EP0474855B1 - Retard d'initiation pour charges formees detonant en sequence - Google Patents

Retard d'initiation pour charges formees detonant en sequence Download PDF

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EP0474855B1
EP0474855B1 EP91907735A EP91907735A EP0474855B1 EP 0474855 B1 EP0474855 B1 EP 0474855B1 EP 91907735 A EP91907735 A EP 91907735A EP 91907735 A EP91907735 A EP 91907735A EP 0474855 B1 EP0474855 B1 EP 0474855B1
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Alain Kerdraon
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/02—Electric fuzes with piezo-crystal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/10—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with shaped or hollow charge
    • F42B12/16—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with shaped or hollow charge in combination with an additional projectile or charge, acting successively on the target
    • F42B12/18—Hollow charges in tandem arrangement

Definitions

  • the present invention relates to an initiation delay between two shaped charges mounted in tandem in a military head.
  • the protective screen moves to the rear and commands the closing of an electric circuit.
  • Such a configuration makes it possible to obtain significant delays (from 0.5 to 3 milliseconds), by avoiding having to resort to the traditional solution using windings of great lengths of detonating cord.
  • the subject of the invention is an initiation delay for a military head comprising at least two detonating charges in sequence and arranged in an envelope, delay comprising a screen capable of translating axially inside the envelope, under the effect of the detonation of a first charge, between a position of departure and an arrival position in which it acts on means for controlling the initiation of a second charge, delay characterized in that it comprises an element of compressible material placed inside the envelope between the screen and control means.
  • the screen can be made integral with the envelope by shearable connecting means, and the compressible material has a crushing resistance such that its volume decreases by less than 5% when it is subjected to a pressure equal to the product. of the inertia at the start of the military head of the whole of the first charge and of the screen divided by the value of the section of the first charge.
  • the compressible material has a crushing resistance such that its volume decreases by less than 5% under a pressure of 106 Pascals, and it reduces by at least 90% under a pressure of 108 Pascals.
  • the compressible material is an organic foam with a density less than or equal to 250 Kg / m3, for example a polyethylene foam, or a polyurethane foam.
  • the screen may be constituted by a safety and arming device for the first load, and it may be separated from the first load by a damping block.
  • the damping block will be made of a metallic sintered material with a density between 1500 and 3000 Kg / m3.
  • the means for controlling the initiation of the second charge may include a piezoelectric generator.
  • a military head 1 is shown partially and schematically.
  • It comprises two shaped charges mounted in tandem inside an envelope 2, and intended to be initiated in sequence.
  • the front charge 3, which is initiated first, comprises in a known manner a coating 4 and an explosive charge 5.
  • a detection system, not shown, causes its initiation by means of a security and arming device 6.
  • a damping block 7 is disposed between the load 5 and the safety and arming device 6. It is intended to protect the latter from the effects of the explosion of the front load 3. It is preferably made of a sintered metal material with a density between 1500 and 3000 Kg / m3, for example sintered iron.
  • the rear charge 8 which is here of a caliber greater than that of the front charge, comprises a coating 9 and an explosive charge 10.
  • a second security and arming device 11 causes the rear load to ignite, it is connected by conductors not shown to initiation control means, constituted here by a piezoelectric generator 12.
  • the first security and arming device 6 acts as a screen for protecting the rear load, it is separated from the piezoelectric generator 12 by an element made of compressible material 13.
  • the function of the screen is to act on the control means in order to cause the initiation of the rear load at the end of a certain time interval.
  • the function of the compressible element is to absorb, by its deformation, part of the kinetic energy of the screen.
  • the invention makes it possible to obtain a gain on the inter-charge distance of between 5 and 20% (depending on the hardness of the foam).
  • the screen will act directly on the control means after complete or not overwriting of this compressible element or else act on these control means by means of a certain residual thickness of the compressible element.
  • a setting washer 16 may be placed between the compressible element and the control means, this in order to isolate the latter from the forces transmitted by the compressible element during the movement of the screen, which makes it possible to avoid in the case the use of piezoelectric generator a premature initiation of the rear load.
  • This compressible element will preferably be chosen so as to present a crushing resistance such that its volume decreases by less than 5% when it is subjected to a pressure equal to the product of inertia at the start of the military head of the of the first charge and the screen divided by the value of the section of the first charge.
  • the compressible element is then likely to constitute a wedging element capable of withstanding the inertia of the assembly constituted by the front load and its security and arming device at the start of the military head (for an acceleration of less than 1000 m / s2).
  • Organic foams of density less than or equal to 250 Kg / m3, such as polyethylene or polyurethane foams have given complete satisfaction.

