Brevet FR2529320A2 — publié le 19831230

FR 2529320 A2 19831230 FR 8105616 A 19810320 La présente invention concerne un projectile (encore appelé pénétrateur) à effet cinétique présentant un rapport important entre sa longueur et son diamètre et une forte densité, constitué par un pénétrateur situé à 1 ' avant, pourvu d'une pointe, et par un pénétrateur principal à l'arrière et relié au premier, le pénétrateur avant au moins étant constitué sous forme d'un empilement d'une certaine quantité prédéterminée de noyaux partiels pouvant être définis en fonction de leur longueur et/ou du matériau utilisé, comprenant du côté de leur pointe au moins une arête tranchante aiguë, et le pénétrateur comprenant au moins, dans chaque zone de liaison, soit un moyen de centrage et/ou de fixation autorisant un échange, soit une envelloppe ainsi que des zones de rupture de consigne assurant une rupture ou une séparation recherchée pour une charge de rupture prédéterminée. L'objet de cette demande di certificat d'addition est le suivant: Lorsqu'il s'agit d'un projectile à effet cinétique du type qui vient d'être mentionné, les noyaux individuels partiels doivent être reliés les uns aux autres ainsi qu'au pénétrateur principal de manière que même quand il s'agit de cibles à plaques multiples, en particulier celles dont les distances entre plaques sont importantes, et de blindages à plusieurs couches en matériaux différents, pourvus par exemple de modules de céramique, on soit assuré de la séparation des matériaux en direction longitudinale axiale, s'étendant largement sur la totalité du passage dans la cible visée et que cette séparation ne se termine pas prématurément, par exemple par dislocation ou rupture du pénétrateur principal Par comparaison avec un pénétrateur monobloc, il convient de comprendre dans le cas présent que la séparation des matériaux s'effectue de façon limitée de manière que d'une part, et dans la plus large mesure possi- ble, chaque plaque de la cible ne "consomme"que le noyau partiel se trouvant chaque fois le plus en avant dans le pénétrateur avant, mais de façon que celui-ci se disloque en particules suffisamment petites pour qu'elles ne provoquent pas un obstacle gênant pour la partie suivante du pénétra- teur. On obtient ce résultat du fait que les noyaux partiels ont une structure pouvant être définie à l'avance du point de vue de leur longueur et/ou de leur section transversale. L'enveloppe que l'on utilise peut s'étendre d'une zone proche de la pointe jusqu'à au moins une zone frontale du pénétrateur principal Elle s'étend au moins sur un noyau partiel et sur les zones de liaison qui sont directement voisines. La paroi de l'enveloppe peut avoir une épaisseur régu- lière, ou une épaisseur allant continuellement en augmentant entre la zone avant et une zone arrière pour un diamètre interne constant. Le projectile comprend de préférence des positions de rupture de consigne dans les zones de liaison Ces positions de rupture sont constituées sous forme d'entailles La section transversale d'affaiblissement des positions de rupture de consigne va avantageusement en diminuant à mesure que leur distance axiale les séparant de la zone avant augmente. Selon une variante, Lenveloppe ne s'étend par sections que sur chaque zone de liaison. Dans ce cas, l'épaisseur des parois et/ou la longueur des sections augmente à mesure qu'augmente la distance axiale les séparant de la pointe. Le projectile se caractérise par une liaison à tenons qui est soit hétérogène soit homogène dans les zones de liaison. Ces tenons peuvent avoir une longueur allant en augmen- tant par étapes à partir de la pointe Quant à leur diamè- tre, il va soit en augmentant, soit en diminuant par étapes à partir de la pointe. L'invention sera maintenant expliquée plus en détail à l'aide de dix exemples de réalisation représentés schémati- quement sur les dessins annexés dans lesquels: les fig 1 à 6 représentent respectivement, en coupe longitudinale axiale, les six premiers modes de réalisation, la fig 7 est une coupe transversale à plus grande échelle selon la ligne VII-VII de la fig 6, les fig 8 et 9 sont