Brevet FR2947046A1 — publié le 20101224

Le domaine technique de l'invention est celui des têtes militaires comportant des moyens de perforation et des moyens de marquage ainsi que celui des systèmes d'armes mettant en oeuvre de telles têtes militaires. On connaît par le brevet US4448106 un dispositif permettant d'identifier les cibles dures par la dispersion au dessus de celles-ci de sous-projectiles de marquage. Ces sous-projectiles s'enfoncent partiellement dans la cible dure et émettent un rayonnement qui permet leur localisation ultérieure par un autre système d'arme. Un tel dispositif présente des inconvénients. Tout d'abord la pénétration dans la cible n'est obtenue que par l'énergie cinétique de la sous-munition. Il en résulte un enfoncement réduit de celle-ci dans la cible. De plus les sous-munitions sont dispersées en grand nombre au dessus de la cible. Il en résulte une multiplication des points d'impacts et donc des marquages de la cible. Le système d'arme utilisé ultérieurement devra choisir un point d'impact parmi les nombreux points d'impact possibles, il en résulte une complication des moyens de détection à mettre en oeuvre et une perte d'efficacité. C'est le but de l'invention que de pallier de tels inconvénients. Ainsi la tête militaire selon l'invention assure une mise 25 en place d'un marquage d'une façon fiable et profonde dans une cible. L'invention a donc pour objet une tête militaire comprenant des moyens de perforation et des moyens de marquage, tête caractérisée en ce qu'elle comporte au moins 30 une charge formée, constituée d'un chargement explosif et d'au moins un revêtement, une charge de marquage étant disposée dans un projectile qui est destiné à venir se loger dans le trou percé par la charge formée. Selon un mode particulier de réalisation, le projectile 35 est écarté de la charge formée avant l'initiation de celle ci au moyen d'une première charge pyrotechnique. Selon un mode particulier de réalisation, la tête militaire comporte un tube axial traversant sensiblement toute la charge formée, tube dans lequel est logée au moins partiellement le projectile contenant la charge de marquage. Avantageusement, la charge de marquage pourra être une chare pyrotechnique génératrice de rayonnement infrarouge. Selon un deuxième mode de réalisation, la tête militaire comporte au moins deux charges formées situées l'une derrière l'autre. Selon un troisième mode de réalisation, la tête militaire comporte deux charges formées qui sont susceptibles avant leur initiation de s'écarter l'une de l'autre par l'action d'une deuxième charge pyrotechnique. Selon un autre mode de réalisation, la tête militaire comporte également une charge explosive de déblaiement qui est éjectée hors de la tête militaire, au moyen d'une troisième charge pyrotechnique, avant initiation de la charge formée et en avant de celle-ci. C'est également un but de l'invention que de proposer une tête militaire permettant d'assurer une perforation importante de la cible tout en étant de dimensions réduites. Le système d'arme qui met en oeuvre la tête militaire selon l'invention permet d'obtenir des performances de perforation meilleures que celles des systèmes connus. L'invention a ainsi pour objet un système d'arme mettant en oeuvre une telle tête militaire, système caractérisé en ce que la tête militaire est solidaire d'une première sous-munition et en ce qu'il comprend au moins une deuxième sous-munition dotée d'un capteur du rayonnement émis par la charge de marquage et de moyens de pilotage lui permettant de se diriger vers le trou percé par la première sous-munition. La deuxième sous-munition comportera avantageusement au moins une charge explosive. Elle pourra également comporter une enveloppe renforcée et des moyens de propulsion. La première et la deuxième sous-munition pourront être 35 libérées par un vecteur à l'approche d'une cible. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: -la figure 1 représente en coupe longitudinale une tête militaire selon un premier mode de réalisation de l'invention, -la figure 2 représente une tête militaire selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, -la figure 3 représente une tête militaire selon un troisième mode de réalisation de l'invention, -les figures 4a, 4b, 4c représentent diverses phases du 10 fonctionnement de la tête militaire suivant le troisième mode de réalisation de l'invention, -la figure 5 schématise la mise en oeuvre d'un système d'arme selon l'invention, -la figure 6 représente en coupe longitudinale un mode de 15 réalisation d'un second projectile utilisé dans ce système d'arme et destiné à suivre la tête militaire selon l'invention. En se reportant à la figure 1, une tête militaire 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention comporte une 20 enveloppe 2 à l'intérieur de laquelle est disposée une charge formée 3 (ici une charge creuse). La tête militaire 1 est représentée ici seule. Elle est destinée à être mise en place dans un projectile ou une munition, non représenté, telle un missile, une roquette ou 25 bien une bombe. La charge formée comporte d'une façon connue un chargement explosif 4, qui est disposé dans une enveloppe 5, et sur lequel est appliqué un revêtement 6. Le chargement explosif est initié par un dispositif 30 d'amorçage 7, qui n'est pas représenté ici en détail, et qui comportera également un dispositif de sécurité et d'armement. Cette tête militaire comporte, en arrière de la charge formée 3, un premier tube axial 8 dans lequel est placé un projectile 9 renfermant une charge de marquage 10. 35 La charge de marquage 10 est initiée par un dispositif d'amorçage 11 (incorporant un dispositif de sécurité et d'armement). Cette charge sera par exemple une charge pyrotechnique émettrice dans le domaine infra rouge. Le projectile 9 est destiné à venir se loger dans le trou qui sera percé dans la cible par la charge formée 3. Une électronique de commande 12 est reliée à des moyens de détection solidaires d'une fusée (non représentée) de la munition porteuse. Elle commande l'initiation de la charge formée 3 à l'approche d'une cible. Un écran de protection 13 protège le projectile de marquage 9 lors de l'initiation de la charge formée 3. Le projectile 9 poursuit sa trajectoire après initiation de la charge formée 3 et il vient se loger dans le trou percé parcelle ci dans la cible. Le profil ogivé du projectile facilite sa pénétration dans le trou percé dans la cible. Le dispositif d'amorçage 11 sera choisi de façon à initier la charge de marquage consécutivement à l'impact du projectile 9 sur la cible et avec un retard permettant à celui ci de se loger dans le trou avant d'être initié. La charge de marquage est destinée à permettre le repérage par un projectile suiveur du trou percé dans la cible par la charge formée 3. A titre d'exemple l'invention permet avec une charge formée de diamètre 300mm de placer un marqueur de 60mm de diamètre au fond d'un trou de diamètre 100mm. Ce marqueur pourra se trouver à une profondeur d'environ 2 mètres. Il en résulte une meilleure fiabilité du positionnement du marqueur qui ne peut être retiré facilement de la cible par des troupes ennemies. De plus, le positionnement du marqueur en profondeur dans la cible améliore la directivité du rayonnement qu'il émet. On est assuré ainsi que le projectile suiveur se présentera, non seulement au niveau du même point d'impact sur la cible, mais avec une orientation angulaire qui sera sensiblement la même que celle du premier trou réalisé. Il en résulte des performances de perforation supérieures car la charge du projectile suiveur prolongera le premier trou réalisé au lieu de percer un autre trou à proximité. Selon un autre mode de réalisation on pourra remplacer l'écran de protection 13 par une première charge pyrotechnique dont l'initiàtion sera provoquée par la fusée de la munition quelques millisecondes avant l'initiation de la charge formée 3. Ce mode de réalisation permet d'éloigner le projectile de marquage de la charge formée avant. On augmente ainsi sa protection. On pourra jouer sur la vitesse communiquée par cette charge pyrotechnique d'éjection pour moduler l'éloignement du projectile en fonction de la puissance de la charge formée avant. Le projectile 9 pourra être IO éventuellement totalement éjecté hors de la tête militaire par la première charge pyrotechnique. La figure 2 montre une tête militaire suivant un deuxième mode de réalisation. Cette tête diffère de la précédente en ce que le premier 15 tube 8 de guidage du projectile de marquage 9 s'étend axialement au travers de la charge formée 3. Il en résulte un encombrement réduit pour la tête militaire 1. Dans ce mode de réalisation, le tube $ contient une première charge pyrotechnique d'éjection 14 qui est initiée 20 par l'électronique de commande 12 avant la charge formée 3 et qui permet d'éloigner le projectile 9 de la charge formée 3. Le tube 8 joue donc le rôle de tube de lancement pour le projectile 9, il est fermé par un bouchon 8a afin d'assurer le confinement des gaz permettant le lancement du projectile. 