Brevet FR2684438A1 — publié le 19930604

CANON UTILISANT UNE CHARGE PROPULSIVE LIQUIDE La présente Invention a pour objet un canon utilisant une charge propulsive liquide, telle qu'un ergol. La charge propulsive utilisée dans les canons se présente classiquement sous la forme d'un solide, dont le volume est réglé en atelier compte tenu des performances que le projectile doit atteindre En général, ce volume se présente de façon modulaire de sorte à pouvoir être réglé par l'opérateur avant le tir, en fonction de la distance des objectifs à atteindre Cette dernière opération de réglage est effectuée manuellement et demande donc un certain temps, ce qui nuit à l'efficacité du système d'armes pendant le combat. La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient en utilisant une charge propulsive liquide, qui peut être facilement et rapidement dosée de manière automatique. D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés, qui représentent: les figures la et lb, un premier mode de réalisation du canon selon l'invention; la figure 2, une deuxième mode de réalisation du canon selon l'invention; la figure 3, un mode de réalisation d'un élément de la figure précédente; la figure 4, un troisième mode de réalisation du canon selon l'invention; les figures 5 a et 5 b, une variante de réalisation du canon selon l'invention; les figures Ga et 6 b, un mode de réalisation d'un élément du canon selon l'invention. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. Les figures 1 représentent donc, vu en coupe, un premier mode de réalisation du canon selon l'invention, la figure la représentant la configuration du canon lors du chargement du projectile et la figure lb, sa configuration après éjection de ce projectile. Sur ces figures, on a représenté partiellement le tube 1 du canon, d'axe longitudinal XX, ainsi que sa culasse 2, mobile par rapport au tube A l'intérieur du tube 1, on a représenté (sur la figure la) un projectile 3 introduit dans le canon 1 par la culasse, une pièce 21, appelée coin, étant alors retirée L'espace compris entre l'arrière du projectile 3 et le fond de la culasse 2 (coin 21) constitue une chambre de combustion 7 (figure lb) dans laquelle la charge propulsive brûle, en dégageant des gaz permettant l'expulsion du projectile. Entre le coin de culasse 21 et le projectile 3 est disposée une cartouche d'allumage 14 (figure la) dont le rôle est précisé ci-après. Le tube 1 présente, du côté chambre de combustion, une extrémité recourbée 11 sur laquelle la culasse 2 prend l'un de ses appuis pour coulisser, l'autre appui étant constitué par l'extrémité 22 de la culasse sur l'extérieur du tube 1 L'espace annulaire 5, délimité par l'extérieur du tube 1, son extrémité 11, l'intérieur de la culasse 2 et son extrémité 22 (figure la), est utilisé comme chambre réservoir pour la charge propulsive liquide, par exemple un ergol. Le tube canon 1 en outre relié à des moyens 15 de freinage et de récupération de mouvement (représentés schématiquement et partiellement) destinés, ainsi qu'il est connu, à freiner son mouvement et à le ramener en position initiale. Le canon selon l'invention comporte encore des moyens d'injection de la charge liquide dans le chambre réservoir 5, moyens globalement reprérés 6 Ils sont par exemple constitués par un conduit 61 sur lequel on a interposé une soupape 62. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1, l'extrémité 11 du tube 1 comporte des moyens, globalement repérés 8, pour l'injection de la charge liquide dans la chambre de combustion 7. Ils sont constitués par exemple par un (ou plusieurs) conduits 81 sur lequel est (sont) disposé(s) une (ou plusieurs) soupape(s) 82. Les moyens d'injection peuvent être par exemple du type de ceux qui sont décrits dans la demande de brevet français publiée sous le N O 2 604 247 Ils peuvent également être réalisés comme représenté sur les figures 6 a et 6 b. Ces moyens ( 82) sont du type soupape Ils comportent principalement une pièce 83 mobile, venant obturer le conduit 81 sous l'effet d'un ressort 84, comme illustré figure Ga. Lorsque la pression monte dans la chambre de combustion 7, elle repousse la pièce 83 (figure Gb) qui dégage ainsi le conduit 81 et autorise le passage de la charge liquide vers la chambre 7, via des lumières 85 pratiquées dans le corps de la pièce 83. Enfin, le tube 1 et la culasse 2 comportent des dispositifs d'étanchéité, 12 et 23 respectivement. Le fonctionnement du canon selon l'invention est le suivant. Dans une étape