Brevet FR2529319A1 — publié le 19831230

La présente invention concerne une munition pour armes à canon, comprenant une charge propulsive, un projectile volant sous-calibré stabilisé par ailettes et présentant un rapport important entre sa longueur et son diamètre, et une surface de propulsion largable, laquelle présente une zone de transition consti- tuant une liaison positive avec le projectile jusqu'à son largage à la sortie du canon et une surface arrière soumise à la pression des gaz comprenant dans la direction du tir et à l'avant du centre de gravité du projectile un rebord externe en forme de couronne essentiellement égal au calibre et un rebord interne établissant un contact enve- loppant avec une zone périphérique du projectile ainsi qu'une surface avant de soufflage pourvue d'un rebord terminal avant qui entoure la surface périphérique du projectile à une certaine distance radiale,-la zone de transition s'étendant essentiellement depuis une zone en voisinage étroit et déterminable à l'avance d'un rebord arrière entourant étroitement la surface périphérique du projectile jusqu'au voisinage étroit déterminable à l'avan- ce du rebord interne de la surface soumise à la pression des gaz. Dans les projectiles de l'art mentionnés ci-dessus, c'est l'augmentation de la puissance finale sur le plan balistique qui est au premier plan Pour obtenir ce résul- tat, il faut que les facteurs de balistique interne, la structure du canon et la forme du projectile, soient - réalisés de façon optimale en tenant compte de leur inter- action. Des efforts de l'art antérieur faits dans ce sens sont connus par le brevet américain N O 3 148 472 Ce brevet décrit la surface propulsive d'un projectile volant pourvu d'un rapport élevé entre sa longueur et son diamètre, et réalisé en matière plastique pour réduire la proportion de sa masse Du fait de la forte différence de densité qui en résulte entre la matière de la surface de propulsion et celle du projectile, il en résulte une grande différence entre les inerties des masses en cause lors du tir Pour éviter un mouvement relatif en direction axiale (recul) entre la surface de propulsion et le projectile dans le canon, il faut qu'une liaison positive entre les pièces en cause soit assurée Selon le brevet américain N O 3 148 472, ce résultat est obtenu au moyen d'une surface de propulsion en une seule pièce qui est appliquée par un procédé de coulée avec refroidissement contrôlé sur le projectile Le matériau de la surface de propulsion forme alors une zone de transition dans laquelle se manifestent des forces importantes de cisaillement entre les saillies ou dans les évidements de la surface du projectile Pour supporter correctement les forces de cisaillement, la zone de transi- tion doit se prolonger par une surface de contact suffi- sante entre les deux matériaux de nature différente Comme la surface de propulsion doit se séparer rapidement et ID comp etement au proje C Ctil Q yu ii qui e 'ZI L difficultés sont provoquées par sa forme telle qu'elle a été décrite Pour éliminer ces difficultés, il est proposé entre autres dans le brevet américain N O 3 148 372 d'amé- nager sur la longueur du canon des zones élargies entre les zones normales du calibre Il en résulte des tensions puissantes favorisant la dislocation qui suit et qui sont produites dans le matériau de la surface de propulsion. Mais les mesures qui viennent d'être décrites et qui permettent d'obtenir une augmentation de la puissance terminale sur le plan balistique sont très conteuses et présentent de ce fait un inconvénient Ceci concerne la forme du canon d'un double point de vue car sa sensibilité à l'usure s'en trouve considérablement augmentée Mais comme l'usure du canon a pour conséquence des pertes sur le plan balistique et une précision insuffisante, l'augmen- tation de puissance finale sur le plan balistique qui est en vue reste sans effet. Finalement, le brevet américain N O 3 148 472 ne prend pas en considération l'augmentation de la puissance finale sur le plan balistique qu'on peut obtenir par une augmenta- tion de la charge propulsive Pour le logement du projecti- le, il n'est prévu qu'une augmentation de la zone classi- que réservée à l'âme Mais cette augmentation suppose en dehors d'un allongement désavantageux de la munition ou d'une