Brevet FR2660993A1 — publié le 19911018

Projectile sous-calibré comprenant un sabot de poussée. L'invention concerne un projectile sous-calibré comprenant un sabot de poussée segmenté et éjectable, qui entoure au moins en partie le corps du projectile et qui comprend une zone à concordance de formes commune dans cette région d'enveloppement pour transmettre les forces d'accélération entre le sabot de poussée et le corps du projectile, la zone à concordance de formes étant constituée par des rainures annulaires correspondantes sur la surface externe du corps du projectile et sur la surface interne du sabot de poussée ou sur les segments de ce sabot de poussée. Un agencement de projectile selon le brevet US-A-3 859 922 décrit des dents en forme de rainures constituant le moyen de transmission de force entre un sabot de poussée cylindrique et un projectile La surface du projectile est usinée de manière à comprendre une structure à dents de scie équidistantes La surface du sabot de poussée comprend des évidements en forme de dents de scie correspondants, dans lesquels pénètrent les dents de scie de la surface du pénétrateur Les largeurs des sillons du sabot de poussée sont dans ce cas légèrement plus grandes que celles des rainures correspondantes du projectile En outre, elles sont constituées de façon qu'avant le tir, les flancs perpendiculaires des dents de scie du projectile ne viennent pas en contact direct avec les flancs perpendiculaires correspondants des sillons du sabot de poussée, mais de manière qu'existent entre eux de 2 - petits espaces intermédiaires qui augmentent de dent en dent en direction du culot Seules les surfaces de la paire de dents avant se raccordent l'une à l'autre de façon jointive Grâce à la déformation relative du matériau du pénétrateur et du sabot de poussée, une fermeture successive des espaces entre dents peut être réalisée lors du tir en partant de cette paire de dents avant jusqu'à celles qui sont à l'arrière Du fait des espaces entre dents du sabot de poussée qui sont de dimensions différentes, la transmission de la force pour chaque dent devient de même importance. Avec ce sabot de poussée, la transmission de la force ne se fait qu'en direction axiale Des moyens de transmission de force de ce type ne peuvent pas être utilisés avec un sabot de poussée à deux flancs car dans ce dernier non seulement des forces axiales mais également des forces agissant en direction radiale apparaissent dans l'espace rempli de gaz sous pression, ce qui fait que le déplacement des dents du sabot de poussée décrit dans le document US-A-3 859 922 n'est pas possible. La munition d'artillerie revendiquée dans US-A-4 469 027 comprend des filets de vis à droite et à gauche destinés à la transmission de la force entre un sabot de poussée et un projectile Ces filets sont constitués dans un mode de réalisation sur deux sections du projectile qui sont séparées l'une de l'autre Dans un second mode de réalisation, ces filets sont constitués de façon imbriquée sur une section du projectile, d'o résulte qu'il est formé un type de motif en arête de poisson avec des saillies en forme de losanges. Les filets à concordance de formes de ce type constitués par des filets de vis présentent cependant l'inconvénient selon lequel la sensibilité à l'entaillage du pénétrateur augmente avec l'usinage, et que le processus de pénétration est ainsi influencé de façon négative. Lorsqu'on découpe un filet, il arrive en outre souvent que le taraud se décentre et qu'japparaissent des défauts de pas, notamment quand ce sont des filets de grande longueur qui sont découpés Les contraintes internes qui sont provoquées par la découpe des filets ont souvent pour conséquence, lors du processus de séparation du sabot de poussée, une éjection non contrôlée des segments individuels de ce sabot de poussée. Le but de l'invention est de constituer un projectile sous-calibré -3- à énergie cinétique du type mentionné dans le préambule et comprenant un sabot de poussée segmenté éjectable de manière que par une amélioration sensible du processus de fabrication, le pénétrateur ne présente qu'un nombre aussi faible que possible de positions perturbatrices pour son processus de pénétration. Selon l'invention, ce but est atteint du fait que la zone à concordance de formes commune est subdivisée en au moins deux régions I, II et que les rainures annulaires de ces régions présentent des distances entre rainures différentes et adaptées aux contraintes de poussée qui apparaissent localement, la distance entre rainures de la région II de la zone à concordance de formes étant au moins 1,5 fois plus importante que la distance entre rainures de la région I voisine de la zone à concordance de formes. Selon l'invention, la zone à concordance de formes commune peut être subdivisée en trois régions I, II, III, les rainures annulaires comprenant dans ces régions de la zone à concordance de formes un écartement différent et adapté aux contraintes de poussée qui apparaissent localement. L'écartement