FR2867468A1 - Compositions de matieres reactives pour munitions renforcees et projectiles les contenant - Google Patents

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Benjamin N Ashcroft
Daniel W Doll
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Abstract

L'invention concerne un matériau réactif qui comprend au moins un combustible, un oxydant et un explosif de la classe 1.1, et formulé pour utilisation dans un projectile à matériau réactif, lequel est formulé pour donner au moins une surpression supérieure à environ 0,062 Mégapascal à 30,48 centimètres d'un point d'impact sur une cible, un trou ayant une aire supérieure à environ 13 centimètres carrés pour un niveau optimal de pénétration dans une cible, et une pression, des dommages et une flamme lors de l'impact de la balle à matériau réactif avec une cible. Le combustible peut être un métal, un alliage métallique fusible, un combustible organique ou leurs mélanges. L'oxydant peut être un oxydant inorganique, le soufre, un polymère fluoré ou leurs mélanges. L'invention décrit aussi un projectile contenant le matériau réactif.

Description

La présente invention concerne des matériaux réactifs, et plus
particulièrement des matériaux réactifs pouvant être utilisés dans une munition, telle qu'un projectile à matériaux réactifs, ainsi que des munitions
se présentant sous forme de projectiles contenant les matériaux réactifs.
Traditionnellement, il a toujours été difficile d'infliger un dommage catastrophique à des cibles de faible épaisseur par utilisation d'un fusil à longue portée. Le problème est encore plus prononcé avec les cibles de faible épaisseur, remplis de combustible, tels que les réservoirs à combustible, les cuves de combustible, ou les installations de stockage de combustible. Les projectiles traditionnels, tels que les projectiles incendiaires et perforants ("API") MK211, M8 ou M20, sont destinés à pénétrer la protection et à réaliser un éclair incendiaire. Pour conduire aux effets de pénétration, les projectiles API MK211, M8 et M20 contiennent habituellement un matériau de remplissage, qui est une composition incendiaire. Par exemple, dans le MK211, le matériau de remplissage comprend du zirconium placé entre deux couches de la Composition B. Bien que ces projectiles puissent pénétrer dans les cibles de faible épaisseur, le matériau de remplissage ne s'amorce pas quand les projectiles entrent en contact avec la surface de la cible. Au contraire, les projectiles traversent la cible de faible épaisseur et n'allument pas le combustible qui y est contenu. En tant que tels, les projectiles API MK211, M8 et M20 ont une efficacité limitée à l'encontre des cibles de faible épaisseur.
Un matériau de remplissage pour utilisation dans un projectile perforant est décrit dans le brevet des Etats-Unis N 4 237 787 au nom de Wacula et al.. Le matériau de remplissage est une composition incendiaire qui comprend de l'aluminium ou du magnésium, un nitrate ou un peroxyde de potassium, de strontium ou de baryum, et un liant tel qu'un liant chloré. Le brevet des Etats-Unis N 4 112 846 au nom de Gilbert et al. décrit un matériau incendiaire qui contient un premier métal, lequel interagit avec un deuxième métal pour former un composé intermétallique. Le premier métal est le zirconium, le titane, le thorium, le hafnium, l'uranium ou des mélanges de ceux-ci, et est présent en une quantité de 70-98,5 en poids. Le deuxième métal est l'étain, le plomb ou des mélanges de ceux-ci, et est présent en une quantité de 1,5-30 % en poids. Des compositions incendiaires ayant différentes propriétés ont de même été décrites. Dans le brevet des Etats-Unis N 6 485 586 au nom de Gill et al., une composition incendiaire à haute température et à faible vitesse de combustion est décrite. La composition incendiaire comprend du titane, du bore, du polytétrafluoréthylène ("PTFE" ou du Téflon()) et une cire de paraffine.
Des matériaux incendiaires sont de même utilisés en tant que revêtements dans des projectiles, tels que les charges militaires. Dans le brevet des Etats-Unis N 4 381 692 au nom de Weintraub, un matériau à base d'un quasi-alliage de zirconium ("QAZ ") est décrit pour utilisation dans des munitions. Le QAZ comprend un composé époxyde à longue chaîne et un mélange de métaux en poudre zirconium, aluminium, hafnium, magnésium, antimoine, étain et fer. Des matériaux réactifs ou énergétiques ont de même été décrits pour utilisation en tant que revêtements dans des projectiles. Un matériau réactif de l'état actuel de la technique comprend une composition à base d'aluminium et de PTFE, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis N 6 547 993 au nom de Joshi. Dans le brevet des Etats-Unis N 5 886 293 au nom de Nauflett et al., un procédé est décrit, permettant de produire des matériaux énergétiques pour utilisation en pyrotechnie militaire. Le matériau énergétique comprend un mélange de magnésium et d'un polymère fluoré, plus précisément un mélange magnésium/ Téflon /Viton ("MTV").
Pour détruire des cibles de faible épaisseur, et en particulier des cibles qui contiennent des matériaux inflammables tels que des combustibles, il serait souhaitable de produire des projectiles qui s'amorcent lors de leur contact avec la cible de faible épaisseur. Il serait de ce fait souhaitable de formuler des matériaux de remplissage qui conduisent à une production d'énergie plus grande que ceux utilisés dans l'état actuel de la technique, tels que le MK211.
La présente invention concerne un matériau réactif qui comprend des composants formant matériau réactif, appartenant à au moins deux des trois catégories suivantes de composant: au moins un combustible, au moins un oxydant et au moins un explosif de la classe 1.1. Le matériau réactif est formulé pour être utilisé dans un projectile contenant un matériau réactif, tel qu'une balle, et pour conduire au moins à l'un des résultats suivants: une surpression supérieure à environ 9 pounds per square inch ("psi") (environ 0,062 mégapascal ("MPa")), à une distance radiale de 12 inches (30,5 centimètres) à partir d'un point d'impact sur une cible, un trou ayant une aire supérieure à 2 square inches (environ 13 centimètres carrés) pour un niveau optimal de pénétration dans une cible, et une pression, un dommage et une flamme quand le projectile contenant le matériau réactif vient heurter une cible. Le projectile contient une masse du matériau réactif qui est suffisante pour conduire au moins à l'une des propriétés ci-dessus. le matériau réactif peut être formulé pour s'amorcer après impact du projectile sur la cible.
Le ou les combustibles peuvent être choisis dans le groupe consistant en un métal, un alliage métallique fusible, un combustible organique et les mélanges de ceux- ci. Un métal convenant pour le combustible peut être choisi dans le groupe consistant en le hafnium, le tantale, le nickel, le zinc, l'étain, le silicium, le palladium, le bismuth, le fer, le cuivre, le phosphore, l'aluminium, le tungstène, le zirconium, le magnésium, le bore, le titane, le soufre, le magnalium et les mélanges de ceux-ci. Un composé organique pouvant être utilisé pour le combustible pourra être choisi dans le groupe consistant en la phtaléine du phénol et le nitrate d'hexa(ammine)- cobalt(III). Un alliage métallique fusible pouvant être utilisé pour le combustible peut comprendre au moins un métal choisi dans le groupe consistant en le bismuth, le plomb, l'étain, le cadmium, l'indium, le mercure, l'antimoine, le cuivre, l'or, l'argent et le zinc. Dans une forme de réalisation, l'alliage métallique fusible peut aussi avoir une composition constituée d'environ 57 de bismuth, d'environ 26 % d'indium et d'environ 17 % d'étain.
Le ou les oxydants peuvent être choisis dans le groupe consistant en un oxydant inorganique, le soufre, un polymère fluoré et les mélanges de ceux-ci. Le ou les oxydants peuvent être un nitrate d'un alcalin ou d'un métal alcalin, un perchlorate d'un alcali ou d'un métal alcalin, ou un peroxyde d'un métal alcalin. Par exemple, le ou les oxydants peuvent être le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate de potassium, le nitrate de strontium, le nitrate basique de cuivre, le nitrate d'ammonium, l'oxyde cuprique, les oxydes de tungstène, le dioxyde de silicium, le dioxyde de manganèse, le trioxyde de molybdène, les oxydes de bismuth, l'oxyde de fer, le trioxyde de molybdène ou les mélanges de ceux-ci. Le ou les oxydants peuvent aussi être choisis dans le groupe consistant en le polytétrafluoréthylène, un terpolymère thermoplastique tétrafluoréthylène, d'hexafluoro- propylène et de fluorure de vinylidène, et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène.
Le ou les explosifs de la classe 1.1 peuvent être choisis dans le groupe consistant en le trinitrotoluène, la cyclo-1,3,5-triméthylène-2,4,6trinitramine, la cyclotétraméthylène tétranitramine, 1'hexanitrohexaazaisowurtzitane, le 4,10-dinitro-2,6,8,12-tétraoxa-4,10- diazatétracyclo [5.5.0.05'9. 03'11] dodécane, la 1, 3, 3-trinitroazétine, le dinitramide d'ammonium, la 2,4,6-trinitro-1,3,5-benzènetriamine, le dinitrotoluène et les mélanges de ceux-ci. Le matériau réactif peut aussi contenir au moins un liant choisi dans le groupe consistant en les polyuréthannes, les composés époxydes, les polyesters, les nylons, l'acétobutyrate de cellulose, l'éthylcellulose, la silicone, le graphite et le bis(2,2dinitropropyl)acétal/bis(2,2-dinitropropyl)formal.
Dans une forme de réalisation, le matériau réactif contient du tungstène, du perchlorate de potassium, et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient du bismuth, de l'indium, de l'étain, du perchlorate de potassium, de l'acétoacétate de cellulose et du bis(2,2dinitropropyl)acétal/bis(2,2-dinitropropyl)-formai. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient de l'aluminium, du zirconium et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient du magnésium, de l'oxyde cuprique et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient du hafnium et un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, d'hexafluoropropylène et de fluorure de vinylidène. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient de l'aluminium, du bore et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient du zirconium et du polytétrafluoréthylène. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient du bismuth, de l'indium, de l'étain et du perchlorate de potassium.
Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif comprend la cyclotétraméthylène tétranitramine, l'acétoburytate de cellulose et le bis(2,2-dinitropropyl)-acétal/bis(2,2-dinitropropyl)formal. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient de l'aluminium, du perchlorate de potassium, du silicium, et un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, d'hexafluoropropylène et de fluorure de vinylidène. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient du bismuth, de l'indium, de l'étain, de l'aluminium, du silicium, du soufre, du perchlorate de potassium, du bisazidométhyloxétanne, un plastifiant à base d'azoture de glycidyle et du bis(2,2-dinitropropyl)acétal/bis(2,2-dinitropropyl)formal. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient de la cyclotétraméthylène tétranitramine, de l'acétobutyrate de cellulose, du bis(2,2-dinitropropyl)acétal/bis(2,2-dinitropropyl)-formai, de l'aluminium, du perchlorate de potassium, du silicium et un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, d'hexafluoropropylène et de fluorure de vinylidène. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif contient du zirconium et un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, d'hexafluoro- propylène et de fluorure de vinylidène.
