Brevet FR2642161A1 — publié le 19900727

La présente-invention concerne un projectile sous calibré présentant un corps d'obus en métal dense logé dans un sabot. L'invention concerne plus particulièrement le sabot annulaire lui-même et le procédé de montage et fixation du corps d'obus dans le sabot. I1 est connu que ce sabot annulaire a pour fonction de transmettre au corps d'obus, en utilisant un tube de diamètre égal à celui du sabot, une force de poussée supérieure à celle que l'on pourrait obtenir dans un tube dont le diamètre serait égal au diamètre du corps d'obus, ceci pour une même intégrale de pression dans le tube. Les données qui font la qualité du sabot sont - sa masse, qui, ne contribuant pas à l'efficacité du coup au but, doit etre aussi réduite que possible par rapport à la masse du corps d'obus, - sa capacité à transmettre au projectile les mouvements de traction de poussée et de rotation nécessaires d'une part au chargement de la munition, et d'autre part, à sa propulsion, son guidage dans le tube, et sa stabilité sur trajectoire ; pour cette transmission de mouvement le maintien du corps d'obus dans le sabot doit être réalisé de telle sorte que le projectile acquiert et garde lors du tir un mouvement de rotation dont l'axe coincide à la fois avec l'axe du projectile et l'axe du tube de l'arme, - sa capacité à libérer le corps d'obus à sa sortie du tube de l'arme en ne lui transmettant qu'un minimum de forces de tramée aérodynamiques, - sa capacité à être produit avec une bonne reproductibilité en diminuant le nombre et le coût des opérations de production. Le brevet FR 2.131393 décrit un projectile sous calibré de cette sorte. Ce projectile comporte un corps d'obus avec au moins une gorge périphérique, un culot de sabot pourvu à son extrêmité avant d'un appendice en forme de douille divisé en segments par des fentes axiales, ces segments étant pourvus de saillies et étant introduits par pression dans la gorge périphérique du corps d'obus. On vient ensuite surmouler sur le sabot et le corps d'obus une enveloppe cylindrique pleine pourvue à son extrêmité avant de pinces d'encliquetage permettant par simple pousse d'adapter la coiffe de la munition. Cette enveloppe est avantageusement recouverte par projection par une matière thermoplastique. La coiffe comporte à sa partie avant un couvercle qui se casse sous l'effet des forces aérodynamiques au départ du coup. Ces forces, combinées aux forces centrifuges engendrées par la rotation, provoquent l'arrachement de la coiffe de l'enveloppe et du culot de sabot lors de la sortie du tube. Par rapport à cette réalisation la présente invention vise à améliorer chacun des 4 points cités ci-dessus qui font la qualité du sabot tout en simplifiant la réalisation du corps d'obus et l'assemblage de l'ensemble du projectile sous calibré. La présente invention a donc pour objet un projectile sous calibré comportant un corps d'obus constitué d'une partie avant de forme conique se raccordant sur une partie médiane de forme cylindrique se raccordant elle-même sur une partie arrière de forme tronconique, un sabot d'obus constitué par une coiffe avant, une enveloppe longitudinale et un culot de sabot, projectile caractérisé en ce que l'enveloppe longitudinale comporte en sa partie avant des becs déformables maintenus en appui sur la partie conique avant du corps d'obus par fixation de la coiffe sur l'enveloppe longitudinale. Cette structure permet la simplification de la réalisation du corps d'obus puisque des rainures annulaires arrière ne sont plus nécessaires, le calage longitudinal du corps d'obus étant assuré par la coopération des becs de l'enveloppe et de la partie arrière de la coiffe. Elle permet également la simplification de la réalisation du sabot puisque la présence du corps d'obus n'est pas nécessaire au moment où l'on surmoule l'enveloppe sur le culot de sabot. Enfin l'assemblage de l'ensemble du projectile est simplifié puisqu'il suffit d'introduire le corps d'obus dans l'enveloppe surmoulée et de fixer