Brevet FR2666142A2 — publié le 19920228

FR 2666142 A2 19920228 FR 9010684 A 19900827 I La présente invention concerne le domaine des systèmes d'arme munis d'un dispositif d'amortissement. La présente invention a pour but de perfectionner le système d'arme décrit dans la demande de brevet français déposée le 30 octobre 1989 sous le numéro 89 14 210. Cette demande de brevet français 89 14 210 sera dénommée demande de brevet principal par la suite. On a décrit dans la demande de brevet principal un système d'arme comprenant un tube d'arme et une référence fixe, le tube d'arme étant guidé à coulissement par rapport à la référence fixe et au moins un dispositif d'amortissement intercalé fonctionnellement entre le tube d'arme et la référence fixe, dans lequel le dispositif d'amortissement comprend au moins une structure déformable conçue pour absorber au moins une partie importante de l'énergie mécanique de recul du tube d'arme lors de l'éjection d'un projectile ou missile, en transformant cette énergie mécanique au moins en partie en énergie calorifique. Selon la demande de brevet principal, le dispositif d'amor- tissement peut faire l'objet de diverses variantes à base par exemple de structures en nids d'abeilles, toiles enroulées en spirale, structures grillagées, vérins, billes creuses. En poursuivant ses études et expérimentations, la Demande- resse a précisé qu'il était essentiel d'adapter le dispositif d'amortissement pour limiter l'effort appliqué à la référence fixe à un seuil maximal déterminé. Plus précisément, le dispositif d'amortissement est conçu selon la présente invention pour transformer l'effort de forte amplitude et durée relativement courte appliqué au tube d'arme, lors de l'éjection d'un projectile ou missile, en un palier d'effort appliqué sur la référence fixe d'amplitude inférieure, au plus égale audit seuil et de durée supérieure. Plus précisément encore, dans le cas d'un système portatif, ou la référence fixe est consituée par un tireur, le dispositif d'amortissement conforme à la présente invention est de préférence conçu pour transformer l'effort de forte amplitude et durée relativement courte appliqué au tube d'arme, lors de l'éjection d'un projectile ou missile, en un palier d'effort appliqué sur la référence fixe, d'amplitude au plus égale à 12 000 N et de durée inférieure à 0,2 sec. La Demanderesse a poursuivi notamment ses expérimentations sur les structures en nids d'abeilles. Elle a déterminé que pour obtenir le palier maximal d'effort précité sur la référence fixe, il est avantageux d'assurer un préflambage des structures en nids d'abeilles avant utilisation. Ce préflambage des structures en nids d'abeilles peut être opéré par exemple sous presse, en appliquant sur la structure en nids d'abeilles un effort parallèle aux parois de cette structure Le flambage peut correspondre à un rétrécissement de quelques pour cent de la longueur de la structure en nids d'abeilles, de préférence inférieur à 10 %, typiquement inférieur à 5 %. La Demanderesse a également poursuivi ses expérimentations sur les structures à base de billes creuses. Certaines des caractéristiques relevées au cours de ces expérimentations apparaîtront sur les dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif, et sur lesquels: la figure 1 représente différentes courbes obtenues par mesure sur un système d'arme dépourvu d'amortisseur, au cours d'une phase d'étalonnage, la figure 2 représente des courbes similaires obtenues sur un système d'arme muni d'un amortisseur à base de mousse de polyuréthane peu dure, la figure 3 représente des courbes similaires obtenues sur un système d'arme muni d'un amortisseur à base de mousse de polyuréthane dure, la figure 4 représente des courbes similaires obtenues sur un système d'arme muni d'un amortisseur à billes creuses conformes à la présente invention, la figure 5 représente schématiquement un amortisseur à billes creuses conformes à la présente invention, avant utilisation, la figure 6 représente le même amortisseur après utilisation, et la figure 7 représente une variante de réalisation d'un amortisseur conforme à la présente invention. Les courbes illustrées sur les figures 1 à 4 ont été relevées lors de tirs expérimentaux aux mortiers de calibre 60 mm, d'une masse totale de l'ordre de 4,2 kg, et un projectile d'une masse de l'ordre de 1,3 kg. Les courbes relevées sont les suivantes Voie n O: Effort de Recul sur la référence fixe (mortier) mesuré à l'aide d'un capteur d'effort piézoélectrique, Voie N O 1: Pression à l'intérieur du tube d'arme, Voie N O 2: Vitesse de sortie du projectile, mesurée par obturation de deux diodes laser, Voie N O 3: Vitesse de recul du canon, mesurée à l'aide d'un réglet et d'un index solidaire du canon filmé par caméra rapide ( 1000 images/s). Les vitesses mesurées de sortie des projectiles étaient les suivantes: phase d'étalonnage (fig 1): 139 m/s, phases de test avec amortisseur (Fig 2, 3 et 4): 100 m/s. On retrouve sur la Voie N O 0 de la figure 1 la transmission intégrale et instantanée, à la référence fixe, de l'effort de recul, lorsque le système n'est pas équipé d'amortisseur. La Demanderesse a fait des essais à l'aide d'amortisseurs à base d'élastomère, tels que les produits commercialisés sous les marques Vibtène et Courbhane et sur des mousses de polyuréthane, par exemple sous forme de blocs ou d'empilements de rondelles. Ces essais n'ont pas donné satisfaction. Ces essais, réalisés par exemple avec des mousses de polyuréthane peu dures, n'ont pas permis d'amortir l'effort de recul comme montré par la figure 2; l'énergie est en effet restituée lorsque la mousse reprend sa position initiale. Les essais réalisés avec des mousses de polyuréthane plus dures ont permis un amortissement supérieur