Brevet FR2319106A1 — publié le 19770218

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour le lancement d'un projectile au moyen d'un tube et elle permet d'obtenir, a la bouche dudit tube, une vitesse élevée pour ledit projectile, au moment de son lancement. L'invention s'applique au lancement de projectiles de tous types, qu'ils soient auto propulsés ou non, et de tous calibres. Toutefois, afin de mieux faire comprendre l'invention, celle-ci sera décrite ci-après plus particulièrement à propos de la réalisation d'armes légères et peu encombrantes pouvant etre portées et mises en oeuvre par un seul homme, tout en offrant une grande précision et une portée accrue par rapport aux armes équivalentes connues. Les projectiles utiIisabIes dans cet exemple particulier de réalisation de l'invention peuvent etre, par exemple, des charges anti-char ou tout projectile d'un calibre de l'ordre de 100mm et d'une masse de un à deux kilogrammes. On connaît déji des systèmes de lancement de projectiles du type lanceroquette ou canon sans recul qui permettent, en particulier a l'infanterie, de disposer d'armes lançant des projectiles puissants, tels que des charges anti-char, tout en étant relativement légères pour etre portables par les fantassins. Cependant, dans ces systèmes connus, les vitesses " a la bouche" communiquées aux projectiles sont limitées, d'une part, parce que la longueur des tubes de lancement ne peut dépasser deux mètres pour des raisons évidentes de maniabilité et d'autre part, parce que les quantités de poudre de lancement, donc les accélérations transmises au projectile, ne peuvent dépasser des valeurs relativement réduites sous peine de provoquer, a la mise a feu, un bruit et des sur pressions intolérables pour le tireur. Au mieux, peut on espérer dans ces conditions, une vitesse d'éjection à la bouche de l'ordre de 400m/s. Or, une telle vitesse initiale ne procure, en trajectoire balistique tendue (avec ou sans propulsion), que des portées efficaces faibles, de l'ordre de 400m. Pour tenter de remédier 9 cet inconvénient et d'accoutre ces portées, on a déjà proposé de communiquer au projectile, dans le cas oh il est auto propulsé, une accélération sup plémentaire en vol libre. Cependant, une telle accélération supplémentaire entraine des dispersions considérables, liées en particulier å l'effet du vent et de ses variations.Pour réduire ces dispersions, des corrections sont alors indispensables par guidage, en boucle ouverte ou fermée (missile), et il en résulte que le matériel correspondant devient particulièrement, complexe, sophistiqué et en conséquence couteux. La présente invention pallie les inconvénients mentionnés ci-dessus. En effet, le procédé et le dispositif objets de l'invention apportent des progrès fondamentaux encore accentués par un fonctionnement séquentiel. Ces avantages nouveaux résultent essentiellement - d'une augmentation de la longueur de guidage mécanique du projectile, obtenue sans augmentation sensible de l'encombrement du dispositif jusqu'a l'instant du tir. - du fractionnement de la charge propulsive en charges multiples plus réduites,dont les mises å feu respectives sont effectuées suivant une répartition dans le temps et dans l'espace réduisant de façon considéra ble l'importance instantanée des phénomènes résultant de la mise à feu. De tels avantages sont particulièrement sensibles pour les armes portables, car le tireur se trouve dans leur environnement immédiat. On peut ainsi, pour une première charge propulsive faible, produisant des effets supportables connus, obtenir globalement des performances nettement supérieures par utilisation d'une seconde charge propulsive, incluse dans le tube de lancement. A cet effet, selon l'invention, le procédé pour le lancement d'un projectile au moyen d'un tube dans lequel est disposé ce dernier est remarquable en ce qu'on commence par accélérer l'ensemble projectile-tube de lancement tout en le guidant mécaniquement parallèlement a l'axe longitudinal dudit tube, avant de procéder au lancement effectif du projectile par ledit tube de lancement. Avantageusement, le lancement du projectile intervient pendant l'accélération de I1 ensemble projectile-tube de lancement, tandis que l'accélération de l'ensemble projectile-tube de lancement prend fin pendant le lancement du projectile par ledit tube. Un dispositif pour mettre en oeuvre l'invention est remarquable en ce qu'il comporte un système de guidage mécanique de l'ensemble projectiletube de lancement parallèlement a l'axe longitudinal dudit tube, des premiers moyens pour accélérer ledit