EXPLOSIVE CHARGE FUZE ARRANGEMENT CREATING A RADIAL DETONATION WAVE

Abstract: 1. Initiating system for an explosive device consisting essentially of a cylindrical charge of relay explosive (14) having a transient detonation regime and clamped between two cylindrical anvils (12, 13) of the same diameter as the relay charge (14), one of the two anvils comprising, over its entire length, a central axial channel of circular section (15) in which is housed a detonator (17) coming into contact with the relay charge (14), characterized in that : a) the anvils (12, 13) are made of a heavy metal or of composite material based on a resin filled with particles of a heavy metal, and b) the central axial channel (15) containing the detonator (17) ends in a spot-facing (16) on the face of the anvil (13) in contact with the relay charge (14).

Description: Système d'amorçage pour dispositif explosif, permettant de créer une onde de détonation torique ou cylindrique dirigée perpendiculairement a l'axe de révolution du dit système. La presente invention concerne l'amorçage des corps explosifs et notamment l'amorçage des corps explosifs contenus dans des projectiles du type bombes ou obus. Plus précisément, l'invention concerne un système d'amorçage de tels corps explosifs permettant de créer une onde de détonation torique ou cylindrique dirigée perpendiculairement à l'axe de revolution du dit système. De façon traditionnelle l'amorçage d'un corps explosif est réalisé par une chaine pyrotechnique linéaire constituee par un détonateur suivi d'une charge relais elle-même suivie par le corps explosif. Dans un tel agencement, décrit par exemple dans le brevet français 2 308 906, l'onde de détonation initiale produite par le détonateur est amplifiée par la charge relais et vient initier la détonation du corps explosif, la détonation se propageant donc le long de l'axe de la chaine pyrotechnique sus-mentionnée. Dans le cas des projectiles explosifs la détonation du corps explosif a pour fonction de prqvoquer l'éclatement du corps métallique enveloppant le corps explosif. Avec un amorçage traditionnel l'onde de détonation vient frapper l'extrêmite du dit corps métallique se trouvant dans le prolongement de l'axe de la dite chaine pyrotechnique ce qui ne provoque pas un éclatement optimal de ce corps métallique. Les projectiles explosifs étant, en règle générale, des solides de révolution, on a alors cherché des systèmes d'amorçage cylindriques, pouvant etre logés axialement dans le corps explosif et créant une onde de détonation se propageant perpendiculairement à l'axe de révolution du dit système de manière à ce que 15 onde de détonation créée dans le dit corps explosif vienne frapper le maximum de surface du corps métallique enveloppant le dit corps explosif. Un tel système est par exemple décrit dans le brevet français 1 571 182 et se compose en se référant aux figures 1,2 et 3 de ce brevet d'un détonateur logé dans une enveloppe en polyacrylate, d'une charge relais en forme de champignon dont les parois latérales du disque dépassant de l'enveloppe contenant le détonateur sont au contact du corps explosif, une seconde enveloppe en polyacrylate venant fermer le système d'amorçage. Un tel système d'amorçage permet bien de créer dans le corps explosif une onde de détonation se déplaçant perpendiculairement à l'axe du système d'amorçage, mais cette onde de détonation reste localisée et de faible surface du fait que les parois latérales du disque de la charge relais qui sont seules en contact du corps explosif sont de faibles dimensions. On ne dispose donc pas à l'heure actuelle. à la connaissance de la demanderesse, d'un système d'amorçage susceptible de créer une onde de détonation qui se déplace perpendiculairement à l'axe de révolution du dit système et qui soit torique ou cylindrique et de grandes dimensions. L'invention a donc pour objet un système d'amorçage pour dispositif explosif constitué essentiellement par une charge d'explosif relais cylindrique enserrée entre deux enclumes cylindriques de me-me diamètre que la charge relais, l'une des deux enclumes comportant sur toute sa longueur un canal central axial à section circulaire dans lequel est logé un détonateur venant au contact de la dite charge relais, caractérisé en ce que a) l'explosif constituant la charge relais est un explosif présentant un régime transitoire de détonation. b) les enclumes sont constituees par un métal lourd ou par un matériau composite à base de résine chargée avec des particules de métal lourd, c) le canal central axial contenant le détonateur se termine par un lamage sur la