Brevet FR2538532A1 — publié le 19840629

I C E I N T U R E D E P R Q J E C T I L E L'invention concerne une ceinture de projectile, qui peut être introduite dans une gorge annulaire d'un corps de projectile. La puissance élevée des armes à feu rapides moder- nes et des canons automatiques a une incidence négative sur la durée de vie des tubes d'armes Une contribution considé- rable à l'accroissement de la durée de vie d'un tube d'arme est apportée, du côté munitions, par l'utilisation de maté- riaux appropriés pour les ceintures En raison des tempéra- tures élevées dans l'arme, notamment avec les cadences très élevées et les longues rafales, ainsi que des pressions de gaz élevées avec les poudres-modernes, du fait que la gira- tion est encaissée de façon fiable et qu'on évite la fuite des gaz, des limites sont imposées à la ceinture en ce qui concerne ses matériaux, d'après l'état actuel de la techni- que. Ainsi, par exemple, on connaît d'après DE-A-51 389 et DE-A-30 09 912 des ceintures en fer fritté Ceci présente des avantages techniques de fabrication, car les ceintures annulaires peuvent être fabriquées individuellement par un procédé de moulage D'autre part, le fer fritté convient bien, car il possède de bonnes qualités de glissement, même à des températures relativement élevées. Toutefois, avec les ceintures en fer fritté on ne peut éviter totalement la fuite des gaz. Pour réduire l'usure du canon, il est proposé d'après DE-A-15 78 097 d'ajouter à une ceinture de projec- tile en un matériau fibreux à base d'une matière plastique résistante à la chaleur, à savoir du polytétrafluoroéthylène. Le but de l'invention est, en partant de l'état de la technique, d'améliorer, pour une ceinture de projectile, les propriétés de glissement et en même temps d'assurer une étanchéité améliorée dans le tube de l'arme et une transmis- tion parfaite de la giration, et celà avec une bonne résis- tance à la chaleur. Ce but est atteint avec une ceinture du type préci- té, selon l'invention par le fait que la ceinture est cons- tituée par un matériau composite pour paliers lisses Selon une autre caractéristique de l'invention, le matériau compo- site pour paliers lisses peut être constitué par un matériau support sur lequel est appliquée une couche de glissement La couche de glissement elle-même peut être un corps comprima- ble de structure poreuse et rempli de matière plastique. Dans un autre développement de l'invention, le ma- tériau composite pour paliers lisses peut être constitué par un matériau support sur lequel est fritté une couche métal- lique de glissement poreuse dont les pores ouverts sont rem- plis de matière plastique La couche de glissement sans ma- tière plastique peut être plaquée ou coulée sur le matériau support Le développement de l'invention prévoit de consti- tuer la couche de glissement par de la poudre de bronze. Par ailleurs, la couche de glissement peut être en bronze à l'étain Une réalisation particulièrement avantageuse de la couche de glissement est constituée par la combinaison d'un bronze ayant un pourcentage d'étain de 5 à 20 vol % et un pourcentage de plomb de 0,5 à 50 vol %. Les proportions préférées pour l'étain sont compri- ses entre 5 et 15 vol % et pour le plomb entre 5 et 25 vol %. De plus, selon l'invention, la couche de glissement peut être remplie avec un mélange de polytétrafluoroéthylène, notamment un mélange de PTFE avec 10 à 30 vol % de plomb et/ou d'oxyde de plomb; dans ce cas, la ceinture comporte une couche de couverture en matière plastique recouvrant la surface-d'enveloppe extérieure et constituée de préférence par un mélange de polytétrafluoroéthylène. Les matérlaux qui 5 ont utilisés d Ans la technique des paliers lisses possèdent de bonnes caractéristiques en ce qui concerne la résistance à la chaleur, la résistance au frottement, la solidité, l'étanchéité et la commodité de fabrication Grâce à l'adjonction, conforme à l'invention, de matière plastique, notamment du polytétrafluoroéthylène, les