Brevet FR2512540A1 — publié le 19830311

La présente invention concerne une munition supersonique, de préférence d'exercice ou d'entraînement, comportant une partie cylindrique intermédiaire à laquelle sont reliés un tronçon sensiblement cylindrique formant le nez, sous forme d'une broche dont le diamètre est très inférieur à celui de la partie intermédiaire, et un tronçon de queue. On remplace couramment les munitions de tir normales par des munitions particulières d'exercice ou d'entraînement pendant les périodes d'entraînement militaire afin de réduire le coût des tirs Il est alors important que les propriétés balistiques de la munition d'exercice corres- pondent sensiblement à celles des munitions normales qu'elles remplacent On connaît déjà plusieurs types de telles munitions d'exercice. On a supposé jusqu'à présent que l'obtention de propriétés balistiques correspondantes jusqu'à une distance prédéterminée nécessitait aussi par exemple la correspondance de la portée maximale d'une munition particulière d'entraîne- ment avec la portée maximale de tir de la munition normale particulière qu'elle remplace Cela signifie aussi que des régions relativement grandes doivent être fermées afin que les périodes militaires d'entraînement puissent avoir lieu. L'invention concerne une munition qui permet l'utilisation de terrains d'entraînement bien plus petits que ceux qu'on a utilisés jusqu'à présent Elle repose sur la connaissance des propriétés balistiques favorables d'une broche Selon l'invention, la munition comporte un nez sous forme d'une broche dont la longueur et le dessin sont tels, et d'un tronçon de queue dont le raccordement à la partie intermédiaire et le dessin sont tels que la munition a pratique- ment les mêmes propriétés balistiques que la munition normale de tir, qu'elle remplace, jusqu'à une distance prédéterminée de tir, mais dont la portée maximale est réduite par rapport à celle de la munition normale, et correspond par exemple à la moitié de la portée maximale d'une telle munition normale. Une caractéristique importante de la munition 2 25 12540 d'exercice selon l'invention est la longueur de la broche cylindrique, comparée au diamètre externe de la partie inter- médiaire Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, cette longueur est comprise entre 1,6 et 2,0 fois le diamètre de la partie intermédiaire et, de préférence, entre 1,65 et 1,85 fois ce diamètre, très avantageusement 1,7 fois ce diamètre de la partie intermédiaire. La description qui suit décrit plus précisément les caractéristiques d'un mode de réalisation particulier de broche ainsi que celles du tronçon de queue du projectile. L'utilisation d'un nez en forme de broche provo- que la formation d'une zone morte pour la circulation d'air, autour de la broche, à des vitesses supersoniques, si bien que l'effet de freinage de la surface radiale avant est éliminé Cependant, aux vitesses inférieures à la vitesse du son, le courant d'air suit la surface de la broche et la surface radiale avant, si bien qu'une force de freinage impor- tante est exercée sur la munition Ce comportement indique que la munition a une trajectoire balistique qui n'est pratique- ment pas perturbée aux vitesses supersoniques, mais dès que la vitesse de la munition est tombée au-dessous de la vitesse du son, une force importante de freinage lui est appliquée. Du fait de cette force de freinage, la portée maximale de tir obtenue est notablement réduite La broche accrott la stabilité de la munition aux vitesses supersoniques ainsi qu'aux vitesses inférieures à la vitesse du son de même que lors du passage supersonique L'utilisation de ce nez un forme de broche permet une augmentation considérable, d'une valeur pouvant atteindre une fois le diamètre, de la distance compri- se entre les points Tp et Tc, dé-finis dans la suite du présent mémoire La configuration particulière du tronçon de queue contribue aussi à la stabilité de la munition Cette configu- ration originale rend possible une fabrication efficace et rentable de la munition par compression à froid La technique de compression à froid permet une augmentation de la résis- tance mécanique de la munition si bien