Brevet FR2537714A1 — publié le 19840615

Les obus sous-calibrés de petit calibre et de masse élevée, qui sont tirés avec une vitesse initiale élevée par des bouches à feu à canon lisse, ont une grande puissance de perforation, ce qui constitue un avantage, en particulier dans le combat antichar. Afin que la puissance de l'arme, prédéterminée par des lois de balistique intérieure, puisse être convertie en l'énergie cinéti- que des projectiles, en dépit de la section réduite de ceux-ci, on utilise des guide-obus à sabot de propulsion oui guident l'obus en Dosition centrée pendant la phase de balistique intérieure et qui se détachent de l'obus après avoir quitté le canon Leur Fonc- tion est comparable à celle d'un piston Des guide-obus à sabot de propulsion connus sont faits de métal léger et/ou de matière plastique. On a constaté que de tels guide-obus à sabot de propulsion sont à l'origine, dans des canons lisses de bouches à feu, d'une usure dont l'importance n'était pas prévisible Bn outre, les projectiles s'éparpillent beaucoup plus qu'on ne pourrait s'y attendre, eu égard à leur bonne exécution, à leurs bonnes toléran- ces de dimensionnement et à la longueur des tubes Sur la paroi interne des canons, on a observé des images typiques de lignes de soudure à froid et de sillons plats en galette, produites par des éléments de métal léger, ces traces étant particulièrement nuisi- bles à la précision de tir lorsqu'elles sont situées dans la dernière partie du canon avant la bouche. -Dans le but de limiter au maximum les mouvements oscillants du guide-obus, qui pourraient être responsables de ces endomnage- ments, on s'est efforcé de leur donner des surfaces de guidage séparées les unes des autres par la plus grande distance possible en direction axiale Cela a abouti à un modèle de guide-obus à sabot de propulsion comportant un sabot de propulsion postérieur dont la circonférence doit s'appliquer de manière étanche sur le canon lisse de la bouche àcfeu, et un collet de guidage antérieur qui assure le guidage en coopérant avec le canon. Entre le sabot de propulsion et le collet de guidage se trouve un espace vide qui entoure le guide-obus et qui est fermé de manière pratiquement étanche par le canon Vers l'avant, le collet de guidage est évidé en forme de cloche; s'il en est ainsi, c'est d'une part pour que la surface périphérique de ce collet, qui coopère avec le canon pour assurer le guidage, soit déplacée aussi loin que possible vers l'avant et, d'autre part, pour que la séparation du guide-obus, réalisé en plusieurs par- ties, d'avec le projectile après avoir quitté le canon soit facilité aérodynamiquement. Mais les auteurs de l'invention ont constaté que cette forme de réalisation a aussi pour inconvénient que la pression de la colonne d'air comprimée dans le canon en avant du projectile lors du départ du coup élargit le collet de guidage en forme de cloche et le presse contre le canon, ce qui peut se traduire par une déformation plastique, un gauchissement ou des oscillations. Dans les cas sévères, ce serrage donne lieu à des lignes de soudu- re à froid dans le canon et, par suite, a une usure prématurée de celui-ci par destruction partielle de la chemise. L'invention a donc pour but de procurer un guide-obus à sabot de propulsion qui, tout en assurant un bon guidage et une bonne précision de tir, rende possible une moindre usure du tube. La solution proposée par l'invention consiste en ce que le pourtour du collet de:uidage est réalisé sous forme de coussinet gazeux dynamique qui présente une poche de retenue ouverte vers l'avant et une fente portante en communication avec l'espace vide. En d'autres termes, l'idée de l'invention consiste en ce que la différence de pression entre la colonne d'air qui est comprimée dans le tube en avant du projectile et l'espace vide compris entre le sabot de propulsion postérieur et le collet de guidage antée- rieur du guide-obus est utilisée pour une fonction de coussinet gazeux dans la région du collet de guidage antérieur du guide- obus. les coussinets gazeux aérodynamiques sont connus en soi dans le domaine du montage à rotation Les éléments du coussinet se composent d'une poche de retenue qui s'ouvre dans la direction du mouvement et d'une fente portante qui lui fait suite vers l'arrière Le gaz, comprimé sous l'effet de la pression dynamique dans la poche de retenue, produit, dans la région de la fente portante, une pression qui absorbe les forces s'exerçant sur le palier La poche de retenue peut avoir une forme qui s'amincit en coin, de telle manière que la pression croisse en direction de la fente portante. La poche de retenue se compose opportunément d'un grand nombre d'alvéoles de retenue De cette manière, un amincissement en forme de coin peut être obtenu, non seulement entre la surface du canon et la surface limite de la poche de retenue dirigée vers celui-ci, mais