Brevet FR2665763A1 — publié le 19920214

1. La présente invention concerne un propulseur d'appoint de sabot pour obus et autres projectiles et plus spécialement, un sabot pour projectiles lancés par un canon. Il est souvent avantageux de conférer une for- ce d'appoint à un projectile après qu'il ait quitté le tube du canon pour qu'il se propage à une vitesse plus élevée que celle qui serait conférée par le seul tube. On sait utiliser un sabot sur un projectile lancé par un canon, car cela permet l'utilisation d'un projectile d'un calibre inférieur, qui tout en mainte- nant la possibilité de contrôle du projectile à l'inté- rieur du tube, pendant le lancement, permet d'obtenir une vitesse plus élevée à la bouche. Un autre avantage d'avoir un sabot sur un pro- jectile est que cela permet de réduire l'épaisseur des parois du projectile dans certaines zones pour la porter, 2. par exemple, typiquement 5 mm à 1 mm Sans sabot, une paroi de 1 mm pour le projectile he lui permettrait pas de supporter les forces du lancement, et le projectile serait écrasé Cependant, avec un sabot approprié, on peut réduire l'épaisseur des parois arrière du projectile jusqu'à 1 mm Cela est dû au fait que des sabots appro- priés de cette sorte, comme cela est décrit dans la demande de brevet du Royaume-Uni N O 8630208, absorbent une proportion assez importante des forces d'accéléra- tion, d'o la protection des parois plus fines des pro- jectiles, contre les forces excessives d'accélération dans le tube par transmission d'une partie de la force à la portion antérieure du projectile. Selon un aspect de la présente invention, on prévoit un sabot pour emploi sur un projectile lancé par un canon et configuré de manière à définir une cham- bre de propulseur qui est destinée à maintenir le propul- seur comme appoint pour le lancement du projectile alors que celui-ci sort du tube du canon. De préférence, la chambre du propulseur est configurée de façon que le propulseur soit allumé par le gaz provenant de la charge principale du canon pendant le lancement et un mécanisme approprié à retard La cham- bre du propulseur peut être annulaire et le sabot peut être configuré de façon que la pression des gaz dévelop- pée pendant le lancement maintienne le sabot sur le pro- jectile Le projectile peut comporter un épaulement con- tre lequel bute le sabot pendant le lancement. En variante, on peut utiliser un bracelet sépa- ré contre lequel bute le sabot pendant le lancement,le bracelet étant suffisamment solide lorsqu'il est soumis à une compression longitudinale, mais pouvant s'éten- dre d'une façon relativement facile dans le sens radial pour être rejeté après le lancement Le bracelet peut être constitué d'une bande en polytétrafluoroéthylène (PTFE) 3-. avec un renforcement métallique. De préférence, le sabot et le projectile défi- nissent ensemble une tuyère convergente/divergente. Le sabot peut comporter une multitude d'aubes s'éten- dant longitudinalement qui le stabilisent alors qu'il est rejeté et qui maintiennent abaissées des ailettes du projectile tant avant que pendant le rejet du sabot. De plus, il est important que le propulseur ne puisse s'agglomérer à l'arrière du sabot pendant le lancement, et un propulseur solide puisse être utilisé Par consé- quent, le propulseur peut être calé contre les parois du sabot, ou peut être lié par un adhésif aux parois. En pratique, un propulseur à l'état fondu peut être coulé de manière centrifuge sur les parois inté- rieures du sabot, et ensuite se solidifier De préféren- ce, le sabot est agencé de façon que le propulseur s'al- lume juste avant que le sabot et le projectile attei- gnent l'extrémité du tube du canon Le sabot peut compren- dre un bouchon à combustion complète. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est un schéma en coupe d'un projectile et d'un propulseur d'appoint pour sabot selon la présente invention; La figure 2 est une vue d'une coupe prise le long de l'axe CC 1 de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe prise le long de l'axe DD 1 de la figure 1; La figure 4 est une vue en coupe longitudina- le de l'extrémité, côté nez, d'un autre mode de réalisa- tion de la présente invention; La figure 5 est un schéma simplifié d'une partie d'un bracelet de la figure 4; La figure 6 est un graphe de la pression en 4. fonction de la distance à partir de l'arrière du tube pour un projectile selon la présente invèhtion; La figure 7 est un graphe de la pression in- terne agissant sur le sabot dans le sens général de la flèche A de la figure 1 en fonction de la distance à partir de l'arrière du tube; et La figure 8 est un graphe de la vitesse du projectile en fonction de la distance à partir du lan- cement, qui indique les possibilités d'appoint d'un sa- bot selon la présente invention. En liaison avec les figures 1, 2 et 3, on a repré- senté dans ses grandes lignes un projectile en 1, le pro- jectile comprenant un corps 2 généralement cylindrique et un nez conique 4 Le nez se termine à l'arrière par une partie à contre-dépouille qui définit un épaulement annu- laire 6. Le projectile 1 est entouré par un sabot géné- ralement cylindrique 3, comprenant quatre aubes longitudi- nales 5, une zone conique antérieure 9 qui bute contre un épaulement 6, une zone cylindrique 10, une zone coni- que postérieure 11, une zone de queue 12 et un chapeau 13 L'épaulement 6, le corps 2 du projectile, la zone coni- que avant 9 et la zone cylindrique 10 du sabot 3 définis- sent une chambre annulaire 14 de propulseur qui est seg- mentée par les quatre aubes 5 et contient pendant l'utili- sation un propulseur 20 Pour rendre la figure plus claire, seule une aube 5 a été représentée en figure 1 de façon à permettre la vision de la chambre de propulseur Les au- bes 5 comportent de petits orifices 38 d'équilibrage de la pression des gaz de manière à assurer une combustion unifor- me lors de l'allumage du propulseur. La zone conique arrière 11 et la zone de queue 12 du sabot 3, avec le corps 2 du projectile, définissent une tuyère convergente/divergente 15, qui 5. permet aux gaz du propulseur de s'échapper de la chambre 14 pendant la combustion du propulseur, d-'o le dévelop- pement de la poussée La tuyère 15 permet également le passage des gaz, produits par la combustion de la charge principale, pour qu'ils entrent dans la chambre 14 du propulseur. Dans le chapeau 13 se trouve un bouchon 16 à combustion complète qui, pendant sa combustion, permet - l'entrée des gaz chauds provenant de la charge principale dans la chambre 14 afin d'allumer le propulseur 20 qu'el- le contient. L'arrière du sabot 3 est équipé d'ailettes déployables 17 La fonction de ces ailettes est rempla- cée par celle des ailettes 18 du projectile lorsque le sabot 3 se dégage du projectile 1 après le lancement de la manière connue Sur le sabot se trouve un obturateur glissant 19 qui forme un joint contre les gaz entre le tube du canon et la combinaison sabot/projectile. Avant l'exécution de la combinaison projec- tile/sabot, la chambre 14 est remplie du propulseur soli- de 20 Il est souhaitable d'éviter l'agglomération du propulseur dans la partie arrière du sabot, par suite de l'accélération initiale du projectile pendant le lance- ment En liaison avec les figures 2 et 3, le propulseur 20 peut être introduit dans la chambre 14 de la manière suivante, par exemple: 1 Le sabot peut être animé d'un mouvement de rotation à très haute vitesse et un propulseur à l'état fondu peut être introduit et coulé de manière centrifuge sur les parois intérieures du sabot 3 Lors du refroidisse- ment, le propulseur 20 se solidifie sur le sabot. 2 Un bloc solide de propulseur est amené à occuper l'espace 23 entre les aubes successives 5 et est lié au sabot pour empêcher tout mouvement relatif Cette liaison peut être une liaison par adhésif ou être d'un 6. tout autre type approprié. Dans tous les cas, la paroi intérieure du sabot peut être rainurée, nervurée ou avoir une autre configuration de façon que le projectile soit calé et qu'il y ait réduction du risque d'un mouvement rela- tif. Dans chaque cas, le propulseur 20 ne remplit pas de préférence la totalité de la chambre 14, mais définit un interstice annulaire d'air 24 entre le pro- pulseur 20 et le projectile 1 de manière à permettre aux gaz-provênant de la charge principale de parcourir la longueur de la chambre 14, d'o l'allumage du propul- seur de manière qu'il brûle uniformément entre l'inté- rieur et l'extérieur Cette fonction est assistée par les orifices 38 d'équilibrage de la pression des