Brevet FR2654506A1 — publié le 19910517

L'invention concerne un ensemble de projectile comprenant un corps de projectile sous-calibré et un sabot éjectable segments, qui au moins localement entoure le corps de projectile, et une zone commune d'assemblage par concordance de forme dans ce domaine d'entourage, pour la transmission des forces d'accélération du sabot au corps de projectile, la zone d'assemblage par concordance de forme se composant de gorges filetées ou annulaires venues de fabrication sur la surface extérieure du corps de projectile et sur la surface intérieure du sabot ou des segments de sabot. On connalt un projectile de ce type, par exemple par la DE-C-22 34 219 Le projectile antichar qui y est décrit comporte un noyau fragile en carbure de tungstène, qui est entouré d'une enveloppe d'acier ductile Les gorges filetées usuelles pour l'assemblage avec le sabot y sont taillées dans l'enveloppe d'acier extérieure pour réduire la sensibilité 3 la rupture du noyau de carbure de tungstène fragile et pour éviter un éclatement du noyau lors de l'impact sur des plaques de blindage multiples constituant les parois cibles. Justement dans de tels blindages composites, des efforts transversaux importants s'exercent en raison des différentes propriétés des matériaux constituant chacune des couches de blindage (par exemple de façon alternée: acier de blindage, matière synthétique, céramique) sur le pénétrateur effilé et conduisent 3 une rupture prématurée et à une défaillance du pénétrateur. Grâce à la réalisation de l'enveloppe d'acier diminuant la sensibilité 3 la rupture, le projectile connu se prête de façon remarquable à l'emploi contre des cibles à cloisonnées, la diminution de l'énergie cinétique par réduction de la densité moyenne du corps de projectile du fait de la partie à basse densité est cependant désavantageuse, en outre, la fabrication de ce corps de projectile connu est couteuse en travail et d'un prix de revient élevé. Les zones d'assemblage par concordance de forme sont habituellement constituées par des gorges filetées et non par des gorges annulaires séparées, car il est bien plus simple du point de vue de la technique de fabrication avec les outils dont on dispose ((outils à fileter), de tailler dans l'alésage intérieur du sabot, par exemple avec un diamètre de seulement 42 mm (diamètre égal à celui du corps de projectile) un filetage que de tailler, dans l'alésage intérieur, des gorges annulaires, à intervalles égaux, avec un outil de tour à mettre en place à nouveau chaque fois. Un pénétrateur sous-calibré en alliage de tungstène avec un sabot segmenté est représenté par exemple à la page 274 de la Eevue Militaire Internationale livraison 5/1988 Ce pénêtrateur présente, sur à peu prés toute la longueur du projectile, une zone d'assemblage par concordance de forme constituée de gorges filetées taillées Lors de la mise en oeuvre contre des cibles à plaques multiples, les efforts transversaux se produisant peuvent entraîner une rupture prématurée et une perte de puissance du pênêtrateur, les fonds de gorges à profil aigus agissent pour ainsi dire comme des amorces de rupture préexistantes. Le but de la présente invention est de créer un ensemble de projectile du type précité, qui, par une solidité au tir mieux assurée, permette une fabrication économique et en ce faisant diminue simultanément la sensibilité à la rupture du pénétrateur aux efforts transversaux et auxquels la puissance de pénétration dans la cible. On atteint ce but selon l'invention en ce que la zone d'assemblage commune par concordance de forme est répartie sur au moins deux demandes I et II de concordance de forme, le domaine antérieur I présentant dans le sabot et sur la surface extérieure du corps de projectile avec une extension longitudinale raccourcie, comportant les gorges filetées ou annulaires communes correspondantes (voir figure 3), tandis que dans le domaine postérieur II, en dessous de la surface d'application des gaz du sabot, sont simplement prévues, seulement sur la surface extérieure