des rainures dans la région III de la zone à concordance de formes est avantageusement supérieur à l'écartement des rainures dans la région II de la zone à concordance de formes. De préférence, on prévoit au moins une région IV sans rainures. Selon l'invention, la hauteur des rainures, ou la profondeur du fond des rainures dans les régions I, II, III individuelles de la zone à concordance de formes, qui sont adaptées aux contraintes de poussée apparaissant localement, sont de dimensions différentes. Le projectile sous-calibré comprenant un sabot de poussée segmenté et éjectable, qui entoure au moins en partie le corps du projectile, et qui comprend une zone à concordance de formes commune dans cette région d'enveloppement pour la transmission des forces d'accélération entre le sabot de poussée et le corps du projectile, la zone à concordance de formes étant constituée par des rainures annulaires correspondantes sur la surface extérieure du corps du projectile et sur la surface intérieure du sabot de poussée ou des segments de sabot de poussée, est caractérisé par le fait que la zone à concordance de formes commune 4 - comprend une région VI dans laquelle les rainures annulaires présentent des écartements variables qui sont adaptés aux contraintes de poussée qui apparaissent. Selon l'invention, il est constitué une région arrière V sans rainures, la transmission des forces entre le sabot de poussée et le corps du projectile s'effectuant par friction. Finalement, les rainures annulaires présentent, quand elles sont vues en section transversale, un profil arrondi régulier ou continu et/ou un profil en dents de scie et/ou un profil en dents de scie arrondies et/ou un profil en forme de gradins et/ou en forme de triangles. L'invention va maintenant être décrite plus en détail dans ce qui suit au moyen de modes de réalisation et en se référant aux figures annexées dans lesquelles: la figure 1 représente un projectile sous-calibré à énergie cinétique selon l'invention, comprenant un sabot de poussée segmenté éjectable, et montre l'allure de la poussée sur la longueur du sabot de poussée; la figure 2 est un premier exemple d'une zone à concordance de formes entre le projectile à effet cinétique et le sabot de poussée selon la figure 1; la figure 3 est un second exemple d'une zone à concordance de formes entre le projectile à effet cinétique et le sabot de poussée selon la figure 1; la figure 4 représente un autre projectile à effet cinétique sous-calibré selon l'invention, comprenant un sabot de poussée segmenté et éjectable et montrant l'allure de la poussée selon la figure 1; la figure 5 représente un premier mode de réalisation de l'utilisation de différentes régions d'une zone à concordance de formes d'un sabot de poussée selon la figure 1; la figure 6 représente un second mode de réalisation de l'utilisation de différentes régions d'une zone à concordance de formes d'un sabot de poussée selon la figure 1. A la figure 1 est désigné par la référence 12 un sabot de poussée à deux flancs comprenant un flanc de guidage avant 24 et un flanc de - pression arrière 26 pour un projectile à effet cinétique 10 sous-calibré et stabilisé par un empennage, constitué en tungstène qui est un métal lourd, et présentant une forme élancée de degré élevé Le flanc de guidage avant 24 comprend à l'avant une poche à air 28 Le flanc de pression arrière 26 est muni dans sa région périphérique de gros calibre d'une bande de guidage 30 et d'une rainure de forme étranglée 32 destinée à la fixation d'une douille à charge propulsive non représentée Le corps 14 du projectile comprend à l'arrière un empennage directeur 36. En I, II, III, IV et V sont désignées sur l'étendue en longueur de la zone à concordance de formes 16 entre le sabot de poussée 12 et le corps 14 du projectile différentes régions de la zone à concordance de formes selon l'invention Le long de la longueur X de la zone à concordance de formes 16 est représentée la forme de la contrainte de poussée qui apparaît lors du tir du projectile 10 La contrainte de poussée r présente un maximum 38 dans la région du flanc de pression arrière 26 et diminue en direction de la pointe 34 du projectile jusqu'au flanc de guidage avant 24 et également en direction de l'empennage directeur 36 Du fait de l'allure de cette contrainte de poussée, il est possible de munir la zone à concordance de formes 16 de moyens à concordance de formes qui ne sont pas uniformes et qui sont respectivement adaptés aux contraintes de poussée t Crégnant dans les régions individuelles I, II, III, IV, V de la zone à concordance de formes. A la figure 2 est représenté en coupe longitudinale du corps 14 du projectile un profil de rainure utilisé selon l'invention en tant que moyen à concordance de formes Les rainures annulaires 18 présentent un profil arrondi régulier ou continu La référence 20 désigne la distance entre rainures et la référence 44 la hauteur des rainures entre leur fond 42 et leur dos 40 Les rainures annulaires 18 qui sont