comme représenté sur la figure 3 Toutefois, l'amortissement obtenu n'est pas totalement satisfai- sant L'effort de recul amorti mesuré sur la référence fixe est de 27500 N, soit seulement un amortissement de 14 96 de l'effort maximum de recul. La Demanderesse a fait également différents essais sur des amortisseurs à billes creuses. Elle a finalement obtenu une solution satisfaisante corres- pondant aux relevés de la figure 4, à l'aide de billes creuses métalliques, plus précisément à base de nickel et plus précisément encore de billes creuses de diamètre: 5 mm, épaisseur de paroi 80,im et une densité de 0,82. Les caractéristiques mécaniques de ces billes sont les sui- vantes: 0,5 mm de déformation sous une charge de 10,8 kg, I mm de déformation sous une charge de 22,2 kg, charge de rupture: 38 kg. Les courbes de la figure 4 ont été mesurées sur un amortisseur du type représenté sur la figure 5 comprenant un boîtier cylindrique 10, de longueur LI = 209 mm, de diamètre interne DI = 60,5 mm rempli d'une masse 30 de 377,2 g des billes creuses précitées, soit une densité de 0, 6 et un piston cylindrique 20 guidé à translation et centré sur le boîtier 10, et d'un diamètre D 2 de 25 mm. Lors des essais, le boîtier 10 était fixé sur la référence fixe, tandis que le piston 20 était fixé sur le tube d'arme. L'amortisseur obtenu après sortie du projectile est illustré schématiquement sur la figure 6 Le piston 20 avait pénétré de L 2 = 80 mm dans la masse de billes creuses et le diamètre D 3 de l'évidement produit dans la masse de billes 30 était de 28 mm, soit supérieur au diamètre du piston 20, en raison de l'écrasement des billes Le piston avait ainsi écrasé 16 rangées de billes. Le cas échéant, comme représenté sur la figure 7, le piston 20 et/ou le boîtier 10 peut (peuvent) être effilé(s), par exemple conique(s) pour améliorer l'effet d'amortissement grâce à la génération d'une composante radiale d'effort. Les billes creuses peuvent être fabriquées selon toutes techniques connues de l'homme de l'art. Les billes creuses peuvent par exemple être réalisées en déposant, sur des noyaux en matière soluble dans un solvant, un revêtement de nickel poreux puis en disposant les noyaux ainsi revêtus dans un solvant jusqu'à dissolution des noyaux, comme indiqué par exemple dans le document FR-A-2585373. Les billes creuses peuvent être ensuite liées entre elles, à l'aide d'une résine, telle qu'une résine epoxy. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. En particulier le diamètre des billes, leur épaisseur, leur rangement, ordonné ou en vrac, la nature du métal utilisé, la forme du corps contenant les billes, la forme du piston, la nature de la résine de liaison des billes peuvent différer des indications précitées. Les billes creuses peuvent être vides ou remplies d'un matériau secondaire, par exemple de la mousse. Les billes formant les différentes couches de l'amortisseur peuvent être différentes dans leur nature ou dimensions d'une couche à l'autre. REVENDICATIONS 1 Système d'arme comprenant un tube d'arme et une référence fixe, le tube d'arme étant guidé à coulissement par rapport à la référence fixe et au moins un dispositif d'amortissement intercalé fonctionnellement entre le tube d'arme et la référence fixe, dans lequel le dispositif d'amortissement comprend au moins une structure déformable conçue pour absorber au moins une partie importante de l'énergie mécanique de recul du tube d'arme lors de l'éjection d'un projectile ou missile, en transformant cette énergie mécanique au moins en partie en énergie calorifique, selon l'une des revendications de la demande de brevet principal, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement est conçu pour limiter l'effort appliqué à la référence fixe à un seuil maximal déterminé. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement est conçu pour transformer l'effort de forte amplitude et durée relativement courte appliqué au tube d'arme, lors de l'éjection d'un projectile ou missile, en un palier d'effort appliqué sur la référence fixe d'amplitude inférieure, au plus égale audit seuil et de durée supérieure. 3 Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif d'amortissement est conçu pour transformer l'effort de forte amplitude et durée relativement courte appliqué au tube d'arme, lors de l'éjection d'un projectile ou missile, en un palier d'effort appliqué sur la référence fixe, d'amplitude au plus égale à 12000 N et de durée inférieure à 0,2 sec. 4 Système selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel le dispositif d'amortissement est à base de nids d'abeilles, caractérisé par le fait que celui-ci présente un préflambage avant utilisation. Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le préflambage correspond à un rétrécissement inférieur à 10 %, de préférence inférieur à 5 %. 6 Système selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel le dispositif d'amortissement est à base de billes creuses, caractérisé par le fait que les billes creuses ( 30) sont en métal. 7 Système selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les billes creuses ( 30) sont en nickel. 8 Système selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que les billes creuses ( 30) ont un diamètre de l'ordre de 5 mm. 9 Système selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que l'épaisseur des parois des billes creuses ( 30) est de l'ordre de 80 Vm. Système selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que les billes creuses ( 30) sont placées dans un boîtier ( 10) cylindrique associé à un piston cylindrique ( 20). 11 Système selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que les billes creuses ( 30) sont placées dans un boîtier ( 10) associé à un piston conique ( 20).