du corps de projectile, des microgorges, et en ce qu'ici, la surface intérieure du sabot ou des segments de sabot est réalisé lisse Les microgorges sont réalisés sur des raisons de technique de fabrication et pour une séparation régulière des segments du sabot, avantageusement sous forme de gorges annulaires. On peut alors renoncer à une enveloppe d'acier additionnelle. En comparaison avec des pénêtrateurs en carbure de tungstène usuels, dont les gorges destinées à l'assemblage par concordance de forme avec le sabot sont pratiquées directement dans le carbure de tungstène fragile, la sensibilité à la rupture d'un corps de projectile selon l'invention 3 une forme très effilée est considérablement diminuée lors de la pénétration des blindages cloisonnées modernes ou des cibles structurées, avec une sollicitation transversale plus forte, cela se traduit par une amélioration de la puissance balistique terminale On peut constater que la chute de la sensibilité à la rupture sur l'indice pour la charge de flexion et de traction, est abaissée selon les dispositions de l'invention d'environ 40 % à %. Un autre avantage réside dans le fait qu'avec la réalisation de la zone d'assemblage par concordance de forme selon l'invention, on peut utiliser à présent également des sabots, qui présentent en outre la résistance au tir exigée qui par exemple sont pourvus dans leur matériau (par exemple métal léger, matériau synthétique) de fibres longues élevant la résistance à la traction (par exemple fibres de carbone, fibres de verre, etc) Jusqu'à maintenant, on ne pouvait pas utiliser de tels matériaux pour les sabots, parce que lors du taillage de la zone d'assemblage par concordance de forme ou des gorges filetées au moyen d'un outil de filetage, les fibres porteuses se trouvaient coupées sur la surface intérieure du sabot, et ainsi, leur effet d'augmentation de la résistance à la traction était à nouveau réduit, de sorte que seul le matériau de base (matière synthétique) pouvait transmettre les efforts d Qs au tir, mais ce matériau seul ne présentait pas la solidité requise pour la transmission des efforts de traction-compression se produisant et de ce fait, ces sabots ne donnaient pas satisfaction. Dans un sabot selon l'invention, on n'a besoin que d'un domaine de zone d'assemblage par concordance de forme I très court, avec des gorges filetées usuelles lorsqu'elles sont utilisées comme sécurité de transport et fixation axiale mutuelle, tandis que ces usinages dans la zone d'assemblage II disparaissent totalement pour le sabot Ainsi, les coûts de fabrication chutent de façon notable. Les microgorges sur le corps de projectile selon l'invention peuvent avantageusement être utilisées de la même façon pour des structures de projectiles comportant des sabots usuels à deux brides (sabot pousseurtracteur) et sabot à une bride (sabot tracteur). Dans la réalisation de l'invention, il est prévu que les microgorges annulaires soient avantageusement obtenues sur la surface extérieure du corps de projectile par un procédé de formage sans enlèvement de copeaux, comme par exemple roulage ou compression Ainsi, aucune matière à la surface du corps de projectile n'est entaillée et on obtient un fond de gorge plat ("'entaille molle") ce qui d'un côté diminue de façon notable la sensibilité à la rupture du corps de projectile sur la cible, et cette disposition représente en outre un procédé de fabrication économique et sans déchets pour la zone assemblage. D'autres possibilités de réalisation avantageuses de l'invention sont les suivantes: La profondeur des microgorges mesure environ entre 5 % et 20 %, de préférence 10 %, de la profondeur des gorges filetées ou annulaires habituelles; La largeur des microgorges mesure environ entre 3 % et 10 %, de préférence environ 25 %, de la largeur des gorges filetées ou annulaires habituelles. On prévoit sur un sabot à une bride ou sabot de pressée, entre le domaine de la zone d'assemblage I comportant des gorges filetées ou annulaires conventionnelles et le domaine de la zone postérieure