Brevet FR2478293A1 — publié le 19810918

La présente invention a trait à un amortisseur de recul, notamment pour armes à tir rapide telles que, par exemple, des canons montés sur aéronefs. On sait que les armes automatiques, notamment les canons d'aéronefs, par exemple de calibre 30, sont actuel- lement conçues de façon à tirer à des cadences de plus en plus rapides. Simultanément, la vitesse initiale des pro- jectiles tend à s'accroître. Il en résulte que les struc- tures porteuses de l'arme subissent des sollicitations de plus en plus importantes qui, dans le cas d'un aéronef, ne peuvent pas être compensées par un renforcement de la structure qui doit rester la plus légère possible. On connaît déjà des amortisseurs de recul destinés à être interposés entre l'arme et la structure, notamment dans le cas d'aéronefs, et permettant d'exercer un amor- tissement efficace de façon à communiquer à la structure un effort réparti dans le temps et ne présentant aucune amplitude instantanée trop élevée. En particulier, l'amor- tisseur décrit dans le brevet français 71 06918 permet d'exercer sur la partie mobile de l'arme un effort de - freinage, transmis à la structure, uniquement pendant la phase de recul, l'effort de freinage étant supprimé pen- dant la phase inverse de retour en position. De tels amortisseurs, malgré leurs excellentes propriétés, pré- sentent cependant l'inconvénient d'être complexes, lourds et encombrants. En outre, leur raideur n'est pas adaptée de façon optimale à des conditions de fonctionnement à cadences différentes, alors que l'on tend de plus en plus à prévoir des armes susceptibles de posséder au moins deux cadences différentes de tir. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un amortisseur de recul de con- ception simple et économique, d'un poids et d'un encombre- ment réduits et permettant d'amortir, dans des conditions optimales,et en particulier avec un déplacement minimum, les efforts correspondants à des cadences de tir très éle- vées mais différentes. L'invention a pour objet un amortisseur de recul, notamment pour armes automatiques à tir rapide, disposé entre une partie reculante d'arme et une partie fixe gui- dant la partie reculante, du type exerçant un effort d'amortissement sur la partie reculante pendant le mouve- ment de recul et n'exerçant pas d'effort d'amortissement pendant le mouvement de retour, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'amortissement susceptibles d'amortir ladite partie reculante pendant n'importe quel- le portion de la course de recul, lesdits moyens étant associés à des premiers moyens élastiques récupérateurs pour présenter une première raideur pour une première cadence de tir et des seconds moyens élastiques récupé- rateurs susceptibles d'être actionnés uniquement lorsque l'amplitude du recul dépasse une certaine valeur et pré- sentant une élasticité leur permettant, en association avec les autres moyens, de présenter une seconde rai- deur, plus élevée, correspondant à une seconde cadence plus élevée. Conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention, lesdits moyens d'amortissement compor- tent, entre la pièce fixe et la pièce reculante, une chambre, de préférence de forme annulaire, obturée en ses extrémités antérieure et postérieure par des organes d'étanchéité permettant à la chambre de conserver son vo- lume pendant les mouvements de la partie reculante, ladi- te chambre étant divisée par une première cloison soli- daire de la pièce reculante et une seconde cloison soli- daire de la partie fixe en trois volumes, à savoir un volume antérieur, un volume intermédiaire et un volume postérieur, remplis d'un fluide d'amortissement, le vo- lume intermédiaire étant susceptible de communiquer avec les deux autres volumes, lors du mouvement de recul qui réduit la valeur dudit volume intermédiaire, par des pas- sages d'étranglement, et étant susceptible d'être relié, lors du mouvement de retour qui augmente sa valeur,avec ces volumes par des passages de