La présente invention concerne aussi un projectile contenant un matériau réactif, lequel projectile peut être appelé "balle" pour plus de commodité, et sans limitation concernant la configuration ou le calibre, balle qui contient une chambre ou cavité contenant le matériau réactif. Dans une forme de réalisation présentée 1 2867468 7 à titre d'exemple, le projectile peut être configuré comme une douille contenant au moins un matériau réactif, et une extrémité. Le ou les matériaux réactifs peuvent représenter l'un des matériau réactif mentionné ci-dessus, ou une combinaison d'au moins deux d'entre eux. La technique utilisée pour envoyer le projectile sur une cible peut être entièrement classique, et la technique sélectionnée dans un cas donné quelconque ne présente aucun caractère limitatif pour ce qui concerne la portée de la présente invention.
L'invention sera mieux décrite en regard de la description ci-après et des dessins annexés, qui représentent des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: La Figure 1 est une vue schématique d'un exemple de balle contenant un matériau réactif, qui comprend un matériau réactif de la présente invention; La Figure 2 est une illustration schématique d'un polygone d'essai de cent yards (91 mètres) utilisé pour les balles contenant un matériau réactif d'essai, et notamment des matériaux réactifs de la présente invention; Les Figures 314 présentent les profils de la pression en fonction du temps, pour des balles contenant un matériau réactif, et notamment les matériaux réactifs de la présente invention; Les Figures 15-33 sont des photographies prises par un équipement vidéo à grande vitesse, pour des balles contenant un matériau réactif et notamment des matériaux réactifs de la présente invention; Les Figures 34-53 sont des profils donnant l'intensité infrarouge en fonction du temps pour des balles contenant un matériau réactif, et notamment des matériaux réactifs de la présente invention; et Les Figures 54-56 sont des graphiques en barres qui récapitulent les formulations de matériaux réactifs, qui conduisent respectivement à un bon dommage de la cible, à une bonne taille du panache et à une bonne pression en sortie.
L'invention va décrire un matériau réactif pouvant être utilisé dans un projectile. Après amorçage, le matériau réactif produit une énergie, qui va s'échapper ou se dégager, qui est supérieure à l'énergie produite par le matériau de remplissage utilisé dans le projectile MK211. Le matériau réactif peut aussi avoir une masse volumique plus grande que celle d'un matériau de remplissage classique. Le matériau réactif peut être une composition pyrotechnique de haute énergie. Dans le cadre de l'invention, une "composition pyrotechnique" désigne une composition qui produit, après amorçage, de la lumière, de la chaleur, du mouvement, du bruit, de la pression ou de la fumée. Le matériau réactif peut être utilisé en tant que matériau de remplissage d'un projectile, tel qu'une balle. Le matériau réactif peut conférer à un projectile des performances meilleures que celles qui sont conférées par des matériaux de remplissage classiques, au niveau d'au moins l'une des propriétés suivantes. libération d'une pression, avance à l'amorçage, retard à l'amorçage, intensité de la boule de feu, et dommages à la cible. On pourra utiliser dans le projectile une masse du matériau réactif qui est suffisante pour conférer au moins l'une de ces propriétés. Sous l'effet d'une modification des composants et de leurs quantités relatives dans le matériau réactif, il est possible d'adapter la libération d'énergie du matériau réactif à des exigences particulières concernant la cible, de sorte qu'il est possible de rendre maximal le dommage à une cible présentant des caractéristiques connues ou projetées. En outre, sous l'effet d'une variation des propriétés mécaniques, notamment le matériau et la configuration d'une douille et d'une extrémité du projectile contenant un matériau réactif, et sous l'effet d'une adaptation de ces propriétés mécaniques à celles d'un matériau réactif sélectionné de la présente invention, on peut personnaliser l'amorçage et la libération de l'énergie.
Le matériau réactif peut être une composition de type intermétallique, une composition de type thermite, ou une composition de type explosif de la classe 1.1, qui contient des composants formant matériau réactif appartenant à au moins deux des trois catégories de composants suivantes: au moins un combustible, au moins un oxydant et au moins un explosif de la clase 1.1. Le matériau réactif peut aussi contenir plus d'un combustible, plus d'un oxydant, ou plus d'un explosif de la classe 1.1. Il est possible de faire varier, en fonction des propriétés souhaitées du matériau réactif, les quantités relatives du combustible, de l'oxydant ou de l'explosif de la classe 1.1 qui sont présentes dans le matériau réactif. Le combustible peut être présent dans le matériau réactif en une quantité d'environ 15 à environ 90 % en poids en fonction du type de combustible utilisé. Les pourcentages de chacun des composants du matériau réactif sont des pourcentages en poids ("% en poids") par rapport au poids total du matériau réactif. Le combustible peut être un métal, un combustible organique, un alliage métallique fusible, ou des mélanges de ceux-ci.
Le métal utilisé en tant que combustible peut être le hafnium (Hf), l'aluminium (Al), le tungstène (W), le zirconium (Zr), le magnésium (Mg), le bore (B), le titane (Ti), le soufre (S), le tantale (Ta), le nickel (Ni), le zinc (Zn), l'étain (Sn), le silicium (Si), le palladium (Pd), le bismuth (Bi), le fer (Fe), le cuivre (Cu), le phosphore (P), le magnalium (un alliage d'Al et de Mg), ou des mélanges de ceux-ci. Par exemple, l'aluminium peut être utilisé en combinaison avec d'autres éléments tels que le hafnium, le bore ou le zirconium, pour former des matériaux réactifs de type intermétallique. Le métal peut avoir une granulométrie comprise entre environ 20 nm et environ 300 pm. Uniquement à titre d'exemple, le métal peut être présent dans le matériau réactif en une quantité comprise entre environ 10 et environ 90 %.
Le combustible peut aussi être un combustible organique, tel que la phtaléine du phénol ou le nitrate d'hexa(ammine)cobalt(III) ("HACN"). Le combustible organique peut être présent dans le matériau réactif en une quantité d'environ 15 à environ 80 %.
En outre, le combustible peut être un alliage métallique fusible. Les alliages métalliques fusibles sont connus dans la technique et sont disponibles sur le marché auprès de sources qui comprennent mais sans limitation Indium Corp. of America (Utica, NY) Alchemy Castings (Ontario, Canada) et Johnson Mathey PLC (Wayne, PA). L'alliage métallique fusible peut être un alliage eutectique ou non eutectique et peut comprendre des métaux de transition et des métaux de post-transition tels que des métaux du Groupe III, du Groupe IV et/ou du Groupe V du Tableau Périodique des Eléments. Les métaux utilisés dans l'alliage métallique fusible peuvent comprendre mais sans limitation Bi, le plomb (Pb), Sn, le cadmium (Cd), l'indium (In), le mercure (Hg), l'antimoine (Sb), Cu, l'or (Au), l'argent (Ag), Zn et les mélanges de ceux-ci. Uniquement à titre d'exemple, l'alliage métallique fusible peut être le métal de Wood, qui contient 50 % Bi, 25 % Pb, 12,5 % Sn et 12,5 % Cd et est disponible auprès de SigmaAldrich Co. (St. Louis MO). Le métal de Wood a un point de fusion d'environ 70 C et une masse volumique de 9,58 g/cm3. L'alliage métallique fusible peut aussi être l'Indalloy 174, qui contient 57 % Bi, 26 % In et 17 % Sn. L'Indalloy 174 a un point de fusion de 79 C (174 F), une masse volumique de 8,54 g/cm3, et est disponible sur le marché auprès d'Indium Corp. of America. D'autres matériaux IndalloyO sont disponibles auprès d'Indium Corp. of America et peuvent être utilisés dans les matériaux réactifs. Les matériaux Indalloy sont disponibles sur une plage de points de fusion (d'environ 60 à environ 300 C) et comprennent de nombreux métaux différents. En tant que tel, l'alliage métallique fusible destiné à être utilisé dans le matériau réactif peut être choisi en fonction du point de fusion souhaité. L'alliage métallique fusible peut être présent dans le matériau réactif en une quantité d'environ 14 à environ 86 L'oxydant peut être présent dans le matériau réactif en une quantité d'environ 10 à environ 81 selon l'oxydant utilisé. L'oxydant utilisé dans le matériau réactif peut être un oxydant inorganique tel que le nitrate d'ammonium, un nitrate d'un métal alcalin, un nitrate d'un métal alcalino-terreux, un perchlorate d'ammonium, un perchlorate d'un métal alcalin, un perchlorate d'un métal alcalino-terreux, un peroxyde d'ammonium, un peroxyde d'un métal alcalin ou un peroxyde d'un métal alcalino-terreux. L'oxydant inorganique peut comprendre mais sans limitation le perchlorate d'ammonium ("AP"), le perchlorate de potassium ("KP"), le nitrate de potassium (KNO3) ou le nitrate de strontium (SrNO3). L'oxydant inorganique peut avoir une granulométrie comprise entre environ 1 et environ 250 pm. L'oxydant inorganique de type perchlorate ou nitrate peut être présent en une quantité d'environ 10 à environ 90 L'oxydant inorganique peut aussi être un oxydant à base d'un métal de transition, tel qu'un oxydant à base de cuivre, à base de fer ou à base de molybdène, qui comprend mais sans limitation le nitrate basique de cuivre ([Cu2(OH)3NO3]) ("BCN"), l'oxyde cuprique (CuO), l'oxyde de fer (Fe2O3) ou le trioxyde de molybdène (MoO3). L'oxydant à base d'un métal de transition peut être présent en une quantité d'environ 18 à environ 78 L'oxydant à base d'un métal de transition peut avoir une granulométrie comprise entre environ 20 nm et environ 200 pm. L'oxydant peut aussi être un composé non oxygéné tel que le soufre ou un polymère fluoré tel que le PTFE, un terpolymère thermoplastique du tétrafluoréthylène, de l'hexafluoropropylène et du fluorure de vinylidène ("THV") ou un élastomère fluoré. On peut citer à titre d'exemples non limitatifs de polymères fluorés le Téflon , qui est disponible auprès de DuPont (Wilmington, DE), le THV220 ou le THV500, qui sont disponibles auprès de Dyneon LLC (Oakdale, MN) et le Viton qui est un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène, et qui est disponible auprès de DuPont Dow Elastomers LLC (Wilmington, DE). Le polymère fluoré peut aussi jouer le rôle d'un liant dans le matériau réactif. Le polymère fluoré peut être présent en une quantité d'environ 5 à environ 74 L'explosif de la classe 1.1 peut être présent dans le matériau réactif en une quantité d'environ 14 à environ 94 % en poids. L'explosif de la classe 1.1 peut être un combustible énergétique solide tel que le trinitrotoluène ("TNT") ; la cyclo-1,3,5-triméthylène-2,4,6trinitramine ("RDX", connue aussi sous le nom d'hexogène ou de cyclonite) ; la cyclotétraméthylène tétranitramine ("HMX", connue aussi sous le nom d'octogène) ; l'hexanitrohexaazaisowurtzitane ("CL-20", connu aussi sous le nom de HNIW) ; le 4,10-dinitro-2, 6, 8, 12-tétraoxa-4, 10-diazatétracyclo [5.5.0.05'9 03'11] - dodécane ("TEX") ; la 1,3,3-trinitroazétine ("TNAZ") ; le dinitramide d'ammonium ("ADN") ; la 2,4,6-trinitro-1,3,5-benzènetriamine ("TATB") ; le dinitrotoluène ("ONT") ; le dinitroanisole ("DNAN") et les mélanges de ceux-ci. Le combustible solide énergétique peut avoir une granulométrie comprise entre environ 1 et environ 150 pm.
