Brevet FR2616217A1 — publié le 19881209

SYSTEME DE MAINTIEN DE CHARGES MULTIPLES E!BARQUEES DANS UN PROJECT.ILE. TOURNANT AUTOUR DE SON AXE LONGITUDINAL Domaine de l'invention: L'invention concerne les chargements composés de charges multiples et/ou hétérogène telles que des sous-munitions, embarquées dans un projectile tournant autour de son axe longitudinal. Ces chargements devant être larguées en cours de trajectoire, leur agencement à l'intérieur du projectile est prévu pour séparer les composants au moment de leur largage. L'invention est plus particulièrement adaptée pour résoudre des problèmes concernant les projectiles constitués par des obus de mortier, dont la vitesse de rotation est très grande (plus de 10000 tours par minute). Techniques antérieures: Dans un obus de mortier, les contraintes mécaniques dues à l'accélération, et Imposées à l'obus au départ du coup, sont particulièrement intenses, et très difficiles à supporter pour la structure mécanique embarquée dans l'obus. En effet, si plusieurs sousmunitions sont disposées les unes derrières les autres, la première s'appuyant sur la seconde, la seconde sur la troisième, et ainsi de suite, la pression infligée à la dernière munition par les autres, au départ du coup, fait que cette dernière munition ne résiste pas à cette contrainte mécanique. Il a déjà été envisagé de renforcer chaque munition, en fonction du rang qu'elle occupe - dans l'empilage, à l'intérieur du projectile, de manière A résister à la pression Imposée par les sous-munitions précédentes. L'inconvénient majeur de cette solution, est que la place à l'intérieur de chaque munition, destinée à la fonction même de munition, diminue de plus en plus, voire devient inexistante. Pour résoudre ce problème, on a déjà prévu un empilage de sous-munitions, dans lequel chaque sous-munition possède, comme le montre la figure 1, un élément de support, constitué de deux entretoises 2A et 2B, séparables au moment du largage pour libérer la sous-munition. Ces deux entretoises possèdent à leur arrière un renforcement 3A et 3B pour supporter la sousmunition au moment du départ. Ainsi, les forces d'inertie au départ du coup, dues à chaque sous-munition, ne sont supportées que par leurs deux entretoises respectives. Chaque entretoise est en contact avec la suivante. Les forces ainsi accumulées sont transmises sur le fond 4 du projectile. L'un des inconvénients de ce type de montage est illustré par la figure 2. Sur celle-ci ont été représentés les mêmes éléments que ceux représentés sur la figure 1, mais pendant le largage. L'éjection se fait par l'arrière de l'enveloppe 5 du projectile, le long de l'axe longitudinal X X', le fond 4 se détachant le premier. Suivent après, les deux dernières entretoises 2A et 2B supportant la munition 6. On voit que les parties arrières 3A et 3B des deux dernières entretoises subissent la force centrifure due à la grande vitesse de rotation de l'ensemble du projectile, des sous-munitions et de leurs entretoises. Quand une longueur suffisante des entretoises est dégagée de l'enveloppe 5, ces entretoises, s'écartent et créent un arc-boutement qui les bloque entre leur propres munitions 6 et l'enveloppe 5 du projectile, freinant ainsi le largage et toutes les sous-munitions suivantes et pouvant détériorer la sous-munition. Un autre inconvénient de ce système est que, sous l'influence de la vitesse de rotation de l'ensemble du projectile autour de son axe longitudinal, les entretoises 2A et 2B, soumises à la force centrifuge sont plaquées contre la paroi intérieure de l'enveloppe et engendrent des forces de frottement entre ces entretoises et cette enveloppe et freinent considérablement toute translation longitudinale des sous-munitions entourées de leurs entretoises, et entravent le largage des sousmunitions. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en créant un nouveau système de maintien du chargement à l'intérieur du projectile tout en permettant un largage aisé de celui-ci. Objet de l'invention A cet effet, l'invention est un système de maintien de chargement composé de charges multiples et/ou hétérogènes embarquées dans un projectile tournant autour de son axe longitudinal et largué en cours de trajectoire par une extrémité de celui-ci, ledit chargement comportant comportant au moins un étage comprenant au moins deux parties distinctes devant être séparées au moment du largage, le projectile comportant une enveloppe A l'intérieur de laquelle est placée ledit chargement, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque étage des moyens de fixation des parties dudit étage, de manière à ce que chaque étage forme un ensemble compact pour ne pas provoquer contre l'enveloppe des contraintes radiales importantes, dues à la force centrifuge créée par le projectile tournant, lesdits moyens de fixation étant escamotables au moment du largage des parties; L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, annexée des figures représentant Présentation des figures - Figs.1 et 2, un système de maintien de charges multiples à l'intérieur d'un projectile, avant et pendant le largage - Fig. 3, un premier schéma relatif à un système selon l'invention; - Fig.4, une pièce de maintien appelée "cavalier", utilisée dans le système selon l'invention; - Fig.5, un schéma explicatif concernant le système selon l'invention; - Fig.6, une coupe partielle d'une variante de réalisation des masselottes; - Fig.7, le système selon l'invention appliqué à un projectile et à ses sous-munitions, toujours selon l'invention; - Figs. 8A et 8B, deux coupes transversales du projectile décrit sur la figure 7; - Fig.9, une première variante du système selon l'invention - Fig.10, une deuxième variante du système selon l'invention. Description de l'invention En référence à la figure 3, le principe du système selon l'invention est basé sur le -fait que les différentes parties d'un étage d'un empilage, en l'occurrence les entretoises 6 et leurs sous-munitions 7, doivent constituer un étage compact avant le largage pour ne pas provoquer contre l'enveloppe 5 des contraintes radiales importantes dues à la force centrifuge, créée par le projectile tournant autour de son axe longitudinal. Des moyens de fixation 8 doivent être prévus, et également être escamotables au moment du largage pour que ces différentes parties puissent s'écarter latéralement et librement, par le fait de la force centrifuge. Une réalisation possible de ces moyens de fixation consiste à utiliser des profilés en forme de U appelés, dans la suite de la description, "cavaliers". Ces pièces sont suffisamment rigides pour maintenir les différentes parties d'un même étage, et sont placées à la périphérie de l'ensemble. En référence à la figure 4, ces cavaliers comportent dans leur section transversale, deux pattes 9, s'enfonçant chacune dans une encoche correspondante d'une des parties 6 à maintenir assemblées. Ces pattes sont reliées par une partie centrale 10 de plus faible épaisseur. La forme des pattes du cavalier est telle que, sous l'influence de la force centrifuge, de ses composants et des forces de frottement ainsi engendrées, l'ensemble des cavaliers et des parties liées par ces cavaliers reste naturellement solidaire. Ceci peut être réalisé par exemple en formant une légère queue d'aronde. Pour effectuer la désolidarisation de l'ensemble, les cavaliers sont associés chacun à des moyens d'éjection. Ces derniers sont constitués, pour fonctionner sous l'effet de la simple force centrifuge, de masselotte 12, dont la masse soumise à la force centrifuge, permet l'arrachage d'un cavalier. Par ailleurs, cette masse ne doit pas être trop importante pour que la force centrifuge, qui lui est appliquée, n'entraîne pas le gênant frottement contre l'enveloppe 5, évoqué à propos des dispositifs selon les techniques connues. Chaque masselotte est associée à un cavalier. Sur la figure 4, aucun moyen de fixation entre le cavalier et la masselotte n'a été dessiné, la masselotte 12 pouvant faire partie intégrante du cavalier 10. Des moyens de fixation peuvent toutefois être envisagés entre ces deux pièces, par exemple, des moyens de fixation par goupilles ou vis placées parallèlement à l'axe de l'enveloppe 5. Pour éviter le phénomène d'arc-boutement évoqué précédemment, lors de la sortie d'une pièce telle qu'un cavalier possédant une masselotte 12 relativement importante, il est prévu de placée la masselotte à l'arrière du cavalier, c'est-à-dire que cette masselotte 12 est la dernière partie du cavalier à sortir de l'enveloppe 5 (voir figure 5). Il est possible également que la masselotte entraîne le cavalier après une course vers l'intérieur. En effet, en référence à la figure 6, la masselotte 30 possède une gorge annulaire 31, assez profonde pour permettre à une partie annulaire rentrante 32 du cavalier 33 d'y pénétrer sur plusieurs millimètres tout en ne