Charge génératrice de noyau

Description

[0001] La présente invention concerne une charge génératrice de noyau. Elle s'applique notamment aux charges placées dans les munitions agissant en survol de leur objectif.

[0002] Les charges génératrices de noyau (connues aussi sous le nom de charges formées ou « Explosively Formed Penetrators (EFP) » dans la littérature ango-saxonne) sont des têtes explosives, comportant un revêtement mis en mouvement par la détonation d'un chargement explosif disposé dans un confinement (connu aussi sous le nom d'enveloppe) généralement métallique cylindrique. Le revêtement se déforme de façon à constituer un noyau, projeté à une vitesse de l'ordre de 2000 m/s vers une cible. De telles charges sont utilisées pour former les têtes militaires de munitions. Elles sont aussi utilisées dans l'industrie (forages, exploitations minières...). Les principes généraux de fonctionnement de ces charges sont décrits dans le document « Fundamentals of Shaped Charges » de W.P. Walters et J.A. Zukas (Editeur : CMCPress, ISBN : 0-471-62172-2).

[0003] Les cibles blindées sont plus particulièrement vulnérables au niveau de leurs parties supérieures, c'est pourquoi on cherche à définir des munitions à charge génératrice de noyau dont la direction d'action est sensiblement verticale.

[0004] Le brevet FR2771166 décrit par exemple une munition qui agit en survol de l'objectif et qui comporte une tête militaire dont la direction d'action est sensiblement normal à l'axe de la munition (c'est à dire sensiblement la direction de vol de la munition). La munition comprend une charge génératrice de noyau dont le confinement est de forme sensiblement cylindrique. Le revêtement est disposé de telle sorte que la direction dans laquelle il est projeté soit perpendiculaire à l'axe du cylindre.

[0005] Un inconvénient de cette solution est que la position du revêtement par rapport au confinement ne permet pas d'exploiter de manière efficace tout l'explosif présent dans le confinement. C'est le cas en particulier de l'explosif en périphérie du revêtement, dont la détonation ne contribue pas à la projection du noyau. En outre, le noyau formé peut se rompre en plusieurs morceaux.

[0006] Le document WO 02/21070 décrit une charge génératrice de noyau suivant le préambule de la revendication 1.

[0007] Un but de l'invention est de proposer une charge génératrice de noyau, destinée à être utilisée dans une munition tirant suivant un axe (direction d'action ) perpendiculaire à l'axe de la munition, et qui ne présente pas ces inconvénients.

[0008] Ainsi, l'invention a notamment pour objet une charge génératrice de noyau comprenant un confinement, un revêtement destiné à former un noyau, dans lequel :

• le confinement forme sensiblement un tube selon un axe, le tube étant ouvert à une extrémité, le tube possédant une section perpendiculaire à l'axe inscrite dans un rectangle, les deux côtés du rectangle ayant des longueurs différentes, la longueur du confinement selon l'axe et la longueur du petit côté du rectangle étant telles que le confinement puisse être logé dans un cylindre d'axe parallèle au grand côté du rectangle ;
• le revêtement ferme l'ouverture du confinement, de telle sorte que le noyau formé par la détonation soit mis en mouvement dans une direction sensiblement parallèle à l'axe du tube.

[0009] Un des principaux avantages de l'invention est que, pour un calibre de munition donné, il est possible de définir une charge dont le volume n'est pas limité par ce calibre. L'invention permet, par l'augmentation de la quantité d'explosif et de la masse du revêtement, d'obtenir un noyau plus performant que celui d'une charge génératrice de noyau axisymétrique logée de manière similaire dans la munition. De plus, cette géométrie permet de faciliter la réalisation de chargements dont les caractéristiques respectent les plans de symétrie de la charge, notamment pour des réalisations de chargements par coulée ou compression. Le vide laissé entre le confinement et la structure de la munition peut être utilisé pour loger des modules électroniques ou comme passage de câbles électriques.

[0010] Selon un mode de réalisation, la longueur du petit côté du rectangle est sensiblement égale à la longueur du confinement selon l'axe du tube.

