Brevet FR2679637A1 — publié le 19930129

La présente Invention concerne un système de mise à poste automatique d'un projectile dans un tube bouche à feu d'une arme de moyen ou de gros calibre, du type comprenant un dispositif de chargement du projectile en attente de mise à poste et un dispositif de refoulement qui lance le projectile jusqu'à son poste de tir défini par un cône de forcement situé dans le tube. D'une manière générale, il existe globalement deux façons de refouler automatiquement un projectile jusqu'à son poste de tir : soit en le poussant d'une manière continue, soit en le projetant ou en le lançant. Un système du type par poussée est notamment décrit dans le document FR-2 443 121, et un système du type par lancement est notamment décrit dans les documents FR-2 346 667, FR-2 346 669, FR-2 346 670. Les systèmes par lancement décrits dans ces documents sont complexes et ne permettent pas une mise à poste du projectile lorsque l'angle de site du canon est important. L'Invention a pour but de pallier ces inconvénients, et elle propose un système du type précité qui se caractérise en ce que l'énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif de refoulement pour lancer ou projeter le projectile jusqu'à son poste de tir, est fournie par la détente d'un élément élastique préalablement comprimé. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de refoulement du projectile comprend un ensemble mobile déplaçable en translation suivant une direction alignée avec l'axe du tube, entre une première position où l'élément élastique est à l'état détendu, et une deuxième position où l'élément élastique est à l'état comprimé, un organe moteur qui déplace 1ensemble mobile vers sa deuxième position, le passage de la première à la seconde position étant assuré par la détente de l'élément élastique, et un dispositif de verrouillage/déverrouillage qui retient temporairement l'ensemble mobile dans sa deuxième position. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'organe moteur assure également la commande du dispositif de verrouillage/déverrouillage. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'organe moteur est un piston commandé en va-et-vient par un système de type pneumatique ou hydraulique, la course aller du piston étant utilisée pour ramener l'ensemble mobile vers sa deuxième position avec, en fin de course, le dispositif de verrouillage/déverrouillage mis à l'état verrouillé, alors que la course retour du piston est utilisée pour déverrouiller le dispositif de verrouillage/déverrouillage afin de libérer l'élément élastique. Selon un avantage important de l'invention, un tel système présente un encombrement qui est compatible avec l'espace de chargement réduit qui résulte d'un angle de site maximum ou un angle de tir proche de la verticale. Autrement dit, quel que soit l'angle de site du canon, le système conforme à l'invention est capable de lancer dans un tube bouche à feu un projectile jusqu'à son poste de tir. Le système conforme à l'invention présente également d'autres avantages notamment liés à l'utilisation d'un ressort pour lancer le projectile jusqu'à son poste de tir, à savoir : son énergie constante quelle que soit la température environnante, sa simplificité de fabrication, sa fiabilité de fonctionnement, son remplacement aisé et son stockage sans précaution particulière. En outre, l'utilisation d'un système hydraulique ou pneumatique pour la compression du ressort, le verrouillage et le déverrouillage de ce dernier, nécessite un faible déplacement de fluide sous une faible pression, ce qui permet d'utiliser des tuyauteries de petit diamètre. D'autres avantages, caractéristiques et dé tails de l'invention ressortiront de la Description explicative qui va suivre faite en référence aux Dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de principe pour illustrer les différentes phases de la mise à poste d'un projectile lancé jusqu'à son poste de tir, - et les figures 2 à 5 sont des vues en coupe longitudi nale du système conforme à l'invention et représentant quatre états du système au cours d'un cycle de mise à poste d'un projectile, respectivement. Le principe d'une mise à poste automatique d'un projectile 1 par lancement dans un tube bouche à feu 2 jusqu'à son poste de tir matérialisé par un cône de forcement ou de blocage 3 est illustré à la figure 1. La première opération consiste à charger le projectile 1 sur un support 4 aligné suivant l'axe du tube 2, cette opération étant manuelle ou automatique. Le projectile 1 est alors