Brevet FR2496250A1 — publié le 19820618

Arme de tir sans recul a culasse morcelable. La présente invention concerne une arme de tir sans recul a culasse morcelable du type comprenant un tube de lancement ouvert aux deux extrémités destiné a recevoir un projectile, une culasse mobile et une charge propulsive placée entre le projectile et la culasse mobile. Dans les armes de tir du type précite, les gaz sous haute pression produits par la combustion de la charge propulsive propulsent en même temps hors du tube le projectile vers l'avant et la culasse mobile vers l'arrière. Des l'instant d'éjection hors du tube, la culasse ne doit plus etre une masse monolithique tel un projectile, car cela présenterait des risques importants pour le personnel environnant et le tireur en cas de ricochet sur un obstacle. Pour resoudre ce probleme, on a déjà mis au point des culasses mobiles équipées d'un propulseur de freinage, afin de redire la longueur du trajet parcouru par la culasse a la sortie du tube. Dans ce cas, on a également pu réduire le danger présenté par l'éjection de la masse de la culasse a l'arrière du tube en réalisant celle-ci en un matériau combustible tel qu'un bloc de poudre éventuellement revetu d'un enroulement filamentaire dont les fibres et les résines sont combustibles. Dans ces conditions, la masse disposée a l'arrière du dispositif de lancement, qui est formée par une masse presqu'entièrement combustible peut brtler très rapidement dès l'éjection hors du tube et ainsi provoquer une désintégration de la culasse.La réalisation d'une culasse presqu' entièrement en matière combustible peut cependant poser des problemes de fabrication et ne permet pas toujours de réaliser une culasse répondant a tous les criteres de fonctionnement requis. La présente invention vise ainsi a réaliser une culasse mobile qui peut etre morcelable afin de satisfaire au mieux aux deux conditions suivantes - se comporter comme une piece monobloc jouant éventuellement le ralle de piston dans le tube de lancement où elle est soumise a une accélération. - se diviser lorsqu'elle a quitté le tube pour faciliter la dispersion en éléments inoffensifs. Ces buts sont atteints grâce à une arme de tir sans recul du type défini en tète de la description et remarquable en ce que la culasse mobile comprend une masse de réaction inerte prefragmentée constituée par un ensemble d'elements légers imbriqués les uns dans les autres et définissant un corps creux présentant une cavité I'intérieur de laquelle sont disposés des moyens de mise en pression interne tels qu'une charge de poudre et des moyens d'inflammation, et en ce que les moyens de mise en pression interne sont adaptés pour produire à l'intérieur du corps creux une pression interne telle qu'une désolidarisation des divers éléments ou fragments prealablement imbriqués dans la culasse est produite des l'éjection de la culasse hors du tube de lancement Ainsi, le fait que la culasse soit cons tituée a partir d'un ensemble d'éléments légers assure, lors de la fragmentation a la sortie du tube de lancement, une dispersion efficace des fragments et, grace au coefficient balistique très relevé (qui correspond au rapport de la tramée aérodynamique sur la masse), un freinage rapide des fragments dans l'air. Les rebondissements sur le sol ou d'autres obstacles peuvent ainsi etre évités. De maniere avantageuse, un matériau pul vérulent tel que sable, limaille de fer, billes de verre est en outre disposé dans la cavité de la culasse pour constituer un lest. Selor. une caractéristique de l'invention, les éléments légers imbriqués sont constitués par des tôles d'un matériau de faible densité tel que l'aluminium et présentent une épaisseur comprise entre environ 0,2 et 0,5mm. Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, le corps creux de la culasse mobile est sensiblement sphérique, les éléments légers imbriques les uns dans les autres dtant constitues par des portions de sphère emboitées les unes dans les autres. ne façon plus particulière, les éléments légers imbriqués sont constitués par des demi-sphères et sont répartis en paires de demi-spheres identiques, les paires de demi-sphères présentant des diametres décroissant et étant emboftées les unes dans les autres de telle sorte que les équateurs d'une paire de demisphères soient dans des plans differents de ceux des demi-sphères d'une paire voisine. La culasse préfragmentée constitue de préférence un piston coulissant dans le tube de lancement. Ainsi, des calottes spheriques peuvent etre rapportees au moins d'un côté du corps creux sphérique pour former un lest. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les éléments légers imbriqués sont constitués par des disques découpés en secteurs. Les disques sont empilés axialement pour définir un piston coulissant dans le tube de lancement, les disques étant empiles de telle sorte que deux disques adjacents divisés en secteurs sont décalés angulairement l'un par rapport b l'autre de maniere que les lignes de division en en secteurs de deux disques adjacents soient également décalées les unes par rapport aux autres, et au oins plusieurs disques adjacents sont percés d'une ouverture centrale définissant une cavité axiale. La cavité axiale du piston forme par l'empilage de disques débouche par un canal axial du côté du piston qui est adjacent a la charge propulsive de maniere que les gaz de la charge propulsive placée dans le tube puissent remplir la cavité -axiale de la culasse et allumer la charge de poudre placée dans celle ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui fait suite de modes particuliers de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé, sur lequel - la figure 1, est une vue schématique en coupe axiale montrant les constituants essentiels d'une arme de tir a laquelle est applicable l' nvention, - les figures 2 a 4 sont des vues schématiques en coupe de variantes de réalisation d'une culasse essentiellement sphérique conforme å l'invention prises selon un plan équatorial de symétrie. - la figure 5 est une vue schématique en coupe axiale d'une culasse cylindrique selon un autre mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. - les figures 7 et 8 montrent une culasse morcelable selon le mode de réalisation des fig. 5 et 6 mais vue respectivement en élévation et de face, et - les figures 9 et 10 montrent en coupe axiale deux étapes de la fabrication d'une culasse morcelable selon le mode de réalisation des figures 5 à 8. Sur la figure 1, on voit une arme de tir sans recul pour laquelle on a representé schématiquement les constituants essentiels, a savoir un tube de lancement 4 ouvert a son extrémité avant 4a et son extrémité arriere 4b, un projectile 1 et une culasse mobile 3 placés dans le tube 4, et une charge propulsive 2 interposée entre le projectile 1 et la culasse 3.Les moyens d'allumage de la charge 2 n'ont pas été représentés. Lors de la mise feu de la charge propulsive 2, les gaz sous haute pression produits par la combustion de la charge 2 propulsent simultanément hors du tube 4 le projectile 1 par l'extrémité avant 4a du tube et la culasse mobile 3par l'eStrémite arrière 4b du tube. La présente invention concerne plus particulierement la structure de la culasse mobile 3. La structure de cette culasse est en effet particulièrement importante car celle-ci doit, lorsqu'elle est dans le tube, astre aussi monolithique que possible pour encaisser au mieux l'accélération conférée par la charge 2 et empecher que l'effet de recul dû au départ du projectile 1 soit transmis au tube 4, mais en revanche doit, lorsqu'elle est éjectée hors du tube, pouvoir se désin tégrer facilement et rapidement afin de limiter les risques de blessure pour le tireur et le personnel présent près de l'arme. Selon l'invention, la culasse 3 est ainsi essentiellement constituée d'un ensemble d'éléments légers pouvant présenter un coefficient balistique très élevé et par suite étre freinés rapidement dans l'air. Ces éléments légers