile, grâce à une jonction 19 entre l'enveloppe génératrice d'éclats 11 et la pièce fixe 18; ces extrémités 16 et 16' ont donc un déplacement limité lors de l'écartement, par exemple symétrique, des deux secteurs 12' et 12" ; cet écartement, 20 assure ainsi l'inclinaison de l'enveloppe génératrice d'éclats par rapport à l'axe longitudinal XX'. La figure 4 représente une interception en phase terminale d'une cible 21 animée, par exemple, d'une vitesse VC, par un projectile P équipé d'un dispositif 25 explosif selon l'invention et animé, par exemple, d'une vitesse Vp, VC et Vp étant quasiment parallèles. Dans un tel cas appelé interception parallèle de type classique, la configuration de vol est utilisée comme configuration de tir c'est-à-dire sans fonctionnement du moyen d'écar30 tement déclenché par le premier élément de commande, positionné dans la partie avant du projectile, qui détermine la configuration de tir la plus efficace pour atteindre la cible. A un instant donné, la charge explosive, amorcée par exemple à l'arrière par un deuxième 35 ordre issu du premier élément de commande, expulse les éclats avec une vitesse VO et un angle a inférieur à 5 ; ce deuxième ordre issu du premier élément de commande peut être le premier ordre de cedit premier élément de commande retardé d'un temps déterminé permettant le début de l'ouverture de l'enveloppe génératrice d'éclats. La figure 5 représente une interception en phase terminale d'une cible 21' animée, par exemple, d'une 5 vitesse V'c, par un projectile P' équipé d'un dispositif explosif selon l'invention et animé, par exemple, d'une vitesse V'p, V'C et V'p étant quasiment orthogonaux. Dans un tel cas appelé interception transversale, la charge explosive constituée, par exemple, de quatre secteurs, est 10 d'abord ouverte d'un angle 6 par l'intermédiaire d'un moyen d'écartement, puis amorcée, par exemple à l'arrière de chacun des secteurs, pour provoquer l'expulsion des éclats à une vitesse V'O et un angle a' peu différent de ( 6 + a). La figure 6 représente le schéma d'un projectile 25, équipé du dispositif explosif selon l'invention, capable d'effectuer une interception transversale. En effet, dans un tel cas, le dispositif explosif 22 comporte un moyen d'écartement non représenté permettant l'éloignement d'au moins un seul 23, par exemple, des quatre secteurs constituant la charge explosive par rapport à l'axe XX' du projectile pour réaliser une interception transversale; les autres secteurs, dans ce cas, restent dans leur position initiale c'est-à-dire dans 25 la configuration de vol. La figure 7 représente une coupe transversale d'un dispositif explosif selon l'invention dans un deuxième mode de réalisation. Le dispositif explosif comporte, en plus des éléments cités précédemment tels 30 qu'une enveloppe génératrice d'éclats 11, une charge explosive et un moyen d'écartement 14 constitué d'un sac gonflable, des découpeurs 15, par exemple pyrotechniques, permettant de découper l'enveloppe génératrice d'éclats 11. Dans ce mode de réalisation, l'enveloppe génératrice 35 d'éclats est composée par exemple des quatre segments S, E, G et M liés entre eux, par exemple, par quatre lignes fragilisées 26, 27, 28, 29 en face desquelles sont placés, par exemple, les découpeurs pyrotechniques 15. La charge explosive comporte, par exemple, quatre secteurs 30, 31, 32 et 33 contenant chacun un chargement explosif; une augmentation du nombre de secteurs améliorant l'homogénéité de la gerbe d'éclats. Les découpeurs pyrotechniques 15 découpent, avant le fonctionnement du 5 moyen d'écartement, l'enveloppe génératrice d'éclats pour minimiser une résistance mécanique lors du fonctionnement du moyen d'écartement, par exemple, lorsque l'enveloppe génératrice d'éclats assure la transmission des efforts 10 structuraux du projectile. Ces découpeurs 15 placés à l'intérieur de l'enveloppe génératrice d'éclats 11 peuvent être placés, par exemple, à l'extérieur de l'enveloppe génératrice d'éclats. Les figures 8a et 8b représentent le schéma d'un 15 dispositif explosif selon l'invention dans un troisième mode de réalisation respectivement avant et après activation du moyen d'écartement. Le dispositif explosif comporte les mêmes éléments que ceux cités précédemment, la