Le matériau réactif peut en option contenir des ingrédients additionnels tels qu'au moins un liant, un auxiliaire de mise en oeuvre et un plastifiant, selon le ou les combustibles, le ou les oxydants et le ou les explosifs de la classe 1.1 qui sont utilisés, et les propriétés souhaitées du matériau réactif. On peut citer à titre d'exemples non limitatifs de liants énergétiques et de liants non énergétiques pouvant être utilisés les polyuréthannes, les composés époxydes, l'azoture de glycidyle polymérisé ("GAP"), la silicone, les polyesters, les nylons, l'acétobutyrate de cellulose ("CAB"), le butyrate et nitrate de cellulose ("CBN"), l'éthylcellulose, le bisazidométhyloxétanne ("BAMO") et les polymères fluorés. On peut citer à titre d'exemples non limitatifs d'auxiliaires de mise en oeuvre la silicone, le graphite et le PTFE. On peut citer à titre d'exemples non limitatifs du plastifiant le bis(2,2dinitropropyl)acétal/ bis(2,2-dinitropropyl)formal ("BDNPA/F"), le plastifiant azoture de glycidyle ("GAP") et le poly(nitrate de glycidyle) ("PGN").
Le matériau réactif peut être formé par des techniques classiques, notamment par compression, coulée ou extrusion. Par exemple, si le matériau réactif est une composition de type intermétallique de type thermite ou une composition de type explosif de la classe 1.1, le combustible, l'oxydant, l'explosif de la classe 1.1 et tous ingrédients en option peuvent être mélangés comme on le sait dans la technique. Le matériau réactif peut ensuite être façonné pour prendre la forme voulue, ou peut être chargé dans la balle ou dans un autre projectile par des techniques classiques, notamment par coulée, compression ou extrusion. Dans une forme de réalisation, le matériau réactif contient du THV, tel que le THV220 ou le THV500. Si le matériau réactif contient du THV, le matériau réactif pourra être aisément façonné, par exemple par compression à chaud ou extrusion.
Si le matériau réactif contient un alliage métallique fusible, il pourra être façonné par addition du ou des oxydants, du ou des combustibles, du ou des explosifs de la classe 1.1 et de tous autres ingrédients en option tels que les liants, les plastifiants ou les auxiliaires de mise en oeuvre, à l'alliage métallique fusible pour former un mélange essentiellement homogène. L'alliage métallique fusible peut être utilisé à l'état liquide, lequel est obtenu par chauffage de l'alliage métallique fusible à une température supérieure à son point de fusion. En tant que tel, l'alliage métallique fusible peut définir une phase continue, les autres composants pouvant y être dispersés. En d'autres termes, l'alliage métallique fusible peut réaliser une phase fondue métallique, à laquelle sont ajoutés les composants restants. Après l'opération de mélange, le matériau réactif peut être formé par des techniques classiques. Par exemple, le matériau réactif peut être placé dans un moule ou dans un récipient ayant la forme voulue. Le matériau réactif contenant l'alliage métallique fusible peut être versé à l'état fondu, ou peut être granulé, puis comprimé. Le matériau réactif peut ensuite être solidifié pour prendre la forme voulue. Le matériau réactif peut aussi être façonné par mise en place dans un moule, puis compression pour arriver à la forme voulue.
Quand on l'utilise dans un projectile contenant un matériau réactif, le matériau réactif peut produire au moins l'un des phénomènes suivants. une plus grande surpression, un amorçage plus précoce, un amorçage plus tardif, un dommage plus grand sur la cible, et une taille de panache et une intensité plus grandes que les matériaux de remplissage classiques tels que le matériau de remplissage utilisé dans un projectile MK211. Si la libération d'une pression est l'objectif primaire souhaité pour le projectile contenant le matériau réactif, le matériau réactif peut être formulé de façon à produire une surpression supérieure à environ 9 psi (environ 0,062 MPa) à une distance radiale de 12 inches (30,5 cm) du point d'impact sur une cible. Ou bien encore, si c'est le dommage à la cible qui représente l'objectif primaire souhaité, le projectile contenant le matériau réactif peut être formulé de façon à produire un trou dans la cible, dont l'aire soit supérieure à environ 2 square inches (environ 13 centimètres carrés) pour un niveau de pénétration optimal. Si c'est l'amorçage qui est le résultat primaire souhaité, le matériau réactif peut être formulé pour donner une pression, un dommage et une flamme quand le projectile contenant le matériau réactif vient heurter une cible. On peut utiliser une masse du matériau réactif suffisante dans le projectile pour arriver au moins à l'une de ces propriétés. Grâce à l'utilisation du matériau réactif de la présente invention, le projectile contenant le matériau réactif peut détruire une cible de faible épaisseur. Dans le cadre de l'invention, une "cible de faible épaisseur" désigne une cible ayant une épaisseur inférieure à environ 0,25 inch (0,64 cm). La cible defaible épaisseur peut être un véhicule, tel qu'une voiture, un aéronef ou une embarcation. La cible de faible épaisseur peut aussi être un missile arrivant ou un autre projectile, un bâtiment ou un réservoir de stockage de combustible. Uniquement à titre d'exemple, une balle contenant le matériau réactif de la présente invention peut être utilisée pour détruire un réservoir de combustible ou une cuve à combustible, qui habituellement a une épaisseur de paroi d'au moins 0,064 inch (0,16 cm). On peut aussi utiliser, uniquement à titre d'exemple, le matériau réactif de la présente invention dans une balle contenant le matériau réactif, qui est capable de pénétrer dans une cible de grande épaisseur, telle qu'une cible ayant une épaisseur de paroi allant jusqu'à environ 7/8 inch (environ 2,22 cm).
Bien que le matériau réactif puisse être utilisé en tant que matériau de remplissage dans une balle, le matériau réactif peut aussi être utilisé dans d'autres munitions, telles que des mortiers, ou en tant que chargement de bombe. Uniquement à titre d'exemple, le matériau réactif peut être utilisé dans un projectile, tel que les projectiles balistiques décrits dans le brevet des Etats-Unis N 4 419 936 au nom de Coates et al. . Le matériau réactif peut aussi être utilisé dans une balle de calibre 0, 50 (12,7 mm). Par exemple, le matériau réactif peut être utilisé dans une balle qui est conçue pour pénétrer dans une cible de faible épaisseur, dont l'épaisseur de paroi est d'au moins 0,064 inch (0,16 cm). Cependant, le matériau réactif peut aussi être utilisé dans une balle conçue pour une pénétration plus importante, notamment dans une cible de grande épaisseur, ayant une épaisseur de paroi allant jusqu'à environ 7/8 inch (environ 2,22 cm). Le matériau réactif peut aussi être utilisé en tant que matériau de remplissage dans d'autres douilles de calibre 0,50 (12,7 mm), notamment les douilles MK211, M8 ou M20. Le matériau réactif peut aussi être utilisé dans des projectiles de calibre moyen, tel par exemple que les obus de canon de 35 mm, de 30 mm, de 25 mm et de 20mm, et dans les projectiles de petit calibre, tels par exemple que les balles de calibre 0,223 (5,7 mm), de calibre 0,308 (7,8 mm), de calibre 0,45 (11,4 mm) et de 9 mm. Le matériau réactif peut aussi être utilisé dans des fusils à calibre plus grand, qui assurent un tir direct ou indirect.
Un exemple d'une balle 2 contenant le matériau réactif peut avoir une douille 4, un matériau réactif 4 disposé dans une cavité 4c ou dans une chambre de la douille, l'embouchure de la cavité 4c étant fermée par l'extrémité 6 à l'extrémité avant de la balle 2, comme on le voit schématiquement sur la Figure 1. La cavité 4c aménagée dans la balle 2 contenant le matériau réactif peut être plus grande que la chambre d'une balle incendiaire classique. Le matériau réactif 8 peut être introduit dans un coeur de la balle 2 contenant le matériau réactif, par des techniques classiques. Par exemple, le matériau réactif 8 peut être comprimé dans le coeur de la balle à partir de l'avant de la douille 4 au niveau de l'embouchure de la cavité 4c. Ou bien encore, le matériau réactif 8 peut être coulé dans un récipient de forme voulue et placé dans la douille 4, ou versé (coulé) à l'état liquide directement dans la cavité 4c. Une fois que le matériau réactif 8 a été placé dans la douille 4, l'extrémité 6 peut être insérée dans la douille 4 pour parachever la fabrication de la balle 2 contenant le matériau réactif. Comme la cavité 4c est plus grande que dans une balle incendiaire classique, la balle 2 contenant le matériau réactif peut utiliser un volume du matériau réactif 8 qui est plus grand que dans les projectiles classiques. Par exemple, la balle 2 contenant le matériau réactif peut utiliser un volume du matériau réactif 8 allant jusqu'à quatre fois celui qui est utilisé dans le projectile MK211. On peut avoir présent dans la balle 2 contenant le matériau réactif une masse du matériau réactif 8 suffisante pour que la balle 2 contenant le matériau réactif pénètre dans une cible, et que le matériau réactif 8 s'amorce ou s'allume après impact avec la cible.