la coiffe. On notera également que la suppression des rainures annulaires du corps d'obus en améliore l'aérodynamisme. Avantageusement, chacun des becs est une partie d'une surface tronconique dont le sommet se trouve en avant de la partie avant de l'enveloppe et dont le petit cercle de base a Ub diamètre plus grand que celui de la base arrière du corps Avantageusement également, l'enveloppe longitudinale est constituée par deux parois cylindriques minces coaxiales dont l'écartement est maintenu par des parois intermédiaires. Par parois minces on entend des parois dont l'épaisseur est petite par rapport à la différence de rayon entre le corps d'obus et le sabot d'obus. Cette structure de l'enveloppe présente plusieurs avantages. On remarque tout d'abord que l'on obtient un gain de masse de l'enveloppe puisqu'elle comporte une partie creuse importante. On remarque également que l'enveloppe ainsi réalisée ne comporte plus que des parois minces. On évite ainsi tous les phénomènes de retassement lors du moulage d'éléments- plastiques comportant d'importantes parties pleines. Ces retassements provoquent un mauvais positionnement de l'obus, préjudiciable au guidage et à la stabilité sur trajectoire. Ils peuvent également provoquer des balourds imprimant une vibration parasite au corps d'obus. La présence du vide crée par l'enveloppe double paroi favorise l'arrivée de la pression dynamique de l'air lors du début de l'arrachement du sabot à la sortie du tube de l'arme. L'enveloppe s'arrache en s'écartant progressivement de l'axe du projectile. La pression dynamique de l'air étant présente dès le début de l'arrachement sur toute la paroi extérieure, la séparation du sabot et du corps d'obus s'en trouve accélérée. L'invention sera maintenant plus complètement décrite sur un exemple de réalisation et des variantes avec références aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble en coupe longitudinale d'un projectile réalisé selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'assemblage constitué par le culot de sabot et son enveloppe surmoulée, - les figures 3a et 3b, 4a, 4b représentent des coupes transversales de ltenveloppe réalisées- suivant la section I I de la figure 2 faisant apparattre chacune une géométrie possible des parois intermédiaires de l'enveloppe. - la figure 5a représente une vue en coupe longitudina t de la coiffe, - la figuro 5b représente la demi vue de face de cette même coiffe, - la figure 5c représente la vue arrière de la coiffe, Sur la figure 1 la partie à gauche de l'axe de symétrie du projectile a été représentée coiffe en place mais non encore poussée à fond dans son logement, cette mise en place complète etant représentée à droite de l'axe de symétrie. Sur cette figure, on voit le culot de sabot 1 qui comporte des évidements annulaires extérieurs 2 et 3 ; ces évidements assurent le maintien longitudinal de l'enveloppe ; le pourtour de la partie cylindrique 4 est strié longitudinalement ce qui assure l'entralnement en rotation du culot de sabot par l'enveloppe 5 qui est surmoulée sur ce culot. Cette enveloppe 5 comporte une paroi externe 6 et une paroi interne 7 terminée par une partie en forme de bec 8. Les dimensions et la forme de la paroi interne 7 de l'enveloppe et du fond avant du culot 1 sont telles qu'elles épousent exactement la forme extérieure correspondante de l'obus 9. Ce dernier est constitué d'une partie conique avant 10, d'une partie cylindrique intermédiaire 11 et d'une partie tronconique arrière 12.Les angles du raccordement des parties coniques à la partie intermédiaire 11 sont émoussés de façon à ce qu'il nty ait pas d'arête vive. La coiffe 13 vient s'encastrer sur l'enveloppe. Sur la partie gauche de la figure 1, on voit qu'elle comporte une partie arrière 14 comportant une saillie annulaire 15 dont le diamètre est égal au diamètre externe de l'enveloppe externe 6 de l'enveloppe 5 et deux parois 16 et 17 qui viennent s'encastrer dans le vide existant entre les deux parois 6 et 7 de l'enveloppe 5. On voit en