respectivement des vues en coupe longitudinale axiale d'autres exemples de réalisation, la fig 10 est une coupe selon la ligne X-X de la fig. 9, et les fig 11 et 12 représentent respectivement, en coupe longitudinale axiale, les deux derniers des dix exemples de réalisation. Selon la fig 1, qui représente un premier exemple de réalisation, un pénétrateur avant 10 comprend, en dehors d'une pointe 50, trois noyaux partiels de diamètre égal 11, 12 et 13 Les surfaces frontales circulaires en butée mutuelle 14, 15 des noyaux partiels 11, 12 et 13 constituent une première et une seconde zones de liaison C 1 et C 2 La partie avant 61 d'un pénétrateur principal 60 a sensiblement le même diamètre que lesdits noyaux partiels; une surface frontale 65 qui limite une zone frontale 62 du côté de la pointe est en appui par butée contre la surface frontale arrière 15 du noyau partiel 13 et détermine une troisième zone de liaison C 3 Une enveloppe 40 1 s'étend depuis une zone 41 située du côté de la pointe et qui est essentiellement au voisinage d'une surface circulaire 14 " située du côté de la pointe du noyau partiel avant 11, jusqu'à une zone arrière 43 située au voisinage immédiat d'une surface de départ 64 dans la région de la périphérie de la partie avant 61 du pénétrateur principal 60 L'enve- loppe 40 1, qui a pratiquement le même diamètre interne sur toute sa longueur, a une épaisseur de paroi qui va en augmentant continuellement sur sa longueur Sur la surface circulaire 141 du noyau partiel avant 11 situé du côté de la pointe fait saillie un tenon 19 ' Il est étroitement entouré par un alésage borgne 54 constitué dans la pointe , par exemple par ajustage serré ou par un ajustement fretté Les surfaces périphériques 27 des noyaux partiels 11, 12 et 13 ainsi qu'une surface périphérique 63 de la zone frontale 62 du noyau avant 61 du pénétrateur principal 60 constituent de ce fait une surface fermée, de même qu'une surface périphérique 55 de la pointe 50, une surface péri- phérique 47 de l'enveloppe 40 1 et une surface périphérique ' du pénétrateur principal 60 Ces surfaces se raccordent au voisinage direct d'un rebord 64 ' de la surface de départ 64 Les surfaces frontales 14 et 14 " des noyaux partiels 11, 12 et 13 situées du côté de la pointe sont limitées vers l'extérieur par une arête coupante 25 En outre, une paroi frontale du tenon 19 ' comprend une arête coupante 26 et la surface frontale 65 de la partie avant 61 du pénétrateur principal 60 une arête coupante 68 Les noyaux partiels 11, 12 et 13 du pénétrateur avant 10 et le pénêtrateur principal 60 sont constitués par un matériau de haute densité Comme déjà mentionné, l'égalité des diamètres des noyaux partiels 11, 12 et 13 et de la zone frontale 62 de la partie avant 61 du pén 6 trateur principal 60 favorise avantageusement la fabrication en la rendant facile Quand on choisit le matériau de l'enveloppe 40 1, il est très important de rechercher une-densité moyenne aussi élevée que possible en dehors de sa capacité à atteindre le but mentionné dans le préambule La douille 40 1 peut être emmanchée par frettage sur le noyau partiel 11 mais aussi sur les noyaux partiels 12 et 13 ainsi que sur la partie avant 61 Pour que le projectile soit adapté à la cible visée, ce qui constitue l'objet indiqué dans le préambule, les noyaux partiels peuvent être prédéfinis du point de vue de leur longueur et/ou du matériau qui les constitue et/ou de leur structure, ainsi que du point de vue des valeurs de frottement par adhérence entre les surfaces périphériques concernées 27 et 63 et une surface interne 48 de lenveloppe 40 1, et par la constitution des zones de liaison respectives C et/ou en les pourvoyant d'une position de rupture de consigne de manière à obtenir le moment de résistance contre la rupture - allant en augmentant de l'avant vers l'arrière dans certaines limites En ce qui concerne le matériau utilisé pour constituer la pointe 50, on utilise avantageusement un alliage d'aluminium Alors que dans l'exemple de réalisation représenté, il y a trois noyaux partiels 11, 12 et 13, les noyaux 12 et 13 étant de même longueur et le noyau partiel Il