Brevet FR2287671A1 — publié le 19760507

L'armement par emprunt de gaz d'un propulseur ou d'un canon est bien connu et utilisé depuis longtemps. On utilise aussi sur ces bases des chambres de temporisation pour réa- liser des retards de fonctionnement ou d'armement d'un missile ou d'un pro jectile. Ces systèmes, simples, sûrs et robustes, présentent cependant l'in convénient de nécessiter la présence (plus ou moins prolongée) de la source de gaz. La présente invention n'est pas tributaire de cette condition. Selon cette invention, l'engin comporte au moins deux chambres à gaz (chambres multiples); la première de ces chambres multiples est reliée à la source de gaz par un orifice d'admission à clapet qui prélève la quantité de gaz nécessaire pour remplir ladite chambre jusqu'à un niveau donné de pression puis, par fermeture du clapet, devient indépendante de la source; ensuite la première chambre remplit, par un ou plusieurs orifices calibrés, une ou plu sieurs chambres aval. Le temps de transfert des gaz d'une chambre à l'autre, à travers un orifice calibré, constitue la constante de temps du système selon l'invention. Chacune ou certaines des chambres aval commande ensuite un système mécanique selon l'invention: déverrouillage d'une sécurité, mouvement d'un poussoir, déploiement d'un empennage ou d'une antenne, etc... Selon l'invention, comme décrit ci-dessus il y a au mo i ns deux chambres (une chambre d'admission et une chambre aval); sans sortir du cadre de l'invention, on peut prévoir plus de deux chambres, chacune étant séparée de la chambre aval qui lui succède par un orifice calibré régulant le débit (et donc le temps) d'écoulement des gaz, pour remplir ladite chambre. Les divers caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de l'exemple de réalisation décrit ci-après. 1l est bien précisé cependant qu'il s'agit uniquement d'exemple et que tous autres modes de construction, formes, proportions, dispositions, peuvent être également utilisés sans sortir du cadre de l'invention. L'exemple traité ci-après se rapporte à une grenade à fusil antipersonnel avec chargement (explosif + éclats) annulaire disposé, selon l'invention, autour du système à deux chambres à gaz selon l'invention, placé, lui, axialement. 1l est précisé que l'invention stapplique au ssi, sans sortir de son cadre, à tous autres projectiles, missiles, bombes et engins, avec chargement annulaire ou non, trois chambres ou plus, le système à chambres à gaz multiples pouvant aussi être disposé en dehors de l'axe longitudinal de l'engin sans, pour celà, sortir du cadre de l'invention. Dans l'exemple d'application décrit ci-après, le système à deux chambres, selon l'invention, provoque le déploiement différa d'une antenne du projectile portant le système de percussion dans son extrémité antérieure. I1 est précisé que l'invention concerne aussi, sans sortir de son cadre, tout organe commandé par le système à chambres multiples : déverrouillage d'empennage, gouvernes, sécurité, etc... Au cours de cette description, on se réfère au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la grenade à fusil selon l'invention, en position de stockage (repos); la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la même grenade armée; la figure 3 est une vue extérieure de la grenade en position de stockage (repos); la figure 4 est une vue extérieure de la grenade armée (sur trajectoire); la figure 5 est une coupe selon 5-5 de la figure 1 la figure 6 est une coupe selon 6-6 de la figure 2;et la figure 7 est une coupe partielle longitudinale avant formant une variante de construction de la grenade (variante de la figure 1). L'engin ou grenade selon l'invention se compose d'un corps à chambres multiples 1, d'un tube d'empennage 2 et d'un stabilisateur 3 (fig. 3, 4). Conformément à l'invention, l'engin ou grenade comporte une chambre d'admission des gaz 4 et une chambre aval 5. Les gaz de lancement pénètrent dans la chambre 4 par un orifice 6 avec clapet (bille) 7 et ressort 8. L'orifice 6', disposé de préférence en chicane par rapport à l'orifice initial 6 débouche dans la chambre 4. Celle-ci comporte une enveloppe 9 et un raccord arrière 10 formant liaison avec le tube 2 d'une part et le corps proprement dit (chargement, éclats) de la grenade, d'autre part. C-elle-ci est construite, selon l'invention, autour d'un tube central 11, formant