Brevet FR2606136A1 — publié le 19880506

La présente invention concerne un dispositif de sécurité et d'armement pour des sous-projectiles destinés à être dispersés par un projectile cargo. Un système d'arme fréquemment utilisé dans la lutte contre les véhicules blindés, est constitué par un projectile cargo rempli de sous-projectiles comportant chacun une charge formée et un dispositif de sécurité et d'armement. Un système de détection, solidaire du projectile cargo, provoque l'ouverture de ce dernier quand il passe au dessus des cibles. Les sous projectiles tombent alors en pluie sur les véhicules blindés. La saturation de zone entraînée par la grande quantité de sous-projectiles disséminée, ajoutée à la grande vulnérabilité des blindés aux attaques par charge formée au niveau de leur tourelle, entraînent une grande efficacité pour un tel système d'arme. Le brevet US 4488488 du 18 décembre 1984, décrit un dispositif de sécurité et d'armement adapté à de tels sous-projectiles. Le projectile décrit comporte un ruban stabilisateur qui assure une orientation correcte de la charge formée. Ce ruban, soumis à des efforts aérodynamiques et à des vibrations au cours de sa chute, provoque le dévissage d'un arbre porte percuteur dont l'assemblage avec le corps de projectile était réalisé avec jeu. L'arbre porte percuteur se translate ainsi dans la direction opposée à la direction de chute et libère un tiroir porte amorce. Le dispositif se trouve ainsi armé, le percuteur venant réaliser la mise à feu de l'amorce par inertie lorsque le projectile rencontre unobstacle. La sécurité de l'ensemble est assurée pendant le trajet dans le projectile-cargo et pendant le stockage par l'intermédiaire d'une tôle pliée qui immobilise le tiroir porte amorce, et maintient replié le ruban stabilisateur ; cette tôle est éjectée à l'ouverture du cargo. Deux sécurités supplémentaires (une goupille qui bloque le tiroir porte amorce et un cavalier qui immobilise le percuteur) sont prévues pour toutes les phases de stockage et de manutention concernant les sous-projectiles avant leur mise en place dans le cargo, et sont donc retirées à ce moment là. Le dispositif décrit ci-dessus présente un certain nombre d'inconvénients. La mise en place des sous-projectiles dans le cargo est rendue plus longue et plus dangeureuse par l'obligation qui est faite de retirer sur chacun, deux sécurités sans toucher à la troisième. La fiabilité du dispositif d'armement est réduite ; en effet, les vibrations transmises par le ruban à l'arbre porte percuteur, entraînent fréquemment une libération précoce du tiroir porte amorce. Les chocs entre sous-projectiles, consécutifs à l'ouverture du cargo, conduiront alors à des mises à feu à des distances trop importantes de la cible. On a constaté qu'ainsi près de 20 % des sous-projectiles disséminés n'atteignaient aucune cible et explosaient en vol. C'est le but de la présente invention que de proposer un dispositif de sécurité et d'armement permettant de pallier aux inconvénients précités. Ainsi le dispositif selon l'invention, ne nécessite pas la dépose d'organes de sécurité avant intégration. De plus les chocs se produisant entre sous-projectiles au moment de la dispersion ne suffisent pas pour initier la charge, la position d'armement n'étant plus obtenue qu'après une certaine distance parcourue hors de l'obus. C'est un autre but de l'invention que d'associer à ce dispositif d'armement un système d'auto-destruction utilisant les mêmes sécurités que le dispositif d'armement. Ainsi se trouve supprimé le risque de trouver à terre des projectiles en position d'armement et non explosés. Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de sécurité et d'armement pour des sous-projectiles contenant une charge militaire, destinés à être dispersés par un projectile cargo, chaque sous-projectile comportant un stabilisateur de trajectoire constitué par un ruban ou un parachute, ce stabilisateur pouvant faire translater un percuteur principal contre l'action d'un ressort d'armement sous l'effet des efforts aérodynamiques engendrés par la chute, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un rotor portant une amorce, ce rotor pouvant passer sous l'action de moyens élastiques, d'une position de sécurité où il est immobilisé par un premier dispositif de blocage, à une position intermédiaire dans laquelle le premier dispositif de blocage se trouve libéré par suite du départ du projectile cargo, mais où un deuxième dispositif de blocage immobilise le rotor, puis à une position d'armement dans laquelle l'amorce vient en regard du percuteur principal, le