étant plus court d'une différence donnée, il est également possible que la longueur et le nombre de parties (et de ce fait aussi le nombre de zones de liaison C) soient différents de l'exemple représenté. Le pénétrateur avant 10 du projectile à effet cinétique de la Fig 2 présente sur sa longueur et entre la zone 41 située du côté de la pointe et une zone de transition 61 ", un diamètre égal du fait de l'égalité des diamètres des noyaux partiels 11, 12 et 13 ainsi que de la zone frontale 62, par opposition au pénétrateur de la Fig 1 Il en résulte que 1 'épaisseur de la paroi de l'enveloppe 40 2 est sensiblement constante La séparation des matériaux en direction axiale et conforme au but visé est favorisée, dans cet exemple de réalisation, par les zones de liaison C associées aux positions de rupture de consigne Ces der- nières sont matérialisées par des rainures triangulaires de forme annulaire 44, dont la section transverale (et de ce fait l'effet d'entaille) va en diminuant par palliers de 44.1 à 44 3 (Pour plus de clarté, l'enveloppe 40 2 est représentée avec une paroi plus épaisse) La séparation des matériaux en direction longitudinale axiale et par étapes est essentiellement favorisée par la constitution des positions de rupture de consigne 44 La description qui a été donnée avec référence à l'exemple de réalisation de la Fig 1 en ce qui concerne les noyaux partiels 11, 12 et 13 et leur liaison à la douille 40 2, ainsi qu'en ce qui concerne le matériau de la pointe 50 est également valable pour l'exemple de réalisation actuellement décrit. Dans l'exemple de réalisation de la fig 3, l'enveloppe est matérialisée par des sections annulaires 40 8 qui chevauchent les zones de liaison respectives C dans la zone des surfaces périphériques 27 et 63 Même lorsque les dimensions des sections 40 8 de l'enveloppe sont sensiblement les mêmes, elles peuvent être différentes les unes des autres par le matériau qui les constitue de manière que le moment de résistance s'opposant à la rupture des noyaux partiels 11, 12 et 13 du pénétrateur avant 10 augmente de la zone de liaison C 1 aux zones de liaison suivantes C La caractéristique qui vient d'être mentionnée en dernier avec référence à l'exemple de réalisation de la Fig. 3 est obtenue dans l'exemple de réalisation représenté de la même manière sur la Fig 4 du fait que les sections de douille 40 91 à 40 93 réalisées avec le même matériau ont des épaisseurs de paroi X, Y et Z et des longueurs "a", "b" et "c" étagées Dans ce cas, on tient également compte'du fait que lorsqu'une cible constituée par une plaque dure est atteinte, il se forme une distance axiale entre les surfaces frontales tournées l'une vers l'autre de chaque zone de liaison respective C On remarquera que ces distances axiales augmentent de la -zone de liaison avant-aux zones de liaison suivante par étapes jusqu'à environ 5 mm. Si on se réfère maintenant à l'exemple de réalisation de la Pig 5, le pénétrateur avant 10 a le même diamètre externe entre une zone de pointe 52 et une zone désignée en 61 " Les noyaux partiels 11, 12 et 13 du pénétrateur avant sont reliés entre eux ainsi qu'avec la partie avant 61 du pénétrateur principal 60 au moyen d'une liaison à tenons hétérogène Dans les alésages 17 1 et 18 1 pratiqués dans les surfaces frontales se faisant face et directement voisines sont logés des tenons respectifs 29 1 dont la longueur et le diamètre vont en augmentant par étapes depuis la zone de liaison C 1 jusqu'à la zone de liaison C 3 Les tenons 29 peuvent être pourvus au choix de positions de rupture de consigne 'pl, "ge et "r" Une enveloppe 40 3 de même diamètre interne et externe sur toute sa longueur s'étend de la zone de pointe 41 jusqu'à la zone 43 située dans la partie frontale 62 de la région avant 61 du pénétra- teur principal 60 La différence avec les exemples de réalisation présentés jusqu'ici consiste dans le fait que le projectile à effet cinétique représenté ici comprend une pointe 50 ' constituée en un alliage d'acier pouvant être prédéfini Un alésage borgne 53 s'étend d'une surface frontale de forme circulaire 56 vers la pointe et au-delà de la zone 52 