augmentation du diamètre de l'enveloppe à charge propulsive d'autres modifications de la construction du canon En outre, une charge propulsive plus forte provoque une usure additionnelle du canon dont la construction est déjà de toute façon conteuse. Le but de l'invention est d'obtenir une augmentation fiable de la puissance finale sur le plan balistique d'une munition volante du type mentionné dans l'introduction et évitant les inconvénients et les difficultés décrits Ce but est atteint du fait que a) la surface de propulsion comprend, avec des joints, un nombre déterminé à l'avance de segments selon lesquels elle se disloque en vue du largage, b) la zone des joints comprend des moyens d'étanchéité, c) le rebord externe de-la surface soumise à la pres- sion des gaz est disposée à proximité la plus immédiate en direction axiale du rebord arrière de la surface de souf- flage, d) la surface soumise à la pression des gaz a un profil continu en partant du rebord externe et se rappro- chant de la zone périphérique du projectile, et e) un espace est prévu audessus de la surface soumise à la pression des gaz pour contenir au moins partiellement une partie de la charge propulsive. Au fait que le rebord externe de la surface soumise à la pression des gaz est disposée à proximité axiale immé- diate du rebord arrière de la surface de soufflage sont liés d'une part un gain d'espace additionnel pour la charge propulsive sans modification essentielle de l'âme du canon de l'arme et/ou une augmentation de la longueur totale de la munition, et d'autre part un point d'application de la pression axiale des gaz propulsifs fortement décalé à l'avant du centre de gravité du projectile en vue du centrage dans le canon En outre, une liaison positive et fiable s'établit dans la zone de transition entre la surface propulsive et le projectile du fait que la pres- sion des gaz propulsifs agit également radialement sur la surface soumise à la pression des gaz. L'invention sera maintenant décrite plus en détail à -2529319 l'aide des exemples de réalisation, référence étant faite aux dessins ciannexés les représentant respectivement en coupe latérale dans leur axe longitudinal et selon les- quels: la figure 1 représente un premier exemple de réalisa- tion comprenant une enveloppe à charge propulsive s'éten- dant jusqu'au-delà d'un rebord externe d'une surface soumise à la pression des gaz, des saillies radiales dans la zone d'un rebord interne de la surface soumise à la pression des gaz, un revêtement d'étanchéité et un méca- nisme de guidage stabilisateur sous-calibré, la figure 2 représente l'exemple de réalisation de la figure 1, vu en coupe et pourvu d'une étanchéité modifiée, la figure 3 représente l'exemple de la figure 1 vu en coupe et pourvu d'une autre étanchéité modifiée, la figure 4 représente un second mode de réalisation vu en coupe, l'enveloppe-à charge propulsive ayant été omise et la surface de propulsion étant sans saillies radiales dans la zone du rebord interne de la surface soumise à la pression des gaz, la figure 5 représente un troisième exemple de réalisa- tion comprenant une pièce agglomérée propulsive s'étendant axialement sur la surface soumise à la pression des gaz et un mécanisme de guidage de la stabilisation sous-calibré, la surface 6 représente un quatrième exemple de réali- sation comprenant une enveloppe à charge propulsive s'éten- dant axialement jusqu'au rebord terminal d'une surface de soufflage et un mécanisme de guidage de stabilisation de calibre égal, la figure 7 représente un cinquième exemple de réalisa- tion comprenant des nervures s'étendant axialement sur la longueur de la surface soumise à la pression des gaz et faisant saillie radialement sur celui-ci, et la figure 8 représente un cinquième exemple de réalisa- tion vu en coupe transversalement à l'axe longitudinal selon la ligne VIII-VIII de la figure 7. Sur toutes les figures, les mêmes parties sont dési- gnées par les mêmes références. Dans un but de simplification et pour plus de clarté, les diverses parties ne sont représentées et décrites qu'en relation avec le premier et le second exemples de réalisation. La figure 1 représente un projectile volant pourvu d'un rapport important entre sa longueur et son diamètre, comprenant un axe longitudinal 11 passant par un organe de