face de l'enclume au contact de la dite charge relais. L'invention est décrite ci-apres de manière détaillée en se référant aux figures 1 à 4. La figure 1 représente, vu en coupe, un système d'amorçage selon l'invention. La figure 2 représente, vu en coupe, le fonctionnement d'un sys- tème d'amorçage selon l'invention introduit dans un dispositif explosif. La figure 3 représente, vu en coupe, une mise en oeuvre particulière de l'invention. La figure 4 représente, vu en coupe, une variante de réalisation d'un systeme d'amorçage selon l'invention. Un système d'amorçage selon l'invention se compose essentiellement, en se référant à la figure 1, d'un bloc cylindrique d'explosif secondaire puissant 14 présentant un régime transitoire de détonation enserré entre deux enclumes cylindriques 12 et 13 de manière à ce que les faces planes du bloc cylindrique 14 d'explosif soient en contact parfait avec les faces planes des enclumes 12 et 13 sans couche d'air intersticiel. L'explosif constituant le bloc 14 est un explosif secondaire puissant présentant un régime transitoire de détonation. Il s'agit donc d'un explosif qui ne peut détoner que s'il est initié par une onde de détonation provenant d'un explosif primaire ; il ne peut pas etre initie par un simple choc ou par une étincelle. Néanmoins tous les explosifs secondaires ne conviennent pas, il faut encore que cet explosif presente un régime transitoire de détonation c'est-à-dire que la vitesse de propagation de la détonation dans cet explosif selon les différentes directions possibles soit fonction du confinement environnant. Les explosifs présentant un régime transitoire de détonation sont des explosifs très sensibles aux ondes de détente latérales. Les principaux explosifs connus à l'heure actuelle pour présenter un régime transitoire de détonation sont d'une part les hexocires ou les octocires c' est-à-dire les cires chargees en hexogene ou en octogène et d'autre part les explosifs composites à liant plastique inerte, comme les polyuréthannes ou les polybudienes, chargés en explosifs secondaires puissants tels que notamment l'hexogène ou leoctogène. Selon une réalisation préférée de l'invention la charge relais cylindrique 14 a une longueur sensiblement égale à son diamètre. Les enclumes cylindriques 12 et 13 sont de même diamètre que la charge relais 14. Elles sont constituées soit en un métal lourd et non cassant tel que le fer, l'acier ou les alliages lourds à base de fer soit en matériau composite constitué par une résine fortement chargée en métal lourd. Comme on peut le voir sur la figure 1, les deux enclumes 12 et 13 ne sont pas identiques. L'enclume 12 est une enclume cylindrique pleine. L'enclume 13 comporte sur toute sa longueur un canal cylindrique 15 dont l'axe est confondu avec celui de la dite enclume. Le diamètre du canal 15 est sensiblement egal au diamètre du détonateur qui sera utilisé pour la mise à feu du système d'amorçage. Une des faces de l'enclume 13 porte, de façon caractéristique, un lamage 16. Le lamage 16 est avantageusement de section circulaire et selon une réalisation préférée de l'invention le lamage 16 forme un cylindre creux coaxial au canal 15. La face de l'enclume 13 portant le lamage 16 est disposee au contact de la charge relais 14. Un detonateur 17 est introduit dans le canal 15 de manière à venir au contact de la charge relais 14. Le détonateur 17 est soit un détonateur électrique classique tel que représenté de façon schématique sur la figure 1 soit tout autre dispositif équivalent comme, par exemple, un dispositif à relais explosif et cordeau detonant. L'espace libre 18 situé, de manière caractéristique, entre le détonateur 17 et les parois internes du lamage 16 est rempli soit par de l'air soit par un matériau souple comme, par exemple, une mousse synthétique. Le système d'amorçage selon l'invention peut, comme cela est représenté à la figure 1, être disposé à l'intérieur d'un tube métallique 11. Il s'agit là d'une réalisation pratique de l'invention mais non d'une réalisation essentielle. En effet, en présence d'explosifs suffisamment durs on peut se passer du tube métallique et disposer les enclumes et l'explosif à régime transitoire de détonation directement dans le canal creusé dans l'explosif à faire détoner, comme cela ressort de la suite de la description. Le fonctionnement d'un systeme d'amorçage selon l'invention est décrit ci-après en se référant à la figure 2. Un explosif cylindrique secondaire 19 est logé dans un corps métallique 20. Un canal central 21 est creusé dans l'explosif 19, l'axe de révolution 22 du canal 21 étant confondu avec