Brevet FR2856788A1 — publié le 20041231

Le domaine technique de l'invention est celui des têtes militaires multi-effets. Les têtes militaires multi effets ont généralement au moins deux modes d'action différents : un effet de charge à éclats destiné à contrer les cibles peu protégées et un effet de charge formée destiné à détruire les cibles blindées. Ces têtes militaires comportent un chargement explosif qui est disposé dans une enveloppe génératrice d'éclats. Le chargement explosif présente une cavité dans laquelle est positionné un revêtement de charge formée. Ainsi, lorsque la tête est initiée, il y a simultanément projection d'éclats suivant des directions radiales de la tête militaire et formation d'un projectile anti blindage suivant une direction axiale. En fonction de la géométrie du revêtement de charge formée, le projectile pourra être un jet (charge creuse) ou un noyau (charge génératrice de noyau). A ce double effet (éclats/charge formée) on ajoute souvent un mode perforant en dotant simplement la tête militaire d'une ogive renforcée permettant la pénétration d'une cible. Dans ce cas l'explosif n'est initié qu'après perforation de la cible, grâce à un retard d'initiation (électronique ou pyrotechnique). Le brevet US5509357 décrit ainsi une tête militaire associant enveloppe génératrice d'éclat et revêtement de charge formée. Afin de réduire les effets collatéraux, on cherche aujourd'hui à réaliser des têtes militaires ayant un rayon de létalité limité tout en ayant une efficacité perforante maximale. Avec les têtes militaires selon l'art antérieur, ces objectifs sont contradictoires. En effet, l'efficacité maximale recherchée pour l'effet anti blindage conduit à concevoir des têtes militaires ayant une masse d'explosif importante. Il en résulte malheureusement une énergie cinétique qui est également maximale pour les éclats engendrés par l'enveloppe, donc un rayon létal important. Par ailleurs, lorsque la tête militaire possède aussi un mode perforant, une ogive perforante massive se trouve disposée en avant de la charge formée. Pour une masse globale de tête militaire qui est imposée par les contraintes opérationnelles, cette ogive réduit la masse disponible pour l'enveloppe, donc la masse des éclats engendrés et l'efficacité de l'effet de charge à éclats. C'est le but de l'invention que de proposer une tête militaire permettant de pallier de tels inconvénients. Ainsi la tête militaire selon l'invention a une efficacité anti blindage optimisée tout en ayant un rayon létal réduit pour les éclats engendrés. Ainsi l'invention a pour objet une tête militaire multi effets comprenant au moins un premier chargement explosif disposé dans une enveloppe génératrice d'éclats et un premier moyen d'amorçage de ce chargement, chargement explosif comportant une cavité dans laquelle est positionné un revêtement de charge formée, tête militaire caractérisée en ce qu'une partie de l'enveloppe génératrice d'éclats est disposée en avant d'une base du revêtement, un deuxième chargement explosif annulaire étant disposé en contact avec cette partie avant de l'enveloppe et pouvant être initié par un deuxième moyen d'amorçage. Le deuxième chargement explosif pourra comporter une ouverture axiale présentant un profil concave dont la concavité est orientée vers le revêtement de charge formée. Selon un mode particulier de réalisation, le revêtement de charge formée pourra être sous calibré et le premier chargement explosif pourra comporter une zone annulaire avant qui sera en contact avec le deuxième chargement explosif et qui constituera le deuxième moyen d'amorçage. Selon un autre mode de réalisation, le deuxième moyen d'amorçage pourra comprendre au moins un détonateur spécifique disposé au voisinage du deuxième chargement. La tête selon l'invention pourra comprendre une fusée d'amorçage pouvant initier le premier et/ou le deuxième moyen d'amorçage, le deuxième moyen d'amorçage pouvant par ailleurs être initié simultanément ou avec un retard par rapport au premier moyen d'amorçage. L'ouverture axiale du deuxième chargement pourra porter un étui support sur lequel viendra en appui le revêtement de charge formée. L'étui pourra comporter un lamage aménagé au niveau de son plus grand diamètre, lamage permettant de positionner et centrer le revêtement par rapport à l'enveloppe. La tête selon l'invention pourra comporter une ogive renforcée. Le revêtement de charge formée pourra être un cône. L'étui support pour le deuxième chargement pourra également être conique. 