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Description

    RETARD D'INITIATION POUR CHARGES FORMEES DETONANT EN SEQUENCE
  • La présente invention concerne un retard d'initiation entre deux charges formées montées en tandem dans une tête militaire.
  • On connaît par le brevet FR2559896 sur lequel on base le préambule de la revendication indépendante 1, un retard d'initiation utilisant l'écran de protection intercharge.
  • Lors de la détonation de la charge avant de la tête militaire, l'écran de protection se déplace vers l'arrière et vient commander la fermeture d'un circuit éléctrique.
  • Une telle configuration permet d'obtenir des retards importants (de 0,5 à 3 millisecondes), en évitant d'avoir recours à la solution traditionnelle utilisant des enroulements de grandes longueurs de cordeau détonant.
  • Cependant avec cette solution, une modification même minime de la valeur du retard impose une action, soit sur la masse totale de l'écran soit sur la longueur que ce dernier doit parcourir.
  • De telles modifications géométriques sont particulièrement délicates car elle entraînent des modifications au niveau de la répartition de la masse totale de la tête militaire ainsi qu'au niveau de ses dimensions.
  • De plus, des retards importants necessiteront des distances de parcours importantes ce qui nuit à la compacité de la tête militaire.
  • C'est le but de la présente invention que de proposer un retard d'initiation entre deux charges formées montées en tandem autorisant des modifications de la valeur du retard ne perturbant pas les caractéristiques géométriques et balistiques de la tête militaire.
  • C'est un autre but de la présente invention que de permettre de réduire la distance entre des charges formées détonant en séquence sans réduire pour autant la valeur du retard d'initiation entre ces charges.
  • Ainsi l'invention a pour objet un retard d'initiation pour une tête militaire comportant au moins deux charges détonant en séquence et disposées dans une enveloppe, retard comprenant un écran susceptible de se translater axialement à l'intérieur de l'enveloppe, sous l'effet de la détonation d'une première charge, entre une position de départ et une position d'arrivée dans laquelle il agit sur des moyens de commande de l'initiation d'une deuxième charge, retard caractérisé en ce qu'il comporte un élément en matériau compressible disposé à l'intérieur de l'enveloppe entre l'écran et les moyens de commande.
  • L'écran pourra être rendu solidaire de l'enveloppe par des moyens de liaison cisaillables, et le matériau compressible présenter une resistance à l'écrasement telle que son volume diminue de moins de 5% lorsqu'il est soumis à une pression égale au produit de l'inertie au départ de la tête militaire de l'ensemble de la première charge et de l'écran divisée par la valeur de la section de la première charge.
  • De façon préferentielle le matériau compressible présente une resistance à l'écrasement telle que son volume diminue de moins de 5% sous une pression de 10⁶ Pascals, et il se réduit au moins de 90% sous une pression de 10⁸ Pascals.
  • Avantageusement le matériau compressible est une mousse organique de densité inférieure ou égale à 250 Kg/m³, par exemple une mousse de polyéthylène, ou une mousse de polyuréthane.
  • L'écran pourra être constitué par un dispositif de sécurité et d'armement de la première charge, et il pourra être séparé de la première charge par un bloc amortisseur.
  • Préferentiellement, le bloc amortisseur sera réalisé en un matériau fritté metallique de masse volumique comprise entre 1500 et 3000 Kg/m³.
  • Les moyens de commande de l'initiation de la deuxième charge pourront comprendre un générateur piezoéléctrique.
  • D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence au dessin annexé qui est une représentation schématique d'un retard conforme à l'invention.
  • En se reportant à la figure annexée, une tête militaire 1 est représentée partiellement et schématiquement.
  • Elle comporte deux charges formées montées en tandem à l'intérieur d'une enveloppe 2, et destinées à être initiées en séquence.
  • La charge avant 3, qui est initiée la première, comprend de façon connue un revêtement 4 et un chargement explosif 5. Un système de détection non représenté provoque son initiation par l'intermédiaire d'un dispositif de sécurité et d'armement 6.
  • Un bloc amortisseur 7 est disposé entre le chargement 5 et le dispositif de sécurité et d'armement 6. Il est destiné à protéger ce dernier des effets de l'explosion de la charge avant 3. Il est réalisé de préférence en un matériau fritté metallique de masse volumique comprise entre 1500 et 3000 Kg/m³, par exemple du fer fritté.
  • La charge arrière 8, qui est ici de calibre supérieur à celui de la charge avant, comprend un revêtement 9 et un chargement explosif 10.
  • Un deuxième dispositif de sécurité et d'armement 11 provoque la mise à feu de la charge arrière, il est relié par des conducteurs non représentés à des moyens de commande de l'initiation, constitués ici par un générateur piezoéléctrique 12.
  • Le premier dispositif de sécurité et d'armement 6 joue le rôle d'écran de protection de la charge arrière, il est séparé du générateur piézoéléctrique 12 par un élément en matériau compressible 13.
  • D'une façon analogue à celle décrite dans le brevet FR2559896, l'écran se trouve projeté vers l'arrière de la tête militaire par la détonation de la charge avant.
  • La fonction de l'écran est d'agir sur les moyens de commande afin de provoquer l'initiation de la charge arrière à l'issue d'un certain intervalle de temps.
  • La fonction de l'élément compressible est d'absorber par sa déformation une partie de l'énérgie cinétique de l'écran.
  • Ce qui permet d'une part, d'amortir les effets sur la charge arrière de la détonation de la charge avant, et d'autre part, à masse d'écran égale et par rapport à une configuration de retard dans laquelle aucun élément compressible n'est prévu, d'augmenter le temps necessaire à à l'écran pour venir agir sur les moyens de commande.
  • Il est possible ainsi d'obtenir des retards plus importants avec une distance inter-charges moindre, à titre d'exemple, pour un retard de 200 microsecondes l'invention permet d'obtenir un gain sur la distance inter-charges compris entre 5 et 20% (selon la dureté de la mousse).
  • Suivant les caractéristiques mécaniques et géométriques de l'élément en matériau compressible, l'écran agira directement sur les moyens de commande après écrasement complet ou non, de cet élément compressible ou bien agira sur ces moyens de commande par l'intermédiaire d'une certaine épaisseur résiduelle de l'élément compressible.
  • Il est possible par exemple de prévoir un écran portant une partie saillante 14 venant se loger dans un alésage cylindrique axial 15 de l'élément compressible.
  • Cette partie saillante venant agir sur des moyens de commande du type de ceux définis dans le brevet FR2559896, par exemple des bobines, un générateur piezoéléctrique ou encore venant fermer un contact electrique.
  • Une rondelle de calage 16 pourra être disposée entre l'élément compressible et les moyens de commande, cela afin d'isoler ces derniers des efforts transmis par l'élément compressible pendant le mouvement de l'écran ce qui permet d'éviter dans le cas de l'emploi de générateur piezoéléctrique une initiation prématurée de la charge arrière.
  • Cet élément compressible sera de préférence choisi de façon à présenter une résistance à l'écrasement telle que son volume diminue de moins de 5% lorsqu'il est soumis à une pression égale au produit de l'inertie au départ de la tête militaire de l'ensemble de la première charge et de l'écran divisée par la valeur de la section de la première charge.
  • L'élément compressible est alors susceptible de constituer un élément de calage pouvant résister à l'inertie de l'ensemble constitué par la charge avant et son dispositif de sécurité et d'armement au départ de la tête militaire (pour une acceleration inférieure à 1000 m/s²).
  • Dans la plupart des cas il suffira de choisir un matériau tel que son volume diminue de moins de 5% sous une pression de 10⁶ Pascals, et en ce qu'il se réduit au moins de 90% sous une pression de 10⁸ Pascals.
  • Des mousses organiques de densité inférieure ou égale à 250 Kg/m³, telles des mousses de polyéthylène ou de polyuréthane ont donné entière satisfaction.
  • Dans le cas d'accelerations importantes (supérieures à 1000 m/s²), il sera possible de prévoir un moyen de solidarisation entre l'écran et l'enveloppe 2, par exemple des goupilles qui se cisailleront au moment de la détonation de la charge avant, ou encore un collage.

