CA2071148C - Element peu vulnerable de munition explosive comportant un chargement explosif bi-composition et procede d'obtention d'un effet d'eclats - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un élément performant et peu vulnérable de munition explosive constitué d'une enveloppe 1 contenant un chargement explosif constitué d'une couche interne 2 en explosif composite dont la charge contient au moins un explosif nitré organique, revêtue d'une couche coaxiale adjacente périphérique 3 en composition pyrotechnique moins sensible constituée d'une matrice polymérique chargée dont la charge contient au moins un oxydant minéral ou un explosif nitré organique. L'interface entre les deux couches 2 et 3 présente une section droite étoilée. L'invention a également pour objet le procédé d'obtention d'un effet d'éclats par détonation de la couche 2, réaction de la couche 3, puis rupture de l'enveloppe dûe à la pression des gaz formés.
Description
h ~~"1~~.~~
W aht~rati~ro r~lmrn ~~FFnt .iA
La présente invention se situe dans le domaine des munitions, notamment militaires, à risques atténués.
Elle est relative à un élément peu vulnérable de munition explosive constituë d'une enveloppe en général métallique contenant un chargement explosif. Ces munitions sont notamment utiles pour générer un effet d'éclats par rupture de l'enveloppa. Le chargement et son enveloppe ont en général une symétrie axiale de façon à générer des effets symétriques. Les munitions explosives, notamment lors de leur stockage ou de leur transport, peuvent être soumises à des agressions telles que l'incendie, l'impact et la pénétration de fragments ou balles, la détonation proche de munitions voisines.
Si les problêmes de l'incendie et des fragments peuvent être résolus pratiquement à l'aide des explosifs composites classiques, le problème de la détonation par influence, plus précisément de la vulnérabilitë â la détonation proche de munitions voisines, n'a pas encore été résolu de façon satisfaisante.
Il est bien connu d'utiliser des explosifs composites particuliërement peu sensibles chargés par exemple en 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole CONTA), en triaminotrini-trobenzène (~AmB), ou nitroguanidine. Cette solution présente toutefois un inconvénient majeur, à savoir que la vulnérabilité de la munition à la détonation proche de munitions voisines est alors dépendante de celle du système d'amorçage. Or, ces explosifs composites peu sensibles ont en général un diamètre critique élevé
pouvant dépasser 10 cm, et ne peuvent être amorcés
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La présente invention se situe dans le domaine des munitions, notamment militaires, à risques atténués.
Elle est relative à un élément peu vulnérable de munition explosive constituë d'une enveloppe en général métallique contenant un chargement explosif. Ces munitions sont notamment utiles pour générer un effet d'éclats par rupture de l'enveloppa. Le chargement et son enveloppe ont en général une symétrie axiale de façon à générer des effets symétriques. Les munitions explosives, notamment lors de leur stockage ou de leur transport, peuvent être soumises à des agressions telles que l'incendie, l'impact et la pénétration de fragments ou balles, la détonation proche de munitions voisines.
Si les problêmes de l'incendie et des fragments peuvent être résolus pratiquement à l'aide des explosifs composites classiques, le problème de la détonation par influence, plus précisément de la vulnérabilitë â la détonation proche de munitions voisines, n'a pas encore été résolu de façon satisfaisante.
Il est bien connu d'utiliser des explosifs composites particuliërement peu sensibles chargés par exemple en 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole CONTA), en triaminotrini-trobenzène (~AmB), ou nitroguanidine. Cette solution présente toutefois un inconvénient majeur, à savoir que la vulnérabilité de la munition à la détonation proche de munitions voisines est alors dépendante de celle du système d'amorçage. Or, ces explosifs composites peu sensibles ont en général un diamètre critique élevé
pouvant dépasser 10 cm, et ne peuvent être amorcés
2 classiquement que par un relais puissant de grande taille, donc particulièrement sensible et vulnérable.
On entend de façon classique, par explosif composite, une composition pyrotechnique fonctionnellement détonable, constituée d'une matrice polymérique solide, en général polyuréthanne ou polyester, chargée, la dite charge étant pulvérulente et contenant une charge explosive nitrée organique, par exemple de l'hexogène, de l'octogène, de P ONTA, ou un mélange d'au moins deux de ces composés.
Les explosifs composites et la façon de les obtenir sont par exemple décrits par J. QUINCHON, les poudres, propergols et explosifs, tome 1, les explosifs, Technique et Documentation, 1982, pages 190-192.
Le brevet français FR 2 365 774 décrit un élément approximativement cylindrique de munition explosive constitué d'une enveloppe contenant un chargement multicomposition pouvant étre un explosif composite. Ce chargement multicomposition comporte une pluralité de couches annulaires coaxiales adjacentes, la couche périphérique ayant une teneur en explosif lourd puissant (hexogène, octogène) plus forte que celle de la couche qui lui est immédiatement adjacente et ainsi de proche en proche jusqu'à la couche axiale centrale qui est cylindrique pleine et comporte la teneur la plus faible en explosif lourd puissant. Un tel élément de munition explosive est donc particulièrement vulnérable.
Par ailleurs, l'article "Insensitive Munitions - A fine safety plus ?" paru en mai 1989 dans la revue "Military Fire Fighter" pages 74 à 81, enseigne qu'on peut diminuer la vulnérabilité d'un élément de munition chargé en explosif composite sensible en enrobant cet
On entend de façon classique, par explosif composite, une composition pyrotechnique fonctionnellement détonable, constituée d'une matrice polymérique solide, en général polyuréthanne ou polyester, chargée, la dite charge étant pulvérulente et contenant une charge explosive nitrée organique, par exemple de l'hexogène, de l'octogène, de P ONTA, ou un mélange d'au moins deux de ces composés.
Les explosifs composites et la façon de les obtenir sont par exemple décrits par J. QUINCHON, les poudres, propergols et explosifs, tome 1, les explosifs, Technique et Documentation, 1982, pages 190-192.
Le brevet français FR 2 365 774 décrit un élément approximativement cylindrique de munition explosive constitué d'une enveloppe contenant un chargement multicomposition pouvant étre un explosif composite. Ce chargement multicomposition comporte une pluralité de couches annulaires coaxiales adjacentes, la couche périphérique ayant une teneur en explosif lourd puissant (hexogène, octogène) plus forte que celle de la couche qui lui est immédiatement adjacente et ainsi de proche en proche jusqu'à la couche axiale centrale qui est cylindrique pleine et comporte la teneur la plus faible en explosif lourd puissant. Un tel élément de munition explosive est donc particulièrement vulnérable.
Par ailleurs, l'article "Insensitive Munitions - A fine safety plus ?" paru en mai 1989 dans la revue "Military Fire Fighter" pages 74 à 81, enseigne qu'on peut diminuer la vulnérabilité d'un élément de munition chargé en explosif composite sensible en enrobant cet
3 explosif par un explosif composite moins sensible, le chargement bi-composition se prêsentant sous forme de 2 cylindres à surface de base circulaire coaxiaux adjacents.