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'une tête militaire selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une tête militaire selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une tête militaire selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre en coupe longitudinale schématique une tête militaire 1 multi effets selon l'art antérieur. Cette tête comprend un chargement explosif 2 disposé dans une enveloppe 3 génératrice d'éclats. Le chargement explosif 2 peut être initié par un moyen d'amorçage qui comprend par exemple un relais d'amorçage 5 initié par un détonateur 4 relié à une fusée d'amorçage 6. On pourrait aussi utiliser comme moyen d'amorçage un générateur d'onde plane ou plusieurs détonateurs régulièrement répartis angulairement. La tête militaire 1 est solidaire d'un projectile dont seule une partie de l'enveloppe 7 est représentée ici. Elle est prolongée à sa partie avant par une ogive balistique 8 qui porte un contacteur d'impact 9 relié par des fils (non représentés) à la fusée d'amorçage 6. Le chargement explosif 2 comporte à sa partie avant une cavité 10 dans laquelle est positionné un revêtement 11 réalisé en un matériau ductile (par exemple en cuivre). Ici le revêtement est conique. Il engendre de façon classique un jet lors de l'initiation du chargement explosif 2. L'initiation du chargement 2 intervient lors de l'impact sur une cible, donc comme suite à la fermeture du contacteur 9. L'ogive 8 a une longueur choisie de façon à assurer la distance optimale D (de l'ordre du calibre de charge) entre la cible et la base (partie de plus grand diamètre) du revêtement 11. L'ogive 8 pourra également être renforcée pour assurer une fonction de perforation. La fusée d'amorçage 6 pourra permettre de choisir un mode de fonctionnement à l'impact sur une cible (fonctionnement anti blindé) ou bien un mode de fonctionnement temporisé après fermeture du contacteur (fonctionnement après perforation) ou encore un mode de fonctionnement temporisé après le tir (pour privilégier l'effet de charge à éclats). La figure 2 montre une tête militaire selon un premier mode de réalisation de l'invention. Par rapport à la tête selon l'art antérieur, le revêtement 11 est disposé en arrière à l'intérieur de l'enveloppe génératrice d'éclats 3. Ainsi une partie 3a de l'enveloppe 3 se trouve en avant de la base du revêtement 11. Seule une partie arrière 3b de l'enveloppe est donc en contact avec le chargement explosif 2. Cette partie arrière a une longueur comprise entre 50% et 75% de la longueur totale de l'enveloppe génératrice d'éclats. Par ailleurs un deuxième chargement explosif 12, de forme annulaire, est disposé en contact avec la partie avant 3a de l'enveloppe génératrice d'éclats. Ce deuxième chargement peut être initié par un deuxième moyen d'amorçage qui comprend ici une ou plusieurs amorces 13 (ici seules deux amorces 13a et 13b sont représentées), amorces régulièrement réparties angulairement, et un relais d'amorçage annulaire 14. Les amorces 13a et 13b sont reliées par des fils 15 à la fusée d'amorçage 6. Le deuxième chargement explosif 12 comporte une ouverture axiale 16 présentant un profil concave dont la concavité est orientée vers le revêtement 11 de charge formée. L'ouverture axiale 16 porte ici un étui support 17 de forme conique et sur lequel vient en appui le revêtement 11 au niveau de sa base. L'étui 17 se prolonge par ailleurs par une collerette cylindrique 18 qui le positionne par rapport à un trou axial 19 porté par un fond 3c de l'enveloppe 3. Le trou 19 a un diamètre suffisant pour laisser passer le jet engendré par le revêtement 11. Ce trou aura par exemple un diamètre de l'ordre de 25 % du calibre de la charge. L'étui 17 sera réalisé par exemple en une matière