ensemble projectile-tube de lancement par rapport audit système de vidage, des seconds moyens pour lancer ledit projectile par ledit tube de lancement et des moyens de commande desdits premiers et seconds moyens. Le système de guidage mécanique de l'ensemble projectile-tube de lancement peut etre de tout type connu. Quelle que soit la nature du système de guidage, sa longueur, parallélement a l'axe longitudinal du tube de lancement, est choisie pour que le tube de lancement soit encore guidé mécaniquement par ledit système au moment oille projectile passe la bouche dudit tube. Dans un mode avantageux de réalisation, le système de guidage est formé par au moins un tube de guidage coaxial au tube de lance ment, et entourant ledit ensemble qui peut coulisser longitudinalement a I'intérieur de cet autre tube. Eventuellement, des paliers coulissants,de façon connue, peuvent etre disposés entre les deux tubes. Lorsque le système de guidage est formé par un seul tube entourant le tube de lancement, on voit que , lorsque les deux tubes ont des longueurs voisines, la longueur pratique de guidage du projectile peut etre sensiblement double de ce qu'elle serait dans les dispositifs connus, quoique ltencombrement jusqu' à l' instant du tir soit le meme.Dans le cas où il est nécessaire d'obtenir une grande longueur de guidage du projectile, le système de guidage peut etre formé par une pluralité de tubes coaxiaux disposés les uns a l'intérieur des autres et dont le déploiement parallèlement a leur axe commun, pour former un tube de guidage de grande longueur, (mais de faible encombrement jusqu'a l'instant du tir) est commandé en synchronisme avec l'avance dudit ensemble projectile-tube de lancement. Les premiers moyens pour accélérer l'ensemble projectile-tube de lancement peuvent etre mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, pyrotechniques. etc... De preférence, ils sont constitués soit par un système de canon sans recul, dont le canon proprement dit forme ledit tube de guidage, soit par un booster rendu solidaire du tube de lancement. Les seconds moyens d'accélération du projectile par rapport au tube de lancement peuvent etre constitués de façon connue par une charge propulsive. Avantageusement, l'instant de la mise à feu de cette charge est choisi pour que, lorsqu'il arrive au bout du système de guidage, le tube de lancement conserve soit une faible vitesse résiduelle lui permettant d'etre éjecté et de tomber quelque peu en avant du dispositif, soit une faible vitesse résiduelle négative l'empechant de sortir du tube de guidage par l'avant. Les moyens de commande des premiers et seconds moyens d'accéléra- tion peuvent etre du type allumeur électrique. Un seul dispositif d'allumage peut etre prévu sur les premiers moyens, un dispositif à retard étant disposé entre lesdits premiers et seconds moyens. Il va de soi que le projectile peut etre muni d'ailettes de Stabilisation aé- rodynamique. De préférence, de façon connue, celles-ci sont souples ou pliables, de manière à etre repliées dans le tube de lancement et a se déployer à la sortie de celui-ci. Le projectile lui-meme peut également etre muni d'un étage de propulsion auxiliairè, destiné à lui permettre de conserver sa vitesse de lancement pour être insensible au vent et à ses variations. Eventuellement, l'ensemble projectile-tube de lancement peut etre sou mis à rotation autour de son axe lors de son guidage. Dans le cas où cet ensemble est propulsé par un booster, une telle rotation peut etre procurée par des ailettes disposées dans le jet de celui-ci. Avantageusement, ensemble projectile-tube de lancement, éventuellement augmenté du booster, est réalisé sous la forme d'une munition prete à etre chargée dans le ou les tubes de guidage, le tube de lancement formant, au moins en partie, l'enveloppe conteneur de cette munition. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure I est une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Les figures 2 à4 illustrent le fonctionnement du dispositif de la figure 1. La figure 5 montre schématiquement et a plus grande échelle, le système de mise à feu du dispositif des figures 1 à 4. La figure 6 montre une variante de réalisation du dispositif selon ltinven- tion. La figure 7 montre une munition pour un dispositif conforme a la figure 1. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. L'exemple de réalisation de l'invention illustré schématiquement par les figures 1 à 4 concerne plus particulièrement une arme pour fantassins. C'est pourquoi on a paoticulièrementrecherché à en réduire le poids et l'encombrement, ainsi que les quantités de poudre activées à un instant donné, en particulier au voisinage du tireur. Dans un dispositif portable de ce type, réalisé en pratique, la longueur était voisine de 1, 50m et les projectiles, dont la masse était de l'ordre de 2 kg, avaient une vitesse à la bouche d'environ '100mis, et une portée balistique précise de l'ordre de 700m en trajectoire tendue. L'arme des figures 1 à 4 comporte un tube extérieur de guidage 1, solidaire d'un poste de tir (non représenté) ou porté par un tireur, sur lequel est montée une poignée de tir 2, pourvue d'un bouton ou d'une queue de détente 3. L'ensemble 1, 2, et 3 présente donc une structure semblable à celle des lance-roquettes connus. Cependant le tube extérieur 1 peut etre réalisé en une résine synthétique, éventuellement armée de fibres résistantes (verre, carbone, 'XEVLAR", etc...) Dans le tube 1 est introduite une munition constituée par un tube de lancement 4, un projectile 5, une charge de poudre 6 et un accélérateur 7, par exemple du type "booster". Une telle munition peut avoir, dans le cas envisagé, une masse de l'ordre de 5 à 6kg. Eventuellement, des paliers glissants(non réprésentés) sont prévus entre les tubes 1 et 4. A son extrémité arrière, le tube 4 est obturé par une paroi 8 sur la face extérieure de laquelle est fixé le booster 7, qui contient une charge de poudre 9. Le booster a une forme allongée, par exemple sensiblement cylindrique, dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur du tubel, de façon que ledit booster puisse passer par ce tube. Eventuellement, ce booster comporte des portées susceptibles de coulisser dans le tube de guidage 1. Le projectile 5 est maintenu à l'intérieur du tube 4 et la charge de poudre 6 est disposée entre ledit projectile et la paroi 8. Sur la figure. 1, on a montré qu'au repos, une partie du booster 7 dépassait de l'arrière du tube 1, après que la munition 4, 5, 6, 7 ait été introduite dans celui-ci, par exemple par l'arrière. Une telle position n'est pas indispensable, le booster pouvant se trouver au repos à l'intérieur du tube 1, mais avantageuse car elle permet de donner au tube 4 une longueur voisine de celle dudit tube 1. Dans la position de repos montrée par la figure 1, la munition 4, 5, 6, 7 est rendue solidaire du tube 1 par des moyens mécaniques non représentés, tels que butées, éléments d'encliquetage, etc...,tandis que, comme on le verra par la suite, la queue de détente 3 est reliée au dispositif de mise à feu des charges 9 et 6. Lorsque l'on presse la queue de détente 3, on commence par mettre a feu la charge de poudre 9 du booster 7. Une telle charge, dont la masse peut etre de O, 6kg, fournit par exemple une poussée de 120. 000 à 150. 000N pendant 10, 5m s. Cette poussée propulse vers l'avant la muni tion 4, 5, 6, 7, qui se trouve guidée par le tube 1. Le booster 7 peut par exemple communiquer à ladite munition une accélération de l'ordre de 2200g et une vitesse approximativement égale à 250m/s. La figure 2 illus tre la propulsion vers l'avant de la munition 4, 5, 6, 7 sous l'action du booster 7. Quand la- munition 4, 5, 6, 7 a parcouru une certaine distance dans le tube 1, distance qui est fonction des types de poudres utilisées et qui représente 1 2 dl I par exemple une fraction comprise entre le 4 - et les 3 de la lon- gueur totale dudit tube 1, la charge de poudre 6 (dont la masse peut etre voisine de 0, 3kg) est mise à feu. Le projectile 5 subit donc une nouvelle accélération, qui l'accélère vers l'avant (voir la figure 3) et l'expulse du tube 4 ( voir la figure 4). A la bouche dudit tube 4, la vitesse atteinte par le projectile 5 est alors de l'ordre de 685m/s, pour les valeurs numéri ques indiquées ci-dessus. Comme le montre la figure 4, au moment de la sortie du projectile 5 du tube 4, celui-ci est encore guidé par le tube 1, éventuellement par l'intermédiaire du booster 7 qui peut se trouver seul alors dans le tube 1. Cette figure illustre bien, que par rapport aux dispositifs connus l'inven tion permet de disposer d'une longueur d'accélération guidée double de celles habituellement disponibles, alors qu'au repos, la masse et l'encom- brement sont du meme ordre. Après la mise à feu de la charge 6, par suite de la réaction entre le projectile 5 et le tube 4, ce dernier ralentit à l'intérieur du tube de guida ge 1. Les valeurs respectives des deux charges 6 et 9 peuvent etre cal culées de sorte que, étant données les masses du projectile 5 et de l'en- semble du tube 4 et du booster 7, l'éjection du projectile 5 permette de récupérer la quasi totalité de