Brevet FR2685076A1 — publié le 19930618

Projectile à effet cinétique L'invention a pour objet un projectile à effet cinétique sous-calibré, stabilisé par des ailettes, d'un grand rapport longueur/diamètre, à cage de propulsion segmentée largable, dans lequel la tête du pénétrateur présente un diamètre supérieur à celui du corps de projectile principal suivant. On connaît un projectile à effet cinétique de ce type, par exemple par le document DE-A 35 08 053. Dans ce cas, le corps de projectile est en métal lourd au tungstène, tandis que la zone de la pointe, de plus grand diamètre, est formé par une douille en aluminium pressé sur ce corps. Mais dans les blindages multicouche, cette pointe de plus grand diamètre n'a qu'un effet limité, car le matériau du blindage constituant l'objectif, pressé au point d'impact, s'écoule vers l'arrière, dans le sens opposé au sens de pénétration sur le pourtour du corps de projectile, et détruit en même temps le matériau de la douille, de sorte que dans la plaque de blindage située le plus en avant, il ne peut se former un canal de pénétration bien marqué, d'un diamètre plus grand que le corps de projectile allongé qui vient ensuite, et qui est soumis à un risque de rupture. L'invention a pour but d'indiquer un projectile qui, utilisé contre des blindages multicouche, perce dans la première plaque de blindage un canal de pénétration de plus grand diamètre, à travers lequel la partie principale suivante du pénétrateur pourra passer librement, et sans être dévié latéralement ou sans être soumis à un risque accru de rupture, même dans le cas d'angles réduits d'oscillation du corps de projectile. Ce but est atteint suivant l'invention en ce qu'au moins la tête du pénétrateur est en poudre de métal lourd au tungstène frittée en phase liquide, et en ce qu'il est prévu à la suite un corps de projectile principal constitué d'un barreau non entaillé à enveloppe mince l'entourant, avec zone d'assemblage géométrique extérieure pour transmettre les forces d'accélération de la cage de propulsion au pénétrateur, l'enveloppe étant fixée par brasage fort sur le barreau du pénétrateur. Pour améliorer le comportement à l'attaque, y compris de plaques de blindage fortement inclinées (par exemple pente de 65 ), la tête du pénétrateur de plus grand diamètre, en métal lourd au tungstène, est aplatie à l'avant et présente sur son pourtour une arête coupante vive. L'enveloppe extérieure protège la tête du pénétrateur allongée, soumise à des risques de rupture, en métal lourd au tungstène, contre les sollicitations en flexion, bien que les pénêtrateurs actuels, en poudre de métal lourd au tungstène fritté en phase liquide, ne soient plus aussi sensibles à la rupture que les anciens corps de projectiles en carbure de tungstène cassant. Il est prévu en outre que la tête du pénétrateur présente sur sa surface annulaire arrière, une rainure annulaire continue destinée à recevoir et à centrer l'enveloppe. D'une manière avantageuse, la couche en brasage fort, entre l'enveloppe et le pénétrateur, est environ égale à la moitié de l'épaisseur de l'enveloppe. Par le brevet DE-C 22 34 219, on connaît un pénétrateur en carbure de tungstène à enveloppe d'acier extérieure. Mais dans le modèle réalisé, l'enveloppe en acier, pourvue d'un taraudage, a été fixée sur un filetage correspondant, sur le pourtour du corps du pénétrateur ainsi entaillé. La surface extérieure de l'enveloppe d'acier a été pourvue en outre de moyens d'assemblage géométrique (filetage) pour l'assemblage géométrique, et pour la transmission des forces entre la cage de propulsion et le pénétrateur. Cette construction a nécessité un procédé de fabrication complexe et coûteux, et le corps de projectile en tungstène a été pré-entaillé, de sorte qu'il était plus fragile à la rupture.Avec ce projectile il n'a pas non plus été possible de réaliser un canal de pénétration, de plus grand diamètre, dans la première plaque d'un objectif à plusieurs plaques, pour permettre le libre passage du pénétrateur principal. Or, c'est ce que permet d'atteindre le corps de projectile suivant l'invention. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit. Deux modes de réalisation de l'invention sont représentés à titre d'exemple non limitatif aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue latérale d'un projectile à effet cinétique suivant l'invention, la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un projectile suivant l'invention dont une partie seulement est représentée, la figure 3 est une autre vue correspondant à celle de la figure 2 d'un autre mode de réalisation suivant l'invention, et la figure 4 établit une comparaison schématique entre un projectile à effet cinétique suivant l'invention et un projectile classique, dans un blindage à plusieurs couches. Sur la figure 1, la référence 10 désigne un pénétrateur ou un projectile à effet cinétique d'un grand rapport longueur/diamètre. Une cage de propulsion segmentée, largable, avec zone d'assemblage géométrique 22 