Brevet FR2625306A1 — publié le 19890630

Munitions avec douille comportant un chargement propulsif mixte et charges fragmentables en poudre agglomere'e pour la réalisation de ce chargement. La présente invention se rapporte au domaine des chargements propulsifs mixtes pour munitions avec douille. Au sens de la présente demande on entend par chargement propulsif mixte un chargement propulsif constitué à la fois par de la poudre propulsive granulaire en vrac et par des charges de poudre propulsive granulaire agglomérée. Les chargements propulsifs pour munitions avec douilles constitués par des grains de poudre propulsive en vrac sont bien connus. Ces chargements conduisent à des résultats intéressants mais présentent deux inconvénients : d'une part, pour une munition donnée, la quantité de poudre propulsive en grains que l'on peut introduire est limitée, d'autre part la progressivité du chargement n'est pas excellente car, même Si chaque grain de poudre pris individuellement a une géométrie qui lui confère une loi de combustion progressive, dans ce type de chargement chaque grain s' allume à peu près en même temps que les autres et l'ensemble du chargement brûle à peu près simultanément. En vue d'améliorer les performances des systèmes d'armes existants, l'homme de métier est donc à la recherche de chargements qui lui permettent, dans une douille de volume imposé, d'introduire une quantité toujours plus importante de matière énergétique et d'obtenir une loi de combustion qui soit la plus progressive possible. 3dlIS Gr1 prenie r teins on a cherché à introduire la poudre propul- sive non pas sous forme de grains en vrac mais sous forme de bloc par agglomération des grains de poudre au moyen d'un liant. De telles solutions qui sont par exemple décrites dans les brevets français 2 374 278, 2 411 817 et 2 436 766 au nom de la de,-nan- deresse permettent bien d'augmenter la quantité de poudre introduite dans une douille de volume donné-mais n'améliorent pas de manière significative la progressivité du chargement et, par ailleurs, conduisent à une dispersion plus grande des résultats en raison de la nature aléatoire de la fragmentation du bloc propulsif. Dans le même ordre d'idées, on a proposé des chargements propulsifs constitués non pas par un bloc cylindrique unique de poudre agglomérée mais par un empilement de disques constitués chacun par de la poudre agglomérée. Ce type de solution décrite par exemple dans le brevet français 2 215 604 n'améliore pas sensiblement la progressivité du chargement ni la dispersion des résultats. On peut également citer à ce propos le brevet français 2 343 987 qui décrit un tube d'allumage, pour chargement propulsif, dans lequel la charge d'alunage peut être réalisée par un empilement de blocs cylindriques obtenus par moulage et présentant au moins une extrémité amincie de manière à réaliser un interstice de transmission latérale d'allumage entre deux blocs adjacents. Mais l'enseignement de ce brevet reste strictement limité aux tubes d'allumage. Dans le domaine des chargements propulsifs proprement dits on a alors proposé des chargements mixtes constitués par de la poudre propulsive granulaire en vrac et par des charges fragmentables de poudre propulsive agglomérée sous forme de sphères. Cette solution qui est décrite dans le brevet européen 0082758 au nom de la demanderesse apporte effectivement une amélioration sensible au niveau de la progressivité du chargement, mais demeure cependant limitée, pour des considérations d'ordre géométrique, au niveau des possibilités d'augmenter la quantité de matière énergétique introduite dans une douille de volume donné. L'homne de métier ne dispose donc pas à l'heure actuelle de char gemment propulsif pour munition avec douille qui permette à la fois d'augmenter la quantité de matière énergétique introduite dans un volume donné par rapport à un chargement traditionnel de poudre propulsive granulaire en vrac, qui présente une loi de combustion progressive et qui conduise à une faible dispersion des résultats. L'objet de la présente invention est précisément de proposer un tel chargement à 1 'homme de métier. L'invention concerne donc des munitions avec douille comportant un chargement propulsif mixte comprenant de la poudre propulsive en grains contenant de la nitrocellulose et des charges propulsives fragmentables obtenues par agglomération de grains de poudre propulsive contenant de la nitrocellulose, caractérisé en ce que les dites charges propulsives sont identiques et ont la forme d'objets annulaires de révolution munis d'un canal central et possédant deux faces équidistantes reliées par une surface latérale cylindrique, l'une au moins des dites faces étant munie de rainures cosnmuniquant avec le dit canal central. Selon une réalisation préférée de l'invention les dites charges fragmentables ont la forme de disques. Selon une autre réalisation préférée de l'invention le