que le traitement thermique du corps du projectile peut être superflu Cette propriété élimine aussi le risque de la formation d'ailettes inclinées lors d'un traitement thermique La compression à froid permet une compression de la munition sous forme d'un produit pratiquement terminé en une seule opération. Seules de petites opérations de tournage et l'application d'une bande d'entraînement et d'une bande de guidage éventuel- lement sont nécessaires après la compression Il faut noter que la configuration de la munition et le procédé de fabrica- tion permettent des économies importantes sur les matières, l'énergie et les prix. D'autres caractéristiques et avantages de-l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un projectile d'exercice, en perspective et vue de dessous; la figure 2 représente le projectile de la figure 1 en perspective de l'avant; la figure 3 est une élévation latérale du projectile des figures 1 et 2; la figure 4 a est une élévation schématique repré- sentant les conditions d'écoulement de l'air aux vitesses supersoniques, autour du projectile d'exercice des figures 1 à 3; la figure 4 b est une élévation latérale schémati- que représentant les conditions d'écoulement de l'air aux vitesses inférieures à la vitesse du son, dans le cas du projectile d'entraînement des figures 1 à 3; la figure 5 a est un diagramme balistique correspondant à une distance prédéterminée de tir, dans le cas d'un projectile d'exercice selon l'invention et d'un projectile de tir normal correspondant; la figure 5 b est un diagramme balistique représentant la portée maximale de tir d'un projectile d'exercice selon l'invention et d'un projectile normal correspondant; la figure 6 a est une élévation latérale d'une pièce cylindrique utilisée comme élément de départ lors de la fabrication d'un projectile selon l'invention par compres- sion à froid; et la figure 6 b est une élévation latérale schéma- tique représentant le moment de la fabrication pendant lequel le projectile d'entraînement a pris sa forme finale, dans un outil de compression représenté symboliquement. Les figures 1 à 3 représentent un projectile d'exercice qui comporte une partie intermédiaire 1 sensiblement cylindrique, à laquelle sont raccordés un nez 2 en forme de broche et un tronçon 3 de queue Une telle broche 2 est déjà connue Le nez en forme de broche est pratiquement cylindrique et a un diamètre d qui est bien inférieur au diamètre externe D de la partie cylindrique et, dans un exemple, on peut noter que le diamètre d de la broche est à peu près égal au tiers du diamètre D de la partie intermédiaire Le tronçon de queue a un certain nombre d'ailettes 3 a, par exemple au nombre de 6. La broche cylindrique 2 a une longueur L qui, dans ce mode de réalisation, est d'environ 1,7 fois le diamètre D de la partie intermédiaire Cette grandeur L peut cependant varier avec le diamètre, le type de munition, etc entre 1,6 et 2,2 fois le diamètre D et de préférence entre 1,65 et 1,85 fois ce diamètre. La longueur L 2 du tronçon de queue dépasse les longueurs L et L 3 de la broche 2 et de la partie intermédiaire 1 respectivement Les ailettes sont disposées longitudinalement, et elles correspondent au calibre le long de la plus grande partie du tronçon de queue Cependant, au niveau du raccorde- ment avec la partie intermédiaire, les ailettes ont une dimension qui diminue, les surfaces externes 3 a' des bords des ailettes se rapprochant vers l'avant, du côté de la partie intermédiaire L'extrémité arrière de la partie-intermédiaire a une forme tronconique la d'angle Cd qui est compris entre et 200, et qui est de préférence de 150 La surface tronconique a son sommet tourné vers l'arrière afin que sa dimension corresponde à celle des ailettes à leurs extrémités antérieures La longueur de la partie tronconique est comprise entre 1 et 3 % et de préférence de l'ordre de 2 % de la lon- gueur totale du projectile Le rôle de cette partie tronconique est de diriger le courant longitudinal d'air qui s'écoule le long de la surface externe de la partie intermédiaire vers l'espace compris entre les ailettes afin que la stabili- té du projectile soit accrue. La longueur L 3 de la partie