pénétration 14 pourvu à l'avant d'une pointe 12 et à l'arrière d'un mécanisme de guidage de la stabilisation Une partie de cet organe se trouvant essentiellement à l'avant du centre de gravité 17 du projectile 10 est entourée d'une surface de propulsion 20 constituée par un nombre déterminable à l'avance de segments 21 La surface de propulsion 20 comprend une pièce essentiellement de même diamètre, pourvue d'une surface périphérique 33 cylindrique annulaire, une surface de soufflage du côté avant et une surface 22 soumise à la pression des gaz du côté arrière Cette dernière s'étend d'un rebord externe avant 23 jusqu'à un rebord interne arrière 24 et présente un profil continu La surface de soufflage 25 s'étend d'un rebord terminal avant 26 entourant la pointe 12 (ou une zone périphérique 18 sur la figure 4) du projectile volant à une certaine distance-radiale, jusqu'à un rebord arrière 27 entourant étroitement le projectile 10 La surface de soufflage 25 forme une poche d'accumulation, et elle comprend une zone arrière 27 a s'étendant en direction opposée à la flèche 13 qui indique la direction du tir, sur le rebord arrière 27 Dans une zone de transition 16 située entre la surface de propulsion 20 et le projectile volant 10, qui s'étend entre les rebords 27 et 24, ne sont pas représentées des inégalités se correspondant les unes aux autres telles qu'un filetage ou analogue pratiqué dans le projectile 10 et disposées pour établir une liaison mécanique effective en direction longitudinale axiale entre la surface de propulsion 20 et le projectile 10 Au voisinage du rebord interne 24, la surface de propulsion présente des saillies 29 disposées radialement sur la surface 22 soumise à la pression des gaz et dont les extrémités libres (voir figure 8) sont disposées sur un arc de cercle 32 égal au calibre Une enveloppe 40 conte- nant la charge propulsive présente une zone arrière 41 dont le diamètre correspond à celui de l'âme du canon et une partie avant 42 dont le diamètre externe est sensible- ment égale au calibre du canon La partie avant 42 s'étend à partir d'une zone comprenant les saillies 29 jusqu'au voisinage du rebord externe 23 de la surface 22 soumise à la pression des gaz A proximité du fond 44 de l'enveloppe est disposé un élément de centrage 43 supportant radiale- ment le mécanisme de guidage de la stabilisation 15 La partie arrière 41 de l'enveloppe 40 sert à recevoir une charge propulsive 50, alors qu'une chambre 28 s'étendant sur la surface 22 soumise à la pression des gaz jusqu'à une surface interne non représentée plus en détail de la partie avant 42 de l'enveloppe 40 est réservée à une partie 51 de la charge propulsive La partie 50 sert du fait de l'augmentation de l'énergie du tir à augmenter la puissance terminale sur le plan balistique Selon la figure 1, la surface 22 soumise à la pression des gaz est pourvue d'un revêtement d'étanchéité 35 comprenant une lèvre d'étanchéité 35 ' à proximité du rebord externe 23. La figure 2 montre que dans la zone d'un joint 36 (voir figure 8) entre les segments 21 de la surface de propulsion 20 sont disposés des éléments d'étanchéité 38 dans une gorge 37 s'étendant pratiquement du rebord externe 23 jusqu'au rebord interne 24, les éléments d'étanchéité 38 étant adaptés à la gorge 37. Selon la figure 3, la surface de propulsion 20 ne comprend des éléments d'étanchéité 38 que dans une zone avant non représentée plus en détail et contenant le joint, les éléments 38 s'étendant pratiquement de la zone de transition 16 jusqu'à la surface périphérique 33. Le premier exemple de réalisation qui vient d'être décrit suppose qu'une arme à canon prévue pour le tir comprend entre une âme et la partie du canon formant le calibre une zone de transition dont le diamètre interne correspond pratiquement au diamètre externe de la partie 42 de l'enveloppe 40 contenant la charge propulsive Dans ce cas, une surface interne de la partie 42 qui n'est pas représentée plus en détail assure sur la longueur de celle-ci le soutien des saillies radiales 29 de manière à assurer dès le début du tir une sécurité additionnelle de la liaison mécanique entre le projectile volant 10 et la surface de propulsion 20 dans la zone de transition 16. Dans un second exemple de réalisation représenté en coupe sur la figure 4, la surface de propulsion 