Brevet FR2683308A1 — publié le 19930507

La présente invention concerne le domaine des organes de pénétration par l'énergie cinétique sous forme de tiges longues, utilisés pour la traversée des blindages. L'efficacité d'un organe monolithique de pénétration par l'énergie cinétique pour la lutte contre les blindages dépend du rapport longueur-diamètre, appelé"rapport d'allongement". De manière générale, dans le cas d'un organe de pénétration de masse déterminée, son aptitude à la pénétration est accrue lorsque son rapport d'allongement est augmenté. Cependant, un certain nombre de problèmes sont posés par les organes de pénétration ayant un rapport d'allongement très grand, notamment des problèmes de stockage et de manutention, de défaut de résistance à la compression, de défaut de résistance à la traction et de défaut de résistance au flambage de l'organe de pénétration pendant le lancement, de stabilité aérodynamique en cours de vol, et de lacet, si bien que l'organe de pénétration vient frapper la cible avec un angle important. Jusqu'à présent, on a proposé un certain nombre de modifications des organes classiques de pénétration par l'énergie cinétique afin que leurs performances soient accrues, la plupart de ces modifications concernant l'aug- mentation des performances de l'organe de pénétration contre un blindage distant ou réactif. Les brevets britan- niques n 2 110 799 et 2 193 561 et le brevet des Etats Unis d'Amérique n 4 597 333 proposent l'utilisation d'un petit organe disposé avant l'organe de pénétration et qui est lancé avec l'organe principal de pénétration mais qui arrive avant lui sur la cible. Selon le brevet britannique n 2 110 799 et le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 597 333, l'organe préalable de pénétration se sépare de l'organe principal de pénétration avant d'arriver sur la cible et, pour cette raison, il doit avoir un vol stable. Dans le brevet britannique n 2 193 561, le petit organe de pénétration préalable est logé dans un carter cylindrique placé en avant de l'organe principal de pénétration et il est déployé par un explosif vers une position avancée. Dans toutes ces propositions, de petits organes préalables de pénétration sont disposés afin qu'ils assurent une interaction initiale de l'organe principal de pénétration avec la cible. Cependant, ils présentent tous l'inconvénient de ne pas augmenter les possibilités de pénétration de l'organe principal de pénétration. Les inventeurs ont constaté de manière surprenante que, lorsque la masse d'un organe de pénétration était répartie sous forme télescopique, avec une âme suivie d'un manchon creux de grand diamètre ou précédant un tel manchon, une augmentation importante des possibilités de pénétration pouvait tre obtenue (de 30 t) par rapport à un organe de pénétration ayant la mme masse et une longueur de lancement comparable à la longueur de l'organe de pénétration de type télescopique lorsqu'il est contracté. Ainsi, l'invention concerne un organe télescopique de pénétration par l'énergie cinétique sous forme d'une longue tige, comprenant un premier élément d'organe de pénétration qui a une région formant un manchon et un second élément d'organe de pénétration qui a une région d'âme qui peut coulisser axialement dans la région de manchon du premier élément, les longueurs relatives des régions d'âme et du manchon étant telles que l'organe de pénétration peut tre déployé télescopiquement d'une configuration reculée dans laquelle la longueur de la combinaison du premier et du second élément est égale à L à une configuration allongée dans laquelle la longueur non séparée de la combinaison du premier et du second élément est au moins égale à 4L/3, la masse moyenne par unité de longueur de la région du manchon étant comprise entre 50 et 300 % (et de préférence entre 75 et 200 %) de la masse moyenne par unité de longueur de la région d'ame. Lors du lancement de l'organe de pénétration avec sa configuration rétractée et de son déploiement à sa configuration allongée avant qu'il n'arrive sur la cible, les qualités de pénétration accrues d'un organe de pénétration ayant un rapport élevé d'allongement peuvent tre obtenues, sans certains au moins des problèmes normalement posés par un tel organe de pénétration. Pour que l'organe de pénétration possède une masse répartie élevée ainsi qu'un rapport élevé d'allongement, chaque élément d'organe de pénétration a de préférence une masse volumique supérieure à 12 000 kg/m3, et la masse volumique de l'un quelconque des éléments ne diffère de préférence pas de plus de 25 t de celle de tout autre élément. Des