celui de l'explosif 19. Un système d'amorçage selon l'invention tel que décrit cidessus est placé dans le canal 21. Au moment de la mise à feu, le détonateur 17 crée une onde de détonation qui initie une détonation D dans l'explosif secondaire à régime transitoire 14. La présence de l'espace libre 18 ralentit la propagation de l'onde de détonation D dans les sens perpendiculaires à l'axe 22 tandis que cette détonation s'accélère dans la direction de l'axe 22 et se transforme ainsi en une onde sphérique qui vient frapper d'une part les parois du tube 11 et d'autre part l'enclume 12. L'enclume 12 ne retransmet pas la détonation dans le sens de l'axe 22. Les enclumes 12 et 13 renforcent alors la détonation D qui initie au travers des parois du tube 1 1 une détonation L perpendiculaire à l'axe 22 dans l'explosif cylindrique 19, La détonation L se propage dans l'explosif. 19 perpendiculairement à l'axe 22 et vient frapper de plein fouet les parois cylindriques de l'enveloppe 20. Le système d'amorçage selon l'invention a ainsi permis de produire une onde de détonation torique perpendiculaire à son axe de révolution. Son fonctionnement aurait été identique en absence du tube métallique 11, l'onde de détonation D venant dans ce dernier cas frapper directement l'explosif secondaire 19. On décrit maintenant une réalisation particuliere de l'invention en se référant à la figure 3. Cette réalisation particulière concerne un dispositif d'amorçage pour créer une onde de détonation se propageant perpendiculairement à l'axe de révolution du dit dispositif et constitué par deux systèmes d'amorçage selon l'invention disposés symétriquement autour d'une enclume centrale commune. Dans une masse d'explosif 23 est creusé un canal 24 dans lequel est placé un tube 25. Dans ce tube cylindrique 25 est disposée une enclume centrale 26 entourée de deux blocs 27 et 28 d'explosif présentant un régime transitoire de détonation. Le tube 25 est fermé à chacune de ses extrémités par des enclumes 29 et 30 analogues à l'enclume 13 décrite ci-dessus. Des détonateurs 31 et 32 sont placés dans les enclumes 29 et 30. La mise à feu simultanée des détonateurs 31 et 32 donne naissance dans l'explosif 23 à des ondes initiales de détonation L1 et L2 se propageant perpendiculairement à l'axe de révolution du tube 25. Un tel dispositif d'amorçage peut étre utilisé pour creer une onde de détonation quasi cylindrique L de forte puissance dans le chargement 23. Une autre variante de réalisation de l'invention est représentée à la figure 4. Dans une masse d'explosif 33 est creusé un canal cylindrique 34. Dans ce canal on dispose, directement au contact de l'explosif, une enclume 35, un bloc d'explosif 36 présentant un regime transitoire de détonation et une enclume 37. L'enclume 37 est pourvue d'un canal central 38 et d'un lamage 39 comme décrit plus haut. L'originalité de la présente réalisation réside dans le fait que le bloc 36 d'explosif présentant un régime transitoire de détonation a été creusé sur une faible longueur de manière à présenter un évidement axial 40 à section circulaire en regard du lamage 39 porté par l'enclume 37. Préférentiellement cet évidement est cylindrique. Sur la figure 5 le canal 39 et l'évidement 40 sont représentés avec un diamètre identique mais il ne s'agit pas là d'une condition nécessaire selon l'invention. Un détonateur 41 est placé dans le canal 38 de manière à venir au contact de l'explosif 36 en pénétrant dans l'évidement 40 qui doit, en tout état de cause, avoir un diamètre supérieur au diamètre du détonateur 41. Le fonctionnement de cette réalisation est identique à celui des réalisations représentées sur les figures 1 et 2. Les systemes d'amorçage selon l'invention permettent ainsi de créer une onde de détonation torique ou quasi cylindrique, de grande surface, qui se propage perpendiculairement à l'axe de révolution du système d'amorçage. Les exemples qui suivent, donnés à titre non limitatif, illustrent la mise en oeuvre des systèmes d'amorçage selon l'invention. Exemple 1 : dans un bloc cylindrique d'explosif composite à liant polyuréthanne chargé en octogone on a creusé un canal cylindrique central de diamètre 22 mm dans lequel on a disposé un systeme d'a morçage analogue à celui représenté à la figure 1. Le tube métallique 11 etait un tube de cuivre de 1 mm d'épaisseur et de 90 mm de long. L'enclume 12 en acier faisait 20 mm de diamètre et 33,5 mm de long. La charge relais 14 était constituée par un bloc cylindrique en hexocire faisant 20 mm de diametre et 20 mm de long. L'enclume 13 en acier faisait 20 mm de diamètre et 33,5 mm de long. Le