Un évidement 57 pratiqué en direction de la pointe sur la périphérie de la pointe 50 ' sert au logement d'une extrémité avant de la douille 40 3 en vue de la liaison de la pointe 50 ' avec le noyau partiel 11 Dans cet exemple on peut exercer une influence sur la séparation axiale des matériaux aussi bien au moyen des dimensions et/ou du choix des matériaux utilisés pour les tenons 29 1, 29.2 et 29 3 que par 'Les positions de rupture de consigne fpi, "g" et "r" qui ont été choisies, ainsi que par une pression de surface pouvant être prédéfinie entre les tenons respectifs 29 et les parois des alésages 17, 18 ainsi qu'entre les surfaces périphériques 27 et 63 ' et la surface interne 48 de l'enveloppe 40 3 Une autre zone de liaison C O est constituée par la liaison de la pointe 5 1 avec le premier noyau partiel 11. Dans l'exemple de réalisation de la Fig 6, le péné- trateur avant comprend une enveloppe 40 4 Celle-ci a un diamètre et une épaisseur de paroi constants et elle s'étend de la zone de pointe 41 jusqu'à la zone arrière 43 au voisinage de la surface de départ 64 prévue dans la partie avant 61 du pénétrateur principal 60 La zone frontale 62 présente le même diamètre que celui des noyaux partiels 11, 12 et 13, alors que ces noyaux partiels sont différents les uns des autres en ce qui concerne leur longueur Le noyau partiel avant 11 comprend également un tenon 19 ' faisant saillie au-delà d'une surface annulaire 14 " tournée vers la pointe en vue de la fixation d'une pointe 50 en alliage de métal léger Sur sa partie arrière, le noyau partiel 11 se prolonge par un tenon circulaire 20 1 Le tenon 20 1 pénètre dans un alésage 17 1 pratiqué sur le côté avant du noyau partiel 12 Le noyau partiel 12 est également pourvu sur son côté arrière d'un tenon circulaire 20 2 qui fait saillie au- delà de la surface annulaire 15 ' et pénètre dans un alésage 17.2 pratiqué à l'extrémité avant du noyau partiel 13. Finalement, ce noyau partiel 13 est également pourvu sur sa partie arrière d'un tenon circulaire 20 3 en saillie par rapport à la surface annulaire 15 ' et qui pénètre dans un alésage 66 pratiqué dans la zone frontale 62 du pénétrateur principal 60 La liaison homogène entre tenons qui a été précédemment mentionnée agit dans les zones de liaison C près de l'enveloppe 40 4 Comme on peut le voir sur la Fig. 7, tous les noyaux partiels comprennent des rainures longi- tudinales radiales 28 sur leur périphérie externe Grâce à cette structure d'ensemble, et aussi du fait de la diminu- tion par étapes des tenons depuis le tenon 20 1 jusqu'au tenon 20 3 en passant par le tenon 20 2, on favorise la séparation des matériaux que l'on recherche en direction longitudinale axiale du fait que les noyaux partiels 11, 12 et 13 se fractionnent respectivement en fragments suffisam- ment petits pour qu'aucun d'entre eux ne puisse constituer un obstacle gênant pour la partie suivante du pénétrateur. Par différence avec l'exemple de réalisation de la Fig. 6, celui de la Fig 8 comprend un pénétrateur avant 10 dont les noyaux partiels 11, 12 et 13 sont assemblés de façon homogène avec la partie avant 61 du pénétrateur principal au moyen de tenons Grâce à des alésages 17 1, 17 2 et 66 constitués sur les côtés avant et ayant des profondeurs et des diamètres différents, on obtient dans la zone périphé- rique des collerettes dont la dimension radiale de b 1 à b 3 en passant par b 2 et la dimension axiale de a 1 à a 3 en passant par a 2 vont constamment en augmentant Les tenons arrière 20 des noyaux partiels 11, 12 et 13 sont égale- ment constitués conformément aux buts visés par l'invention en ce qui concerne la pression de surface de leur périphé- rie Ce qui a déjà été décrit avec référence aux autres exemples de réalisation est également valable en ce qui concerne le rapport entre l'enveloppe 40 5 et les éléments qu'elle entoure. Alors que dans les exemples de réalisation décrits jusqu'ici, la différence entre les noyaux partiels 11, 12 et 13 était essentiellement limitée à leurs dimensions en dehors de ce qui n'était pas expressément mentionné dans le domaine des matériaux les Fig 9, 10 et 11 représentent