Brevet FR3054657A1 — publié le 20180202

Le domaine technique de l'invention est celui des têtes militaires à projection d'éclats, qu'ils soient préformés ou qu'ils résultent de la fragmentation de l'enveloppe de la tête militaire. Il est connu du brevet FR2647889 d'employer une enveloppe fragmentable ayant une forme de révolution de type diabolo centrée autour de l'axe longitudinal à la tête militaire. L'enveloppe contient un explosif comportant un initiateur disposé au centre de l'explosif afin que la détonation de ce dernier génère une gerbe d'éclats de l'enveloppe focalisée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la charge militaire. Pour pouvoir initier une telle charge en son centre, il est nécessaire de recourir à une canne d'amorçage ou à des moyens de transmission de l'information de mise de feu qui sont complexes, coûteux et fragiles du fait du cheminement à effectuer au sein de l'explosif. Un objectif de l'invention est de résoudre ce problème de complexité de la mise de feu. En outre, ce dispositif selon l'art antérieur n'offre qu'un type d'agression possible d'une cible à traiter et donc qu'un type de destruction associé. L'invention propose deux types d'agression de cible avec deux effets de destruction qui sont chronologiquement 25 successifs, et cumulatifs. Ainsi, l'invention porte sur une tête militaire comportant une enveloppe comportant des éclats et ayant une forme de révolution centrée autour d'un axe longitudinal de la tête 30 militaire, enveloppe disposée autour d'une charge d'explosif s'étendant d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe, tête militaire caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un initiateur disposé au niveau d'une première extrémité de la charge, enveloppe comportant une première portion tronconique 3054657 2 dont la grande base est orientée vers une première extrémité de la tête militaire et une seconde portion tronconique dont la grande base est orientée vers la seconde extrémité de la tête militaire, chaque portion tronconique étant centrée sur 5 l'axe longitudinal, la première portion comportant un demi-angle au sommet supérieur à celui de la seconde portion. Avantageusement, l'enveloppe comporte au moins deux catégories d'éclats, des éclats lourds et des éclats légers, la masse d'un éclat lourd étant au moins trois fois 10 supérieure à celle d'un éclat léger. Avantageusement la tête militaire, comporte trois portions distinctes dont une portion centrale est sensiblement cylindrique et centrée sur l'axe longitudinal de la tête militaire. 15 Avantageusement, les éclats lourds sont situés sur la portion cylindrique. Avantageusement la tête militaire, comporte au moins un initiateur situé sur l'axe longitudinal. Avantageusement la tête militaire, comporte au moins une 20 couronne d'initiateurs régulièrement répartis autour de l'axe longitudinal. Avantageusement, les éclats lourds sont des pavés _ cubiques et les éclats légers sont des billes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, description faite en référence aux dessins annexés, dessins dans lesquels: La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale de la tête militaire selon l'invention et selon un premier mode 30 de réalisation. La figure 2 représente une vue d'ensemble de la répartition des éclats dans l'espace lors de l'initiation de la tête militaire selon le premier mode de réalisation. 3054657 3 La figure 3 représente une vue en coupe transversale de la tête militaire selon l'invention et selon un second mode de réalisation. La figure 4 représente une vue d'ensemble de la 5 répartition des éclats dans l'espace lors de l'initiation de la tête militaire selon le second mode de réalisation. Selon la figure 1, une tête militaire 1 comporte une enveloppe 2 présentant une forme de révolution centrée autour 10 d'un axe longitudinal 3 de la tête militaire 1. Cette enveloppe est fermée à sa première et à sa seconde extrémité par un couvercle 8 ou 9. L'intérieur de l'enveloppe est rempli par une charge 4 d'explosif s'étendant entre les deux couvercles 8 et 9 qui assurent un confinement axial de la 15 charge. Les couvercles 8 et 9 sont perpendiculaires à l'axe longitudinal 3. La première face 4a en contact avec le couvercle 8 comporte un initiateur 5 destiné au déclenchement de la charge explosive 4. Selon le mode de réalisation représenté, l'initiateur 5 est placé au centre de la première 20 face 4a de l'explosif 4, sur l'axe longitudinal 3. L'enveloppe 2 comporte des éclats 2a et 2b préformés en matériau dense, tel que du tungstène par exemple, et sont destinés à être projetés lors de l'explosion de la charge 4. Une première catégorie d'éclats 2a, dit éclats légers 2a, est 25 constituée de billes 2a alors qu'une seconde catégorie d'éclats 2b, dits éclats lourds 2b, est constituée de pavés cubiques disposés