Brevet FR2507765A1 — publié le 19821217

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TIR D'UNE MUNITION FLECHE A L'AIDE D'UN TUBE RAYE La présente invention concerne un procédé et un dispositif de lancement d'un projectile a énergie cinétique du type flèche à l'aide d'un tube de lancement. Les projectiles flèches e sabots éliminables sont d'autant plus efficaces que leur énergie cinétique est élevée. Ainsi, pour une masse donnée du projectile il est important que leur vitesse initiale de lancement soit la plus grande possible. Pour obtenir ces très hautes vitesses, ce type de projectile est habituellement tiré à l'aide de tubes lisses dans lesquels toute lténergie de propulsion est consacrée à accélérer longitudinalement le projectile, alors que dans les tubes rayés, une partie de lténergie de propulsion est utilisée pour mettre le projectile en rotation. L'utilisation de ces tubes lisses est compatible avec les configurations sous calibrées des projectiles flèches qui sont stabilisés par empennage. Toutefois, il s'avère intéressant d'utiliser des tubes faiblement rayés car ils permettent l'emploi de munitions de types différents, tels que des obus à fragmentation ou à charge creuse, qui doivent etre mis en rotation pour améliorer la précision des tirs affectée par les défauts de fabrication des projectiles. En ce qui concerne l'utilisation de tubes faiblement rayes pour tirer des munitions floches à sabot éliminable, des problèmes importants se posent. En effet, les sabots de lancement sont le plus souvent constitués de plusieurs éléments (en général au nombre de trois) qui se séparent à la sortie du tube de l'arme sous l'effet des forces aérodynamiques. L'ouverture du sabot implique donc que les liaisons entre ses éléments soient adaptées de façon à ce que d'une part, la cohésion du sabot soit suffisante lors de la phase de balistique intérieure et que d'autre part, ces liaisons puissent être rompues à la sortie du tube sans affecter la dispersion de la flèche. Lorsque, une munition flèche adaptée à un tube lisse est tirée dans un tube faiblement rayé on constate que lors de la propulsion, les éléments sont soumis à des efforts centrifuges qui les plaquent contre les rayures du tube, ce qui favorise l'usure des surfaces latérales du sabot entratnant ainsi la rupture des liaisons entre les éléments. Des jeux apparaissent aux interfaces des éléments et ouvrent des passages pour les gaz de propulsion qui s'échappent vers l'avant du sabot en l'érodant fortement. Une autre conséquence néfaste provient du fait que la flèche ne se trouve plus correctement maintenue par le sabot, ce qui introduit des contraintes mécaniques supplémentaires dues à un désalignement de la flèche et peut affecter considérablement la précision du tir. Un autre problème important est da à la présence du frein de bouche qui équipe les tubes faiblement rayés. En effet, il est nécessaire que les éléments restent intimement liés pendant la phase canon de manière à retarder l'ouverture du sabot lors de la traversée du frein de bouche. On constate également que dans les cas de l'utilisation d'un frein de bouche classique, l'ouverture du sabot ne se fait pas de façon symétrique ; il en résulte des perturbations sur la flèche, ce qui diminue la précision du tir. Un but de la présente invention consiste en un procédé et un dispositif de tir d'une munition flèche à l'aide d'un tube faiblement rsyé et comportant ou non un frein de bouche, permettant de résoudre les différents problèmes énumérés précédemment. Le procédé consiste à utiliser un tube faiblement rayé comportant ou non un frein de bouche et à atténuer les effets de la force centrifuge sur les éléments du sabot, effets dus à la rotation imprimée au projectile par les rayures du tube de lancement. Le dispositif de lancement utilisé pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que le tube de l'arme est faiblement rayé et comprend ou non un frein de bouche muni d'ouies et en ce que le projectile comporte des moyens pour atténuer les effets de la force centrifuge sur les éléments du sabot. Dans le cas où le tube de lancement comprend un frein de bouche - si le diamètre intérieur du corps du frein de bouche est proche du calibre de l'arme, le nombre d'ouies du frein de bouche est égal, multiple ou sous multiple au nombre d'éléments constituant le sabot. - si le diamètre intérieur du corps du frein de bouche est très supérieur au calibre de l'arme, le nombre d'ouies du frein de bouche est quelconque. Selon d'autres caractéristiques - les moyens permettant aux éléments-du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant toute la phase canon sont constitués par un prolongement de la partie tubulaire du sabot au delà de la face de la plaque de poussée située en regard de la chambre de propulsion. - les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés sont constitués par des conduits disposés sur la plaque de poussée et à l'arrière de la ceinture d'étanchéIté, ces conduits mettant en communication la chambre de propulsion et la surface latérale extérieure de la plaque de poussée située à l'arrière de la ceinture d'étanchéîté - les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés sont constitués par des portées en matériau résistant à l'usure tel que de l'acier, disposées sur la surface latérale de la plaque de guidage et de la plaque de poussée de chaque élément du sabot, le diamètre extérieur formé par ces portées étant égal au calibre du