matériaux qui conviennent pour les éléments de l'organe de pénétration sont l'uranium, le tungstène et les alliages de ces métaux. Dans la configuration allongée, la longueur non séparée de la combinaison du premier et du second élément de l'organe de pénétration est de préférence au moins égale à 3L/2. Un ou plusieurs éléments télescopiques peuvent tre placés entre le premier et le second élément de l'organe de pénétration afin que la longueur déployée qui peut tre obtenue au maximum soit accrue. Lorsque l'organe de pénétration est allongé, son élément le plus en avant a de préférence un diamètre au moins égal à 0,5d, d étant le diamètre maximal d'un élément quelconque de l'organe de pénétration, si bien que toutes les parties de l'organe de pénétration peuvent passer sans perturbation dans un cratère formé par l'élément disposé le plus en avant. Les éléments sont retenus de préférence afin qu'ils ne puissent pas se séparer complètement, par un dispositif d'arret qui comprend avantageusement un collier raccordé à une extrémité du premier organe de pénétration. Un dispositif d'absorption d'énergie est de préfé- rence disposé afin qu'il limite la rentrée d'un élément de l'organe de pénétration dans un autre, afin que les contraintes agissant sur les éléments de l'organe de pénétration pendant le lancement soient réduites. Ce dispositif d'absorption d'énergie comporte avantageusement deux chambres dont l'une contient un corps d'une matière visqueuse telle que du plomb, raccordé par un orifice disposé afin que la matière visqueuse s'écoule par l'orifice pendant le lancement de l'organe de pénétration. L'organe de pénétration comprend de préférence un dispositif destiné à provoquer son allongement en cours de vol, ce dispositif comprenant avantageusement un ensemble de queue qui a pour rôle de provoquer l'allongement de l'organe de pénétration sous l'action des forces de traînée aérodynamique agissant sur l'élément qui peut tre déployé vers l'arrière. Le dispositif d'allongement peut comprendre avantageusement, dans une variante, une charge qui dégage du gaz, de préférence une charge explosive dont l'amorçage est réalisé par un capteur de proximité lié à un amorceur. Lorsqu'un dispositif d'absorption d'énergie est destiné à limiter le recul d'un élément de l'organe de pénétration par rapport à un autre élément et lorsque l'allongement télescopique est réalisé par une charge qui dégage un gaz, un piston est de préférence incorporé afin qu'il puisse coulisser dans la région du manchon du premier élément de l'organe de pénétration, entre le second élément de l'organe de pénétration et le dispositif d'absorption d'énergie. Le rôle de ce piston est de venir au contact d'un organe d'arret avant l'amorçage de la charge de manière que la poussée de la charge ne soit pas absorbée par le dispositif d'absorption d'énergie. Le dispositif d'amorçage peut avantageusement tre raccordé à un capteur destiné à recevoir un signal d'un emplacement distant. L'invention est maintenant décrite à titre illustratif en référence aux figures qui suivent et sur lesquelles : la figure 1 représente un organe télescopique de pénétration en deux partie selon l'invention ayant un sabot associé, prt au lancement ; la figure 2 représente l'organe de pénétration de la figure 1 dans sa configuration allongée ; la figure 3 représente une variante de l'invention en configuration allongée ; et la figure 4 et une coupe de la partie arrière d'un organe télescopique de pénétration selon l'invention ayant une charge explosive destinée à provoquer l'allongement de l'organe de pénétration. L'organe de pénétration et le sabot représentés sur la figure 1 comprennent un certain nombre d'éléments qui sont bien connus dans la technique des organes de pénétration à tiges allongées, et on ne les décrit donc pas en détail. Ces éléments comprennent des ailettes postérieures 1 qui sont raccordées à la section la plus en arrière de l'organe de pénétration, un sabot 2 qui entoure l'organe de pénétration pendant le lancement mais qui est séparé aérodynamiquement de l'organe de pénétration peu après la sortie de la bouche, un joint d'obturation 3 qui empche les fuites du gaz de propulsion entre le sabot et le canon pendant le lancement, et un organe 4 à cavité de réception d'air qui est un prolongement antérieur du sabot et dont le rôle est de supporter l'extrémité antérieure de la tige pendant le lancement et de séparer aérodynamiquement le sabot de l'organe de pénétration en cours de vol. L'organe de pénétration comprend un premier élément 5 ayant un diamètre externe d1 et une région 6 