Brevet FR2665761A1 — publié le 19920214

Le domaine de la présente invention est celui des ceintures d'étanchéité pour projectiles flèches. Un projectile flèche est composé de façon connue d'un pénétrateur sous-calibré solidaire d'un sabot au calibre. Le sabot est constitué de plusieurs segments (générale- ment trois), qui se séparent et libèrent le pénétrateur à la sortie du tube de l'arme sous l'action des efforts aérodynamiques. De tels projectiles posent des problèmes au niveau de la définition des moyens d'étanchéité aux gaz propulsifs. En effet il est nécessaire, d'une part de réaliser une étanchéité entre le tube de l'arme et le projectile, cette fonction est remplie par la ceinture, et d'autre part entre les différents segments du sabot cette fonction est remplie par un joint élastomère déposé sur le sabot et se déchirant lors de la séparation des segments. Il se pose alors le problème de l'interface entre la ceinture et le joint lui-même. En effet il est toujours possible de voir une fissure apparaître sur la ceinture lors de la montée en pression dans le tube de l'arme, le seul moyen d'empêcher alors une fuite de gaz entre le projectile et le tube est de prévoir un moyen d'étanchéité en arrière de la ceinture. Il est possible comme cela est visible sur le brevet EP 0049329 de donner au joint un profil périphérique biseauté légèrement surcalibré qui viendra en contact avec le tube de l'arme et assurera l'isolation vis à vis des gaz propulsifs de la partie arrière de la ceinture. Mais une telle disposition est peu fiable car la partie biseautée s'usera fortement au contact du tube de l'arme et des fuites pourront alors se produire. C'est le but de l'invention que de proposer une ceinture pour projectile flèche permettant d'éviter de tels inconvénients, ainsi l'invention a pour objet une ceinture d'étanchéité pour un sabot d'un projectile flèche qui est caractérisée en ce qu'elle comporte d'une part une zone arrière sensiblement annulaire sur laquelle vient en contact, lorsque la ceinture est mise en place dans une gorge annulaire du sabot, un joint d'étanchéité solidaire du sabot et comportant une lèvre surcalibrée, et d'autre part des moyens assurant sa solidarisation mécanique par concordance de forme avec le matériau constitutif du joint. 5 Un premier avantage d'une telle configuration est que le joint, en venant en contact avec une zone annulaire arrière de la ceinture, isolera cette dernière des gaz propulsifs et assurera l'étanchéité en cas de fissuration de la ceinture. Un autre avantage est que les moyens assurant la solidarisation mécanique par concordance de forme de la ceinture avec le matériau constitutif du joint vont empêcher l'arrachement du joint lors du parcours du projectile dans le tube de l'arme. Selon un premier mode de réalisation, les moyens de solidarisation comprennent des évidements régulièrement répartis sur la périphérie de la ceinture, réalisés suivant une direction sensiblement radiale de cette dernière et débouchant au niveau de la zone arrière, la forme de ces évidements étant telle qu'elle présente à partir de la zone arrière au moins une zone rétrécie suivie d'une zone élargie. Ainsi, les évidements pourront être des trous sensiblement cylindriques dont l'axe est disposé à une distance de la zone arrière qui est inférieure à leur rayon.25 Selon un deuxième mode de réalisation, les moyens de solidarisation comprennent des perçages sensiblements cylindriques, régulièrement répartis et débouchant au niveau de la zone arrière, l'axe de ces perçages est incliné relativement à celui de la ceinture, et avantageusement il30 coupe l'axe de la ceinture en avant de la zone arrière relativement au projectile. Selon un troisième mode de réalisation, la ceinture comporte au niveau de la zone arrière un prolongement sensiblement cylindrique qui lui est coaxial et les moyens35 de solidarisation comprennent des perçages réalisés sur le prolongement suivant une direction sensiblement radiale et régulièrement répartis sur au moins une circonférence du prolongement. Selon une variante, le prolongement cylindrique comporte une amorce de rupture disposée en arrière des perçages, qui peut être constituée par une zone amincie du prolongement sur laquelle sont réalisés des trous suivant une direction sensiblement