la quantité de mouvement dudit ensemble 4, 7.Le choix précis des charges respectives 6 et 9 permet d'obtenir pour ce dernier, en fin de course, une faible vitesse résiduelle, qui vo lontairement peut etre soit légèrement positive assurant l'éjection et la chute naturelle du tube 4 et du booster 7 quelques mètres en avant du poste de tir, sans danger pour les troupes amies, soit légèrement négative interdisant la sortie du tube 4 et du booster 7 par l'avant du tube de guidage 1. De préférence, les charges 6 et 9 sont constituées de poudres de natures voisines, afin d'obtenir une bonne compensation des effets de température, de sorte que les positions relatives du tube de guidage 1, du tube de lancement 4 et du projectile 5 soient toujours sensiblement les memes au moment de l'éjeètion dudit projectile 5, quelle que soit la température de l'arme au moment du tir. De meme qu'il a été indiqué précédemment à propos du tube de guidage 1, le tube de lancement 4 et le booster 7 peuvent etre réalisés par un enroulement de fibres de verre ou analogue, noyé dans une résine synthétique. Par exemple, un tel enroulement filamentaire peut etre constitué de "KEVLAR", la résine étant une résine époxy. Ils pourraient également etre réalisés en métal, par exemple en zicral. A cause du fait que le tube de lancement 4 subit des pressions plus fortes que le tube de guidage 1, il va de soi que lorsque les deux tubes sont réalisés en des matériaux identiques, le tube 4 a une paroi plus épaisse. La figure 5 montre, à plus grande échelle le système de mise à feu du dispositif. A l'intérieur de la charge 9 du booster est prévu un dispositif d'allumage comportant un allumeur électrique 10, susceptible d'etre alimenté par un système électrique tel qu'une magnéto, une batterie 11, ou analogue, commandée par la queue de détente 3. A cet effet, la paroi extérieure du booster 7 porte deux connecteurs annulaires 12 et 13, dont chacun d'eux est relié électriquement à l'une des extrémités de l'allumeur 10. Lorsque la munition 4, 5, 6, 7 est placée dans le tube 1 et soli darisée-de celui-ci par un dispositif de verrouillage usuel (non représenté), les connecteurs 12 et 13 sont respectivement pressés contre des plots de contact 14 et 15 portés par la paroi intérieure du tube 1.La batterie 11 peut etre disposée dans la poignée de tir 2 et chacun de ses pôles est relié a un plot de contact 14 ou 15, par l'intermédiaire de fils 16 ou 17. Un interrupteur 18, commandé par la queue de détente 3, est interposé dans le circuit électriquell, 17, 15, 13, 10, 12, 14, 16, 11. Par ailleurs, un retardateur de mise à feu 19 met en relation les charges 9 et 6, à travers la paroi 8. Par suite, lorsque la munition 4,5,6,7 étant en place dans le tube 1, on presse la queue de détente 3, celle-ci ferme le circuit électrique mentionné précédemment, par l'intermédiaire du contact 18. L'allumeur 10 met alors le feu- à la charge 9(voir la figure 2). Puis, après un retard déterminé par le retardateur 19, la charge 6 est également mise à feu. Le retardateur de mise à feu 19 de la charge 6 peut etre de tout type connu (par exemple pyrotechnique ou à chambre de détente) et son retard est évidemment choisi pour obtenir le fonctionnement décrit en regard des figures 1 à 4. La figure 6 illustre une variante de réalisation de l'invention. Dans cette variante, le booster 7 et sa charge 9 ont été supprimés, mais le tube 1 est le canon d'un système de canon sans recul 20. Par suite, dans ce cas, la propulsion vers l'avant de la munition 4, 5, 6 est assurée par la pression engendrée par le système 20. Comme il a été dit ci-dessus, il est avantageux que l'ensemble projectiletube de lancement éventuellement augmenté du booster, forme une munition prete à etre chargée dans le tube de guidage. La figure 7 illustre une telle munition, dans laquelle le tube de lancement 4 sert simultanément d'emballage, en association avec deux bouchons d'extrémité 21 et 22 et un prolongement tubulaire 23, entourant le booster 7 et porteur d'éléments de verrouillage 24 et de connexion électrique 25. Dans l'exemple de la figure 7, le projectile 5 est pourvu, de façon connue, d'ailettes de stabilisation aérodynamique 5a, repliées dans le tube4 mais qui se déploient à la sortie de ce dernier. De plus, il est centré par rapport audit tube4 par des paliers coulissants ou portées coulissantes 26 et, du cOté arrière, il est fixé, sur un disque transversal 27, par emboftement sur une saillie annulaire 28 de ce dernier, disque qui est susceptible de jouer le rOle de piston dans le tube 4. La paroi 8 et le disque 27 