[0011] Selon un mode de réalisation avantageux, la section du tube est sensiblement une ellipse. Ceci permet une bonne usinabilité du confinement.

[0012] Selon un mode de réalisation avantageux, la forme du revêtement possède deux plans de symétrie perpendiculaires dont l'intersection forme l'axe du tube.

[0013] Selon un mode de réalisation avantageux, le revêtement a au moins une face concave.

[0014] Selon un mode de réalisation avantageux, la face concave du revêtement est sphérique ou torique ou ellipsoïdale.

[0015] Selon un mode de réalisation avantageux, la valeur moyenne du rayon de courbure de la face concave du revêtement est égale au double de la longueur du tube selon son axe à plus ou moins 20% près.

[0016] Selon un mode de réalisation avantageux, des initiateurs sont placés sur la surface du confinement en regard du revêtement.

[0017] Selon un mode de réalisation avantageux, les initiateurs sont répartis de manière symétrique par rapport aux plans de symétrie du revêtement.

[0018] Selon un mode de réalisation avantageux, les initiateurs sont au nombre de quatre.

[0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés :

• les figure 1 à 3 représentent un exemple de munition comprenant une charge selon l'invention respectivement dans une vue latérale, une vue de dessus, et une vue radiale;
• la figure 4, représente un section horizontale du confinement ;
• les figures 5 à 8 représentent un exemple de charge selon l'invention dans respectivement dans une vue en perspective isométrique, une vue axiale (axe de la munition), une vue dessus, et une vue latérale ;
• la figure 9 représente le revêtement dans une vue en perspective isométrique.

[0020] On se réfère maintenant aux figures 1 à 3 qui représente un exemple de munition comprenant une charge selon l'invention. La munition 2 a un corps essentiellement cylindrique par rapport à un axe de symétrie 3. L'axe de symétrie 3 est sensiblement horizontal, aligné avec la direction de déplacement de la munition, lorsque la munition est en vol. La munition 2 comporte une charge 1 placée à l'intérieur. Cette charge présente une direction d'action 4 sensiblement verticale, c'est à dire perpendiculaire avec l'axe de symétrie 3.

[0021] On se réfère maintenant à la figure 4. La charge 1 comprend un confinement 5 dans lequel est placé un chargement explosif (non représenté). Le confinement peut être réalisé en acier, aluminium ou en matière plastique par exemple. La charge comprend en outre au moins un initiateur (non visible sur cette figure) destiné à amorcer la détonation du chargement explosif. Le confinement 5 présente une ouverture fermée par un revêtement 6. Le revêtement est destiné à former un noyau lors de la détonation du chargement explosif. Le revêtement peut être réalisé en métal, tel que Tantale, Nickel, Fer ou Cuivre par exemple.

[0022] Avantageusement, lorsque la charge est placée dans la munition, le revêtement se situe sur un côté de la munition, à l'intérieur du profil extérieur de la munition et affleurant ce dernier dans ses parties les plus extérieures.

[0023] Le confinement forme sensiblement un tube selon l'axe 4. Le tube présente dans le plan horizontal (plan perpendiculaire à l'axe 4) une section qui est inscrite dans un rectangle 7. Avantageusement, la section du tube est une ellipse ou quasi une ellipse. Le rectangle 7 présente un grand côté 8 et un petit côté 9 de longueurs différentes. Le grand côté 8 est parallèle à l'axe 3. Le confinement étant logé dans la munition 2, sa longueur selon l'axe 4 et la longueur du petit côté 9 sont limitées par le calibre de la munition 2. En d'autres termes, la longueur du confinement selon l'axe 4 et la longueur du petit côté du rectangle sont telles que le confinement puisse être logé dans un tube cylindrique (tronçon de munition) d'axe parallèle au grand côté 8.

[0024] Selon un mode de réalisation avantageux, pour maximiser le volume utile de la charge pour un calibre de munition donné, la longueur du petit côté 9 est sensiblement égale à la longueur du confinement selon l'axe du tube 4.