20 ne comprend dans la zone du rebord interne 24 de la surface 22 soumise à la pression des gaz aucune saillie radiale. Dans la zone des rebords 27 ( 24), elle entoure la périphé- rie de l'élément de pénétration 14 au moyen d'une surface d'adaptation 36 ' ( 36 ") La gorge 37 aménagée dans le joint et destinée à recevoir l'élément d'étanchéité 38 s'étend de la zone de la surface périphérique 33 jusqu'au voisina- ge de la surface d'adaptation 36 " Une bague d'étanchéité 39 ' est disposée au voisinage de cette dernière L'élément d'étanchéité 38 peut être constitué par un matériau intro- duit dans la gorge 37 ou encore par un matériau moulé ou pulvérisé dans cette gorge -La zone terminale de la gorge 37 est fermée partiellement par le joint torique 39 fai- sant saillie sur la surface périphérique 33 Contrairement au premier exemple de réalisation, la surface de soufflage ne présente aucune zone 27 a s'étendant vers l'arrière au-delà du rebord 27 L'élément de pénétration 14 dont la pointe 12 n'est pas représenté peut également traverser un plan circulaire 26 e tendu sur le rebord terminal 26. La figure 5 représente un troisième exemple de réalisa- tion de la munition destinée à une arme à canon, qui comprend une âme élargie en direction axiale et dont la surface périphérique conique correspond à une surface conique 46 ' de l'enveloppe 40 La surface périphérique 33 de la surface de propulsion 20 est entourée lorsqu'elle est chargée par une surface interne non représentée de la paroi du canon. Pour soutenir les extrémités libres 30 des saillies radiales 29 dès le début du tir, on prévoit un organe compensateur circulaire et cylindrique dont le diamètre interne est le même que celui du calibre Il est constitué avantageusement par une pièce agglomérée en matière propul- sive 52 dont le comportement au feu est légèrement plus lent que la charge propulsive 50 et 51 de sorte qu'il puisse remplir lors de la première phase du tir la fonc- tion de soutien qui lui est impartie Dans un exemple de réalisation qui n'est pas représenté, on peut associer- respectivement à chacune des saillies radiales 29 une pièce agglomérée en matière propulsive en forme de rail, d'inertie au feu correspondante. Selon un quatrième exemple de réalisation représenté sur la figure 6, une enveloppe 40 contenant la charge propulsive s'étend axialement le long de la surface de propulsion 22 de manière que l'embouchure 45 de l'envelop- pe entoure le rebord 34 Ceci permet d'apporter au projec- tile volant 10 et à la surface de propulsion 20 une pro- tection optimale contre des dégats lors du stockage, du transport et lors du chargement ou de l'alimentation Son diamètre interne est égal au calibre et elle suppose une âme correspondante du canon de l'arme Les rebords externes ' du mécanisme de guidage de la stabilisation 15 sont entourés par un cylindre circulaire de diamètre égal Cet exemple de réalisation convient en particulier à des armes automatiques Dans une modification non représentée du quatrième exemple de réalisation, la surface de propulsion ne présente pas de saillie radiale 29. Un cinquième exemple de réalisation (figures 7 et 8) se différencie du premier, du troisième et du quatrième essentiellement par un prolongement axial des saillies radiales sous forme de nervures 31 partant du rebord interne 24 et s'étendant sur la surface totale 22 soumise à la pression des gaz jusqu'à son rebord externe 23 Quand la pièce agglomérée propulsive 52 est constituée en plu- sieurs parties pour des raisons de fabrication, elle comprend à l'intérieur des joints 53, et il est recommandé de disposer ces derniers de façon décalée par -rapport aux joints 36 entre les segments 21 de la surface de propul- sion, comme le montre la figure 8. Dans tous les exemples de réalisation représentés et décrits concernant la munition selon l'invention, l'enve- loppe 40 contenant la charge propulsive peut être consti- tuée pour brûler au moins partiellement Dans des enceintes de combat fermées telles que l'intérieur d'une tourelle blindée, l'élimination d'un élément vide demandant de l'espace se révèle comme avantageux. En revenant sur la description et/ou les dessins concernant le second et le quatrième exemples de réalisation, la surface de propulsion respective 20 peut être consti- tuée sans saillies 29 ou