Brevet FR2564188A1 — publié le 19851115

Charqepropulsive pour armes de gros calibre. La présente invention concerne une charge propul- sive pour arme de gros calibre comportant des éléments d'allumage disposés avec la charge propulsive dans une cartouche combustible, la cartouche comportant, du côté de l'allumage, un cône, un tube central perforé et une chambre annulaire pour la charge propulsive. On connait, par la DE-A 31 13 406, une cartouche en carton combustible. Cette cartouche comporte, du côté de l'allumage, un entonnoir-récepteur du flux d'allumage. Celui-ci contient une charge de poudre noire. Il est suivi immédiatement par un tube central perforé tout autour duquel la charge propulsive est placée dans la cartouche. Une charge de transmission et une charge amplificatrice sont placées dans le tube central lui-même. Dans le cas d'un décentrage de la cartouche dans la chambre de charge d'une arme, l'entonnoir-récepteur du flux d'allumage garantit que celui-ci touche la face intérieure de la paroi de l'entonnoir-récepteur et la charge auxiliaire à initier. En raison de la charge auxiliaire placée dans ledit entonnoir, la cartouche n'est cependant pas résis- tante à l'environnement dans une mesure suffisante. La charge auxiliaire nuit à la sécurité de stockage de la cartouche, en présence de particules enflammées voletant de toutes parts. En outre, la cartouche n'est pas protégée contre les chocs et l'humidité, lorsque la charge auxi- liaire est ainsi disposée. La présente invention a pour objet une charge propulsive protégée contre les contraintes de l'environ- nement et pouvant être allumée indépendamment de la densité de charge dans la chambre de charge d'une arme. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, la cartouche comporte, entre le tube central et la chambre annulaire, une chambre à haute pression, et des éléments d'allumage de la charge propulsive, sensibles aux parti- cules chaudes, sont placés dans la chambre à haute pression. 2 2564188 Grâce à cette mesure, les charges auxiliaires de la cartouche se trouvent complètement à l'intérieur de la cartouche, de sorte que celle-ci est protégée contre les particules enflammées, par des moyens supplémentaires éventuels tels que des feuilles perforables. Même des contraintes d'impact ou les effets de l'humidité ne nuisent pas à la capacité de fonctionnement de la charge propulsive. La cartouche peut être initiée indépendamment de sa distance à la culasse. L'adaptation à différentes portées est effectuée par le nombre de cartouches devant être introduites dans la chambre de charge de l'arme. Les éléments d'allumage présents dans la chambre à haute pression allument alors, non seulement la charge propul- sive de la première cartouche, mais également les éléments d'allumage de la seconde cartouche. Il se produit alors une réaction en chaîne, selon le nombre de cartouches. La chambre à haute pression garantit l'allumage reproductiblede la charge propulsive, en raison de la pression gazeuse qui règne dans cette chambre. Puisque la chambre à haute pression présente un volume constant, ladite reproductibilité est indépendante de la distance de la cartouche à la cartouche d'allumage placée dans la culasse. Cette distance est seulement un critère d'ini- tiabilité de l'élément d'allumage. Cet élément d'allumage, en forme de couche pyrotechnique, doit être sélectionné en conséquence, en ce qui concerne son inflammabilité. D'autres perfectionnements de l'invention peuvent être envisages. Ainsi, si une plaque de déviation combus- tible contenant de la -nitro cellulose est fixée dans le tube central, les particules chaudes de la cartouche d'allumage sont déviées de la direction axiale dans la direction radiale, donc dirigées par les trous du tube central, dans la chambre à haute pression pour allumer les éléments d'allumage. Dans le cas o une autre cartouche est placée dans la chambre de charge d'une arme, les particules chaudes qui sortent de la chambre à haute pression, sont empêchées de refluer à l'intérieur du tube central. Par suite, en rapport avec la capacité d'inflammation de ces particules chaudes, il existe un volume délimité vers l'arrière, de sorte que l'intensité des particules chaudes à travers le reste du volume de la chambre de charge pro- pulsive postérieure n'est pas limitée. On peut envisager, dans le cas d'une charge pro- pulsive compacte, de placer la couche pyrotechnique direc- tement sur celle-ci. Si la charge propulsive est meuble, la couche pyrotechnique est placée sur une paroi de sépa- ration constituée par du carton renfermant de la niro- cellulose. Cela garantit une propagation de l'allumage à la charge propulsive directe et sur une surface impor- tante. Lorsque des anneaux