Brevet FR2599829A1 — publié le 19871211

"EMPENNAGE POUR PROJECTILE A ENERGIE CINETIQUE DE TYPE FLECHE" La présente invention concerne un empennage pour projectile à énergie cinétique de type flèche comprenant un barreau allongé. Les projectiles, selon l'état de la technique, sont le plus souvent constitués par des barreaux en matériau lourd tel que par exemple du tungstène, munis d'empennages réalisés en alliage léger ou même en acier. La recherche des performances (efficacité terminale, précision, a conduit à optimiser les paramètres de construction tout en adoptant des solutions facilement réalisables en grande série et de prix de 10 revient acceptable voire économique. Il est connu, pour ce type de projectile que la stabilité dépend notamment d'un paramètre appelé marge statique qui doit être la plus grande possible; la marge statique étant la distance entre le centre de gravité et le foyer aérodynamique du projectile. Afin d'améliorer la stabilité de ces projectiles dans le but d'accroître leur précision, des efforts particuliers ont été réalisés au niveau des études des empennages. On a cherché, plus particulièrement à utiliser des matériaux de densité inférieure à celle de l'acier et des alliages légers de façon à reporter au maximum vers l'avant du projectile la position du centre de gravité, tout en tenant compte des contraintes liées à l'environnement très sévère d'une chambre d'arme lors du départ du coup. En effet, pour tirer ces projectiles à vitesse initiale très élevée, les pressions développées dans la chambre sont de l'ordre de 4000 bars, les températures avoisinent les 3000 K et les 25 accélérations longitudinales sont de l'ordre de 50 000 g. La présente invention vise à procurer un empennage stabilisateur de masse la plus faible possible, de grande facilité de construction et de coût de fabrication peu élevé. L'invention concerne donc un empennage caractérisé en ce qu'il 30 est constitué par une matière plastique comprenant 0 à 60 % de renfort et/ou de charge. - 2 Selon une autre caractéristique, la matière plastique est du type plastomère choisi dans le groupe: polyamide 6, polycarbonate, polyéthylène haute densité, polyarylamide, polyimide, polyéthérimide, polyphénylsulfone, polyamide iMide. Selon une autre caractéristique, la charge est choisie dans le groupe: talc, poudre de bronze, oxyde de beryllium, billes de verre, bisulfure de molybdène. Selon une autre caractéristique, le renfort est choisi dans le groupe: fibres de verre, de carbone, notamment de matériau tel que 10 vendu sous la dénomination "kevlar" et de bore. Les matériaux énumérés ci-dessus sont connus de lhomme de 1 art pour être des matériaux résistant mal à la chaleur. Toutefois, compte-tenu de leur facilité de mise en oeuvre et de leur Jensité relativement faible par rapport aux matériaux utilisés 15 selon l'état de la technique, il était tentant de les utiliser pour réaliser des empennages. Des essais ont été effectués, avec des craintes quant à la tenue mécanique et thermique au coup de canon, mais en étant conscient du fait qu'encas de succès, cette invention apporterait de nombreux avantages tant sur le plan technologique qu'économique.Après tir 20 on a constaté l'excellent comportement des projectiles que ce soit au niveau de la balistique intérieure, de la balistique extérieure ou terminale, remettant en cause les préjugés précédemment établis. I1 a été constaté, lors de tirs à grande distance (6 km) de projectiles comportant une coiffe balistique plastique chargée de fibres 25 de verre, que le liant s'érode superficiellement pour laisser apparaître la fibre de verre et, qu'ensuite l'érosion est stoppée car le verre joue le rôle d'écran thermique. Ceci explique le bon comportement observé sur la tenue d'un empennage en même matériau pour des tirs réalisés à des distances de 3500 m. A titre de comparaison, les empennages en alliage 30 léger ne permettent pas de tirer à des distances supérieures à 2500 m et seuls les empennages aciers résistent mais au détriment de la marge statique. Pour des empennages de forme identique et pour un barreau en acier, l'utilisation nouvelle de ces matériaux a apporté un accroisse35 ment de la marge statique de l'ordre de 25 %, par déport vers l'avant du centre de gravité du projectile lié à la diminution de la masse de l'empennage. Un autre avantage de cette invention tient au fait, que la diminution de la masse de l'empennage, permet de diminuer les efforts de traction dans le barreau et améliore sa tenue mécanique. D'autre part, à masse de sousprojectile égale, un empennage en matière plas5 tique plus léger permet de reporter l'écart de masse sur la partie utile (barreau) ce qui contribue à améliorer les performances de perforation. A titre d'illustration, les matières plastiques suivantes ont été utilisées avec succès: Dans cette série d'exemple les pourcentages ont été exprimés en masse: Exempie 1 Polyamide 6 chargé de bisulfure de molybdène densité = 1, 15 Exemple 2 % de polycarbonate % de fibres de verre densité = 1,35 Exemple 3 Polyéthylène haute densité densité = 1,2 Exemple 4 % de polyarylamide % de fibres de verre 25 densité = 1,65 Un autre avantage est lié au fait que l'impact d'un projectile muni d'un empennage plastique sur une plaque inclinée provoque la destruction de l'empennage sans perturbation du barreau, alors que dans le cas des empennages en acier, le projectile est perturbé par des solli30 citations transversales qui s'exercent sur l'empennage et qui provoquent quelquefois la rupture du barreau à l'arrière. De plus la facilité de mise en oeuvre de ces matériaux, par exemple, par surmoulage de l'empennage sur la partie arrière du barreau, contribue à la diminution du prix de revient du projectile en éliminant 35 l'usinage et le montage de l'empennage. REVENDICATIONS 1 - Empennage pour projectile à énergie cinétique du type flèche comprenant un barreau allongé en matériau lourd caractérisé en ce qu'il est constitué par une matière plastique comprenant O à 60o en masse de renfort et/ou de charge. 2 - Empennage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique est du type plastomère choisie dans le groupe: polyamide 6, polycarbonate, polyéthylène haute densité, polyarylamide, polyimide, polyéthérimide, polyphénylsulfone, polyamide-imide. 3 - Empennage, selon l'une des revendications 1 ou 2, carac10 térisé en ce que la charge est choisie dans le groupe: talc, poudre de bronze, oxyde de beryllium, billes de verre, bisulfure de molybdène 4 - Empennage, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le renfort est choisi dans le groupe: fibres de verre, de carbone, notamment de matériau tel que vendu sous la dénomination 15 "keviar" et de bore. - Empennage, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est constitué par du polyamide 6 chargé de bisulfure de molybdène. 6 - Empennage, selon l'une des revendications 1 à 4, caracté20 risé en ce qu'il est constitué par du polycarbonate chargé de 20 % de fibres de verre. 7 - Empennage, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est constitué par du polyarylamide chargé de 50 % de fibres de verre.