pour transmettre les forces d'accélération dans le pénétrateur, peut se présenter sous la forme d'une cage de propulsion à deux brides 18 plastiques, avec une unité de guidage avant et une unité de guidage arrière de même calibre, ou sous la forme d'une cage de propulsion de type pull 20, avec une autre unité de guidage non représentée, par exemple des étais sur le corps de projectile arrière ou l'extrémité arrière de la cage de propulsion. Le pénétrateur 10 est stabilisé par des ailettes et comporte à cet effet à l'arrière, un empennage de stabilisation 14. Le pénétrateur est pourvu d'une tête 12 d'un plus grand diamètre, en poudre de métal lourd au tungstène frittée en phase liquide, avec comme additifs des liants du groupe nickel/cobalt/fer. La tête du pénétrateur 12 est aplatie à l'avant et comporte sur son pourtour un arête coupante 13 vive (arête d'attaque). La tête du pénétrateur 12 en tant que zone avant limitée (longueur 1) qui représente environ 15 % de la longueur de la partie active du pénétrateur à énergie cinétique, présente un diamètre d qui est d'environ 10 à 20 % supérieur à celui de la partie principale située à l'arrière du barreau du pénétrateur entouré par une enveloppe 16. La figure 2 représente à titre d'exemple de réalisation de l'invention, une partie et la moitié située au-dessus d'une ligne médiane 36, d'un pénétrateur 10 long, non entaillé, comportant un barreau d'une seule pièce et une tête 12 située à l'avant en métal lourd au tungstène, à laquelle fait suite à l'arrière une zone du pénétrateur 28 courte, en acier, avec empennage. La zone arrière 28 du pénétrateur est pourvue, pour l'assemblage fixe à la partie principale avant du pénétrateur, d'une tige 30 avant qui est enfoncée dans l'enveloppe 16 et brasée solidement. Il est tout-à-fait essentiel ici que la couche de brasage 24, entre le pénétrateur 10 et l'enveloppe 16, qui peut être réalisée dans un acier très résistant ou dans un alliage d'aluminium très résistant, présente une épaisseur environ égale à la moitié de l'épaisseur de l'enveloppe. On garantit ainsi un écoulement et un remplissage sûrs de l'espace annulaire, avec un métal liquide de brasage, entre le pénétrateur et l'enveloppe. On évite ainsi dans une large mesure les sollicitations en flexion du barreau du pénétrateur en tungstène, soumis à des risques de rupture, puisque la couche de brasage, relativement souple, autorise un déplacement partiel de l'enveloppe lorsque l'impact sur l'objectif, dans la direction axiale, est oblique. Pour loger et centrer l'enveloppe 16, la tête 12 du pénétrateur est pourvue sur sa surface annulaire arrière, d'une rainure annulaire 26 continue. Une petite partie de l'enveloppe 16 s'engage dans cette rainure annulaire 26. Ceci présente un avantage aussi lors de l'opération de brasage de l'enveloppe, puisqu'en position verticale du pénétrateur, avec tête du pénétrateur épaissie dirigée vers le bas, aucun métal liquide ne peut s'écouler hors de l'espace annulaire compris entre la périphérie du pénétrateur et la paroi intérieure de l'enveloppe. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 3, la partie principale du pénétrateur 10' est réalisée dans un barreau d'acier très résistant auquel se raccorde à l'avant la courte tête 12, en métal lourd au tungstène. Pour fixer ces deux parties, la tête 12 présente dans ce cas à l'arrière une tige 40 qui est brasée dans l'enveloppe 16. Dans ces deux exemples de réalisation, il est prévu que la partie de projectile avant 10, 12 en métal lourd au tungstène, et la partie de projectile arrière 28, 10' en acier très résistant, présentent chacune une surface de joint 32, 34 plate, contre laquelle elles prennent appui réciproquement. Dans les surfaces de joint 32, 34 peuvent être pratiqués par exemple des petits canaux radiaux correspondants, débouchant vers l'extérieur, ou des rainures (non représentés sur les dessins) dans lesquels du métal liquide de brasage pénètre, lors du brasage, ce qui accroît la résistance de ce point d'assemblage.Dans les exemples de réalisation représentés sur les figures 2 et 3, il suffit que l'enveloppe 16 soit prévue uniquement dans la région de la zone d'assemblage géométrique 22 avec la cage de propulsion 18, 20, et vers l'avant jusqu'à la rainure annulaire 26, à l'arrière de la tête du pénétrateur 12. Avec un corps de projectile d'une seule pièce, totalement en tungstène, l'enveloppe doit être enfilée de l'arrière et s'étendre jusqu'à l'extrémité du corps de projectile ; dans ce cas, les ailettes de l'empennage sont de préférence fixées sur l'enveloppe en acier. Pour assembler par brasage l'enveloppe d'acier extérieur et le pénétrateur en métal lourd au tungstène, on utilisera un métal du commerce pour brasage, de haute qualité. Le centrage suivant l'invention de l'enveloppe 16 dans la rainure annulaire 26, dans la tête arrière du pénétrateur 12, a en outre pour avantage que dans le cas où l'impact sur l'objectif est oblique, et dans l'éventualité d'une rupture du pénétrateur dans la