Les explosifs composites moins sensibles sont 'toutefois moins performants et l'abaissement de la vulnérabilité
de l'élêment de munition s'accompagne d'une baisse de performances. Des essais expérimentaux rêalisês par la Demanderesse, faisant l'objet des exemples comparatifs 3 à 5 de la présente description, ont même montré que l'effet d'éclats d'un tel êlêment de munition pouvait être abaissé au niveau de celui obtenu avec un êlément de munition de même dimension mais uniquement chargé de l'explosif composite enrobant moins vulnérable et moins performant.
L'homme du mêtier est donc à la recherche d'un perfectionnement relatif à cet élément de munition 2o comportant un chargement bi-composition, qui permette, tout en maintenant le même niveau d'invulnêrabilité, d'augmenter l'effet d°éclats.
La prêsente invention propose une telle solution.
La Demanderesse a cpnstaté, de façon inattendue, que si l'interface entre les deux compasition~, selon une section droite relative à l'axe du chargement, se prêsente Sous la forme d'une étoile, au lieu d°être 30 circulaire comme selon l' état de 1~ tecïanic~~ze, on obtenait un gain, parfois très important, ~n eïfet d'éclats, et que, selon certaines variantes, ce qui est encore plus surprenant, le niveau d°effe~ d'éclats atteint êtait égal à celui obtenu avec un êlément de 35 munition de même dimension uniquement chargê de ~~'~~:~.~z
Les explosifs composites moins sensibles sont 'toutefois moins performants et l'abaissement de la vulnérabilité
de l'élêment de munition s'accompagne d'une baisse de performances. Des essais expérimentaux rêalisês par la Demanderesse, faisant l'objet des exemples comparatifs 3 à 5 de la présente description, ont même montré que l'effet d'éclats d'un tel êlêment de munition pouvait être abaissé au niveau de celui obtenu avec un êlément de munition de même dimension mais uniquement chargé de l'explosif composite enrobant moins vulnérable et moins performant.
L'homme du mêtier est donc à la recherche d'un perfectionnement relatif à cet élément de munition 2o comportant un chargement bi-composition, qui permette, tout en maintenant le même niveau d'invulnêrabilité, d'augmenter l'effet d°éclats.
La prêsente invention propose une telle solution.
La Demanderesse a cpnstaté, de façon inattendue, que si l'interface entre les deux compasition~, selon une section droite relative à l'axe du chargement, se prêsente Sous la forme d'une étoile, au lieu d°être 30 circulaire comme selon l' état de 1~ tecïanic~~ze, on obtenait un gain, parfois très important, ~n eïfet d'éclats, et que, selon certaines variantes, ce qui est encore plus surprenant, le niveau d°effe~ d'éclats atteint êtait égal à celui obtenu avec un êlément de 35 munition de même dimension uniquement chargê de ~~'~~:~.~z
4 l'explosif composite central sensible performant. Cette configuration étoilée n'a pas d'incidence sur l'invulnérabilité qui est maintenue, alors que le niveau de l'effet d'éclats est amélioré, et que, selon certaines variantes, tout se passe même comme si le chargement était totalement canstituê de l'explosif central performant.
La Demanderesse a également constaté qu'une telle amêlioratian est également obtenue lorsqu'on enrobe, selon une interface étoilée, l'explosif composite central sensible et vulnérable non plus par un explosif composite moins sensïble mais par une composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites encore moins sensible et vulnérable que les explosifs composites connus les moins sensibles et qualifiés parfois d"'insensibles".
Cela est d'autant plus surprenant, que ce résultat, dêjâ
surprenant lorsque tout le chargement détone, est obtenu alors que la composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites rëagit sans détoner.
Cette variante de l'invention est d'autant plus intéressante qu'elle permet, comparativement â l'élément bi-composition en explosif composite d~ l'état de la technique précité dans l'article "Insensitive munitions°', â 1a fois d°abaisser la vulnérab9.lité et d'augmenter l'effet d'éclats.
La présente invention est donc relative à un élément de munïtion explosive constitué d'une enveloppe de préférence métallique mais pouvant âtre en un autre matériau, par exemple une matière plastique rigide, contenant un chargement explosif bi-composition ~~'~~.1~~
constitué d'une couche interne en explosif composite revêtue d'une couche coaxiale adjacente pêriphérique en composition pyrotechnique moins sensible que l'explosif composite constituant la couche interne. Elle est
La Demanderesse a également constaté qu'une telle amêlioratian est également obtenue lorsqu'on enrobe, selon une interface étoilée, l'explosif composite central sensible et vulnérable non plus par un explosif composite moins sensïble mais par une composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites encore moins sensible et vulnérable que les explosifs composites connus les moins sensibles et qualifiés parfois d"'insensibles".
Cela est d'autant plus surprenant, que ce résultat, dêjâ
surprenant lorsque tout le chargement détone, est obtenu alors que la composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites rëagit sans détoner.
Cette variante de l'invention est d'autant plus intéressante qu'elle permet, comparativement â l'élément bi-composition en explosif composite d~ l'état de la technique précité dans l'article "Insensitive munitions°', â 1a fois d°abaisser la vulnérab9.lité et d'augmenter l'effet d'éclats.
La présente invention est donc relative à un élément de munïtion explosive constitué d'une enveloppe de préférence métallique mais pouvant âtre en un autre matériau, par exemple une matière plastique rigide, contenant un chargement explosif bi-composition ~~'~~.1~~
constitué d'une couche interne en explosif composite revêtue d'une couche coaxiale adjacente pêriphérique en composition pyrotechnique moins sensible que l'explosif composite constituant la couche interne. Elle est
5 caractérisée en ce que l'explosif composite constituant la couche interne est une matrice polymérique, de préférence polyuréthanne ou polyester, chargée dont la charge contient au moins un explosif nitré organique, de préférence plus de 20~ en poids d'explosif nitré
organique, pourcentage exprimé par rapport à
1°explosif composite, la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique est constituée d'une matrice polymérique, de préférence polyuréthanne ou polyester, chargée dont la charge contient au moins un oxydant minéral ou un explosif nitré organique, - 1°interface entre les deux couches présents une section droite étoilée, c'est à dire que selon un plan de coupe perpendiculaire à l'axe du chargement, l'interface présente une forme étoilée. Cela revient également à dire que la section droite de la couche interne représente une étoile, à savoir urge figure formée de branches qui rayonnént â partir d'un point central ou d'une cône centrale:
Etant donné que les dérivés nitrés aliphatiques n'ont encore donné lieu à aucune application industrielle majeure en tant qu'explosif, on: entend de façon classique, par "explosif nitrë organique", un explosif choisi dans le groupe cAnstitué par les explosifs nitrés aromatiques (comportant au moins un groupement C-NO2, l'atome de carbone faisant partie d'un cycle ~~~1~~~
organique, pourcentage exprimé par rapport à
1°explosif composite, la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique est constituée d'une matrice polymérique, de préférence polyuréthanne ou polyester, chargée dont la charge contient au moins un oxydant minéral ou un explosif nitré organique, - 1°interface entre les deux couches présents une section droite étoilée, c'est à dire que selon un plan de coupe perpendiculaire à l'axe du chargement, l'interface présente une forme étoilée. Cela revient également à dire que la section droite de la couche interne représente une étoile, à savoir urge figure formée de branches qui rayonnént â partir d'un point central ou d'une cône centrale:
Etant donné que les dérivés nitrés aliphatiques n'ont encore donné lieu à aucune application industrielle majeure en tant qu'explosif, on: entend de façon classique, par "explosif nitrë organique", un explosif choisi dans le groupe cAnstitué par les explosifs nitrés aromatiques (comportant au moins un groupement C-NO2, l'atome de carbone faisant partie d'un cycle ~~~1~~~
6 aromatique), les explosifs esters nitriques (comportant au moins un groupement C - O - N02) et les explosifs nitramines (comportant au moins un groupement C-N-N02).