propriétés de glissement et surtout l'étanchéité entre le tube d'arme et la ceinture sont améliorées de façon dé- terminante, ce qui réduit la fuite des gaz et finalement l'érosion A son tour la réduction de l'érosion contribue à augmenter la durée de vie du tube de l'arme. En utilisant le matériau fritté bronze à l'étain, on accro t avantageusement la résistance à la température de la ceinture et on empêche que celle-ci fonde pendant la période d'attente dans le barillet de l'arme avant le coup suivant. Il se produit justement aux cadences élevées et lors de longues rafales des températures extrêmement élevées dans le tube et dans le barillet de l'arme, qui, notamment dans celui-ci, sont transmises à la munition à cause de son temps d'attente à cet endroit Le film de matière plastique se formant sur la surface de la ceinture lors du processus de fabrication contribue en outre à assurer une bonne étan- chéité et une bonne caractéristique de glissement. Dans un autre développement de l'invention, le ma- tériau support peut remplir les dépouilles de la gorge an- nulaire du corps de projectile et avoir un diamètre extérieur suffisamment inférieur au calibre du projectile pour ne pas être entaillé par les filets des rayures du tube d'arme. On évite ainsi de façon efficace que la ceinture se détache du projectile pendant la rotation en raison des for- ces centrifuges et que la couche de glissement soit séparée 2538532- du matériau support Dans ce but, la couche de glissement peut avoir une épaisaeur de 0,5 à 2 im. Les deux extrémités jointives de la ceinture annul- laire peuvent, dans un développement particulier de l'inven- tion, être reliées ensemble par coopération de formes ou par action de forces La liaison par coopération de formes peut être constituée par un tenon qui pénètre dans un évidement correspondant de l'autre extrémité de la ceinture Dans un développement de l'invention, le tenon peut avoir une forme de queue d'aronde ou de marteau Dans une réalisation par- ticulièrement avantageuse, il peut avoir une forme sensible- ment circulaire et présenter des échancrures à la transition avec la ceinture Dans le cas o la ceinture est réalisée avec les caractéristiques de l'invention qui ont été men- tionnées, les dépouilles dans la gorge annulaire du corps du projectile peuvent être supprimées, étant donné que la ceinture est retenue par la liaison par tenons et qu'on empêche de façon efficace qu'elle saute sous l'effet de la force centrifuge. De plus, la ceinture peut comporter sur sa surface annulaire intérieure tournée vers le fond de la gorge annu- laire et/ou-sur ses surfaces frontales un profil qui empê- cire que la ceinture n'effectue un mouvement relatif ou ne glisse sur le corps du projectile. On peut prévoir dans la gorge annulaire du pro- jectile un profil en plus, ou à la place du profil at Dliqué sur la ceinture. Selon la réalisation de ces profils, la ceinture peut être appliquée par pression ou enroulée sur le pro- jectile. Sur les bords frontaux de la ceinture peuvent être façonnés, pour transmettre de façon fiable la giration entre la ceinture et le projectile, un ou plusieurs boutons d'entraînement qui pénètrent, en affleurant au même niveau, dans des évidements correspondants dans la gorge annulaire du projectile Pour assurer l'entraînement en rotation, la ceinture subit d'autres développements conformes à l'inven- tion, par le fait qu'elle est munie d'un dos introduit dans -la gorge annulaire du projectile, considérablement élargi par rapport à l'élément de guidage proprement dit Ce dos est essentiellement constitué par le matériau support Le matériau support, ou le dos, peuvent être reliés au corps du projectile par brasage, soudage, ou collage Le dos, ou le matériau support, qui dépasse de chaque côté de l'élément de guidage, ou de la couche de glissement, peut avoir un dia- mètre plus petit que l'enveloppe du projectile; dans ce cas, les épaulements ainsi formés sur la ceinture peuvent