constituées sur le corps 14 du projectile avec un écartement 20 sont avantageusement utilisées dans la région I de la zone à concordance de formes de manière à déterminer la transmission de la force dans la région du maximum 38 de la contrainte de poussée entre la surface interne du sabot de poussée 12, qui est munie de contre-rainures 6 - correspondantes, et le corps 14 du projectile. Comme montré à la figure 1, la contrainte de poussée est sensiblement plus faible à l'avant et à l'arrière du maximum local 38 sur la longueur X de la zone à concordance de formes 16, et on peut donc utiliser en ces endroits des rainures annulaires 18 présentant un écartement important entre elles et/ou une hauteur de rainure 46 plus faible. Ceci est montré à la figure 3 L'écartement 22 entre rainures est dans ce cas d'au moins 1, 5 fois, et de préférence du double, de l'écartement entre rainures 20 selon la figure 2 En outre, la hauteur 46 des rainures 18, ou la profondeur du fond 42 des rainures, peut être plus faible que la hauteur 44 de la figure 2, pour obtenir une transmission de la force adaptée aux contraintes de poussée qui apparaissent localement Cet écartement entre rainures 22 convient avantageusement pour la région II de la zone à concordance de formes montrée à la figure 1, qui se raccorde en direction de la pointe 34 du projectile à la région I de la zone à concordance de formes Mais la région II ne doit pas nécessairement s'étendre sur la totalité de la zone à concordance de formes avant restante 16 jusqu'au flanc de guidage avant 24, du fait que la contrainte de poussée Z dans cette région diminue encore plus et que l'on peut ainsi utiliser des moyens déterminant une concordance de formes plus douce Ceci est par exemple possible dans les régions III et IV de la zone à concordance de formes. La région III qui est située à l'arrière du flanc de guidage avant 24 présente un écartement entre rainures plus important que celui de la région II de la zone à concordance de formes. Entre la région III et la région II de la zone à concordance de formes est prévue une région IV pouvant présenter un écartement entre rainures nettement plus important que celui des régions I, II et III. Considérant la contrainte de poussée négligeable qui peut être transmise dans cette région dans la pratique, il est possible d'éviter également totalement les moyens à concordance de formes dans la région IV tout en étant assuré d'une résistance suffisante lors du lancement. A l'arrière du flanc de pression arrière 26 est disposée en direction de l'empennage directeur 36 une région V Dans cette région V 7- et en raison des forces radiales qui agissent du fait de l'application des gaz propulseurs sous pression sur le sabot de poussée 12, il est possible également d'éviter totalement des moyens à concordance de formes et d'obtenir une transmission de force par friction Mais ceci n'est pas possible dans la région IV située en direction de la pointe 34 du projectile car aucune application de gaz sous pression n'a lieu dans cette région. La figure 4 montre un autre agencement des diverses régions V, VI, VII de la zone à concordance de formes selon l'invention Comme à la figure 1, la transmission de la force peut être obtenue par friction dans la région V située à l'arrière du flanc de pression arrière 26. Les régions I, II, III et IV de la zone à concordance de formes selon la figure 1 sont remplacées par les régions VI et VII Dans ce mode de réalisation, la région VII remplace la région III de la zone à concordance de formes de la figure 1 Elle s'étend toutefois sur une longueur plus faible que la région III et comprend des rainures annulaires 18 selon la figure 2, telles qu'elles sont également utilisées dans la région I de la zone à concordance de formes Ces rainures annulaires 18 qui sont disposées dans une région VII de très courte longueur directement à l'arrière du flanc de guidage avant 24 ont pour fonction de constituer une position de rupture de consigne pour le corps 14 du projectile. Les résultats de tirs ont montré que des pénétrateurs ont tendance, quand on utilise des filets en tant que moyens à concordance de formes, de se briser de façon incontrôlée quand ils viennent frapper des cibles inclinées à plaques multiples, notamment dans la région centrale du corps du projectile La puissance balistique finale d'un projectile est ainsi considérablement réduite du fait que les moitiés de projectile résultantes ne peuvent plus traverser les plaques suivantes de la cible. En utilisant les rainures annulaires 18 selon la figure 2 pour constituer une région VII de la zone à concordance de formes, on obtient sur le corps 14 du projectile et directement à l'arrière du flanc de guidage avant 24 une position de rupture de consigne qui sert lors du tir malgré tout à la transmission de la poussée et qui 8- détermine en outre une rupture définie de la première plaque de la cible La partie de corps restante du projectile dispose après cette rupture d'une masse importante qui est