d'assemblage par concordance de forme Il, au moins un autre domaine de zone d'assemblage par concordance de forme III dont les gorges filetées ou annulaires présentent une profondeur et une largeur d'environ la moitié de la profondeur et de la largeur des gorges filetées ou annulaires habituelles dans le premier domaine de zone d'assemblage antérieur I. Dans le cas d'un sabot à deux brides, on prévoit en avant d'un domaine de zone d'assemblage par concordance de forme Il raccourci muni des microgorges, et encore en avant d'un autre domaine de zone d'assemblage par concordance de forme I plus raccourci comportant les gorges filetées ou annulaires usuelles, encore au moins un autre domaine de zone d'assemblage par concordance de forme IV, dont les gorges filetées ou annulaires présentent une profondeur et/ou une largeur représentant environ la moitié de celles des gorges filetées ou annulaires du domaine central ( 1) de la zone d'assemblage. Dans le domaine de la zone d'assemblage par concordance de forme III du sabot à une bride, ou dans celui IV du sabot à deux brides, on prévoit, sur à peu prés de la même longueur, environ le double de gorges filetées par rapport au nombre de celles-ci dans le domaine de la zone d'assemblage par concordance de forme I. Les microgorges à la surface du corps de projectile sont formées par roulage en forme d'arc de cercle (un cercle de grand rayon) avec des fonds de gorge plats, et des flancs de gorge à pente raide. Les microgorges à la surface du corps de projectiles sont formées sans enlèvement de copeaux, par exemple par roulage ou par impression. L'assemblage à force ou par concordance de forme dans le domaine de la zone d'assemblage II comportant les microgorges à la surface extérieure du corps de projectile est formé en premier lieu au moment du tir par compression du sabot ou des segments de sabot par la pression des gaz se formant par la charge propulsive à allumer, et ensuite sur la surface intérieure du sabot qui constituent les microgorges correspondantes. L'invention va maintenant être explicitée et décrite plus en détail à 1 'aide d'exemple de réalisation représentés sur les figures. On montre: Figure 1: Un premier type de projectile selon l'invention, avec un sabot à une bride (sabot tracteur); Figure 2: Une deuxième type de projectile selon l'invention, avec un sabot à deux brides (sabot pousseur-tracteur) Figure 3: Une zone d'assemblage usuelle I entre corps de projectile et sabot, avec des gorges filetées correspondantes (Selon l'état de la technique); Figure 4 a: Une zone d'assemblage par concordance de forme II comportant des microgorges; Figure 4 b: La zone d'assemblage II, avec les microgorges selon la figure 4 a, lors de l'accélération au tir dans le tube de l'arme; Figures 5: Deux autres types de projectile et selon l'invention avec une zone 6 d'assemblage par concordance de forme à trois gradins. Sur la figure 1, on désigne par la référence 10 un ensemble de projectile comportant un corps de projectile sous-calibrê 14 en carbure de tungstène (WSM) sensible à la rupture et un sabot 12 éjectable segmenté Pour la transmission des forces d'accélération du sabot 12 au corps de projectile 14 lors du tir de l'ensemble de projectile 10, ceux-ci possède une zone d'assemblage par concordance de forme commune 16 Cette dernière se compose de gorges filetées usuelles taillées à la surface extérieure du corps projectile 14 et de la surface intérieure du sabot 12, ou des segments de sabot, correspondantes Le sabot 12, dans la forme de réalisation représentée, est réalisé sous forme d'un sabot tracteur, avec une bride de pression antérieure 18 Les trois segments de sabot sont maintenus ensemble dans le domaine périphérique de la bride de pression 18 par une bande de guidage et de maintien 22, qui simultanément assure l'étanchéité â l'intérieur du tube d'arme vis à vis de la pression des gaz Le sabot tracteur 12 présente du côté antérieur une poche d'air 20 et vers l'arrière une partie en forme de cône s'étendant longitudinalement, avec une surface