grande largeur, lesdits seconds moyens élastiques comprenant au moins un coussin amortisseur élastique, de préférence en élastomère, inter- posé entre la pièce reculante et la pièce fixe de façon à être comprimé entre elles lorsque l'amplitude du recul devient suffisamment importante pour que ledit coussin, porté par P'une des pièces, vienne en contact avec une sur- face de compression portée par l'autre pièce. Dans d'autres formes de réalisation de l'invention, la chambre peut être divisée autrement, par exemple en deux volumes dont les variations simultanées se compensent. Les cadences, dans le sens de la présente invention, sont au moins de 500 coups par minute et de préférence, pour la première cadence, de l'ordre de 1100 coups par minute et pour la seconde cadence, de l'ordre de 1800 coups par minute. Les moyens d'étanchéité obturant ladite chambre, en ses extrémités antérieure et postérieure, sont de pré- en férence des membranes/ élastomère déformable adhérisées à la fois sur la partie fixe et sur la partie reculante. Du fait que, dans la forme de réalisation préférée, pen- dant le mouvement de recul, les volumes délimités par les- dites membranes tendent à s'accroître et recoivent l'ex- cédent de liquide passant par les orifices d'étranglement, les membranes sont soumises à des efforts de pression très faibles, ces efforts restant très faibles lors du mouvement de retour, puisque l'évacuation, hors de ces vo- lumes, s'effectue par de larges passages vers le volume intermédiaire. Le cas échéant, les membranes peuvent être rem- placées par des joints d'étanchéité glissants en raison de la faible pression à laquelle les joints se trouve- raient soumis. Afin de réduire l'encombrement, les premiers moyens récupérateurs peuvent consister en un ressort ré- cupérateur hélicoïdal disposé à l'intérieur du volume in- termédiaire et prenant appui à ses deux extrémités sur les parois séparant le volume intermédiaire des volumes anté- rieur, respectivement postérieur. De préférence, la rotule d'orientation du dispo- sitif se trouve placée sur la pièce fixe pour coopérer avec une portée correspondante présentée par la structure. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel: La figure 1 représente une vue en élévation avec demi-coupe d'un amortisseur de recul selon l'invention. La figure 2 représente une vue de profil gauche de cet amortisseur. On se réfère aux figures 1 et 2 qui représentent un amortisseur de recul conçu pour le montage d'un canon de 30 destiné à être porté par un aéronef et réalisé pour fonctionner avec deux cadences de tir, l'une plus faible à 1100 coups par minute et une autre plus élevée à 1800 coups par minute. On voit m le dessin que la pièce 1 ou partie re- culante de l'arme/composée en fait de trois pièces cylin- driques consécutives la, lb et Ic, ladite pièce étant destinée à coulisser à l'intérieur de la partie ou pièce fixe 2 composée en fait d'une première pièce sensiblement cylindrique 2a et d'une deuxième pièce consécutive 2b. La flèche F indique le sens du mouvement de recul. Le guidage de la partie reculante 1 dans la partie fixe 2 s'effectue grâce à une portée interne d'une pièce fixe 2c ayant la forme d'un anneau à section transversale en U ouvert vers l'arrière et fixé à la partie antérieure de la pièce fixe 2 pour permettre le glissement et le guidage de la surface externe de la partie la de la piè- ce reculante. Le guidage s'effectue également par la por- tée interne de la partie postérieure de la pièce 2b per- mettant le guidage et le coulissement de la surface ex- terne de la pièce lc. On voit d'autre part que cette par- tie postérieure de la pièce 2b présente une surface sphé- rique 3 en forme de rotule susceptible de coopérer avec une portée sphérique interne d'une pièce annulaire 4 mu- nie d'une pluralité d'orifices 4a permettant le vissage de cette pièce annulaire 4 sur la structure dont elle fait en quelque sorte partie. Le bord postérieur de la pièce 2b porte encore un coussin annulaire en