Par ailleurs, on entend par composition pyrotechnique "moins sensible°' que l'explosif composite constituant la couche interne, une composition pyrotechnique ayant un indice d'aptitude à la détonation (IAD) selon le test d'aptitude à la détonation derrière barrière (Gard Gap Test) inférieur à celui de l'explosif composite constituant la couche interne.
Ce test, codifié soit en diamètre 40mm, soit en diamètre 75mm, est bien connu de 1°hamme du métier. I1 est notamment décrit dans la publication "Recommandations pour le transport des matières dangereuses". 2ême édition ST/SG/AC 10/11 Rev. 1. Publications de l'ONU.
New-Yark, 1990. Par ailleurs, J. QUINCHON, dans sen ouvrage précité, décrit pages 227 à 229 le test en diamètre 40mm.
Selon l'invention, les couches interne et périphérique du chargement sont de préférence cylindriques. Elles peuvent ne pas être rigoureusement coaxiales si l'on veut créer une dïssymétrie dans les effets d'éclats.
L'intérêt est toutefois très limité.
De façon prêférëe 1e rapport massique couche interne/
couche externe est compris entre O,l et 2.
La couche interne en explosif composite est de préférence pleine, mais elle plut aussi présenter un ou des évidements, par exemple un évidement axial, partiel ou sur toute la longueur du chargement. Un tel évidement peut permettre par exemple de loger le système d°amarçage.
~~'~~.i~~
De façon prêfêrëe, dans le cadre de la présente invention, les matrices polymériques des couches interne et périphérique, identiques ou différentes, sont des polyuréthannes obtenus de façon gênérale par réaction d'un prëpolymère à terminaisons hydroxyles avec un polyisocyanate.
Comme exemples de prépolymères à terminaisons hydroxyles, on peut citer ceux dont le squelette est un polyisobutylène, un polybutadiène, un polyéther, un polyester, un polysiloxane. On utilise de préférence un polybutadiëne à terminaisons hydroxyles.
Comme exemples de polyisocyanates, on peut citer l'isophorone diisocyanate (IPDI), le toluène Z5 diisocyanate (TDI), le dicyclohexylméthylène düsocya nate (Hylène W), l'hexamêthylène diisocyanate (HMDL), le biuret trihexane isocyanate (BTHI), et leurs mélanges.
Lorsque la matrice polymérique est une matrice polyester, elle est en général obtenue par réaction d'un prépolymère à terminaisons carboxyles, de préférence un polybutadiéne à terminaisons carboxyles (PBCT) ou un polyester à terminaisons carboxyles, avec un polyëpoxyde, par exemple un condensai d'êpichlorhydrine et de glycérol, ou un polyaziridine, par exemple le triméthylaziridinyl phosphiné oxyde (MAPO).
Les matrices polymériques peuvent éventuellement comprendre un plastifiant,'tel~ que ceux habituellement utilisés dans la mise en oeuvre des explosifs camposites et des propergols olides composites:
Selon une autre variante de l'invention, l'interface entre les deux couches présente une sectian droite étoilée ayant 6 à 2~4 branches.
L°extrémitë des branches de l'étoile peut avoir une forme quelconque.
Ces extrémités sont de préférence pointues, plates ou arrondies.
L'interface étoilée peut être strictement polygonale ou présenter des congés de raccordement entre branches.
De façon préférée, les branches de l'étoile sont identiques, présentent un axe de symétrie passant par le centre de l'étoile et s3 n est le nombre de branches, l0 chaque branche est séparée des branches voisines par un angle de Selon l'invention, la charge de l'explosif composite constituant la couche interne contient au moins un explosif nitré organique, de préférence plus de 20~, mieux encore plus de 60~, en poids d'explosif nitré
organique, exprimés par rapport à l'explosif composite et la charge de la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique contient au moins un oxydant minéral ou un explosif nïtré organique.
Comme exemples d'oxydant minéral, on peut citer le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate d°ammonium le nitrate de sodium.
Comme exemples d'explosif nïtré organique, on peut citer l'hexogène, 1°octogène, le pentrite, le 5-oxo 3-vitro 1,2,4-triazole, le triaminotrinitrobenzène et la nitroguanidine.
Selon une variante préférée, ia couche interne est un explosif composite constitué d'une matrice polyuréthanne ou polyester chargée dont la charge contient plus de 20~
en poids, exprimés par rapport-à l'explosif composite, d'explosif nitré organique choisi dans le groupe constitué par l'hexogène, 1°octogêne, le 5-oxo 3-vitro 1,2,4-triazole et leurs mélanges.
p De façon particulièrement préférée, la charge de l'explosif composite constituant la couche interne est uniquement constituée de l'explosif nitré organique, de prêférence entre 60% et 90% , mieux encore entra 80% et 90%, pourcentages exprimés par rapport â l'explosif composite.
Selon une autre variante de l'invention la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique est un explosif composite, de préférence constitué d'une matrice polyuréthanne ou polyester chargée dont 1a charge contient plus de 20% en poids, exprimés par rapport â l'explosif composite, d'explosif nitré
organique choisi de préférence dans le groupe constitué
par l'hexogène, l'octogéne, la pentrite, le triaminotrinitrobenzène, la nitroguanidine, le 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole et leurs mélanges.
La charge peut également comprendre par exemple un oxydant minéral et/ou un métal réducteur, mais de prêfêrence, la charge de l'explosif composite constituant la Gauche pêriphêrique est uniquement constituée de l'explosif nitré organique, de préférence entre 60% et 90%, mieux encore entre 80% et 90%, pourcentages exprimés par rapport à l'explosif composite.
Selon une autre variante de l'invention la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique est une cr~mposition pyrotechnique de la famille des propergols solides compos~aes constituée d°une mat~ioe polymériqué
polyurêthanne ou polyester: chargée dont la charge, exempte d'explosif nitré organique, contient au moins un oxydant minéral.
On entend, de façon classique, par "propergol solide composite", une composition pyrotechnique mise en oeuvre de façon identique à celle d'un explosif composite, et constituée d'une matrice polymérique solide, en général polyuréthanne ou polyester, chargée, ladite charge étant pulvérulente et essentiellement constituée d'un oxydant minéral et en général d'un mêtal réducteur. Ayant vocation à la propulsion, les propergols solides composites sont fonctionnellement combustibles et comprennent divers additifs pour maîtriser la propulsion. Les propergols solides composites et la façon de les obtenir sont par exemple dêcrits par A.