en attente de mise à poste. La seconde opération consiste à refouler le projectile jusqu'au cône de forcement 3 au moyen d'un dispositif de refoulement 10. Ce dispositif 10 est monté sur un chariot 5 déplaçable suivant l'axe du tube 2. Pendant l'opération de chargement du projectile 1, le chariot 5 est en arrière du support 4. Une fois le projectile 1 mis en place, le chariot 5 est avancé pour que le dispositif de refoulement 10, dans un premier temps, vienne en contact avec la face arrière du projectile 1, puis dans un second temps, pousse le projectile à l'intérieur du bloc porte-culasse 6 avant que le dispositif de refoulement 10 n'imprime au projectile 1 l'impulsion nécessaire pour qu'il atteigne le cône de forcement 3. En jouant sur la position du chariot 5, on peut faire varier l'énergie nécessaire à la mise à poste du projectile 1. En se reportant à la figure 2, il va être dé crit la structure des différents éléments constitutifs du système de mise à poste automatique conforme à l'invention, et plus particulièrement ceux du dispositif de refoulement 10 qui imprime une impulsion au projectile 1. Le dispositif de refoulement 10 comprend un ensemble mobile 11 formé d'un tube 12 terminé à une extrémité par une tête de refoulement 13. La tête 13 se présente sous la forme d'un disque dont une face se prolonge axialement par un manchon 13a qui se fixe, par exemple par vissage, dans une extrémité dite avant du tube 12. A son autre extrémité, le tube 12 présente un rebord annulaire à la fois externe 14a et interne 14b. Un élément élastique tel un ressort hélicoldal 15 est logé à l'intérieur du tube 12. L'ensemble mobile 11 est monté de manière télescopique à l'intérieur d'un corps cylindrique allongé 17, le tube 12 étant monté coulissant dans le corps 17 alors que la tête de refoulement 13 fait saillie à une extrémité ou extrémité avant du corps 17. Vers son autre extrémité ou extrémité arrière, le corps 17 présente un manchon coaxial interne 18 s'étendant sur une partie de la longueur du corps 17, la partie arrière du tube 12 de l'ensemble mobile 11 passant librement autour de ce manchon 18. A son extrémité opposée à celle qui pénètre dans le tube 12, le manchon 18 présente un rebord annulaire externe 19 qui se fixe par exemple par vissage dans l'extrémité arrière du corps 17. Ainsi, les deux extrémités du ressort 15 logé à l'intérieur du tube 12 prennent respectivement appui sur l'extrémité libre du manchon 14 et sur la tête de refoulement 13. L'ensemble mobile 11 déplaçable sous l'action du ressort 15 dans la direction de détente de celui-ci, est également déplaçable dans la direction inverse afin de comprimer le ressort 15 par l'intermédiaire d'un or gane moteur tel un piston 20 commandé par un système hydraulique 21 piloté par un distributeur (non représenté) relié à une source de fluide sous pression et à l'échappement. Le piston 20 comprend deux têtes de piston annulaires 22 et 23 axialement alignées et dont les surfaces périphériques internes sont reliées l'une à l'autre par un élément tubulaire 24. Le piston 20 est monté à l'intérieur du corps 17 autour du tube 12 de l'ensemble mobile 11. Plus précisément, les surfaces périphériques internes des têtes de piston 22 et 23 et de l'élément cylindrique 24 sont en contact glissant avec la paroi externe du tube 12, alors que les surfaces périphériques externes des têtes de piston 22 et 23 sont en contact glissant avec la paroi interne du corps 17. I1 est ainsi défini un espace annulaire entre les parois interne du corps 17 et externe de l'élément tubulaire 24, et les têtes de piston 22 et 23. Cet espace est divisé en deux chambres annulaires à volume variable A et B par un bossage annulaire radial 26 présent à la paroi interne du corps 17, et dont la surface d'extrémité libre vient sensiblement au contact de la paroi externe de l'élément tubulaire 24. Deux conduits Cl et C2 débouchent respectivement dans les deux chambres A et B, de part et d'autre du bossage annulaire 26. Ces deux conduits C1 et C2 sont alternativement reliés à une source de fluide sous pression (non représentée), et à l'échappement. Le dispositif de refoulement 10 comprend également un dispositif de verrouillage/déverrouillage 30 monté autour du tube 12 de l'ensemble mobile 11, et situé à l'intérieur du corps 17 entre l'extrémité avant de celui-ci, adjacente à la tête de refoulement 13, et le piston 20. Ce dispositif de verrouillage/déverrouillage 30 comprend une bague de guidage fixe 31 qui présente à une extrémité un rebord externe 32 par lequel