sont constitués à partir d'un matériau de faible densité et sont par exemple réalisés à partir de tôles métalliques telles que des tôles d'aluminiun. L'épaisseur peut être par exemple comprise entre environ 0,2 et 0,5mm lorsque les éléments sont réalises a partir de tale d'aluminium. Les différents éléments le-gers ou fragments sont imbriqués les uns dans les autres et solidarisés de maniere a constituer un corps rigide dont les dimensions externes sont adaptées pour correspondre a la section de l'alésage du tube 4. Une cavité doit entre ménagée a l'intérieur des éléments imbriques et assemblés pour permettre l'insertion de moyens destinés a produire une pression interne capable de faire éclater la culasse creuse 3 en fragments correspondants auxdits éléments légers dès ia sortie du tube 4. Selon le mode de réalisation des figures 2 a 4, le corps creux de la culasse mobile 3 est essentiellement sphérique et les éléments légers imbriqués sont constitués par des demi-sphères de différents diamètres qui sont réparties en paires de demi-sphères identiques (11,11' à 19,19'). Les paires de demi-sphères (11,11' a 19,19') sont associées pour constituer un ensemble de sphères emboitées de diamètres décroissants. De plus, les équateurs (21;23;25;27;29) de chaque paire de demi-sphères (11,11'; 13,13'; 15,15'; 17,17'; 19,19') sont dans des plans différents des plans contenant les équateurs (22;24;26;28) des demi-spheres (12,12'; 14,14'; 16,16'; 18,18') d'une paire voisine. Ainsi, l'équateur 29 associé a la paire de demi-spheres (19,19') est dans un plan différent de celui qui contient l'équateur 28 associé à la paire de demi-sphères (18,18') qui enveloppe immédiatement la paire de demi-sphères (19, 19'). A titre d'exemple, on a représenté sur les fig. 2 a 4 des paires de demi-spheres dont les équateurs sont placés alternativement dans des plans décalés de 900. il est naturellement possible de réaliser d'abord un ensemble de demi-sphères (11 a 19) a emboiter les unes dans les autres, par exemple par emboutissage simultané d'un paquet de tôles à l'aide d'un poinçon, puis de réaliser de la m8me manière un deuxième ensemble de demi-spheres identiques (11' à 19') et de réaliser ensuite l'assemblage et l'imbrication des différents éléments en associant les deux ensembles de demi-sphères et en réalisant une rotation par exemple de 900 de chaque deuxième paire de demi-sphères par rapport aux-autres autour du centre commun des différentes demi-spheres. L'imbrication est alors totale et les différentes demi-spheres se trouvent assemblées entre elles sans autre élément de liaison tout en constituant une unité rigide capable de résister aux accélérations auxquelles est soumise la culasse 3 dans le tube 4. A l'intérieur de la cavité 30 formée dans la culasse 3 par la sphère (19, 19') de plus faible diamètre, il est disposé une charge de poudre 32 asso- ciée a un allumeur 33 tel qu'un inflammateur électrique 8, dont les fils conducteurs 34 de commande débouchent a l'extérieur de la culasse 3 par un trou 35 formé dans l'empilage d'hémisphères. La charge de poudre 32 permet d'établir dans la cavité 30 une pression interne capable de provoquer la dispersion des portions de sphère constituant la culasse 3 dès la sortie du tube 4. D'autres moyens équivalents peuvent naturellement etre utilisés pour créer la pression interne. , La figure 3 montre une culasse 3 similaire à celle qui est représentée sur la figure 2, mais dans laquelle les parties libres de la cavité 30 sont remplies d'un lest 5 formé de fines.particules telles que des billes de verre de quelques-dixièmes de millimetre de diamètre, ou encore du sable ou de la limaille de fer, les-caractéristiques balistiques des particules étant telles que les particules sont freinées dans l'air en quelques mètres meme lorsque leur vitesse initiale est élevée.L'enveloppe sphérique de la culasse 3 de la Fig 3 est, comme précédemment, réalisée par une pluralité de sphères prifragmentées en hémisphères (11 a 19 et 