aussi par amincissement en forme de coin des saillies qui séparent les uns dés autres les différents alvé- oles de la poche de retenue En outre, la subdivision de la poche de retenue en alvéoles a pour avantage de s'opposer à une compensa- tion de pression dans la direction circonférentielle et, par suite, à la tendance aux oscillations D'après l'invention, les alvéoles de la poche de retenue forment tout autour un dessin en losange ou en toit en batière se resserrant en forme de coin. Afin que l'efficacité du coussinet gazeux soit assurée pen- dant toute la phase de balistique intérieure, il faut que la pression dans l'espace vide situé en arrière du collet de guidage du guide-obus soit toujours plus faible que la pression dynamique en avant du projectile Cela peut 8 âtie obtenu par un dimensionne- ment approprié de la poche de retenue et un calcul convenable de la qualité d'étanchéité du sabot de propulsion Par ailleurs, il est opportun à cet égard que les éléments qui constituent le guide-obus soient assemblés de manière imperméable à l'air. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les incon- vénients évoqués ci-dessus de la forme de cloche du collet de guidage en ce qui concerne le guidage du projectile sont évités si le collet présente tout autour, sur sa surface frontale, un bombement vers l'avant Ce bombement vers l'avant peut avoir une force telle que l'effet de séparation d'avec le projective soit certes maintenu par une région concave du collet de guidage à l'intérieur, mais qu'il soit en même temps formé, à l'extérieur, une surface sur laquelle la pression dynamique peut exercer, à l'intérieur du canon, une force dirigée radialement vers l'inté- rieur qui s'oppose à la composante de force dirigée vers l'exté- rieur, provenant de la partie concave, et empêche ainsi un élar- gissement du collet de guidage Sur son côté arrière, le collet de guidage peut avoir une forme concave correspondant au bombe- ment vers l'avant, ce qui se traduit par une augmentation du volume de l'espace vide. Aflin de prévenir davantage encore le risque de soudure à froid entre le guide-obus et le canon, la partie -périphérique du collet de guidage qui forme la fente portante peut être faite, pour une part essentielle, d'une matière synthétique résistante à la chaleur, en particulier d'un polyhydrocarbure fluoré tel que le PTFE La région de la poche de retenue peut être également faite d'une matière de ce genre La fabrieation de la région de la poche de retenue ou de la fente portante en matière synthétique offre en outre la possibilité avantageuse de réaliser cettepartie du collet de guidage sous la forme d'une manchette qui maintient l'intégrité du guide-obus formé de plusieurs parties jusqu'à ce qu'il quitte le canon, manchette dont la résistance est calculée de telle manière qu'elle libère les élémrents du guide-obus après que celui-ci a quitté le canon Cette libération peut s'effectuer par déchiquetage de la manchette. Une garniture d'étanchéité est prévue avantageusement à la périphérie du sabot de propulsion, afin d'obtenir une étanchéité aux gaz aussi élevée que possible entre la chambre à poudre et l'espace vide qui s'étend tout autour du guide-obus Cette garni- ture d'étanchéité peut être constituée par une bague de matière plastique. Le guide-obus dans sa totalité peut être également fabriqué essentiellement en matière plastique, la résistance mécanique nécessaire étant assurée le cas échéant par des armatures en métal ou en d'autres matières. L'invention est ci-après expliquée de façon plus détaillée, en référence aux dessins annexés qui représentent des exemples de réalisation avantageux. La fig 1 est une vue en coupe longitudinale. Les fig 2, 3 et 4 sont des vues radiales partielles de la surface périphérique du collet de, guidageo La fig 5 est une vue partielle en coupe longitudinale de la région périphérique du collet de guidage. Sur la fig 1, on reconnalt, à l'intérieur du canon lisse 1 de la bouche à feu, l'obus 2 dont le diamètre est nettement plus petit que celui du canon et'qui, pour cette raison, est guidé dans le guide-obus 3 L'obus, réalisé par exemple sous forme de projectile à noyau dur, doit être accéléré dans le canon à 1500 m/s ou plus et il doit voler vers la cible sans le guide-obus. Le guide-obus est donc réalisé, de façon connue en soi (non représentée sur le dessin), en plusieurs parties, de telle manière que l'obus soit dégagé de son enveloppe après avoir quitté le canon. Dans la moitié supérieure de la fig 1 est représenté 'un mo- dèle de guide-obus 4 qui appartient à l'état actuel de la techni- que et qui est fait en général de métal léger Il présente, dans Sa région postérieure, un élargissement radial qui constitue avec la manchette 5 le sabot de propulsion et qui remplit des fonctions de guidage et d'étanchéité par son pourtour 6 muni de rainures circonférentielles A ce