gaz. L'interstice d'air 24 permet à la pression et à la température de chaque segment 23 entre les aubes 5 d'atteindre l'équilibre avec les segments voisins, assurant que la poussée développée est généralement uniforme dans le sens circonférentiel. La combinaison projectile/sabot est lancée par un canon (non représenté), dont la charge principale ap- plique la pression au chapeau 13 et provoque l'accéléra- tion du projectile et du sabot dans le tube Les pro- fils potentiels de la pression sont représentés en figu- res 6 et 7 La charge principale allume aussi le bouchon 16 de façon que le propulseur 20 de la chambre 14 soit allumé par les gaz chauds de la charge principale, alors que la combinaison projectile/sabot sort du tube du canon. De cette façon, il est fait une utilisation maximum des capacités d'appoint du propulseur, c'est-à-dire que celles- ci sont employées après que le projectile ait atteint la vitesse maximum pouvant être obtenue à l'intérieur du tube du canon Les ailettes déployables 17 sortent alors d'un 7. bond de la manière connue, et stabilisent le projectile jusqu'à combustion totale du propulseur du sabot De cette façon, le propulseur fournit un appoint au projec- tile 1 juste après le lancement. En figure 8, on a représenté deux profils de la vitesse, 25 et 26 Le profil 25 est typique d'un obus standard lancé par un canon et présente deux pha- ses La phase 1 concerne l'accélération dans le tube du canon et la phase 2 la décélération pendant la course. Le profil 26 est le résultat d'un projectile lancé avec un propulseur d'appoint à partir d'un canon du même cali- bre Il présente la même phase 1, la phase 2 étant une nouvelle accélération sous l'effet de l'appoint et la pha- se 3 une décélération plus lente après le rejet du sa- bot. La zone conique antérieure 9 du sabot est main- tenue contre l'épaulement 6 en faisant appel à différen- tes méthodes à des stades différents, par exemple: 1 Avant que le projectile soit chargé dans le canon, le sabot est maintenu en position contre l'épaulement 6 par un goujon de cisaillement ou en variante par un ajus- tement à frottement La partie postérieure du sabot peut être maintenue par l'équivalent d'une cartouche roulée sur l'arrière du sabot 3. 2 Après placement dans le tube du canon, la pression de tir agissant sur le chapeau 13 et la combinaison projectile/sabot provoque le partage des forces en- tre la base 39 du projectile et la zone conique postérieu- re 12 du sabot 3 La force agissant sur la zone conique postérieure 12 est transmise par l'intermédiaire des par- ties 10 et 9 à l'épaulement 6, d'o le maintien de la po- sition linéaire du sabot par rapport au projectile. 3 Après combustion complète du bouchon 16, la pression des gaz à l'intérieur de la chambre du propulseur, et 8. par conséquent, agissant sur la surface intérieure de la zone conique antérieure 9 dansl'interstice 30 varie comme cela est représenté en figure 7 La crête initiale 31 est due à la pointe des gaz provenant de la charge principale, et la zone ultérieure plate 32 illustre l'effet d'appoint La pression maintient également le sabot 3 contre l'épaulement 6. Dans toutes les figures 6, 7 et 8, x indique la longueur approximative du tube du canon. Pendant la combustion du propulseur, les forces internes exercées sur la zone conique 9 du sabot diminuent, jusqu'au point o la pression de l'air exté- rieur agissant sur la zone 9 est supérieure à la pression interne qui maintient le sabot 3 contre l'épaulement 6. Ceci a pour effet que la zone 9 se dégage de l'épaule- ment 6, ce qui se traduit à son tour par le glissement du sabot vers l'arrière du projectile 1 Les aubes 5 assurent que le sabot ne compromet pas le vol du pro- jectile en faisant en sorte que le sabot reste parallèle20 au projectile pendant le processus de rejet Les ailet- tes 15 du projectile sont maintenues abaissées par les aubes 5 tant avant que pendant le rejet et alors jail- lissent de la manière connue, instant auquel le projecti- le suit son vol balistique normal. Une autre variante de réalisation de l'inven- tion est représentée en figures 4 et 5, dans lesquelles un épaulement 33 comporte un bracelet annulaire 34 en polytétrafluoroéthylène avec un renforcement métallique en une pièce 35 Le bracelet 34 est relativement