zone du col ou dans la zone de transition 42 entre la tête 12 et le barreau qui s'y raccorde, une composante de force peut être transmise dans la direction des orthogonales aux plaques (droite perpendiculaire au plan de l'objectif), au barreau ou au pénétrateur principal, de sorte que celui-ci peut pénétrer à travers la plaque de blindage par un chemin plus court. L'effet avantageux d'un pénétrateur 10 suivant l'invention, comparé à un pénétrateur 10' classique sans enveloppe d'acier et dont la tête ne présente pas un diamètre plus grand, est représenté sur la figure 4. Les objectifs modernes à structures multiplaques comportent par exemple une plaque avant 50 en acier de blindage, un bourrage ou une couche intermédiaire 52 en verre ou céramique, et une plaque arrière en acier de blindage 54, fortement inclinée par rapport à la verticale. Un pénétrateur classique 10' (sur la figure 4, le pénétrateur inférieur) n'atteint dans un objectif blindé de la sorte, qu'une performance ou un effet de profondeur limité, puisque dans la première plaque de blindage 50 il ne peut percer qu'un canal de pénétration 48 étroit ou se rétrécissant (du fait de la couche intermédiaire de bourrage), et le barreau 10' suivant vient heurter, avec l'arrière, le côté de la paroi du canal de pénétration 48, même dans le cas de petits angles d'oscillation, ce qui peut entraîner des ruptures 56 graves dans la zone de pointe 58 ou dans la zone arrière, située devant l'empennage, et réduire ainsi fortement les résultats. Le pénétrateur à énergie cinétique 10 suivant l'invention (celui d'en haut sur la figure 4) avec sa tête de plus grand diamètre provoque, dans la plaque de blindage 50 avant, un canal de pénétration 46 de diamètre plus grand ou élargi ; la tête de plus grand diamètre, en métal lourd au tungstène, est ainsi passée de sa grandeur initiale 12', à une tête résiduelle 44. La zone arrière du pénétrateur peut maintenant traverser le canal de pénétration 46, sans le heurter, et il reste encore une longueur du pénétrateur suffisamment efficace pour percer le reste de la structure de l'objectif ou la plaque arrière en acier de blindage 54, avec un effet en profondeur convenable dans l'objectif. REVENDICATIONS 1. Projectile à effet cinétique sous-calibré, stabilisé par des ailettes, d'un grand rapport longueur/diamètre, à cage de propulsion segmentée largable, dans lequel la tête du pénétrateur présente un diamètre supérieur à celui du corps de projectile principal suivant, caractérisé en ce qu'au moins la tête (12) du pénétrateur est en poudre de métal lourd au tungstène frittée en phase liquide, et en ce qu'il est prévu à la suite un corps de projectile principal (10, 10') constitué d'un barreau non entaillé à enveloppe (16) mince l'entourant, avec zone d'assemblage géométrique (22) extérieure pour transmettre les forces d'accélération de la cage de propulsion (18, 20) au pénétrateur (10), l'enveloppe (16) étant fixée par brasage fort sur le barreau. 2. Projectile à effet cinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête (12) du pénétrateur de plus grand diamètre, en métal lourd au tungstène, est aplatie à l'avant et présente sur son pourtour une arête coupante (13) vive. 3. Projectile à effet cinétique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête (12) présente dans sa surface annulaire arrière, une rainure annulaire (26) continue destinée à recevoir et à centrer l'enveloppe (16). 4. Projectile à effet cinétique selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la couche de brasage (24) entre l'enveloppe (16) et le pénétrateur (10), présente une épaisseur environ égale à la moitié de l'épaisseur de l'enveloppe. 5. Projectile à effet cinétique selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le pénétrateur (10) présente une zone (28) arrière, en acier très résistant, avec tige (3à) avant pour l'assemblage à l'enveloppe (16) ou au corps de projectile avant, en métal lourd au tungstène. 6. Projectile à effet cinétique selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que la tête du pénétrateur (12) en métal lourd au tungstène présente à l'arrière une tige (40) pour l'assemblage à l'enveloppe (16) ou à la partie principale en acier très résistant, du pénétrateur (10). 7. Projectile à effet cinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie avant de projectile (10, 12), en métal lourd au tungstène, et la partie arrière de projectile (28, 10'), en acier très résistant présentent chacune une surface de joint (32, 34) plate contre laquelle elles prennent réciproquement appui. 8. Projectile à effet cinétique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'enveloppe (16) est prévue uniquement dans la région de la zone d'assemblage géométrique (22) et s'étend de la cage de propulsion (18, 20) à la rainure annulaire (26) de la tête (12) du pénétrateur. 9. Projectile à effet cinétique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'enveloppe (16) est en acier très résistant ou en alliage d'aluminium très résistant.