11' & 19') et emboitées les unes dans les autres de maniere à constituer une épaisseur de paroi qui résiste aux efforts engendrés lors du tir tout en autorisant un désassemblage des la sortie du tube 4 par l'action de la pression interne produite dans la cavité 30. Dans ce mode de réalisation, la masse totale de la culasse est toutefois fortement accrue puisqu'elle est constituée par la somme des masses de l'enveloppe sphérique et du lest 5. Dans la variante représentée sur la Fig. 4, l'enveloppe sphérique de la culasse 3 est toujours constituée d'un ensemble de portions de spheres imbriquées les unes dans les autres comme dans le cas des Fig. 2 et 3. Les eldments semblables des variantes des Fig. 2 a 4 portent d'ailleurs les mêmes numéros de référence. Dans le cas de la Fig. 4, plusieurs calottes sphériques 41 à 45 concentriques et embottées les unes dans les autres sont placées devant l'enveloppe sphérique (11 a 15, 11' a 15') du côté du tube 4 ou débouche la culasse mobile 3 pour former un lest poussé suivant la direction f par l'enveloppe sphérique qui se comporte alors comme un piston.Des calottes spheriques pcurraient également etre placées du cote de l'enveloppe sphérique située face a la charge de poudre 2. Dans ce cas, la pression produite lors du tir par la charge propulsive 2 s'exercerait d'abord sur les calottes sphériques qui seraient placées a gauche de l'enveloppe sphérique (selon la Fig 4) et ces calottes sphériques pous- seraient alors l'enveloppe sphérique elle-meme et les calottes 41 a 45. Dans un tel mode de réalisation, la forme oblongue de la culasse 3 facilite son r5le de piston et la dissociation en éléments fragmentaires a la sortie du tube 4 peut toujours s' opérer de manière efficace grace aux moyens 32, 33 de mise en pression interne docrits précédemment. Les Fiv. s a 8 montrent un autre mode de réalisation possible pour l'invention. Dans ce cas, en effet les éléments legers ou fragments qui constituent la culasse mobile préfragmentée sont des disques 110 de preférence découpés en secteurs 51 å 54 pour accrot- tre la fragmentation de la culasse et faciliter sa dispersion. Les disques 110 dont le diamètre correspond sensiblement a celui de l'alésage du tube 4 sont empilés pour former un cylindre. Les disques sont empilés de telle sorte que deux disques 110 adjacents divisés en secteurs (51 a 54) sont décalés angulairement l'un par rapport a l'autre de manière que les lignes de division en secteurs de deux disques adjacents soient également décalées les unes par rapport aux autres.Ainsi, lorsque les disques 110 sont divisés en quatre quadrants 51 a 54, les disques peuvent etre régulièrement décales angulairement les uns par rapport aux autres par ex.de 45 . Des moyens d'assemblage, tels que des fils d'acier noués 120, assurant le maintien de la cohésion de la culasse 103 pendant le tir sont prévus pour céder sous l'effet de la pression interne développée lors de l'éjection de la culasse 103 dans la cavite 130 ménagée au sein de la culasse 103, et permettre la dispersion des fragments. La cavité axiale 130 est définie par des ouvertures centrales 55 ménagées dans une succes- sion de disques adjacents de la partie centrale de la culasse 103. La cavité axiale 130 qui reçoit une charge de poudre 132 destinée a développer une pression pour disperser les éléments de la culasse 103, peut entre prolongée par un orifice calibré 135 débouchant du côté de la charge propulsive 2 pour permettre aux gaz produits par ladite charge 2 de pénétrer dans la cavité 130 et allumer la charge de poudre 132. Les dimensions de l'orifice calibré 135 sont déterminées de telle maniere que la pression nominale dans la cavité 130 n'est atteinte que lorsque la culasse 103 débouche du tube 4 afin. d'éviter des frottements importants pendant la course de la culasse 103 dans le tube 4. La dispersion et le freinage dans l'air des disques 110 ou secteurs de disques s'effectuent de la meme manière que dans le cas des modes de réalisation des Fig. 