plastique, telle qu'un polyamide ou un poly-acétal. On privilégiera pour l'étui les matériaux assurant le maintien mécanique et ne formant pas ou peu de jet. La tête militaire 1 est là encore solidaire d'un projectile dont seule une partie de l'enveloppe 7 est représentée et elle est prolongée à sa partie avant par une ogive balistique 8 renforcée. L'ogive 8 porte un contacteur d'impact 9 qui est relié par des fils non représentés à la fusée 6. Le montage de cette tête militaire se fait de la façon suivante : Tout d'abord la charge d'amorçage 14 est positionnée contre la paroi 3c de l'enveloppe puis le deuxième chargement explosif 12 est placé dans l'enveloppe 3 sous la forme d'un bloc usiné. On positionne ensuite l'étui 17 puis le bloc du premier chargement explosif 2 portant le revêtement 11. On dispose enfin la charge d'amorçage 5 et la fusée d'amorçage 6. Pour des raisons de sécurité, les détonateurs 13 et 4 seront positionnés après le montage des blocs explosifs 12 et 2. Le fonctionnement de cette tête militaire est le suivant. Pour un fonctionnement en tête anti blindage, c'est le contacteur d'ogive 9 qui assurera l'initiation du détonateur 4 par l'intermédiaire de la fusée d'amorçage 6. Du fait de la position du revêtement 11 en arrière à l'intérieur de l'enveloppe 3, la distance optimale D est respectée bien que la tête militaire soit plus compacte. La masse globale de la tête militaire peut donc être réduite. Par rapport à la tête militaire selon l'art antérieur (figure 1) la tête militaire selon l'invention comprend un premier chargement explosif 2 dont la masse est optimisée au niveau juste nécessaire pour assurer la formation du jet. Ce chargement a une masse qui est de l'ordre de 50% de celle du chargement selon l'art antérieur. Une telle diminution de masse a peu d'influence sur les capacités de perforation du jet mais elle permet de réduire notablement la vitesse des éclats engendrés par l'enveloppe 3. Suivant les besoins on pourra choisir une nature de chargement explosif 2 adaptée à l'efficacité recherchée. L'initiation du chargement 2 est pratiquement sans effet sur la partie avant 3a de l'enveloppe 3. La létalité radiale de la tête militaire se trouve donc réduite. Les seuls éclats projetés sont ceux de la partie arrière 3b de l'enveloppe et leur vitesse est réduite par rapport à l'art antérieur car la masse d'explosif est inférieure. Pour un fonctionnement en charge à éclats, l'initiation du premier chargement explosif 2 est provoquée par la fusée d'amorçage 6 à l'issue d'un intervalle de temps après tir de la munition (fonctionnement temporisé). Avec ce mode de réalisation de l'invention, on pourra commander uniquement le détonateur 4. Dans ce cas seule la partie arrière 3b de l'enveloppe 3 engendrera des éclats (en même temps que le jet axial). On pourra également commander simultanément le détonateur arrière 4 et les détonateurs avant 13a,13b. Ces derniers assurent l'initiation du deuxième chargement explosif 12 et donc la génération d'éclats à partir de la partie avant 3a de l'enveloppe 3. Il est donc possible ainsi de moduler la masse d'éclats engendrés donc la létalité de la tête militaire. On pourra également prévoir un intervalle de temps (de l'ordre de quelques millisecondes) entre l'initiation du premier chargement explosif 2 et celle du deuxième chargement explosif 12. Une telle disposition permettra d'assurer une répartition spatiale différente des éclats engendrés. On notera que la masse globale d'explosif mise en u̇vre est inférieure de 20 à 30% à celle de l'explosif utilisé dans la tête militaire selon l'art antérieur. La létalité globale des éclats de la tête selon l'invention est donc réduite. La figure 3 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention. Ce mode diffère du précédent en ce que le revêtement 11 de la charge formée est sous calibré par rapport à l'enveloppe 3. Ainsi le premier chargement explosif 2 comporte une zone annulaire avant 20 qui est en contact avec le deuxième chargement explosif 12. Le calibre du revêtement est ainsi compris entre 75% et 95% du diamètre interne de l'enveloppe 3. Ce calibre du revêtement sera