être tenus pas des éléments de fixation sur le fond de la gorge annulaire du projectile Les éléments annulaires peu- vent être des bandes appliquées par pression, des bandes de matière plastique moulées par injection ou des cordons de soudure ou de brasage circulaires. Dans l'ensemble, la réalisation de la ceinture selon l'invention permet d'obtenir les avantages suivants et d'assurer les fonctions suivantes transmission parfaite de la giration du tube d'arme au projectile, minimalisation de l'usure thermique du tube d'arme, résistance chimique aux gaz de poudre chauds, suppression des dépôts de matière dans le tube d'arme, résistance aux contraintes due à la chaleur lors du passage dans le tube, minimalisation de l'usure mécanique du tube d'ar- me grâce à un bon effet de glissement et de lu- brification, suppression des éclatements, résistance aux contraintes due à la chaleur dans la chambre de mise à feu chaude (barillet de l'arme), écoulement sans obstacle de-l'air lors de la tra- jectoire balistique, et suppression de la formation de copeaux ou de bar- bules gênant le passage du projectile dans le tube et son parcours balistique. Des exemplesde l'invention sont représentés sur le dessin, sur lequel la figure I représente un projectile avec une ceinture, partiellement en coupe, la figure 2 représente la ceinture de la figure I à grande échelle et en coupe, la figure 3 représente une ceinture d'un autre type en coupe, la figure 4 est une vue de dessus de la ceinture selon la flèche IV de la figure 3, la figure 5 est une coupe à travers le corps du projectile avec la ceinture, selon la ligne V-V de la figure 3, la figure 6 montre en vue de dessus un autre ty- pe de liaison par des extrémités de la ceinture, la figure 7 représente une ceinture avec un dos élargi et des éléments de fixation, en coupe. Dans la partie postérieure 2 d'un corps de projec- tile 1 se trouve une gorge annulaire 3 avec des dépouilles 4 dans lesquelles est entrée à force une ceinture 5 en un ma- tériau composite pour paliers lisses Le matériau composite est constitué par deux couches, dont la couche inférieure est le matériau support 6 en acier, laiton, aluminium ou al- liages appropriés, tandis que la couche supérieure est la couche de glissement 7, par exemple en poudre bronze à l'é- tain, appliquée sur le matériau support 6 La couche de glissement appliquée 7 est remplie d'un mélange de polyté- trafluoroéthylène 8 Cette structure de couches spéciale et la couche de couverture extérieure en matière plastique 15, qui peut être réalisée par exemple par un procédé de lamina- ge, ont une influence déterminante sur la durée de vie du tube d'arme En outre, la résistance à la chaleur de ces ceintures est meilleure que celle des ceintures en matière plastique, par exemple - Pour pouvoir appliquer sur le corps du projectile des ceintures en matériau de paliers lisses selon la tech- nique habituelle pour des ceintures en fer fritté, il est souhaitable que les indices de dureté du matériau support soient aussi proches que possible des indices du fer fritté - Ainsi, la ceinture en matériau de paliers lisses est d'uti- lisation universelle, c'est-à-dire pour des projectiles dont les enveloppes sont en matériaux variés, tels qu'acier, alu- minium et autres. Les exigences de -dureté s'adressent en premier lieu à la compressibilité du matériau support La dureté de la couche frittée peut, pour cette raison, être beaucoup plus élevée que pour une ceinture en fer fritte, la couche frit- tée, ou couche de glissement 7 devant être adaptée à chaque système individuellement en ce qui concerne les spécifica- tions de dureté. Lors du choix de l'épaisseur de la couche de glis- sement 7, il faut s'assurer que, lors du passage du projec- tile dans le tube, les filets des rayures du tube d'arme restent dans la couche de glissement 7 et ne mordent pas dans le matériau support 6 Pour cette raison, le diamètre de la couche de glissement 7 doit toujours être inférieur au calibre