elle se fixe, par exemple par vissage, à la paroi interne du corps 17 et à l'extrémité avant de celui-ci. La bague 31 s'étend à l'intérieur du corps 17 et coaxialement à celui-ci, et sa paroi présente plusieurs ouvertures 33 régulièrement réparties sur une circonférence. Une bille 35 est reçue dans chacune de ces ouvertures 33, le diamètre de chaque bille étant supérieur à l'épaisseur de la paroi de la bague 31. Le tube 12 de l'ensemble mobile 11 présente une gorge annulaire 36 dans laquelle les billes 35 viennent se loger lorsque le dispositif 30 est en position de verrouillage. Le dispositif de verrouillage/déverrouillage 30 comprend également une douille coulissante 37 montée en contact glissant avec la paroi interne du corps 17 et qui présente vers son extrémité avant adjacente à l'extrémité avant du corps 17, un rebord radial interne 38 par lequel elle est en contact glissant avec la paroi externe de la bague 31. Un ressort 39 est rapporté autour de la bague 31 et ses deux extrémités prennent respectivement appui sur le rebord externe 32 de la bague fixe 31 et le rebord interne 38 de la douille 37. Ce ressort 39 agit sur la douille coulissante 37 et la maintient en appui par sa surface d'extrémité libre contre un épaulement annulaire 40 prévu sur la paroi interne du corps 17.Dans cette position qui correspond à la position de verrouillage du dispositif 30, le rebord 38 de la douille 37 est en regard des billes 35 et il les retient dans la gorge 36 du tube 12 de l'ensemble mobile 11. Le dispositif de refoulement 10 est complété par un dispositif d'amortissement 50 pour amortir la course de l'ensemble mobile 11 à la fin de la détente du ressort 15. Ce dispositif amortisseur 50 comprend un ensemble de ressorts bagues 51 rapportés autour du manchon 18 du corps 17 dans sa partie située à l'intérieur du tube 12 de l'ensemble mobile 11. Plus précisément, le manchon 18 présente un bossage annulaire 52 sur sa paroi externe, et une douille 53 introduite par l'extrémité libre du manchon 18 vient en appui sur ce bossage 52 par l'intermédiaire d'un rebord externe 54 qui s'étend radialement au-delà du bossage 52. Un écrou 55 vient se visser sur l'extrémité libre du manchon 18, de sorte que les ressorts bagues 51 extrêmes prennent respectivement en appui sur le rebord 54 de la douille 53 et sur une face de l'écrou 55.Avec une telle disposition, le ressort 15 prend alors appui sur l'autre face de l'écrou 55. Pour assurer un fonctionnement correct du dispositif de refoulement 10, il est prévu un ensemble de joints et de segments de guidage 60 pour assurer notamment l'étanchéité au niveau du piston 20 du système hydraulique 21. Enfin, le dispositif de refoulement 10 est fixé à un chariot 5 mobile en translation suivant l'axe du tube 2, ce chariot correspondant à celui schématiquement illustré à la figure 1. I1 va être décrit maintenant le fonctionnement du système de mise à poste d'un projectile en se référant aux différentes figures. Lorsqu'un projectile a été tiré, le dispositif de refoulement 10 est dans l'état illustré à la figure 5. Autrement dit, le ressort 15 est à l'état détendu, la tête de refoulement 13 est dans sa position la plus éloignée par rapport à l'extrémité avant du corps 17, et le dispositif de verrouillage/déverrouillage 30 est dans sa position déverrouillée, c'est-à-dire que les billes 35 ne sont pas en regard de la gorge annulaire 36 du tube 12. L'ensemble mobile 11 du dispositif de refoulement 10 est dans une première position correspondant à un état désarme. Le chariot 5 qui supporte le dispositif de refoulement 10 est reculé pour permettre l'opération de chargement d'un nouveau projectile 1 sur le support 4 aligné suivant l'axe du tube 2, et le dispositif de refoulement 10 est actionné pour amener l'ensemble mobile 11 vers une seconde position où le ressort 15 est à l'état armé. Pour cela, le système hydraulique est commandé en mettant le conduit C1 en communication avec la source de fluide sous pression et le conduit C2 à l'échappement. Le fluide sous pression est donc introduit dans la chambre A pour provoquer le déplacement du piston 20. Plus précisément, le fluide agit sur la tête de piston 22 qui va venir en appui sur le rebord externe 14a situé à l'extrémité arrière du tube 12.Le tube 12 est alors entraîné par le piston 20 avec compression concomitante du ressort 15, la pression exercée par le fluide étant supérieure à la force de rappel du ressort 15. I1 est à noter que dans cet état intermédiaire du dispositif de refoulement 10 tel que représenté