poids de la poudre propulsive en grains représente au moins 20 % du poids total du chargement. L'invention concerne également les charges propulsives fraq,nen- tables permettarit la- réalisation du chargement propulsif mixte selon l'invention. Ces charges propulsives fragmentables obtenues par agglomération de grains de poudre propulsive contenant de la nitrocellulose, ayant la forme d'objets annulaires de révolution munis d'un canal central et possédant deux faces reliées par une surface latérale cylindrique sont caractérisées en ce que au moins l'une des dites faces est munie de rainures communiquant avec le dit canal central. Le nombre des dites rainures est avantageusement compris entre 2 et 8 et préférentiellemeng égal à 4. Le chargement mixte selon l'invention permet, grâce à la configuration geornetrique des charges fraglnentables, une augmentation sensible de la matière énorgtique introduite dans la douille. La combustion du chargement est très progressive du fait que la poudre propulsive granulaire en vrac brûle en premier en dégageant des gaz chauds qui provoquent la fragmentation et l'allumage des charges fragmentables qui brûlent ensuite. Grâce aux rainures la fragmentation et l'allumage des charges se font de manière très répétitive et on observe une dispersion minime des résultats de tir. On donne ci-après une description détaillée de l'invention en se référant aux figures 1 à 3. La figure 1 représente, vue en coupe, une munition contenant un chargement propulsif selon l'invention. La figure 2 représente, vue en coupe, une munition contenant un chargement propulsif selon l'invention dans sa réalisation préférée, c'est-à-dire dans laquelle les charges fragmentables ont la forme de disques. La figure 3 représente, vue en perspective, une charge fragmentable en forme de disque. Sur la figure 1 on reconnait une douille cylindrique 1 dont une extrémité est obturée par un culot 2 portant une amorce 3. L'autre extrémité de la douille 1 est sertie autour d'un projectile 4. Le chargement propulsif mixte se compose d'une part d'une charge de poudre granulaire en vrac 5 et d'autre part de charges fragmentables 6 identiques. L'espacement entre les differentes charges 6 est exagéré sur la figure 1 pour des questions de clarté de la figure, mais selon une caractéristique essentielle de l'invention les charges 6 doivent être empilées en contact les unes avec les autres.Comme il a déjà été dit les charges fragmentables ont la forme d'objets annulaires de révolution munis d'un canal central 7 et possédant deux faces 8a, 8b équidistantes reliées par une surface latérale cylindrique externe 9. Le dit canal central 7 peut être de forons Ilclrlcurlqile, par exemple cruciforme, mais selon une variante préférée de l'invention le dit canal central 7 est cylindrique. Ces charges peuvent ainsi avoir diverses forlanes comme par exemple une forme de calotte sphérique comme representée à la figure 1, une forme de cuvette ou une forme de disque. De manière caractéristique au moins l'une des faces 8a, 8b porte des rainures 10communiquant avec le dit canal central 7, sur la figure il s'agit de la face Sa. De manière préféré, chaque rainure 10 traverse toute la surface de la couronne portée par la face 8a et débouche sur la surface latérale cylindrique externe 9. La profondeur des rainures n'est pas critique au sens de la présente invention et, en géné ral, est faible par rapport à l'épaisseur de la charge fragmentable 6.Le nombre des rainures 10 peut être compris entre 2 et 8 mais sera préférentiellement égal à 4 comme représenté à la figure 1. Selon une autre réalisation préférée de l'invention les rainures 10 sont des rainures radiales comme représenté à la figure 1. On a représenté à la figure 2, en coupe, une munition contenant un chargement propulsif selon une réalisation préférée de l'invention. On reconnait sur cette figure une douille cylindrique 11 dont une extrémité est obturée par un culot 12 portant une amorce 13. L'autre extrémité de la douille 11 est sertie autour d'un projectile 14. Le chargement propulsif mixte se compose d'une part de poudre propulsive granulaire en vrac 15 et d'autre part de charges fragmentables 16 en forme de disques. On a représenté à la figure 3 en perspective un tel disque 16. Le disque 16 est muni d'un canal central cylindrique 17 et possède deux faces planes 18a, 18b reliées entre elles par une surface latérale externe cylindrique 19. La face 18a possède 4 rainures radiales 20 communiquant-avec le canal central 17 et débouchant sur la surface latérale externe 19. Les charges fragmentables sont pbtenues par agglomération de poudre propulsive en grains. Comme poudre propulsive on peut utiliser dans le cadre de la présente invention toute poudre contenant de la nitrocellulose, qu'elle soit à simple base à la nitrocellulose, ou qu'elle soit multi-base et contienne à côté de la nitrocellulose d'autres bases énergétiques