25 Cette configuration permet d'obtenir une vitesse d'éjection suffisante (de l'ordre de 100 m/s) avec une charge d'éjection 14 relativement réduite (50g de poudre propulsive). Il en résulte également une bonne maîtrise de la balistique du projectile 9 dont le point d'impact sur une 30 cible est sensiblement confondu avec le point d'impact du jet de la charge formée 3. La figure 3 montre une tête militaire 1 selon un troisième mode de réalisation. Cette tête comporte deux charges formées, une charge 35 avant 3a et une charge arrière 3b. Chaque charge formée comporte un chargement explosif 4a,4b, disposé dans une enveloppe 5a,5b, et sur lequel est appliqué un revêtement 6a,6b. Chaque chargement explosif est initié par un dispositif d'amorçage 7a,7b, qui comportera également un dispositif de sécurité et d'armement. La tête militaire occupe ici une position (dite repliée) 5 qui est celle qu'elle a au cours des phases de stockage et de vol de la munition. Les charges avant et arrière sont disposées axialement au voisinage l'une de l'autre. Elles sont séparées par un écran de protection intercharges 15. 10 Cet écran est formé de plusieurs bagues coaxiales (ici huit bagues 15a, 15b...15h). La bague périphérique 15h est ajustée à la surface interne de l'enveloppe 1 et solidaire de celle ci (par exemple par collage). L'écran intercharge 15 épouse sensiblement le profil du 15 revêtement 6b de la charge arrière 3b ainsi que de la partie arrière de l'enveloppe 5a de la charge avant 3a. Les charges avant et arrière sont susceptibles de se translater par rapport à l'enveloppe 2 pour venir en butée au niveau respectivement d'une collerette avant 16 pour la 20 charge avant 3a et d'une butée arrière 17 pour la charge arrière 3b. La butée arrière 17 est ainsi destinée à coopérer avec la partie arrière de l'enveloppe de la charge arrière 3b tandis que la charge avant 3a porte une bague périphérique 18 qui 25 est destinée à venir en butée sur la collerette avant 16. La bague périphérique 18 assure également le guidage en translation de la charge avant par rapport à l'enveloppe Collerette avant 16 et butée arrière 17 sont solidaires de l'enveloppe 2 de la tête militaire. L'une de ces deux 30 butées sera amovible (et solidaire par exemple d'une bague vissée), cela afin de permettre la mise en place des charges à l'intérieur de l'enveloppe 2. Afin d'assurer leur immobilisation pendant les phases de stockage et de vol de la tête militaire, les charges sont 35 liées à l'enveloppe au moyen de goupilles radiales cisaillables non représentées. La translation des charges avant et arrière est commandée par une deuxième charge pyrotechnique de séparation 19 qui est disposée entre les charges avant 3a et arrière 3b. La charge de séparation 19 est initiée par des moyens d'amorçage classiques et non représentés et qui pourront comprendre un dispositif de sécurité et d'armement. La charge avant 3a comporte également un deuxième tube axial 20 dans lequel est placée une charge explosive de déblaiement 21. Cette charge a la forme d'un projectile doté d'une enveloppe 22 renfermant un explosif 23 qui est choisi de IO façon à engendrer un effet de souffle important (par exemple un chargement associant de l'Hexogène (60% en masse) à de la Tolite (40% en masse)). L'explosif 23 est initié par un système d'amorçage 24 (comportant un dispositif de sécurité et d'armement). Ce système d'amorçage déclenchera la mise à 15 feu de la charge de déblaiement à l'impact sur la cible. L'enveloppe 22 comporte une partie arrière allongée 22a qui est guidée par le tube axial 20 et une partie avant évasée 22b qui prend appui sur le revêtement 6a de la charge avant 3a. 20 Le projectile formé par la charge de déblaiement 21 peut être éjecté hors de la tête militaire au moyen d'une troisième charge pyrotechnique 25. L'éjection de la charge de déblaiement est commandée à distance de la cible par la fusée de la munition contenant la 25 tête militaire. Cette éjection est provoquée avant initiation des charges formées 3a,3b. La charge de déblaiement 21 assure ainsi la destruction et/ou le dégagement des surprotections légères placées devant la cible dure, par exemple les sacs de sable 30 ou de terre. On améliore ainsi l'efficacité de perforation des charges formées dont le jet ne sera plus consommé par les surprotections. Du fait de la présence du deuxième tube 20, la