Brevet FR2860579A1 — publié le 20050408

Le domaine technique de l'invention est celui des munitions permettant la destruction de cibles fortement protégées par une paroi par exemple de béton. Il est connu, notamment par le brevet US6186072, de définir une munition comportant un corps perforant dont l'inertie assure la traversée de parois de protection épaisses. Cette munition renferme un chargement explosif ou incendiaire qui se trouve initié lors de la perforation ou après la traversée de la paroi. Le corps perforant ce cette munition comporte un insert massif qui se trouve noyé à l'intérieur du matériau du corps. Cet insert est réalisé en un alliage dense et résistant mécaniquement, choisi par exemple parmi les matériaux réfractaires et leurs alliages (tungstène, tantale, uranium). Le matériau du corps est formé par de l'acier qui est coulé autour de l'insert. Cette munition présente l'inconvénient d'être complexe à fabriquer. Il est tout d'abord délicat et coûteux de réaliser un noyau dense de diamètre important (supérieur à 90mm) et présentant de hautes caractéristiques mécaniques d'une façon reproductible (densité supérieure à 13, limite élastique supérieur à 1000 Méga Pascals). En effet ces matériaux sont mis en oeuvre sous forme de poudres par les techniques de compression. Il est ensuite coûteux de couler un corps en acier autour d'un tel noyau dont les caractéristiques mécaniques risquent par ailleurs d'être dégradées par l'opération de coulée. En fait le matériau de l'insert décrit par US6186072 ne remplit qu'un fonction de lest et il n'a pas de capacité perforante propre. C'est le but de l'invention que de proposer une munition perforante ne présentant pas de tels inconvénients. Ainsi la munition selon l'invention est de fabrication simplifiée. Par ailleurs la munition selon l'invention permet d'assurer la perforation d'une cible bétonnée quel que soit l'angle d'impact sur la cible. Ainsi l'invention a pour objet une munition perforante comprenant un corps de pénétration délimitant une cavité interne fermée par un culot, munition caractérisée en ce que le corps de pénétration comporte une pointe avant comprenant au moins un insert solidaire de la pointe, insert réalisé en un matériau à hautes caractéristiques mécaniques, plus dense que celui du corps et disposé dans un logement débouchant à l'extérieur du corps. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les inserts sont conformés en segments disposés radialement autour d'un prolongement axial du corps, segments rendus solidaires du corps par un moyen de liaison. Le moyen de liaison pourra comprendre au moins une bague entourant les inserts. Cette munition perforante pourra comporter également un nez en alliage dense disposé à l'extrémité du prolongement axial du corps et comportant une surface arrière en appui sur les segments. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, chaque insert pourra être constitué par un barreau sensiblement cylindrique logé dans un alésage du corps de pénétration. La munition perforante pourra ainsi comporter un insert axial unique comportant une pointe avant prolongeant le corps de pénétration. Cette munition pourra alors comporter une charge de poudre propulsive permettant d'éjecter l'insert hors du corps de pénétration. Selon un autre mode de réalisation, la munition pourra comporter au moins une couronne de barreaux régulièrement 30 disposés autour d'un axe du corps de pénétration. Elle pourra ainsi comporter deux couronnes de barreaux régulièrement disposés autour d'un axe du corps de pénétration. Les extrémités des barreaux pourront être affleurantes 35 avec une surface externe du corps de pénétration. Les extrémités des barreaux pourront au contraire être en saillie à l'extérieur du corps de pénétration. Chaque barreau pourra avoir son axe incliné par rapport à l'axe du corps de pénétration. Les extrémités des barreaux d'une couronne et d'une autre couronne et/ou d'un barreau axial pourront se trouver 5 sensiblement dans un même plan. La cavité interne pourra renfermer au moins un chargement explosif. 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: - les figures la et lb montrent un premier mode de réalisation d'une munition selon l'invention, la figure la étant une coupe longitudinale et la figure lb une vue externe non coupée de cette munition, - la figure 2 montre un deuxième mode de réalisation d'une munition selon l'invention, - la figure 3 montre un troisième mode de réalisation d'une munition selon l'invention, - les figures 4a, 4b et 4c montrent un quatrième mode de réalisation d'une munition selon l'invention, la figure 4a étant une coupe longitudinale, la figure 4b une vue externe non coupée de cette munition et la figure 4c étant une vue de face de l'ogive de cette munition, - les figures 5a et 5b montrent une variante de réalisation de ce quatrième mode de réalisation, la figure 5a étant une coupe longitudinale et la figure 5b une vue externe non coupée de cette