délimitent entre eux une chambre étanche 29 dans laquelle est disposée la charge 6. Le disque 27 s'appuie contre un épaulement 30, intérieur au tube 4. Ainsi, le disque 27 et les paliers 26 étant maintenus à frottement dur dans le tube 4 et le projectile 5 étant lui-meme retenu a frottement dur par les paliers 26 et le disque 27, ledit projectile est fixé en position à l'intérieur du tube 4. R E VE N D I C A T IONS. 1 - Procédé de lancement d'un projectile au moyen d'un tube dans lequel est disposé ce dernier, caractérisé en ce qu'on commence par accélérer l'ensemble projectile -tube de lancement tout en le guidant mécaniquement parallèlement à l'axe longitudinal dudit tube, avant de procéder au lancement effectif du projectile par ledit tube de lancement. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qpe le lancement du projectile intervient pendant l'accélération de l'ensemble projectiletube de lancement. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accélération de l'ensemble projectile-tube de lancement prend fin alors que le projectile lancé par ledit tube se trouve encore dans ce dernier. 4 - Dispositif pour le lancement d'un projectile disposé dans un tube de lancement, caractérisé en ce qu'il comporte un système de guidage mécanique de l'ensemble projectile-tube de lancement parallèlement à l'axe longitudinal dudit tube, des premiers moyens pour accélérer ledit ensemble projectile-tube de lancement par rapport audit système de guidage, des seconds moyens pour lancer ledit projectile par'ledit tube de lancement et des moyens de commande desdits premiers et seconds moyens. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la longueur du système de guidage, parallèlement à l'axe longitudinal du tube de lancement, est telle que le tube de lancement est encore guidé mécaniquement par le système de guidage, au moment où le projectile passe la bouche dudit tube. 6 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système de guidage est formé par au moins un tube coaxial au tube de lancement et entourant ledit ensemble qui peut coulisser longitudinalement à l'inté rieur de ce tube de guidage. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système de guidage est formé par une pluralité de tubes coaxiaux disposés les uns à l'intérieur des autres et dont le déploiement parallèlement à leur axe commun est commandé en synchronisme avec l'avance dudit ensemble projectile-tube de lancement. 8 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens pour accélérer 1? ensemble projectile-tube de lancement sont constitués par un système de canon sans recul, dont le canon proprement dit forme ledit tube de guidage. 9 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens pour accélérer l'ensemble projectile-tube de lancement sont constitués par un booster rendu solidaire du tube de lancement. 10 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel de façon connue les seconds moyens pour lancer le projectile à partir du tube de lancement sont formés par une charge propulsive, caractérisé en ce que ladite charge est telle que, lorsqu'il arrive au bout du système de guidage, le tube de lancement conserve une faible vitesse résiduelle lui permettant dtetre éjecté et de tomber à quelque distance en avant du dispositif. 11- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel de façon connue les seconds moyens pour lancer le projectile à partir du tube de lancement sont formés par une charge propulsive, caractérisé en ce que ladite charge est telle que, lorsqu'il arrive au bout du système de guidage, le tube de lancement présente une faible vitesse négative l'empechant de sortir dudit système de guidage par l'avant. 12- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, dans lequel de façon connue lesdits moyens de commande sont du type allumeur électrique, tandis que lesdits premiers et seconds moyens sont des charges propulsives, caractérisé en ce qu'il ne comporte qu'un seul dispositif d'allumage destiné à activer lesdits premiers moyens et en ce qutun dispositif de retard à l'allumage est disposé entre ces premiers moyens et les seconds. 13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 a 12, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part, au moins un tube de guidage et d'autre part, de façon connue, un ensemble projectile-tube de lancement réalisé sous la forme d'une munition prete a etre chargée dans ledit tube de guidage, le tube de lancement formant, au moins en partie, l'enveloppe de cette munition, tandis que le booster fait éventuellement partie intégrante de ladite munition.