deux exemples de réalisation dans lesquels un noyau partiel se différencie de l'autre (ou des autres) essentiellement en ce qui concerne sa structure et le matériau qui le cons- titue Le premier noyau partiel 11 ' (Fig 9 et 10) est constitué par un faisceau compact de barres de métal dur 75, les interstices entre barres indiqués par la référence 78 pouvant être remplis par un matériau coulé constitué par exemple par une résine de coulée ou encore, du fait de sa densitéplus élevée, par du plomb Une enveloppe 40 6 maintient le faisceau de barres; les extrémités B et E recouvrent une zone 57 ôtée au tour de la pointe 50 et une zone 27 ' ôtée au tour du noyau partiel 12 Pour des raisons de liaison qui ne sont pas expliquées plus en détail, la douille comprend dans les zones B et E des évidements creusés au tour 45 Les zones de liaison C-1 et C 2 sont constituées sur les deux côtés du faisceau de barres du noyau partiel avant 11 ' Une troisième zone de liaison C 3 est déterminée par une liaison à tenon homogène constituée entre la partie avant 61 du pénétrateur principal 60 et le noyau partiel 12 Ce dernier comprend sur con côté arrière un alésage borgne 18 compre- nant au fond une surface 23 et limité par une surface annulaire 15 ' Pour compléter ce qui vient d'être dit, la partie avant 61 comprend un tenon 79 faisant saillie sur la surface annulaire 65 ", et susceptible d'être facilement sépare L'exemple de réalisation de la Fig 11 se différen- cie de celui des Fig; 9 et 10 par le premier noyau intermé- diaire 11 " Celui-ci est constitué par un corps en céramique lourde fortement compactée SK très cassante et disposée dans l'enveloppe 40 7 Une surface frontale 14 du noyau partiel voisin qui est en contact direct avec lui comprend des évidements creusés au tour 15 "' Cette disposition est prévue non seulement pour affaiblir les ondes de choc qui apparaissent lorsque le projectile parvient sur la cible, c'est-à-dire pour réduire l'effet de l'impact, mais égale- ment pour éviter que le corps friable se fracture dès le tir. L'exemple de réalisation de la Fig 12 représente un pénétrateur avant comprenant une liaison pure et homogène entre tenons Dans l'alésage 18 situé sur le côté arrière du noyau partiel 11 pénètre le tenon 19 1 du noyau partiel 12. Ce dernier est pourvu sur son côté arrière d'un alésage borgne 18 dans lequel pénètre le tenon 19 2 du noyau partiel 13 Le tenon 69 qui fait saillie sur la surface annulaire frontale 65 " de la partie avant 61 du pénétrateur principal 61 pénètre dans l'alésage borgne 18 pratiqué dans la partie arrière du noyau partiel 13 La pointe 50, qui est réalisée en un alliage d'aluminium, pénètre au moyen d'un tenon 51 faisant saillie sur une surface annulaire limite 56 ' dans un alésage borgne 17 pratiqué sur le côté avant du noyau partiel 11 Les diamètres des tenons homogènes 19 1 à 69 vont en augmentant de la zone de liaison C 1 à la zone de liaison C 3 Les descriptions qui ont été données avec référence aux autres exemples de réalisation sont également valables en ce qui concerne la pression de surface mutuelle des liaisons par tenons. Les combinaisons de caractéristiques qui sont matéria- lisées par les exemples de réalisation présentés visent à apporter une solution au problème mentionné dans le pré- ambule et consistant, lorsque le projectile à effet ciné- tique selon l'invention parvient sur une cible blindée du type mentionné dans le préambule, à garantir une séparation des matériaux constituant le projectile à effet cinétique dans la direction longitudinale axiale recherchée, de sa pointe à sa partie arrière Pour obtenir ce résultat, les noyaux partiels doivent pouvoir se décomposer en fragments suffisamment petits: des fragments plus importants provenant d'une zone avant du projectile constituent en fait un obstacle pour la partie suivant du projectile quand il continue à traverser la cible. Par différence avec les divers exemples de réalisation représentés et pour des raisons de simplification, la pointe 50, 50 ' peut également être reliée à la partie voisine qui lui est associée de la douille 40 1, par exemple en 41 ou en B, au moyen