Brevet FR2606869A1 — publié le 19880520

-- 1 -- Le secteur technique de la présente invention est celui des ceintures dérapantes équipant les projectiles de tout calibre tirés à l'aide d'un tube de canon rayé. Pour stabiliser un projectile sur sa trajectoire, on utilise soit l'effet gyroscopique soit un empennage. L'effet gyroscopique du projectile nécessite d'imprimer à celui-ci une rotation importante pendant sa phase de lancement. Ce mode de stabilisation nécessite l'emploi de tubes fortement rayés et s'applique aux munitions de tirs courbes telles que explosives, éclairantes et fumigènes. Quant à la stabilisation par empennage, elle se fait grâce à un em- pennage rejeté à l'arrière du projectile, créant ainsi un cou- ple de rappel sur trajectoire. Ce type de projectile est tiré, soit à partir de tubes lisses, soit à partir de tubes faible- ment rayés. Ce mode de stabilisation s'applique essentielle- ment aux munitions anti-chars, soit à effet chimique (obus à charge creuse), soit à effet mécanique (projectile flèche). Ainsi, dans la charge creuse, une vitesse de rotation trop élevée risque d'annihiler la perforation d'une cible par per- turbation du jet. Afin de permettre le tir de munitions anti-chars à partir de tubes fortement rayés, des concepts techniques ont été mis au point par différents pays y compris la France. Le concept le plus utilisé repose essentiellement sur la limita- tion de la rotation du projectile pendant la phase de lance- ment grace à une ceinture dite dérapante qui suit les rayures du tube tout en n'imprimant au projectile qu'une légère rota- tion par frottement de glissement. Un deuxième concept développé par la France vers 1955, et décrit dans le brevet FR-A-1 135 587, consiste en un projectile constitué d'une enveloppe extérieure assurant la stabilité du projectile, et d'un corps intérieur comportant la charge creuse et deux paliers à aiguilles. La rotation du corps intérieur se fait uniquement par frottement de roule- ment, et ce, à une vitesse de rotation inférieure à 50tours/s. Cette vitesse ne perturbe pas le jet de charge creuse à l'impact. Le concept de la ceinture dérapante est celui qui -2- est retenu tant en France qu'à l'étranger pour permettre le tir de munitions à énergie cinétique, du type flèche, et ce, à partir de tubes fortement rayés. Les ceintures dérapantes développées pour les muni- tions flèches connues actuellement sont en matière plastique et sont montées sur le projectile par déformation à chaud. Après refroidissement, ces ceintures tournent librement sur le projectile avec un jeu résiduel difficilement reproductible en raison du passsage de la matière en déformation permanente. A titre indicatif, on pourra se reporter aux brevets US-A-4 187 783 et DE-A-2 331 158. Dans le brevet américain, on prévoit pour un projectile flèche une ceinture sur laquelle est appli- quée une couche obturatrice susceptible de glisser l'une par rapport à l'autre pour diminuer la rotation du projectile. Par contre, dans le brevet allemand, on prévoit d'équiper un pro- jectile flèche à l'aide d'une ceinture présentant un jeu axial et radial pour assurer son glissement par rapport au projecti- le. Toutefois, il est toujours difficile d'obtenir dans un processus industriel les performances annoncées dans ces bre- vets. Par ailleurs, l'étanchéité dans le tube doit être assurée au niveau de la ceinture afin de ne pas dégrader les performances du sytème d'arme. On a toujours proposé des moyens annexes à la ceinture pour assurer cette étanchéité. Le but de la présente invention est donc d'éviter les inconvénients cités précédemment en proposant une ceinture dérapante ne transmettant qu'une faible rotation au projectile tout en assurant l'étanchéité dans le tube de l'arme. L'invention a donc pour objet une ceinture dérapante pour projectile tiré dans un tube rayé, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une sous-bague disposée dans un loge- ment pratiqué sur le projectile, d'un grain avant placé contre le bord antérieur du logement, d'un corps de ceinture en ma- tière plastique placé dans le logement et comportant des dents circulaires en contact avec la sous-bague et un moyen de ver- rouillage axial du corps dans le logement. Le diamètre extérieur du corps de ceinture est sen- siblement supérieur au diamètre des rayures du tube. - 3 -2606869 Le corps de ceinture est muni d'une jupe arrière non adhérente au projectile, comprenant une rainure de sertissage de la douille de la munition. Le moyen de verrouillage est constitué par des pions radiaux fixés sur le projectile, un grain arrière étant dis- posé entre la face postérieure du corps et les pions. Le moyen de verrouillage est constitué par une col- lerette circulaire du projectile. Le corps de ceinture est constitué de deux secteurs identiques réunis par des vis d'assemblage. Le grain avant se présente sous la forme d'un dis- que. Le grain avant se présente sous la forme d'un disque muni d'une lèvre intérieure tronconique. Le diamètre du grain est inférieur à celui du pro- jectile, de façon à ménager un espace libre entre le front du corps de ceinture et le bord antérieur du logement. Une application de la ceinture dérapante selon l'invention est particulière au tir de projectile à moment d'inertie longitudinale très faible dans un tube fortement rayé. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que le jeu entre la ceinture et le projectile est cons- tant et reproductible d'une munition à l'autre, ce qui n'affecte pas les performances du système d'arme. Un autre avantage réside dans le fait que les opéra- tions de montage ne mettent en jeu que les déformations élas- tiques de la matière constituant le corps de ceinture. Un autre avantage réside en ce que ce jeu est con- servé dans une plage de températures de -40"C à + 63"C. D'autres avantages de l'invention seront mieux com- pris à la lecture du complément de description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation donné à titre indicatif en relation avec un dessin sur lequel: - la figure 1 montre en coupe un premier mode de réalisation de la ceinture, - les figures 2 et 3 représentent des variantes de réalisation de la ceinture, - la figure 4 montre l'assemblage des deux secteurs constituant la ceinture. - 4 -2606869 - 4 - Dans la suite de la description, on va décrire l'application de la ceinture selon l'invention, à un projecti- le flèche, par exemple de 105 mm, à faible moment d'inertie longitudinale, tiré dans un tube rayé à 7 10' dont le diamètre de chambre est très proche de celui des rayures. Par moment d'inertie longitudinale faible, on entend un moment de l'ordre de 1,4.10-3 Kg.m2. Toutefois, cette ceinture peut être appliquée à n'importe quel type de munition qu'elle soit de petit, moyen ou gros calibre. On a schématisé partiellement sur la figure 1 un projectile 1 placé dans le tube de l'arme au niveau de la chambre 3 et du cône de forcement 4. Le projectile comporte un épaulement 5 sur lequel est placée une sous-bague 6 et à l'avant un grain 7a se présentant sous la forme d'un disque muni d'une lèvre intérieure tronconique. Un corps 8 de ceintu- re muni de dents 9 est placé au contact de la sous-bague 6 et en appui sur le grain avant 7a. La ceinture 8 est prolongée vers l'arrière par une jupe 10 sans contact avec le projectile 1. Cette jupe porte une rainure circulaire 11 dans laquelle est sertie la douille 12 par rétreint comme le montre la flè- che A. Des pions 13 fixés radialement dans le projectile limi- tent le mouvement vers l'arrière de la ceinture. Un grain arrière 7b peut être placé entre la face arrière du corps 8 et les pions 13 de façon à faciliter le glissement de la ceintu- re. Des trous 14 radiaux pratiqués au niveau de la rainure 11 permettent le passage des pions 13. A titre indicatif, la ceinture peut être retenue à l'aide de six pions disposés ré- gulièrement sur un diamètre du projectile. Sur la figure, on voit que le diamètre externe (a) de la ceinture est légèrement supérieur au diamètre (b) des rayures 15 du tube, c'est-à-dire de 1 à 2 mm. La structure précédemment décrite permet d'assurer un montage mécanique des divers éléments, c'est-à-dire sans déformation. Le grain avant 7a est d'abord placé contre la fa- ce avant 15 de l'épaulement 5, puis la bague 6 est enfilée sur le projectile et enfin le corps de ceinture 8 est placé autour de la bague 6 et contre le grain 7a avec un très léger serra- - 5 - Utd ge. On place le grain arrière 7b et on fixe ensuite les pions 13 puis la douille. Comme montré sur la figure, un espace li- bre peut être prévu entre le grain 7a et la bague 6 et/ou en- tre le grain 7b et les pions 13. Sur la figure 2, on a représenté une variante de réalisation différente du mode précédent par la profondeur P2 du décrochement 5 qui est supérieure à la valeur Pl représen- tée sur la figure 1. L'épaisseur de la ceinture 8 est plus grande et un espace 16 est ménagé entre le front de cette ceinture et le projectile. Le déplacement de la zone de contact de la ceinture 8 vers l'axe du projectile permet ain- si, à pression égale, de réduire le couple d'entraînement du projectile en rotation par diminution du rayon moyen du grain avant. Le montage du grain avant 7a, de la sous-bague 6 et de la ceinture 8 est strictement identique à celui du mode précé- dent. A noter que le grain 7a se présente sous la forme d'un disque. Sur la figure 3, on a représenté un mode de réalisa- tion de la ceinture selon l'invention dans lequel les pions sont remplacés par une collerette circulaire 17 du projectile. Dans ce cas, la jupe 10 ne comporte aucun percement radial et la douille 12 est sertie dans la rainure 11. Cette structure impose un montage du grain 7a, de la sous-bague 6 et de la ceinture 8 par déformation élastique et non permanente sur le projectile. Dans cette configuration, aucun grain arrière n'est placé entre le corps et la collerette. Dans ces modes de réalisation, le corps de ceinture 8 est très épais de l'ordre de 20 mm, pour permettre une bonne prise de rayure et éviter un resserrement trop important au niveau du projectile. A noter que l'épaisseur couramment uti- lisée dans ce domaine technique est de l'ordre de 8 mm. La ceinture 8 est réalisée en matière plastique classique du type polyamide et possède un cône qui épouse