préliminaire, le projectile 3 'est introduit dans le tube 1 Le projectile comporte la cartouche d'allumage 14 qui est désolidarisée de ce dernier lors de son introduction dans la culasse et retenue par cette dernière. L'initiation de la cartouche 14 a pour effet l'augmentation de la pression dans la chambre de combustion 7 et, par suite, l'admission dans la chambre de combustion de l'ergol contenu dans la chambre réservoir 5 (ouverture de la ou des soupages 82) et le déplacement (flèche 24) de la culasse 2 vers l'arrière La combustion de l'ergol ainsi admis provoque l'éjection du projectile 3 et le recul de la culasse 2 jusqu'à venir en butée sur l'extrêmité 11 du tube 1. Il apparaît ainsi que la culasse 2 peut reculer librement, sans entraîner le tube vers l'arrière tant qu'elle ne bute pas sur ce dernier, jouant ainsi le rôle de piston différentiel d'injection de l'ergol. Ainsi qu'il est dit ci-dessus, la culasse 2 vient en contact avec l'extrémité 11 du tube, à la fin de l'injection de l'ergol Dans une variante de réalisation illustrée sur la figure lb, la forme des surfaces en contact n'est pas quelconque mais étudiée pour entraîner un freinage de la culasse avant l'arrivée en butée Le passage de l'ergol vers la soupage 82 se fait par une chicane 18 dont la section va en diminuant, l'ensemble formant amortisseur Cet aménagement permet de réduire sensiblement les contraintes engendrées par l'arrêt de la culasse. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation du canon selon l'invention, dans lequel la section d'injection de l'ergol dans la chambre de combustion est variable. Sur cette figure, on retrouve les différents éléments décrits précédemment, sauf les moyens d'étanchéité 12 entre partie 11 du tube 1 et culasse 2. On a représenté de plus, entre la chambre réservoir 5 et la culasse 2, solidaire de cette dernière, une bague 4 qui comporte une ou plusieurs lumières 41, progressivement dégagées lors du recul de la culasse (flèche 23), permettant ainsi l'injection de l'ergol dans la chambre de combustion 7. Un exemple de réalisation d'une telle lumière 41 est représenté sur la figure 3. Sur cette dernière figure, on a représenté une vue partielle de la surface développée de la bague 4 au niveau o elle comporte une lumière 41 Cette dernière affecte sensiblement la forme d'une fente, allant s'élargissant vers l'orifice du tube 1 On a représenté une lumière 41 composée de trois sections, repérées respectivement 42, 43 et 44, dont les largeurs vont s'élargissant. Lors de la combustion réalisée dans la chambre 7, le tube 1 restant Immobile, la culasse 2 et, par suite, la bague 4 qui en est solidaire, reculent, dégageant ainsi successivement les sections 42, 43 et 44 Les largeurs croissantes de ces sections permettent ainsi une injection de liquide de plus en plus importante Ceci permet d'agir sur la variation en fonction du temps de la pression régnant dans la chambre de combustion, en tenant compte du fait que cette chambre voit son volume augmenter du fait du mouvement du projectile 3 vers l'avant. La forme de lumière représentée sur la figure 3 n'est bien entendu qu'un exemple, et tout autre forme peut être utilisée pour donner la forme recherchée à la courbe de l'évolution de la pression. La figure 4 représente un troisième mode de réalisation du canon selon l'invention. Sur cette figure, on retrouve les mêmes éléments que sur la figure 1, sauf en ce qui concerne les moyens 8 d'injection de la charge liquide dans la chambre de combustion, qui sont constitués ici par un ensemble de tiges de réglage, fixées dans la culasse 2 et de longueurs variables, traversant l'extrémité 11 du tube 1 A titre d'exemple, on a représenté deux telles tiges, repérées respectivement 81 et 82, de longueurs différentes. Lors du mouvement de la culasse 2 vers l'arrière du canon, les tiges 81 et 82 solidaires de la culasse se dégagent de l'extrémité 11 du tube 1 et, ce, à des Instants qui dépendent bien entendu de leur longueur Par la variation de la longueur des différentes tiges utilisées, on peut ainsi faire varier le débit du liquide propulseur dans la chambre de combustion. On a représenté ci-dessus le volume de la chambre réservoir 5 comme étant délimité par le tube 1 et la culasse 2 en position de butée avant Toutefois, le volume de la chambre réservoir étant déterminé par la position relative de la culasse et du tube, il peut être réglé Ce réglage s'effectue de différentes manières: soit la quantité de charge liquide est déterminée à priori par des pompes