du projectile L'épaisseur du matériau support 6 dépend de la profondeur de la gorge annulaire 3 dans le corps de projectile 2. Le contour extérieur de la ceinture selon l'inven- tion est déterminé en fonction des caractéristiques du maté- riau en ce qui concerne l'étanchéité et la solidité Grâce aux caractéristiques de cette invention, on évite le cisaillement de la ceinture lors de son passage dans le tube et la fuite des gaz entre le ceinture 5 et la paroi intérieu- re du tube d'arme Le compactage du matériau permet d'obtenir la dureté nécessaire et la géométrie finale de la ceinture 5 *sans que le corps de projectile 1, 2 soit endommagé A l'état définitif, le matériau support 6 remplit complètement les dépouilles 4 et assure ainsi un positionnement solide même dans le cas des forces centrifuges élevées qui se produisent avec les vitesses de rotation très élevées du projectile. Dans la ceinture 5 1 selon les figures 3, 4 et 5, le matériau support 6 1 comporte sur sa surface annulaire intérieure 9 tournée vers le fond 3 1 lde la gorge annulaire, des profils 10 qui peuvent avoir la formede dents ou de mo- letages. Lorsqu'on applique par pression la ceinture 5 1 sur le corps du projectile,-les profils pénètrent dans le fond de la gorge annulaire 3 1 et s'y accrochent, ce qui évite un glissement entre la ceinture et le corps du projectile pen- dant la transmission de la giratious Du fait que les deux extrémités jointives 11,12 de la ceinture 5 1 sont reliées au moyen d'un tenon 13, par exemple de forme circulaire, qui pénètre dans un évidement correspondant 14, les dépouilles 4 dans la gorge annulaire 3 peuvent être supprimées La cein- ture 5 1 est tenue de façon fiable par la liaison par tenons, même dans le cas de très grandes forces centrifuges Le te- non 13 comporte à la transition avec l'extrémité Il de la ceinture des échancrures 20 pour éviter à cet endroit un ar- rachement lors de l'apparition de grandes forces A la place d'un tenon 13 sensiblement circulaire, on peut également prévoir un autre type de tenon, par exemple, un tenon 13 1 en forme de queue d'aronde ou en forme de marteau selon la figure 6 Les deux extrémités Il et 12 de la ceinture réa- lisées en forme de marteau pénètrent l'une dans l'autre et empêchent que la ceinture saute dans le cas de grandes for- ces centrifuges. Dans la surface latérale de la gorge annulaire du projectile, on peut ménager, selon la figure 4, un ou plu- sieurs évidements 16 dans lesquels pénètre un bouton l'en- traînement 17 de la ceinture réalisée de façon correspondan- te Ces évidements 16 peuvent être prévus sur un côté ou sur les deux, de préférence en plusieurs endroits sur la péri- phérie du projectile On obtient ainsi une transmission par- faite de la giration. Selon la figure 7, pour obtenir une transmission fiable de la giration, la ceinture 5 est équipée d'un ma- tériau support ou dos 6 2 élargi de chaque côté par rapport à la couche de glissement, lequel est introduit dans la gorge annulaire du projectile Aux deux extrémités dépassant au-delà de la couche de glissement, le dos 6 2 a un diamètre plus petit que le corps de projectile 1 Les épaulements 18 qui en résultent sont maintenus par des éléments de fixa- tion 19 sur le fond 3 2 de la gorge annulaire du projectile. Ces éléments de fixation 19 peuvent être des anneaux métal- liques appliqués par pression ou des anneaux de matière plastique moulés par injection Comme éléments de fixation l'invention prévoit également à cet endroit des cordons de brasage ou de soudure. Lao R E V E N D I CA T I O N S 1 Ceinture pour projectile, qui peut être introduite dans une gorge annulaire du corps du projectile et est, pour l'essentiel, constituée par un matériau compo- site pour paliers lisses, constitué par un matériau support sur lequel est appliquée une couche de glissement constituée par un corps de structure poreuse et rempli de matière plas- tique, caractérisée par le fait que la couche de glissement ( 7) comprimable, plaquée