tube de l'arme. - les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant la phase canon sont constitués par une ceinture en matériau synthétique disposée sur la surface latérale de la plaque de poussée. D'autres avantages et caractéristiques que procurent l'invention apparattront au cours de la description détaillée d'un mode de réalisation faite en regard des dessins annexés qui représentent à titre indicatif le dispositif de lancement conforme à l'invention. Sur ces dessins - la figure 1 représente une demi-coupe longitudinale du projectile flèche selon l'invention - la figure 2 représente une demi-coupe longitudinale du sabot de lancement utilisé pour mettre en oeuvre le procédé de lancement selon l'invention - la figure 3 représente une coupe schématique selon III-III de la figure 4 d'un premier exemple de frein de bouche utilisable pour le lancement dlun projectile flèche selon l'invention - la figure 4 représente une coupe schématique du frein de bouche selon IV-IV de la figure 3 - la figure 5 représente une vue schématique en perspective du frein de bouche des figures 3 et 4 - la figure 6 représente une coupe longitudinale schématique d'un deuxième exemple de frein de bouche utilisable pour le lancement d'un projectile flèche selon l'invention. Le projectile représenté à la figure 1 comprend un sous-projectile flèche 1 en métal lourd, de forme très allongée et munie à son extrémité arrière d'un empennage stabilisateur 2. Ce sous-projectile 1 est logé dans un sabot de lancement 3 formé de plusieurs élfments 4a, 4b et 4c. La liaison entre la flèche et les éléments est réalisée gracie à un filetage 5 qui permet l'entratnement du projectile dans le tube de l'arme. Le sabot de lancement (figure 2) comprend - une plaque de poussée 6 soumise à la pression des gaz de propulsion, - une plaque de guidage 7 placée à l'extrémité avant du sabot, - une partie tubulaire 8 utilisée comme liaison entre la plaque de poussée 6 et la plaque de guidage 7. Les éléments 4a, 4b et 4c sont assemblés par - deux liaisons arrières : la première 9 en élastomère coulé dans un logement annulaire de la plaque de poussée ó, la deuxième étant constitrée par une ceinture li en matériau synthétique - une liaison avant constituée par un anneau 10 en matériau synthétique logé dans une gorge de la plaque de guidage 7. Ces liaisons sont calculées de telle façon qu'elles puissent être rompues à la sortie du tube sous les effets conjugués des forces aerodynamiques et centrifuges exercées sur les éléments du sabot, ainsi que sous l'action de la détente des gaz de bouche vers ltextérieur. L'étanchéité entre le tube de l'arme et le projectile est assurée par la ceinture 11 qui épouse les formes des rayures de l'arme. Cette ceinture Il est placée dans une gorge circulaire de la plaque de poussée 6 du sabot et permet également d'entratner le projectile en rotation. Lors du lancement, le projectile subit une accélération longitudinale et une accéleration angulaire due à la présence de rayures dans le tube. Sous l'effet de forces centrifuges, les éléments du sabot se trouvent plaqués contre le tube de lancement et tendent à se séparer. Pour remédier à ce problème, diverses solutions obJet de 11 invention ont été adoptées - Un prolongement 12 de la partie tubulaire 8 du sabot est réalisé. 1l est situé au delà de la plaque de poussée 6, du côté en regard avec la chambre de propulsion de l'arme et s'étend à partir de la gorge contenant la liaison arrière 9 jusqu'au voisinage de la flèche 1, sur une longueur qui dans cet exemple particulier est sensiblement égale à 0,4 calibre de l'arme. Ce prolongement 12 a une forme légèrement conique mais peut également etre sensiblement cylindrique. Le filetage 5 se prolonge le long de la partie 12, ce qui augmente l'interface sabot-flèche. Lors de la phase d'accélération, le prolongement 12 du sabot est soumis aux forces de pression des gaz de propulsion. Ces forces sont sensiblement radiales et de ce fait assurent la cohésion du sabot en limitant les effets des forces centrifuges exercées sur ses éléments. - des conduits 13 mettant en communication la chambre de propulsion et la surface latérale extérieure de la plaque de poussée sont pratiqués. Ces conduits débouchent à 11 arrière de la ceinture d'étanchéité Il et ont pour fonction de soumettre la surface extérieure du sabot située à l'arrière de la ceinture d'étanchétté à une pression se rapprochant le plus possible de la pression de la chambre de propulsion, ceci dans le but de eompenser les efforts tendant à ouvrir le sabot par les forces radiales de pression. - des portées 14 sont placées sur la surface latérale des plaques de poussée 6 et de guidage 7. Ces portées 14 sont réalisées en matériau résistant à l'usure tel que par exemple de l'acier.Elles équipent individuellement chaque élément du sabot et n'ont pas pour fonction de lier les éléments entre eux. Chaque portée 14 est fixée sur chaque élément à l'aide de rivets 15 mais peut également être collée, soudée ou encliquetée. Le diamètre extérieur D de ces portées est égal au calibre de l'arme. Elles évitent l'usure due au frottement sur les rayures du tube, qui aurait pour conséquence la création de jeux aux interfaces des éléments entre eux et des éléments avec la flèche. - une ceinture en matériau synthétique disposée sur la surface latérale de la plaque de poussée. Dans cet exemple particulier de réalisation cette ceinture est avantageusement constituée par la ceinture 11 