élastomère 5 adhérisé contre ledit bord et contre lequel peut venir buter un épaulement 6 terminant la pièce lc du coté arrière, afin de former un amortissement de sécurité à la fin du mouvement de retour en position antérieure de la pièce reculante 1. Comme on le voit sur le dessin, le diamètre ex- terne de la pièce 1 dans la zone lb est nettement infé- rieur au diamètre interne de la pièce 2 dans la zone 2a, ce qui délimite,entre lesdites deux pièces 1 et 2, un es- pace annulaire allongé. Cet espace forme une chambre annu- laire délimitée, à sa partie antérieure, par une membrane en élastomère 7 qui possède, comme on le voit sur la figu- re 1, en position de repos, une courbure destinée à auto- riser une déformation suffisante de la membrane. La mem- brane 7 est adhérisée à sa périphérie intérieure contre une bague 7abloquée sur la pièce lb, alors que la surfa- ce extérieure périphérique de la membrane 7 est adhérisée contre une bague 7bbloquée contre la face interne de la pièce 2a fixe. D'une façon symétrique, l'extrémité postérieure de la chambre est obturée par une membrane postérieure 8 sem- blable à la membrane 7 et adhérisée sur deux bagues, l'une interne, 8a, solidaire de la pièce lb et l'autre externe, 8b, solidaire de la pièce fixe 2a. La chambre, ainsi déli- mitée entre les membranes 7 et 8, possède un volume cons- tant quelle que soit la position axiale relative entre la pièce 1 et la pièce 2 pendant le mouvement de recul ou le mouvement de retour. L'épaisseur et la nature de l'élasto- mère formant les membranes 7 et 8 sont déterminées de fa- çon que la déformation des membranes pendant le recul et le retour n'entraîne qu'une faible résistance élastique et qu'un faible amortissement interne. A l'intérieur de la chambre étanche ainsi délimi- tée, la partie de pièce reculante lb porte une pièce cir- culaire 9 à section transversale en équerre dont la base est solidaire de la pièce lb et dont la branche radiale forme, à l'intérieur de la chambre, une paroi de séparation s'étendant jusqu'au voisinage de la surface interne de la pièce 2a pour réaliser, entre cette surface et cette bran- che, un faible passage d'étranglement 10. La branche ou partie radiale de la pièce 9 présente encore une plura- lité d'orifices 9a angulairement espacés et susceptibles de d'être obturés par un clapet/non-retour 1lrepoussé en position de fermeture par un faible ressort 12 prenant appui sur une rondelle 13 bloquée sur la pièce lb et mu- nie de larges passages 13a. De façon similaire, du côté de la membrane 8, la pièce 2a porte une pièce annulaire 14 à section en équerre délimitant un étroit passage d'étranglement 15 entre l'ex- trémité de sa branche et la surface externe de la pièce lb, cette branche présentant des clapets de non-retour 16 en face de ses orifices 14a, le clapet étant repoussé en position de fermeture par un ressort 17 s'appuyant sur une rondelle 18 laissant un large passage 18a et solidaire de la pièce 2a. Les parois formées par les branches radiales des pièces annulaires 9, 14 séparent ainsi la chambre en trois volumes, à savoir un volume antérieur 19 s'étendant entre la pièce 9 et la membrane 7, un volume intermédiaire s'étendant entre les deux pièces 9 et 14 et un volume postérieur 21 s'étendant entre la pièce 14 et la membrane postérieure 8. A l'intérieur du volume intermédiaire 20,un fort ressort récupérateur 22 s'appuie d'une part sur la rondelle antérieure 13, d'autre part sur la rondelle pos- térieure 18. Enfin, les trois volumes ainsi déterminés dans la chambre sont complètement remplis d'une huile d'amortissement ayant une viscosité comprise, de préfé- rence, entre 100 et 500.000 centistokes. Les seconds moyens élastiques comportent un cous- sin en élastomère 23 porté par la face antérieure de la pièce 2c et contre lequel peut venir s'appliquer un épau- lement périphérique 24 porté par la pièce la à partir du moment o le recul a été suffisamment important pour auto- riser l'épaulement 24 à venir au contact du coussin 23. Le