de réception de la pression des gaz avec une surface de réception des gaz extérieure 24 Dans celle-ci les fentes de partage des segments de sabot individuels sont rendues étanches de manière habituelle par un bouchon d'étanchéité vulcanisé, par exemple en caoutchouc ou par des bourrelets d'étanchéité, vis à vis de la pression des gaz Pour le centrage et l'appui de l'ensemble de projectile 10 dans le tube de l'arme, le sabot 12 peut être muni dans sa région terminale vers l'arrière de trois entretoises supplémentaires 26. Le corps de projectile effilé 14 comporte à l'arrière pour la stabilisation en vol, un empennage 28 et éventuellement une composition traçante 30 Selon l'invention, la zone d'assemblage par concordance de forme commune 16 est répartie en deux domaines de zones d'assemblage I et II, o le domaine de zone d'assemblage antérieur I présente dans le sabot 12 et sur la surface extérieure du corps de projectile 14 des gorges filetées usuelles correspondantes de longueur raccourcie, tandis que le domaine de zone d'assemblage arrière II, en dessous de la surface de réception des gaz extérieure 24 du sabot 12, sont prévus simplement des microgorges 40 à la surface extérieure du corps de projectile, et ici, la surface intérieure du sabot ou des segments de sabot est lisse Le corps de projectile est également muni, uniquement dans la zone arrière d'assemblage II, qui s'étend sur environ les deux tiers de la longueur totale du sabot 12, des microgorges 40 essentielles à l'invention. Sur la figure 2, on a représenté comme autre exemple de réalisation, un projectile 10 munie d'un sabot à deux brides usuel 38 (sabot pousseur-tracteur). Le sabot 38 comporte une bride antérieure de guidage 32 et une bride postérieure de pression 34 Pour l'étanchement aux gaz, on prévoit seulement dans la zone périphérique de la bride de pression 34 une bande d'étanchéité circonférencielle 36 A partir de la bride d'étanchéité, s'étend vers l'arrière, de la même façon, une partie arrière conique du sabot 38 portant la surface de réception des gaz extérieure 24, qui, de la même manière que celle décrite ci-dessus, est rendue étanche vis à vis de la pression des gaz se dégageant le long des fentes de séparation des segments de sabot. Comme différence par rapport à l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, avec le sabot tracteur, le domaine antérieur I de zone d'assemblage s'étend ici avec les gorges filetées usuelles sur environ les deux tiers de la longueur totale du sabot, tandis que le domaine arrière II de zone d'assemblage possédant les microgorges de l'invention seulement sur le corps de projectile 14 atteint seulement environ un tiers de la longueur totale du sabot. Sur la figure 3, on a illustré, vue en coupe, une zone d'assemblage par concordance de forme usuelle 16 avec sur la surface extérieure du corps de projectile 14 et sur la surface intérieure du sabot 12, 38, des gorges filetées taillées 42 Du fait du taillage des filets avec enlèvement de copeau, la structure de joint du sabot et des matériaux du corps de projectile dans le domaine de la zone d'assemblage par concordance de forme est affaiblie de façon désavantageuse Les entailles de filetage à la surface du corps de projectile agissent ainsi de manière involontaire pour ainsi dire comme des amorces de rupture ou représentent un important affaiblissement du matériau. Dans le domaine de zone d'assemblage I, les dents du filetage conventionnelles 48, 50 on une hauteur déterminée 46, qui correspond à peu prés à la largeur des pieds 54 de chaque filet. Pour les microgorges de l'invention représentées sur la figure 4 a, à la surface du corps de projectile 14, on voit qu'il en va tout autrement La surface intérieure du sabot 12, 38 a ici une structure lisse, obtenue avantageusement par formage sans enlèvement de copeaux, comme par exemple par roulage ou compression au moyen d'un outil approprié On obtient ainsi que les microgorges 40 à la surface du corps de projectile 14 soient sous forme d'enfoncement obtenus par roulage en forme