radiale et régulièrement répartis sur une circonférence. La ceinture suivant ce troisième mode de réalisation est particulièrement adaptée pour porter sur son prolongement cylindrique une bague destinée à réaliser la solidarisation du projectile avec une douille, dans ce cas les perçages débouchent entre la zone annulaire de la ceinture et la bague, et le joint d'étanchéité vient remplir l'espace situé entre la bague et la zone annulaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente schématiquement en demi-vue un projectile flèche équipé d'une ceinture selon un premier mode de réalisation. La figure 2 est une vue de la précédente suivant la direction F. Les figures 3 A, 3 B et 3 C sont des vues de la ceinture seule. La figure 4 représente une variante du précédent mode de réalisation. Les figures 5 A et 5 B représentent la ceinture seule selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La figure 6 représente schématiquement un projectile flèche équipé d'une ceinture selon un troisième mode de réalisation. La figure 7 est une vue de la ceinture de la figure 6 représentée seule. La figure 8 est une variante de ce troisième mode de réalisation de la ceinture. En se reportant à la figure 1, un projectile flèche 1 est constitué de façon classique par un sabot 2, comprenant plusieurs segments, en général trois, et dans lequel est disposé un pénétrateur 3 en matériau lourd, par exemple en uranium appauvri. Les différents segments du sabot sont maintenus par une frette avant 4 et une ceinture 5 qui est destinée à réaliser l'étanchéité entre le tube de l'arme et le projectile lors du tir. Frette avant et ceinture sont disposées dans des gorges annulaires 9 et 10 réalisées sur le sabot, et sont au calibre du tube, leur mise en place est effectuée par injection directement sur le sabot disposé dans un moule approprié. Un joint d'étanchéité arrière 6 réalise l'étanchéité entre les plans de joints des segments du sabot, et entre le sabot et le pénétrateur. Ce joint est par exemple obtenu par injection d'un élastomère (tel un polymère vulcanisable à haute température) sur le sabot assemblé et disposé dans un moule approprié. Le joint comporte une lèvre externe 7 légèrement surcalibrée (de l'ordre de 121 mm pour un calibre de 120 mm), et il vient en contact avec la ceinture 5 au niveau d'une zone annulaire arrière 8 de celle-ci. Une telle disposition permet d'éviter toute fuite des gaz propulsifs entre le joint et la ceinture et empêche également des fuites de se propager entre le tube de l'arme et la ceinture dans le cas o se produirait une fissuration de cette dernière. En se reportant aux figures 3 A, 3 B et 3 C qui représentent la ceinture 5 seule, plus en détails, on voit que la zone annulaire 8 est portée par une colerette annulaire il et comporte des évidements 12 régulièrement répartis sur sa périphérie. Ces évidements sont des trous cylindriques 12, réalisés suivant une direction sensiblement radiale de la ceinture, et traversant la colerette 11 La ceinture comporte ici neuf trous 12 régulièrement répartis. On choisira un nombre de trous qui soit de préférence un multiple du nombre de segments du sabot, et on entendra par répartition régulière une répartition assurant une position du centre de gravité de la ceinture sensiblement sur son axe (axe du projectile). On pourra donc adopter un espacement sensiblement égal entre chaque trou et ses deux voisins immédiats (ce qui est le cas dans les exemples représentés). Mais il sera possible également d'adopter une répartition des trous telle que la ceinture présente une symétrie de rotation d'ordre 3 (pour un sabot à trois segments) autour de son axe. L'axe de ces trous est disposé à une distance d (figure 3 B) qui est inférieure au rayon des trous, ainsi les trous débouchent au niveau de la zone annulaire arrière 8. Une telle disposition permet d'obtenir des évidements qui présentent à partir de la zone arrière 8 au moins une zone rétrécie (ici l'ouverture des trous sur la zone arrière 8) suivie d'une zone élargie (le diamètre des trous). Ainsi le matériau constitutif du joint va, lors de son injection, pénétrer dans les évidements, et le rétrécis- sement de ces derniers permettra de retenir mécaniquement le joint. Les évidements constituent alors un moyen assurant la solidarisation