fonctionnement est le suivant: A partir de la position de repos représentée sur la figure 1, on tire une rafale à une cadence de 1100 coups par minute. Le mouvement de recul, dans le sens de la flè- che F de la pièce 1 à l'intérieur de la pièce fixe 2, va rapprocher la pièce annulaire 9 de la pièce annulaire 14 qui reste fixe. Le volume intermédiaire 20 va donc diminuer. L'augmentation de pression qui en résulte dans la chambre entraîne l'expulsion de l'huile à travers les passages d'étranglement 10 et 15 vers les chambres 19 et 21 dont l'accroissement de volume total compense exactement la diminution du volume 20. Pendant ce temps, les clapets 11 et 16 sont hermétiquement fermés par la surpression régnant dans la chambre intermédiaire 20. L'étranglement de l'huile à travers les passages étroits 10 et 15 pro- voque un effet intense d'amortissement et ceci jusqu'à la fin du mouvement de recul, l'effort de freinage étant transmis à la pièce 2. Pendant ce temps, le ressort récupérateur 22 se comprime, d'abord tout seul, puis, une fois que la butée 24 est venue au contact du coussin 23, il continue à se comprimer, de même que le coussin 23, jusqu'au point mort arrière. A la fin du mouvement de recul, le ressort récupé- rateur 22 et le coussin 23 vont se décomprimer et chasser, cette fois-ci, la pièce 1 vers l'avant. Ce faisant, le volume 20 tend à augmenter et les volumes 19 et 21 à di- minuer, ce qui provoque une inversion de la différence de pression entre les volumes et par conséquent, l'ouverture immédiate des clapets 11 et 15 et le passage rapide de l'huile depuis les chambres 19 et 21 vers la chambre 20 et ceci avec seulement une augmentation minime de la pression dans ces deux derniers volumes. Le freinage pen- dant le mouvement de retour est donc pratiquement nul et sa faible valeur provient, principalement, de l'amortis- sement provoqué par la déformation des membranes 7 et 8. Le second coup de/rafale est tiré pendant ce mouvement d'avance après que l'épaulement 24 s'est nette- ment éloigné du coussin 23. Ceci provoque un nouveau recul, mais d'amplitude plus limitée n'entraînant que peu ou pas de contact avec le coussin 23 et la pièce 1, pendant le reste de la rafale, va osciller autour de la position moyenne,en trait mixte sur le dessin, l'amortissement se produisant à chaque phase du recul. A titre d'exemple, un isolateur de vibrations ainsi conçu avec un écartement au repos de 20 mm entre le coussin 23 et l'épaulement 24, présente, pour une distance moyenne de recul de l'ordre de 14 mm, une raideur de l'or- dre de 25 daN/mm. Si maintenant, au lieu d'une rafale à 1100, on ti- re une rafale à 1800 coups par minute, le mouvement de re- cul va prendre une amplitude moyenne de 22 mm, cette fois- ci suffisante pour que l'épaulement 24 vienne déformer le coussin 23 pendant toute la rafale. Le dispositif étant déterminé pour que l'oscillation de la pièce 1 dans la piè- ce 2, pendant la suite de la rafale, s'effectue dans la zo- ne dans laquelle l'épaulement 24 est au contact du coussin 23, on comprend que la raideur se trouve augmentée. La rai- deur de l'ensemble, pendant cette rafale à grande vitesse, est alors de 65 daN/mm.- Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui appor- -25 ter diverses modifications de forme ou de matériau. Ainsi, à la place des membranes 7, 8, on pourrait utiliser des joints d'étanchéité glissants, par exemple des joints portés par la pièce 2 et coulissant sur la sur- face extérieure de la pièce 1, ou inversement, la pres- sion faible qui règne dans les chambres antérieure 19 et postérieure 21 étant suffisamment faible pour autoriser une telle solution. Par ailleurs, les coussins en élastomère, notam- ment le coussin 23, pourraient être remplacés par des coussins amortisseurs d'une autre nature, par exemple, en fil métallique tricoté. D'autre part, les cloisons 9, 14 pourraient être inversées, de façon que le volume intermédiaire s'agran- disse pendant le recul et reçoive le liquide étranglé chassé des