d'un filetage fin de manière que dans la zone concernée la rupture désirée soit favorisée par l'effet de rainure du filetage. Pour adapter le projectile à la constitution d'une cible quelconque, on peut prévoir des projectiles à effet cinéti- que de constitution éventuellement différente de celles qui ont été représentées sur les exemples de réalisation, et obtenir de ce fait des combinaisons nouvelles de caracté- ristiques Sous ce rapport, toutes les caractéristiques mentionnées sont essentielles pour mettre l'invention en oeuvre. il REVENDICATIONS 1 Projectile à effet cinétique présentant un rapport important entre sa longueur et son diamètre et une forte densité, constitué par un pénétrateur avant situé à l'avant, pourvu d'une pointe, et par un pénétrateur principal à l'arrière et relié au premier, le pénétrateur avant au moins étant constitué sous forme d'un empilement d'une certaine quantité pouvant être définie à l'avance de noyaux partiels pouvant être définis du point de vue de leur longueur et/ou du matériau utilisé, comprenant du côté de leur pointe au moins une arête tran- chante aiguë, et le pénétrateur comprenant au moins, dans chaque zone de liaison, soit un moyen de centrage et/ou de fixation autorisant un échange, soit une enveloppe, ainsi que des positions de rupture de consigne assurant une rupture ou une séparation recherchée pour une charge de rupture pré- déterminée, caractérisé en ce que les noyaux partiels ( 11, 12, 13) ont une structure pouvant être définie à l'avance du point de vue de leur longueur et/ou de leur section transversale. 2 Projectile à effet cinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 40) s'étend d'une zone ( 41) proche de la pointe jusqu'à au moins une zone frontale ( 62) du pénétrateur principal ( 60). 3 Projectile à effet cinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 40) s'étend au moins sur un noyau partiel ( 11 ') et sur les zones de liaison (C) qui sont directement voisines. 4 Projectile à effet cinétique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la paroi de l'enveloppe ( 40) a une épaisseur régulière. Projectile à effet cinétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 40 1) a une épaisseur allant continuellement en augmentant, pour un diamètre interne constant, entre-la zone avant ( 41) et une zone arrière ( 43). 6 Projectile à effet cinétique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend des positions de rupture ( 44) de consigne dans les zones de liaison C) 7 Projectile à effet cinétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que les positions de rupture ( 44) sont constituées sous forme d'entailles ( 44; p, g et r). 8 Projectile à effet cinétique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la section transversale d'af- faiblissement des positions de rupture de consigne ( 44) va en diminuant à mesure que la distance axiale les séparant de la zone avant ( 41) augmente. 9 Projectile à effet cinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe ( 40) ne s'étend par sections que sur chaque zone de liaison (C). Projectile à effet cinétique selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'épaisseur (X, Y ou Z) des parois et/ou la longueur (a, b et c) des sections augmente à mesure qu'augmente la distance axiale les séparant de la pointe ( 50). 11 Projectile à effet cinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par une liaison ( 29) à tenons hétérogène dans les zones de liaison (C). 12 Projectile à effet cinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par une liaison à tenons homogène ( 20 /17, 20/66; 69/18, 19 /18) dans les zones de liaison (C). 13 Projectile à effet cinétique selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les tenons (Fig 2) ont une longueur qui va en augmentant par étapes à partir de la pointe ( 50). 14 Projectile à effet cinétique selon la revendication 12, caractérisé en ce que le diamètre des tenons (Fig 5 et 12) va en augmentant par étapes à partir de la pointe ( 50). Projectile à effet cinétique selon la revendication 13, caractérisé en ce que le diamètre des tenons (Fig 8) va en diminuant par étapes.