Claims (10)

  1. Retard d'initiation pour une tête militaire (1) comportant au moins deux charges (3,8) détonant en séquence et disposées dans une enveloppe (2), retard comprenant un écran (6) susceptible de se translater axialement à l'intérieur de l'enveloppe (2), sous l'effet de la détonation d'une première charge, entre une position de départ et une position d'arrivée dans laquelle il agit sur des moyens de commande (12) de l'initiation d'une deuxième charge, retard caractérisé en ce qu' il comporte un élément en matériau compressible (13) disposé à l'intérieur de l'enveloppe entre l'écran (6) et les moyens de commande (12).
  2. Retard selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran est rendu solidaire de l'enveloppe par des moyens de liaison cisaillables.
  3. Retard selon une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le matériau compressible présente une resistance à l'écrasement telle que son volume diminue de moins de 5% lorsqu'il est soumis à une pression égale au produit de l'inertie au départ de la tête militaire de l'ensemble de la première charge et de l'écran divisée par la valeur de la section de la première charge.
  4. Retard selon une des revendications 1à 3, caractérisé en ce que le matériau compressible présente une resistance à l'écrasement telle que son volume diminue de moins de 5% sous une pression de 10⁶ Pascals, et en ce qu'il se réduit au moins de 90% sous une pression de 10⁸ Pascals.
  5. Retard selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau compressible est une mousse organique de densité inférieure ou égale à 250 Kg/m³.
  6. Retard selon la revendication 5, caractérisé en ce que la mousse organique est choisie parmi les mousses de polyéthylène, et les mousses de polyuréthane.
  7. Retard selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'écran est constitué par un dispositif de sécurité et d'armement (6) de la première charge.
  8. Retard selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'écran (6) est séparé de la première charge (3) par un bloc amortisseur (7).
  9. Retard selon la revendication 8, caractérisé en ce que le bloc amortisseur est réalisé en un matériau fritté metallique de masse volumique comprise entre 1500 et 3000 Kg/m³.
  10. Retard selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de commande de l'initiation de la deuxième charge comprennent un générateur piezoéléctrique (12).
EP91907735A 1990-03-29 1991-03-29 Retard d'initiation pour charges formees detonant en sequence Expired - Lifetime EP0474855B1 (fr)

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