Brevet FR3074284A1 — publié le 20190531

OBUS COMPRENANT UNE PLURALITÉ D'OGIVES ET PROCÉDÉ DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001 ]La présente invention se rapporte à un obus à tirer depuis un canon, dans lequel l'obus comprend un corps d'obus comprenant au moins deux ogives agencées axialement l'une après l'autre dans le corps d'obus, ces au moins deux ogives comprenant des charges explosives agencées obtenir un effet de fragmentation de charge creuse dans la direction du trajet de l'obus. La présente invention se rapporte également à un procédé pour le tir d'un tel obus. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002]Des obus de mortier conventionnels sont normalement à explosion aérienne circonférentielle latérale, ce qui fait que la fragmentation qui se forme lorsque l'obus éclate est dispersée radialement vers l'extérieur depuis l'ensemble du corps d'obus. La fragmentation du corps d'obus est « naturelle », ce qui signifie que le corps d'obus, qui est normalement composé de fer ou d'acier, éclate en fragments ayant des formes et des tailles variables. Pendant un combat dans des zones habitées, il est souhaitable d'éviter les dommages aux populations civiles. Des obus à effet de fragmentation aérienne circonférentielle latérale rendent difficile le fait de limiter l'effet aux cibles militaires uniquement. Le risque que des fragments soient dispersés dans des directions provoquant des effets indésirables est élevé. Des fragments issus de corps d'obus naturellement fragmentés ont des formes irrégulières qui peuvent varier depuis de très petits fragments à de grands fragments du corps d'obus. En outre, des fragments naturellement fragmentés de forme irrégulière provoquent un freinage substantiel de la fragmentation dans l'air, notamment lorsque l'obus éclate à grande distance de la cible. [0003111 est déjà connu de réduire l'effet de fragmentation circonférentielle latérale d'un obus en utilisant des charges explosives à effet de charge creuse. Pour augmenter l'effet de fragmentation de l'obus, il est également connu d'utiliser séquentiellement plusieurs charges creuses en série l'une après l'autre, chacune des charges creuses étant déclenchée avec un retard en temps spécifique. La 2 figure 1 du document US 5,191,169 illustre un tel obus (1) dans lequel un certain nombre de modules de charges creuses (16), également appelés modules Pénétrateur à Forme Explosive (EFP en langue anglaise pour « Explosively Formed Penetrator »), sont agencés l'un après l'autre. Des modules à charge 5 creuse (16) comprennent sept charges creuses (22) chacun, dans lesquels une charge creuse est agencée au centre du module de charge creuse, les autres étant distribuées par paires autour de la charge creuse centrale (22). La charge creuse comprend : un revêtement de charge creuse (24), une charge explosive (26) et un détonateur (28). La direction souhaitée de l'effet d'ogive pour la charge 10 creuse centrale est dans la direction de trajet de l'obus. L'explosion aérienne circonférentielle latérale de la charge creuse forme toutefois un angle, radialement vers l'extérieur par rapport à la charge creuse centrale et empêche donc la rupture d'un module de charge creuse devant elle. L'agencement du document US 5,191,169, dans lequel la charge creuse de derrière est décalée angulairement 15 radialement ou défléchie, ne permet toutefois pas de résoudre le problème de la dispersion des fragments du corps d'obus autour. [0004]Un autre désavantage de l'agencement du document US 5,191,169 est que la dispersion de fragments depuis la charge creuse augmente avec le nombre de modules de charges creuses dans l'obus. 20 EXPOSE DE L'INVENTION [0005]Un objectif principal de la présente invention est de fournir un obus comprenant des ogives agencées pour un effet de fragmentation de charges creuses dans la direction de trajet de l'obus avec une dispersion radiale des fragments fortement réduite, et dans lequel l'effet de fragmentation sur une surface 25 bien définie augmente. Un objectif supplémentaire de la présente invention est de fournir un procédé pour le tir d'un obus tel que précédemment décrit. [0006]Les objectifs susmentionnés, ainsi que d'autres buts, non mentionnés ici, sont atteints de façon satisfaisante dans le cadre des revendications indépendantes. 