différence étant la position et la nature du moyen 20 d'écartement. En effet le moyen d'écartement utilisé est, par exemple, un moyen télescopique 34 qui, pour un chargement explosif 12 constitué, par exemple, de deux secteurs 12' et 12" assure après activation du moyen télescopique, l'éloignement des deux extrémités mobiles 15 25 et 15' de chacun des secteurs 12' et 12". Le positionnement du moyen télescopique a une extrémité arrière du dispositif explosif selon l'axe XX' entre chacun des secteurs 12' et 12" augmente la quantité du chargement explosif contenu dans le dispositif explosif ce qui 30 améliore les performances du projectile. Le moyen télescopique comporte, par exemple, deux cannes télescopiques ayant une extrémité A reliée à chacun des secteurs 12' et 12" et une extrémité B liée au boîtier 35 du moyen télescopique qui est fixe par rapport à l'axe XX' du 35 projectile. Les figures 9a et 9b représentent le schéma d'un dispositif explosif selon l'invention dans un quatrième mode de réalisation respectivement avant et après activation du moyen d'écartement. Dans cet exemple, le moyen d'écartement est, par exemple, une charge pyrotechnique 36 positionnée, par exemple, à l'arrière du dispositif explosif selon l'axe XX' entre les quatre secteurs constituant la charge explosive. Cette charge pyrotechnique 36 est activée de la même manière que le sac 5 gonflable 14 et que le moyen télescopique 34 et elle assure, ainsi, l'inclinaison de l'enveloppe génératrice d'éclats permettant une interception transversale. L'invention s'applique particulièrement aux projectiles destinés à faire de l'interception transver10 sale, par exemple des missiles anti-aéronef ou anti-radar mais aussi à tout type de missiles. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif explosif placé à bord d'un projectile d'axe longitudinal XX', caractérisé en ce qu'il comporte: - une charge explosive principale constituée d'au moins 5 deux secteurs et autour duquel est positionnée une enveloppe génératrice d'éclats (11), une extrémité au moins de chaque secteur étant mobile, les extrémités mobiles étant en vis-à-vis; - un moyen d'écartement (14) déclenché par un premier 10 ordre issu d'un premier élément de commande et assurant l'éloignement d'au moins une des deux extrémités mobiles l'une par rapport à l'autre, pour permettre l'inclinaison de l'enveloppe génératrice d'éclats (11) par rapport à l'axe longitudinal XX' ; - un dispositif de mise à feu (13) de ladite charge explosive principale déclenchée par un deuxième ordre issu du premier élément de commande du projectile. 2. Dispositif explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'écartement est activé par 20 un premier élément de commande positionné dans la partie avant du projectile, selon l'axe XX', qui détermine la configuration de tir du projectile suivant la position, la vitesse et la nature de la cible à l'instant de l'interception. 3. Dispositif explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'écartement assure une inclinaison de l'enveloppe génératrice d'éclats d'un angle ô par rapport à l'axe XX' du projectile. 4. Dispositif explosif selon la revendication 1, 30 caractérisé en ce que le moyen d'écartement est un sac gonflable (14) dont le gonflage est réalisé par un générateur de gaz pyrotechnique (17). 5. Dispositif explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'écartement est un moyen télescopique (34). 6. Dispositif explosif selon la revendication 1, 5 caractérisé en ce que le moyen d'écartement est une charge pyrotechnique (36). 7. Dispositif explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'écartement assure un écartement symétrique de chacun des deux secteurs. 8. Dispositif explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe génératrice d'éclats (11) comprend un réseau de découpeurs pyrotechniques (15) pour prédécouper l'enveloppe génératrice d'éclats (11) avant son écartement. 9. Dispositif explosif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge explosive est constituée de quatre secteurs (30, 31, 32, 33) pour faciliter l'homogénéité de la gerbe d'éclats. 10. Dispositif explosif selon la revendication 20 1, caractérisé en ce qu'il a une forme cylindrique et de révolution autour de l'axe XX'.