Brevet FR2688057A1 — publié le 19930903

Prolectile à effet cinétique sous-calibré La présente invention concerne un projectile à effet cinétique sous-calibré comportant un pénétreur et une cage de propulsion segmentée, qui présente un premier appui avant et un second appui, situé derrière celui-ci à une certaine distance axiale, le second appui contenant une poche à air symétrique en rotation, tournée vers le premier appui et le premier appui présentant des orifices de passage d'air. On connaît un projectile à effet cinétique de ce type, par exemple par la DE-A 33 14 749 Ce projectile possède une cage de propulsion avec un premier appui avant et un second appui, placé derrière le premier, à une certaine distance axiale de celui-ci Le second appui contient une poche à air, tournée vers le premier appui, qui fait que sous l'effet de l'air amont, les segments de la cage de propulsion se détachent du pénétrateur dès que le projectile à effet cinétique a quitté le tube d'arme. Le premier appui est constitué de différentes entretoises qui se trouvent entre des orifices de passage d'air et qui présentent de préférence des points de rupture, ce qui fait que le premier appui peut être brisé. Ses dimensions sont telles que les entretoises servent avant tout à soutenir le projectile à effet cinétique par rapport au tube d'arme et n'assurent pas la fonction d'une poche à air en vue de l'ouverture de la cage de propulsion, car il existe ce risque que des variations de la pression se ressentent dans une poche à air avant de ce type et que donc des oscillations pendulaires du projectile en vol se produisent Ces variations de la pression se produisent notamment avec des configurations de projectile dans lesquelles la longueur L de la pointe dupénétrateur se trouvant devant la première poche à air symétrique en rotation (pointe libre du pénétreur), est relativement réduite, c'est- à-dire dans lesquelles L/D; 1 (D = calibre du tube d'arme). En outre, dans les projectiles à effet cinétique connus mentionnés, la distance x entre le bord arrière de la cage de propulsion et la surface de base de la poche à air dans le second appui (bride de pression) doit être relativement restreinte, ce qui fait qu'en règle générale on a x d'action de la pression des gaz. La présente invention a pour but de perfectionner un projectile à effet cinétique sous-calibré du type précité, de manière à garantir d'une part un roulement reproductible de la cage de propulsion sur son bord arrière et de réduire d'autre part la masse de la cage de propulsion, dans la zone avant. En outre, il convient d'éviter des oscillations pendulaires du projectile en vol, dues à des variations de la pression dans la poche à air avant. Ce but est atteint suivant l'invention avec un projectile à effet cinétique sous-calibré du type précité en ce que: a) entre la longueur L de la pointe du pénétreur devant le premier appui et le calibre D, on a la relation: L/D > 1,2 b) entre les distances x et 1 il existe la relation: x > 0,45 * 1, x étant la distance entre le bord arrière de la cage de propulsion et la surface de base de la poche à air dans le second appui et 1, la distance entre le bord arrière de la cage de propulsion et le bord avant de celle- ci sur le pénétreur; c) le premier appui est constitué d'au moins trois parties en forme d'entretoises qui ont la fonction de trois poches à air séparées. L'invention repose donc essentiellement sur l'idée selon laquelle le choix de la distance x et la configuration du premier appui avec trois poches à air séparées assurent un roulement de la cage de propulsion sur le bord arrière Les dimensions géométriques des entretoises en particulier de la surface d'entretoise avant sont telles que ces entretoises agissent comme des poches à air D'autre part, les orifices de passage d'air pratiqués dans le premier appui réduisent la masse de la cage de propulsion Etant donné que les entretoises ne forment pas une poche à air symétrique en rotation et que le rapport L/D est > 1,2, de préférence égal à 1,5 environ, il ne se produit pas de variations gênantes de la pression dans les poches à air avant. Diverses autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit Une forme de réalisation de l'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un projectile à effet cinétique suivant l'invention, la figure 2 est une vue en perspective d'une cage de propulsion suivant l'invention, les figures 3 et 4 sont respectivement une vue en coupe longitudinale et une vue en coupe transversale d'une partie en entretoise du premier appui; les figures 5 a) et 5 b) représentent les conditions aérodynamiques sur une partie en forme d'entretoise avec un angle d'inclinaison S réduit et les figures 6 a) et 6 b) représentent les conditions aérodynamiques sur une partie en forme d'entretoise avec un grand angle d'inclinaison 6. Sur la figure 1, la référence 1 