mais peut également être indépendante. Lorsque le projectile quitte le tube, les éléments du sabot subissent l'influence du frein de bouche. En effet, la configuration du frein a des répercussions importantes sur le comportement mécanique et aérodynamique de la flèche, les éléments du sabot devant s'écarter simultanément de la flèche de manière à ne pas la perturber. Les figures 3 à 6 montrent deux exemples particuliers de frein de bouche adaptés au tir de munition telles que décrites précédemment. Sur ces figures, l'extrémité du tube de l'arme 16 est équipée d'un frein de bouche fixé par une liaison telle qu'un filetage 17. Les figures 3, 4 et 5 représentent un frein dont le diamètre intérieur d du corps est voisin du calibre de l'arme. Ce frein comporte des ouies 18 limitées par une aube 19 et des cloisons ou tirants 20. Une condition nécessaire pour résoudre le problème évoqué précédemment est que le nombre d'ouies 18 soit égal, multiple ou sous-multiple du nombre d'éléments du sabot. Ainsi les perturbations sur chaque élément de sabot sont les mêmes, permettant une ouverture simultanée et régulière du sabot, ce qui est très favorable à la précision du tir. La figure 6 montre un deuxième modèle de frein de bouche utilisable. Ce type de frein possède un diamètre moyen d de corps très supérieur au calibre de l'arme. Dans ce cas particulier, le corps 21 a une forme tronconique qui favorise la détente des gaz de bouche. Sur le corps 21 sont pratiquées des ouies 22 situées à l'arrière de l'aube 23 du frein L'utilisation de ce deuxième type de frein pour le tir de munitions flèches décrites précédemment n'impose pas de contrainte au niveau du nombre d'ouies 22 qui peut être quelconque. REVENDICATIONS 1) Procédé de lancement d'un projectile à énergie cinétique du type flèche guidé dans le tube d'une arme au moyen d'un sabot comportant plusieurs éléments, caractérisé en ce qu'on utilise un tube de lancement faiblement rayé et en ce qu'on atténue les effets de la force centrifuge sur les coquilles du sabot, effets dus à la rotation imprimée au projectile par les rayures du tube de lancement. 2) Dispositif de lancement comprenant un tube de lancement et une munition flèche, utilisé pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de l'arme est faiblement rayé, et en ce que le projectile comprend des moyens pour atténuer les effets de la force centrifuge sur les éléments du sabot. 3) Dispositif de lancement, selon la revendication 2, dont le tube comprend un frein de bouche muni d'ouies et dont le diamètre intérieur du corps est proche du calibre de l'arme caractérisé en ce que le nombre d'ouies du frein de bouche est égal, multiple ou sous-multiple au nombre d'éléments constituant le sabot. 4) Dispositif de lancement, selon la revendication 2, dont le tube comprend un frein de bouche muni d'ouies et dont le diamètre intérieur du corps est très supérieur au calibre de l'arme, caractérisé en ce que le nombre d'ouies du frein de bouche est quelconque. 5) Dispositif de lancement, selon l'une des revendications 2 à 4, dont la munition flèche comprend un sabot de lancement constitué : de plusieurs éléments en matériau léger, d'une première plaque dite de poussée située au voisinage arrière de la partie tubulaire et soumise à la pression des gaz de la chambre de propulsion, plaque comportant une ceinture d'étanchéité, et d'une deuxième plaque dite de guidage située au voisinage avant de la partie tubulaire, caractérisé en ce que le sabot comporte des moyens pour permettre aux éléments du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant toute la phase canon en atténuant les effets de la force centrifuge sur les éléments du sabot. 6) Dispositif de lancement, selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un des moyens pour permettre aux éléments du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant toute la phase canon est constitué par un prolongement de la partie tubulaire au delà de la face de la plaque de poussée en regard avec la chambre de propulsion. 7? Dispositif de lancement, selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qustun des moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant la phase canon est constitué par des conduits disposés sur la plaque de poussée et à l'arrière de la ceinture d'étanchéité, ces conduits mettant en communication la chambre de propulsion et la surface latérale extérieure de la plaque de poussée située à l'arrière de la ceinture d' étanchéité. 8) Dispositif de lancement, selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant la phase canon sont constitués par des portées en matériau résistant à l'usure disposées sur la surface latérale de la plaque de guidage de chaque élément du sabot, le diamètre extérieur formé par ces portées étant égal au calibre du tube de l'arme. 9) Dispositif de lancement, selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant la phase canon sont constitués par des portées en matériau résistant à l'usure disposées sur la surface latérale de la plaque de poussée de chaque élément du sabot, le diamètre extérieur formé par ces portées étant égal au calibre de l'arme. 10) Dispositif de lancement, selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les portées sont en acier. 11) Dispositif de lancement, selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant la phase canon sont constitués par une ceinture en matériau synthétique disposée sur la surface latérale de la plaque de poussée.