comblant pas un espace radial E. Le côté 34 de la gorge 31 placé entre celle-ci et le cavalier a un 261-6217 diamètre réduit pour permettre un mouvement de translation de la masselotte 30 vers l'extérieur, autorisé par la présence de l'espace E. De cette manière, lorsque la masselotte est libérée de l'enveloppe, elle s'écarte vers l'extérieur comme précédemment. Pendant le début de sa course le long de l'espace E, 'elle acquiert une énergie cinétique suffisant à l'arrachage du cavalier 33 des parties qu'il maintient avant le largage. On constate donc, que le cavalier doit être sorti en totalité, pour que son éjection des parties 6 à séparer soit effectuée. Ceci évite donc l'arc-boutement de n'importe quelle partie, pendant sa sortie de l'enveloppe. La séparation des parties, après l'arrachage de tous les cavaliers, s'effectue grâce à la force centrifuge qui s'applique à chacune des parties 6. En regard des figures 7, 8A et 8B, l'application du système, selon l'invention, à un projectile contenant les sous-munitions est la suivante. On y retrouve les principaux éléments des figures 3,4 et 5, à savoir l'enveloppe 5, les cavaliers 20 et leur masselotte 21. On remarquera, sur les figures 7 et 8B, que les masselottes sont d'une épaisseur supérieure A celle du cavalier 20 correspondant, mals également que ces masselottes s'étendent sur un secteur périphérique maximal, formant un anneau circulaire continu, de manière A se toucher entre elles. Ceci a pour effet d'augmenter considérablement la masse de ces masselottes. Par ce fait, elles peuvent également assurer le support de la munition correspondante 6. Les entretoises 18 ne font que positionner les sous- munitions de manière coaxiale. Comme le montre la figure 8B, la masselotte 21 ne remplit plus la fonction d'accrochage des entretoises 18, et est donc soumise à la force centrifuge sans être maintenue par la munition 6, ceci de manière à entraîner, lors du largage, le reste du cavalier 20. Les munitions ont été sur cet exemple dessinées en deux parties de diamètre différent, et reposant sur les masselottes, à peu près au milieu de la longueur de chaque munition. Ceci est un 2 6 1 6 2 1 7 exemple de réalisation, chaque munition pouvant être supportée soit par la masselotte, soit par l'entretoise, à une extrémité de cette munition aussi bien qu'en son centre. Toutefois, dans cet exemple, les munitions 7 s'appuyant sur les masselottes 21 qui se prolongent par les entretoises 20, la dernière entretoise s'appuyant sur le fond 4, près de la fixation de ce dernier à l'enveloppe 5, le centre du fond est soulagé des importants efforts au départ du coup, la dernière munition ne reposant pas sur ce dernier. En référence maintenant à la figure 9, on peut envisager de placer dans une enveloppe 5 différentes parties 16, non pas étagées les unes contre les autres mals entassées et posltlonnées les unes contre les autres/ en fagot. Dans ce cas des encoches sont prévues dans chacune de ces parties 16 pour que les cavaliers 18 puissent s'accrocher à l'intérieur, de manière à maintenir lesdites parties. Le largage pourra se faire de la même manière exactement, chaque cavalier comportant une masselotte analogue à celle précédemment décrite. Dans le même ordre d'idée, et en référence à la figure 10 on prévoit ainsi de loger, les unes contre les autres, un grand nombre de munitions, qui peuvent être par exemple des flèches, des bombes. On utilise toujours dans ce cas l'enveloppe et des cavaliers 28 qui maintiennent les parties 6 qui encerclent complètement le groupe de munitions à maintenir, et former ainsi une enveloppe intermédiaire. Les avantages du système selon l'invention sont les suivants. Ies contraintes sont faibles sur l'enveloppe. La pression d'éjection en translation des sous-munitions, est donc beaucoup plus faible. D'autre part, il y a possibilité de réduire les dimensions de l'enveloppe. Les entretoises ne se séparent qu'après leur extraction complète, et évitent les contraintes de coincement par séparation angulaire progressif pendant l'extraction, comme illustrée par la figure 5. Il y a possibilité de réaliser de manière économique, par exemple par profilage, en particulier les cavaliers, leurs masselottes et les entretoises, lorsqu'ils sont fabriqués séparément. Les réalisations décrites aux figures 8 et 9 peuvent permettre un verrouillage et un largage assymétriques, de manière à faire des éjections latérales variables des différentes parties. On pourra notamment prévoir le positionnement irrégulier des cavaliers autour de la périphérie des parties. Enfin, le système permet facilement d'entraîner en rotation l'ensemble du chargement placé à l'intérieur de l'enveloppe, en prévoyant des crabotages entre chaque entretoise. 