DAVENAS, Technologie des propergols solides, Ed. Masson, 1989.
Selon cette variante de la présente invention, 1a fonction propulsive n'êtant pas recherchée ni exercée, la Demanderesse souhaite ne pas qualifier la couche périphérique de "Propergol" bien que la composition de cette Gauche ne se différencie de celle des propergols solides composites que par l'absence des additifs liés à
la fonction propulsive des propergols (additifs balistiques, accélérateurs de combustion, etc.), et préfère utiliser l'expression "Composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites".
Selon une variante, la charge de la composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites constituant la aouGhe périphérique contient un oxydant minéral choisi dans le groupa constitué par le percYzlorate d' ammonium; le perchlorate de potassium, le nitrate d'ammonium, le nitrate de sodium, et leurs mélanges, c'est-à-dire tous les mélanges d°au moins deux produits précités.
Selon une autre variante, la charge de la composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites constituant la couche périphérique contient un métal réducteur, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'aluminium, le zirconium, le magnésium, le bore et leurs mélanges, c'est-à-dire tous les mélanges d'au moins deux des quatre métaux précités. De façon particuliêrement,prêfërëe, le métal réducteur est l'aluminium.
Selon une autre variante, la charge de la composition pyrotechnique constituant la Gauche périphérique est une charge minérale, de préférence choisie dans le groupe constitué par le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate d'ammonium, le nitrate de sodium et leurs mélanges. La charge ne contient donc aucun autre composé.
Selon une autre variante, la charge de la composition pyrotechnique constituant le couche périphérique est constituée, et uniquement constituée, d'un mélange d'un métal réducteur, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'aluminium, le zirconium, le magnésium, le bore et leurs mélanges, et d'un oxydant minéral de préférence choisi dans le groupe constitué par le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate d'ammpnium, le nitrate de sodium et leurs mélanges. De préférence, la charge est un mëlange de ~erchlarate d'ammonium et d°aluminium.
Selon la variante d~ l'invention pour laquelle la couche périphérique est une composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites, cette composition est de préférence constituée de iz - 10% à 40% en poids d'une matrice polymérique polyuréthanne ou polyester, - 0 à 40% en poids d'un métal réducteur, - 20% â 90% en poids d'un oxydant minéral, la somme des pourcentages étant égale â 100.
De façon générale, selon la présente invention, 1e terme "bi-composition" qualifiant le chargement explosif ne doit pas être considéré dans un sens étroit et limitatif. L'effet technique constaté et les résultats qui en découlent demeurent lorsque la couche interne et/ou la couche périphérique est elle-même bi ou multi-composition, avec des interfaces classiques non étoilées entres couches, ou encore lorsque plusieurs interfaces sont étoilées, par exemple dans le cas d'un explosif composite sensible enrobé par un explosif composite moins sensible avec interface étoilée;: le bloc aussi constitué étant lui-même enroué pas une composition pyrotechnique quasi-insensible de la famille dss propergols solides composites, la seconde interface étant également étoilée.
La présente ïnvention a également poux~'objet un procédë
d'obtention d'un effet d'éclats par libération 'de gaz dans l'enveloppe d'un ëlément de muniti~n explpsive constitué d'une enveloppe' conteaaant un chargement explosif bi-composition; pais rupt~zre de l'enveloppe dûe à la pression du gaz formé. Ce pr9cédé est caréctérisé
en ce que l'ëlément de monition explosive est un élément précité selon l'invention et en ce que la libération de gaz est obtenue par détonation de l°explosif composite constituant la couche interne du chargement, puis ~~'l ~ ~.~~
réaction de la composition pyrotechnique moins sensible constituant la couche périphérique, réaction initiée par l'onde de détonation de l'explosif composite constituant la couche interne.
Lorsque la couche périphérique est un explosif composite, elle détone également. Par contre, lorsque la couche périphérique est une composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites, elle réagit sans détoner.
La figure 1 représente une coupe schématique en section droite d°un élément peu vulnérable de munition explosive selon l'invention.
La figure 2 représente une coupe schématique en section droite d'un autre élément peu vulnérable de, munition explosive selon l'invention.
La figure 3 représente des courbes comparatives vitesse d'enveloppe en fonction de l'expansion radiale.
Dans les réalisations schématisées figures 1 et 2, l'élément de munition explosive est constitué d'une enveloppe 1,11 en acier, cylindrique avec surface ds base circulaire contenant un chargement explosif bi°
compositicsn constitué d'une couche interne x,12 en explosif composite revêtue d'une couche périphérique 3,13 en composition pyrotechnique m~ins sensible que l'explosif composite constituant la couche interne 2,12.
Selon la figure 1 l' interface entre les couches 2 et 3 présente une forme étoilée â 6 branches identiques, symétriques, reliées par des congés' de raccordement et dont les extrémitës sont arrondies. Chéque branche est séparée des branches voisines par un angle de 60 degrés.
Les dimensions de l'étoile péuvent être dêfinies par son cercle circonscrit de diamètre D, son cercle inscrit de diamètre d et par l'épaisseur e des branches.
Selon la figure 2 l'interface étoilée est strictement polygonale. L'étoile est formée de 10 branches identiques et symétriques dont les extremités sont pointues. Chaque branche est séparée des branches voisines par un angle de 36 degrés. Les dimensions de l'ëtoile peuvent être définies par son cercle circonscrit de diamètre D et son cercle inscrit de diamètre d.
Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention et les avantages qu'elle procure.
Exempl~ 1 et 2. Lléments de munition explosive selon l'invention.
Exemt~le l Cet exemple a été réalisé selon la figure 1.
L'enveloppe 1, d°êpaisseur 12,5 mm, est en acier. Son diamêtre extërieur est de 115 mm et son diamètre intérieur de 90mm. Sa longueur est de 300 mm.
L'enveloppe 1 possède un fand également en acier d'épaisseur 12,5 mm.
Les caradtéristiques gêométriques dé l'étoile D, d et e précitêes sont respectivement 50 mm, 23 mm et 3 mm.
La couche interne 2, pleine, est un explosïf composite de composition 86ô en poids d'octogène et 14% en poids d°une matrice polymérïque polyuréthanne obtenue par réactïon d'un polyéther à terminaisons hydroxyles avec 1°isaphorone diisocyanate (IPDI). Cette c~mposition, performante puisque sa vitesse de dëtonation est de 8300m/s, est toutefois sensible puisque son indice d'aptitude è la détonation IAD est de 150 cartes selon 1e Card Gap Test codifié en diamètre 40mm.
2~"~~~.~~
i5 La couche périphérique 3 est un explosif composite de composition 12% en poids d'octogëne, 72% en poids de 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole et 16~ en poids d°une matrice polymérique polyuréthanne obtenue par réaction d'un polybutadiène à terminaisons hyrodxyles avec l'IPDI.