3 [0007]Ainsi, selon la présente invention, on fournit un obus comprenant un corps d'obus comprenant au moins deux ogives agencées axialement l'une après l'autre dans le corps d'obus, les ogives comprenant des charges explosives agencées pour un effet de fragmentation de charge creuse dans la direction de trajet de 5 l'obus, dans lequel la dispersion des fragments est fortement réduite radialement, et dans lequel l'effet de fragmentation sur une surface bien définie augmente. L'invention se caractérise par le fait que le corps d'obus comprend également un dispositif d'éjection pour éjecter les ogives du corps d'obus selon un retard temporel déterminé dans la direction de trajet de l'obus, et un dispositif de 10 déclenchement pour déclencher les charges explosives des ogives selon un retard temporel déterminé. [0008] Les aspects additionnels suivants s'appliquent à l'obus revendiqué : - le dispositif d'éjection et le dispositif de déclenchement sont agencés dans les ogives ; 15 - les ogives comprennent également une unité de programmation de retard temporel pour le retard en temporel du déclenchement et de l'éjection des ogives ; - l'obus comprend également une unité de captation agencée dans la portion avant pour activer le dispositif d'éjection des ogives ; 20 - les parties arrière des ogives comprennent une pièce d'extrémité, la pièce d'extrémité étant formée de sorte qu'une ogive suivante à l'arrière à tout niveau peut être, au moins partiellement, contenue dans une ogive devant elle ; - les ogives comprennent une plaque de fragmentation, la plaque de 25 fragmentation comprenant des fragments de métal pré-fragmenté cuits dans un matériau sidérurgique en poudre ; - les fragments de métal pré-fragmenté comprennent un métal lourd ou un mélange de métaux lourds ; 4 - les ogives comprennent une enveloppe, l'enveloppe comprenant une matrice plastique faite d'une poudre sidérurgique. [0009]Le procédé selon l'invention se caractérise par le fait que les ogives de l'obus sont éjectées du corps d'obus dans la direction de trajet de l'obus avec le 5 même retard l'une par rapport à l'autre, et par le fait que les charges explosives des ogives éclatent simultanément après un retard temporel déterminé. [0010]La présente invention présente plusieurs effets et avantages. En séparant les ogives de l'obus avant le déclenchement des charges explosives des ogives, on empêche la dispersion radiale de la fragmentation depuis le corps d'obus. En 10 séparant les ogives l'une de l'autre avant le déclenchement des charges explosives, on minimise l'effet disruptif de l'ogive de derrière sur l'ogive placée devant celle-ci. Une dispersion réduite signifie que l'effet de charge creuse augmente sur une surface bien définie. [0011] L'utilisation de nombreuses plaques de fragmentation comparée à 15 l'utilisation d'une ou deux plaques de fragmentation permet d'augmenter la quantité de fragmentation que l'obus peut accomplir. En outre, l'utilisation de la fragmentation par métal lourd pré-fragmenté fournit un effet de dispersion diminué puisque les fragments de métal lourd pré-fragmenté ont une forme plus uniforme et une plus forte densité. L'effet de freinage dans l'air de la fragmentation dans 20 l'atmosphère est réduit puisque la force de pénétration augmente par rapport à une fragmentation naturelle d'acier fragmenté. [0012] Le fait de varier la fréquence de dispersion et la fréquence d'éclatement des ogives permet de varier la dispersion de la fragmentation et l'effet de fragmentation pour se conformer à la position et aux caractéristiques de la cible. 