deuxième dispositif de blocage étant libéré consécutivement aux efforts aérodynamiques exercés sur le stabilisateur au cours de la chute. Selon une caractéristique principale le dispositif de sécurité comporte des moyens pour empêcher la translation du percuteur principal lorsque le rotor est dans sa position de sécurité, ces moyens libérant le percuteur quand le rotor est dans sa position intermédiaire. Selon un mode particulier de réalisation, les moyens pour empêcher la translation du percuteur principal, comprennent une rainure ménagée sur le rotor, dans laquelle est engagé un épaulement solidaire du percuteur principal quand le rotor est dans la position de sécurité, cet épaulement se trouvant libéré quand le rotor est dans sa position intermédiaire. De façon préférentielle, le deuxième dispositif de blocage est constitué par une surface d'appui solidaire du percuteur principal, surface avec laquelle vient en contact une surface correspondante du rotor quand ce dernier passe dans sa position intermédiaire. Selon une autre caractéristique principale, le dispositif comporte un système d'auto-destruction , destiné à allumer l'amorce, quand le rotor est en position d'armement, à l'issue d'un temps déterminé, système constitué par un retard pyrotechnique comprenant une composition d'amorçage, une composition à retard et un relais d'amorçage, ce retard pyrotechnique étant allumé par un dispositif d'initiation, qui est bloqué quand le rotor est dans ses positions de sécurité et intermédiaire, et libéré quand le rotor est en position d'armement. D'une façon préférentielle le dispositif d'initiation est constitué par un percuteur secondaire pouvant être projeté vers la composition d'amorçage par un ressort, un secteur du rotor étant en contact avec une colerette solidaire du percuteur secondaire et le ressort se trouvant comprimé quand le rotor est en position de sécurité et en position intermédiaire, ressort et percuteur se trouvant libérés quand le rotor est en position d'armement. Selon une caractéristique secondaire, le premier dispositif de blocage comprend une masselotte mobile, sous l'effet de l'inertie au départ du projectile cargo, contre des moyens élastiques entre une position de sécurité et une position de fonctionnement, et des moyens pour empêcher la rotation du rotor quand la masselotte est en position de sécurité. Selon un mode particulier de réalisation, les moyens pour empêcher la rotation du rotor comprennent des surfaces coopérantes sur la masselotte et sur le rotor, ces surfaces étant désaccouplées quand la masselotte est en position de fonctionnement. Préférentiellement les moyens pour empêcher la rotation du rotor comprennent un élément intermédiaire, tel une bille, disposé entre la masselotte et le rotor, ayant une surface coopérant avec un renfoncement du rotor, cet élément intermédiaire pouvant se dégager du renfoncement quand la masselotte est en position de fonctionnement. D'autres avantages apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de sécurité et d'armement conforme à l'invention, représenté en position de sécurité, la coupe étant faite suivant le plan A.A de la figure 2. La figure 2 est une vue de la précédente suivant la coupe à plans parallèles B.B. La figure 3 est une vue de la figure 1 suivant la coupe C.C. . La figure 4 est une vue de la figure 1 suivant la coupe D.D. . Les figures 5A, 5B, 5C et 5D représentent le rotor ; 5B et 5C étant des coupes de 5A suivant respectivement les plans GG et HH. . La figure 6 est analogue à la figure 1 mais montre le rotor dans sa position intermédiaire. . La figure 7 est analogue à la précédente mais montre le rotor dans sa position d'armement. . La figure 8 est une coupe partielle de la précédente suivant le plan E.E. En se reportant maintenant aux figures 1 et 2 un sous projectile 1 est constitué par un dispositif de sécurité et d'armement 3 solidaire d'une charge militaire 2. Cette dernière comprend un explosif et une charge formée non représentés contenus dans un logement 5 menagé dans un boîtier 4. Le dispositif de sécurité et d'armement 3 est constitué par un boîtier 6 dans lequel est ménagé un logement 7 pour le mécanisme. Une tôle de fermeture 8, fixée sur le boîtier 6 par un mode de liaison non représenté (tel des vis) au niveau de pions 51, vient séparer le mécanisme d'armement de la charge explosive. Le boîtier comporte aussi du côté opposé à la charge militaire, une partie saillante 9 dans laquelle est réalisée un alésage 15 faisant communiquer le logement 7 avec l'extérieur ; cet alésage est prévu pour loger une tige porte percuteur, ci-après