2 6 1 6 2 1 7 REVEND I CATIONS 1. Système de maintien de chargement composé de charges multiples, embarqué dans un projectile tournant autour de son axe longitudinal (X X') et largué en cours de trajectoire par une extrémité de celui-ci, ledit chargement comportant au moins un étage comprenant au moins deux parties distinctes (6,7,18,28) devant être séparées au moment du largage, le projectile comportant une enveloppe (5) à l'intérieur de laquelle est placée ledit chargement, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque étage des moyens de fixation (8,12,20,21,28) des parties dudit étage, de manière à ce que chaque étage forme un ensemble compact pour ne pas provoquer contre l'enveloppe (5) des contraintes radiales importantes dues à la force centrifuge créée par le projectile tournant, lesdits moyens de fixation étant escamotables au moment du largage des parties. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation se composent de profilés en forme de U appelés cavaliers (8, 33) placés à la périphérie de chaque étage et comportant au moins deux pattes de fixation (9), chacune de ces pattes rentrant dans un évidement périphérique correspondant d'une desdites parties, la résistance mécanique et la forme exacte desdits cavaliers étant prévues pour maintenir les parties d'un même étage avant le largage. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'éjection desdlts cavaliers (12,21,30) maintenus par l'enveloppe (5) avant le largage et étant écartés, lors du largage, par la force centrifuge, de façon à désolidariser les cavaliers desdites parties (6,8) auxquelles ils sont fixés. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'éjection desdits cavaliers sont constitués pour chaque cavalier d'une masselotte (12,21,30), rigidement fixée au cavalier correspondant à une extrémité de celui-ci, de manière à être extraite de l'enveloppe (5) après le cavalier qui lui correspond, pour le soumettre alors à la force centrifuge due à sa masse, et l'écarter des parties (6,18) qu'il maintient avant le largage. 5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'éjection desdits cavaliers (8) sont constitués pour chaque cavalier d'une masselotte (30), venant en butée sur le cavalier (32,33) après une course vers l'extérieur, de manière à être extraite de l'enveloppe (5) après le cavalier qui lui correspond, d'emmagasiner de l'énergie cinétique pendant sa course vers l'extérieur due à la rotation, et écarter alors le cavalier des parties qu'il maintient avant le largage. 6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites pattes de fixation (9) des cavaliers (8,20,23) sont telles que la force centrifuge, qui s'exerce sur lesdits cavaliers, est compensée par les forces de frottement à la liaison mécanique entre lesdites pattes (9) et les pièces qu'elles maintiennent (6,18) 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque étage est constitué d'une sousmunition (7) centrale et disposée coaxIalement dans l'axe longitudinal (X X') du projectile, et de plusieurs entretoises (18) entourant ladite munition, et étant maintenues par les cavaliers (20). 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans chaque étage la sous-munition (7) n'est entourée sur sa longueur que partiellement par les entretoises (18) de son étage correspondant, et est entourée partiellement des entretoises de l'étage adjacent. 9. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites masselottes (21) des cavaliers (20) ont une forme telle qu'elles forment un anneau continu circulaire. 1! 10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les parties (16) constituant ledit étage, sont placées en fagot à l'intérieur de l'enveloppe (5). 11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et de la revendication 9 caractérisé en ce que les masselottes (21) forment l'appui de la sous munition. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que la dernière sous-munition, la section de la masselotte 21 formant appui de la sousmunition trouve son prolongement sur l'entretoise adjacente et sur le culot permettant de réduire la contrainte sur le culot lors du départ du coup.