Quand la balle 2 contenant le matériau réactif est tirée sur une cible, la masse et la vitesse de la balle 2 contenant le matériau réactif peuvent fournir à la balle 2 contenant le matériau réactif une énergie suffisante pour pénétrer dans la cible. Le matériau et la configuration de l'extrémité 6 peuvent être choisis en liaison avec l'épaisseur de paroi de la cible prévue. L'impact initial de la balle 2 contenant le matériau réactif avec la cible peut amorcer ou allumer le matériau réactif 8. Au fur et à mesure que l'extrémité 6 de la balle 2 contenant le matériau réactif commence à pénétrer dans la cible, l'extrémité 6 peut être poussée vers l'arrière dans le matériau réactif 8, et le choc d'impact, tel que transmis au matériau réactif 8 par l'extrémité 6, peut être utilisé pour amorcer le matériau réactif 8. Si la cible est par exemple un réservoir de combustible ou une autre cuve contenant un liquide volatil, l'impact peut amorcer une réaction du matériau réactif 8 au fur et à mesure que l'extrémité 6 perce le réservoir de combustible, ce qui permet au combustible ou à l'autre liquide volatil de s'échapper et de se transformer en un aérosol dans l'atmosphère. Au fur et à mesure que la balle 2 contenant le matériau réactif continue à pénétrer dans la cible, la douille 4 peut se rompre sous l'effet de la réaction en cours du matériau réactif 8, en expulsant de la matière brûlante et chaude dans le combustible vaporisé ou l'autre liquide volatil, ce qui va allumer le combustible. Comme le matériau réactif 8 peut être amorcé par le choc de l'impact de la balle 2 contenant le matériau réactif avec la cible, l'incorporation, dans la balle 2 contenant le matériau réactif, d'un mécanisme distinct d'amorçage (tel qu'une fusée ou une amorce) pour le matériau réactif 8 peut ne pas être nécessaire. Bien que le matériau réactif 8 puisse être amorcé sur des cibles de faible épaisseur, telles que des cibles ayant une paroi constituée d'un acier ayant une épaisseur de 1/16 inch (0,159 cm), on peut aussi utiliser des projectiles utilisant le matériau réactif 8 pour pénétrer dans des cibles de grande épaisseur, telles celles qui ont une paroi en acier d'épaisseur 7/8 inch (2,22 cm).
Bien que cela ne soit pas exigé, la balle 2 contenant le matériau réactif peut en option contenir une amorce et un propergol pour amorcer le matériau réactif 8. Après le tir de la balle 2 contenant le matériau réactif, l'amorce va amorcer le propergol, qui pour sa part va allumer le matériau réactif 8.
Dans une forme de réalisation, le matériau réactif contient un mélange de 90 % en poids ("% en poids") d'une poudre de Hf et 10 % en poids de THV220, ce que l'on appellera Formulation 1943-32-12. La Formulation 194332- 12 donne une boule de feu et un panache de grandes dimensions après allumage, et conduit aussi à un dommage important de la cible. Dans une autre forme de réalisation, le matériau réactif conduit à la libération d'une pression importante et comprend un mélange de PAX-2A (86,6 % HMX, 8 % BDNPA/F et 5,4 % acétobutyrate de cellulose), et de la Formulation 1943-37A (13,7 % polymère fluoré THV220, 27,45 % poudre d'aluminium, 44, 56 % perchlorate de potassium et 14,29 % silicium). Le matériau réactif contient un mélange de 50 % en volume de PAX-2A et 50 % en volume de la Formulation 1943-37A. On forme un sandwich de ce matériau réactif en comprimant d'abord le PAX-2A, puis en comprimant la Formulation 1943-37A sur la partie supérieure du PAX-2A comprimé, pour donner un matériau réactif contenant 30 % en poids de PAX-2A et 70 en poids de la Formulation 1943-37A.
Exemple 1
Formulations des matériaux réactifs Les Tableaux 1-3 présentent la formulation des matériaux réactifs de la présente invention. Le Tableau 1 présente la formulation de compositions intermétalliques et à base de thermite.
Tableau 1: Formulatioons de matériaux réactifs intermétalliques et de type thermite Ingredient 1 Ingredient 2 Ingredient 3 Ingredient 4 Numéro du mélange Nom % en poids Nom % en poids Nom %-p Nom %-p 1791-97-10 Zr 34,62 CuO 60,82 Viton A 5 - - 1791-97-11 Al 17,52 _ 77,48 Viton A 5 - - CuO STR:22235 Al-5 44,2 PTFE 55,8 - - - - STR:22037 Al-5 28,3 PTFE 71,7 - - - STR:22080 Al-H95 28,3 PTFE 71,7 - - - - 1836-90C Phtaléine du phénol 20,5 KNO3-l5 46,5 KC1O4-9 30 PVA 3 1836-90D Phtaléine du phénol 15,6 KNO3-15p 51,4 KC1O4-9 30 PVA 3 STR:22610 SrNO3 66,54 Mg 31,71 Nylon 1,75 - - 1791-100-1 W-690nm 82,2 KP-5 10,3 Viton A 7,5 - - 1791-100-2 W-690nm 72,2 KP-5 . 20,3 Viton A 7,5 - - 1943-77A Nano-Al 26 PTFE 74 - - - 2002-1-1 Zr 47,7 PTFE 52,3 - - - - 1943-77B Nano-Al 27 MoO3 23 PTFE 50 - 1943-77D Zn 56,75 PTFE 43,25 - - - - 1661-60A Magnalium 24,5 BCN-12,5 t 68,5 Ethylcellulose 7 - - 1661-60D Al 27,5 BCN-12,5 68,1 Ethylcellulose 4,5 - - 1775-50A HACN 79 BCN-12,5 18 Fe203 3 - - 1791-97-1 Al-H5 52,74 Bore 42,26 Viton A 5 _ -
-
1791-97-2 Al-H5 50,33 Titane 44,67 Viton A 5 - - 1791-97-3 Al-H5 35,31 Zirconium 59,69 Viton A 5 - - 1791-97-4 Titane 65,45 Boron 29,55 Viton A 5 - - 1791-97-5 Zirconium 76,8 Boron 18,2 Viton A 5 - - 1791-97-7 Hafnium 84,74 Boron 10,26 Viton A 5 - - Ingredient 1 Ingredient 2 Ingredient 3 Ingredient 4 Numéro du mélange Nom % en poids Nom % en poids Nom %-p Nom %-p 1791-97-8 Mg (-325 mesh, >44 m) 22,23 CuO 72,77 Viton A 5 - 1791-97-9 Titanium 21,98 CuO 72,02 Viton A 5 - - 1791-97-12 Hf 50,23 CuO 44,77 Viton A 5 - - 1943-26D A1-H5 50 KP-100 10 THV220 40 - - 1943-26F Zr 65 THV220 35 - - - - 1943-26E Hf 90 THV220 10 - - - - 1943-37A Al 27,45 THV220 13,7 KP 44,56 Si 14,29 1943-32-03 A1-H5 35,31 Zr 59,69 Viton A 5 1943-32-07 Mg (-325 mesh,>44 22,23 CuO 72,77 Viton A 5 m) 1943-32-01 Al-H5 52,74 Bore 42,26 Viton A 5 Al-H95= aluminium sphérique ayant une granulométrie d'environ 95 micromètres Al-H5= aluminium sphérique ayant une granulométrie d'environ 5 micromètres Nano-Al= aluminium ayant une granulométrie d'environ 5 micromètres Des formulations de compositions explosives de la classe 1,1 sont présentées dans le Tableau 2 Tableau 2: Formulations de matériaux réactifs de la classe 1,1 Ingredient 1 Ingredient 2 Ingredient 3 Ingredient 4 Ingredient 5 Ingredient 6 Ingredient 7 Numéro du Nom %-p Nom %-p Nom %-p Nom %- Nom %-p Nom Nom %-p mélange P p PAX-2A HMX 85 CAB 6 BDNPA/F 9 - - - - - t-' - - PAX-22a CL-20 92 CAB 3,2 BDNPA/F 4,8 - .. - - - - - - 1855-70 Form 10 - CL-20 92 CBN 3,2 BDNPA/F 4,8 - - - - - - - - 1855-66 PAX-11c - CL-20 94 CAB 0,58 BDNPA/F 5,18 Graphite 0,2 - - - - - - 1943-02 4 PAX-11c - CL-20 94 BAMO-PG 3 BDNPA/F 3 - - - - - - - - 1943-15 N Form 9 - 1855-53 CL-20 94 CBN 2,4 BDNPA/F 3,6 - - - - - - - - 1943-03H IND 14,2 KP-100 m 80,9 CAB 0,6 BDNPA/ 4 Graphite 0,3 - - - - 174 5 F 1943-031 IND 14,2 AP-100 m 80,9 CAB 0,6 BDNPAJ 4 Graphite 0,3 - - - - 174 5 F 1943-03F IND 18,4 RDX-l00 81,9 CAB 0,55 BDNPA/ 3,7 Graphite 0,2 - - - - 174 5 m 5 F 5 5 1943-04G IND 20 CL-20-100 69,7 CAB 1 BDNPA/ 9 Graphite 0,2 - - - - 174 m 5 F 5 1943-03E IND 21,4 AP-100 m 71,4 CBN 0,89 BDNPA/ 5,8 Graphite 0,3 - - - - 174 3 3 F 9 6 IND 24,2 33,7 RDX-100 33,7 BDNPA/ 6,7 1943-03J 174 5 KP-100 m 5 m 5 CAB 1 F 5 Graphite 0,5 - - IND 27,7 RDX-100 27,7 BDNPAJ 7,7 Graphit 1943-04F 174 25 KP-100 m 5 m 5 Mg -325 10 CAB 1,5 F 5 e 0,25 IND 27,7 RDXI00 27,7 BDNPA/ 7,7 Graphit 1943-04F-B 174 25 KP-100 m 5 m 5 Mg -325 10 CAB 1,5 F 5 e 0,25 IND 66, 6 14,2 RDX-10o 14,2 0,5 BDNPA/ 3,9 0,2 1943-04B 174 7 KP-100 m 8 m 8 CBN 7 F 2 Graphite 8 - - IND 14,4 RDX-l00 14,4 0,4 BDNPA/ 2,8 0,2 1943-04A 174 67,6 KP-100 m 5 m 5 CAB 3 F 9 Graphite 2 - - IND BDNPA/ 7,7 0,2 1943-32-17 174 54,3 KP-100 m 18,1 TNT 18,1 CAB 1,5 F 5 Graphite 5 - - Des formulations de compositions contenant de 1'Indalloy sont présentées dans le Tableau 3, Tableau 3: Formulations de matériaux réactifs contenant de l'Indalloy Ingredient 1 Ingredient 2 Ingredient 3 Ingredient 4 Ingredient 5 Ingredient 6 Ingredient 7 Mix Number Nom %- p Nom %-p Nom %-p Nom %-p Nom %-p Nom %-p Nom %-p 1943-32-13 IND 174 14,25 KP-100 m 80,9 CAB 0,6 BDNPA/F 4 Graphite 0,3 1943-03H IND 174 14,25 KP-100 m 80,9 CAB 0,6 BDNPA/F 4 Graphite 0,3 - - - - 1943-03I IND 174 14,25 AP-100 m 80,9 CAB 0,6 BDNPA/F 4 Graphite 0,3 - - ..