dans l'enveloppe 2 de manière à former une bague sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 3. Unitairement, chaque éclat lourd 2b a une masse au moins trois fois supérieure à celle d'un éclat léger 2a. Dans une variante non représentée de la présente invention, les éclats légers 2a peuvent tout aussi bien être des cubes. Les deux catégories d'éclats 2a et 2b sont différenciées par leurs 3054657 4 masses respectives pour obtenir une chronologie de projection différente entre ces deux catégories. Les premiers éclats 2a sont disposés régulièrement dans toute l'enveloppe 2 à l'exception d'une bague occupée par les 5 seconds éclats 2b. La cohésion entre l'ensemble des éclats de l'enveloppe pourra être assurée par une résine par exemple. On notera que la section longitudinale de l'enveloppe 2 affiche un profil de révolution 6 comportant 3 portions 6a,6b,6c qui se distinguent les uns des autres par leurs 10 orientations relatives al,a2,a3 par rapport à l'axe longitudinal 3, orientations qui sont toutes différentes. Ainsi, la première portion 6a est tronconique et a sa grande base orientée vers la première extrémité 4a de la tête militaire 1, la première extrémité 4a étant celle au niveau 15 de laquelle est positionné l'initiateur 5. La seconde portion 6b est également tronconique et a sa grande base orientée vers la seconde extrémité 4b de la tête militaire. La portion centrale 6c présente une forme cylindrique 20 centrée sur l'axe longitudinal 3 avec a3 = 0 degré. La troisième portion, ou portion centrale 6c, comporte des éclats 2a légers et des éclats lourds 2b. On notera que le demi-angle au sommet al de la première portion d'enveloppe 6a est supérieur au demi-angle au sommet 25 a2 de la seconde portion d'enveloppe 6b. Ainsi, selon la figure 2, lorsque l'initiateur 5 qui est en position dite centrale fonctionne, il initie la charge 4 et déclenche la propagation d'une onde de choc 7 ayant une symétrie de révolution autour de l'axe longitudinal 3. 30 Etant les moins massifs, les éclats 2a de la première catégorie, dit éclats légers 2a, vont être projetés avec la vitesse initiale la plus élevée. La première et la seconde portion d'enveloppe 6a et 6b du fait de leurs demi-angles d'orientation respectifs al, a2 3054657 5 limitent la divergence de projection des éclats légers 2a en les contenant dans un espace compris entre les plans des faces 4a et 4b de la charge 4. Les éclats 2a de la première portion 6a sont les plus 5 proches de l'initiateur 5 et sont les plus susceptibles de subir une onde de choc frontale propice à la divergence. A l'inverse, les éclats 2b de la seconde portion 6b sont les plus lointains de l'initiateur 5 et sont donc amenés à subir une onde de choc plus tangentielle à la seconde portion 6b. 10 Pour optimiser la contention des éclats dans cet espace compris entre les plans des faces 4a et 4b de la charge 4, il est donc nécessaire de choisir une valeur de demi-angle al de la première portion 6a supérieure à celle du demi-angle a2 de la seconde portion 6b, celle-ci étant placée au plus loin de 15 l'initiateur 5. L'Homme du Métier déterminera concrètement par simulation numérique les valeurs des demi-angles al et a2 lors de la conception de la tête militaire. Ces valeurs dépendent en effet des dimensions de la tête militaire (longueur, diamètre, longueur de la troisième portion 6c). 20 Les éclats légers 2a sont alors majoritairement projetés de manière sensiblement équatoriale, c'est-à-dire selon des directions perpendiculaires à l'axe longitudinal 3 de la tête militaire 1. La distance d'usage à laquelle une tête militaire selon l'invention doit être déclenchée relativement 25 à une cible est de l'ordre de 1 à 10 mètres au maximum. Ainsi, les éclats légers 2a, sont les premiers à impacter la cible car étant les plus véloces, ils vont provoquer un effet de criblage localisé sur la cible (cible non représentée) occasionnant une destruction fonctionnelle de cette dernière 30 (destruction des équipements de la cible tels que capteurs, auto directeur, gouvernes...). La deuxième catégorie d'éclats, dit éclats lourds 2b, est projetée à une vitesse plus faible du fait de la masse plus importante des éclats lourds 2b. La bague d'éclats lourds 2b 3054657 6 sera préférentiellement positionnée longitudinalement dans la section centrale 6c de l'enveloppe 2 dans une zone voisine du centre de la tête militaire 1. Compte tenu de ce positionnement des éclats lourds 2b, 5 ceux-ci seront projetés selon un plan P perpendiculaire à l'axe longitudinal 3 de la tête militaire 1. Cette projection plane conjuguée à la nature des éclats lourds 2b provoque un effet sectionnant sur la cible occasionnant des dégâts structuraux (perforation des parois de la cible). 