dénommée percuteur principal, 11. Ce percuteur comporte une extrémité effilée 13, destinée à venir initier une amorce 26, et deux épaulements 14 et 16 dont la fonction sera explicitée plus loin. A la partie arrière du percuteur principal débouchant à l'air libre, est fixé un stabilisateur 10, par exemple un parachute. Un ressort d'armement 12 est monté coaxialement au percuteur 11 et vient appuyer d'un côté sur l'épaulement 16 et de l'autre sur un lamage 46 réalisé dans l'alésage 15. Une rondelle 47 solidaire du percuteur vient immobiliser le percuteur relativement au boîtier 6 dans la position de la figure 2. Ainsi un effort exercé sur le stabilisateur 10 dans la direction F aura pour effet de translater le percuteur dans cette direction en comprimant le ressort d'armement 12. En se reportant maintenant aux figures 1 et 3, on voit que, logé à l'intérieur du logement 7 et monté pivotant sur un axe 19 solidaire du boîtier 6, se trouve un rotor 17 qui porte l'amorce 26. Cette dernière est ajustée dans un alésage 25 et immobilisée dans ce dernier par des sertissages 27. Le rotor peut pivoter autour de l'axe 19 sous l'action de moyens élastiques, ici un ressort 18, prenant appui d'un côté sur le logement 7 et de l'autre sur une face d'appui solidaire du rotor ; dans la position de la figure 1 le ressort est tendu et tend à faire tourner le rotor dans le sens X. Le rotor est immobilisé dans cette position par un premier dispositif de blocage, constitué par une bille 29 qui est en contact avec un renfoncement 28 réalisé sur le rotor et qui est elle même logée dans une goulotte 49 réalisée dans le bottier 6. La bille réalise ainsi la solidarisation du rotor avec le bottier. L'effort exercé par le ressort d'armement sur la bille aurait pour effet de la repousser dans sa goulotte si elle n'en était pas empêchée par une masselotte 30, montée coulissante dans un alésage 32 réalisé dans le boîtier 6, qui maintient cette bille en-appui sur le rotor. Un ressort 31 prend appui d'un côté sur le bottier et de l'autre sur la masselotte et a pour effet de maintenir cette dernière en appui contre la tôle de fermeture 8 (position de la figure 3). Un repli 48 de cette tôle de fermeture empêche la sortie de la bille 29 de sa goulotte. En se reportant à la figure 2, on remarque que l'épaulement 14, solidaire du percuteur principal 11, vient en appui sur une surface 20 du rotor, pendant que l'extrémité 13 du percuteur est dans un logement 22 dudit rotor ; de plus, cet épaulement est engagé dans une rainure 21 ménagée sur le rotor ; ainsi toute translation du percuteur dans la direction F est interdite par le rotor. En se reportant maintenant à la figure 4, on voit qu'un boîtier cylindrique 43 est serti sur la tôle de fermeture 8 et s'étend dans un logement de la partie saillante 9. Ce bottier contient un retard pyrotechnique 44 constitué par une composition d'amorçage 41, une composition à retard 40 et un relais d'amorçage 39. Ce retard est fermé côté composition d'amorçage par un paillet obturateur 42 ; le relais d'amorçage étant destiné à initier l'amorce 26 lorsque le rotor est dans une position convenable, comme cela sera expliqué plus loin. Ce retard pyrotechnique est allumé par un dispositif d'initiation mécanique constitué par un piston 34 libre de coulisser, à la fois dans un alésage 36 réalisé dans le boîtier 6, et sur le retard pyrotechnique lui même. Ce piston porte un percuteur, dit percuteur secondaire, 35 qui en venant crever le paillet 42 provoque l'initiation de la composition d'amorçage 41 ; le mouvement du percuteur est obtenu par la détente d'un ressort 37 coaxial au piston 34 et prenant appui d'un côté sur un lamage du boîtier et de l'autre sur une collerette 38 solidaire du piston. Ce ressort est comprimé en position de sécurité comme cela est représenté figure 4. Cette compression est réalisée par le contact d'un secteur plan 33 du rotor avec la collerette 38. Le fonctionnement du dispositif va être maintenant décrit en référence aux figures 6 à 8. Ce fonctionnement va faire intervenir un certain nombre de surfaces du rotor 17, surfaces que l'on pourra retrouver sur les figures 5A à 5D représentant le rotor seul. Ce rotor comporte un certain nombre de surfaces planes parallèles entre elles, et délimitant des zones d'épaisseur constante pour le rotor ; une surface 45 qui sert d'appui au ressort 18 et qui correspond à la zone d'épaisseur minimale ; la surface 20 qui sert, comme il a déjà été remarqué, d'appui à l'épaulement 14 du percuteur principal 11, surface qui délimite une zone d'épaisseur moyenne ; le secteur plan 33 qui vient appuyer sur