à la fois la structure axiale de la grenade et l'enveloppe de la chambre aval 5 selon l'invention. D'ailleurs, le système d'admission et le clapet de la chambre amont 4 (canaux 6 et 6', bille 7 et ressort 8) sont disposés dans une pièce 12 formant bouchon arrière du tube 11, l'ensemble étant centré et fixé dans le culot 10 par un filetage 12'. Un joint torique 9' assure l'étanchéité aval de la chambre 4. La chambre aval 5 communique avec la chambre amont 4 par une buse calibrée 13 qui débouche dans le canal 6'. Les dimensions de cette buse 13 règlent le temps de remplissage de ladite chambre aval 5, de dimensions variables, selon l'invention (petit volume v, fig. 1, au stockage et au moment initial du remplissage et grand volume V , fig,2, enfin de remplissage et à l'instant final du fonctionnement commandé par la chambre aval 5). La chambre aval 5 comporte (fig. 1 au stockage), un piston 14 avec joint d'étanchéité 14', ledit piston 14 étant fixé, par goupille 15, sur le tube central de structure 11. Selpn l'invention on place devant le piston 14 (côté avant), dans une enveloppe 17, un relais d'amorçage 16 et un élément d'interruption de chaise pyrotechnique 18, séparant, au stockage, ledit relais d'amorçage 16 de l'amorce détonateur 19. L'enveloppe 17 est pourvue d'évents 17'. L'élément d'interruption de chaîne pyrotechnique 18 se compose de deux demi-coquilles emboftées l'une dans l'autre (fig. 6 et 2) pour former écran entre l'amorce détonateur 19 et le relais d'amorçage 16. Un ressort 18' est comprimé par les deux demi-coquilles 18. Selon l'invention, la longueur du tube central de structure 11, formant aussi enveloppe de la chambre aval 5, est occupée par une antenne 20 dont la partie arrière 21 porte l'amorce détonateur 19. La partie avant de l'antenne 20 porte un autre porte-amorce 22, une amorce percutante 23, un corps de percuteur 24, un percuteur 25 et un res sort 26. Cet ensemble est monté dans 1 e nez 27 de la grenade selon l'invention (en matière moulée, matière plastique de préférence). Un couvercle éjectable 28 protège le percuteur au stockage. Un ressort circulaire 29 empêche, au repos, la percussion de l'amorce 23 par le percuteur 25. Le corps de grenade à chargement annulaire selon l'invention, se compose d'une enveloppe 30, en matière plastique de préférence, fixée sur l'enveloppe 9 de la chambre amont 4. Des éclats 31 (billes d'acier ou de tungstène, de préférence), sont répartis sur la périphérie interne du corps (enveloppe 30) de forme tronconique (grande base de cône placée à l'avant) et sont immobilisés par un ciment 32 (résine polyester, de préférence). Cet ensemble d'éclats selon l'invention (enveloppe 30, éclats 31, résine 32), forme à l'intérieur une cavité tronconique 33 destinée à recevoir l'explosif. La partie centrale de la cavité tronconique 33 est délimitée, selon l'invention, par le tube central de structure 11, formant l'enveloppe de la chambre aval 5; ladite cavité 33 est donc annulaire. On remarquera l'efficacité du système selon l'invention: le tube central 11, formant l'enveloppe de la chambre aval 5, doit résister à un certain effort de pression des gaz et doit donc posséder une résistance minimum. Cette même résistance est utilisée, selon l'invention, pour former la structure de l'engin (grenade), sans qu'il soit nécessaire d'y ajouter des superstructures. L'économie de masse en découle. La cavité tronconique annulaire comporte, selon l'invention, des blocs d'explosif principal tronconiques annulaires 34, 34', 34", 34"' (explosif coulé ou comprimé, de préférence), disposés périphériquement,et des blocs d'explosif d'amorçage annulaires cylindriques 35, 35', 35", 35"'. Le tube central 11 comporte àl'avantdes évents 11'. Le nez de grenade 27 est fixé à l'avant, sur l'enveloppe 30, avec interposition d'une rondelle 36, La fig. 7 représente une variante de réalisation d'une grenade selon l'invention. Cette variante utilise, selon l'invention, l'espace libre du nez 27 en posant un ensemble de charge creuse annulaire 37 (revêtement 38, explosif 39) au contact (plan 40) de l'explosif principal tronconique annulaire 34 et bénéficiant donc de l'amorçage général de l'engin. Le fonctionnement de l'engin, selon l'invention, (grenade, par exemple), est le suivant: au départ du coup, le clapet 7 1 aisse pénétrer les gaz (orifice 6) dans la chambre 4. Les grandes