comme par exemple la nitroglycérine, le nitrate de polyvinyle, la nitroguanidine, l'hexogène, l'octogène, le dinitroglycolurile. La fabrication proprement dite des charges fragmentables peut se faire soit par compression des seuls grains de poudre préala- blement traits pour pouvoir être comprimés, comme décrit par exemple dans les brevets français 2 374 278 ou 2 436 766 ou encore par compression d'un mélange de grains de poudre et de grains d'un liant thermoplastique comme le nitrate de polyvinyle, l'acétate de polyvinyle ou l'acétate de cellulose selon la technique générale enseignée par le brevet français 2 411 817.La solution préférée de la demanderesse est le compression rapide (environ une minute), sous une pression voisine de 50 bars soit 50 x105 Pa, à une température inférieure à 110C, de grains de poudre enrobés d'une fine pellicule d'un liant thermoplastique comme le nitrate de polyvinyle, l'acétate de polyvinyle, l'acétate de cellulose, selon la technique générale enseignée par le brevet français 2 436 766. La poudre propulsive granulaire en vrac 5 ou 15 est également une poudre contenant de la nitrocellulose, soit à simple base, soit multi-base comme la poudre constitutive des charges fragmentables 6 ou 16. Selon les cas il pourra s'agir d'une poudre identique ou d'une poudre différente dans sa géométrie et/ou dans sa composition. Lorsque l'on voudra un chargement propulsif particulièrement progressif on choisira préférentiellement pour la poudre en vrac 5 ou 15 une poudre plus vive que la poudre constitutive des charges fragmentables 6 ou 16. De manière préférée, comme représenté aux figures 1 et 2, la poudre propulsive en grains 5 ou 15 est mise au fond de la douille 1 ou 11 et les charges fragmentables 6 ou 16 sont empilées par dessus de manière à occuper tout le volume disponible entre la poudre propulsive en grains 5 ou 15 et l'embase du projectile 4 ou 14. Lorsque les charges fragmentables portent des rainures sur chacune de leurs faces la façon de les empiler dans la douille n'a aucune importance.Lorsque ces charges ne portent des rainures que sur l'une de leurs faces, comme représenté sur les figures, l'em- pilement preféré -est celui selon lequel les faces portant les rainures sont tournées vers la poudre en vrac, comme représenté sur les figures, mais il ne s'agit pas là d'une condition impérative de bon fonctionnement d'un chargement propulsif selon l'invention. Enfin selon une dernière caractéristique de l'invention, le chargement propulsif mixte contient un poids de poudre propulsive en grains 5 ou 15 qui représente au moins 20 * du poids total du dit chargement et qui, préférentiellement, est compris entre 20 et 35 % du poids total du dit chargement. Un chargement selon l'invention peut être utilisé dans toutes les munitions, notamment de moyen calibre, à douille non combustible ou à douille combustible ou semi-combustible. Bien que la demanderesse n'entende pas se limiter par des considérations d'ordre théorique, elle pense que le fonctionnement d'un chargement selon l'invention est le suivant : au moment de l'allumage par l'amorce 3 ou 13, la poudre propulsive granulaire en vrac 5 ou 15 brûle la première en générant des gaz chauds qui remplissent le canal central 7 ou 17 ainsi que les rainures 10 ou 20 provoquant alors la fragmentation et l'allumage des charges 6 ou 16 qui se mettent à brûler comme de la poudre en vrac assurant ltéjection du projectile 4 ou 14. De manière à favoriser ce type de fonctionnement dans les chargements où les charges fragmentables 6 ou 16 sont empilées au dessus de la poudre propulsive en grains 5 ou 15, la face 8a ou 18a de la charge propulsive fragmentable au contact de la poudre propulsive en grains 5 ou 15 pourra avantageusement être revêtue d'un film en matière combustible non énergétique comme par exemple l'acétate de cellulose ou l'acétate de polyvinyle. Par ailleurs dans le cas où, pour les mêmes raisons, on voudra éviter que des grains de poudre 5 ou 15 ne puissent pénétrer dans le canal central 7 ou 17 en cours de manutention de la munition, ce revêtement pourra avantageusement être continu de manière à obsturer l'entrée du canal central 7 ou 17 et constituer un véritable opercule qui adhèrera à la face 8a ou 18a de la charge propulsive au contact de la poudre en grains ou qui sera simplement interpose entre la poudre et cette face. En tout état de cause un chargement selon l'invention permet, dans une douille de volume donné, d'augmenter de manière très signifi cative le coefficient de remplissage, tout en offrant une loi de combustion progressive et une faible dispersion des résultats de tir comme il ressort de l'exemple ci-après donné à titre non limitatif pour illustrer un exemple de mise en velre de 1'inçention. Exemple On a réalisé un chargement propulsif mixte pour munition de calibre 30 Mn selon la configuration préférée représentée aux figures 2 et 3. Pour fabriquer