d'arc de cercle de grand rayon, avec des fonds de gorge 62 plats et des détalonnages à flancs raides Par cette réalisation particulière, on diminue encore la sensibilité à l'entaille et à la rupture du pénétrateur en carbure de tungstène. En outre, la profondeur des microgorges atteint environ 5 % à 20 %, de préférence 10 %, de celle des gorges filetées habituelles 42, et la largeur 52 des microgorges 40 atteint environ 30 % à 10 %, de préférence environ 25 %, de celle des gorges filetées habituelles 42. Exemple chiffré: Un filetage conventionnel (figure 3) comporte par exemple une profondeur de filet d'environ 1,3 mm, et une largeur au pied de filet d'environ 1,85 mm Par contre, la profondeur de la microgorge 40 atteint à peu prés 0,1 mm, et sa largeur environ 0,5 mm. Grâce aux microgorges 40 de l'invention, en comparaison des gorges filetées conventionnelles, toutes choses égales d'ailleurs (figure 3) le facteur de forme,K pour la contrainte de traction passe de 4,7 à 2,1, et le facteur 1 et 42 %. Sur la figure 4 b, on a représenté l'état au cours de l'accélération du de projectile Lors de l'admission de la pression des gaz, la surface intérieure précédemment lisse du sabot relativement mou 12, 38 (constitué par exemple d'un alliage d'aluminium) est imprimé dans les microgorges 40 de la surface extérieure du corps de projectile 14 relativement dur (constitué par exemple de carbure de tungstène) En outre, il se constituent aussi des microgorges ou des microfiletages "imprimés" avec une profondeur de microgorge en pointe 58 et une élévation arrondie des microgorges 60 dans le sabot 12, 38 Sur la base de cette fonction, on peut utiliser ici sans problème des matériaux de sabot renforcés par des fibres. La formation de zones d'assemblage par concordance de forme selon l'invention, comportant des microgorges, est prévue pour des munitions de gros calibre, par exemple de 120 mm, avec des projectiles perforants souscalibrés Des tirs efficaces ont aussi cependant déjà été réalisés dans le domaine des petits calibres de 45 mm. Sur l'autre exemple de réalisation représenté sur la figure 5, un projectile 10 avec un sabot à une bride 12 et un corps de projectile 12, on prévoit entre le domaine antérieur I de la zone d'assemblage comportant des gorges annulaires ou filetées 42 et le domaine postérieur II de zone la d'assemblage, un autre domaine de zone d'assemblage III dont les gorges annulaires ou filetées présentent une profondeur et une largeur atteignant environ la moitié de la profondeur et de la largeur des gorges annulaires ou filetées usuelles 42 dans le premier domaine antérieur de zone d'assemblage I. Une réalisation correspondante de la zone d'assemblage par concordance de forme 16 est représente sur la figure 6 pour le sabot à deux brides 38 Sur ce sabot 38, est prévue en avant d'un domaine de zone d'assemblage raccourci Il, et encore en avant d'un autre domaine de zone d'assemblage raccourci I, portant les gorges annulaires ou filetées 42, encore au moins un autre domaine de zone d'assemblage IV dont les gorges annulaires ou filetées ont une profondeur et/ou une largeur représentant environ la moitié de la profondeur et de la largeur des gorges filetées 42 dans le domaine de zone d'assemblage I. il REVENDICATIONS 1.Ensemble de projectile ( 10) comportant un corps de projectile ( 14) sous-calibré et un sabot éjectable segmenté ( 12, 38) qui au moins de manière locale entoure le corps de projectile ( 14) et comprenant une zone commune d'assemblage par concordance de forme ( 16) dans ce domaine d'entourage pour la transmission des forces d'accélération du sabot ( 12) au corps de projectile ( 14), la zone d'assemblage par concordance de forme ( 16) étant constituée de gorges filetées ou annulaires correspondantes venues de fabrication à la surface extérieure du corps de projectile ( 14) et à la surface intérieure du sabot ( 12) ou des segments de sabot, caractérisée en ce que la zone d'assemblage commune par concordance de forme ( 16) est partagée en au moins deux domaines ( 1, II) de zones d'assemblage le domaine antérieur I de zone d'assemblage comportant dans le sabot ( 12, 38) et la surface extérieure du corps de projectile ( 14) des gorges filetêes ou annulaires communes usuelles correspondantes sur une étendue raccourcie, tandis que dans le domaine postérieur II de zone d'assemblage, en dessous de la surface de réception de la pression des gaz ( 24) du sabot ( 12, 38), sont prévues uniquement sur la surface extérieure du corps de projectile ( 14) des microgorges ( 40) et qu'ici, la surface intérieure du sabot ( 12, 38) ou des segments de sabots est réalisée lisse (Figures i et 3). 