particulier que la paroi interne 17 vient en appui sur les becs 8. Sur la partie droite de la figure 1, on voit qu'après soudage par exemple par ultrasons, l'enveloppe 5 et la coiffe 13 constituent un emballage étanche pour le corps d'obus 9. On voit également sur la figure 1 que la coiffe 13 comporte à l'avant une partie conique interne 18 débouchant sur un couvercle cassable 19, permettant ainsi l'arrivée de la pression dynamique de l'air dans le volume 20 laissé libre entre la coiffe et le corps d'obus. L'effort de pression qui s'exerce sur la paroi conique de la coiffe est transmis à î'en"e\ppe 5 au niveau des soudures réalisées entre la paroi interne 17 de la partie arrière de la coiffe i les becs 8 de l'enveloppe d'une part, et d'autre part entre la paroi externe 16 de la partie arrière de la coiffe et la paroi externe 6 de l'enveloppe. Cet effort provoque le gonflement de ltenveloppe 5 dès la sortie de l'arme.Les ruptures dues à ce gonflement, en particulier au niveau des rainures amorces de rupture qui seront décrites plus loin, permettent l'entrée de la pression dynamique de l'air dans 1'intertice 21 entre les deux parois 6 et 7 de l'enveloppe 5, réalisant ainsi lieffet d'arrachement rapide décrit plus haut. La figure 2 est une vue en coupe de l'enveloppe 5 et du culot de sabot 1 seuls, permettant de faire apparattre certains points de réalisation. On voit sur cette figure que les becs 8 sont dans cet exemple au nombre de trois : ils sont taillés en biseau et ils comportent en leur milieu une fente longitudinale. Ces caractéristiques contribuent à leur donner la capacité de déformation nécessaire au passage du corps d'obus, puis à son maintien. On voit également sur cette figure que chacune des parois externes et internes comporte des rainures longitudinales 22 constituant amorce de rupture de l'enveloppe. Ces rainures sont situées au centre des espaces angulaires entre chacun des trois becs 8, disposition qui favorise l'arrachement.On remarque également que la paroi externe 6 présente à son extrémité avant un décrochement 23, dans lequel vient se loger la paroi extérieure 16 de la partie arrière de la coiffe. Les becs 8 sont en continuité par rapport à la face interne de la paroi 7 de l'enveloppe. Ils présentent sur la face externe de cette paroi un décrochement 24. Cette amincissement est destiné à faciliter leur déformation. La figure 3 montre la forme et la position des parois intermédiaires 25 situées entre les parois externe 6 et interne 7 de l'enveloppe, ainsi que la position des rainures 22 amorces de rupture par rapport à ces parois. Sur la figure 3a a été représentée une disposition à trois parois disposées à 120 ; sur la figure 3b une disposition à quatre parois disposées à 90 . Ces-parois sont tangentes extérieurement à la paroi interne au niveau des rainures 22. Elles forment un dièdre. L'angle "a" formé par chacune des faces de ce dièdre avec le plan tangent à la ligne de contact entre la roi interne 7 et la paroi intermédiaire 25 peut être compris entre 15 et 30 lorsqu'il y trois parois, ou en- tre 20o et 45" lorsqu'il y en a quatre. La figure 4 représente d'autres configurations possibles pour les parois intermédiaires 25. On voit trois parois 25 en forme d'arc boutant disposées à 1200 qui relient la paroi 7 à la paroi 6 en s'élargissant. L'angle "b" du dièdre formé par le plan médian de la paroi 25 et le plan tangent à la paroi interne en son point de raccordement peut varier entre 25 et 90 . L'angle que forment entre elles les deux faces de chaque paroi 25 peut varier de OO à 200 Les rainures 22 des parois internes 7 et externes 6 de l'enveloppe sont situées dans le prolongement axial l'une de l'autre. Les rainures des parois internes sont situées au milieu des arcs déterminés par les points de raccordement des parois 25 å la paroi interne 7. Dans toutes les configurations, ci-dessus, le rôle des parois 25 est de maintenir en place la paroi interne 7, et donc le corps de l'obus en s'appuyant sur la paroi externe 6 qui, elle, bénéficie