volumétriques; l'injection de la quantité voulue de liquide dans la chambre 5 place alors la culasse dans une position donnée; soit le canon est muni de moyens de positionnement de la culasse, comme Illustré sur les figures 5. Les figures 5 a et 5 b représentent donc le canon selon l'invention dans deux variantes de réalisation, comportant des moyens de positionnement de la culasse qui assurent, par suite, le réglage du volume de la chambre réservoir 5. La figure 5 a est donc analogue aux figures 1, sauf en ce qu'elle comporte en outre des butées mécaniques 51, positionnées au moyen de vérins hydrauliques ou pneumatiques, qui ont pour fonction d'arrêter la culasse dans son mouvement (vers l'avant) lors du remplissage de la chambre 5 par la charge liquide Les butées 51 sont solidaires du tube 1, au niveau par exemple du point d'ancrage des moyens de freinage 15 et viennent appuyer sur la partie avant de la culasse 2 Les butées 51 peuvent également être commandées manuellement ou encore à l'aide de moteurs électriques. La figure 5 b est analogue à la figure 5 a, les butées, maintenant repérées 52, étant solidaires de la culasse 2, disposées dans la chambre de combustion 7 Lors du remplissage de la chambre 5, le mouvement de la culasse 2 vers l'avant est arrêté par les butées 52 venant en appui sur la partie 11 du tube 1. Les différents moyens de remplissage décrits ci-dessus sont facilement automatisables En outre, la charge liquide ne remplit pas un volume préexistant, ce qui signifierait risque de présence d'air, de gaz brulé, etc, mais elle le crée elle-même, lors de son Introduction Enfin la quantité de charge liquide est adaptable au coup par coup aux performances recherchées et au type de munition utilisé. REVENDICATIONS 1 Canon utilisant une charge propulsive liquide, le canon comportant un tube ( 1) destiné à recevoir un projectile ( 3) et une culasse ( 2), fermant le tube à une de ses extrémités et mobile par rapport au tube, une chambre de combustion ( 7) de la charge étant délimitée par l'extrémité du tube, l'arrière du projectile et la culasse; le canon étant caractérisé par le fait qu'il comporte une chambre ( 5) formant réservoir pour la charge propulsive liquide, la chambre réservoir étant disposée entre l'extérieur du tube et l'intérieur de la culasse, le canon 1 i O comportant en outre des moyens ( 8) d'injection de la charge liquide dans la chambre de combustion lors du recul de la culasse. 2 Canon selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la charge propulsive liquide est un ergol. 3 Canon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus des moyens ( 15) de freinage et/ou de récupération de mouvement, reliés au tube. 4 Canon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens ( 8) d'injection comportent un dispositif du type soupape, en position fermée lors de l'injection de la charge liquide dans la chambre réservoir et en position ouverte lors de l'éjection du projectile. Canon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens ( 8) d'injection comportent une bague ( 4) comportant au moins une lumière ( 41), la bague étant disposée contre la surface intérieure de la culasse, de sorte que la lumière soit dégagée par le tube lors du recul de la culasse. 6 Canon selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la surface de la lumière est croissante, de sorte à assurer l'injection d'une quantité croissante de charge liquide lors du recul de la culasse. 7 Canon selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens d'injections comportent au moins une tige ( 81; 82), solidaire de la culasse, disposée parallèlement au tube et obturant une ouverture réalisée dans l'extrémité ( 11) de ce dernier, de sorte que l'ouverture soit dégagée lors du recul de la culasse, permettant ainsi l'injection. 8 Canon selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens d'injection comportent une pluralité de tiges dont les longueurs sont différentes, de sorte que les ouvertures qu'elles obstruent respectivement soient dégagées successivement lors du recul de la culasse, assurant ainsi l'injection d'une quantité croissante de charge liquide lors du recul de la culasse. 9 Canon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la culasse comporte un coin permettant le chargement du projectile. Canon selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le projectile comportant une cartouche d'allumage, l'initiation de cele-ci permet l'injection de la charge liquide dans la chambre de combustion.