Brevet FR2612621A1 — publié le 19880923

Le secteur technique de la présente invention est celui des ceintures dérapantes équipant les projectiles 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 empennage rejeté à l'arrière du projectile, créant ainsi un couple de rappel sur trajectoire. Ce type de projectile est tiré, soit à partir de tubes lisses, soit à partir de tubes faiblement rayés. Ce mode de stabilisation s'applique essentiellement 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 perturbation 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 limitation de la rotation du projectile pendant la phase de lancement grâce à une ceinture dite dérapante qui suit les rayures du tube tout en n'imprimant au projectile qu'une légère rotation 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 roulement, 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 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 munitions 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 appliquée 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 projectile flèche à l'aide d'une ceinture présentant un jeu axial et radial pour assurer son glissement par rapport au projectile. Toutefois, il est toujours difficile d'obtenir dans un processus industriel les performances annoncées dans ces brevets. 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 spirale à plusieurs spires, réalisée en alliage plastique, disposée dans un logement pratiqué sur le projectile, le sens d'enroulement de la spirale étant identique à celui des rayures du tube de canon. Un grain peut être disposé entre le bord antérieur du logement et la spirale. Le diamètre extérieur de la spirale est sensiblement supérieur au diamètre des rayures du tube de canon. 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 constant et reproductible d'une munition à l'autre, ce qui n'affecte pas les performances du système d'arme. Un autre avantage réside en ce que ce jeu est conservé au moins dans la plage de températures de fonctionnement des munitions de - 400C à + 630C. Un autre avantage réside dans le fait que les opérations de montage ne mettent en jeu que les déformations élastiques à température ambiante de la matière constituant la ceinture. D'autres avantages de l'invention seront mieux compris 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 mode de réalisation de la ceinture, - la figure 2 montre une vue perspective de la spirale. Dans la suite de la description, on va décrire l'application de la ceinture selon l'invention, à un projectile flèche, par exemple de 105 mm, à faible moment'd'inertie longitudinale, tiré dans un tube rayé à 7010' 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 présentant un logement 2 dans lequel est placé la ceinture 3. Cette ceinture est constituée d'une spirale à plusieurs spires. Chaque spire a une épaisseur de l'ordre de 2 à 4 mm. Elle est réalisée en alliage plastique du type polyamide et possède un cône 5 identique au cône de forcement du tube de l'arme. On réalise la spirale par usinage d'un tube cylindrique d'épaisseur adéquate ou par injection. On engage cette spirale au niveau du culot du projectile jusqu'au logement 2, au delà de la rainure 4 de fixation de la douille par simple déformation élastique. La spirale est consue de façon à ménager un jeu (e) entre la ceinture 3 et le logement 2. Ce jeu peut être de l'ordre de quelques dixièmes de mm.Un espace libre 7 est ménagé entre la ceinture 3 et le logement 2 et un grain 8 peut être disposé entre le bord antérieur du logement 2 et la ceinture 3. Comme représenté sur la figure 1, on voit que le projectile 1 est placé dans le tube 9 de l'arme au niveau de la chambre 10 et du c8ne de forcement 11. On s'arrange pour que le diamètre externe (a) de la spirale 3 soit légèrement supérieur au diamètre (b) des rayures 12 du tube, c'est-à-dire de 1 à 2 mm. Sur la figure 2, on a représenté la spirale 3 constituant la ceinture, les spires ayant été écartées. Sur cette figure, on voit que le sens d'enroulement de la spirale est à droite et correspond au sens des rayures du tube de canon utilisé. Cette disposition permet lors de la prise de rayure, une augmentation du diamêtre intérieur des spires, ce qui augmente le jeu (e) initial. On améliore ainsi l'efficacité de la ceinture Dans ce mode de réalisation, la spirale 3 constituant la ceinture est très épaisse, 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 utilisée dans ce domaine technique est de l'ordre de 8 mm. Le fonctionnement est le suivant - Au départ du coup : la ceinture dérapante 3 est poussée vers l'avant mais se trouve bloquée sur le cône de forcement 11 du tube 9. Un léger recul relatif de la ceinture, par rapport au projectile, est amorcé et cette dernière est arrêtée par la paroi arrière du logement 2. A ce moment précis, projectile et ceinture avancent, permettant ainsi la prise de rayures sur la ceinture. Cette prise de rayures est très importante pour assurer l'étanchéité du projectile aux gaz propulsifs pendant la phase de lancement. - Pendant la phase de lancement : la ceinture 3 tourne à la vitesse autorisée par le rayage du tube. La pression des gaz qui s'exerce sur l'arrière de la ceinture, la plaque vers l'avant. Le projectile est entratné légèrement en rotation, uniquement par le frottement de la face avant de la spirale sur la paroi antérieure du logement 2. - A la sortie du tube : sous l'effet des efforts centrifuges imposés à la ceinture 3, cette dernière se rompt en petits morceaux libérant ainsi les éléments du sabot de lancement et la procédure de séparation sabot-flèche peut ainsi commencer. Ainsi, la vitesse de rotation transmise au projectile est d'environ 70 à 80 tours/s alors qu'avec une ceinture classique la vitesse transmise est d'environ 560 tours/s. - REVENDICATIONS 1 - Ceinture dérapante pour projectile (1) tiré dans un tube rayé, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une spirale (3) à plusieurs spires, réalisée en alliage plastique, disposée dans un logement (2) pratiqué sur le projectile, le sens d'enroulement de la spirale étant identique à celui des rayures (12) du tube de canon. 2 - Ceinture dérapante selon la revendication 1, caratérisée en ce qu'un grain (8) est disposé entre le bord an antérieur du logement (2) et la spirale (3). 3 - Ceinture dérapante selon la revendication 1, ca ractérisée en ce que le diamètre extérieur de la spirale (3) est sensiblement supérieur au diamètre des rayures (12) du tube de canon. 4 - Application de la ceinture dérapante selon l'une quelconque des revendications précédentes au tir de projectile à moment d'inertie longitudinale très faible dans un tube fortement rayé.