1943-03D IND 174 16,67 KP-100 m 77,78 CBN 0,68 BDNPA/F 4,58 Graphite 0, 28 - - - - 1943-03B ND 174 18,18 RDX-100 m 75,76 CBN 0,76 BDNPA/F 5 Graphite 0,3 - - - - 1943-03F IND 174 18,45 RDX-100 m 81,95 CAB 0,55 BDNPA/F 3,75 Graphite 0, 25 - - - - 1943-04G IND 174 20 CL-20-l00 69,75 CAB 1 BDNPA/F 9 Graphite 0,25 - - - - m 1943-04H IND 174 20 CL-20-1O0 55 Mg -325 14, 75 CAB 1 BDNPA/F 9 Graphite 0,25 - - m 1943-03G IND 174 20,2 CL-20-100 72,9 CAB 0,85 BDNPA/F 5,65 Graphite 0,4 - - - - m 1943-03E IND 174 21,43 AP-100 m 71,43 CBN 0,89 _ 5,89 Graphite 0,36 - - - - BDNPA/F 1943-03J IND 174 24,25 KP-100 m _ 33,75 RDX-100 m 33,75 CAB 1 BDNPA/F 6, 75 Graphite 0,5 - - 1943-32-14 1ND 174 24,25 KP-100 m 33,75 RDX-100 m 33,75 CAB 1 BDNPA/F 6, 75 Graphite 0,5 1943-04F IND 174 25 KP-100 m 27,75 RDX-100 m 27,75 Mg -325 10 CAB 1, 5 BDNPA/F 7,75 Graphite 0,25 1943-04F-B IND 174 25 KP-100 m 27,75 RDX-100 m 27,75 Mg -325 10 CAB 1, 5 BDNPA/F 7,75 Graphite 0,25 1943-03C IND 174 26,09 CL-20-l00 65,22 CBN 1,09 BDNPA/F 7,17 Graphite 0, 43 - - - - m I943-03K IND 174 29,6 KP-100 m 30,2 RDX-100 m 30,2 CBN 1,2 BDNPA/F 8, 3 Graphite 0,6 - - 1943-34A IND 174 50 KP-100 m 30 CAB 2 BDNPA/F 18 - - - - - - 1943-34B IND 174 54 KP-100 m 36 BAMO-PGN 1 BDNPA/F 9 - - - - - - 1943-34C IND 174 54 KP-100 m 36 BAMO-GAP 1 BDNPA/F 9 - - - - - - 1943-04C IND 174 56,85 KP-100 m 37,9 CAB 1 BDNPA/F 4 Graphite 0,25 - - - - 1943-04C-B IND 174 56,85 KP-100 m 37,9 CAB 1 BDNPA/F 4 Graphite 0,25 - - - 1943-34D IND 174 60 KP-5 m 40 _ _ - 1943-04B IND 174 66,67 KP-100 m 14,28 RDX-100 14,28 CBN 0,57 BDNPA/F 3, 92 Graphite 0,28 - 1943-04A IND 174 67,6 KP-100 m 14,45 RDX-I00 14,45 CAB 0,43 BDNPA/F 2, 89 Graphite 0,22 - - Ingredient 1 Ingredient 2 Ingredient 3 Ingredient 4 Ingredient 5 Ingredient 6 Ingredient 7 Mix Number Nom %-p Nom %-p Nom %-p Nom %- p Nom %-p Nom %-p Nom %-p 1943-04D IND 174 75,8 KP-100 m 18,95 CAB 1 BDNPA/F 4 Graphite 0,25 - - - - 1943-04D-B IND 174 75,8 KP-100 m 18,95 CAB I BDNPA/F 4 Graphite 0,25 - - - - 1943-34E IND 174 80 KP-5 m 20 - - - 1943-04E IND 174 85,28 KP-100 m 9,48 CAB 1 BDNPA/F 4 Graphite 0,25 - - - 1943-04E-B IND 174 85,28 KP-100 m 9,48 CAB 1 BDNPA/F 4 Graphite 0,25 - - - 1943-32-17 IND 174 54,3 KP-100 m 18,1 TNT 18,1 CAB 1,5 BDNPA/F 7, 75 Graphite 0,25 - - 1943-37B IND 174 15 KP-100 m 46 A1-H5 15 Si 8 S 6 BAMO-GA 1 BDNPA/ 9
P F
IND 174=Indallo 174 Chacune des formulations est preparée par introduction des ingrédients dans un mélangeur, les ingrédients y étant mélangés jusqu'à obtention d'un mélange homogène.
Exemple 2
Essai de sécurité des formulations de matériaux réactifs On procède à des essais de sécurité sur les formulations des matériaux réactifs décrites dans l'Exemple 1. On mesure les propriétés en frottement des formulations à l'aide d'un essai de résistance au frottement développé par Allegheny Ballistics Laboratory ("ABL"). On mesure l'apparition de réactions exothermiques à l'allumage et la sensibilité aux températures élevées des formulations à l'aide d'un essai d'auto-allumage simulé Simulated Bulk Autoignition Test ("SBAT"). On mesure la décharge électrostatique ("ESD") des formulations par utilisation d'un essai de décharge électrostatique ESD développé par Thiokol Corporation ("TC"). Les propriétés d'impact des formulations sont mesurées à l'aide d'un essai d'impact développé par TC et un essai d'impact développé par ABL. Les transitions de la déflagration à la détonation ("DDT") des formulations sont elles aussi mesurées. Ces essais sont connus dans la technique, de sorte que les détails n'en sont pas donnés dans la présente invention. Les propriétés de sécurité sont utilisées pour déterminer si les matériaux réactifs ont un faible niveau de sensibilité (ligne verte ("GL")), un niveau intermédiaire de sensibilité (ligne jaune ("YL")) ou un niveau élevé de sensibilité (ligne rouge ("RL")). La note globale attribuée à chacun des matériaux réactifs est la note la plus petite (la plus prudente) obtenue à partir des essais de sécurité.
Les résultats des essais de sécurité des formulations décrites dans l'Exemple 1 sont consignés dans les Tableaux 4-6.
Tableau 4: Résultats des essais de sécurité pour les matériaux réactifs intermétalliques et de type thermite ABL Frottement SBAT TC Impact DDT Mélange psi @ fps Début F TC ESD in. ABL russe(@500 N (MPa @ mis) (Début C) Unc. (J) (cm) Impact psi) (3,45 O MPa) 1791-97-10 <25 @ 2 (RL) 368 (GL) <0,05 (RL) >46 80 NT (<0,17 @ 0,62) (187) (>117) 1791-97-11 <25 @ 2 (RL) 362 (GL) <0,05 (RL) >46 80 NT (<0,17 @ 0,62) (183) (>117) STR:22235 800 @ 8 (GL) >500 (GL) 4,5 (YL) > 46 21 (GL) NT (5,52 @ 2,4) (>260) (>117) STR:22037 800 @ 8 (GL) >500 (GL) 6,75 (GL) 45 (GL) 21 (GL) NT (5,52 @ 2,4) (>260) (114) STR:22080 800 @ 8 (GL) >500 (GL) >8 >46 80 (GL) NT (5,52 @ 2,4) (>260) (>117) 1836-90C 800 @ 8 (GL) 482 (GL) >8 42,11 (GL) NT No Go (5,52 @ 2,4) (250) (106,96) 1836-90D 800 @ 8 (GL) 481 (GL) >8 41,5 (GL) NT No Go (5,52 @ 2,4) (249) (105,4) STR:22610 50 @ 8 (YL) >500 (GL) >8 >46 6,9 (GL) NT (0,35 @ 2,4) (>260) (>117) 1791-100-1 130 @ 4 (YL) 425 (GL) 0,65 (YL) >46 3,5 (YL) NT (0,90 @ 1,2) (218) (>117) (LII<) (LU) (tZ @ ZSS) IN (ID) 08 917< ('Ix) SO0> (ID) 8St (ID) 8 008 - L6-16L I (LII<) (09Z<) (17Z C7 ZSS) IN (ID) 08 917< ('IX) SO0> 00S< ('ID) 8) 008 Z- L6-16L1 (LI I<) (09Z<) (17'z) ZSS) IN (ID) 08 917< ('IÀ) S90 00S< (-ID) 8 @ 008 IL6-16L1 oauog (LII<) (9L1) (bZ) ZSS) IN 917< 8< (ID) 617 (ZJ) 8 @ 008 VOS-SUI (LII<) (OL1) (8I) 69'0) oauog IN 917< 8< ('IJ) 8 (-Ix) 9 @ 00 1 (109- 1991 (LII <) (181) (Z' l 690) 00 oN IN 917< 8< ('ID) LS ('Ix) 17 Cb 001 V09-1991 (LII<) (09Z<) (17Z Cb ZSS) IN IN 9t< 8< 00S< (ID) 8 @) 008 QLL-1761 (t II) (09Z<) (ZI SSt') IN IN Ste ('I21) SO0> OOS< ('Ix) 17 @) 099 HLL- f61 (LI I<) (09Z<) (17'z @ ZSS) IN IN 917< ('Ix) SO0> 00S< (ID) 8 008 1-I- ZOOZ (LI I<) (09Z<) (tZ ZSS) IN IN 9t7< ('Ill) SO0> 00S< ('Io) 8 @) 008 VLL- r61 (LII<) (LZZ) (8I LI'0) IN (MI) 8I 917< ('Ix) SO0> (ID) It't ('IA) 9 @) SZ Z-001-16L1 KIL.I (am) (co) (f) 'oun (3otngaQ) (situ @ tdlAl) oN St') (isd orduzl 'ui Qsg 31 30 IngaQ sdj tsd auelaw OOS@)assru Zâ 1QQ lowduzl 3.L IVHS uauzalo z3 Iâd 8Z (I I t) (9Ì) (bZ Cb 99t) LN (ID) 6'9 (I1) 6'9 ('IA) 9LZ (ID) 8 OZ VL- 1b61 (LII<) (09Z<) (bZ ZSS) LN (ZO) 1Z 9t'< (TA) SO0> OOS< ('ID) 8 008 9Z-t61 (I t i) (09Z<) (bZ @) ZSS) IN ('ID) Ì (ID) f7t' (110 S00> OOS< ('ID) 8 @ 008 d9Z-t6t (96601) (09Z<) (1bZ) 