à la figure 2, les billes fixes 35 roulent librement sur le tube 12 entraîné par le piston 20. La douille coulissante 37 est dans une position telle que les billes 35 prennent appui sur l'épaulement 38a délimité entre le corps de la douille et sont rebord 38. Les billes 35 retiennent ainsi la douille 37 qui est sous la sollicitation permanente du ressort 39. La course aller du piston 20 se termine lorsque la gorge annulaire 36 du tube 12 se retrouve en regard des billes 35 (figure 3). En effet, sous la sollicitation du ressort 39 qui agit sur la douille 37, les billes 35 vont se loger en partie dans la gorge 36, ce qui entraîne une immobilisation du tube 12. Le mouvement des billes 35 permet de libérer la douille 37 du dispositif de verrouillage/déverrouillage 30 qui, sous l'action du ressort 39, va venir en butée contre l'épaulement 40 du corps 17. Dans cette position, le rebord 38 de la douille 37 se retrouve en regard des billes 35 et les maintient à l'intérieur de la gorge 36. L'ensemble mobile 11 est dans sa deuxième position correspondant à un état armé. Une fois l'opération de chargement du projectile 1 effectuée, le chariot 5 est avancé jusqu'à ce que la tête de refoulement 13 soit en appui sur la face arrière du projectile 1. Le chariot 5 continue à avancer pour positionner le projectile 1 à l'intérieur du bloc porte-culasse 6, et le dispositif de refoulement 10 est ensuite actionné pour lancer le projectile 1 jusqu'au cône de forcement 3. Pour cela, il faut déverrouiller le dispositif de verrouillage/déverrouillage 30 afin de libérer le ressort 15. Les conduits C1 et C2 du système hydraulique sont alors respectivement mis à l'échappement et communication avec la source de fluide sous pression pour amorcer la course retour du piston 20. Plus précisément, le fluide sous pression entre dans la chambre B et agit sur la tête de piston 23 entraînant le déplacement du piston 20 le long du tube 12, celui-ci restant fixe. La tête de piston 23 qui se prolonge à l'avant par une douille 23a en contact glissant avec la paroi interne du corps 17, vient en butée contre la douille coulissante 37 du dispositif de verrouillage/déverrouillage 30.La douille 37 est entraînée par le piston 20, la pression du fluide étant supérieure à la force de rappel du ressort 39 qui sollicite en permanence la douille 37 dans une direction inverse. Le rebord 38 de la douille 37 alors en regard des billes 35 se déplace, ce qui permet aux billes 35 de se dégager de la gorge 36 du tube 12. Le dispositif de refoulement 10 est alors dans la position illustrée à la figure 4, juste au moment où le dispositif de verrouillage/déverrouillage va passer à l'état déverrouillé. Le ressort 15 peut alors se détendre en entraînant l'ensemble mobile 11 qui, par l'intermédiaire de la tête de refoulement 13, imprime une impulsion au pro jectile 1. A la fin du mouvement de détente du ressort (figure 5), le dispositif d'amortissement 50 entre en action pour amortir la course de l'ensemble mobile 11. En effet, le rebord interne 14b situé à la partie arrière du tube 12 vient au contact du rebord externe 54 de la douille 53 et provoque une compression des ressortsbagues 51. Après amortissement, le dispositif de refoulement se retrouve dans sa première position, c'est-à-dire à l'état désarmé et un nouveau cycle peut recommencer. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation donné précédemment à titre d'exemple, mais elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits qui sont à la portée de l'Homme de Métier. En particulier, le dispositif de verrouillage/déverrouillage 30 pourrait éventuellement faire appel à une source d'énergie extérieure pour son fonctionnement, le dispositif à billes offrant cependant l'avantage de supprimer une telle source. Un même ressort peut être utilisé pour des projectiles ayant des masses voisines, sachant cependant que l'on peut faire varier l'énergie nécessaire à la mise à poste du projectile en avançant plus ou moins le chariot 5, ou en changeant le ressort purement et simplement. REVENDICATIONS 1. Système de mise à poste automatique d'un projectile dans un tube bouche à feu d'une arme de moyen ou de gros calibre, du type comprenant un dispositif de chargement du projectile en attente de mise à poste et un dispositif de refoulement qui lance le projectile jusqu'à son poste de tir défini par un cône de forcement situé dans le tube, caractérisé en ce que l'énergie nécessaire pour refouler le projectile (1) est fournie par la détente d'un élément élastique (15). 