charge de déblaiement 17 se trouve entièrement disposée à l'intérieur 35 de la charge formée avant 3a. Il en résulte une grande compacité pour la tête militaire. Le tube 20 joue également le rôle de tube de lancement pour la charge de déblaiement. Cette configuration permet (comme cela a été précisé pour le mode de réalisation précédent) d'obtenir une vitesse d'éjection suffisante avec une charge d'éjection 25 relativement réduite. Il en résulte également une bonne maîtrise de la balistique du projectile 21 dont le point d'impact sur une cible est sensiblement confondu avec le point d'impact des jets des charges formées. Les figures 4a à 4c montrent la chronologie de fonctionnement de la tête militaire suivant ce dernier mode de réalisation de l'invention. La fusée de la munition portant la tête militaire n'est pas représentée et pourra être une fusée de proximité ou bien un auto directeur. Lorsqu'elle détecte l'approche de la cible, elle provoque le tir vers l'avant de la charge de déblaiement 21 (figure 4a) en initiant la troisième charge pyrotechnique 25. Quelques millisecondes après {100 à 200ms), la fusée provoque l'écartement des charges formées avant 3a et arrière 3b en initiant la deuxième charge pyrotechnique 19. La configuration de la tête militaire est alors celle représentée figure 4b. La pression des gaz engendré par cette deuxième charge 19 à provoqué le cisaillement des goupilles de maintien des charges formées 3a,3b par rapport à l'enveloppe et entraîné la translation des charges avant et arrière jusqu'à leur mise en butée sur la collerette 16 et la butée arrière 17 respectivement. La tête militaire voit ainsi sa longueur totale s'accroître d'environ 40%. L'écran de protection 15 a une structure télescopique et il passe, comme suite à l'écartement des charges, d'une position de transport (figure 3) à une position active (figure 4b) dans laquelle son encombrement axial s'est réduit. Une telle disposition permet d'améliorer l'efficacité de l'écran, car elle permet d'éloigner de la charge arrière 3b les différentes bagues de l'écran qui ne sont pas solidaires de l'enveloppe 2. L'écran assure ainsi, à distance de la charge arrière, la retenue des gaz et des fragments générés par la charge avant. Le caractère télescopique de l'écran pourra être obtenu en reliant les bagues les unes aux autres par des ressorts qui seront positionnés de telle façon qu'ils se trouvent tous comprimés lorsque l'écran formé par l'ensemble des bagues se trouve dans la position de transport (fig 3). Les différentes bagues de l'écran se trouvent maintenues dans cette position par les charges formées avant 3a et arrière 3b qui jouent le rôle de butées axiales. Lors de l'écartement des charges formées, les ressorts se détendent et amènent l'écran 15 à sa position active représentée à la figure 4b. Environ 100 millisecondes après l'écartement des charges formées avant et arrière, la fusée provoque enfin l'éjection vers l'arrière de la tête militaire du projectile de marquage 9 en initiant la première charge pyrotechnique 14 (figure 4c). Les intervalles de temps séparant les différentes étapes de fonctionnement pourront être modifiés en fonction des caractéristiques balistiques et détoniques de la tête militaire considérée. Après détonation de la charge de déblaiement 21 à l'impact sur la cible, les charges formées 3a et 3b sont initiées l'une après l'autre et percent au moins partiellement la cible de béton. Le projectile de marquage 9 pénètre flans le trou réalisé par ces dernières et il est initié à son tour à l'intérieur du trou. La figure 5 montre la mise en oeuvre d'un système d'arme utilisant une tête militaire telle que décrite précédemment. Un vecteur 26 (tel une bombe, une roquette, un drône ou un missile) libère au voisinage d'une cible 27 une première sous-munition 37 qui est dotée d'une tête militaire 1 selon l'invention ainsi que d'une fusée 28 lui permettant de reconnaître la cible 27 et de moyens de pilotage 29. La tête militaire 1 fonctionne comme décrit précédemment. Eventuellement une charge de déblaiement permet de dégager les surprotections légères 38 (sacs de sable ou couche de terre) qui couvrent la cible. La ou les charges formées percent un trou dans le béton de la cible, et le projectile de marquage se loge dans le trou ainsi percé. Le rayonnement (par exemple infra rouge) engendré par le projectile de marquage attirera vers le trou ainsi réalisé une deuxième sous-munition 30 qui a été libérée par le vecteur 