munition, - les figures 6a et 6b montrent une autre variante de réalisation de ce quatrième mode de réalisation, la figure 6a étant une coupe longitudinale et la figure 6b une vue externe non coupée de cette munition. - les figures 7a et 7b montrent en coupe longitudinale deux autres variantes de réalisation de la munition selon 35 l'invention. En se reportant aux figures la et lb une munition perforante 1 selon un mode de réalisation de l'invention comprend un corps de pénétration 2 qui délimite une cavité interne 3 fermée par un culot 4. Cette munition pourra être une bombe air / sol ou bien un missile ou une tête militaire de missile. Elle aura un diamètre supérieur à 100 mm et une longueur de l'ordre de 1,5m. En fonction des besoins opérationnels, elle pourra comporter une partie arrière (non représentée) incorporant un propulseur qui lui conférera une portée ou une vitesse donnée. Elle pourra également le cas échéant comporter un module de guidage / pilotage. La cavité interne 3 renferme un chargement explosif 5 qui peut être initié par une fusée 6 disposée au voisinage du culot 4. La fusée sera conçue de façon à assurer la détection de la traversée d'une paroi puis à initier le chargement explosif une fois cette paroi traversée. De telles fusées sont bien connues de l'Homme du Métier. On pourra par exemple se reporter au brevet US5255608 qui décrit une telle fusée. Le corps de pénétration 2 comporte une pointe avant 2a qui est prolongée par une partie cylindrique arrière 2b délimitant la cavité interne 3. Ce corps est réalisé en un matériau à hautes caractéristiques mécanique, c'est à dire un matériau dont la limite élastique est supérieure ou égale à 1200 Méga Pascals. On pourra par exemple utiliser de l'acier 35NCD16. Conformément à l'invention la pointe avant 2a comprend des inserts 7 réalisés en un matériau plus dense que celui du corps 2. Ces inserts sont réalisés en un matériau dense à haute caractéristiques mécaniques. On choisira un matériau de densité supérieure ou égale à 17 et ayant une limite élastique supérieure ou égale à 1000 Méga Pascals. On pourra par exemple utiliser un alliage de tungstène à haute limite élastique et obtenu par frittage. On pourrait également réaliser les barreaux en uranium appauvri ou en tantale. Les inserts 7 sont ici conformés en segments disposés radialement autour d'un prolongement axial 8 cylindrique du corps 2. Ainsi chaque segment se trouve en contact avec le corps 2, d'une part au niveau du prolongement axial 8 et d'autre part avec un épaulement 9 du corps 2. L'espace libre entourant le prolongement axial 8 constitue ainsi un logement pour les inserts. Chaque insert 7 se trouve également en contact avec deux autres inserts voisins. L'ensemble des inserts forme ainsi la partie ogivée de la pointe avant 2a du corps de pénétration 2. Les inserts 7 sont rendus solidaires du corps par un moyen de liaison qui comprend au moins une bague 10 entourant les inserts 7. Cette bague sera réalisée en acier. Elle se logera dans une gorge 11 formée par la juxtaposition d'encoches portées par chaque insert. La munition 1 comporte également un nez 12 qui est lui aussi réalisé en un alliage dense. Ce nez est fixé à une extrémité 14 de moindre diamètre portée par le prolongement axial 8 du corps 2. Le nez 12 comporte une surface arrière 13 en appui sur les inserts 7. Le nez 12 est fixé sur l'extrémité 14 par exemple par filetage. Il permet de transmettre aux différents inserts 7 le choc lors de l'impact sur une cible. Ainsi la munition selon l'invention associe une ogive de diamètre important (supérieur à 90 mm) et à capacité perforante importante avec un corps en acier qui a pour seule fonction d'assurer l'emport du chargement explosif et le maintien des inserts perforants. Les inserts ont des dimensions raisonnables (section de l'ordre de 2000 mm2 à 6000 mm2) ce qui autorise leur fabrication suivant les techniques de frittage déjà mises en uvre pour les projectiles flèches d'artillerie. Grâce à la conception de la munition selon l'invention, il devient également possible d'améliorer une munition en remplaçant à l'issue d'une phase de stockage les inserts 7 prévus initialement par des inserts présentant des caractéristiques mécaniques améliorées. La figure 2 montre une munition 1 selon un autre mode de réalisation de l'invention. Ce mode ne diffère du précédent que par la structure de la pointe avant 2a. La pointe avant 2a comprend ici un alésage axial 15 à l'intérieur duquel est positionné un insert 7 ayant la forme d'un barreau sensiblement cylindrique et réalisé en un matériau plus dense que celui du corps 2. La pointe avant 16 de cet insert a une forme ogivée qui 10 prolonge le corps de pénétration 2. Cet insert 7 aura ainsi un diamètre de l'ordre de 30 à 40 mm pour un corps de pénétration 2 de diamètre 90 mm. Sa fabrication est ainsi facilitée. La mise en oeuvre d'un alliage de tungstène à hautes caractéristiques mécaniques (limite élastique supérieure ou égale à 1000 Méga