volumes externes qui diminuent, ou encore la chambre pourrait n'être divisée qu'en deux volumes au lieu de trois, ces solutions présentant l'inconvénient d'établir une forte pression sur les éléments d'étan- chéité tels que 7 ou 8. REVENDICATIONS 1. Amortisseur de recul, notamment pour armes au- tomatiques à tir rapide, disposé entre une partie recu- lante d'arme et une partie fixe guidant la partie reculan- te, du type exerçant un effort d'amortissement sur la par- tie reculante pendant le mouvement de recul et n'exerçant pratiquement pas d'effort d'amortissement pendant le mou- vement de retour, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'amortissement (10, 15, 19, 20, 21) suscep- tibles d'amortir la partie reculante (1) pendant n'importe quelle portion de la course de recul, lesdits moyens étant associés à des premiers moyens élastiques récupérateurs (22) pour présenter une première raideur pour une pre- mière cadence de tir et des seconds moyens élastiques récupérateurs (23, 24) susceptibles d'être actionnés uni- quement lorsque l'amplitude du recul dépasse une certaine valeur et présentant une élasticité leur permettant, en association avec les autres moyens, de présenter une se- conde raideur, plus élevée, correspondant à une seconde cadence de tir plus élevée. 2. Amortisseur de recul selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits premiers moyens com- portent, entre la partie fixe (2) et la partie reculante (1), une chambre obturée en ses extrémités antérieure et postérieure par des organes d'étanchéité (7, 8) permet- tant à la chambre de conserver son volume pendant les mouvements de ladite partie reculante, ladite chambre étant divisée en au moins deux volumes dont l'un diminue de façon complémentaire à l'augmentation de l'autre pen- dant le recul pour faire passer un fluide d'amortissement d'une chambre à l'autre par des passages d'étranglement (10, 15). 3. Amortisseur de recul selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite chambre est divisée par une première cloison (9) solidaire de la partie recu- lante (1) et une seconde cloison (14) solidaire de la par- tie fixe (2) en trois volumes, à savoir un volume anté- rieur (19), un volume intermédiaire (20) et un volume pos- Il térieur (21), remplis d'un fluide d'amortissement, le volume intermédiaire (20) communiquant avec les deux autres volumes lors du mouvement de recul qui réduit la valeur dudit volume intermédiaire, par des passages d'étranglement (10, 15), et étant susceptible d'être relié lors du mou- vement de retour qui augmente sa valeur avec lesdits vo- lumes, par des passages de grande largeur (9a, 14a). 4. Amortisseur de recul selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits seconds moyens récupérateurs comportent au moins un coussin élastique (23) interposé entre la partie recu- lante (1) et la partie fixe (2) de façon à être comprimé entre elles lorsque l'amplitude de recul devient suffisam- ment importante pour que ledit coussin (23) vienne au con- tact avec une surface de compression (24). 5. Amortisseur de recul selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'étanchéité obturant ladite chambre en ses extrémités antérieure et postérieure sont des membranes en élastomère déformable (7, 8), adhérisées à la fois sur la partie fixe (1) et sur la partie reculante (2). 6. Amortisseur de recul selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que les- dits premiers moyens récupérateurs comprennent un ressort récupérateur hélicoïdal (22), disposé à l'intérieur du vo- lume intermédiaire (20). 7. Amortisseur de recul selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la raideur des premiers moyens récupérateurs est de 25 daN/mm environ et que la raideur de l'ensemble des premiers et seconds moyens récupérateurs est de 65 daN/mm environ. 8. Amortisseur de recul selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la partie fixe (2) porte une rotule (3) coopérant avec une portée correspondante (4) de la structure.