26 quelques secondes après le largage de la première sous-munition 37. Cette deuxième sous-munition 30 comportera des moyens de guidage (par exemple un auto directeur infra rouge) qui lui permettront de se diriger vers le trou déjà percé pour amener au niveau de celui ci une nouvelle charge perforante. La figure 6 montre en coupe longitudinale un mode de réalisation d'une deuxième sous munition. Cette sous-munition comporte un autodirecteur 31 et des moyens de pilotage 32. Elle renferme une charge explosive 33 qui est disposée avec ses moyens d'amorçage 35 dans une enveloppe renforcée 34. Un propulseur 36 entoure l'enveloppe de la charge. Il est allumé par la fusée au voisinage de la cible détectée. Il permet de donner à la charge une énergie cinétique suffisante pour lui permettre de pénétrer dans le premier trou réalisé par la première sous-munition. La disposition du propulseur autour de la charge explosive permet de réduire l'encombrement de la deuxième sous munition. Les moyens d'amorçage seront choisis de façon à ne provoquer l'initiation de la charge qu'un certain temps après 30 l'impact sur la cible. A titre de variante on pourra doter chaque sous-munition de moyens de freinage aérodynamiques (par exemple des parachutes). Ces moyens seront définis de telle sorte que, après une éjection simultanée des deux sous-munitions, la 35 deuxième sous-munition se trouve davantage freinée que la première ce qui lui permet de n'arriver sur la cible qu'après celle-ci. De plus, ces moyens de freinage permettront aux sous- 2947046 Il munitions d'engager des cibles suivant une direction sensiblement verticale ce qui est avantageux pour les cibles dures enterrées comme les postes de commandement. Les sous-munitions pourront être également être 5 constituées par des projectiles tirés l'un après l'autre par un système de tir tel une artillerie ou un lance roquettes. REVENDICATIONS1. Tête militaire (1) comprenant des moyens de perforation et des moyens de marquage, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une charge formée (3), constituée d'un chargement explosif (4) et d'au moins un revêtement (6), une charge de marquage (10) étant disposée dans un projectile (9) qui est destiné à venir se loger dans le trou percé par la charge formée (3). 2. Tête militaire selon la revendication 1, caractérisée en çe que, avant initiation de la charge formée (3), le projectile (9) est écarté de celle-ci au moyen d'une première charge pyrotechnique {14). 3-Tête militaire selon la revendication 2, caractérisée 15 en ce qu'elle comporte un tube axial (8) traversant sensiblement toute la charge formée (3), tube dans lequel est logé au moins partiellement le projectile (9) contenant la charge de marquage (10). 4-Tête militaire selon une des revendications 1 à 3, 20 caractérisée en ce que la charge de marquage (10) est une charge pyrotechnique génératrice de rayonnement infra rouge. 5-Tête militaire selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux charges formées (3a,3b) situées l'une derrière l'autre. 25 6-Tête militaire selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte deux charges formées (3a,3b) qui sont susceptibles avant leur initiation de s'écarter l'une de l'autre par l'action d'une deuxième charge pyrotechnique (19). 30 7-Tête militaire une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'elle comporte également une charge explosive de déblaiement (21) qui est éjectée hors de la tête militaire (1), au moyen d'une troisième charge pyrotechnique (25), avant initiation de la charge formée et en avant de 35 celle-ci. 8-Système d'arme mettant en oeuvre une tête militaire selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la tête militaire (1) est solidaire d'une première sous-munition(37) et en ce qu'il comprend au moins une deuxième sous-munition {30) dotée d'un capteur du rayonnement émis par la charge de marquage (10) et de moyens de pilotage lui permettant de se diriger vers le trou percé par la première sous-munition. 9-Système d'arme selon la revendication 8, caractérisé en ce que la deuxième sous-munition (30) comporte au moins une charge explosive (33). 10-Système d'arme selon une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la deuxième sous-munition (30) comporte une enveloppe renforcée (34) et des moyens de propulsion. 11-Système d'arme selon une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la première et la deuxième sous-munition sont libérées par un vecteur à l'approche d'une cible.