Pascals) permet de conférer à cette pointe un caractère perforant et non de simple lest. On améliore ainsi les capacités de perforation de la munition pour une masse donnée. La munition représentée à la figure 3 comprend également 20 un insert unique 7 en matériau dense disposé dans un alésage axial 15. Cet insert 7 comporte une cavité interne 17 à l'intérieur de laquelle est disposée une charge de poudre propulsive 18. Un dispositif 19 permettant l'allumage de cette charge est logé dans le corps 2. Il est relié par une liaison filaire 20 à la fusée 6. Cette dernière comportera alors un module chronométrique ou bien un module de détection de proximité (relié à une antenne non représentée solidaire de l'ogive du corps 2) qui permettra de déclencher l'allumage de la charge propulsive 18 avant l'impact sur une cible et à une distance de celle ci de l'ordre de 3 à 4 calibres. La charge propulsive 18 assurera l'éjection de l'insert 7 hors du corps de pénétration 2. Il se trouvera donc propulsé vers la cible. Le différentiel de vitesse entre.l'insert 7 et le corps 2 sera de l'ordre de 200 m/s. Une telle disposition permet d'accroître les capacités de perforation de la munition sans pour autant augmenter sa vitesse. L'insert assurera le percement d'un avant trou dans la cible, le corps de pénétration impactera ensuite la cible au niveau de cet avant trou. Les figures 4a, 4b et 4c montrent un autre mode de réalisation d'une munition perforante selon l'invention. Ce mode ne diffère des précédents que par la structure de la tête perforante 2a qui comprend ici plusieurs barreaux 7a, 7b, 7c sertis dans des alésages aménagés dans le corps de la pointe 2a. Chaque barreau 7a, 7b, 7c est cylindrique et l'axe de son alésage est parallèle à l'axe 21 de la tête perforante 2a. Les barreaux 7a et 7b sont ainsi répartis en deux couronnes concentriques entourant l'axe 21 de la tête perforante. Un barreau 7c occupe par ailleurs un alésage coaxial à la tête 2a (voir aussi figure 4c). Il y a donc autour du barreau axial 7c une première couronne ou couronne médiane comprenant huit barreaux 7b régulièrement répartis autour de l'axe 21 et une deuxième couronne ou couronne externe comprenant seize barreaux 7a régulièrement répartis autour de l'axe 21. Les diamètres des barreaux périphériques 7a sont ici inférieurs à ceux des barreaux médians 7b. Les diamètres des différents barreaux pourront être identiques ou différents pour des raisons d'organisation de la tête perforante. Le but recherché est d'obtenir la densité globale la plus forte pour la tête perforante. Les diamètres des barreaux pourront être compris entre 10 mm et 30 mm. Les extrémités des différents barreaux sont usinées de telle sorte qu'ils soient affleurants avec une surface externe ogivée de la pointe avant 2a (voir figures 4a et 4b) du corps de pénétration 2. Ainsi les barreaux 7 ne perturbent pas l'aérodynamisme de la munition 1. Les barreaux sont encore réalisés en un matériau dense, par exemple en un alliage de tungstène obtenu par frittage. Du fait du diamètre réduit pour les barreaux, on pourra ici adopter un matériau à caractéristiques mécaniques encore supérieures, par exemple un alliage de tungstène dont la limite élastique sera supérieure ou égale à 1500 Méga Pascals. Le corps de la têtes 2a est réalisé en acier. Ce mode de réalisation permet d'obtenir aisément une pointe avant 2a ayant une forte densité. Il est en effet plus facile de réaliser des barreaux denses de diamètre réduit (de l'ordre de 10 à 30 mm) que de réaliser une pointe avant de gros diamètre (supérieur à 150mm) en un tel matériau fritté. De plus il serait délicat de réaliser un corps 2 de munition intégralement en tungstène fritté et comprenant une partie avant massive raccordée à un partie arrière mince et délimitant une cavité 3. Il est bien entendu possible de prévoir un nombre et une répartition différentes pour les barreaux. Les figures 5a et 5b représentent un autre mode de 15 réalisation qui ne diffère du précédent que par la forme des barreaux 7. Suivant ce mode de réalisation les extrémités des barreaux 7a et 7b sont en saillie à l'extérieur du corps de pénétration 2. Chaque barreau comporte donc une pointe 22 qui s'étend en dehors de la surface externe ogivée de la pointe avant 2a. Il en résulte une capacité d'accrochage plus forte de la pointe avant 2a lors d'un impact sur une cible avec une incidence. Les axes des barreaux 7a, 7b et 7c sont là encore tous parallèles à l'axe 21 de la munition. Les figures 6a et 6b représentent un autre mode de réalisation analogue à celui des figures 5a et 5b mais dans lequel chaque barreau 7a ou 7b a son axe 23a ou 23b incliné par rapport à l'axe 21 du corps de pénétration 2. Ainsi les barreaux 7a de la couronne externe ont un axe 23a qui est incliné d'un angle a de l'ordre de 20 à 30 . Les barreaux 7b de la couronne médiane ont un axe 23b qui est incliné d'un angle (3 de l'ordre de 10 à 15 . Cette disposition permet également de favoriser