Cette composition périphérique est moins performante (vitesse de détonation 7440m/s) et considérablement moins sensible (IAD de 25 cartes selon le Card Gap Test codifié en diamëtre 40mm). que la composition interne.
On a réalisé l'amorçage de la couche 2 à l'aide d'un détonateur classique, d'un petit relais de masse 4g en hexocire et d'un générateur d'ondes planes (GOP) de diamètre 76mm comme relais principal. L'onde de détonation de la couche interne 2 a entrainé la dëtonation de la couche périphérique 3 puis la rupture de l'enveloppe 1, avec formation d'éclats.
On a enregistré l'évolution de la vitesse de relëvement de l'enveloppe métallique en fonction de l'expansion radiale, ce qui caractérise le niveau de l'effet d'éclats recherché, grâce à une caméra à fente selon l'expérience de relêvement cylindrique,' classique pour l'homme du métier. La courbe correspondante est représentée figure 3 (Courbe E1).
Exemple 2 Cet exemple a été réalisé selon la figure 2.
L°enveloppe 11, d'épaisseur 12,5 mm, est en acier. Son diamètre extérieur est de 115 mm et son diamêtre intérieur de 90mm. Sa longueur est de 300mm.
L'enveloppe 11 possède un fond également en acier d'épaisseu~~ 12,5 mm.
Les caractéristiques gëomêtriques de l'étoile D et d précitées sont respectivement 50 mm ét 34 mm.
Les explosifs composites constituant la couche interne 12 et la couche périphérique 13 sont les mêmes que pour l'exemple 1.
On a fait détoner cet élément de monition et mesuré
l'effet d'éclats comme selon l'exemple 1. La courbe caractérisant le niveau d'effet d'éclats obtenu est représentée figure 3 (courbe E2).
Exemples aom~aratifs 3 é 5. déments de monition explosive selon l'état de la technique Ces exemples sont des exemples comparatifs réalisés selon l'état de la technique dans le seul but de montrer l'effet technique de l'invention et les avantages qui en découlent. Tls n'entrent.donc pas dans le cadre de la présente invention.
Dans une enveloppe identique à celle utilisée pour les exemples 1 et 2 selon l'invention, on réalise - Selon l'exemple comparatif 3 un chargement monocomposition en explosif composite identique é celui constituant 1a couche interne du chargement bi-composition des exemples 1 et 2 selon 1°invention.
- Selon l'exemple comparatif 4 un chargement monocomposition en explosif composite identique é celui constituant la couche ~ébiphérique du chargement bi-composition des exemples l et 2 selon l'invention.
- Selon l'exemple comparatif 5 un chargement bi-composition constitué d'une couche interne pleïne cylindrique à surface de base circulaire de diamètre 60 mm ~n explosif composite identique é celui constituant la couche interna du chargement bi-composition des exemples 1 et 2 selon l'invention, revêtue d'une couche périphérique adjacente annulaire de dïamëtre intérieur 60 mm et de diamètre extérieur 90 mm en explosif composite identique â celui constituant la couche périphérique du chargement bi-composition des exemples 1 et 2 selon 1°invention.
L'élément de munition explosive selon cet exemple comparatif 5 ne se distingue donc des éléments de muniti0n explosive des exemples 1 et 2 selon l'invention que par la géométrie de 1°interface entre les couches interne et périphérique du chargement bi-composition.
On a ensuite fait détoner les éléments de munition selon ces 3 exemples comparatifs et mesuré l'effet d'éclats obtenu comme selon les exemples 1 et 2. Pour les exemples comparatifs 3 et 4, il a fallu toutefois utiliser comme relais principal un GOP de diamêtre 90 mm au lieu de 76mm pour initier la détonation. Les courbes caractérisant le niveau d'effet d'éclats obtenu est représenté figure 3 (courbe C3 pour l'exemple comparatif 3, courbe C4 pour l'exemple comparatif 4 et courbe C5 pour l'exemple comparatif 5).
La comparaison, figure 3, des courbes El et E2 selon l'invention et des courbes C3, C4 et C5 selon l'état de la technique, met en évidence deux résultats particuliêrement surprenants et intéressants - On constate, par comparaison des courbes E1;E2, et CS, un gain important, de l'ordre de 30%, de 1°effet d'éclats lorsque, tous autres paramètres identiques par ailleurs, l'interface entre les 2 couches présente une section drome étoilée.
On constate, par comparaison des courbes E1,E2,C3 et C4, que le niveau d'effet d'éclats obtenu selon ~ ~r~~.l~~i~
l'invention (courbes E1 et E2) est identique, à celui obtenu avec un chargement monocomposition réalisé avec l'explosif composite performant de la couche interne (courbe C3), alors que le chargement monocomposition réalisé avec l'explosif composite moins performant de la couche përiphérique procure un effet d'éclats nettement moindre (C4).
Tout se passe donc, selon l'invention, en ce qui concerne l'effet d'éclats, comme si tout le chargement était constitué en explosif central performant, alors qu'il posséda une vulnérabilité à l'onde de détonation considérablement moindre du fait de la présence de la couche périphérique peu sensible.
Par ailleurs, on entend par composition pyrotechnique "moins sensible°' que l'explosif composite constituant la couche interne, une composition pyrotechnique ayant un indice d'aptitude à la détonation (IAD) selon le test d'aptitude à la détonation derrière barrière (Gard Gap Test) inférieur à celui de l'explosif composite constituant la couche interne.
Ce test, codifié soit en diamètre 40mm, soit en diamètre 75mm, est bien connu de 1°hamme du métier. I1 est notamment décrit dans la publication "Recommandations pour le transport des matières dangereuses". 2ême édition ST/SG/AC 10/11 Rev. 1. Publications de l'ONU.
New-Yark, 1990. Par ailleurs, J. QUINCHON, dans sen ouvrage précité, décrit pages 227 à 229 le test en diamètre 40mm.
Selon l'invention, les couches interne et périphérique du chargement sont de préférence cylindriques. Elles peuvent ne pas être rigoureusement coaxiales si l'on veut créer une dïssymétrie dans les effets d'éclats.
L'intérêt est toutefois très limité.
De façon prêférëe 1e rapport massique couche interne/
couche externe est compris entre O,l et 2.
La couche interne en explosif composite est de préférence pleine, mais elle plut aussi présenter un ou des évidements, par exemple un évidement axial, partiel ou sur toute la longueur du chargement. Un tel évidement peut permettre par exemple de loger le système d°amarçage.
~~'~~.i~~
De façon prêfêrëe, dans le cadre de la présente invention, les matrices polymériques des couches interne et périphérique, identiques ou différentes, sont des polyuréthannes obtenus de façon gênérale par réaction d'un prëpolymère à terminaisons hydroxyles avec un polyisocyanate.
Comme exemples de prépolymères à terminaisons hydroxyles, on peut citer ceux dont le squelette est un polyisobutylène, un polybutadiène, un polyéther, un polyester, un polysiloxane. On utilise de préférence un polybutadiëne à terminaisons hydroxyles.