la collerette 38 solidaire du percuteur secondaire 35, délimitant la zone d'épaisseur maximale. A ces surfaces parallèles viennent s'ajouter sur le rotor d'autres surfaces qui leur sont perpendiculaires, ce sont les différents plans définissant la rainure 21 décrite précédemment et une surface plane 50, perpendiculaire à la surface 20 dont la fonction va être explicitée ci-après. Le dispositif de sécurité et d'armement se trouve au repos dans la disposition des figures 1 à 4 avec un rotor immobilisé en rotation, amorce éloignée du percuteur et de la charge militaire, auto-destruction inopérante. Au départ du projectile cargo, l'accélération communiquée à l'ensemble des sous projectiles qu'il contient est d'intensité et de durée suffisante pour que les forces d'inerties s'exerçant sur la masselotte 30, la fasse comprimer le ressort 31 ; la bille 29 ne se trouve plus immobilisée dans sa goulotte 49, et le couple exercé par le ressort d'armement 18 est suffisant pour la chasser du renfoncement 28 zone le rotor amorce sa rotation dans le sens X, le renfoncement ne se trouvant plus en regard de la goulotte, la bille restera coincée entre la masselotte et la tôle de fermeture 8. La rotation du rotor a pour effet de libérer l'épaulement 14 du percuteur principal de la rainure 21, cette rotation va être interrompue par le contact de la surface plane 50 du rotor avec la surface latérale de l'épaulement 14.Le rotor vient en butée dans une position, dite intermédiaire, représentée figure 6 ; position dans laquelle la mise à feu ne peut pas encore avoir lieu, l'amorce 26 n'est toujours pas en regard du percuteur et le secteur 33 maintient toujours en position de sécurité le percuteur secondaire 35. Au moment où le projectile cargo libére tous les sous-projectiles, ces derniers se trouvent tous dans cette position et les chocs qu'ils pourront s'occasionner entre eux au cours de cette libération resteront sans conséquence.En effet, le passage du rotor à sa position d'armement sera conditionné par un effort suffisamment important exercé sur le stabilisateur dans la direction F; dans le cas de l'utilisation d'un parachute, cet effort ne pourra intervenir qu'après ouverture de ce dernier, donc après une certaine distance parcourue hors du projectile cargo, distance suffisante pour que les sous-projectiles ne se perturbent plus mutuellement. La rainure 21 ayant dégagé l'épaulement 14, le percuteur principal peut donc translater dans la direction F, cela à pour conséquences, lorsqu'il s'est complètement effacé dans l'alésage 15, de libérer le rotor 17 qui prend alors sa position d'armement représentée figure 7. L'amorce 26 est en regard du percuteur principal 11, ainsi que d'une ouverture 23 dans la tôle de fermeture 8 et d'une ouverture 24 dans le boîtier 4 de la charge militaire. La diminution de l'effort de traction éxercé sur le stabilisateur, diminution qui interviendra lorsque le sous projectile aura rencontré une cible, entraînera la percussion de l'amorce 26 par le percuteur principal 11 entraîné par le ressort d'armement 12. Ce n'est plus ici la seule inertie du percuteur qui réalise la mise à feu, il s'ajoute à celle-ci l'énergie emmagasinée dans le ressort qui est libéré par la décélération brutale. Au moment où le rotor passait en position armée, le secteur 33 échappait la collerette 38 et le percuteur secondaire 35, projeté par le ressort 37, allumait la charge à retard (figure 8). La durée de combustion de la composition retardatrice est choisie de façon à ne réaliser l'initiation de l'amorce, à travers un canal d'amorçage 52 réalisé dans le rotor, qu après l'arrivée au sol du sous-projectile, réalisant ainsi une auto-destruction en cas de défaillance du percuteur principal 11. On voit que l'initiation de ce retard pyrotechnique n'intervient que si le rotor est en position armée et se produit toujours, en parallèle au fonctionnement normal, lorsque le dispositif est armé. On est ainsi assuré d'avoir une destruction de tous les projectiles arrivés au sol en position d'armement. De plus, en positions de sécurité et intermédiaire, le canal d'amorçage 52 n'est pas en regard du retard 44 et le boîtier 4 isole ce dernier de la charge militaire, un allumage intempestif du retard en position de sécurité n'allumera donc pas la charge militaire. D'autres variantes sont possibles sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En particulier le premier dispositif de blocage à masselotte peut être réalisé de façon que ce soit la masselotte elle-même qui immobilise le rotor. D'autres solutions pour le deuxième dispositif de blocage pourront aussi être