69'0) LN (72I) 8I (ID) 6Z' Et 8< OOS< (10) 8 001 Q9Z- t61 (Li I<) (1Z) (Z @ t'Zt) IN (ID) 08 9j7< ('ni) S00> ("ID) L17t (IJ) 8 081 Z1-L6-16LI (LII<) (8IZ) n 060) (160 C@ LN (ID) 08 97< (ZX) SO0> (ID) SZb (Ii) 0Ì 6-L6-16LI (Li I<) (661) (160) 690) LN (ID) b9 9t< ('I21) SO0> (ID) 16 ('IA) @) 001 8-L6-16L 1 (L1t<) (09Z<) (Z1) 991) IN (ID) 08 9t< (Ili) SOO> 00S< (IÀ) b 0t7Z L-L6- I6L I (L11<) (OtZ) (ZI) 991) IN (ID) 08 9f7< (UT) SO0> ('IJ) Olt (IA) OtZ S-L6- 16L I (LII <) (LZZ) (Z i @ 06'0) IN (-ID) 08 9t< (MI) SO0> (ID) Ott ("Ix) t OCT f7-L6-16L i Sf7) (isd (ulo) (uIz) (f) 'oun (DolnaaQ) (s/ di\i) oN OOS)(dI'I assru 1ouwi ut QS L 3 n a sdj isd auua i a, Q ZgV o t, v LQQ IodutI IVES uauialloI' iv 6Z Tableau 5: Résultats des essais de sécurité pour des matériaux réactifs de la classe 1.1 Mélange N ABL Frottement SBAT TC ESD TC Impact ABL DDT psi @ fps Début F in. russe(@500 (MPa @ mis) (Début C) Une. (J) (cm) Impact (cm) psi) (3,45 MPa) PAX- 2A 560 @ 8 (GL) 360 (GL) >8 41,67 (GL) 64 (GL) Passe (3,86 @ 2,4) (182) (105,84) PAX-22a - 240 @ 8 (GL) 319 (GL) 23,50 (GL) 1855-70 (1,66 @ 2,4) (159) >8 (59,69) 13 (GL) Passe Form 10 - 1855-66 100 @ 8 (GL) 326 (GL) >8 NT 6,9 (GL) Passe (0,69 @ 2,4) (163) (NT) PAX-11c - 130 @ 8 (GL) 330 (GL) NT 1943-02 (0,90 @ 2,4) (166) >8 (NT) 6,9 (GL) Passe PAX-11c - 240 @ 8 (GL) 301 (GL) 21,5 (GL) 1943-15 (1,66 @ 2,4) (149) >8 (54,6) 13 (GL) Passe Form 9 - 1855-53 240 @ 8 (GL) 313 (GL) >8 NT 6,9 (GL) Passe (1,66 @ 2,4) (156) (NT) 800 @ 8 (GL) 371 (GL) 18,67 (GL) Passe, 9,8" 1943-03H (5,52 @ 2,4) (188) >8 (GL) (47,42) 1,8 (RL) (248,92 mm) 800 @ 8 (GL) 409 (GL) 13,0 (GL) Passe 5,7" 1943-03I (5,52 @ 2,4) (209) >8 (GL) (33,0) 3,5 (YL) (144,78 mm) Mélange N ABL Frottement SBAT TC ESD TC Impact ABL DDT psi @ fps Début F in. russe(@500 (MPa @ mis) (Début C) Unc. (J) (cm) Impact (cm) psi) (3,45 MPa) 800 @ 8 (GL) 350 (GL) 18,45 (GL) Passe 3,2" 1943-03F (5,52 @ 2,4) (177) 7,5 (YL) (46,86) 6,9 (GL) (81,28 mm) 1943-04G 25 @ 6 (YL) 310 (GL) >8 (GL) 19,9 (GL) 3,5 (YL) (0,17 @ 1,8) (154) (50,6) NT 800 @ 8 (GL) 287 (YL) 11,14 (GL) Passe, 7,2" 1943-03E (5,52 @ 2,4) (142) >8 (GL) (28,30) 1,1 (RL) (182,88 mm) 800 @ 8 (GL) 336 (GL) 15,55 (GL) Passe 5,4" 1943-03J (5,52 @ 2,4) (169) >8 (GL) (39,50) 1,8 (RL) (137,16 mm) 1943-04F 25 @ 4 (YL) 336 (GL) >8 (GL) 18,64 (GL) 1,8 (RL) NT (0,17 @ 1,2) (169) (47,35) 1943-04F-B 25 @ 4 (YL) 345 (GL) 7,8 (YL) 22,40 (GL) 3,5 (YL) NT (0,17 @ 1,2) (174) (56,90) 1943-04B 25 @ 3 (RL) 301 (GL) >8 (GL) 10,4 (YL) 1,8 (RL) NT (0,17 @ 0,91) (149) (26,4) 1943-04A <25 @ 2 (RL) 308 (GL) 7,5 (YL) 13,91 (GL) 1,1 (RL) NT (<0,17 @ 0,62) (153) (35,33) 1943-32-17 800 @ 8 (GL) 319 (GL) 1,59 (YL) 5,96 (YL) 1,8 (RL) NT (5,52 @ 2,4) (159) (15,14) Tableau 6: Résultats des essais de sécurité pour des matériaux réactifs contenant de l'Indalloy , Mélange N ABL Frottement SBAT TC ESD TC Impact ABL Impact DDT psi @ fps Début F Unc. (J) in. (cm) russe(@500 (MPa @ mis) (Début C) (cm) psi) I 3, 5 Pa) 1943-03H 800 @ 8 (GL) 371 (GL) >8 (GL) 18,67 (GL) 1,8 (RL) Passe 9,8" (5,52 @ 2,4) (188) (47,42) (248,92 mm) 1943-03I 800 @ 8 (GL) 409 (GL) >8 (GL) 13,0 (GL) 3,5 (YL) Passe 5,7" (5,52 @ 2,4) (209) (33,0) (144,78 mm) 1943-03D 800 @ 8 (GL) 287 (YL) >8 (GL) 18,80 (GL) 1,8 (RL) Echec (5,52 @ 2,4) (142) (47,75) 1943-03B 800 @ 8 (GL) 287 (YL) >8 (GL) 21,55 (GL) 6,9 (GL) Passe 5,9" (5,52 @ 2,4) (142) (54,74) (149,86 mm) 1943-03F 800 @ 8 (GL) 350 (GL) 7,5 (YL) 18,45 (GL) 6,9 (GL) Passe 3,2" (5,52 @ 2,4) (177) (46,86) (81,28 mm) 1943-04G 25 6 (YL) 310 (GL) >8 (GL) 19,9 (GL) 3,5 (YL) NT (0,17 @ 1,8) (154) (50,6) 1943-04H 25 @ 2 (RL) 345 (GL) 7,25 (YL) 16,82 (GL) <1,1 (RL) NT (0,17 @ 0,62) (174) (42,72) 1943-03G 800 @ 8 (GL) 316 (GL) >8 (GL) 16,0 (GL) 1,8 (RL) Passe 0,0" (5,52 @ 2,4) (158) (40,6) (0,00 mm) 1943-03E 800 @ 8 (GL) 287 (YL) >8 (GL) 11,14 (GL) 1,1 (RL) Passe 7,2" (5,52 @ 2,4) (142) (28,30) (182,88 mm) 1943-03J 800 @ 8 (GL) 336 (GL) >8 (GL) 15,55 (GL) 1,8 (RL) Passe 5,4" (5,52 @ 2,4) (169) (39,50) (137,16 mm) 1943-04F 25 4 (YL 336 (GL) >8 (GL) 18,64 (GL) 1,8 (RL) NT (0,17 @ 1,2) (169) (47,35) Mélange N ABL Frottement SBAT TC ESD TC Impact ABL Impact DDT psi @ fps Début F Unc. (J) in. (cm) russe(@500 (MPa @ m/s) (Début C) (cm) psi) (3,45 MPa) 1943-04F-B 25 @ 4 (YL) 345 (GL) 7,8 (YL) 22,40 (GL) 3,5 (YL) NT (0,17 @ 1,2) (174) (56,90) 1943-03C 800 @ 8 (GL) 287 (YL) >8 (GL) 13,17 (GL) 1,8 (RL) Passe 2,8" (5,52 @ 2,4) (142) (33,45) (71,12 mm) 1943-03K 800 @ 8 (GL) 292 (YL) 7,30 (YL) 13,17 (GL) 3,5 (YL) Passe 5,3" (5,52 @ 2,4) (144) (33,45) (134,62 mm) 1943-34A 50 @ 4 (YL) 334 (GL) >8 (GL) 9,25 (YL) 1,8 (RL) NT (0,35 @ 1,2) (168) (23,50) 1943-34B 25 @ 3 (RL) 315 (GL) >8 (GL) 8,0 (YL) 1,8 (RL) NT (0,17 @ 0,91) (157) (20,3) 1943-34C 25 @ 4 (YL) 336 (GL) >8 8,7 (YL) 3,5 (YL) NT (0,17 @ 1,2) (169) (22,1) 1943-04C 25 @ 4 (YL) 331 (GL) >8 (GL) 16,33 (GL) 3,5 (YL) NT (0,17 @ 1,2) (166) (41,48) 1943-04C-B 25 @ 4 (YL 376 (GL) >8 (GL) 18,64 (GL) 3,5 (YL) NT (0,17 @ 1,2) (191) (47,35) 1943-34D 560 @ 8 (GL) 324 (GL) >8 39,8 (GL) 1 l (GL) NT (3,86 @ 2,4) (162) (101,1) 1943-04B 25 @ 3 (RL) 301 (GL) >8 (GL) 10,4 (YL) 1,8 (RL) NT (0,17 @ 0,91) (149) (26,4) ABL Frottement SBAT TC Impact DDT Mélange N psi @ fps Début F TC ESD in. ABL Impact russe( 500 (MPa @ mis) (Début C) Unc. (J) (cm) (cm) psi) (3,45 MPa) 1943-04A <25 @ 2 (RL) 308 (GL) 7,5 (YL) 13,91 (GL) 1,1 (RL) NT (<0,17 @ 0,62) (153) (35,33) 1943-04D 50 @ 3 (YL) 317 (GL) >8 (GL) 14,33 (GL) 3,5 (YL) NT (0,35 @ 0,91) (158) (36,40) 1943-04D-B 50 @ 3 (YL) 321 (GL) 1,70 (YL) 13,00 (GL) 1,8 (RL) NT (0,35 @ 0,91) (161) (33,02) 1943-34E 660 @ 8 (GL) 317 (GL) 7,50 (YL) 30,45 (GL) 6,9 (GL) NT (4,55 @ 2,4) (158) (77,34) 1943-04E 50 @ 4 (YL) 309 (GL) >8 (GL) 43,86 (GL) 3,5 (YL) NT (0,35 @ 1,2) (154) (111,40) 1943-04E-B 25 @ 4 (YL) 326 (GL) >8 (GL) 8,23 (YL) 1,8 (RL) NT (0,17 @ 1,2) (163) (20,90) 1943-32-17 800 @ 8 (GL) 319 (GL) 1,59 (YL) 5,96 (YL) 1,8 (RL) NT (5,52 @ 2,4) (159) (15,14) 1943-37B 50 @ 4 (YL) 328 (GL) 7,50 (YL) 14 (GL) 1,8 (RL) NT (0,35 @ 1,2) (164) (36) Des formulations ayant des propriétés suffisantes de sécurité et de sensibilité ont été sélectionnées pour subir des essais dans des balles contenant le matériau réactif. Les formulations qui se sont amorcées à l'essai DTT russe n'ont pas fait l'objet d'une évaluation dans des balles contenant le matériau réactif, en raison de problèmes de sécurité.
