Brevet FR2620214A1 — publié le 19890310

Le domaine de la présente invention est celui des dispositifs de liaison entre une douille, contenant une charge propulsive, et un projectile et plus particulièrement entre une douille combustible et un projectile de type flèche tiré dans un tube lisse. La solution la plus couramment adoptée pour rendre solidaire une douille métallique et un projectile est de pratiquer un sertissage annulaire de la douille sur le projectile. Ce sertissage est effectivement possible, malgré 0 la différence de diamètre entre ces deux éléments, en raison de la facilité de réalisation de douilles métalliques ayant une partie avant conique venant s'adapter au diamètre extérieur du projectile. L'emploi de douilles combustibles, devenu de plus en plus fréquent en raison des cadences de tir élevées qu'elles autorisent, interdit un tel mode de liaison en raison de la fragilité mécanique de ce type de douille et de la difficulté à obtenir des douilles combustibles présentant une partie avant conique. 0 Diverses solutions ont été alors proposées pour solidariser douille combustible et projectile. Le brevet US4487131 décrit une bague, collée sur la douille combustible, et présentant des languettes élastiques destinées à venir pincer un sabot de projectile flèche à sa partie arrière. L'élasticité des languettes assure ainsi la bonne tenue mécanique de l'ensemble. Un projectile flèche est constitué par un pénétrateur en matériau lourd (par exemple du Tungstène), sous calibré, entouré d'un sabot fragmentable comprenant plusieurs éléments (en général trois), le montage d'un tel projectile nécessite la solidarisation des éléments du sabot autour du pénétrateur, cette dernière est obtenue en partie grâce au montage de la ceinture d'étanchéité sur le sabot. Il était tentant d'essayer de regrouper la fonction étanchéité aux gaz résultant de la combustion de la charge propulsive et la fonction liaison projectile-douille dans une seule bague de liaison. Le brevet US4444113 décrit un joint d'étanchéité haute pression pour un projectile à sabot fragmentable. Ce joint est constitué par une jupe venant se verrouiller par déformation élastique, d'une part sur la partie arrière du sabot, et d'autre part sur l'embouchure d'une douille. Une amorce de rupture annulaire permet la séparation de la douille et du projectile sous l'effet de la pression des gaz propulsifs. Cette pression, en s'exerçant sur la surface interne de la jupe, va provoquer une translation de celle-ci sur des rampes solidaires du sabot, ce qui va l'amener en contact avec la surface interne du tube de l'arme o elle va assurer une étanchéité efficace aux hautes pressions (de l'ordre de plusieurs centaines de MPa) régnant dans le tube. Le principal défaut d'un tel dispositif est son manque d'efficacité pour des basses pressions (de l'ordre de quelques MPa), or cette étanchéité basse pression est indispensable dans les premiers dixièmes de millisecondes suivant l'allumage de la charge propulsive, et cela surtout dans le cas de l'utilisation d'une douille combustible, en effet le confinement assuré par une telle douille est inférieur & celui obtenu avec une douille métallique et le déplacement du projectile intervient alors pour une pression plus faible. Un joint insuffisamment sensible pour être opérationnel dès l'allumage risque de laisser passer des gaz vers l'avant du projectile, une telle fuite pouvant détériorer la surface externe du joint et provoquer une chute de pression diminuant le rendement du chargement propulsif. C'est ainsi que ce brevet propose d'adjoindre, en avant de la jupe d'étanchéité haute pression, une ceinture de guidage et une bague en caoutchouc pincée entre jupe et ceinture, cette disposition permettant d'obtenir l'étanchéité basse pression souhaitée. Un tel montage est relativement complexe à réaliser, de plus les rampes qui doivent être disposées sur le sabot et qui doivent elles aussi être recouvertes de caoutchouc afin d'éviter toutes fuites de gaz entre sabot et jupe, nécessitent des usinages et des opérations de montage complémentaires. C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif de liaison entre une douille et un projectile permettant d'assurer une étanchéité à bas niveau de pression. C'est un autre but de l'invention que de proposer un