pyrotechniques constitues par des matières engendrant un gaz riche en particules, telles que de l'oxyde de fer, un alliage de zirconium et de nickel, sont places avant la chambre à haute pression dans la zone d'écoulement des émanations de gaz d'inflam- mation, cela améliore considérablement l'allumage de la charge propulsive et la propagation de l'allumage à une cartouche suivante. Lorsque la plaque de déviation est placée à peu près à mi-longueur de la charge propulsive et que la cartouche à une forme géométrique et une structure symétrique, donc présentant une symétrie plane, avec le ) tube central, les cônes bilatéraux et avec éventuellement des anneaux pyrotechniques, on est en présence d'un module adapté à l'enveloppe. Cela simplifie non seulement la fabrication, mais également la manipulation du module, ce qui économise beaucoup de frais et de temps. Les cônes placés des deux côtés du tube central centrent le flux de 4A 2564188 particules de la cartouche d'amorçage en direction de la plaque de déviation, ce qui compense un décentrage éventuel de la cartouche par rapport à l'axe principal de la chambre de charge de l'arme. Les anneaux pyrotech- niques respectivement présents au début et à la fin de la chambre à haute pression favorisent la pression d'allu- mage dans la chambre à haute pression du côté de la culasse et la transmission de l'allumage du côté du projectile. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la cartouche constituée en unité modulaire dont la longueur est une fraction, par exemple un tiers, de la longueur totale disponible de la chambre. Elle est adaptée à la longueur de la chambre de charge de l'arme, de sorte qu'en cas de besoin la chambre de charge peut recevoir 2, 3, 4... cartouches. Ainsi, la cartouche est optimisée pour diffé- rentes portées, en ce qui concerne sa capacité de mise en oeuvre. Selon un autre mode d'exécution de l'invention, la cartouche est protégée contre les chocs, du fait qu'elle comporte des zones déformables qui ne nuisent pas à sa capacité de charge.- Ces zones annulaires sont disposées des deux côtés sur la périphérie, sont remplies le cas échéant de charge propulsive, et évoluent sans paliers en cônes largement ouverts. Les cônes largement ouverts permettent un volume relativement important pour la charge propulsive et sont conformés de façon que les gaz d'inflammation soient déviés ou s'écoulent, avec les particules, dans le canal central, et se réfléchissent éventuellement plusieurs fois dans ce canal central, jusqu'à ce qu'ils pénètrent dans la chambre à haute pression. Selon un autre mode de réalisation de l'invention la cartouche comporte une zone annulaire de petit rayon et et en ce que les cônes qui s'y raccordent comportent deux étages, le cône frontal faisant un angle relativement petit avec la surface frontale tandis que le cône débouchant dans le tube central, qui se raccorde, présente un plus grand angle pour former un cône d'entrée convergeant de façon relativement étroite. Le cône extérieur des cônes à deux étages provo- que sur les faces frontales de la cartouche une forte résistance au choc par une zone annulaire de rayon rela- tivement petit. Les cônes à deux étages ont la propriété de mieux capturer les gaz d'inflammation avec les parti- cules solides que dans le cas du cône à un seul étage et de les dévier vers le tube central. L'intensité de réflexion des particules solides enflammées dans le tube central est très forte et, par suite, le nombre des particules pénétrant dans la chambre à haute pression est élevé. De ce fait, le retard d'inflammation de la charge propulsive est très faible. Lorsque chacun des anneaux pyrotechniques placés frontalement affleure avec le cône ou est placé en conti- nuité dans la zone du cône, et/ou lorsque l'un des anneaux pyrotechniques disposés frontalement constitue le cône d'entrée pour le tube central, ces mesures favorisent les propriétés d'écoulement et l'efficacité des gaz d'inflam- mation. Lorsque des disques de carton renfermant de la nitrocellulose sont disposés radialement dans la chambre annulaire et divisent la charge propulsive en poudre en fractions de charge propulsive séparées, les contraintes mécaniques appliquées à la charge propulsive au cours du transport, comme les chocs radiaux et axiaux qui peuvent survenir lorsqu'on laisse tomber la charge explosive sur le sol, sont absorbées mécaniquement. Les disques de carton renfermant de la nitrocellu- lose subdivisent, selon leur nombre, la chambre de charge en plusieurs sections. Les fractions de charge propulsive placées dans les sections, qui sont constituées, en général par de la poudre en vrac, n'exercent chacune que des forces encore réduites en présence de contraintes de de choc