dimensions, selon l'invention, de l'orifice 6 et du canal 6', permettent un remplissage très rapide (pendant le parcours sur l'arme) et, de préférence, à haute pression, de ladite chambre 4. Dès que le projectile a quitté l'arme, le clapet (bille 7, ressort 8) ferme l'orifice d'admission 6 et la chambre 4 reste remplie. On n'a (bnc plus besoin, selon l'invention, de la source initiale de gaz et le système devient autonome. Dès cet instant, à travers la buse calibrée 13, les gaz de la chambre amont 4 entrent dans la chambre aval 5. Lorsqu'un certain niveau de pression est atteint dans ladite chambre aval 5, les goupilles 15 sont cisaillées et l'ensemble antenne 20, porte-amorce arrière 21, piston 14, etc... sont propulsés vers l'avant. Le temps de ce mouvement d'armement de l'antenne 20 est le temps de sécurité de bouche de l'engin selon l'invention. 1l dépend de la pression dans la chambre 4, de son volume, du volume initial et final de la chambre 5, de la buse 13 et de la masse de l'ensemble mobile antenne 20. Lorsque le mouvement de sortie de l'antenne 20 est terminé, l'ogive prend la forme représentée en vue extérieure à la fig. 4 et en coupe fig. 2. Ce mouvement provoque l'éjection du couvercle 28. Alors, (fig. 2) le système d'interruption de channe pyrotechnique en deux demi-coquilles 18 pénètre dans le nez 27 dont le logement à cet endroit a un diamètre D supérieur au diamètre d du tube central 11. Le ressort 18' écarte les deux demi-coquilles 18 et permet une communication entre l'amorce détonateur 19 et le bloc d'explosif du relais d'amorçage 16. Ce même mouvement de sortie de l'antenne 20 place les évents 17' de l'enveloppe 17 du relais d'amorçage 16 en face des évents 11' du tube central 11. Par ailleurs, au cours de son mouvement vers l'avant, la partie antérieure de l'antenne 20 pousse le ressort circulaire 29 et lui permet d'échapper au percuteur 25 et de s'effacer dans un logement approprié du nez 27 (fig. 2). Dès lors, rien ne s oppose, lors d'un impact sur l'objectif (sol, engin) à la percussion de l'amorce 23 par le percuteur 25 (d'ailleurs très léger et petit, d'où une très grande sensibilité). L'antenne 20, servant aussi, selon l'invention, de tube de transmission de feu, permet à l'onde de l'amorce 23 d'initier l'amorce détonateur arrière 19. Celle-ci n'étant plus séparée du relais d'amorçage 16 par l'écran constitué par les deux demi-coquilles 18 (effacé comme décrit plus haut), initie à son tour ledit relais d'amorçage 16. La détonation de celui-ci provoque, à travers notamment les évents 17' et 11' , l'excitation des blocs annulaires d'explosif 35 .... 35 "' puis celle des blocs annulaires d'explosif principal 34... 34"' et projette finalement les éclats 31 sans que la structure légère (résine et matière plastique) de l'enveloppe absorbe d'une manière parasite de l'énergie. Les éclats Ont donc, selon l'invention, la vitesse et l'efficacité maximales. De même que le système des blocs d'explosif annulaires, préfabriqués de préférence, selon l'invention, permet d'employer des explosifs très puissants (explosifs à taux réduit de flegmatisant, 2 à 5 % hexogène, octogène, par exemple, de préférence, plus de flegmatisant pour le bloc principal 34... 34 "') ou des explosifs composites de très grande puissance. L'efficacité de l'engin selon l'invention ressort de la description qui précède (définition, construction, fonctionnement) et montre le progrès apporté par les dispositions résultant de l'invention. L'antenne éloignant le percuteur de nez du centre de gravité de l'en- semble offensif (explosif, éclats) provoque l'explosion à une hauteur relativement importante au-dessus du sol; il en découle une plus grande portée d'éclats (d'ailleurs accrue par le double effet conjugué, selon l'invention, de la forme tronconique du corps - grande base vers l'avant - et par la position avant de l'amorçage) et la suppression de toute perte d'éclats qui seraient perdus ou enfouis dans le sol s'il n'y avait pas d'antenne. De plus, la disposition annulaire du chargement en explosif de puissance maximale entouré par des éclats préfragmentés forme la construction de rendement optimal. L'explosif central, peu utile, d'une construction non annulaire classique, est remplacé par le système à chambres multiples selon l'invention, permettant, pour un encombrement donné de grenade, de loger l'antenne au stockage - tout en la reportant à l'avant au tir - de provoquer les séquences de déverrouillage et d'armement : temps de sécurité de bouche, enlèvement de l'interruption de chaîne pyrotechnique, libération du percuteur, réalisation du tube de transmission de feu entre les amorces au moyen de l'unique tube formant structure, chambre d'armement et aussi antenne, mise en place du relais unique d'amorçage. Jointe à une considérable sécurité de chute au stockage (forte pression de cisaillement des goupilles) la disposition selon l'invention procure ainsi le plus économiquement possible (coût, volume, masse, encombrement) l'efficacité la plus grande. A cet effet d'éclats s'ajoute, selon l'invention, l'effet avant antivéhicules par la charge creuse annulaire, initiée par le même amorçage unique de base et susceptible de perforer les blindés légers tout en s'adaptant parfaitement, sans gêne ni perte d'efficacité, au principe de base selon l'invention, d'une organisation annulaire. On ajoute enfin que le système à antenne selon l'invention forme, à l'avant, la forme aérodynamique auto stable la meilleure d'où une précision très élevée du projectile par combinaison, selon l'invention, de l'antenne cylindrique avec un nez d'ogive conique d'angle au sommet important (supérieur à 2 de préférence). 2 REVENDICATIONS 1) Engin tel que notamment projectile, bombe, torpille, grenade ou missile, du type à emprunts de gaz, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux chambres à gaz, dites chambres multiples, la première de ces chambres étant reliée à une source de gaz, arme de lancement par exemple, par un orifice d'admission à clapet qui prélève la quantité de gaz nécessaire pour remplir cette chambre jusqu'à une valeur donnée de pression, le gaz ainsi stocké étant transféré dans au moins une chambre aval, à travers une buse calibrée. 2) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux chambres aval, les chambres multiples successives communiquant par des buses calibrées. 3) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps de fonctionnement du système à chambres multiples est déterminé par la pression dans la première chambre, son volume, les dimensions des chambres et des buses calibrées. 4) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système à chambres multiples est axial et occupe la partie central dudit engin qui est, par ailleurs, de construction et d'organisation annulaire. 5) Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système à chambres multiples commande le déverrouillage, la mise en place et le verrouillage d'un armement différé de moyens tels que notamment empennage, antenne, volet d'interruption de chaine pyrotechnique, percuteur, mise en place d'un relais d'amorçage. 6) Projectile, tel que notamment grenade à fusil, caractérisé en ce qu'il comporte un système à chambres multiples selon la revendication 1, les gaz étant empruntés pendant le parcours dans l'arme, stockés dans une première chambre formant le culot du projectile et étant transférés avec retard dans une seconde chambre dont l'enveloppe est constituée par un tube central de structure autour duquel est construit l'ensemble du projectile. 7) Projectile selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système à chambres multiples comporte au stockage, placée dans ledit tube central de structure, une antenne déployable axialement d'arrière en avant, après le départ du coup, ladite antenne comprenant d'arrière en avant, un piston étanche maintenu sur ledit tube central par des goupilles de cisaillement de valeur tarée, un relais d'explosif d'amorçage, un élément d'interruption de channe pyrotechnique, une amorce détonateur, le tube d'antenne proprement dit formant tube de transmission de feu, une amorce avant, un corps de percuteur et un percuteur. 8) Projectile selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ressort circulaire qui empêche, au repos, la percussion de l'amorce avant par le percuteur et s'efface dans un logement prévu dans le nez du projectile, au moment du mouvement d'armement du système. 9) Projectile selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le cisaillement des dites goupilles et le déploiement de l'antenne par déplacement axial dans le tube central de structure sont provoqués par l'admission, retardée, des gaz depuis la première chambre dans la seconde chambre, à travers la buse calibrée, ce déplacement se produisant d'arrière en avant et conduisant à une variation du volume de la seconde chambre dont tient compte la définition des données de fonctionnement. 