mécanique par concordance de forme de la ceinture avec le matériau constitutif du joint. On empêche de cette manière le joint de se séparer de la ceinture consécutivement au frottement de sa lèvre périphérique 7 sur le tube de l'arme. La figure 4 représente, en vue externe non coupée, une variante de réalisation dans laquelle les évidements 12 qui sont réalisés sur la colerette suivant une direction radiale présentent une section trapézoïdale. Les figures 5 A et 5 B montrent un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel la ceinture 5 porte au niveau de la zone annulaire 8 des perçages sensiblement cylindriques 13, et régulièrement répartis (ici neuf perçages). Les axes 14 de ces perçages sont inclinés relativement à l'axe 15 de la ceinture 5 (et donc à l'axe du projectile). Dans la variante représentée les axes 14 sont inclinés de telle sorte qu'ils coupent l'axe de la ceinture en avant de la zone annulaire 8. Une telle disposition permet d'éloigner le fond des perçages de la surface externe de la ceinture ce qui améliore la tenue mécanique de cette dernière lors de son contact avec le tube de l'arme. Lors de la fabrication, le matériau du joint va pénétrer dans ces perçages qui constitueront un moyen de solidarisation du joint et de la ceinture, la résistance de ce moyen est assurée par l'inclinaison des axes des perçages. La figure 6 montre un troisième mode de réalisation, dans lequel la ceinture comporte au niveau de la zone arrière 8 un prolongement cylindrique 16 qui lui est coaxial et dont le diamètre est inférieur au calibre. Ce prolongement porte des perçages 17, régulièrement répartis, réalisés sur une circonférence du prolongement suivant une direction sensiblement radiale et au voisinage de la zone annulaire arrière 8. Dans le mode particulier de réalisation décrit ici, les perçages sont cylindriques et tangents à la zone annulaire 8, mais toute autre forme serait envisageable. Lors de la réalisation du joint 6, le matériau de ce dernier va pénétrer dans les perçages et venir réaliser une couronne 18 entourant le prolongement 16. Les perçages constituent ainsi le moyen de solidarisation de la ceinture et du joint. Le prolongement 16 pourra avantageusement être utilisé pour fixer au projectile une bague de liaison 19 qui permettra de solidariser le projectile assemblé avec une douille contenant la charge propulsive (non représentée ici) Une telle bague est décrite dans la demande de brevet FR 2620214. Elle est rendue solidaire du projectile par un premier moyen de fixation non figuré ici qui sera par exemple des rivets disposés dans des trous 20 régulièrement répartis sur une circonférence du prolongement et venant en regard d'autres trous portés par la bague 19. La bague est fixée sur la douille par un deuxième moyen de fixation du type de ceux décrits dans la demande de brevet FR 2620214 (par exemple des rivets et une pièce intermédiaire). Les moyens de fixation seront dimensionnés de telle sorte que la rupture du deuxième moyen intervienne sous l'effet de la pression des gaz propulsifs, le premier moyen ne se rompant pas. On dimensionnera également les perçages 17 de telle façon que la rupture du prolongement 16 intervienne le cas échéant de préférence au niveau des trous 20 et du premier moyen de fixation de la bague 19. Il sera possible par exemple de prévoir plus de trous 20 que de perçages 17 pour un même diamètre, la section à cisailler se trouvera ainsi plus fragile au niveau des trous 20. Il sera possible également de fragiliser les rivets de fixation disposés dans les trous 20, ou bien encore de diminuer l'épaisseur du prolongement 16 au niveau des trous 20. Avec ce dernier mode de réalisation de l'invention il sera particulièrement intéressant de positionner la bague 19 de telle sorte qu'elle vienne en contact avec la couronne 18 formée par le joint 6. Ainsi le joint d'étanchéité remplit tout l'espace situé entre la bague 19 et la zone annulaire 8 de la ceinture et il se trouve pincé entre ces deux éléments, il joue alors le rôle d'amortisseur des vibrations que la douille transmet au projectile par l'intermédiaire de la bague, diminuant ainsi les contraintes mécaniques au niveau de la liaison bague projectile et augmentant la résistance et la durée de vie de cette liaison. La figure 8 montre une