sabot fait suite, vers l'avant, un espace vide 7 qui sert à réduire le poids Dans la région antérieure se trouve le collet de guidage 8 en forme de cloche, sur le pourtour duquel peuvent être prévues des rainures circonférentiel- les 10, des bagues de guidage en matière plastique ou similaires, Son évidement 9 en forme de cloche est à l'origine des forces aérodynamiques qui dégagent l'obus 2 de son enveloppe après qu'il a quitté le canon De guide-obus est fixé solidement au projec- tile 2 par une denture 11. Si l'on considère cette forme de réalisation, on peut faci- lement comprendre que la pression dynamique Ps, qui agit en avant de l'obus, peut donner lieu à un élargissement du collet de guidage 8, à une déformation plastique, à un gauchissement ou, le cas échéant, à des oscillations, qui peuvent avoir pour consé- quence des efforts intenses dans l'interface de frottement entre la périphérie du collet de guidage 8 et le canon. Dans le modèle suivant l'invention, qui est représenté à la partie inférieure de la fig 1, on a évité la forme en cloche du collet de guidage 8 et on a choisi à la place une section de forme bombée vers l'avant en bourrelet De la sorte, la pression dyna- mique ne peut plus presser le collet de guidage contre la paroi interne du canon et, au lieu de cela, les forces dirigées radia- lement vers l'extérieur et vers l'intérieur qui agissent sur la surface frontale du collet 8 se neutralisent mutuellement Vers 1 'itérie Ure il est prévu un léger creux qui donne au collet Sa forme concentrique de bourrelet en VO Les dimensions de la p Artie interie conique-concave de la surface frontale du collet de guidage et celles de sa partie extere en forme de c 8 ne opposé peuvent être facilement adaptées entre elles de telle manière que, d'une part, la neutralisation mentionnée des forces radiale s'effectue et que, d'autre part, les forces aerodynamiques nécessaires pour dégager l'obus de son enveloppe soient néanmoins produites. Sur le côté arrière du collet de guidage, le contour en coupe se répète, dans le sens d'une augmentation du volume de l'espace vide 7. A la périphérie du collet de guidage 8 se trouve un-modèle 12, 13 de coussinet d'air linéaire à poche de retenue, qui se compose d'mune poche de retenue 12 située en avant et se resserrant en forme de coin vers l'arrière, et d'une fente portante 13 qui lui fait suite vers l'arrière L'air qui est comprimé en avant du projectile lors du tir de celui-ci subit une compression sup- plémentaire dans la poche de retenue convergente 12 et s'écoule 2537 y 14 dans l'espace vide 7 en traversant la fente portante 13 o U il produit une forte surpression Dans ces conditions, la pression dans l'espace vide 7 s'élève progressivement Cette surpression croissante est favorable au guidage du projectile, par le fait que désormais, les parties formant gaine du guide-obus, dans la région 14, sont pressées de plus en plus fortement contre le projectile jusqu'à la bouche, c'est-à-dire jusqu'à ce que ce dernier quitte le canon, ce qui contribue au centrage de l'obus. Grâce à l'effet décrit, le coussinet à poche de retenue assure un guidage et un centrage sans frottement des éléments en mouve- ment dans le canon. Des exemples de modèles de poche de retenue sont représentés sur les fig 2, 3 et 4 Dans l'exemple de la fig 2, la poche de retenue 12 est subdivisée en alvéoles 15 par des nervures axiales 18 Dans ces alvéoles qui, comme le montre la fig 5, se rappro- chent d'avant en arrière de la surface intérieure 1 du canon en forme de coin, une partie de l'air retenu subit une compres- sion supplémentaire en raison du taux d'ouverture par rapport à la largeur de la fente portante 13 Dans la région de la fente portante se forme la pellicule portante d'air sous haute pression qui centre l'élément dans sa totalité et qui passe ensuite dans l'espace vide 7 La séparation des différents alvéoles 15 de la *poche de retenue par les nervures 18 assure une formation unifor- me de la pellicule portante et s'oppose ainsi aux oscillations. Dans l'exemple illustré par la fig 3, les surfaces des nervures 19 sont considérablement augmentées et elles_, sont délimitées latéralement par des arêtes obliques, d'o-h il résulte que la section des alvéoles 21 de la poche de retenue est réduite fortement daie le sens de l'écoulement par leur tracé. La dimension des surfaces 20 qui délimitent la fente portante est augmentée dans le sens de l'écoulement Le tracé triangulaire des surfaces 19 des nervures donne lieu à une compression plus forte dans la région de la poche de retenue et, par suite, à une amé- lioration supplémentaire de la pellicule de gaz portante pour une moindre consommation de gaz La consommation de gaz résulte de la pression et de la largeur de la fente portante, ainsi que de la capacité de l'espace vide 7. Le mode d'exécution de la fig 4 ressemble à celui de la fig 3, mais il