l'accrochage de la pointe avant 2a sur la cible lors d'un impact avec une incidence. Par rapport au précédent, ce mode de réalisation permet d'accroître les capacités d'accrochage sans augmenter les masses ou les diamètres des barreaux 7. La figure 7a représente un autre mode de réalisation analogue à celui des figures 5a et 5b mais dans lequel les barreaux 7b de la couronne médiane ont une longueur telle que leur pointe 22 se trouve sensiblement au niveau de la pointe 22 du barreau axial 7c (donc au niveau d'un même plan 24). Un tel mode de réalisation permet d'assurer une fragilisation simultanée de la cible au niveau de plusieurs point d'impacts. On améliore ainsi la perforation. La figure 7b représente un mode de réalisation analogue à celui de la figure 7a mais dans lequel tous les barreaux ont une longueur telle que leur pointe 22 se trouve sensiblement au niveau de la pointe 22 du barreau axial 7c (donc au niveau du même plan 24). On multiplie ainsi le nombre de points d'impacts simultanés sur la cible. Il serait bien entendu possible de prolonger ainsi les barreaux inclinés tels que représentés aux figures 6a et 6b. On pourrait également mettre les extrémités des barreaux des couronnes externe 7a et médiane 7b au niveau d'un même plan tout en laissant l'extrémité du barreau 7c en retrait ou bien en saillie par rapport aux couronnes. Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il est ainsi possible de combiner les modes de réalisation des figures 4a à 7b (barreaux multiples) avec celui de la figure 3 (barreau propulsé). On pourra ainsi prévoir une charge propulsive permettant d'éjecter le barreau axial 7c avant impact sur la cible. Les autres barreaux répartis sur les couronnes restant fixes par rapport à la pointe avant 2a. On pourra également remplacer le chargement explosif 5 par un chargement de nature différente, par exemple une charge incendiaire ou bien une ou plusieurs sous munitions explosives et/ou incendiaires éjectées après perforation de la cible. REVENDICATIONS 1- Munition perforante (1) comprenant un corps de pénétration (2) délimitant une cavité interne (3) fermée par un culot (4), caractérisée en ce que le corps de pénétration (2) comporte une pointe avant (2a) comprenant au moins un insert (7,7a,7b,7c) solidaire de la pointe (2a), insert réalisé en un matériau à hautes caractéristiques mécaniques, plus dense que celui du corps et disposé dans un logement débouchant à l'extérieur du corps. 2- Munition perforante selon la revendication 1, caractérisée en ce que les inserts (7) sont conformés en segments disposés radialement autour d'un prolongement axial (8) du corps (2), segments rendus solidaires du corps par un moyen de liaison. 3- Munition perforante selon la revendication 2, caractérisée en ce que le moyen de liaison comprend au moins une bague (10) entourant les inserts (7). 4- Munition perforante selon une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un nez (12) en alliage dense disposé à l'extrémité du prolongement axial (8) du corps et comportant une surface arrière (13) en appui sur les segments (7). 5- Munition perforante selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque insert (7) est constitué par un barreau sensiblement cylindrique logé dans un alésage du corps de pénétration (2). 6- Munition perforante selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un insert axial (7) unique comportant une pointe avant (16) prolongeant le corps de pénétration (2). 7- Munition perforante selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une charge de poudre propulsive (18) permettant d'éjecter l'insert (7) hors du corps de pénétration (2). 8- Munition perforante selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une couronne de barreaux (7a,7b) régulièrement disposés autour d'un axe (21) du corps de pénétration (2). 9- Munition perforante selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte deux couronnes de 5 barreaux (7a,7b) régulièrement disposés autour d'un axe (21) du corps de pénétration (2). 10- Munition perforante selon une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que les extrémités des barreaux (7a,7b) sont affleurantes avec une surface externe du corps de pénétration (2). 11- Munition perforante selon une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que les extrémités des barreaux (7a,7b) sont en saillie à l'extérieur du corps de pénétration (2). 12- Munition perforante selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque barreau (7a,7b) a son axe incliné par rapport à l'axe (21) du corps de pénétration (2). 13- Munition perforante selon une des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce que les extrémités des barreaux (7a,7b) d'une couronne et d'une autre couronne et/ou d'un barreau axial (7c) se trouvent sensiblement dans un même plan (24). 14- Munition perforante selon une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la cavité interne (3) renferme au moins un chargement explosif (5).