[0025] On se réfère maintenant aux figures 5 à 8. Selon un mode de réalisation avantageux, le revêtement possède deux plans de symétrie 10 et 11. Ces plans de symétrie sont perpendiculaires et leur intersection forme l'axe du tube (axe 4).

[0026] Les initiateurs 12 peuvent être au nombre de quatre, et être positionnés sur la face du confinement 5 située en regard de du revêtement 6, de manière symétrique par rapport aux plans de symétrie 10, 11 du revêtement. Le revêtement peut être lui-même symétrique par rapport aux plans 10, 11. Ainsi, le chargement explosif détonne en formant une onde symétrique par rapport aux plans 10, 11. Le revêtement étant lui-même symétrique par rapport aux plans 10, 11, on obtient un noyau se propageant selon l'axe 4, et symétrique par rapport aux plans 10, 11.

[0027] On se réfère maintenant à la figure 9. Selon un mode de réalisation avantageux, le revêtement a au moins une face 15 concave. L'autre face du revêtement 16 peut être plane ou convexe (si le revêtement a une épaisseur constante par exemple). La face concave 15 du revêtement est avantageusement sphérique, torique ou ellipsoïdale.

[0028] Avantageusement, la valeur moyenne du rayon de courbure 14 de la face concave 15 du revêtement est égale au double de la longueur du tube selon son axe 4 à plus ou moins 20% près.

[0029] Avantageusement, le revêtement referme toute la section du tube. Il présente donc dans cet exemple une projection dans un plan horizontal (plan perpendiculaire à l'axe 4) en forme d'ellipse 13. Ceci permet non seulement de former un noyau avec une plus grande efficacité, mais aussi de permettre d'avoir une surface de contact entre le revêtement et le confinement qui n'est pas limitée par l'épaisseur du confinement (le contact se fait avec la surface intérieure du confinement, et non avec un bord du confinement).

[0030] Bien entendu l'invention ne se limite pas à cet exemple de réalisation. Le nombre d'initiateurs peut être différent. Le revêtement peut présenter une épaisseur variable.

Revendications

1. Charge génératrice de noyau (1) comprenant un confinement (5), un revêtement (6) destiné à former un noyau:

- le confinement formant sensiblement un tube selon un axe (4), le tube étant ouvert à une extrémité, le revêtement fermant l'ouverture du confinement, de telle sorte que le noyau formé par la détonation soit mis en mouvement dans une direction sensiblement parallèle à l'axe (4) du tube, caractérisée en ce que le tube posséde une section perpendiculaire à l'axe inscrite dans un rectangle (7), les deux côtés (8, 9) du rectangle ayant des longueurs différentes, la longueur du confinement selon l'axe et la longueur du petit côté (9) du rectangle étant telles que le confinement puisse être logé dans un cylindre d'axe parallèle au grand côté (8) du rectangle ;

2. Charge génératrice de noyau selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur du petit côté (9) du rectangle est sensiblement égale à la longueur du confinement selon l'axe du tube

3. Charge génératrice de noyau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la section du tube est sensiblement une ellipse.

4. Charge génératrice de noyau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la forme du revêtement possède deux plans de symétrie (10, 11) perpendiculaires dont l'intersection forme l'axe (4) du tube.

5. Charge génératrice de noyau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le revêtement (6) a au moins une face (15) concave.

6. Charge génératrice de noyau selon la revendication 5, caractérisée en ce que la face concave du revêtement est sphérique ou torique ou ellipsoïdale.

7. Charge génératrice de noyau selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que la valeur moyenne du rayon de courbure (14) de la face concave du revêtement est égale au double de la longueur du tube selon son axe à plus ou moins 20% près.

8. Charge génératrice de noyau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en qu'elle comprend des initiateurs (12) placés sur la surface du confinement en regard du revêtement.

9. Charge génératrice de noyau selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend des initiateurs (12) répartis de manière symétrique par rapport aux plans de symétrie (10, 11) du revêtement.

10. Charge génératrice de noyau selon la revendication 9, caractérisée en ce que les initiateurs sont au nombre de quatre.