2 a 4 dans la mesure ou les disques sont en un matériau de faible densité tel que l'aluminium et présentent une faible épaisseur, par exemple, de l'ordre de 0,3mm ou 0,4mm. On décrira ci-dessous en référence aux figures 5 a 10 et plus particulierement en référence aux figures 9 et 'O un mode de fabrication permettant de réaliser aisément une culasse cylindzique morcelable en secteurs de disques. Selon ce procédé de fabrication, on réalise d'abord l'assemblage de deux demi-culasses 103', 103" composées chacune de deux disques d'extrémité 111, 113 et 112, 114 respectivement qui sont non divisés et servent de flasques pour un empilement de disques 110 divisés chacun en quatre secteurs identiques 51 a 54. Comme indiqué précédemment, dans chaque empilement 103', 103" de disques 110 divisés (par exemple selon deux diamètres décalés de 900) et insérés entre deux disques frontaux 111, 113 et 112, 114 respectivement, les disques divisés 110 sont alternativement décalés angulairement les uns par rapport aux autres de sorte que chaque disque divisé 118 est par exemple disposé de telle sorte que les quarts de ronds ou secteurs 51 à 54 qui le composent sont décalés de 450 par rapport aux quarts de ronds 51 a 54 composant les disques divisés 110 immédiatement adjacents. Chaque empilement 103', 103" de disques formant une demi-culasse est percé d'orifices 121 permettant le passage de tiges filetées 141', 141" assurant le maintien des disques assemblés de la manière précitée.Chaque sous-ensemble 103', 103" bridé par les tiges 141', 141" peut alors être usiné de manière a former a partir d'une face frontale 113, 114 dite interne une cavité par exemple conique 130', 130" destinée a constituer une moitié de cavité 130. Chaque demi-culasse 103', 103" est ensuite insérée dans un demi-boitier cylindrique 140', 140 respectivement, ouvert a ses extrémités frontales, et calée par des vis 142', 142" et cales 143', 143" permettant le maintien en position des sous-ensembles 103', 103" dans les demi-boitiers 140', 140" (Fig 9).Une charge de poudre 132 et un allumeur 133 peuvent alors entre disposés dans les cavités 130', 130" et les deux demi-boitiers 140', 140"sont réunis pour permettre l'assemblage des demi-culasses 103', 103" par des tiges filetées 144 (Fig 10) Une culasse complete est alors réalisée dans le boitier 140 qui peut être démonté. Apres retrait du boîtier 140, la culasse 103 encore assemblée par les tiges 144 est éventuellement contrôlée à l'aide d'une chemise de calibrage pour vérifier sa cylindricité, et des fils d'acier 120 sont disposés dans des encoches périphériques 122 des disques llo et noués sur les faces frontales d'extrémité 111, 112 pour assurer la cohésion de l'ensemble empilé 103 (Fig 7 et 8). Les tiges filetées 144 sont alors retirées. Comme indiqué précédemment, les fils 120 d'acier inoxydable, par exemple, de diametre inférieur a imm, serrent et assemblent l'empilement de disques 103 de manière a assurer le maintien de la cohésion de la culasse pendant le tir et a céder sous l'effet-de la pression interne développée dans la culasse lors de l'éjection de celle-ci hors du tube de lancement 4. La présence des encoches 122 permet en outre aux fils 120 de ne pas affecter la cylindricité de la culasse. A titre d'exemple, le chargement de disques constituant une culasse 103 peut comprendre, outre deux disques d'extrémité 111, 112 et deux disques médians 113, 114, deux sous-groupes de chacun 123 disques divisés en secteurs. La matière des disques peut être de la tble- d'aluminium du type AU4G ou mieux AG5 (qui possède une dureté inférieure & celle du type AU4G, ce qui est préférable dans le cadre des applications enviragées). Bien entendu, diverses modifications et adjonctions peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits. Ainsi, par exemple,dans certaines applications, les moyens de mise en pression interne de la culasse peuvent ne comprendre ni charge de poudre, ni moyen d'inflammation (ou ne comprendre ces éléments qu'a titre additionnel) et la culasse peut être réalisée de uaniere a se diviser des la sortie du tube d'éjection 4 sous l'action de la pression développée par les gaz émis par la charge 2 et introduits dans la cavité 30, 130 de la culasse par le conduit 35, 135. REVENDICATIONS 1.