Brevet FR2600411A1 — publié le 19871224

L'invention concerne un chargement propulsif constitué de grains de poudre, destiné à la propulsion des projectiles notamment à énergie cinétique sous calibré du type flèche de gros calibre. Ces munitions sont connues pour perforer des cibles par effet mécanique 5 grâce à l'énergie cinétique délivrée à l'impact. De ce fait, dans un système d'arme donné, donc pour une pression de tir connue, il est demandé à cette munition de posséder une vitesse initiale la plus élevée possible. Ainsi, les études de ces munitions conduisent à mener une optimisation la plus fine possible du projectile proprement dit et de 10 chaque sous-ensemble-composant son système propulsif (poudre, allumage etc...). Un problème particulier est lié au fait que la partie arrière du projectile flèche, également appelée partie tractée, reçoit un empennage pour permettre sa stabilisation sur trajectoire. Les contraintes 15 mécaniques exercées sur cet élément pendant la phase de combustion de la poudre propulsive peuvent se résumer ainsi: - contraintes de traction situées dans l'axe du projectile et générées par la force d'inertie. - contraintes de flexion (ou transversales) dont l'origine peut être due 20 au déplacement non symétrique du lit de poudre et/ou à la génération d'ondes de pression transversales provenant des défauts d'allumage (allumage non symétrique par exemple). La tenue mécanique de la partie tractée est essentiellement liée à la valeur de ces contraintes transversales. Ainsi, la valeur maximale de 25 ces contraintes doit être limitée au maximum de façon à ce que la partie tractée garde son intégrité à la sortie du tube de lancement. Un des buts de l'invention consiste à résoudre le problème de la tenue mécanique de l'empennage en réduisant les contraintes transversales auxquelles il est soumis. - 2 L'invention a pour objet un chargement propulsif constitué de poudre, par exemple, sous forme de grains destiné à la propulsion des projectiles notamment à énergie cinétique sous calibrés du type flèche de gros calibre et disposé à l'intérieur d'une douille de révolution métallique ou non comprenant à une extrémité un culot et à l'autre extrémité le projectile, chargement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de maintien assurant sa compacité et sa symétrie par rapport à l'axe de révolution de la douille Selon d'autres caractéristiques le moyen de maintien permet de 10 compacter le chargement propulsif: - vers le culot de la douille et/ou vers le projectile - et/oy autour de l'axe de révolution de la douille. Le moyen de maintien peut être constitué: - par un liant disposé entre les grains de poudre, - par un matériau tel que du carton, de la nitrocellulose ou du polystyrène expansé. - par une tôle métallique perforée. 20 Selon une autre caractéristique particulière, le moyen de maintien est constitué par un calage disposé-: à l'arrière du projectile de façon à ce que le chargement soit appliqué vers le culot de la douille. - et/ou au niveau du culot de la douille de façon à ce que le 25 chargement soit appliqué vers le projectile. Selon une autre variante, le moyen de maintien est constitué par une enveloppe de révolution, pouvant être cylindrique, placée longitudinalement dans la douille de façon à ce que le chargement soit disposé à l'intérieur ou à l'extérieur, de cette enveloppe. - 3 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description d'un mode préféré de réalisation et de ses variantes, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une coupe longitudinale d'une munition flèche, selon l'état de la technique, à poste dans un tube de lancement. - la figure 2 représente une coupe longitudinale d'une munition flèche selon un premier mode de réalisation. - les figures 3 à 8 représentent d'autres variantes - les figures 9A à 9G montrent des résultats de tir effectués avec les munitions selon l'invention. La figure 1 représente une dunition selon l'état de la technique à poste dans un tube de lancement 1; elle est constituée d'un sous-projectile flèche 2 comprenant un barreau allongé en matériau lourd 15 et d'un empennage stabilisateur 3. Le sous-projectile flèche 2 est guidé et propulsé dans le tube de lancement 1 grâce à un sabot 4. La munition comprend également une douille 5 au culot de laquelle est fixé un tube allumeur porte amorce 6. Cette douille contient le chargement propul20 sif 7 constitué de poudre en vrac. Avec une munition de ce type on constate que la poudre forme, par gravitation, un lit de poudre incliné 8 rendant le chargement propulsif asymétrique. Lors du fonctionnement, le tube porte amorce 6 allume le 25 chargement propulsif 7 en développant des ondes de pression se déplaçant dans le sens représenté par la flèche 9. Au voisinage de l'empennage 3 du projectile l'onde de pression est perturbée par la dissymétrie du chargement propulsif et engendré un effort T1 sensiblement perpendiculaire au lit de poudre. Cet effort T1, combiné à l'effort de 30 traction T2, dû à l'inertie de la partie tractée du projectile, soumet l'empennage de la flèche à un effort résultant T3 qui dans le cas particulier de cette figure est sensiblement perpendiculaire à l'axe de révolution de la munition. Cet effort T3 tend à faire fléchir le projectile, ce qui peut avoir des conséquences néfastes pouvant aller de 35 la détérioration partielle jusqu'à la rupture complète de l'empennage La figure 2 montre une munition du type de celle décrite précédemment. Toutefois une modification importante concernant le chargement propulsif 7 a été réalisé. En effet, un calage a été disposé à la partie avant du chargement, isolant ce dernier de l'empennage de la flèche, et le maintenant compacté vers l'arrière de la douille 5 de façon à conserver sa symétrie lors des diverses manipulations de la munition avant et lors 5 de sa mise à poste. Le calage est effectué à l'aide d'un disque 10 qui peut, par exemple, être constitué d'une cale en polystyrène expansé, d'une plaque de carton ou nitrocellulose ou, d'une plaque métallique perforée. - Le mode de calage représenté à la figure 3 est dit du type arrière. Dans ce cas, la cale 11 est disposée-à l'arrière du chargement propulsif, laissant un espace libre 12 au niveau du culot de la douille. I La figure 4 représente la combinaison des deux variantes décrites 15 précédemment. Le calage dit calage mixte, est réalisé à la fois à la partie avant du chargement à l'aide de la cale 10, et à l'arrière à l'aide de la cale 11. Une autre variante de calage est représentée à la figure 5. 