Claims

1. Jet-forming charge (1) comprising a confinement (5), a liner (6) intended to form a jet, the confinement more or less forming a tube along an axis (4), the tube being open at one end, the liner closing the opening of the confinement in such a way that the jet formed by detonation is set in motion in the direction more or less parallel to the axis (4) of the tube, characterized in that the tube has a cross section at right angles to the axis falling within a rectangle (7), the two sides (8, 9) of the rectangle having different lengths, the length of the confinement along the axis and the length of the short side (9) of the rectangle being such that the confinement can be housed within a cylinder of axis parallel to the long side (8) of the rectangle.

2. Jet-forming charge according to Claim 1,
characterized in that the length of the short side (9) of the rectangle is more or less equal to the length of the confinement along the axis of the tube.

3. Jet-forming charge according to either one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the tube is more or less that of an ellipse.

4. Jet-forming charge according to any one of the preceding claims, characterized in that the shape of the liner has two perpendicular planes of symmetry (10, 11) the intersection of which forms the axis (4) of the tube.

5. Jet-forming charge according to any one of the preceding claims, characterized in that the liner (6) has at least one concave face (15).

6. Jet-forming charge according to Claim 5, characterized in that the concave face of the liner is spherical or toric or ellipsoidal.

7. Jet-forming charge according to either one of Claims 5 or 6, characterized in that the mean value of the radius of curvature (14) of the concave face of the liner is equal to twice the length of the tube along the axis give or take 20%.

8. Jet-forming charge according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises initiators (12) placed on the surface of the confinement facing the liner.

9. Jet-forming charge according to Claim 4, characterized in that it comprises initiators (12) distributed symmetrically with respect to the planes of symmetry (10, 11) of the liner.

10. Jet-forming charge according to Claim 9, characterized in that there are four initiators.

Ansprüche

1. Kernerzeugende Ladung (1), die eine Hülle (5) und eine Beschichtung (6) enthält, die dazu bestimmt ist, einen Kern zu bilden, wobei die Hülle im Wesentlichen ein Rohr gemäß einer Achse (4) bildet, wobei das Rohr an einem Ende offen ist, wobei die Beschichtung die Öffnung der Hülle verschließt, so dass der durch die Detonation gebildete Kern in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Achse (4) des Rohrs in Bewegung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr einen Querschnitt lotrecht zur Achse besitzt, der in einem Rechteck (7) liegt, wobei die zwei Seiten (8, 9) des Rechtecks unterschiedliche Längen haben, wobei die Länge der Hülle gemäß der Achse und die Länge der kleinen Seite (9) des Rechtecks so sind, dass die Hülle in einem Zylinder mit einer Achse parallel zur großen Seite (8) des Rechtecks angeordnet werden kann.

2. Kernerzeugende Ladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der kleinen Seite (9) des Rechtecks im Wesentlichen gleich der Länge der Hülle gemäß der Achse des Rohrs ist.

3. Kernerzeugende Ladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Rohrs im Wesentlichen eine Ellipse ist.

4. Kernerzeugende Ladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Beschichtung zwei lotrechte Symmetrieebenen (10, 11) besitzt, deren Schnittpunkt die Achse (4) des Rohrs bildet.

5. Kernerzeugende Ladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (6) mindestens eine konkave Seite (15) hat.

6. Kernerzeugende Ladung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Seite der Beschichtung kugelförmig oder torusförmig oder ellipsenförmig ist.

7. Kernerzeugende Ladung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert des Krümmungsradius (14) der konkaven Seite der Beschichtung bis auf etwa 20 % gleich dem Doppelten der Länge des Rohrs gemäß seiner Achse ist.

8. Kernerzeugende Ladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie Initialzünder (12) enthält, die an der Oberfläche der Hülle gegenüber der Beschichtung angeordnet sind.

9. Kernerzeugende Ladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie Initialzünder (12) enthält, die symmetrisch bezüglich der Symmetrieebenen (10, 11) der Beschichtung verteilt sind.

10. Kernerzeugende Ladung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es vier Initialzünder gibt.

Dessins