ou, au choix, coulée sur le maté- riau support ( 6,6 1, 6 2) du matériau composite pour paliers lisses, est métallique, qu'elle comporte des pores remplis de matière plastique ( 8) et est munie d'une couche de cou- verture synthétique ( 15) en un polytétrafluroéthylène re- couvrant la surface latérale extérieure, le matériau support ( 6, 6 1, 6 2) ayant un diamètre extérieur suffisamment infé- rieur au calibre du projectile pour ne pas être entaillé par les filets de rayures du tube d'arme. 2 Ceinture selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la couche de glissement ( 7) est constituée par une poudre de bronze. 3 Ceinture selon la revendication 1, caractériséepar le fait que la couche de glissement ( 7) est constituée de bronze à l'étain. 4 Ceinture selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la couche de glissement ( 7) est constituée par un bronze à l'étain ayant 5 à 20 vol % d'étain et une addition de 0,5 à 50 vol % de plomb. Ceinture selon l'ensemble des revendica- tions 1 à 4, caractérisée par le fait que la couche de glis- sement ( 7) est remplie d'un mélange de polytétrafluoroéthy- lène ( 8). 6 Ceinture selon la revendication 5, caractérisée par le fait qu'on ajoute au mélange de polyté- trafluoroéthylène ( 8) 10 à 30 vol % de plomb et/ou d'oxyde de plomb. 7 Ceinture selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée par le fait que la couche de glissement ( 7) a une épaisseur de 0,5 à 2 mm. 8 Ceinture selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le matériau support ( 6) remplit les dépouilles ( 4) de la gorge annulaire ( 3) du corps de projectile ( 1). 9 Ceinture selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée -par le fait que les deux extrémités jointives ( 11, 11 1 et 12, 12 1) de la cein- ture annulaire ( 5, 5 1) sont reliées -ensemble par coopéra- tion de formes ou mécaniquement. Ceinture selon la revendication 9, caractérisée par le fait que la coopération de formes est réalisée par un tenon ( 13, 13 1) qui pénètre dans un évide- ment correspondant ( 14, 14 1). 11 Ceinture selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le tenon ( 13) a la forme d'une queue d'aronde. 12 Ceinture selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le tenon ( 13) est de forme cir- culaire et comporte des échancrures ( 20) à la transition avec la ceinture ( 5 1). 13 Ceinture selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le tenon ( 13 1) a sensiblement une forme de marteau et pénètre dans une contrepièce ( 14 1). 253 532 14 Ceinture selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée par le fait qu'on pré- voit un profil ( 10) sur sa surface annulaire intérieure tour- née vers le fond de la gorge annulaire ( 3 1) et/ou sur les surfaces frontales de la ceinture ( 5, 5 1). Ceinture selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée par le fait qu'on pré- voit sur un côté ou sur les deux côtés de ses arêtes frontales des boutons d'entraînement moulés ( 17), qui pénètrent dans des évidements ( 16) de la gorge annulaire du projectile. 16 Ceinture selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée par le fait que la ceinture ( 5) est munie d'un dos ( 6 2) notablement élargi par rapport à l'élément de guidage proprement dit et situé à l'intérieur de la gorge annulaire ( 3 2). 17 Ceinture selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée par le fait que le ma- tériau support est relié au corps du projectile par brasage ou soudure. 18 Ceinture selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée par le fait que le ma- tériau support est relié au corps du projectile par collage. 19 Ceinture selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisée par le fait que le dos ( 6 2) dépassant de chaque côté de l'élément de guidage ( 7) a un diamètre plus petit que l'enveloppe du projectile, et que les épaulements ( 18) ainsi formés sont tenus par des éléments de fixation ( 19) sur le fond de la gorge annulaire du projectile.