nervures 31 radiales, car la liaison mécanique nécessaire entre le projectile 10 et la surface de propulsion 20 dans la zone de transition commu- ne 16 est assurée du fait de la présence des gaz de propul- sion agissant également radialement sur la surface 22 soumise à la pression des gaz Avantageusement, on simpli- fie ainsi non seulement la fabrication, mais on réduit également la masse de la surface de propulsion par rapport à la masse du projectile, ce qui peut être mis à profit en gagnant de l'espace pour augmenter l'espace 28 destiné aux parties additionnelles 51 ou 52 de la charge propulsive et obtenir une énergie de tir plus élevée, ce qui augmente la puissance terminale sur le plan balistique du projectile volant 10. REVENDICATIONS 1 Munition pour armes à canon, comprenant une charge propulsive, un projectile volant sous-calibré stabilisé par ailettes et présentant un rapport important entre sa longueur et son diamètre, et une surface de propulsion largable, laquelle présente une zone de transition constituant une liaison positive avec le projectile jusqu'à son largage à la sortie du canon et une surface arrière soumise à la pression des gaz compre- nant dans la direction du tir et à l'avant du centre de gravité du projectile un rebord externe en forme de cou- ronne essentiellement égal au calibre et un rebord interne établissant un contact enveloppant avec une zone périphé- rique du projectile ainsi qu'une surface avant de souffla- ge pourvue d'un rebord terminal avant qui entoure la surface périphérique du projectile à une certaine distance radiale, la zone de transition s'étendant essentiellement depuis une zone en voisinage étroit et déterminable à l'avance d'un rebord arrière entourant étroitement la surface périphérique du projectile jusqu'au voisinage étroit déterminable à l'avance du rebord interne de la surface soumise à la pression des gaz, caractérisée en ce que: a) la surface de propulsion ( 20) comprend, avec des joints ( 36), un nombre déterminé à l'avance de segments ( 21) selon lesquels elle se disloque en vue du largage, b) la zone des joints ( 36) comprend des moyens d'étan- chéité ( 35, 38, 39, 39 '), c) le rebord externe ( 23) de la surface ( 22) soumise à la pression des gaz est disposée à proximité la plus immédiate en direction axiale du rebord arrière ( 27) de la surface de soufflage ( 26), d) la surface ( 22) soumise à la pression des gaz a un profil continu en partant du rebord externe ( 23) et se rapprochant de la zone périphérique ( 18) du projectile ( 10) et e) un espace ( 28) est prévu audessus de la surface ( 22) soumise à la pression des gaz pour contenir au moins partiellement une partie ( 51) de la charge propulsive ( 50). il 2 Munition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la surface propulsive ( 20) comprend dans le voisina- ge interne ( 24) des saillies radiales ( 29) dont les extrémi- -tés libres ( 30) sont disposées sur un arc de cercle sensiblement égal au calibre. 3 Munition selon la revendication 2, caractérisée en ce que les saillies radiales ( 29) sont constituées sous la forme de nervures ( 31) s'étendant axialement jusque dans la zone du rebord externe ( 23). 4 Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la surface de soufflage ( 25) constitue une poche d'accumulation et s'étend par une zone arrière ( 27 a) en direction axiale jusqu'à l'arrière du rebord ( 27). 5 Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une enveloppe ( 40) pour la charge propulsive, s'étendant axialement au moins jusqu'à proximité du rebord externe ( 23). 6 Munition selon la revendication 25, caractérisée en ce que l'enveloppe ( 40) de la charge propulsive s'étend jusqu'au voisinage du rebord terminal avant ( 26) de la surface de soufflage ( 25). 7 Munition selon l'une quelconque des revendications ou 6, caractérisée en ce que l'enveloppe ( 40) de la charge propulsive peut être au moins partiellement brûlée. 8 Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la partie ( 51) de la charge propulsive ( 50) est constituée au moins partiellement sous forme d'une pièce agglomérée ( 52). 9 Munition selon la revendication 8, caractérisée en ce que la pièce agglomérée ( 52) se présente sous la forme d'un cylindre circulaire dont le diamètre interne est essentiellement égale à celui du calibre.