variante de réalisation dans laquelle les perçages 17 sont répartis sur une circonférence située dans un plan radial 21. Des trous 24 sont répartis sur une circonférence située dans un autre plan radial 22. Le prolongement 16 présente également une zone amincie 23 au niveau des perçages 17 et des trous 24. Le matériau constitutif du joint 6 ne pénètre que dans les perçages 17 situés dans le plan 21, les trous 24 situés dans le plan 22 sont libres. La zone amincie 23 constitue une amorce de rupture permettant la séparation de la ceinture 5 d'avec la bague 19. La rupture interviendra au niveau du plan 22 dans lequel se trouvent les trous 24 qui ne sont pas remplis par le matériau du joint, c'est à dire en arrière des perçages 17 qui continueront à remplir leur fonction de solidarisation du joint et de la ceinture. On conserve ainsi une longueur réduite pour le prolongement 16 tout en assurant la solidarisation du joint 6 et de la ceinture. D'autres modes de réalisation de l'amorce de rupture du prolongement en arrière des perçages 17 pourront être adoptés, on pourra par exemple prévoir un sillon annulaire réalisant un amincissement du prolongement. REVENDICATIONS 1-Ceinture d'étanchéité ( 5) pour un sabot ( 2) d'un projectile flèche caractérisée en ce qu'elle comporte une zone arrière ( 8) sensiblement annulaire sur laquelle vient en contact, lorsque la ceinture est mise en place dans une gorge annulaire du sabot, un joint d'étanchéité ( 6) solidaire du sabot et comportant une lèvre ( 7) surcalibrée, et en ce qu'elle comporte des moyens ( 12, 13, 17) assurant sa solidarisation mécanique par concordance de forme avec le matériau constitutif du joint ( 6). 2-Ceinture d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation comprennent des évidements ( 12) régulièrement répartis sur la périphérie de la ceinture ( 5), réalisés suivant une direction sensiblement radiale de cette dernière et débouchant au niveau de la zone arrière ( 8), la forme de ces évidements étant telle qu'elle présente à partir de la zone arrière ( 8) au moins une zone rétrécie suivie d'une zone élargie. 3- Ceinture d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisée en ce que les évidements ( 12) sont des trous sensiblement cylindriques dont l'axe est disposé à une distance de la zone arrière ( 8) qui est inférieure à leur rayon. 4-Ceinture d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de solidarisation comprennent des perçages ( 13) sensiblements cylindriques, régulièrement répartis et débouchant au niveau de la zone arrière ( 8), l'axe ( 14) de ces perçages étant incliné relativement à celui ( 15) de la ceinture ( 5). 5-Ceinture d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'axe ( 14) des perçages coupe l'axe ( 15) de la ceinture en avant de la zone arrière ( 8) relativement au projectile. 6-Ceinture d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au niveau de la zone arrière ( 8) un prolongement ( 16) sensiblement cylindrique coaxial à la ceinture ( 51 et en ce que les moyens de solidarisation comprennent des perçages ( 17) réalisés sur le prolongement ( 16 > suivant une direction sensiblement radiale et régulièrment répartis sur au moins une circonférence du prolongement. 7-Ceinture d'étanchéité selon la revendication 6, caractérisée en ce que le prolongement cylindrique ( 16) comporte une amorce de rupture ( 23, 24) disposée en arrière des perçages ( 17). 8-Ceinture d'étanchéité selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'amorce de rupture est constituée par une zone amincie ( 23) du prolongement sur laquelle sont réalisés des trous ( 24) suivant une direction sensiblement radiale et régulièrement répartis sur une circonférence. 9-Sabot de projectile flèche, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une ceinture selon une des revendications 1 à 8. -Sabot de projectile flèche équipé d'une ceinture d'étanchéité selon une des revendications 6 à 8, et dont le prolongement cylindrique ( 16) porte une bague ( 19) destinée à réaliser la solidarisation du projectile avec une douille, caractérisée en ce que les perçages ( 17) débouchent entre la zone annulaire ( 8) de la ceinture ( 5) et la bague ( 19), et en ce que le joint d'étanchéité ( 6) vient remplir l'espace situé entre la bague ( 19) et la zone annulaire ( 8).