suffisante pour pouvoir traverser les autres plaques de la cible. La région VI de la zone à concordance de formes se caractérise dans le mode de réalisation de la figure 4 du fait que les rainures annulaires 18 ne disposent dans cette région d'aucun écartement uniforme entre elles, comme par exemple dans les régions I ou II de la figure 2, leur écartement augmentant de façon continue à mesure que baisse la contrainte de poussée-U Partant de la région du maximum 38 de la contrainte au cisaillement dans laquelle sont disposées les rainures annulaires 18 selon la figure 2 avec un écartement entre rainures 20, l'écartement entre rainures augmente de façon continue à mesure que diminue la contrainte de poussée en direction de l'empennage jusqu'à la région V, et en direction du flanc de guidage avant 24. Ainsi, la hauteur 44 des rainures peut être encore plus diminuée. La figure 5 montre un premier mode de réalisation d'un sabot de poussée 2 rendu optimal selon l'invention, pour les calibres habituels d'armes automatiques La région I, 54, de la zone à concordance de formes qui est située dans la région de la force de poussée maximale à transmettre présente une longueur 54 ' qui représente environ 60 % de la longueur totale du sabot de poussée Dans cette région 54 sont utilisées les rainures annulaires 18 selon la figure 2 pour déterminer la concordance de formes nécessaire Dans ce mode de réalisation, l'écartement entre rainures 20 est située dans la plage comprise entre 1 et 3 mm pour une hauteur de rayures 44 inférieure à 1 mm. Le même écartement entre rainures 20 et la même hauteur de rayure 44 sont utilisés dans ce mode de réalisation dans la région VII, 58, de la zone à concordance de formes qui se trouve à l'arrière du flanc de guidage avant Mais cette région 58 n'a une longueur 58 ' qui est prévue seulement pour que deux rainures annulaires 18 soient constituées dans cette région sur le corps du projectile, rainures servant de positions de rupture de consigne. Entre les deux régions I et VII de la zone à concordance de formes est prévue une région IV, 56, comprenant de petites rainures A 9 - l'arrière de la région I, 54, de la zone à concordance de formes se raccorde vers l'arrière une région V, 60 Cette région 60 est située dans l'enceinte du projectile 10 qui est remplie de gaz sous pression, enceinte dans laquelle des forces dirigées radialement agissent également sur le sabot de poussée 12, de manière que dans cette région dont la longueur 60 ' représente environ 7 % de la longueur totale du sabot de poussée il soit possible également de ne pas prévoir de rainures annulaires 18, la transmission de la force pouvant s'effectuer par friction. La figure 6 montre une autre manière de rendre optimales les régions de la zone à concordance de formes La région V, 100, qui est à l'arrière est rendue plus importante que celle de la figure 5 et présente une longueur 100 ' Dans cette région 100 également, la transmission de la force entre le sabot de poussée 12 et le corps non représenté du projectile peut se réaliser par friction La concordance de formes nécessaire est réalisée dans la région 92 sur une longueur 92 ' au moyen de rainures annulaires 18 Dans ce mode de réalisation, cette région est rendue optimale du fait que la région 92 de la zone à concordance de formes est subdivisée en deux régions I, II, la région I de la zone à concordance de formes ayant une longueur qui est d'environ les 3/4 de la longueur 92 à rainures annulaires selon la figure 2 A la région I se raccorde en direction du flanc de guidage avant la région II, 94 de la zone à concordance de formes, qui a en conséquence une longueur 94 ' représentant environ le 1/4 de la longueur 92 ' Dans cette région II, 94 de la zone à concordance de formes, les rainures annulaires 18 montrées à la figure 3 suffisent pour déterminer une transmission de la force car dans ce cas, les forces de poussée à transmettre ont déjà diminué par rapport à celles de la région du flanc de pression arrière 26 La hauteur 46 des rainures dans la région II peut être également plus faible que la hauteur 44 des rainures qui peuvent être réalisées par une technique de fraisage lors de la fabrication dans la région I de la zone à concordance de formes. A la zone à concordance de formes II, 94 se raccordent dans la direction de la pointe non représentée du projectile des régions IV, 96 et VII, 98 Dans la région IV, 96, la contrainte au cisaillement a déjà - tellement diminué que l'on peut complètement éviter d'avoir recours à des rainures annulaires 18 pour la transmission de la force La région VII, 98 présente également dans ce cas une longueur 98 ' permettant d'y constituer deux rainures annulaires 18 selon la figure 2, usinées pour constituer des positions de rupture de consigne et servant ainsi simultanément à la transmission de la force de poussée lors du tir. Les modes de réalisation représentés aux figures 5 et 6 concernant des projectiles habituels d'armes automatiques ont déjà été essayés et les régions