choisi en fonction des caractéristiques de perforation recherchées pour le jet. La surface de la zone annulaire étant choisie de façon à permettre l'amorçage du deuxième chargement 12. Il est ainsi possible de privilégier lors de la conception d'une tête militaire selon l'invention l'effet anti blindage ou bien l'effet charge à éclats. Cette zone annulaire 20 constitue ici le deuxième moyen d'amorçage en lieu et place des détonateurs 13a, 13b du mode de réalisation précédent. Ce mode de réalisation est plus simple à fabriquer. Le fonctionnement en charge à éclats est toujours assuré lorsque le détonateur 4 est initié. Là encore la masse globale d'explosif mise en u̇vre est plus faible que dans la tête militaire selon l'art antérieur. La létalité des éclats de cette tête est donc réduite. La répartition spatiale des éclats pourra être modifiée en jouant sur la nature des explosifs mis en u̇vre pour le premier chargement et pour le deuxième chargement. On pourra notamment adopter un explosif différent pour le premier et pour le deuxième chargement. L'étui 17 comporte encore une collerette cylindrique 18 qui permet de le positionner par rapport à un trou axial 19 du fond 3c de l'enveloppe 3. L'étui 17 comporte également un lamage 21 aménagé au niveau de son plus grand diamètre. Ce lamage permet de positionner le revêtement 11 et donc d'assurer son centrage par rapport à l'enveloppe 3. L'étui assure également ainsi le maintien axial du revêtement 11 contre les efforts d'inertie, notamment à l'impact sur une cible. REVENDICATIONS 1- Tête militaire (1) multi effets comprenant au moins un premier chargement explosif (2) disposé dans une enveloppe (3) génératrice d'éclats et un premier moyen d'amorçage (4,5) de ce chargement, chargement explosif comportant une cavité dans laquelle est positionné un revêtement de charge formée (11), tête militaire caractérisée en ce qu'une partie (3a) de l'enveloppe génératrice d'éclats est disposée en avant d'une base du revêtement (11), un deuxième chargement explosif (12) annulaire étant disposé en contact avec cette partie avant (3a) de l'enveloppe et pouvant être initié par un deuxième moyen d'amorçage (13,20). 2- Tête militaire multi effets selon la revendication 1, caractérisée en ce que le deuxième chargement explosif (12) comporte une ouverture axiale (16) présentant un profil concave dont la concavité est orientée vers le revêtement (11) de charge formée. 3- Tête militaire multi effets selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le revêtement (11) de charge formée est sous calibré et en ce que le premier chargement explosif (2) comporte une zone annulaire avant (20) qui est en contact avec le deuxième chargement explosif (12) et qui constitue le deuxième moyen d'amorçage. 4- Tête militaire multi effets selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le deuxième moyen d'amorçage comprend au moins une amorce spécifique (13) disposée au voisinage du deuxième chargement (12). 5- Tête militaire multi effets selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une fusée d'amorçage (6) pouvant initier le premier (4,5) et/ou le deuxième (13) moyen d'amorçage, le deuxième moyen amorçage (13) pouvant par ailleurs être initié simultanément ou avec un retard par rapport au premier moyen d'amorçage (4,5). 6- Tête militaire multi effets selon une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'ouverture axiale (16) du deuxième chargement (12) porte un étui support (17) sur lequel vient en appui le revêtement (11) de charge formée. 7- Tête militaire multi effets selon la revendication 6, caractérisée en ce l'étui (17) comporte un lamage (21) aménagé au niveau de son plus grand diamètre, lamage permettant de positionner et centrer le revêtement (11) par rapport à l'enveloppe (3). 8- Tête militaire multi effets selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une ogive renforcée (8). 9- Tête militaire multi effets selon une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le revêtement (11) est un cône. 10- Tête militaire multi effets selon une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'étui support (17) est conique.