adoptées, l'essentiel étant d'avoir un rotor pouvant occuper trois positions, deux positions étant des positions de sécurité qui ne sont abandonnées que suite à la libération de deux blocages ; la libération de l'un étant consécutive au départ du projectile cargo, celle de l'autre étant provoquée par la chute libre du sous-projectile. Le rotor libérant dans ce deuxième cas un système d'auto-destruction. - REVENDICATIONS - 1 - Dispositif de sécurité et d'armement pour des sous-projectiles contenant une charge militaire, destinés à être dispersés par un projectile cargo, chaque sous-projectile (1) comportant un stabilisateur de trajectoire (10), par exemple un ruban ou un parachute, ce stabilisateur pouvant faire translater un percuteur principal (11) contre l'action d'un ressort d'armement (12) sous l'effet des efforts aérodynamiques engendrés par la chute, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un rotor (17) portant une amorce (26), ce rotor pouvant passer sous l'action de moyens élastiques (18), d'une position de sécurité où il est immobilisé par un premier dispositif de blocage, à une position intermédiaire dans laquelle le premier dispositif de blocage se trouve libéré par suite du départ du projectile cargo, mais où un deuxième dispositif de blocage immobilise le rotor, puis à une position d'armement dans laquelle l'amorce (26) vient en regard du percuteur principal (11), le deuxième dispositif de blocage étant libéré consécutivement aux efforts aérodamiques exercés sur le stabilisateur (10) au cours de la chute. 2 - Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour empêcher la translation du percuteur principal (11) lorsque le rotor (17) est dans sa position de sécurité, ces moyens libérant le percuteur quand le rotor est dans sa position intermédiaire. 3 - Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour empêcher la translation du percuteur principal (11) comprennent une rainure (21), ménagée sur le rotor (17), dans laquelle est engagé un épaulement (14), solidaire du percuteur principal (11) quand le rotor est dans sa position de sécurité, cet épaulement se trouvant libéré quand le rotor est dans sa position intermédiaire. 4 - Dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième dispositif de blocage est constitué par une surface d'appui solidaire du percuteur principal, surface avec laquelle vient en contact une surface correspondante (50) du rotor quand ce dernier passe dans sa position intermédiaire. 5 - Dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'auto-destruction, destiné à allumer l'amorce quand le rotor est en position d'armement, à l'issue d'un temps déterminé, système constitué par un retard pyrotechnique (44) comprenant une composition d'amorçage (41), une composition à retard (40) et un relais d'amorçage (39), ce retard pyrotechnique étant allumé par un dispositif d'initiation qui est bloqué quand le rotor est dans ses positions de sécurité et intermédiaire, et libéré quand le rotor est en position d'armement. 6 - Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif d'initiation est constitué par un percuteur secondaire (35) pouvant être projeté vers la composition d'amorçage (41) par un ressort (37), un secteur (33) du rotor étant en contact avec une collerette (38) solidaire du percuteur secondaire (35) et le ressort (37) se trouvant comprimé quand le rotor est en position de sécurité et en position intermédiaire, ressort et percuteur se trouvant libérés quand le rotor est en position d'armement. 7 - Dispositif de sécurité et d'armement selon une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le premier dispositif de blocage comprend une masselotte (30) mobile sous l'effet de l'inertie au départ du projectile cargo contre des moyens élastiques entre une position de sécurité et une position de fonctionnement, et des moyens pour empêcher la rotation du rotor quand la masselotte est en position de sécurité. 8 - Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pour empêcher la rotation du rotor comprennent des surfaces coopérantes sur la masselotte et sur le rotor, ces surfaces étant désaccouplées quand la masselotte est en position de fonctionnement. 9 - Dispositif de sécurité et d'armement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens pour empêcher la rotation du rotor comprennent un élément intermédiaire, tel une bille (29), disposé entre la masselotte (30) et le rotor (17), ayant une surface coopérant avec un renfoncement (28) du rotor (17), cet élément intermédiaire pouvant se dégager du renfoncement quand la masselotte est en position de fonctionnement.