Exemple 3
Balles à matériau réactif, contenant des formulations de matériaux réactifs On place vingt-quatre formulations dans une balle à matériau réactif, en comprimant le matériau réactif dans le coeur de la douille, à partir de sa face frontale. Outre les formulations présentées dans les Tableaux 7 et 8, on soumet aussi aux essais les Formulations 1943-32-02, 1943-32-04, 1943-32-05, 1943-32-06, 1943-32-08, 1943-32-09, 1943-32-10, 1943-32-17 et 1791-100-1. L'extrémité est ensuite insérée dans la douille pour former la balle à matériau réactif. Les formulations sont étudiées dans une balle à matériau réactif destinée à pénétrer dans une cible de faible épaisseur, et on l'appellera ici balle pour cible de faible épaisseur, ou encore dans une balle à matériau réactif présentant une pénétration accrue et destinée à pénétrer dans une cible de grande épaisseur, que l'on appellera ici balle pour cible de grande épaisseur.
On détermine la libération d'énergie et le seuil d'amorçage des formulations de matériau réactif en tirant les balles à matériau réactif 2 à partir d'un fusil 10 de calibre 50 (127 cm), dans une série de plaques en acier ayant une épaisseur de 1/8 inch (0,3175 cm), dans le polygone de tir de 100 yards (91 mètres) d'ATK Thiokol, qui est représenté schématiquement sur la Figure 2. Les plaques en acier comprennent trois plaques témoins 12 en acier en carbone ayant une épaisseur de 1/8 inch (0,3175 cm) installées en série, suivies d'une plaque d'habillage 14 en acier au carbone ayant une épaisseur de 1/2 inch (1,27 cm). La distance entre chaque plaque en acier est de 6 inches (15,2 cm). Les plaques sont maintenues d'une manière rigide les unes contre les autres par utilisation de barres en acier et d'entretoises de 6 inch (15, 2 cm), et sont montées sur un bâti en acier.
Les données recueillies pour chaque essai portant sur des balles à matériau réactif englobent les seuils d'amorçage, la surpression, l'intensité IR, et les mesures des dommages aux plaques. On utilise une vidéo 16 à grande vitesse pour quantifier et documenter la réaction visible initiale (définie par le seuil d'amorçage), la localisation de la réaction initiale, la taille du panache, l'intensité relative de la lumière visible et la durée de la réaction. La vidéo 16 à grande vitesse est utilisée pour s'assurer que l'on peut voir l'explosion due à chaque balle 2 à matériau réactif. On utilise un spectromètre infrarouge ("IR") 18, et des écrans 20 de lumière IR pour enregistrer l'intensité de la lumière, ou l'intensité de la flamme, émise par chaque balle 2 à matériau réactif. Les dommages aux plaques sont mesurés pour déterminer l'énergie mécanique de chaque formulation de matériau réactif. La pression obtenue est mesurée entre chaque plaque d'acier, par utilisation de jauges de surpression 22 et d'amplificateurs 24. Ces données sont acquises à l'aided'un système 26 d'acquisition des données.
Les Tableaux 7 et 8 présentent les données concernant les formulations donnant les performances les meilleures.
En outre, ces tableaux indiquent le poids de chacune des balles 2 à matériau réactif.
Tableau 7: Dommages à la plaque, taille du panache, intensité IR et surpression des formulations testées dans des balles pour cibles de faible épaisseur Aire de Taille du panache Données transducteur Manque dommage Formulation de Masse maxi à la Intégrale IR Pression matériau Mélange Na réactif moyen, moyenne plaque, Hauteur Largeur Aire moyenne N maxi in, ft ft ft2 Balle (cm,) (g) in2 2 transducteur psi N (cm (m) (m) (m) (MPa) 1791-100-2 601 W/KPIViton 0,2280 8,837 2,9 2 1 2 31 4 8 (0,5791) (18,7) (0,61) (0,30) (0,19) (0,055) 1943-32-13 607 1ND174/KP/Binder 0,2293 4,419 1,7 0,5 0,5 0,25 0 3 5,5 (0,5824) (11,0) (0,15) (0,15) (0,023) (0,038) 1943-32-03 622 AUZr/Viton 0,2325 5,169 2,9 3,5 1 3,5 1121 4 2,5 (0,5906) (18,7) (1,1) (0,30) (0,33) (0,017) 1943-32-07 629 Mg/CuO/Viton 0,2270 3,008 0,6 1,5 1 1,5 126,7 3 & 4 9 (0,5766) (3,9) (0,46) (0,30) (0,14) (0,062) 1943-32-12 634 Hf/THV220 0,2335 12,989 3,8 6 4 24 795 4 9,5 (0,5931) (24,5) (1,8) (1,2) (2,23) (0,066) 1943-32-01 640 AVBoron/Viton 0,2290 2,864 1,7 0,2 0,2 0,04 0 1 -4 1 (0,5817) (11,0) (0,061) (0,061) (0,0037) (0,0069) 2002-1-1 655 Zr/PTFE 0,227 6,350 1,3 3 2,5 7,5 117 3 4,5 (0,577) (8,4) (0,91) (0,76) (0,70) (0,031) 1943-34D 659 1ND174 & 40%KP 0,233 6,826 1,3 1,5 1 1,5 17,1 3 6,5 (0,592) (8,4) (0,46) (0,30) (0,14) (0,045) 1943-34E 661 1ND174 & 20% KP 0,231 9,522 1,6 2 1 2 51,3 4 10 (0,587) (10,3) (0,61) (0,30) (0,19) (0,069) PAX-2A 665 HMX/Liant 0,228 3, 148 3,8 1 1 1 0 3 &4 11,5 (0,579) (24,5) (0,30) (0,30) (0,093) (0,079) 1943-37A 672 AUKP/Si/THV 0,23025 4,206 2,2 2,5 1,5 3,75 195,2 3 &4 11,5 (0,58484) (14,2) (0,76) (0,46) (0,35) (0,079) 1943-37B 674 1ND174/AUSi/S/KP/BG/A/F 0,2325 5,090 2,0 3 1,5 4,5 159,3 3 & 4 11,5 (0,5906) (12,9) (0,91) (0,46) (0,42) (0,079) PAX-2A & 1943- 37A 676 HMX/Liant & AUKP/Si/THV 0,227 1,743/3,868 1,8 2,5 1,5 3,75 77,5 2, 3, & 4 11,5 (0,577) (11,6) (0,76) (0,46) (0,35) (0,079) Le mélange N 1943-32-12 (Hf/THV220) est analogue au mélange Na 1943-26E Tableau 8: Dommages à la plaque, taille du panache, intensité IR et surpression des formulations testées dans des balles pour cibles de grande épaisseur Aire de Taille du panache Données transducteur Formulation de Manque Masse dommage Intégrale Peak matériau réactif moyen, moyenne maxi à la Height Width Area IR Transducer Output in, plaque, ft ft ftz Mélange N Balle N (cm,) (g) .(m) (m2) moyenne # (cm2) (m) (psi MPa) 1791-100-2 605 W/KPNiton 0,583 5,9115 1,8 0,5 1 0,5 25,9 3 6 (1,481) (11,6) (0,15) (0,30) (0,046) (0,041) 1943-32-13 610 IND/KP/Liant 0,570 2,9095 0,7 0,4 1 0,4 5,1 4 7 (1,448) (4,5) (0,12) (0,30) (0,037) (0,048) 1943-32-11 616 Zr/THV - 65/35 0,579 3,951 0,25 1 1 1 34,8 4 2,5 (1,471) (1,61) (0,30) (0,30) (0,093) (0,017) 1943-32-03 625 Al/Zr/Viton 0,570 3,4855 0,45 3 0,5 1,5 ET 4 2 (1,448) (2,90) (0,91) (0,15) (0,14) (0,014) 1943-32-07 632 Mg/CuO/Viton 0,582 2,021 0,45 1,5 1 1,5 102 4 5 (1,478) (2,90) (0,46) (0,30) (0,14) (0,035) 1943-32-12 637 Hf/THV220 0,570 8,7535 2,4 5 4 20 ET 4 8,5 (1,448) (15,5) (1,5) (1,2) (1,86) (0,059) PAX-2A HMX/Liant 0,576 1,967 0, 49 1,5 0,5 0,75 52 4 6 (1,463) (3,16) (0,46) (0,15) (0,070) (0,041) Les Figures 3-14 présentent les profils de la pression en fonction du temps pour les balles à matériau réactif comprenant les formulations portant respectivement les N 1791-100-2, 1791-100-2, 1943-32-13, 1943-32-12, 1943-32-11, 1943-32-03, 1943-32-03, 1943-32-07, 1943-32-07, 1943-32-12, PAX-2A et PAX-2A. Les photographies prises par un équipement vidéo à grande vitesse pour les balles à matériau réactif comprenant les formulations N 1791-100-2 (balle pour cibles de faible épaisseur), 1791-100-2 (balle pour cibles de grande épaisseur), 1943-32-13 (balle pour cibles de faible épaisseur), 1943-32-13 {balle pour cibles de grande épaisseur), 1943-32-11 (balle pour cibles de grande épaisseur), 1943-32- 03 (balle pour cibles de faible épaisseur), 1943-32-03 (balle pour cibles de grande épaisseur), 1943-32-07 (balle pour cibles de faible épaisseur), 1943-32-07 (balle pour cibles de grande épaisseur), 1943-32-12 (balle pour cibles de faible épaisseur), 1943-3212 (balle pour cibles de grande épaisseur), 1943-32-01 {balle pour cibles de faible épaisseur), 2002-1-1 (balle pour cibles de faible épaisseur), 1943-34D (balle pour cibles de faible épaisseur), 1943-34E (balle pour cibles de faible épaisseur), PAX-2A (balle pour cibles de faible épaisseur), 1943-37A {balle pour cibles de faible épaisseur), 1943-37B (balle pour cibles de faible épaisseur) et PAX-2A & 1943-37A (balle pour cibles de faible épaisseur), sont présentées respectivement sur les Figures 15-33.