2 Projectile selon la revendication 1, caractérisée en ce que la profondeur ( 44) des microgorges ( 40) se situe environ entre 20 % et 5 %, de préférence aux environs de 10 % de la profondeur ( 46) des gorges filetées ou annulaires usuelles ( 42). (Figure 4 a). 3.Projectile selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que la largeur ( 52) des microgorges ( 40) mesure entre 30 % et 10 % de préférence environ 25 % de la largeur ( 54) des gorges filetées ou annulaires usuelles ( 42) (Figure 4 a). 4.Projectile selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que dans le cas d'un sabot à une bride ( 12) ou d'un sabot tracteur, on prévoit entre le domaine antérieur (I) de zone d'assemblage par concordance de forme muni des gorges filetées ( 42) ou annulaires usuelles et le domaine postérieur (II) de zone d'assemblage avec les microgorges au moins un autre domaine (III) de zone d'assemblage par concordance de forme (III) dont les gorges filetées ou annulaires ont une profondeur et une largeur atteignant environ la moitié de la profondeur et de la largeur des autres gorges filetées ( 42) ou annulaires existant dans le premier domaine antérieur (I) de zone d'assemblage. (Figure 5). 5.Projectile selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que dans le cas d'un sabot à deux brides ( 38), en avant d'un domaine antérieur raccourci (II) de zone d'assemblage par concordance de forme comportant des microgorges ( 40), et encore en avant d'un autre domaine raccourci ( 1) de zone d'assemblage comportant des gorges filetées ( 42) ou annulaires usuelles, on prévoit encore un autre domaine de zone d'assemblage (IV) dont les gorges filetées ou annulaires présentent une profondeur et/ou une largeur d'environ la moitié de celles des gorges, filetées ( 42) ou annulaires usuelles dans le domaine central (I) de la zone d'assemblage (Figure 6). 6.Projectile selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que dans le domaine (III) de zone d'assemblage du sabot à une bride ( 12) ou dans le domaine (IV) de zone d'assemblage par concordance de forme du sabot à deux brides ( 38), on prévoit sur à peu pros la même longueur un nombre de gorges filetées environ le double de celui des gorges filetées usuelles ( 42) dans le domaine de zone (I) d'assemblage par concordance de forme. 7.Projectile selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que les microgorges ( 40) à la surface extérieure du corps de projectile ( 14) sont pratiquées sous forme de roulages en arc de cercle (d'un cercle à grand rayon) avec des fonds de gorge ( 62) plats et des flancs de gorges ( 56) à pente raide (Figure 4 a). 8 Projectile selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisée en ce que les microgorges ( 40) à la surface extérieure du corps de projectile sont obtenues sans enlèvement de copeaux, comme par exemple par roulage ou impression. 9 Projectile selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caractérisée en ce que la liaison à force et par concordance de forme dans le domaine (II) de zone d'assemblage par concordance de forme comportant des microgorges à la surface extérieure du corps de projectile 14) n'est formée qu'au sommet du tir par compression du sabot ( 12, 38) ou des segments de sabot par la pression des gaz engendrés par la combustion de la charge propulsive, et qu'ensuite, les microgorges correspondantes se formant à la surface intérieure du sabot ( 12, 38) (Figure 4 b)