de manchon. Un second élément 7 de l'organe de pénétration ayant un diamètre externe d2 (= 0,6d1) et une région d'âme 8 est disposé télescopiquement dans le premier élément. Les deux éléments de l'organe de pénétration sont de préférence formés du mme métal ou du mme alliage métallique de masse volumique élevée, par exemple de tungstène ou d'uranium appauvri. A l'extrémité arrière du second élément, une portée 9 est disposée en saillie afin qu'elle supporte le second élément dans un trou 10 formé dans le premier élément de l'organe de pénétration. Un collier 11 est vissé à l'extrémité avant du premier élément et a pour rôle de supporter le second élément en permettant son coulissement. Un dispositif d'absorption d'énergie 12 est placé à l'ex- trémité arrière du trou 10 et comporte une chambre arrière 13 et une chambre avant 14 reliées par un canal 15. La chambre avant 14 est remplie d'une matière visqueuse telle que le plomb et a des dimensions lui permettant de loger un prolongement arrière 16 du second élément de l'organe de pénétration. La longueur totale de la combinaison du premier et du second élément de l'organe de pénétration dans la configuration rentrée représentée sur la figure 1 est égale à L. Le déplacement de l'organe de pénétration est maintenant décrit en référence aux figures 1 et 2. Lorsque l'organe de pénétration subit une accélération dans un canon de lancement, sous l'action du sabot 2, le second élément 7 recule légèrement par rapport au premier élément 5 de l'organe de pénétration. Ce déplacement relatif s'accompagne, dans le dispositif 34 d'absorption d'énergie, du déplacement de la matière visqueuse 17 de la chambre avant 14 à la chambre arrière 13 par le passage 15 comme indiqué sur la figure 2. Cette opération d'absorption d'énergie empche une défaillance du second élément de l'organe de pénétration sous l'action de la force élevée d'accélération qui lui est appliquée sur une section relativement réduite. Peu après la sortie du sabot et de l'organe de pénétration du canon, le sabot est séparé arodynamiquement de l'organe de pénétration. A proximité de la cible, un capteur 42 de proximité déclenche un mécanisme de libération et permet aux forces aérodynamiques élevées de traînée agissant sur les ailettes postérieures 1 de retarder l'élément externe par rapport à l'élément interne et de provoquer l'allongement de l'organe de pénétration à la configuration représentée sur la figure 2. La séparation totale des éléments de l'organe de pénétration est empchée par la coopération de la portée 9 du second élément 7 avec la face d'arret 20 tournée vers l'arrière sur le collier 11. L'augmentation de longueur de la combinaison du premier et du second élément à la longueur L'augmente le rapport d'allongement de l'organe de pénétration et augmente considérablement ses possibilités de pénétration. Pour que la stabilité de 1organe de pénétration en vol soit accrue, il peut tre déployé à la configuration allongée représentée sur la figure 4 à proximité de la cible par une charge explosive 26 qui est placée dans le trou 28 à l'extrémité arrière du second élément 7. La charge explosive 26 est amorcée par un détonateur 44 qui est commandée par un capteur 42 de proximité placé à l'extrémité avant du second élément 7 de l'organe de pénétration. Le capteur de proximité est relié au détonateur 44 par un fil 30. Un piston coulissant 32 est disposé afin qu'il soit en contact glissant avec le trou 10 de manière qu'il forme une surface indéformable contre laquelle peut réagir la pression de la charge explosive 26 lors de la détonation. Une extrémité avant du piston 32 est au contact d'une cavité 34 de l'extrémité arrière du second élément 7. L'extrémité arrière du piston 32 peut coulisser dans la chambre avant 14 du dispositif 34 d'absorption d'énergie. Le déplacement vers l'arrière du second élément 7 et du piston 32 par rapport au dispositif 34 d'absorption d'éner- gie et du premier élément 5 est limité par le contact d'une première surface annulaire 36, tournée vers l'arrière et formée sur le piston, contre une seconde surface annulaire 38 de l'avant du dispositif 34 d'absorption d'énergie. Le projectile est réalisé de manière que ce contact soit produit au moment où la charge 26 détone. La pression de la charge 26 agit alors à la face avant 40 du piston et écarte le second élément 7 du piston 32 le long du trou formé dans le premier élément 5 de l'organe de pénétration si bien que celui-ci est allongé télescopiquement. La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'invention dans lequel l'élément 21 de l'organe de pénétration