désigne un projectile à effet cinétique qui est constitué d'un pénétrateur 2 et d'une cage de propulsion 3 segmentée, dans la direction longitudinale du projectile La cage de propulsion 3 comporte, dans sa partie avant, un premier appui 4 et dans sa partie arrière, un second appui 5 (voir aussi figure 2) Le second appui 5 possède, sur son côté tourné vers le premier appui 4, une poche à air 6 symétrique en rotation Le premier appui 4 est constitué par exemple de trois parties 40, 41, 42 séparées, en forme d'entretoises, qui forment trois poches à air séparées, des orifices de passage d'air 43 à 45 se trouvant entre les parties en forme d'entretoises 40 à 42, orifices à travers lesquels de l'air parvient dans la poche à air 6 symétrique en rotation, lors du vol du projectile à effet cinétique 1. Les parties en forme d'entretoises 40 à 42 présentent en outre des surfaces d'appui 46, 47, 48 qui lors du vol du projectile à effet cinétique 1, à travers le tube d'arme, s'appliquent contre celui-ci. Le pénétrateur 2 possède une pointe 8 dont la longueur devant le premier appui 4 est désignée par L Sur la partie arrière du pénétrateur 2 est prévu un filetage sur lequel est habituellement vissé un empennage non représenté En outre, la distance séparant le bord arrière de la cage de propulsion et son bord avant 12 sur le pénétreur, est désignée par 1, la distance entre le bord arrière 10 de la cage de propulsion et la surface de base Il de la poche à air 6, symétrique en rotation, est désignée par x et le calibre du projectile par D. Afin qu'aucune variation gênante de la pression ne se produise dans les parties avant 40 à 42, en forme d'entretoises, il est nécessaire que la longueur L de la pointe libre 8 du pénétrateur soit telle que l'on ait: L/D 2 1,2 ( 1) De préférence L/D doit avoir une valeur de 1,5. En ce qui concerne l'exigence d'un roulement fiable de la cage de propulsion 3 sur son bord arrière 10, deux choses sont à considérer: d'une part il faut que la distance X soit choisie telle que la relation x 2 0,45 * 1 ( 2) soit satisfaite D'autre part, les parties 40 à 42 en forme d'entretoises doivent être conçues de manière à exercer chacune l'action d'une poche à air et à présenter néanmoins une masse aussi réduite que possible C'est pourquoi il est décrit ci-après plus en détail la conception et l'effet des parties 40 à 42 en forme d'entretoises, en référence aux figures 3 à 6. La figure 3 représente encore une fois une vue en coupe transversale légèrement plus détaillée de la partie 40 en forme d'entretoise, avec surface d'appui 46. Dans ce cas, la référence 13 désigne la poche à air qui présente une profondeur axiale t et la référence 14, la surface avant de la partie 40 en forme d'entretoise dont l'angle d'inclinaison, par rapport à un plan radial par rapport à l'axe longitudinal du projectile, est désigné par 6 La cage de propulsion comporte en outre une saillie 15 en forme de nez La distance séparant le bord avant de la surface d'appui respective et le bord avant 12 de la cage de propulsion sur le péniétrateur 2, est désignée par la lettre a. La figure 4 est une vue en coupe transversale de la cage de propulsion représentée sur la figure 3, le long de la ligne IV-IV de la figure 3, la partie 40 en forme d'entretoise présentant une largeur moyenne b. Les parties 40 à 42 en forme d'entretoises (figure 2) du premier appui remplissent donc essentiellement deux rôles; d'une part ils forment comme le premier appui du document précité DE-OS 33 14 749 un appui radial pour la cage de propulsion 3, lors du passage du projectile à effet cinétique à travers le tube d'arme. D'autre part, il se produit une transmission contrôlée des forces dues à l'air nécessaire pour que les segments de la cage de propulsion se détachent du pénétrateur 2, en fonction de leurs paramètres géométriques, représentés en haut sur les figures 3 et 4 (largeur d'entretoise moyenne b, profondeur axiale de la poche à air d, distance a, angle d'inclinaison 6, etc). C'est ainsi par exemple que l'effet des parties 40 à 42 en forme d'entretoises, servant de poches à air, augmente lorsqu'augmente la largeur moyenne b des entretoises et lorsque l'angle d'inclinaison 6 diminue Il s'est avéré que la largeur moyenne b doit être supérieure ou égale au diamètre d du pénétreur et que l'angle d'inclinaison doit avantageusement avoir une valeur comprise entre O' et 35 e L'influence de l'angle d'inclinaison S sur le comportement au détachement des segments de la cage de propulsion est décrite en référence aux figures 5 et 6 La figure 5 représente une partie 40 en forme d'entretoise dans laquelle l'angle d'inclinaison est > à 35 ', tandis que sur la figure 6, la partie en forme d'entretoise, désignée par 40 ', présente un angle d'inclinaison > à 35 '. Comme le montre la figure 5, dans des conditions d'écoulement supersonique sur la partie 40 en forme d'entretoise, au