25 Des avantages et effets additionnels seront apparents à la lumière de la description détaillée de l'invention qui suit, incluant un certain nombre de modes de réalisation avantageux, et des figures annexées, dans lesquelles : - FIG. 1 illustre une coupe longitudinale d'un obus comprenant quatre ogives agencées pour un effet de charge creuse; 5 - FIG. 2 représente une coupe longitudinale d'une ogive telle qu'illustrée à la FIG. 1 ; - FIG. 3 illustre sous forme de diagramme la dispersion de fragments A depuis les ogives avec des intervalles d'éclatement H. 5 DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0013]La FIG. 1 illustre un mode de réalisation préféré de l'obus 1 revendiqué dans la présente invention. L'obus 1 a la forme d'un obus à mortier conventionnel mais pourrait être un autre type d'obus 1, par exemple un obus d'artillerie 1. 10 L'obus 1 comprend un corps d'obus 2, une portion avant 3 et une partie arrière 4. Le corps d'obus 2 comprend quatre ogives agencées axialement l'une après l'autre formées pour un effet de charge creuse. L'obus 1 est agencé pour un effet de charge creuse avec un effet bien défini sur une cible par les ogives. La partie arrière 4 de la FIG. 1 comprend une portion tubulaire avant 7 conçue pour 15 s'assembler avec des charges propulsives en forme d'étrier conventionnelles pour tirer l'obus du canon. La partie arrière de la portion arrière 4 est pourvue d'un certain nombres de d'ailettes 6 pour guider l'obus durant la phase de vol de l'obus 1. [0014]L'obus 1 de la FIG. 3 est d'abord destiné à éclater dans l'air au-dessus 20 d'une cible localisée dans un environnement urbain où l'objectif est d'agir sur une cible tout en évitant des dommages collatéraux sur la population civile ou des équipements civils. [0015]Le but est donc que des fragments de l'obus 1 et de ses ogives 8 soient éjectés dans la direction de trajet de l'obus 1 vers l'avant et que aucune 25 fragmentation ou une fragmentation avec un domaine très limité soit dispersée radialement. La surface de couverture (A) de l'obus 1 sur une cible peut être ajustée, pour un éclatement aérien, à la position et aux caractéristiques de la cible en sélectionnant une hauteur d'éclatement adaptée (H). Une faible hauteur d'éclatement (H) fournit une petite surface de couverture (A), et une grande 30 hauteur d'éclatement (H) fournit une grande surface de couverture (A). Pour 6 obtenir cet effet, l'obus 1 est pourvu d'une unité de captation 5, l'unité de captation 5 pouvant comprendre une fusée 5 de proximité ou de retard temporel, qui peut être programmée pour la hauteur d'éclatement (H), FIG. 1 et 3. [00161Les ogives 8 de l'obus 1, FIG. 2, comprennent une plaque de fragmentation 5 10 et une enveloppe d'ogive 11, également appelée enveloppe 11. Chacune des ogives 8 comprend un charge explosive 12 et un dispositif de détonation programmable 13, également appelé unité de Mise à feu, Armement, Sécurité (« SAI » pour « Safety, Arming and Ignition » en langue anglaise), le dispositif de détonation 13 comprenant un générateur de gaz 15 pour éjecter les ogives 8 du 10 corps d'obus 2 et un détonateur 14 pour la détonation de la charge explosive 12 des ogives 8. Le dispositif de détonation 13 comprend en outre une unité de retard temporel (non illustrée sur la FIG. 2) pour l'éjection et le déclenchement des ogives 8 avec un retard temporel. [0017]La portion arrière des ogives 8 comprend de préférence une pièce 15 d'extrémité tubulaire 16 pour faciliter l'insertion de l'ogive 8 de derrière au moins partiellement dans une ogive 8 devant elle, ce qui signifie que les ogives 8 sont donc empilables l'une dans l'autre, ce qui permet de gagner un place précieuse dans l'obus 1. La forme tubulaire de la pièce d'extrémité 16 a également un effet de stabilisation lorsque les ogives 8 sont éjectées du corps d'obus 2. La plaque de 20 fragmentation 10 de la FIG. 2 comprend des fragments de métal pré-fragmenté, de préférence comprenant un métal lourd ou un mélange de métaux lourds, par exemple le tungstène. Les fragments de métal sont de préférence cuits dans un matériau matrice, avec pour but de retenir les fragments de métal lourd pré-fragmenté ensemble et de fonctionner comme plaque de poussée lorsque la 25 charge explosive 12 détone. Le matériau matrice peut, par exemple, être composé d'un matériau métallique en poudre ayant obtenu sa forme finale, par exemple, par pression isostatique. La plaque de fragmentation 10 est formée, de même que la charge explosive détonante 12, pour générer une dispersion uniforme de fragments sur la surface cible (A). 