10) Projectile selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le déplacement axial d'arrière en avant est tel qu'il provoque la mise en place de l'antenne à l'extérieur, l'effacement de l'interruption de la chaine pyrotechnique, la mise en place et le verrouillage à l'endroit voulu du relais d'amorçage avec alignement simultané de trous ménagés dans l'enveloppe du relais explosif et de trous prévus dans ledit tube central, la libération du ressort d'arrêt du percuteur et son effacement, l'éjection d'un couvercle fixé au nez du projectile et la libération complète du percuteur. 11) Projectile à chambres multiples selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous la forme d'un corps de construction annulaire et comporte un tube d'empennage dans lequel débouche l'emprunt de gaz de la première chambre et sur lequel est fixé un nez de forme tronconique d'angle au sommet supérieur - , la petite base étant dirigée vers l'avant, la supérieur à #/2, la petite base étant dirigée vers l'avant, ce nez réalisé en matériau moulé et de préférence en matière plastique, comportant à l'avant un couvercle protégeant au stockage le percuteur du projectile. 12) Projectile selon l'une quelconque des revendications 6, 7 et 11, caractérisé en ce que ledit corps annulaire se compose d'une enveloppe, de préférence en matière plastique, à l'intérieur de laquelle sont disposés, contre sa surface interne, des éclats préfragmentés, billes d'acier ou de tungstène de préférence, enrobés dans du ciment, une résine polyester de préférence, cette structure étant construite autour dudit tube central de structure, formant aussi l'enveloppe de la deuxième chambre et le logement de l'antenne, et fermé à l'avant par ledit nez et à l'arrière par ledit culot lequel forme aussi l'enveloppe de la première chambre. 13) Projectile selon l'une quelconque des revendications 1, 6, 11 et 12, caractérisé en ce que le chargement en explosif ainsi que la construction d'ensemble du système à chambres multiples sont annulaires, le chargement en explosif comprenant un explosif principal en blocs multiples annulaires tronconiques au contact de la couche d'éclats et un explosif d'amorçage en blocs multiples annulaires cylindriques entourant, d'une part, le tube central de structure, et remplissant, d'autre part, la cavité laissée libre par l'explosif principal. 14) Projectile selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit corps annulaire est de forme tronconique à grande base placée à l'avant. 15) Projectile selon la revendication 13, caractérisé en ce que les explosifs sont du type à grande puissance, à taux réduit de flegmatisant, l'explosif principal, périphérique, étant légèrement plus flegmatisé que l'explosif d'amorçage. 16) Projectile selon la revendication 15, caractérisé en ce que le taux de flegmatisant est de 2 à 5 7o. 17) Projectile selon la revendication 13, caractérisé en ce que les dits explosifs sont du type composite. 18) Projectile selon l'une des revendications 7 et 9, caractérisé en ce que le mouvement vers l'avant de l'antenne déployée provoque l'effacement de l'interruption de channe pyrotechnique, le blocage de ladite antenne en position sortie, empêche son retour en arrière9 s'oppose à la résistance de l'air sur le nez et permet la percussion de l'amorce avant par le percuteur. 19) Projectile selon l'une quelconque des revendications 7, 11 et 13, caractérisé en ce qu'il comporte, sur le nez, une charge creuse annulaire, qui, lors de l'impact, est initiée par ledit relais unique qui a pour rôle fondamental d'initier le chargement principal d'explosif, dispersant les éclats périphériques 20) Projectile selon les revendications 7 et 11, caractérisé en ce que son nez avant est conçu de façon à fermer ledit projectile vers l'avant, à lui donner une forme auto stable et à guider à l'avant le coulissement de l'antenne déployable, des logements appropriés étant par ailleurs prévus pour lui permettre de réaliser le déverrouillage de l'armement du percuteur, l'effacement du système d'interruption de chaine pyrotechnique et le verrouillage, après déploiement et mise en place de l'antenne, du système d'interruption et du relais.