2. Système selon la Revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de refoulement (10) comprend un ensemble mobile (11) déplaçable suivant un mouvement de translation entre une première position où l'élément élastique (15) est à l'état détendu et une seconde position où l'élément élastique (15) est à l'état comprimé, un organe moteur (20,21) pour faire passer l'ensemble mobile (11) de sa première à sa seconde position, et un dispositif de verrouillage/déverrouillage (30) pour retenir l'ensemble mobile (11) dans sa seconde position. 3. Système selon la Revendication 2, caractérisé en ce que l'organe moteur (20,21) commande le dispositif de verrouillage/déverrouillage (30). 4. Système selon la Revendication 3, caractérisé en ce que l'organe moteur est un piston (20) commandé par un dispositif hydraulique ou pneumatique (21) alimenté par un fluide sous pression. 5. Système selon la Revendication 4, caractérisé en ce que la course aller du piston (20) est utilisée pour faire passer l'ensemble mobile (11) de sa première à sa seconde position et pour mettre le dispositif de verrouillage/déverrouillage (30) à l'état verrouillé, et en ce que la course retour du piston (20) est utilisée pour mettre le dispositif de verrouillage/déverrouillage (30) à l'état déverrouillé et libérer ainsi l'élément élastique (15). 6. Système selon l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastique (15) est un ressort. 7. Système selon la Revendication 6, caractérisé en ce que l'ensemble mobile (11) est constitué d'un tube (12) et d'une tête de refoulement (13) montée à une extrémité du tube (12), et en ce que le ressort (15) est logé à l'intérieur du tube (12). 8. Système selon la Revendication 7, caractérisé en ce que le tube (12) de l'ensemble mobile (11) est logé dans un corps tubulaire fixe (17) présentant un manchon interne (18) coaxial et de plus petit diamètre s'étendant à partir de l'extrémité arrière du corps tubulaire (17) sur une partie de la longueur de celui-ci et pénétrant à l'intérieur du tube (12), les deux extrémités du ressort (15) prenant respectivement appui sur le manchon (18) et sur la tête de refoulement (13). 9. Système selon la Revendication 8, caractérisé en ce que le piston (20) monté autour du tube (12) comprend deux têtes de piston annulaires (22,23) dont les parois internes axialement alignées sont réunies par un élément cylindrique allongé (24), et dont les parois externes sont en contact glissant avec la paroi interne du corps tubulaire (17) d'où fait saillie un bossage annulaire (36) radialement interne qui partage l'espace annulaire compris entre les deux têtes de piston (22,23) en deux chambres (A,B) à volume variable dans lesquelles débouchent respectivement deux conduits (C1,C2) alternativement mis à l'échappement et en communication avec une source de pression. 10. Système selon la Revendication 9, caractérisé en ce que le tube (12) présente à son extrémité opposée à la tête de refoulement (13) un rebord externe (14a) sur lequel prend appui la tête de piston (22) pour déplacer l'ensemble mobile (11) vers sa deuxième position. 11. Système selon l'une quelconque des Revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage/déverrouillage (30) est monté à l'intérieur du corps tubulaire (17) entre le piston (20) et l'extrémité avant du tube (12) adjacente à la tête de refoulement (13), et il est constitué par des billes fixes (35) réparties autour du tube (12) et par une gorge annulaire (36) prévue sur la paroi externe du tube (12), les billes (35) supportées par une bague fixe (31) pénétrant dans la gorge (36) lorsque le dispositif (30) est à l'état verrouillé et étant retenues dans cette position par une douille coulissante (37) commandée en déplacement par le piston (20). 12. Système selon la Revendication 11, caractérisé en ce que les billes (35) sont logées librement dans des ouvertures (33) prévues dans la paroi de la bague fixe (31) traversée par le tube (12), les billes (35) ayant un diamètre supérieur à l'épaisseur de la paroi de la bague (31). 13. Système selon la Revendication 12, caractérisé en ce que la douille coulissante (37) est coaxiale extérieurement à la bague fixe (31), et est en contact glissant avec la paroi interne du tube (12) et avec la bague (31) par un rebord interne annulaire (38) prévue à l'une de ses extrémités. 14. Système selon la Revendication 13, caractérisé en ce que la douille coulissante (37) est sollicitée par un ressort (39) en appui contre un épaulement interne (40) prévu sur la paroi interne du corps (17).