canal central 15 faisait 7,1 mm de diamètre, le lamage cylindrique 16 faisait 15 mm de diamètre sur une profondeur de 8 mm. On a mis en place un détonateur électrique cylindrique à fil explose de diamètre 7 mm et de longueur 9,35 mm. L'espace libre 18 était rempli d'air. Après allumage on a obtenu dans le bloc d'explosif composite une onde de détonation se propageant perpendiculairement à l'axe de révolution du canal dans lequel était logé le système d'amorçage. Exemple 2 : cet exemple concerne la mise en oeuvre particulière d'un dispositif d'amorçage selon l'invention tel que représenté à la figure 3. Dans un bloc d'explosif composite à liant polyuréthanne chargé en octogène, on a creusé un canal cylindrique central de diamètre 20 mm dans lequel on a disposé deux systèmes d'amorçage de façon analogue à celle représentée à la figure 3 à l'exception du tube métallique 25 qui n'a pas eté utilisé dans cet exemple. L'enclume central 26 en acier faisait 20 mm de diamètre et 69 mm de long. Les deux charges relais 27 et 28 étaient en hexocire et faisaient 20 mm de diamètre et 20 mm de longueur. Les enclumes d'extrémité 29 et 30 en acier faisaient 20 mm de diamètre et 33,5 mm de longueur. Pour chacune des dites enclumes 29 et 30 le canal central faisait 7,1 mm de diamètre et le lamage cylindrique axial 15 mm de diametre sur une profondeur de 8 mm. Après mise en place des détonateurs électriques 31 et 32 analogues à celui utilisé dans l'exemple 1 et allumage simultané des deux détonateurs on a obtenu dans le bloc d'explosif une onde de détonation quasi cylindrique se propageant perpendiculairement à l'axe de révolution du canal dans lequel était logé le dispositif d'amorçage.

Claims: Revendications 1. Système d'amorçage pour dispositif explosif constitué essentiellement par une charge d'explosif relais cylindrique enserree entre deux enclumes cylindriques de même diametre que la dite charge relais, l'une des deux enclumes comportant sur toute sa longueur un canal central axial à section circulaire dans lequel est logé un détonateur venant au contact de la dite charge relais, caractérisé en ce que a) l'explosif constituant la dite charge relais est un explosif présentant un régime transitoire de détonation, b) les enclumes sont constituées par un métal lourd ou par un matériau composite à base de résine chargée avec des particules de métal lourd, c) le canal central axial contenant le détonateur se termine par un lamage sur la face de l'enclume en contact de la dite charge relais. 2. Système d'amorçage selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'explosif constituant la dite charge relais est choisi dans le groupe constitué par les hexocires, les octocires et les explosifs composites à liant plastique inerte chargés en explosif secondaire puissant. 3. Système d'amorçage selon la revendication 2 caractérisé en ceque l'explosif secondaire puissant constituant la charge du dit explosif composite à liant plastique inerte est choisi dans le groupe constitué par lthexogène et lloctogene. 4. Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que le dit liant plastique inerte est choisi dans le groupe constitue par les polyuréthannes et les polybutadiènes. 5. Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les dites enclumes sont constituées en un métal lourd et non cassant choisi dans le groupe constitué par le fer, l'acier et les alliages lourds à base de fer. 6. Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le dit lamage est de section circulaire. 7, Systeme d'amorçage selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dit lamage forme un cylindre creux coaxial au dit canal. 8. Systeme d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'espace libre situé entre le dit detonateur et les parois internes du dit lamage est rempli par de l'air ou par un matériau souple. 9. Systeme d'amorçage selon la revendication 6 caractérisé en ce que la dite charge relais présente un evidement axial à section circulaire en regard du dit lamage. 10. Système d'amorçage selon la revendication 9 caractérisé en ce que le dit évidement est cylindrique. 11. Système d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que le dit systeme d'amorçage est dispose¯ z l'intérieur d'un tube métallique. 12. Dispositif d'amorçage caractérisé en ce qu'il est constitué par deux systèmes d'amorçage selon l'une quelconque des revendications 1 a 11 disposés symétriquement autour d'une enclume centrale commune.

Inventors: DENEUVILLE, PIERRE
Applicants: SOCIETE NATIONALE DES POUDRES ET EXPLOSIFS
Application year: 1983
Main classification: F42C19
IPC codes: F42C19