début du détachement de la cage de propulsion 3, il se produit, devant la poche à air (figure a) une onde de choc, désignée par 16, avec pression accrue par rapport aux conditions extérieures (l'action de la pression est représentée sur la figure 5 b) et désignée par 17), ce qui fait que la force de la pression, agissant surtout sur la surface d'appui 46, avec un grand bras de levier par rapport au bord de roulement 10 (figure 1), produit un couple de rotation Si en revanche l'angle 6 est supérieur à 350 (figure 6), il se produit uniquement devant la surface avant de la partie 40 ' en forme d'entretoise, un choc de compression oblique, désigné par 18 sur la figure 6 a, qui part du bord 19 et qui présente une montée de pression nettement inférieure à celle du choc de compression 16 Dans ce cas, le côté intérieur de la surface d'appui 46 ne reçoit donc pas une pression accrue (figure 6 b)) et est donc sans effet pour la fonction de détachement (l'action de la pression correspondante est représentée sur la figure 6 b) par la référence 20). Par ailleurs, dans le cas de la figure 5, il faut tenir compte du fait que la distance axiale entre le bord avant de la cage de propulsion sur le pénétreur et le front de l'onde de compression 16, est une fonction de la largeur moyenne de la partie 40 en forme d'entretoise et se situe entre b/5 et b/2, l'augmentation de la pression ne se produisant que derrière le front de l'onde de compression 16 Or il s'est avéré particulièrement avantageux que la distance a (figure 3) se situe entre b/5 et b/2 Ce critère de dimensionnement garantit des composantes aérodynamiques radiales maximales pour initialiser le déplacement de roulement voulu, avec un poids minimal des poches à air. Malgré des masses d'entretoises plus élevées, on a encore obtenu des déplacements de roulement suffisamment rapides avec des distances comprises entre b/2 et b. Si comme représenté sur la figure 3, la cage de propulsion comporte une saillie 15 en forme de nez pour le guidage côté pointe dupênétrateur 2, il faut veiller à ce que la relation a 2 2/3 * t soit satisfaite En effet, la saillie en forme de nez accroît d'une part le poids de la cage de propulsion et réduit les composantes des forces radiales résultantes, et rend donc nécessaire une partie 40 en forme d'entretoise plus large, ce qui accroît à son tour le poids de la cage de propulsion. Il résulte de ce qui précède que pour un projectile suivant l'invention avec des parties 40 à 42 en forme d'entretoises, servant de poches à air, il faut satisfaire non seulement aux relations ( 1) et ( 2) pour les paramètres géométriques a, b, d, t et 6, mais aussi aux conditions suivantes, afin de résoudre le problème posé (voir aussi figure 3): b 2 d b/5 a b a 2 2/3 * t O 6 35 %. REVENDICATIONS 1 Projectile à effet cinétique ( 1) sous- calibré comportant un pénétrateur ( 2) et une cage de propulsion ( 3) segmentée, qui présente un premier appui ( 4) avant et un second appui ( 5), situé derrière celui-ci à une certaine distance axiale, le second appui ( 5) contenant une poche à air ( 6) symétrique en rotation, tournée vers le premier appui ( 4) et le premier appui ( 4) présentant des orifices de passage d'air ( 43, 44, 45), caractérisé par les caractéristiques suivantes: a) entre la longueur L de la pointe ( 8) du pénëtrateur devant le premier appui ( 4) et le calibre D, on a la relation: L/D k 1,2 b) entre les distances x et 1 il existe la relation: x 2 0,45 * 1, x étant la distance entre le bord arrière ( 10) de la cage de propulsion et la surface de base ( 11) de la poche à air ( 6) dans le second appui ( 5) et 1, la distance entre le bord arrière ( 10) de la cage de propulsion et le bord avant ( 12) de celle-ci sur le pénétreur; c) le premier appui ( 4) est constitué d'au moins trois parties ( 40 à 42) en forme d'entretoises qui ont la fonction de trois poches à air séparées. 2 Projectile sous-calibré selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport L/D est environ égal à 1,5. 3 Projectile sous-calibré selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les parties ( 40 à 42) en forme d'entretoises de l'appui ( 4) remplissent les conditions suivantes: b d b/5 2/3 * t 0 d étant le diamètre du pénétrateur, b la largeur moyenne de la partie en entretoises respective, a la distance entre le bord avant de la surface d'appui et le bord avant de la cage de propulson sur le pénétrateur, t la profondeur axiale de la poche à air et 6 l'angle d'inclinaison de la surface avant de la partie en forme d'entretoises respective, par rapport à un plan, radial par rapport à l'axe longitudinal du projectile. 4 Projectile à effet cinétique sous-calibré selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour la distance a on a la relation a _ 0,25 * b. Projectile sous-calibré selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que pour la distance a on a a = t.