du maintien par le tube de l'arme. Les parois 25 assurent également une solidarisation d'arrachement des deux parois de l'enveloppe. La figure 5 représente la coiffe 13. I1 est précisé que le diamètre extérieur 26 de cette coiffe ne permet pas le guidage dans le tube de l'arme. La coiffe 13 appuie dans la zone 30 sur les becs 8 de l'enveloppe. Comme cela a été expliqué plus haut, la fixation sur l'enveloppe au niveau des parois arrières 16 et 17 assure le maintien du corps d'obus 9 lors des efforts importants. La coiffe comporte des rainures amorces de rupture 27 et des nervures externes 28 servant de raidisseurs. Le volume entre les deux parois arrière 16 et 17 comporte des parois intermédiaires 29 représentées ici sous forme axiales droites. Ces parois 29 pourraient prendre les formes décrites plus haut pour les parois intermédiaires de l'enveloppe 5. L'enveloppe 5 et la coiffe 13 sont indexées de telle sorte que les rainures 27 et 22 soient en prolongement après soudure. Le corps d'obus 9 comporte sur sa face arrière une ou plusieurs rainures. Le -océdé de réalisation et de montage est le suivan On : On surmoule l'enveloppe 5 par injection annuaire sur le culot du sabot I ; ce mode d'injection permet Se cons erver la coaxialité des deux parois 6 et 7 de l'enveloppe. On introduit le corps d'obus dans l'enveloppe par simple poussée ; les becs 8 sont écartés par la forme conique arrière du corps d'obus, ils se plaquent sur la forme conique avant lorsque ce corps est en place ; on soude par ultrasons la coiffe 13 sur l'enveloppe 5 ce qui bloque les becs 8. L'indexation de la coiffe et de ltenveloppe permet de mettre en prolongement les unes des autres les rainures amorces de rupture 22, 27 de l'enveloppe et de la coiffe. Le fonctionnement du projectile est le suivant Au départ du coup, le culot arrière du sabot chauffé et pressé par les gaz chauds se déforme et vient combler-les rainures du cercle arrière du corps d'obus 9 assurant ainsi la solidarisation en rotation du corps d'obus et du culot de sabot. La partie cylindrique arrière de l'enveloppe prend les rainures du tube de l'arme en provoquant la rotation de l'enveloppe 5 et donc de l'ensemble du sabot. Sous l'action de la pression dynamique de l'air le couvercle avant de la coiffe casse ; la pression dynamique de l'air est alors introduite à l'intérieur de la coiffe et de l'enveloppe, en particulier entre les deux parois 6 et 7. La force de pression qui s'exerce sur la face interne de la paroi externe de l'enveloppe jointe à l'action de la force centrifuge provoquée par la rotation cause le déchirement des parties plastiques du sabot dès la sortie du tube de l'arme. tes photos aux rayons X du projectile selon l'invention prises à la sortie du tube de l'arme montrent que dès cette sortie la partie plastique est gonflée et n'est plus solidaire du corps de l'obus, 50 cm après la sortie du tube de l'arme, l'ensemble des morceaux du sabot est en arrière du corps de l'obus. REVENDICATIONS 1) Projectile sous calibré comportant un corps d'obus (2) constitué d'une partie avant (10) de forme conique se raccordant sur une partie médiane (11) de forme cylindrique se raccordant elle-même sur une partie arrière (12) de forme tronconique, un sabot d'obus constitué par une coiffe avant (13), une enveloppe longitudinale (5) et un culot de sabot (1), projectile caractérisé en ce que l'enveloppe longitudinale (5) comporte en sa partie avant des becs déformables maintenus en appui sur la partie conique avant (10) du corps d'obus (9) par fixation de la coiffe (13) sur l'enveloppe longitudinale (5).2) Projectile selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enveloppe longitudinale (5) comporte deux parois cylindriques minces (6, 77 coaxiales, à l'axe du projectile, dont l'écartement est maintenu par des parois intérmédiaires (25) et en ce que les becs (8) de maintien du corps d'obus (9) constituent un prolongement de la paroi interne (7) de l'enveloppe (5). 