I, II et VII de la zone à concordance de formes qui sont munies de rainures annulaires 18, ainsi que les zones sans concordance de formes IV et V, se sont révélées les meilleures lors du tir. Les moyens de transmission de force adaptés à l'allure de la force de poussée peuvent être également appliqués à des projectiles sous-calibrés à effet cinétique 10 sur des longueurs correspondantes du corps 14 du projectile et du sabot de poussée 12, et il est possible d'obtenir par un nombre précis de rainures et par leur positionnement local un nombre aussi réduit que possible de positions perturbatrices pour le processus de pénétration En outre, du fait de la constitution de rainures qui ne doivent pas nécessairement présenter un profil arrondi régulier ou continu et peuvent se présenter sous la forme de dents de scie, en gradins ou triangulaires, le processus de fabrication est considérablement simplifié par rapport à celui prévoyant la constitution d'un filet traditionnel, et le nombre plus faible de rainures selon l'invention permet de diminuer la valeur du coefficient de pénétration dans l'air Cw du corps 14 du projectile, ce qui permet d'obtenir des vitesses d'impact plus élevées tout en améliorant dans le même temps le comportement de détachement du sabot de poussée 12 par rapport au corps 14 du projectile. il - REVENDICATIONS 1 Projectile sous-calibré ( 10) comprenant un sabot de poussée segmenté et éjectable ( 12), qui entoure au moins en partie le corps ( 14) du projectile et qui comprend une zone à concordance de formes commune ( 16) dans cette région d'enveloppement pour transmettre les forces d'accélération entre le sabot de poussée ( 12) et le corps ( 14) du projectile, la zone à concordance de formes ( 16) étant constituée par des rainures annulaires ( 18) correspondantes sur la surface externe du corps ( 14) du projectile et sur la surface interne du sabot de poussée ( 12) ou sur les segments de ce sabot de poussée, caractérisé en ce que la zone à concordance de formes commune ( 16) est subdivisée en au moins deux régions (I, II) et que les rainures annulaires ( 18) de ces régions de la zone à concordance de formes présentent des distances entre rainures ( 20, 22) différentes et adaptées aux contraintes de poussée qui apparaissent localement, la distance entre rainures ( 22) d'une région (II) de la zone à concordance de formes étant au moins 1,5 fois plus importante que la distance entre rainures ( 20) d'une région (I) voisine de la zone à concordance de formes. 2 Agencement de projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone à concordance de formes commune ( 16) est subdivisée en trois régions (I, II, III) et les rainures annulaires ( 18) présentent dans ces régions un écartement ( 20, 22) différent et adapté aux contraintes de poussée qui apparaissent localement. 3 Agencement de projectile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écartement des rainures dans la région (III) de la zone à concordance de formes est supérieur à l'écartement des rainures ( 22) dans la région (II) de la zone à concordance de formes. 4 Agencement de projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins une région (IV) sans rainures. 5 Agencement de projectile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la hauteur ( 44, 46) des rainures ( 18), ou la profondeur du fond ( 42) des rainures dans les régions (I, II, III) individuelles de la zone à concordance de formes qui sont adaptées aux contraintes de poussée apparaissant localement sont de dimensions différentes. 12 - 6 Projectile sous-calibré ( 10) comprenant un sabot de poussée ( 12) segmenté et éjectable, qui entoure au moins en partie le corps ( 14) du projectile, et qui comprend une zone à concordance de formes ( 16) commune dans cette région d'enveloppement pour la transmission des forces d'accélération entre le sabot de poussée ( 12) et le corps ( 14) du projectile, la zone à concordance de formes ( 16) étant constituée par des rainures annulaires ( 18) correspondantes sur la surface extérieure du corps ( 14) du projectile et sur la surface interne du sabot de poussée ( 12) ou des segments de sabot de poussée, caractérisé en ce que la zone à concordance de formes commune ( 16) comprend une région (VI) dans laquelle les rainures annulaires ( 18) présentent des écartements variables qui sont adaptés aux contraintes de poussée qui apparaissent. 7 Agencement de projectile selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce qu'il est constitué une région arrière (V) sans rainures, et en ce que la transmission des forces entre le sabot de poussée ( 12) et le corps ( 14) du projectile s'effectue par friction. 8 Agencement de projectile selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que les rainures annulaires ( 18) présentent, quand elles sont vues en section transversale, un profil arrondi régulier ou continu et/ou un profil en dents de scie et/ou un profil en dents de scie arrondies et/ou un profil en forme de gradins et/ou en forme de triangles.