Comme exemples de polyisocyanates, on peut citer l'isophorone diisocyanate (IPDI), le toluène Z5 diisocyanate (TDI), le dicyclohexylméthylène düsocya nate (Hylène W), l'hexamêthylène diisocyanate (HMDL), le biuret trihexane isocyanate (BTHI), et leurs mélanges.
Lorsque la matrice polymérique est une matrice polyester, elle est en général obtenue par réaction d'un prépolymère à terminaisons carboxyles, de préférence un polybutadiéne à terminaisons carboxyles (PBCT) ou un polyester à terminaisons carboxyles, avec un polyëpoxyde, par exemple un condensai d'êpichlorhydrine et de glycérol, ou un polyaziridine, par exemple le triméthylaziridinyl phosphiné oxyde (MAPO).
Les matrices polymériques peuvent éventuellement comprendre un plastifiant,'tel~ que ceux habituellement utilisés dans la mise en oeuvre des explosifs camposites et des propergols olides composites:
Selon une autre variante de l'invention, l'interface entre les deux couches présente une sectian droite étoilée ayant 6 à 2~4 branches.
L°extrémitë des branches de l'étoile peut avoir une forme quelconque.
Ces extrémités sont de préférence pointues, plates ou arrondies.
L'interface étoilée peut être strictement polygonale ou présenter des congés de raccordement entre branches.
De façon préférée, les branches de l'étoile sont identiques, présentent un axe de symétrie passant par le centre de l'étoile et s3 n est le nombre de branches, l0 chaque branche est séparée des branches voisines par un angle de Selon l'invention, la charge de l'explosif composite constituant la couche interne contient au moins un explosif nitré organique, de préférence plus de 20~, mieux encore plus de 60~, en poids d'explosif nitré
organique, exprimés par rapport à l'explosif composite et la charge de la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique contient au moins un oxydant minéral ou un explosif nïtré organique.
Comme exemples d'oxydant minéral, on peut citer le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate d°ammonium le nitrate de sodium.
Comme exemples d'explosif nïtré organique, on peut citer l'hexogène, 1°octogène, le pentrite, le 5-oxo 3-vitro 1,2,4-triazole, le triaminotrinitrobenzène et la nitroguanidine.
Selon une variante préférée, ia couche interne est un explosif composite constitué d'une matrice polyuréthanne ou polyester chargée dont la charge contient plus de 20~
en poids, exprimés par rapport-à l'explosif composite, d'explosif nitré organique choisi dans le groupe constitué par l'hexogène, 1°octogêne, le 5-oxo 3-vitro 1,2,4-triazole et leurs mélanges.
p De façon particulièrement préférée, la charge de l'explosif composite constituant la couche interne est uniquement constituée de l'explosif nitré organique, de prêférence entre 60% et 90% , mieux encore entra 80% et 90%, pourcentages exprimés par rapport â l'explosif composite.
Selon une autre variante de l'invention la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique est un explosif composite, de préférence constitué d'une matrice polyuréthanne ou polyester chargée dont 1a charge contient plus de 20% en poids, exprimés par rapport â l'explosif composite, d'explosif nitré
organique choisi de préférence dans le groupe constitué
par l'hexogène, l'octogéne, la pentrite, le triaminotrinitrobenzène, la nitroguanidine, le 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole et leurs mélanges.
La charge peut également comprendre par exemple un oxydant minéral et/ou un métal réducteur, mais de prêfêrence, la charge de l'explosif composite constituant la Gauche pêriphêrique est uniquement constituée de l'explosif nitré organique, de préférence entre 60% et 90%, mieux encore entre 80% et 90%, pourcentages exprimés par rapport à l'explosif composite.
Selon une autre variante de l'invention la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique est une cr~mposition pyrotechnique de la famille des propergols solides compos~aes constituée d°une mat~ioe polymériqué
polyurêthanne ou polyester: chargée dont la charge, exempte d'explosif nitré organique, contient au moins un oxydant minéral.
On entend, de façon classique, par "propergol solide composite", une composition pyrotechnique mise en oeuvre de façon identique à celle d'un explosif composite, et constituée d'une matrice polymérique solide, en général polyuréthanne ou polyester, chargée, ladite charge étant pulvérulente et essentiellement constituée d'un oxydant minéral et en général d'un mêtal réducteur. Ayant vocation à la propulsion, les propergols solides composites sont fonctionnellement combustibles et comprennent divers additifs pour maîtriser la propulsion. Les propergols solides composites et la façon de les obtenir sont par exemple dêcrits par A.
DAVENAS, Technologie des propergols solides, Ed. Masson, 1989.
Selon cette variante de la présente invention, 1a fonction propulsive n'êtant pas recherchée ni exercée, la Demanderesse souhaite ne pas qualifier la couche périphérique de "Propergol" bien que la composition de cette Gauche ne se différencie de celle des propergols solides composites que par l'absence des additifs liés à
la fonction propulsive des propergols (additifs balistiques, accélérateurs de combustion, etc.), et préfère utiliser l'expression "Composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites".
Selon une variante, la charge de la composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites constituant la aouGhe périphérique contient un oxydant minéral choisi dans le groupa constitué par le percYzlorate d' ammonium; le perchlorate de potassium, le nitrate d'ammonium, le nitrate de sodium, et leurs mélanges, c'est-à-dire tous les mélanges d°au moins deux produits précités.
Selon une autre variante, la charge de la composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites constituant la couche périphérique contient un métal réducteur, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'aluminium, le zirconium, le magnésium, le bore et leurs mélanges, c'est-à-dire tous les mélanges d'au moins deux des quatre métaux précités. De façon particuliêrement,prêfërëe, le métal réducteur est l'aluminium.
Selon une autre variante, la charge de la composition pyrotechnique constituant la Gauche périphérique est une charge minérale, de préférence choisie dans le groupe constitué par le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate d'ammonium, le nitrate de sodium et leurs mélanges. La charge ne contient donc aucun autre composé.
Selon une autre variante, la charge de la composition pyrotechnique constituant le couche périphérique est constituée, et uniquement constituée, d'un mélange d'un métal réducteur, de préférence choisi dans le groupe constitué par l'aluminium, le zirconium, le magnésium, le bore et leurs mélanges, et d'un oxydant minéral de préférence choisi dans le groupe constitué par le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate d'ammpnium, le nitrate de sodium et leurs mélanges. De préférence, la charge est un mëlange de ~erchlarate d'ammonium et d°aluminium.
Selon la variante d~ l'invention pour laquelle la couche périphérique est une composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites, cette composition est de préférence constituée de iz - 10% à 40% en poids d'une matrice polymérique polyuréthanne ou polyester, - 0 à 40% en poids d'un métal réducteur, - 20% â 90% en poids d'un oxydant minéral, la somme des pourcentages étant égale â 100.