les disques 16 on a utilisé une poudre granulaire à simple base à la nitrocellulose en grains cylindriques percés de 19 trous, de web (épaisseur à brûler) 0,4 mm et de potentiel 980 cal/g soit 4100 J/g. La poudre initialement lissée avec 0,7 % en poids de camphre a été lissée une seconde fois avec 2 % en poids de nitrate de polyvinyle stabilisé à la nitro-2 diphénylamine. La poudre a été finalement graphitée avec 0,05 % en poids de graphite. On dispose alors 7 g de poudre ainsi préparée dans un moule chauffé à 100 C, on attend 10 minutes pour atteindre la température d'équilibre, on comprime pendant 1 minute sous 50 bars soit 50.105 Pa, on démoule et on obtient des disques possédant un canal central et quatre rainures radiales comme représenté à la figure 3. Dans le fond de la douille on dispose 16,5 g de poudre granulaire à simple base à la nitrocellulose en vrac. Il s'agissait d'une poudre en grains cylindriques à 19 trous de web 0,34 mm lissée avec 0,2 % en poids de centralite et de potentiel 980 cal/g soit 4100 3/g. On empile sur cette poudre 7 disques tels que précédement obtenus, les rainures étant tournées vers le fond de la douille comme représente à la figure 2. Le chargement ainsi constitué contient 65,5 g de matière énergé- tique. Les résultats de tir à température ambiante sont les suivants, la dispersion étant déterminée à partir d'une série de 10 tirs effectués dans des conditions identiques Vitesse initiale du projectile : Vo-= 897 m/s * 9 m/s Pression maximale dans l'arme Pm = (2980 * 100) bars soit (2980 i 100) 105 Pa. A titre de comparaison, dans la même munition, on a effectué un chargement uniquement avec de la poudre en vrac et un autre uniquement avec un bloc cylindrique creux en poudre agglomérée, les poudres étant les mêmes que celles utilisées pour réaliser le chargement selon l'invention. Les résultats de tir ont été les suivants Chargement Poudre en vrac seule Bloc seul Quantité de matière énergétique 50 g 69 g Vo (805 t 10)m/s (920 i 15)m/s Pm (2510 i 180)105 Pa (3200 t 500) 105 Pa Ces résultats montrent qu'un chargement selon l'invention permet bien, pour une douille de volume donné, d'augmenter très sensiblement le coefficient de remplissage par rapport aux chargements traditionnels réalisés uniquement avec de la poudre en vrac pour approcher des performances obtenues avec les chargements réalisés uniquement avec un bloc fragmentable mais cela avec une dispersion beaucoup plus faible des résultats et donc avec une fiabilité beaucoup plus grande. Revendications 1. Munitions avec douille (1; 11) comportant un chargement propulsif mixte comprenant de la poudre propulsive en grains (5; 15) contenant de la nitrocellulose et des charges propulsives fragmentables (6 ;16) obtenues par agglomération de grains de poudre propulsive contenant de la nitrocellulose, caractérisé en ce que les dites charges propulsives (6; 16) sont identiques et ont la forme d'objets annulaires de révolution munis d'un canal central (7; 17) et possédant deux faces équidistantes (8a, 8b; 18a, 18b) reliées par une surface latérale externe cylindrique (9; 19), l'une au moins des dites faces étant munie de rainures (10; 20) communiquant avec le dit canal central. 2. Munitions selon la revendication 1 caractérisées en ce que les dites rainures (10 ; 20) sont des rainures radiales. 3. Munitions selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisées en ce que le nombre des dites rainures (10; 20) est compris entre 2 et 8. 4. Munitions selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisées en ce que ledit canal central (7 ; 17) est un canal cylindrique. 5. Munitions selon l'une quenconque des revendications 1 à 4 caractérisées en ce que les dites charges fragmentables propulsives (6 ; 16) ont la forme de disques. 6. Munitions selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisées en ce que le poids de la poudre propulsive en grains (5; 15) représente au moins 20 % du poids total du chargement. 7. Munitions selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ca ractérisées en ce que la dite poudre propulsive en grains (5; 15) est mise au fond de la douille (1 ; 11) et en ce que les dites charges fragmentables (6; 16) sont empilées par dessus. 8. Charges propulsives fragmentables (6; 16) obtenues par agglomération de grains de poudre propulsive contenant de la nitrocellulose, ayant la forme d'objets annulaires de révolution munis d'un canal central (7, 17) et possédant deux faces équidistantes (8a, 8b; 18a, 18b) reliées par une surface latérale externe cylindrique (9; 19) caractérisée en ce que au moins l'une des dites faces est munie de rainures (10; 20) communiquant avec le dit canal central. 9. Charges selon la revendicatixn a caractérisdes en ce que le nombre des dites rainures (10; 20) est compris entre 2 et 8. 10. Charges selon la revendication 9 caractérisées en ce que le nombre des dites rainures (10; 20) est égal à 4.