flexible suivant l'axe EE 1 mais est rigide suivant l'axe FF 1 et est emboîté dans une encoche 36 ménagée sur le corps du projectile Lorsque le sabot 3 cesse de buter con- tre l'épaulement 33, l'air peut entrer entre celui-ci et l'encoche 36 La pression de l'air est suffisante pour fracasser le polytétrafluoroéthylène et les fines 9. sections 37 du renforcement métallique; le bracelet 34 se trouve ainsi rejeté. On remarquera que la séparation du sabot 3 et du projectile 1 peut être obtenue par d'autres procédés que celui décrit ci-dessus; par exemple: a) un moyen combustible ou explosif pour sépa- rer un sabot, b) une séparation du sabot qui utilise la pres- sion de l'air pour "déverrouiller" le sabot à l'issue de la combustion du propulseur selon un procédé semblable au rejet de l'épaule- ment 33. On remarquera également que le bouchon 16 à combustion complète ne constitue pas le seul moyen possi- ble pour allumer le propulseur On peut utiliser tout procédé, par exemple un détonateur minuté, un allumeur à commutateur inertiel ou tout autre moyen approprié. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 10. REVENDICATIONS 1 Sabot ( 3) pour utilisation sur un projectile lancé par un canon, caractérisé en ce qu'il est configu- ré de manière à définir une chambre ( 14) de propulseur qui est destinée à contenir un propulseur ( 20) pour ren- forcer la propulsion du projectile alors que celui-ci sort du tube du canon. 2 Sabot selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la chambre du propulseur est configurée de façon que la surface du propulseur soit exposée aux gaz provenant de la charge principale du canon pen- dant le lancement. 3 Sabot selon la revendication 1 ou la revendi- cation 2, caractérisé en ce que la chambre du propulseur est annulaire. 4 Sabot selon l'une quelconque des revendica- tions 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est configuré de façon que la pression des gaz produite pendant le lance- ment maintienne le sabot ( 3) sur le projectile. 5 Sabot selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il y a un interstice ( 24) pour l'égalisation de la pression des gaz dans la chambre du propulseur. 6 Sabot selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le sabot et le projectile définissent ensemble une tuyère convergente/ divergente ( 15) 7 Sabot selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une multitude d'aubes ( 5) s'étendant longitudinalement pour stabiliser le sabot alors qu'il est rejeté. 8 Sabot selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est configuré de façon que des ailettes ( 17) du projectile, pouvant être déployées, sont maintenues abaissées par les aubes tant avant que pendant le re- jet du sabot. li. 9 Sabot selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour inhiber l'agglomération du propulseur pen- dant le lancement. 10 Sabot selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le propulseur ( 20) est solide. 11 Sabot selon l'une quelconque des revendi- cations 10, caractérisé en ce que le propulseur solide est calé contre les parois du sabot. 12 Sabot selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce que le propulseur solide est lié par un adhésif aux parois du sabot. 13 Sabot selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il est agen- cé de façon que le propulseur ( 20) s'allume pendant le lancement juste avant que le sabot et le projectile at- teignent la fin du tube du canon. 14 Sabot selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un bouchon ( 16) à combustion complète pour amorcer la combustion du propulseur. Projectile, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un sabot ( 3) selon l'une quelconque des reven- dications précédentes. 16 Projectile selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend un épaulement ( 6, 33) contre lequel bute le sabot pendant le lancement. 17 Projectile selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend un bracelet ( 34) amovible fournissant ledit épaule- ment ( 33). 18 Projectile selon la revendication 17, caractérisé en ce que le bracelet est solide sous l'ef- fet de la compression longitudinale, mais peut être 12. étendu d'une façon relativement facile dans le sens radial pour le rejet après le lancement -