20 Dans cet exemple, le chargement est contenu dans un tube cylindrique mince 13 réalisé en matériau inerte ou combustible tel que par exemple du celluloid, de la nitrocellulose ou du carton. Ce type de configuration nécessite de plus un calage avant (figure 5), un calage 25 arrière (figure 6) ou un calage mixte (figure 7). Selon une autre variante non représentée à la figure 8 le chargement propulsif est disposé à l'extérieur du tube cylindrique 13. Tous les exemples décrits ci-dessus peuvent également être réalisés à 30 partir de chargements propulsifs constitués de grains de poudre enrobés d'un liant de façon à assurer la compacité du chargement. Les différents types de calages décrits précédemment ont été testés avec un même type de munition flèche de calibre 105 mm tirée à la 35 température limite d'utilisation (+ 51 C). Deux capteurs de pression ont été disposés dans les zones A et B respectivement situées au niveau du culot de la douille et à proximité arrière du sabot de lancement. Les résultats des essais ont fait l'objet de relevés représentés aux figures 9A à,9G, les indices A à G correspondants aux résultats de tir des munitions représentées respectivement aux figures 1 à 7. b 2- 62600411 L'analyse des résultats montre des variations d'ondes de pression très importantes suivant le type de calage utilisé: de 400 bars pour le calage latéral et mixte ( fig 9G) avant à 2800 bars pour le calage arrière (fig 9c). Toutefois, il convient de remarquer que les 5 résultats sont excellents si on les compare à celui de la munition sans calage qui est de 4000 bars. Ainsi, on peut chiffrer la diminution de PA - PB comprise entre 30 % et 90 %. Ces essais montrent la nécessité du calage du chargement 10 propulsif et l'importance du choix du type de calage dans l'organisation d'une munition flèche qui peut être différent selon le type de munition. D'autre part, des essais ont été effectués pour déterminer l'influence du calage du chargement sur la dispersion balistique. Les 15 tirs (15 coups) ont été effectués dans des conditions identiques (21 C) avec des munitions de calibre 105 mm et avec la configuration-calage avant. Les résultats obtenus sont les suivants: I I I I T Pression Ecart type J Vitesse I Ecart type moyenne sur les | initiale I sur les I PM (bar) pressions Vo (m/s) vitesses |I | s PM (bar) Vo/ms I Ii I T- i I I 1-1 1 1I SANS CALAGE | 4 075 | 150 | 1580 | 15 I I I l I i I i AVEC CALAGE | 4 160 1 36 1570 I 3 l I I I l Il apparait que les écarts types de vitesse et de pression sont sensiblement 5 fois plus importants sans calage. La diminution des écarts types de pression (s PM) permet d'augmenter sans risque la pression d'emploi de la munition flèche ce qui conduit à augmenter la 20 vitesse initiale (Vo) du projectile, donc d'améliorer son efficacité terminale. De plus la diminution des ondes de pression et l'élimination de la contrainte mécanique engendrée par un déplacement aléatoire du lit de poudre lors des manipulations de chargement et de la montée en pression, 25 permet d'augmenter la longueur de la partie tractée de la flèche afin d'améliorer son pouvoir de perforation. - 6 REVENDICATIONS 1 - Chargement propulsif (7) constitué de poudre, par exemple sous forme de grains destiné à la propulsion des projectiles notamment à énergie cinétique sous-calibrés du type flèche de gros calibre (2) et disposé à l'intérieur d'une douille de révolution (5) métallique ou non 5 comprenant à une extrémité un culot et à l'autre extrémité le projectile, chargement caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de maintien assurant sa compacité et sa symétrie par rapport à l'axe de révolution de la douille. 2 - Chargement propulsif selon la revendication 1, caractérisé 10 en ce que le moyen de maintien permet de compacter le chargement propulsif vers le culot de la douille. 3 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de maintien permet de compacter le chargement propulsif vers le projectile. 4 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen de maintien permet de compacter le chargement propulsif autour de l'axe de révolution de la douille. - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen de maintien est constitué par un liant 20 disposé entre les grains de poudre. 6 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de maintien est réalisé en matériau choisi par exemple parmi: le carton, la nitrocellulose ou le polystyrène expansé 7 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen de maintien est constitué par une t8le métallique perforée. 8 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 à 7, 30 caractérisé en ce que le moyen de maintien est constitué par un calage (10) disposée à l'arrière du projectile de façon à ce que le chargement soit appliqué vers le culot de la douille. 9 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 à 8, 35 caractérisé en ce que le moyen de maintien est constitué par un calage (11) disposé au niveau du culot de la douille de façon à ce que le chargement soit appliqué vers le projectile. - 7 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyen de maintien est constitué par une enveloppe de révolution (13) placée longitudinalement dans la douille de façon à ce que le chargement soit disposé à l'intérieur de cette enveloppe. 11 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le moyen de maintien est consitué par une enveloppe de révolution (13) placée longitudinalement dans la douille de 10 façon à ce que le chargement soit disposé à l'extérieur de cette enveloppe. 12 - Chargement propulsif, selon l'une des revendications l1 ou 12, caractérisé en ce que l'enveloppe de révolution (13) est cylindrique.