dispositif de liaison permettant d'assurer également une étanchéité haute pression, évitant ainsi l'adjonction de systèmes annexes. De plus le dispositif selon l'invention permet d'une part de simplifier le montage d'un projectile flèche et d'autre part de faciliter la solidarisation de ce dernier avec une douille combustible, tout en assurant une bonne tenue de la munition aux chocs. Ainsi l'invention propose un dispositif de liaison entre une douille contenant une charge propulsive et un projectile destiné à être tiré par une arme comportant une chambre communiquant avec un tube, dispositif constitué par une bague comportant une partie avant, rendue solidaire du projectile par un premier moyen de fixation, et une partie arrière solidarisée avec la douille par un deuxième moyen de fixation, le dispositif est caractérisé en ce que le deuxième moyen de fixation est conformé de telle façon que l'action de la pression des gaz de combustion de la charge propulsive s'exerçant sur le projectile, provoque la séparation de ce dernier portant la bague et de la douille, et en ce que la partie arrière vient alors en contact avec une surface interne de la chambre, de façon à réaliser une étanchéité aux gaz. De façon préférentielle, les parties avant et arrière sont séparées par au moins une amorce de rupture, cette dernière étant conformée de façon à se rompre, provoquant ainsi la séparation des parties avant et arrière, cette séparation se produisant après celle de la douille et du projectile, et consécutivement au contact de ce dernier avec le tube de l'arme, la partie avant venant alors s'appliquer sur la surface intérieure du tube, sous l'action de la pression des gaz. La partie arrière pourra comporter au moins deux zones de fragilisation disposées suivant des génératrices, et la partie avant au moins une rainure circulaire sur sa surface externe. Le premier moyen de fixation pourra consister en une concordance de formes entre la partie avant de la bague et la surface latérale du projectile, et en particulier la partie avant pourra venir se loger dans une gorge annulaire réalisée sur la surface latérale du projectile ou bien être vissée sur ce dernier. Selon un mode préférentiel de réalisation, le deuxième moyen de fixation est constitué par une portée cylindrique, aménagée sur la partie arrière de la bague, sur laquelle est ajustée et rivetée et/ou collée la douille. Selon un autre mode de réalisation, le deuxième moyen de fixation comporte une pièce intermédiaire cylindrique qui peut être collée sur la surface intérieure de la douille. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en regard des dessins annexés dans lesquels: -la figure 1 est une représentation partielle en coupe d'une munition mise à poste dans la chambre d'une arme et équipée du dispositif de liaison selon l'invention. -la figure 2 est une vue de la bague de liaison suivant la direction A de la figure 1. -la figure 3 est une représentation partielle du projec- tile dans le tube de l'arme après séparation des parties avant et arrière de la bague de liaison. -la figure 4 est une représentation d'un deuxième mode de - réalisation de l'invention. En se reportant à la figure 1, n projectile 1 sommairement représenté, (ici un sabot portant un sous-projectile de type flèche), est rendu solidaire d'une douille combustible 2 au moyen d'une bague de liaison 6. L'ensemble douille-bague-projectile est représenté ici mis à poste dans une chambre 4 d'une arme, le projectile 1 se trouve alors partiellement engagé dans le tube 3 de l'arme, la partie avant de la chambre présente un cône de raccordement 5, et le tube est un tube lisse. La bague de liaison 6 comporte une partie avant 8 qui est rendue solidaire du projectile par un premier moyen de fixation, qui est ici une concordance de forme entre la partie avant de la bague et une gorge annulaire 10 aménagée sur la surface latérale du projectile 1. Le diamètre extérieur de la bague 6 au niveau de cette partie avant 8 est légèrement supérieur au diamètre du tube 3 (la différence de diamètre est de l'ordre de 1% du calibre), et la surface cylindrique extérieure de cette bague porte des rainures circulaires 14 dont la fonction sera précisée plus loin. La bague comporte aussi une partie arrière 7 qui est solidarisée avec la douille 2 par un