7 [0018]Les ogives 8 comprennent une enveloppe 11 agencée pour fournir un confinement adapté pour la détonation de la charge explosive 12. L'enveloppe 11 comprend de préférence un matériau fournissant très peu d'effet de fragmentation à la détonation de la charge explosive 12. Les fragments qui se forment auront 5 une portée très courte. La charge explosive 12 comprend de préférence un explosif de faible sensibilité explosive, par exemple du type nitramine. Le dispositif de détonation 13 pour les ogives 8, qui peut être un dispositif SAI 13, remplit les fonctions de sécurité, armement, déclenchement des ogives 8. L'unité SAI 13 contrôle également le générateur de gaz 15 pour la séparation des ogives 8. 10 [0019] L'obus 1 est tiré depuis le canon, par exemple un canon à mortier, comme un obus conventionnel. Lorsque l'obus 1 arrive près de la cible, la fusée à retardement 5 est activée et la phase d'activation de l'obus 1 est initiée. La section avant 3 de l'obus 1 est éjectée par une charge de séparation (non illustrée sur la FIG. 1), la charge de séparation étant agencée dans la portion arrière de la fusée 15 5. De façon alternative, un coussin d'air peut être utilisé en tant que charge de séparation. [0020]Avant l'éjection du corps d'obus 2, la fusée à retardement 5 active l'unité SAI 13 dans les ogives 8. Après que la section avant 3 pourvue de la fusée à retardement 5 a été éjectée du corps d'obus 2, la séquence d'éjection des ogives 20 8 commence. Les générateurs de gaz 15 dans l'ogive 8 gèrent ensuite l'éjection des ogives 8 du corps d'obus 2, ce qui provoque la séparation des ogives l'une de l'autre. [0021]Les ogives 8 sont éjectées du corps d'obus 2 en commençant par l'ogive 8 qui est la plus éloignée vers l'avant, la plus près de la portion avant 3 de l'obus 1, 25 suivie par les ogives restantes 8 avec une succession rapide. Au moment où les ogives quittent le corps d'obus, l'unité SAI 13 arme les charges explosives 12 dans l'ogive 8. [0022] Lorsque toutes les ogives 8 ont quitté le corps d'obus 2, l'unité SAI 13 fait exploser les charges explosives 12 grâce aux détonateurs 14. A cet instant, les 8 ogives 8 explosent et des fragments sont dispersés vers l'avant dans la direction de trajet de l'obus 1. L'unité de retardement dans l'unité SAI 13 déclenche les ogives 8 de sorte que toutes les ogives 8 explosent, de préférence simultanément. De façon alternative, l'unité de retardement peut être pré-programmée pour que 5 les ogives 8 explosent selon des retards temporels différents. Par exemple, le retard peut être tel que toutes les ogives explosent à la même portée de la cible. Il est également possible d'avoir différents délais pour l'éjection des ogives 8 et différents délais pour le déclenchement des charges explosives 12 des ogives 8. [0023]Le but de l'éjection retardée est d'obtenir une distance prédéterminée entre 10 les ogives 8 de sorte que les ogives 8 ne se fassent pas éclater l'une l'autre lorsqu'elles explosent. La distance entre les ogives doit, de préférence, être la plus petite possible, mais rester suffisamment grande pour que les ogives ne se fassent pas éclater l'une l'autre. La durée de vol des ogives 8, après l'éjection depuis le corps d'obus 2, doit être le plus petit possible pour que les ogives n'aient 15 pas le temps de changer de trajectoire. Il en résulte que toutes les plaques de fragmentation 10 dans les ogives 8 dispersent simultanément leurs fragments sur une surface bien définie (A). [0024]La forme des plaques de fragmentation 10 peut également être adaptée pour obtenir un motif de dispersion prédéterminé de fragments sur la cible. 