mécaniques, ce qui évite à coup sûr l'éclatement de la paroi extérieure de la cartouche. C'est un point essentiel que le cloisonnement de la chambre de charge propulsive au moyen des disques de carton renfermant de la nitrocellulose produise, lors de l'allumage, une propagation radialetrès rapide de la flamme, qui provoque dès le début de l'allumage de la cartouche une augmentation de pression bien meilleure que dans le cas de la chambre de charge non-subdivisée, donc d'un seul tenant. Les fractions de charge propulsive placées dans les différentes sections de la cartouche sont enflammées sur une grande surface, en raison des disques de carton supplémentaires. On va décrire à présent des exemples de réalisa- tion non limitatifs de l'invention, représentés sur le dessin annexé dont: la figure 1 représente une cartouche placée dans la chambre de charge d'une arme; la figure 2 représente un détail d'une autre cartouche, la figure 3 représente une variante de la cartouche, la figure 4 représente la cartouche de la figure 1, avec un fractionnement de la charge propulsive. Selon la figure 1, une cartouche 3, constituée par du carton combustible, est placée dans la chambre de charge 1 d'une arme de gros calibre, à une distance 4 de la surface latérale 5 de la chambre de charge 1, en raison de son plus petit diamètre. Une plaque de déviation 10 est disposée au centre d'un tube central 9 comportant des trous 8. Au tube central 9 se raccorde une chambre à haute pression 11 délimitée frontalement par des parois 12, 13 et périphériquement par une paroi 14. Dans la chambre à haute pression 11, une couche pyrotechnique 15 est appliquée à la paroi 14 et la recou- vre entièrement. Des anneaux pyrotechniques 16 à 19 se raccordent à la chambre à haute pression 11 pour produire un gaz riche en particules et ils font partie du tube central 9, ainsi que des cônes 26, 27. La poudre 6 constituant la charge propulsive est introduite dans une chambre annulaire 7 et elle est délimitée par la paroi 14, les sections 20 à 22, ainsi que des angles arrondis 23, 24. La cartouche fonctionne de la façon suivante. Un flux d'allumage constitué par des particules chaudes et des émanations gazeuses, indiqué par les flèches 25, va, d'une cartouche d'allumage non représentée, dans la chambre a haute pression 11 en passant devant les anneaux 16, 18 et par les trous 8. Des particules 28 se détachent des anneaux 16, 18 et s'enflamment en même temps. Le flux d'allumage est, par suite, enrichi de particules enflammées. La plaque de déviation 10 favorise la déviation du flux de particules dans la chambre à haute pression 11. Ce flux d'allumage enflamme la couche pyrotechni- que 15 sur une surface étendue, dans la chambre à haute pression 11. La pression élevée qui règne dans la chambre à haute pression, qui est produite par la couche pyrotech- nique 15, fait brûler entièrement la paroi 14 et enflamme la charge propulsive 6 sur une grande surface. Si une autre cartouche 30 est présente dans la chambre de charge 1 à une distance 29, comme on l'a indiqué par des lignes en traits mixtes, le flux de par- ticules indiqué par des flèches 31, ainsi que le gaz d'inflammation, provoquent l'allumage de la cartouche 30 de la façon décrite précédemment. Si la charge propulsive meuble 6 est remplacée par 8 2564188 une charge propulsive compacte, par exemple sous la forme de corps de charge combustibe comprimés, la paroi 14 est supprimée. La couche pyrotechnique 15 est alors appliquée directement à la face intérieure de la charge propulsive compacte. Cette face intérieure constitue alors la chambre à haute pression avec le tube central 9. La description précédente des anneaux pyrotechni- ques 16 à 19 n'est pas obligatoire. Dans le cas de calibres inférieurs, l'énergie de la couche pyrotechnique 15 est suffisante pour allumer la charge propulsive et pour propager l'allumage à une cartouche suivante ou à une charge propulsive. Pour des calibres supérieurs, les anneaux pyro- techniques 16 à 19 favorisent l'allumage et sa propagation. Selon la figure 2, une cartouche 35 comporte deux cônes 36, 37 et une zone annulaire 38 de rayon très réduit. L'angle 39 du cône 36 est à peu près égal à la moitié de l'angle 40 du cône 37. Le cône 37 est formé par l'anneau 16 de la figure 1. La résistance au choc dans la région de la zone annulaire 38 est supérieure et l'effet d'enton- noir ou l'effet de capture du flux d'allumage est amélioré par rapport à l'exemple de réalisation décrit en regard - de la figure 1. Selon la figure 3, des corps comprimés de charge propulsive 40 à 42 comportent directement la couche pyro- technique 15 à l'intérieur d'une cartouche non représentée en détail. Selon la figure 4, la cartouche 3 comporte, dans la