deuxième moyen de fixation, qui comprend ici une pièce intermédiaire 12 cylindrique, collée sur la surface cylindrique intérieure de la douille, cette pièce pourra être réalisée en cellulose chargée ou non de coton-poudre, un tel matériau étant particulièrement aisé à coller sur une douille combustible. La pièce intermédiaire est fixée sur la partie arrière 7 de la bague 6 au moyen de rivets 13 régulièrement répartis sur une génératrice circulaire de la bague. Au niveau de la pièce intermédiaire 12, le diamètre extérieur de la partie arrière de la bague 6 est ainsi sensiblement égal au diamètre extérieur de la douille, et la bague de liaison présente donc une portion conique 15 assurant le raccordement de cette partie arrière avec la partie avant 8. Partie avant et partie arrière sont également séparées par une amorce de rupture 9 qui est ici un sillon circulaire réalisé sur la surface intérieure de la bague en avant de la portion conique 15. La partie arrière comporte, tant au niveau de sa portion conique que de sa portion cylindrique, des zones de fragilisation 11, disposées suivant des génératrices et régulièrement espacées les unes des autres. La figure 2 permet de mieux voir la répartition des zones de fragilisation 11, ici quatre zones obtenues par des réductions de l'épaisseur de la bague. Lors de la mise à poste de la douille portant la munition, le projectile n'est que partiellement engagé dans le tube de l'arme et n'est donc pas en contact avec celui-ci. La partie avant de la bague 6, dont le diamètre extérieur est légèrement supérieur au diamètre du tube, se trouve en regard du cône de raccordement 5. La mise à feu de la charge propulsive contenue dans la douille 2 va engendrer des gaz, la pression s'exerçant alors à la fois sur la douille, la bague et le projectile va provoquer des contraintes de traction tant au niveau de la bague que des moyens de fixation, de l'amorce de rupture et de la douille. Le dimensionnement de la bague et des moyens de fixation sera tel que la rupture du deuxième moyen de fixation interviendra avant celle de l'amorce de rupture 9. Il suffira pour cela de jouer sur l'épaisseur de la pièce intermédiaire et sur la profondeur du sillon circulaire constituant l'amorce de rupture 9. La séparation de la douille et du projectile portant la bague permet à celui-ci, poussé par les gaz, de s'avancer dans le tube. La pression des gaz, en s'exerçant sur la surface intérieure de la bague, va mettre la partie arrière 7 en contact avec une surface intérieure de la chambre au niveau du cône de raccordement 5, et ce dans les premiers dixièmes de millisecondes suivant la séparation (ce délai pouvant éventuellement être ajusté en jouant sur l'épaisseur de la bague, la distance entre premier et deuxième moyen de fixation, le nombre et la répartition des zones de fragilisation 11), ainsi la partie arrière 7 de la bague permet d'obtenir une étanchéité au:- gaz de basse pression (quelques MPa), étanchéité réalisée quasi instantanément, ce qui permet d'utiliser le chargement propulsif de façon optimale. Lorsque la partie avant 8 de la bague pénètre dans le tube et vient en contact avec lui, réalisant ainsi le centrage du projectile, la résistance opposée par le tube au passage de la partie arrière va créer des contraintes de traction dans la bague qui vont provoquer la séparation des parties avant et arrière au niveau de l'amorce de rupture 9. A ce moment la pression qui règne dans la chambre est suffisamment haute, (de l'ordre de quelques dizaines de MPa), pour que le contact entre la partie avant et la surface intérieure du tube lisse suffise à assurer l'étanchéité entre ce dernier et le projectile. La figure 3 montre le projectile, portant la partie avant de la bague, dans le tube de l'arme. Il est possible encore de régler l'efficacité du joint haute pression ainsi obtenu en jouant sur l'épaisseur de la partie avant 8, et sur la distance entre le premier moyen de fixation et l'amorce de rupture, de plus les rainures circulaires 14 pratiquées sur la surface cylindrique extérieure, en jouant le rôle de chicanes, assurent une fonction d'étanchéité complémentaire (tout début de fuite éventuelle des gaz vers l'avant du projectile est stoppé, ceux-ci se décomprimant dans la chicane) . La partie arrière de la bague ainsi que la