20 [0025]En outre, la surface de dispersion (A) sur la cible peut varier en faisant varier l'intervalle d'éclatement (H). UTILISATIONS ALTERNATIVES POSSIBLES POUR L'OBUS [0026]Lorsque l'obus 1 est utilisé en tant qu'obus à mortier conventionnel 1, l'obus complet 1 peut exploser sans éjecter les ogives 8 du corps d'obus 2. Toutes les 25 ogives 8 explosent simultanément dans le corps d'obus 2, ce qui signifie que toutes les charges explosives 12 sont déclenchées simultanément. L'obus 1 a donc un effet de fragmentation latéral circonférentiel, issu en partie de la plaque de fragmentation 10 qui disperse radialement dans une certaine mesure, et en partie issu de fragments du corps d'obus 2 qui sont dispersés radialement. 9 [0027]Une autre possibilité est de séparer les ogives 8 à une haute altitude au-dessus de la cible et de leur permettre de se déplacer individuellement pour une certaine période de temps pour disperser les ogives sur une grande surface cible (A). Toutefois, cette option signifie la perte du contrôle exact de l'endroit où l'ogive 5 8 produit son effet. [0028]La FIG. 3 illustre un obus 1 qui se dirige vers une cible selon une trajectoire avec un fort angle d'impact, ce qui est la méthode traditionnelle pour le déploiement d'un mortier pour le tir indirect avec une haute trajectoire. Toutefois, rien n'interdit d'utiliser l'obus REVENDICATIONS1. Obus (1) pour le tir par canon, l'obus (1) comprenant un corps d'obus (2) comprenant au moins deux ogives (8) agencées axialement l'une après l'autre dans le corps d'obus (2), les ogives (8) comprenant des charges explosives (12) agencées pour un effet de fragmentation de charge creuse dans la direction de trajet de l'obus (1), caractérisé en ce que le corps d'obus (2) comprend également un dispositif d'éjection (13) pour éjecter les ogives (8) du corps d'obus (2) selon un retard temporel déterminé dans la direction de trajet de l'obus (1), ainsi qu'un dispositif de déclenchement (14) pour déclencher les charges explosives (12) des ogives (8) selon un retard temporel déterminé. 2. Obus (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'éjection (13) et le dispositif de déclenchement (14) sont agencés dans les ogives (8) de l'obus (1). 3. Obus selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ogives (8) comprennent également une unité de programmation de retard temporel pour le 20 retard temporel du déclenchement et de l'éjection des ogives (8). 4. Obus selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'obus (1) comprend également une unité de captation (9) agencée dans la portion avant (3) de l'obus (1) pour activer le dispositif d'éjection (13) des ogives (8). 25 5. Obus selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie arrière des ogives (8) comprend une pièce d'extrémité (16), la pièce d'extrémité (16) étant formée de sorte qu'une ogive (8) suivante à l'arrière peut être, au moins partiellement, contenue dans l'ogive devant 30 elle. 11 6. Obus selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ogives (8) comprennent une plaque de fragmentation (10), la plaque de fragmentation (10) comprenant des fragments de métal pré-fragmenté cuits dans un matériau sidérurgique en poudre. 5 7. Obus selon la revendication 6, caractérisé en ce que les fragments de métal pré-fragmenté comprennent un métal lourd ou un mélange de métaux lourds. 10 8. Obus selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les ogives (8) comprennent une enveloppe (11), l'enveloppe (11) comprenant une matrice plastique comprenant de la poudre sidérurgique. 9. Procédé pour tirer un obus (1), l'obus (1) comprenant un corps 15 d'obus (2) comprenant au moins deux ogives (8) agencées axialement l'une après l'autre dans le corps d'obus (2), les ogives (8) comprenant des charges explosives (12) agencées pour un effet de fragmentation de charge creuse dans la direction de trajet de l'obus (1), caractérisé en ce que les ogives (8) de l'obus (1) sont éjectées du corps d'obus (2) dans la direction de trajet de l'obus (1) avec le même retard l'une par rapport à l'autre, et en ce que les charges explosives (12) des ogives (8) se déclenchent simultanément après un retard temporel déterminé.