le c6ne de forcement du tube. Les grains avant 7a et arrière 7b peuvent être cons- titués de matière du type polypropylène ou polyéthylène basse densité, la matière constituant le grain avant étant de préfé- rence d'une dureté Shore plus faible que celle du grain arriè- - 6 - re. A titre indicatif, le grain avant 7a est en un matériau très souple d'une dureté Shore de l'ordre de 10 à 20 et d'une masse volumique de l'ordre de 50 Kg/m3 pour assurer une limi- tation de l'entraînement en rotation du projectile. La sous-bague 6 en matière plastique du type poly- propylène d'une part, participe au verrouillage des éléments du sabot constituant le projectile et d'autre part, limite l'entraînement en rotation du projectile. Enfin, les pions d'arrêt 13 (deux par élément de sabot) ou la collerette 17 retiennent la ceinture au moment de la prise de rayures et permettent le verrouillage du projecti- le en translation lors des manipulations. Le fonctionnement est le suivant: - Au départ du coup: la ceinture dérapante 8 est poussée vers l'avant mais se trouve bloquée au cône de force- ment 4. Un léger recul relatif de la ceinture, par rapport au projectile, est amorcé et cette dernière est arrêtée par les pions d'arrêt 13 ou bien la collerette 17. A ce moment précis,. projectile et ceinture avancent, permettant ainsi la prise de rayures sur la ceinture. Cette prise de rayures est très im- portante pour assurer l'étanchéité du projectile aux gaz pro- pulsifs pendant la phase de lancement. Un léger resserrement de la ceinture sur le projectile est provoqué. - Pendant la phase de lancement: la ceinture 8 tourne à la vitesse autorisée par le rayage du tube. La pres- sion des gaz qui s'exerce sur l'arrière de la ceinture, la plaque vers l'avant. Le projectile est entraîné légèrement en rotation, d'une part par le léger resserrement de la ceinture lors de la prise de rayures (ce resserrement diminue très vite du fait de l'écrêtement des dents circulaires et de la forte épaisseur de la ceinture) et, d'autre part, par la face avant de la ceinture qui s'appuie sur le grain 7a très souple. - A la sortie du tube: sous l'effet des efforts centrifuges imposés à la ceinture 8, cette dernière se rompt en petits morceaux libérant ainsi les éléments du sabot de lancement et la procédure de séparation sabot-flèche peut ain- si commencer. - 7 - 2606869 Ainsi, la vitesse de rotation transmise au projecti- le est d'environ 70 à 80 tours/s alors qu'avec une ceinture classique la vitesse transmise est d'environ 560 tours/s. Sur la figure 4, on a représenté un mode d'assembla- ge du corps de ceinture 8. Il peut comprendre un certain nom- bre de secteurs et notamment deux demi-coquilles 18 et 19 assemblées par deux vis 20 fixées dans leur épaisseur. Cette réalisation permet de monter la ceinture sur le projectile dé- crit figure 3 sans déformation. - REVENDICATIONS - 1 - Ceinture dérapante pour projectile (1) tiré dans un tube rayé, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une sous-bague (6) disposée dans un logement (5) pratiqué sur le projectile, d'un grain avant (7a) placé contre le bord anté- rieur du logement, d'un corps (8) de ceinture en matière plas- tique placé dans le logement et comportant des dents circulaires (9) en contact avec la sous-bague et un moyen de verrouillage axial (13,17) du corps (8) dans le logement. 2 - Ceinture dérapante selon la revendication 1, ca- ratérisée en ce que le diamètre extérieur du corps (8) de ceinture est sensiblement supérieur au diamètre des rayures du tube. 3 - Ceinture dérapante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le corps (8) de ceinture est muni d'une jupe arrière (10) non adhérente au projectile, compre- nant une rainure (11) de sertissage de la douille (12) de la munition. 4 Ceinture dérapante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen de ver- rouillage axial est constitué par des pions radiaux (13) fixés sur le projectile, un grain (7b) étant disposé entre la face postérieure du corps (8) et les pions (13). - Ceinture dérapante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen de blo- cage est constitué par une collerette circulaire (17) du pro- jectile. 6 - Ceinture dérapante selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le corps (8) de ceinture est constitué de deux secteurs identiques (18, 19) réunis par des vis {20) d'assemblage. 7 - Ceinture dérapante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le grain avant (7a) se présente sous la forme d'un disque. 8 - Ceinture dérapante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le grain avant (7a) se présente sous la forme d'un disque muni d'une lèvre - 9 - 2Z606869 intérieure tronconique. 9 - Ceinture dérapante selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que le diamètre du grain avant (7a) est inférieur à celui du projectile, de façon à ménager un espace libre (16) entre le front du corps (8) de ceinture et le bord antérieur du logement (5). - Application de la ceinture dérapante selon l'une quelconque des revendications précédentes au tir de pro- jectile à moment d'inertie longitudinale très faible dans un tube fortement rayé.