pièce intermédiaire 12 et les rivets 13 sont expulsés du tube de l'arme avec les gaz de combustion à la suite du projectile. Les zones de fragilisation 11 permettent une dislocation de la partie arrière, comme suite au passage du cône de raccordement, facilitant ainsi son éjection du tube, une diminution de la taille des morceaux éjectés étant également appréciable de façon à éviter une détérioration de l'empennage du sous-projectile flèche. On voit ainsi que le dispositif selon l'invention a permis, d'une part d'obtenir une étanchéité basse pression grâce à la partie arrière de la bague, et d'autre part d'assurer l'étanchéité haute pression dans le tube lisse de l'arme par l'intermédiaire de la partie avant de la bague. Un autre avantage de l'invention tient à la simplification de la fabrication. La bague sera ainsi de préférence réalisée en un polymère thermoplastique qui sera injecté autour du projectile. De cette façon on obtiendra la solidarisation des différents éléments constituant le sabot avec le sous-projectile, (dans le cas d'un projectile flèche). La pièce intermédiaire sera ensuite rivetée sur la bague, puis l'ensemble ainsi obtenu solidarisé avec la douille par collage. Le choix d'une pièce intermédiaire en cellulose, ou en carton chargé ou non de coton-poudre, permet d'une part de faciliter la fixation par collage sur une douille combustible, et d'autre part d'assurer une certaine souplesse à cette liaison, souplesse indispensable pour éviter des ruptures de la douille combustible à ce niveau. La figure 4 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel seul diffère avec le précédent le deuxième moyen de fixation utilisé. Ici la bague 6 comporte, aménagée sur la partie arrière 7, une portée cylindrique 16 qui délimite ainsi une zone d'épaisseur réduite, donc plus fragile, qui joue un rôle analogue à celui de la pièce intermédiaire cylindrique 12 de l'exemple précédent. La douille vient s'ajuster sur la bague au niveau de la portée et en est rendue solidaire par des rivets (ou bien de la colle). Rivets et/ou colle et portée cylindrique 16 constituent ainsi le deuxième moyen de fixation de la partie arrière 7 de la bague 6 avec la douille. Le fonctionnement est le même que celui précédemment décrit, les contraintes de traction supportées par l'ensemble douille-moyens de fixation-bague vont provoquer la séparation de la douille et de la bague, la séparation intervenant soit par rupture de la portée cylindrique 16 (la fragilité de cette dernière étant ajustable en jouant sur son épaisseur et sur le nombre de rivets), soit par rupture de la douille.combustible au niveau de la portée. Apres séparation, la partie arrière 7 de la bague joue le rôle d'étanchéité basse pression déjà décrit. La souplesse de la liaison douille-projectile, permettant d'éviter les ruptures de la douille combustible, est ici assurée par la bague elle même. Le mode de fabrication est le même que celui précédemment décrit: la bague en polymère thermoplastique sera injectée autour du projectile et réalisera la solidarisation des différents éléments constituant le sabot. D'autres variantes sont possibles sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Il est possible d'envisager d'autres moyens de fixation: d'autres types de concordances de formes entre la partie avant de la bague et la surface latérale du projectile, par exemple une liaison par filetage ou encore par rivets. La pièce intermédiaire pourra être intégrée à la bague en étant disposée dans le moule d'injection de cette dernière, ou bien encore collée sur la bague. Les parties avant et arrière pourront constituer deux pièces distinctes, solidarisées au montage, soit au moyen de rivets pinçant simultanément ces deux pièces, soit par une deuxième pièce intermédiaire cylindrique collée à la fois sur les parties avant et arrière. L'amorce de rupture 9 sera alors constituée par ces rivets ou bien par cette pièce intermédiaire, l'essentiel étant que le dimensionnement des moyens de fixation soit tel que: -la pression des gaz provoque dabord la rupture du deuxième moyen de fixation et ainsi la séparation de la douille et du projectile portant les deux parties de la bague; -puis que la séparation des parties avant et arrière intervienne comme suite au contact entre le projectile et le tube de