10 Du fait de la vitesse de projection plus faible des éclats lourds 2b, cet effet sectionnant vient s'ajouter postérieurement aux dégâts préalablement causés par les éclats légers 2a. Dès lors, cette accumulation des dommages aboutit à la destruction complète de la cible. 15 Selon la figure 3, un initiateur 5 est cette fois toujours placé sur une première face 4a de la charge 4 mais en une position excentrée relativement à l'axe longitudinal 3. 20 Ainsi lors de l'allumage de la charge 4 par cet initiateur 5, l'onde de choc 7 va se propager dans la charge de manière asymétrique. Cette propagation conduit l'onde de choc à rencontrer les éclats légers 2a situés sur le profil de révolution 6 le plus éloigné de l'initiateur 5 avec une 25 direction d'action favorisant leur mise en vitesse. Alors que par ailleurs l'onde de choc se propage pratiquement tangentiellement à la partie du profil de révolution 6 la plus proche de l'initiateur. Les éclats 2 les plus éloignés de l'initiateur seront 30 projetés avec la plus grande vitesse alors que les éclats 2 les plus proches de l'initiateur seront projetés avec une vitesse plus faible. Cette différence de vitesse de projection entre les parties de l'enveloppe proches de l'initiateur et les parties de l'enveloppe éloignées de lui 3054657 7 intervient d'une façon analogue pour les éclats légers et pour les éclats lourds. On parle de projection en survitesse des éclats éloignés de l'initiateur par rapport aux éclats proches de 5 l'initiateur. De cette manière et conformément à la représentation de la figure 4, une direction angulaire d'agression D d'une cible 100 pourra être privilégiée, relativement à l'axe longitudinal 3. 10 Ainsi, un missile (missile non représenté) qui embarque une tête militaire 1 selon l'invention est équipé de moyens (qui ne font pas partie de l'invention) et qui lui permettent de détecter la présence d'une cible 100 dans son voisinage et la position relative de celle-ci par rapport au missile. 15 La tête militaire 1 selon l'invention comporte une pluralité d'initiateurs 5 qui sont régulièrement répartis autour de l'axe 3 de la tête militaire et sur la première face 4a de la charge 4. Sur la figure on a représenté huit initiateurs repérés 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g et 5h. 20 La fusée (fusée non représentée) du missile choisit l'initiateur le plus adapté à l'orientation optimale de la gerbe d'éclats vers la cible. En l'espèce c'est l'initiateur 5a situé sur la direction D souhaitée et le plus éloigné de la cible qui sera initié pour favoriser la projection 25 d'éclats selon la direction D privilégiée. On a représenté sur la figure 4 la forme de la gerbe d'éclats légers 2a et celle d'éclats lourds 2b, qui suit temporellement la gerbe d'éclats légers 2a. 30 REVENDICATIONS1- Tête militaire (1) comportant une enveloppe (2) comportant des éclats (2a et 2b) et ayant une forme de révolution centrée autour d'un axe longitudinal (3) de la tête militaire (1), enveloppe (2) disposée autour d'une charge d'explosif (4) s'étendant d'une extrémité à l'autre de l'enveloppe (2), tête militaire (1) caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un initiateur (5) disposé au niveau d'une première extrémité (4a) de la charge (4), enveloppe (2) comportant une première portion (6a) tronconique dont la grande base est orientée vers une première extrémité (4a) de la tête militaire (1) et une seconde portion tronconique (6c) dont la grande base est orientée vers la seconde extrémité (4b) de la tête militaire (1), chaque portion tronconique (6a et 6b) étant centrée sur l'axe longitudinal (3), la première portion (6a) comportant un demi-angle (al) au sommet supérieur à celui (a2) de la seconde portion (6b). 2- Tête militaire (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'enveloppe (2) comporte au moins deux catégories d'éclats (2a et 2b), des éclats lourds (2b) et des éclats légers (2a), la masse d'un éclat lourd (2b) étant au moins trois fois supérieure à celle d'un éclat léger (2a). 3- Tête militaire (1) selon une des revendications 1 à 2 caractérisée en ce qu'elle comporte trois portions (6a, 6b, 6c) distinctes dont une portion centrale (6c) est sensiblement cylindrique et centrée sur l'axe longitudinal (3) de la tête militaire (1). 4- Tête militaire (1) selon les revendications 2 et 3 caractérisée en ce que les éclats lourds (2b) sont situés sur la portion cylindrique (6c). 3054657 9 5- Tête militaire (1) selon une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un initiateur (5) situé sur l'axe longitudinal (3). 5 6- Tête militaire (1) selon une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une couronne d'initiateurs (5a,5b,5c,5d,5e,5f,5g,5h) régulièrement répartis autour de l'axe longitudinal (3). 10 7- Tête militaire (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que les éclats lourds (2b) sont des pavés cubiques et les éclats légers (2a) sont des billes.