De façon générale, selon la présente invention, 1e terme "bi-composition" qualifiant le chargement explosif ne doit pas être considéré dans un sens étroit et limitatif. L'effet technique constaté et les résultats qui en découlent demeurent lorsque la couche interne et/ou la couche périphérique est elle-même bi ou multi-composition, avec des interfaces classiques non étoilées entres couches, ou encore lorsque plusieurs interfaces sont étoilées, par exemple dans le cas d'un explosif composite sensible enrobé par un explosif composite moins sensible avec interface étoilée;: le bloc aussi constitué étant lui-même enroué pas une composition pyrotechnique quasi-insensible de la famille dss propergols solides composites, la seconde interface étant également étoilée.
La présente ïnvention a également poux~'objet un procédë
d'obtention d'un effet d'éclats par libération 'de gaz dans l'enveloppe d'un ëlément de muniti~n explpsive constitué d'une enveloppe' conteaaant un chargement explosif bi-composition; pais rupt~zre de l'enveloppe dûe à la pression du gaz formé. Ce pr9cédé est caréctérisé
en ce que l'ëlément de monition explosive est un élément précité selon l'invention et en ce que la libération de gaz est obtenue par détonation de l°explosif composite constituant la couche interne du chargement, puis ~~'l ~ ~.~~
réaction de la composition pyrotechnique moins sensible constituant la couche périphérique, réaction initiée par l'onde de détonation de l'explosif composite constituant la couche interne.
Lorsque la couche périphérique est un explosif composite, elle détone également. Par contre, lorsque la couche périphérique est une composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites, elle réagit sans détoner.
La figure 1 représente une coupe schématique en section droite d°un élément peu vulnérable de munition explosive selon l'invention.
La figure 2 représente une coupe schématique en section droite d'un autre élément peu vulnérable de, munition explosive selon l'invention.
La figure 3 représente des courbes comparatives vitesse d'enveloppe en fonction de l'expansion radiale.
Dans les réalisations schématisées figures 1 et 2, l'élément de munition explosive est constitué d'une enveloppe 1,11 en acier, cylindrique avec surface ds base circulaire contenant un chargement explosif bi°
compositicsn constitué d'une couche interne x,12 en explosif composite revêtue d'une couche périphérique 3,13 en composition pyrotechnique m~ins sensible que l'explosif composite constituant la couche interne 2,12.
Selon la figure 1 l' interface entre les couches 2 et 3 présente une forme étoilée â 6 branches identiques, symétriques, reliées par des congés' de raccordement et dont les extrémitës sont arrondies. Chéque branche est séparée des branches voisines par un angle de 60 degrés.
Les dimensions de l'étoile péuvent être dêfinies par son cercle circonscrit de diamètre D, son cercle inscrit de diamètre d et par l'épaisseur e des branches.
Selon la figure 2 l'interface étoilée est strictement polygonale. L'étoile est formée de 10 branches identiques et symétriques dont les extremités sont pointues. Chaque branche est séparée des branches voisines par un angle de 36 degrés. Les dimensions de l'ëtoile peuvent être définies par son cercle circonscrit de diamètre D et son cercle inscrit de diamètre d.
Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention et les avantages qu'elle procure.
Exempl~ 1 et 2. Lléments de munition explosive selon l'invention.
Exemt~le l Cet exemple a été réalisé selon la figure 1.
L'enveloppe 1, d°êpaisseur 12,5 mm, est en acier. Son diamêtre extërieur est de 115 mm et son diamètre intérieur de 90mm. Sa longueur est de 300 mm.
L'enveloppe 1 possède un fand également en acier d'épaisseur 12,5 mm.
Les caradtéristiques gêométriques dé l'étoile D, d et e précitêes sont respectivement 50 mm, 23 mm et 3 mm.
La couche interne 2, pleine, est un explosïf composite de composition 86ô en poids d'octogène et 14% en poids d°une matrice polymérïque polyuréthanne obtenue par réactïon d'un polyéther à terminaisons hydroxyles avec 1°isaphorone diisocyanate (IPDI). Cette c~mposition, performante puisque sa vitesse de dëtonation est de 8300m/s, est toutefois sensible puisque son indice d'aptitude è la détonation IAD est de 150 cartes selon 1e Card Gap Test codifié en diamètre 40mm.
2~"~~~.~~
i5 La couche périphérique 3 est un explosif composite de composition 12% en poids d'octogëne, 72% en poids de 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole et 16~ en poids d°une matrice polymérique polyuréthanne obtenue par réaction d'un polybutadiène à terminaisons hyrodxyles avec l'IPDI.
Cette composition périphérique est moins performante (vitesse de détonation 7440m/s) et considérablement moins sensible (IAD de 25 cartes selon le Card Gap Test codifié en diamëtre 40mm). que la composition interne.
On a réalisé l'amorçage de la couche 2 à l'aide d'un détonateur classique, d'un petit relais de masse 4g en hexocire et d'un générateur d'ondes planes (GOP) de diamètre 76mm comme relais principal. L'onde de détonation de la couche interne 2 a entrainé la dëtonation de la couche périphérique 3 puis la rupture de l'enveloppe 1, avec formation d'éclats.
On a enregistré l'évolution de la vitesse de relëvement de l'enveloppe métallique en fonction de l'expansion radiale, ce qui caractérise le niveau de l'effet d'éclats recherché, grâce à une caméra à fente selon l'expérience de relêvement cylindrique,' classique pour l'homme du métier. La courbe correspondante est représentée figure 3 (Courbe E1).
Exemple 2 Cet exemple a été réalisé selon la figure 2.
L°enveloppe 11, d'épaisseur 12,5 mm, est en acier. Son diamètre extérieur est de 115 mm et son diamêtre intérieur de 90mm. Sa longueur est de 300mm.
L'enveloppe 11 possède un fond également en acier d'épaisseu~~ 12,5 mm.
Les caractéristiques gëomêtriques de l'étoile D et d précitées sont respectivement 50 mm ét 34 mm.
Les explosifs composites constituant la couche interne 12 et la couche périphérique 13 sont les mêmes que pour l'exemple 1.
On a fait détoner cet élément de monition et mesuré
l'effet d'éclats comme selon l'exemple 1. La courbe caractérisant le niveau d'effet d'éclats obtenu est représentée figure 3 (courbe E2).
Exemples aom~aratifs 3 é 5. déments de monition explosive selon l'état de la technique Ces exemples sont des exemples comparatifs réalisés selon l'état de la technique dans le seul but de montrer l'effet technique de l'invention et les avantages qui en découlent. Tls n'entrent.donc pas dans le cadre de la présente invention.
Dans une enveloppe identique à celle utilisée pour les exemples 1 et 2 selon l'invention, on réalise - Selon l'exemple comparatif 3 un chargement monocomposition en explosif composite identique é celui constituant 1a couche interne du chargement bi-composition des exemples 1 et 2 selon 1°invention.
- Selon l'exemple comparatif 4 un chargement monocomposition en explosif composite identique é celui constituant la couche ~ébiphérique du chargement bi-composition des exemples l et 2 selon l'invention.