Les Figures 34-53 présentent les profils donnant l'intensité IR en fonction du temps pour les balles à matériau réactif comprenant les formulations portant respectivement les N 1791-100-2, 1791-100-2, 1791100-2, 1943-32-13, 1943-32-11, 1943-32-03, 1943-32-03, 1943-32- 07, 1943-32-07, 1943-32-07, 1943-32-12, 2002-1-1, 1943- 34D, 1943-34E, PAX-2A, PAX-2A, 1943-37A, 1943-37A, 1943-37B et PAX-2A & 1943-37A.
Les matériaux réactifs de la présente invention conduisent à la production d'une forte énergie quand ils sont testés dans des balles contenant le matériau réactif. Ces matériaux réactifs conduisent à des effets d'explosion et des effets incendiaires dans les balles à matériau réactif. Les matériaux réactifs qui comprennent les explosifs de la classe 1.1 présentent des performances améliorées. Cependant, les matériaux réactifs ne contenant pas les explosifs de la classe 1.1, tels que les compositions de type intermétallique, les compositions de type thermite et les compositions contenant de l'Indalloy , présentent eux aussi de bonnes performances.
Les matériaux réactifs conduisant aux performances les meilleures sont déterminés sur la base des formulations présentant la surpression la plus grande, l'amorçage le plus précoce (déterminé par la vidéo à grande vitesse et les courbes de pression), le dommage plus grand aux plaques, la plus grande intensité infrarouge ou la plus grande taille/intensité du panache (déterminées par la vidéo à grande vitesse). De nombreuses formulations de matériaux réactifs donnent des résultats intéressants dans plus d'une de ces catégories. Les formulations N 1791-100-2, 1943- 32-03, 1943-32-12, PAX-2A, 1943-37A et 1943-37B sont celles qui présentent les performances les meilleures pour ce qui est des dommages aux plaques dans les balles pour cibles de faible épaisseur, comme on le voit sur la Figure 54. Les formulations 1943-32-03, 1943-32-12, 2002-1, 1943-37A, 1943-37B et PAX-2A et 1943-37A, sont celles qui présentent les performances les meilleures pour la taille du panache dans les balles pour cibles de faible épaisseur, comme on le voit sur la Figure 55. Les formulations 1943-32-07, 1943-32-12, 1943-34E, PAX-2A, 1943-37A, 1943-37B et PAX- 2A et 1943-37A sont celles qui présentent les performances les meilleures pour la pression produite par les balles pour cibles de faible épaisseur, comme on le voit sur la Figure 56.
Les formulations N 1791-100-2, 1943-32-12 et 1943-32-13 sont celles qui présentent les performances les meilleures pour les dommages aux plaques dans les balles pour cibles de grande épaisseur, comme on le voit dans le Tableau 8. Les formulations 1943-32-11, 1943-32-03, 1943- 32-07 et 1943-32-12 sont celles qui présentent les performances les meilleures pour la taille du panache pour les balles pour cibles de grande épaisseur, comme on le voit dans le Tableau 8. Les formulations 1791-100-2, 1943-32-13, 1943-32-07, 1943-32-12 et PAX-2A sont celles qui présentent les performances les meilleures pour la pression produite par les balles pour cibles de grande épaisseur, comme on le voit dans le Tableau 8.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims (27)

Revendications
1. Matériau réactif, caractérisé en ce qu'il comprend des composants de matériau réactif appartenant à au moins deux des trois catégories suivantes de composants. au moins un combustible, au moins un oxydant et au moins un explosif de la classe 1.1, où le matériau réactif peut être utilisé dans un projectile à matériau réactif, est formulé pour conduire à au moins l'un des phénomènes suivants: une surpression supérieure à environ 0,062 mégapascals à une distance radiale de 30,48 centimètres à partir du point d'impact sur une cible, un trou ayant une aire supérieure à environ 13 centimètres carrés pour un niveau optimal de pénétration dans une cible, et une pression, des dommages et une flamme quand le projectile à matériau réactif vient heurter une cible, et est présent dans le projectile à matériau réactif en une masse suffisante pour conduire à au moins l'une des propriétés ci-dessus.
2. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les combustibles sont choisis dans le groupe consistant en un métal, un alliage métallique fusible, un combustible organique et les mélanges de ceux-ci.
3. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les oxydants sont choisis dans le groupe consistant en un oxydant inorganique, le soufre, un polymère fluoré et les mélanges de ceux-ci.
4. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les combustibles comprennent un métal choisi dans le groupe consistant en le hafnium, le tantale, le nickel, le zinc, l'étain, le silicium, le palladium, le bismuth, le fer, le cuivre, le phosphore, l'aluminium, le tungstène, le zirconium, le magnésium, le bore, le titane, le soufre, le magnalium et les mélanges de ceux-ci.
É 2867468
5. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les combustibles comprennent un combustible organique choisi dans le groupe consistant en la phtaléine du phénol, le nitrate de hexaammine)- cobalt(III) et les mélanges de ceux-ci.
6. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les combustibles comprennent un alliage métallique fusible comprenant au moins un métal choisi dans le groupe consistant en le bismuth, le plomb, l'étain, le cadmium, l'indium, le mercure, l'antimoine, le cuivre, l'or, l'argent et le zinc.
7. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les combustibles comprennent un alliage métallique fusible qui contient environ 57 % de bismuth, environ 26 % d'indium et environ 17 % d'étain.
8. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les oxydants sont choisis dans le groupe consistant en le perchlorate d'ammonium, le perchlorate de potassium, le nitrate de potassium, le nitrate de strontium, le nitrate basique de cuivre, l'oxyde cuprique, l'oxyde de fer, le trioxyde de bismuth, les oxydes de tungstène, le trioxyde de molybdène et les mélanges de ceux-ci.
9. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les oxydants sont choisis dans le groupe consistant en le polytétrafluoréthylène, un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, l'hexafluoropropylène et de fluorure de vinylidène, un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoro- propylène, et les mélanges de ceux-ci.
10. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les explosifs de la classe 1.1 sont choisis dans le groupe consistant en le trinitrotoluène, la cyclo-1,3,5-triméthylène-2,4,6- trinitramine, la cyclotétraméthylènetétranitramine, l'hexanitrohexaazaisowurtzitane, le 4,10-dinitro- 2, 6, 8, 12-tétraoxa-4, 10-diazatétracyclo [5.5.0.0x'9 03'11] - dodécane, la 1,3,3-trinitroazétine, le dinitramide d'ammonium, la 2,4,6- trinitro-1,3,5-benzènetriamine, le dinitrotoluène, le dinitroanisole, et les mélanges de ceux-ci.
11. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un liant choisi dans le groupe consistant en les polyuréthannes, les composés époxydes, les silicones, les polymères de l'azoture de glycidyle, les polyesters, les nylons, l'acétobutyrate de cellulose, l'éthylcellulose, le graphite, le (bis(2,2-dinitropropyl) acétal/bis(2,2-dinitropropyl)formal) et les mélanges de ceux-ci.
12. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend du tungstène, du perchlorate de potassium et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène.
13. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend du bismuth, de l'indium, de l'étain, du perchlorate de potassium, de l'acétobutyrate de cellulose et du (bis(2,2-dinitropropyl)acétal/bis(2,2-dinitropropyl)- formal).
14. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend de l'aluminium, du zirconium et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène.
15. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend du magnésium, de l'oxyde cuprique, et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène.
16. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend du hafnium et un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, d'hexafluoropropylène et de fluorure de vinylidène.
17. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend de l'aluminium, du bore, et un copolymère de fluorure de vinylidène et d'hexafluoropropylène.
18. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend du zirconium et du polytétrafluoréthylène.
19. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend du bismuth, de l'indium, de l'étain et du perchlorate de potassium.
20. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend de la cyclotétraméthylène tétranitramine, de l'acétobutyrate de cellulose et du (bis(2,2-dinitropropyl)acétal/bis(2,2dinitropropyl)formal).
21. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend de l'aluminium, du perchlorate de potassium, du silicium, et un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, d'hexafluoropropylène et de fluorure de vinylidène.
22. Matériau réactif selon la revendication- 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend du bismuth, de l'indium, de l'étain, de l'aluminium, du silicium, du soufre, du perchlorate de potassium, du bisazidométhyloxétanne, un plastifiant à base d'azoture de glycidyle, et du (bis(2,2-dinitropropyl)acétal/ bis(2,2-dinitropropyl)formal).
23. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend de la cyclotétraméthylène tétranitramine, de l'acétobutyrate de cellulose, du (bis(2,2-dinitropropyl)acétal/bis(2,2dinitropropyl)formal), de l'aluminium, du perchlorate de potassium, du silicium, et un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, d'hexafluoropropylène et de fluorure de vinylidène.
24. Matériau réactif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau réactif comprend du zirconium et un terpolymère thermoplastique de tétrafluoréthylène, d'hexafluoropropylène et de fluorure de vinylidène.
25. Projectile à matériau réactif, caractérisé en ce qu'il comprend une douille dans laquelle est disposée un matériau réactif, et une extrémité, le matériau réactif comprenant le matériau réactif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24.
26. Projectile à matériau réactif selon la revendication 25, caractérisé en ce que le matériau réactif est formulé pour s'amorcer après impact sur une cible.
27. Projectile à matériau réactif selon la revendication 25, caractérisé en ce que le matériau réactif est présent dans le projectile à matériau réactif en une masse comprise entre environ 1,74 et environ 12,99 g.
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