intermédiaire est inférieure dans ce cas à la fois à celle de la broche et à celle du tronçon de queue La partie intermédiaire a une gorge annulaire avant et une gorge annulaire arrière destinée à loger une bande de guidage avant 4 et une bande d'entraine- ment 5 La bande de guidage et la bande d'entraînement sont formées d'une matière plastique, par exemple un acétal ou une autre matière correspondante. Sur la figure 3, on a indiqué par la référence Tp le centre de gravité et par la référence Tc le centre de pression, et la distance comprise entre Tp et Te est impor- tante pour la stabilité du projectile, cette distance étant repérée par la référence A. Les figures 4 a et 4 b représentent les conditions d'écoulement de l'air à des vitesses supersoniques et subsoni- ques du projectile Sur la figure 4 a, l'onde de choc corres- pondant à la compression de l'air porte la référence 6 et une zone morte sous forme d'une zone symétrique en rotation autour de la broche du projectile est repérée par la référence 7. Cette zone est limitée par la face latérale externe de la broche, une surface radiale avant lb de la partie intermédiaire et une surface tronconique externe imaginaire 8 formée entre la surface d'extrémité avant de la broche et la périphérie de la surface radiale avant lb Un courant d'air non perturbé s'écoule dans la direction des flèches 9 le long de la surface externe tronconique 8 de génératrice rectiligne, si bien qu'aucun effet de freinage du projectile n'est créé par la surface radiale avant. Ce comportement montre que, aux vitesses super- soniques, le projectile a une trajectoire balistique analogue à celle d'un projectile ayant un nez en ogive, un nez conique ou une forme correspondante Le nez en forme de broche provoque le déplacement vers l'arrière des points Tp et Tc, suivant 6 2512540 l'axe longitudinal du projectile, et augmente la distance A si bien que la stabilité élevée voulue pour le projectile est garantie Il faut noter que le projectile est stable non seulement aux vitesses supersoniques mais aussi lors du passage entre les vitesses supersoniques et subsoniques et à ces dernières. La figure 4 b représente les conditions de circula- tion d'air aux vitesses subsoniques Le courant d'air 10 suit alors la face latérale externe de la broche et la surface radiale avant lb de la partie intermédiaire En conséquence, cette surface radiale avant a un effet de freinage du projectile dont la vitesse est réduite si bien que la portée maximale de tir est réduite, par exemple à la moitié de celle d'un projectile normal correspondant de tir. Les figures 5 a et 5 b représentent les propriétés balistiques du projectile d'exercice, comparées à celles d'un projectile normal correspondant de tir A titre illustra- tif, la comparaison porte sur un projectile normal "Bofors" de 9 cm, modèle 77, ayant un poids d'environ 3,7 kg Le projectile d'exercice a aussi un calibre de 9 cm et un poids d'environ 3 kg L'axe y représente la hauteur de la trajec- toire, en mètres, et l'axe x la distance de tir, elle-aussi indiquée en mètres La portée maximale prédéterminée de la munition correspondante est de 800 mètres. La trajectoire a correspond au projectile normal et la trajectoire b au projectile d'exercice tiré par un canon ayant une vitesse à la bouche Vo = 670 m/s et Vo = 715 m/s respectivement Il est évident que les propriétés balistiques sont sensiblement les mêmes pour les deux projectiles jusqu'à une distance prédéterminée de tir, si bien que des périodes représentatives d'exercice peuvent être entreprises avec mise en oeuvre du canon. Le diagramme de la figure 5 b représente les trajectoires balistiques pour la portée maximale de tir, l'axe y représentant la hauteur et l'axe x la distance mesurée horizontalement, en mètres La trajectoire a' du projectile normal est plus du double ( 6 000 m) de la portée maximale 7 2512540 du projectile d'exercice Ce comportement est dû au freinage considérable du vol du projectile d'entraînement aux vitesses subsoniques Il faut noter que le projectile est stable à toutes les vitesses, par exemple entre O et 3 fois la vitesse du son Cette propriété montre que des salves de tir de munitions