chambre annulaire 7, trois disques de carton 45 à 47 qui la subdivisent en sections 48 à 51. Des fractions 52 à 55 de la charge propulsive en poudre 6 sont contenues dans ces sections 48 à 51. L'allumage des fractions de charge propulsive 52 à 55 est facilité par le fait que la paroi enflammée par la couche pyrotechnique 15 et les anneaux 16 à 18 allume les disques de carton 45 à 47. On obtient ainsi un allumage des fractions de charge propulsive 52 à 55 sur une grande surface. Les disques de carton 45 à 47 peuvent être collés dans la cartouche 3 ou y être fixés par des moyens de fixation mécaniques. En ce qui concerne les moyens de fixation mécani- ques, il convient d'utiliser des saillies ou des rainures sur les faces intérieures de la section de paroi 21 et de la paroi 14. On peut aussi n'introduire les disques de carton à 47 que dans les cartouches 3 et les retenir par les fractions de charge propulsive 52 à 55 d'un degré de remplissage de charge correspondant. 2564188 REVENDICATIONS 1. Charge propulsive pour armes de gros calibre comportant des éléments d'allumage disposés, avec la charge propulsive, dans une cartouche combustible, la cartouche comportant, du côté d'allumage, un cône, un tube central perforé et une chambre annulaire pour la charge propulsive, caractérisée en ce que la cartouche (3, 35) comporte, entre le tube central (9) et la chambre annulaire (7), une chambre à haute pression (11) , et en ce que des éléments d'allumage (15) pour la charge pro- pulsive (6, 40-42), sensibles aux particules chaudes (25, 28, 31), sont placés dans la chambre à haute pres- sion (11). 2. Charge propulsive selon la revendication 1, I5 caractérisée en ce qu'une plaque de déviation (10) combustible, renfermant de la nitrocellulose, est fixée dans le tube central (9). 3. Charge propulsive selon la revendication 1, caractérisée ence qu'une couche pyrotechnique (15) est placée, dans la chambre à haute pression (11), sur une paroi intermédiaire (14) située du côté de la charge propulsive ou directement sur des corps comprimés de charge propulsive (40-42). 4. Charge propulsive selon la revendication 1, caractérisée en ce que des anneaux pyrotechniques (16-19) constitués par des matières produisant du gaz chaud riche en particules, comme de l'oxyde de fer, un alliage zirco- nium-nickel, sont placés dans la zone d'écoulement des émanations de gaz d'allumage, avant la chambre à haute pression (11). 5. Charge propulsive selon l'ensemble des revendica- tions 1 à 4, caractérisée en ce que la plaque de déviation (10) est placée à peu près à mi-lonqueur de la charge propulsive (3), et en ce que la cartouche (3, 30) est symétrique, donc présente une symétrie par rapport à un plan, en ce qui concerne sa forme géométrique et sa structure, avec le tube central (9), les cônes bilaté- raux (26, 27) et éventuellement avec les anneaux pyro- techniques (16-19). 6. Charge propulsive selon la revendication 1, caractérisée en ce que la cartouche (3, 30) est réalisée sous la forme d'une unité modulaire, et en ce que sa longueur est égale à une fraction, par exemple un tiers, de la longueur utile totale de la chambre de charge (1). 7. Charge propulsive selon l'ensemble des revendica- tions 1 et 5, caractérisée en ce que la cartouche (3, 30) comporte des zones annulaires (23, 24, 38) faisant saillie périphériquement des deux côtés, éventuellement remplies de charge propulsive (6), qui se raccordent de façon continue avec des cônes (26, 27, 37) d'ouverture relati- vement grande. 8. Charge propulsive selon les revendications 1 et 7, caractérisée en ce que la cartouche (35) comporte une zone annulaire (38) de petit rayon et en ce que les cônes (36, 37) qui s'y raccordent comportent deux étages, le cône frontal (36) faisant un angle (39) relativement petit avec la surface frontale tandis que le cône (37) débouchant dans le tube central (9), qui se raccorde, présente un plus grand angle (40) pour former un cône d'entrée conver- geant de façon relativement étroite. 9. Charge propulsive selon les revendications 4, 5 et 7, caractérisée en ce que l'anneau pyrotechnique (16) et l'anneau pyrotechnique (17) disposés frontalement affleurent chacun avec le cône (26) ou sont placés en continuité dans la zone du cône. 10. Charge propulsive selon les revendications 4, 5 et 8, caractérisée en ce que l'anneau pyrotechnique (16) disposé frontalemrent constitue le cône d'entrée (37) pour le tube central (9). 11. Charge propulsive selon la revendication 1, caractérisée en ce que les disques de carton renfermant de la nitrocellulose (45 à 47) qui subdivisent la poudre (6) constituant la charge propulsive en fractions de charge propulsive (52 à 55) séparées, sont disposés radialement dans la chambre annulaire (7).