- Arme de tir sans recul comprenant un tube de lancement (4) ouvert aux deux extrémités, destiné a recevoir un projectile (1) , une culasse mobile (3) et une charge propulsive (2) placée entre le projectile (1) et la culasse mobile (3), caractérisée en ce que la culasse mobile (3;103) comprend une masse de réaction inerte pré fragmentée constituée par un ensemble d'éléments légers (il a 19, 11' a 19'; 110) imbriqués les uns dans les autres et définissant un corps creux présentant une cavité (30;; 130) à l'intérieur de laquelle sont disposés des moyens de mise en pression interne et en ce que les moyens de mise en pression interne sont adaptés pour produire a l'inté rieur du corps creux une pression interne telle qu'une désolidarisation des divers éléments ou fragments (11 a 19, 11' a 19'; 110) préalablement imbriqués dans la culasse (3;103) est produite dès l'éjection de la culasse (3;103) hors du tube de lancement (4). 2. Arme selon la revendication 1, carac térisée en ce que les moyens de mise en pression interne comprennent une charge de poudre (32; 132) et des moyens d'inflammation (33). 3. Arme selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'un matériau pulvérulent (5) tel que sable, limaille de fer, billes de verre est en outre disposé dans la cavité (30) de la culasse (3) pour constituer un lest. 4. Arme selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisée en ce que les éléments légers imbriqués (11 a 19, 11' à 19';110) sont constitués par des tôles d'un matériau de faible densité tel que l'aluminium et présentent une épaisseur comprise entre environ 0,2 et 0,5 mm 5. Arme selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisée en ce que le corps creux de la culasse mobile (3) est sensiblement sphérique, les éléments légers imbriqués les uns dans les autres étant constitués par des portions de sphère (11 a 19, 11' à 19') emboîtées les unes dans les autres. 6. Arme selon la revendication 5, caractérisée en ce que les éléments légers imbriqués sont constitués par des demi-sphères et sont répartis en paires de demi-sphères identiques (il,1l'; 19,19'), les paires de demi-sphères présentant des diamètres décroissants et étant emboitées les unes dans les autres de telle sorte que les équateurs (21,23,25,27,29) d'une paire de de mf-sphères soient dans des plans différents de ceux (22, 24,26,28) des demi-sphères d'une paire voisine. 7. Arme selon l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisée en ce que la culasse préfragmentée (3,103) constitue un piston coulissant dans le tube de lancement (4). 8. Arme selon la revendication 7 et l'une des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que des calottes sphériques (41 a 45-) sont rapportées au moins d'un côté du corps creux sphérique (3) pour former un lest. 9. Arme selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les élements lé- gers imbriqués sont constitués par des disques (110) decoupés en secteurs (51 a 54) et en ce que les disques (110) sont empilées axialement pour définir un piston (103) coulissant dans le tube de lancement (4), les disques étant empilés de telle sorte que deux disques adjacents divises en secteurs sont décalés angulairement l'un par rapport à l'autre de manière que les lignes de division en secteurs de deux disques adjacents soient également décalées les unes par rapport aux autres, et en ce qu'au moins plusieurs disques adjacents sont per cés d'une ouverture centrale (55) définissant une cavi té axiale (130). 10. Arme selon la revendication 9, carac terisée en ce que la cavité axiale (130) du piston (103) formée par l'empilage de disques (lac) débouche par un canal axial (135) du cote du piston qui est adjacent a la charge propulsive (2).