d'exercice peuvent être Facilement suivies et retrouvées. Le projectile décrit d'exercice est de préférence formé par un procédé de compression à froid Dans ce cas, une pièce est placée dans un outil de compression à froid, et le projectile est fabriqué dans l'outil en une seule étape si bien que le nez en forme de broche et les ailettes sont réalisés en une seule opération de travail Le projectile est terminé au cours d'un petit travail de tournage au diamètre voulu, sur un tour. La figure 6 a représente une pièce 11 utilisée comme élément initial par exemple pour un projectile d'exercice de 9 cm La pièce comprend un corps cylindrique ayant un diamè- tre de 92 mm et une longueur de 200 mm Les moitiés de l'outil de compression sont repérées par les références 12 et 12 ' La compression est réalisée en une seule étape et la figure 6 b représente le produit terminé dans l'outil, le plan de sépara- tion étant repéré par la référence De et 1 ' espace de moulage par la référence F. Lorsque le corps du projectile a été comprimé, puis retiré de l'outil, il est usiné au tourà laconfiguration et aux dimensions finales, par exemple afin qu'il corresponde au mode de réalisation de la figure 3 La longueur du projec- tile terminé est dans ce cas de 465 mm environ. On connaît déjà les procédés de compression à froid et on ne les décrit donc pas en détail. Une caractéristique importante de la munition selon l'invention est qu'elle convient bien à une production en grande série. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel, et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. Par exemple, l'invention n'est pas limitée à une munition d'exercice, mais elle peut être aussi utilisée pour des munitions normales de tir. REVENDICATIONS 1 Munition supersonique, notamment destinée aux exercices, du type qui comprend une partie cylindrique inter- médiaire ( 1) à laquelle est raccordé un tronçon sensiblement cylindrique de nez formant une broche ( 2) ayant un diamètre (d) bien inférieur au diamètre (D) de la partie intermédiaire, et un tronçon de queue ( 3), caractérisée en ce que la longueur (L 1) et la configuration de la broche, et la configuration et le raccord du tronçon de queue sur la partie intermédiaire sont telles que, jusqu'à une distance prédéterminée de tir, la munition a pratiquement les mêmes propriétés balistiques qu'une munition normale de tir correspondante, mais a une portée maximale de tir nettement réduite par rapport à celle d'une telle munition normale de tir, cette portée maximale étant par exemple de l'ordre de la moitié de celle de la munition normale. 2 Munition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la broche ( 2) a une longueur ( de préférence entre 1,65 et 1,85 fois ce diamètre. 3 Munition selon la revendication 2, caractérisée en ce que la broche ( 2) a une longueur (L 1) qui est de l'ordre de 1,7 fois le diamètre (D) de la partie intermédiaire. 4 Munition selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que le tronçon de queue ( 3) est relativement long et sa longueur (L 2) dépasse les longueurs de la partie intermédiaire et de la broche, et le tronçon de queue est muni d'ailettes ( 3 a) disposées longitu- dinalement et ayant un diamètre correspondant au calibre, sur la plus grande partie de la longueur (L 2) du tronçon de queue. Munition selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie intermédiaire ( 1) comporte, à son extrémi- té arrière, une partie tronconique (la) ayant une longueur axiale comprise entre 1 et 3 % et de préférence de l'ordre de 2 % de la longueur totale (L 1 + L 2 + L 3) de la munition, et l'extrémité avant des ailettes présente un dégagement jusqu'à une dimension inférieure au calibre, les surfaces externes des bords des ailettes ( 3 a') se rapprochant vers l'avant afin qu'elles prennent une dimension correspondant à celle de l'extrémité la plus petite du tronçon tronconique (la) de la partie intermédiaire. 6 Munition selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que la partie intermé- diaire ( 1) comporte une bande de guidage ( 4) formée d'une matière plastique, et une bande d'entraînement ( 5) elle aussi formée d'une matière plastique.