est un peu plus fin, par le fait que les nervures 22 sont un peu plus sveltes et que, par contre, les alvéoles 23 de la poche de retenue sont en nombre plus grand sur la périphérie, ce qui se traduit par un centrage encore plus rigoureux dans les pre- miers 10 à 20 % du trajet parcouru dans le canon. IL est manifeste que d'autres variantes encore des exécutions représentéessont possibles. La région périphérique 12, 13 du collet de guidage 8 peut 8 tre fabriquée en une matière appropriée, suffisamment résistante à la température et ayant un coefficient de frottement propice, par exemple en une matière plastique appropriée, qui est préfa- briquée sous forme de bande pour constituer une manchette et est placée autour des éléments constituant le guide-obus. A la périphérie du sabot de propulsion 3, on cherche à obtenir une étanchéité aussi parfaite que possible, ce qui peut être obtenu par des moyens de construction éprouvés, par exemple en donnant à la mamnchette 5 la forme de lèvres. Non seulement l'usure du canon est réduite par le mode de guidage suivant l'invention, mais le centrage et, par suite, la précision du tir sont améliorés. De préférence, l'espace vide 7 a une longueur supérieure à un calibre. REVEIDICATIONS 1 Guide-obus à sabot de propulsion, comportant un sabot de pro- pulsion postérieur ( 4), destiné à s'appliquer de manière étanche sur le canon lisse ( 1)d'unebouche à feu, et un collet de guidage ( 8) antérieur circonférentiel, destiné à coopérer avec le canon pour guider le projectile, un espace vide circonférentiel ( 7) étant compris entre le sabot de propulsion et le collet et fermé de manière pratiquement hermétique par le canon, caractérisé en ce que le pourtour du collet de guidage ( 8) est réalisé sous la forme d'un coussinet gazeux qui présente une poche de retenue ( 12) ouverte vers l'avant et une fente portante ( 13) qui est en communication vers l'arrière avec l'espace vide ( 7). 2 Guide-obus à sabot de propulsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poche de retenue ( 12) est subdivisée en multiples alvéoles de retenue ( 15, 21, 23). 3 Guide-obus à sabot de propulsion selon la revendication 2, caractérisé en ce que les alvéoles de la poche de retenue ( 21, 23) sont formés par un modèle circonférentiel en losange ou en toit en batière se resserrant en côneo A Guide-obus à sabot de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fente portante ( 13) du coussinet gazeux et le degré d'étanchéité du sabot de propulsion ( 3) sont dimensionnés de telle manière que pendant la phase de départ du coup, l'espace vide ( 7) présente une pression plus faible que la colonne d'air qui se trouve dans le canon en avant du projectile. Guide-obus à sabot de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce-qau'il est réalisé en plusieurs parties et en ce que ses différentes parties sont t O assemblées de manière pratiquement étanche à l'air. 6 Guide-obus à sabot de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la Surface frontale du collet de guidage 8 présente un bombement circoniférentiel vers l'avant. 7 Guide-obus à sabot de propulsion selon la revendication 6, caractérisé en ce que du côté arrière, le collet de guidage ( 8) a une forme concave qui correspond au bombement vers l'avant. 8 Guide-obus à sabot de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie périphéri- que du collet de guidage ( 8) qui forme la fente portante ( 13) est faite, pour une part essentielle, d'une matière plastique résistante à la chaleur, en particulier un polyhydrocarbure fluo- re. 2 Guide-obus à sabot de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la partie périphéri- que du collet de guidage ( 8) qui forme la région de la poche de retenue ( 12) est également faite, pour une part essentielle, d'une matière plastique résistante à la chaleur, en particulier un polyhydrocarbure fluoré. Guide-obus à sabot de propulsion selon l'une quelccnque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la partie périphéri- que du collet de guidage ( 8) qui forme la fente portante ( 13) et/ ou la réSion de la poche de retenue ( 12) est réalisée sous la forme d'une manchette qui maintient l'intégrité du guide-obus, formé de plusieurs parties, jusqu'à ce que celui-ci ait quitté le canon et dont la résistance est choisie de telle manière qu'elle libère les différentes parties du guide-obus après que ce dernier a quitté le canon. 11 Guide-obus à sabot de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le pourtour du sabot de propulsion ( 3) est muni d'une garniture d'étanchéité ( 6). 12 Guide-obus à sabot de propulsion selon la revemdication 11, caractérisé en ce que la garniture d'étanchéité ( 6) est constituée par une bague de matière plastique. 13 Guide-obus à sabot de propulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il est fait essen- tiellement de matière plastique dans sa totalité