l'arme, en particulier en raison de la resistance opposée par ce dernier au passage de la partie arrière. Il est possible d'appliquer l'invention à tout type de projectiles. Dans le cas de projectiles destinés à être tirés dans un tube lisse (projectiles flèches ou à charge creuse), une amorce de rupture sera prévue entre partie avant et partie arrière de la bague, et la partie avant de la bague jouera alors le rôle d'étanchéité haute pression décrit précédemment. Pour les projectiles tirés dans des tubes rayés, l'invention permettra l'emploi de douilles combustibles, cela malgré le fait qu'avec de telles douilles le déplacement du projectile intervienne pour une pression plus faible dans la chambre de l'arme ce qui pourrait entraîner des fuites de gaz vers l'avant du projectile avant la prise de rayures. La partie arrière de la bague du dispositif selon l'invention permettra d'assurer une étanchéité basse pression avant la prise de rayures par la ceinture du projectile. Dans une telle configuration, la partie avant de la bague pourra être solidaire de la ceinture ou non, et l'amorce de rupture entre partie avant et partie arrière pourra être omise, la fonction étanchéité haute pression étant remplie par la ceinture elle même. Pour les projectiles flèches destinés à être tirés dans des tubes rayés et portant donc une ceinture dérapante, la partie avant de la bague sera de préférence solidaire de la ceinture. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison entre une douille (2) contenant une charge propulsive et un projectile (1) destiné à être tiré par une arme comportant une chambre (4) communiquant avec un tube (3), dispositif constitué par une bague (6) comportant une partie avant (8), rendue solidaire du projectile par un premier moyen de fixation, et une partie arrière (7) solidarisée avec la douille par un deuxième moyen de fixation, dispositif caractérisé en ce que le deuxième moyen de fixation est conformé de telle façon que l'action de la pression des gaz de combustion de la charge propulsive s'exerçant sur le projectile (1) provoque la séparation de ce dernier portant la bague (6) et de la douille, et en ce que la partie arrière (7) vient alors en contact avec une surface interne de la chambre (4), de façon à réaliser une étanchéité aux gaz. 2. Dispositif de liaison selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties avant (8) et arrière (7) sont séparées par au moins une amorce de rupture (9), cette dernière étant conformée de façon à se rompre, provoquant ainsi la séparation desdites parties, cette séparation se produisant après celle de la douille et du projectile (1), et consécutivement au contact de ce dernier avec le tube de l'arme, la partie avant (8) venant alors s'appliquer sur la surface intérieure du tube, sous l'action de la pression des gaz. 3. Dispositif de liaison selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie arrière (7) comporte au moins deux zones de fragilisation (11) disposées suivant des génératrices. 4. Dispositif de liaison selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague (6) comporte sur la surface externe de sa partie avant (8) au moins une rainure circulaire (14). 5. Dispositif de liaison selon les revendications i à 4, caractérisé en ce que le premier moyen de fixation consiste en une concordance de formes entre la partie avant (8) de la bague (6) et la surface latérale du projectile (1). 6. Dispositif de liaison selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie avant (8) vient se loger dans une gorge annulaire (10) réalisée sur la surface latérale du projectile (1). 7. Dispositif de liaison selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie avant (8) est vissée sur le projectile (1). 8. Dispositif de liaison selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième moyen de fixation est constitué par une portée cylindrique (16), aménagée sur la partie arrière (7) de la bague (6), sur laquelle est ajustée et rivetée et/ou collée la douille (2). 9. Dispositif de liaison selon les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le deuxième moyen de fixation comporte une pièce intermédiaire cylindrique (12). 10. Dispositif de liaison selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (12) est collée sur la surface intérieure de la douille (2).