qui est le plus en avant comporte une région tubulaire 22 et l'élément 23 qui est le plus en arrière a une région 24 d'âme et des ailettes postérieures 25. Les procédés de déploiement de cet organe de pénétration à sa configuration allongée sont les mmes que ceux qu'on a décrits précédemment pour le mode de réalisation présenté sur les figures 1 et 2, mis à part le fait que la région d'âme 24 se déplace vers l'arrière et non vers l'avant par rapport à la région tubulaire, sous l'action des forces de traînée produites sur les ailettes postérieures. REVENDICATIONS 1. Organe télescopique de pénétration par l'énergie cinétique sous forme d'une longue tige, caractérisé en ce que l'organe de pénétration comprend un premier élément (5) qui a une région (6) formant un manchon et un second élément (7) qui a une région d'âme (8) qui peut coulisser axialement dans la région de manchon (6) du premier élément, les longueurs relatives des régions d'âme et de manchon étant telles que l'organe de pénétration peut tre déployé télescopiquement d'une configuration rentrée dans laquelle la longueur de la combinaison du premier et du second élément est égale à L à une configuration allongée dans laquelle la longueur non séparée de la combinaison du premier et du second élément est au moins égale à 4L/3, la masse moyenne par unité de longueur de la région du manchon (6) étant comprise entre 50 et 300 % de la masse moyenne par unité de longueur de la région d'âme (8). 2. Organe télescopique de pénétration selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse volumique de la matière du premier élément (5) de l'organe de pénétration ne diffère pas de plus de 25 % de la masse volumique de la matière du second élément (7) de l'organe de pénétration. 3. Organe télescopique de pénétration selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans sa configuration allongée, la longueur de la combinaison du premier et du second élément est au moins égale à 3L/2. 4. Organe télescopique de pénétration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs éléments tubulaires de l'organe de pénétration sont disposés entre le premier et le second élément (5,7) de l'organe de pénétration. 5. Organe télescopique de pénétration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre de la section la plus en avant (7,21) de l'organe de pénétration lorsqu'il est allongé est au moins égal à 0,5d, d étant le diamètre maximal d'un élément quelconque de l'organe de pénétration. 6. Organe télescopique de pénétration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif de retenue est disposé afin qu'il empche la séparation complète des éléments de l'organe de pénétration à la fin du déploiement télescopique. 7. Organe télescopique de pénétration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (34) d'absorption d'énergie placé entre le premier et le second élément (5, 7) et destiné à limiter le recul des éléments de l'organe de pénétration pendant le lancement. 8. Organe télescopique de pénétration selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif d'absorption d'énergie comporte deux chambres (13,14) dont l'une contient un corps (17) d'une matière visqueuse, raccordées par un orifice (15) disposé de manière que la matière visqueuse s'écoule par 1'orifice pendant le lancement de l'organe de pénétration. 9. Organe télescopique de pénétration selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un piston (32) est disposé dans la région de manchon (6) du premier élément (5) afin qu'il puisse coulisser entre le second élément (7) et le dispositif (34) d'absorption d'énergie. 10. Organe télescopique de pénétration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en outre en ce qu'un dispositif (1,26) est destiné à assurer l'allongement de l'organe de pénétration en vol. 11. Organe télescopique de pénétration selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif d'allongement comprend un ensemble postérieur (1) qui a pour rôle d'allonger le projectile sous l'action des forces de traînée aérodynamique agissant sur l'élément qui peut tre déployé vers l'arrière. 12. Organe télescopique de pénétration selon la revendication 10, caractérisé en ce que le dispositif d'allongement comporte une charge (26) capable de dégager du gaz et un dispositif d'amorçage (44). 13. Organe télescopique de pénétration selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de pénétration comporte en outre un capteur de proximité (42) relié à l'organe d'amorçage (44) et destiné à amorcer la charge (26) capable de dégager un gaz lorsque le projectile se rapproche d'une cible.