- Selon l'exemple comparatif 5 un chargement bi-composition constitué d'une couche interne pleïne cylindrique à surface de base circulaire de diamètre 60 mm ~n explosif composite identique é celui constituant la couche interna du chargement bi-composition des exemples 1 et 2 selon l'invention, revêtue d'une couche périphérique adjacente annulaire de dïamëtre intérieur 60 mm et de diamètre extérieur 90 mm en explosif composite identique â celui constituant la couche périphérique du chargement bi-composition des exemples 1 et 2 selon 1°invention.
L'élément de munition explosive selon cet exemple comparatif 5 ne se distingue donc des éléments de muniti0n explosive des exemples 1 et 2 selon l'invention que par la géométrie de 1°interface entre les couches interne et périphérique du chargement bi-composition.
On a ensuite fait détoner les éléments de munition selon ces 3 exemples comparatifs et mesuré l'effet d'éclats obtenu comme selon les exemples 1 et 2. Pour les exemples comparatifs 3 et 4, il a fallu toutefois utiliser comme relais principal un GOP de diamêtre 90 mm au lieu de 76mm pour initier la détonation. Les courbes caractérisant le niveau d'effet d'éclats obtenu est représenté figure 3 (courbe C3 pour l'exemple comparatif 3, courbe C4 pour l'exemple comparatif 4 et courbe C5 pour l'exemple comparatif 5).
La comparaison, figure 3, des courbes El et E2 selon l'invention et des courbes C3, C4 et C5 selon l'état de la technique, met en évidence deux résultats particuliêrement surprenants et intéressants - On constate, par comparaison des courbes E1;E2, et CS, un gain important, de l'ordre de 30%, de 1°effet d'éclats lorsque, tous autres paramètres identiques par ailleurs, l'interface entre les 2 couches présente une section drome étoilée.
On constate, par comparaison des courbes E1,E2,C3 et C4, que le niveau d'effet d'éclats obtenu selon ~ ~r~~.l~~i~
l'invention (courbes E1 et E2) est identique, à celui obtenu avec un chargement monocomposition réalisé avec l'explosif composite performant de la couche interne (courbe C3), alors que le chargement monocomposition réalisé avec l'explosif composite moins performant de la couche përiphérique procure un effet d'éclats nettement moindre (C4).
Tout se passe donc, selon l'invention, en ce qui concerne l'effet d'éclats, comme si tout le chargement était constitué en explosif central performant, alors qu'il posséda une vulnérabilité à l'onde de détonation considérablement moindre du fait de la présence de la couche périphérique peu sensible.
Claims (16)
1. Élément de munition explosive constitué d'une enveloppe 1 de préférence métallique contenant un chargement explosif bi-composition constitué d'une couche interne 2 en explosif composite revêtue d'une couche coaxiale adjacente périphérique 3 en composition pyrotechnique moins sensible que l'explosif composite constituant la couche interne 2 caractérisé en ce que - l'explosif composite constituant la couche interne 2 est une matrice polymérique chargée dont la charge contient au moins un explosif nitré organique, - la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique 3 est constituée d'une matrice polymérique chargée dont la charge contient au moins un oxydant minéral ou un explosif nitré organique, - l'interface entre les deux couches présente une section droite étoilée.
2. Élément de munition explosive selon 1a revendication 1 caractérisé en ce que les deux couches 2 et 3 coaxiales sont cylindriques.
3. Élément de munition explosive selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la section droite étoilée présente 6 à 24 branches.
4. Élément de munition explosive selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la section droite étoilée est strictement polygonale au présente des congés de raccordement entre branches.
5. Élément de munition explosive selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche interne 2 est un explosif composite constitué
d'une matrice polyuréthanne ou polyester chargée dont la charge contient plus de 20% en poids d'explosif nitré
organique choisi de préférence dans le groupe constitué
par l'hexogène, l'octogène, le 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole et leurs mélanges, pourcentage exprimé par rapport à l'explosif composite.
d'une matrice polyuréthanne ou polyester chargée dont la charge contient plus de 20% en poids d'explosif nitré
organique choisi de préférence dans le groupe constitué
par l'hexogène, l'octogène, le 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole et leurs mélanges, pourcentage exprimé par rapport à l'explosif composite.
6. Elément de munition explosive selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la charge de l'explosif composite constituant la couche interne 2 est uniquement constituée de l'explosif nitré
organique.
organique.
7. Elément de munition explosive selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique 3 est un explosif composite.
8. Elément de munition explosive selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'explosif composite constituant la couche périphérique 3 est constitué d'une matrice polyuréthanne ou polyester chargée dont la charge contient plus de 20% en poids d'explosif nitré organique choisi de préférence dans le groupe constitué par l'hexogène, l'octogène, la pentrite, le triaminotri-nitrobenzène, la nitroguanidine, 1e 5-oxo 3-nitro 1,2,4-triazole et leurs mélanges, pourcentage exprimé par rapport à, l'explosif composite.
9. Elément de munition explosive selon la revendication 8 caractérisé en ce que la charge de l'explosif composite constituant la couche périphérique 3 est uniquement constituée de l'explosif nitré organique.
10. Elément de munition explosive selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique 3 est une composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites constituée d'une matrice polymérique polyuréthanne ou polyester chargée dont la charge contient un oxydant minéral et est dépourvue d'explosif nitré organique.
11. Élément de munition explosive selon la revendication caractérisé en ce que la charge de la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique 3 contient un oxydant minéral choisi dans le groupe constitué par le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate d'ammonium, le nitrate de sodium et leurs mélanges.
12. Élément de munition explosive selon l'une quelconque des revendications 10 et 11 caractérisé en ce que la charge de la composition pyrotechnique constituant la couche périphérique 3 contient un métal réducteur.
13. Élément de munition explosive selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la composition pyrotechnique de la famille des propergols solides composites constituant la couche périphérique 3 est constituée de :
- 10% à 40% en poids de matrice polymérique polyuréthan-ne ou polyester, - 0 à 40% en poids d'un métal réducteur, - 20% à 90% en poids d'oxydant minéral, la somme des pourcentages étant égale à 100.
- 10% à 40% en poids de matrice polymérique polyuréthan-ne ou polyester, - 0 à 40% en poids d'un métal réducteur, - 20% à 90% en poids d'oxydant minéral, la somme des pourcentages étant égale à 100.
14, Procédé d'obtention d'un effet d'éclats par libération de gaz dans l'enveloppe d'un élément de muniton explosive constitué d'une enveloppe 1 contenant un chargement explosif bi-composition, puis rupture de l'enveloppe dûe à la pression du gaz, caractérisé en ce que l'élément de munition explosive est un élément selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, et en ce que la libération de gaz est obtenue par détonation de l'explosif composite constituant la couche interne 2 du chargement, puis réaction de la composition pyrotechnique moins sensible constituant la couche périphérique 3, réaction initiée par l'onde de détonation résultant de la détonation de l'explosif composite constituant la couche interne 2.
15. Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que l'élément de munition explosive est un élément selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 et en ce que la couche périphérique 3 détone.
16. Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que 1'élément de munition explosive est un élément selon l'une quelconque des revendications 10 à 13 et en ce que la couche périphérique 3 réagit sans détoner.
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