3) Projectile selon la revendication 2 caractérisé en ce que chacun des becs terminaux (8) est une partie d'une surface tronconique dont le petit cercle de base a un diamètre plus grand que le cercle formant la base arrière du corps d'obus. 4) Projectile selon la revendication 3 caractérisé en ce que les becs comportent au moins une fente longitudinale. 5) Projectile selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que les parois intermédiaires (25) de l'enveloppe sont au nombre de quatre, les axes longitudinaux de ces parois étant disposés à 90 au contact de la paroi interne (7) de l'enveloppe (5), ces parois ayant une forme en dièdre dont chacune des faces fait avec le plan tangent à la paroi interne de l'enveloppe au niveau de l'axe de la paroi intermédiaire un o o angle "a" compris entre 20 et 45 6) Projectile selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que les parois intermédiaires (25) de l'enveloppe sont au nombre de trois, les axes longitudinaux de ces parois étant disposés à 1200 au 'contact de la paroi interne (7) de l'enveloppe (5), ces parois ayant une forme en dièdre dont chacune des faces fait avec le plan tangent à la paroi interne de l'enveloppe au niveau de l'axe de la paroi intermédiaire un angle "a" compris entre 150 et 450 7) Projectile selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que les parois intermédiaires (15) ont la forme d'arc-boutant allant de la paroi interne (7) à la paroi externe (6), l'axe des ces arcs-boutants formant avec le plan tangent à l'enveloppe interne au niveau due la ligne de raccordement de la paroi un angle compris entre 90 et 20 les angles formés par les deux faces de chacune des parois. (25) étant compris entre 0 et 20 . 8) Projectile selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les parois internes (7) et externe (6) de l'enveloppe longitudinale (5) comportent des rainures longitudinales internes (22) formant amorce de rupture, chacune des rainures de l'enveloppe interne (7) et de l'enveloppe externe (6) étant située axialement en regard les unes des autres. 9) Projectile selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les rainures (22) de la paroi interne (7) sont situées au niveau de la ligne de tangence des parois intermédiaires-(5) et de l'enveloppe interne (7). 10) Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coiffe (13) comporte sur sa partie arrière deux parois cylindriques minces coaxiales (16, 17) dont l'écartement est maintenu par des parois intermédiaires (29). 11) Projectile selon la revendication 10 caractérisé en ce que la coiffe (13) comporte en avant un couvercle (15) formant une saillie annulaire (26) de même diamètre que le diamètre externe de la paroi externe (6) de l'enveloppe longitudinale (5) et en avant de cette saillie une partie tronconique comportant des raidisseurs extérieurs (28) et des rainures intérieures (27) d'amorce de rupture situées-entre les raidisseurs (28) cette partie tronconique étant terminé à l'avant par une partie tronconique interne (18) elle-même terminée par un couvercle cassable (19). 12) Projectile selon les revendications 2 et 10,- caractérisé en ce que les parois arrière (16, 17) de la coiffe (13) s'ajustent entre les parois interne (7) et externe (6) de l'enveloppe (5) et que cette position d'ajustement est telle que la coiffe (13) maintienne en appui les becs (8) contre le cône avant (10) du corps d'obus. 13) Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le culot de sabot arrière (1) comporte une partie cylindrique moletée contribuant à la solidarité en rotation de l'enveloppe et du culot de sabot. 14) Procédé de montage du projectile sous-calibré selon revendication 7 et 10 caractérisé en ce que l'on surmoule l'enveloppe (5) par injection annulaire. sur le culot de sabot (1), on introduit le corps d'obus (9) dans l'enveloppe (5), on met en place la coiffe (13) sur l'enveloppe (5), on soude par ultrasons la coiffe (13) sur l'enveloppe (5) de telle sorte que les rainures amorces de rupture de l'enveloppe (5) et de la coiffe (13) soient sur une même génératrice.