Brevet FR2698441A1 — publié le 19940527

La présente invention concerne une munit ion pour chargement embarqué à ergol liquide, du type comprenant un projectile, une douille située à l'arrière et dans le prolongement du projectile, un volume d'ergol liquide emmagasiné dans la douille, une charge d'allumage, un allumeur pour initier ladite charge et un injecteur interposé entre cette dernière et le volume d'ergol, ledit injecteur étant destiné à pénétrer dans le volume d'ergol sous l'effet de la pression des gaz de combustion de la charge pour provoquer une éjection de l'ergol vers l'arrière et son inflammation au contact des gaz de combustion. Dans le document US-A-4,011,817, l'injecteur est en forme d'ogive, et il repose sur le culot de la douille. Vers son autre extrémité, la douille est obturée par le culot du projectile, et l'ergol est chargé en vrac dans la douille. Le mouvement de pénétration de l'injecteur dans l'ergol est imprimé par les gaz de combustion résultant de l'initiation d'une charge primaire d'allumage située dans le culot de la douille. Dans le document US-A-4,852,458, on décrit une munition télescopée dans laquelle il est prévu une première charge de poudre propulsive et une seconde charge d'ergol liquide stockée en vrac dans la douille de la munition. Le retard d'allumage de l'ergol est assuré par un bouchon formant injecteur pourvu de trous qui s'ouvrent progressivement pour éjecter vers l'arrière l'ergol et provoquer son inflammation au contact des gaz de combustion résultant de l'initiation de la charge de poudre. D'une manière générale, une arme à propulseur liquide présente, par rapport à une arme à poudre, l'avantage de pouvoir obtenir une meilleure répartition de la pression des gaz de combustion qui s'exerce sur le culot du projectile au cours de sa phase de balistique intérieure dans le tube de l'arme, et il en résulte notamment une plus grande vitesse du projectile à la sortie du tube. Cependant, selon l'art antérieur évoqué précédemment, le chargement en vrac de l'ergol liquide dans la douille de la munition fait que l'ergol n'est entraîné que par le déplacement de l'injecteur, et il en résulte nécessairement des pertes d'énergie par suite de la détente partielle des gaz de combustion dans le volume laissé libre par le projectile au fur et à mesure de son avance dans le tube de l'arme. En outre, de telles munitions ne permettent pas de maîtriser et d'adapter le débit d'ergol en fonction de la position du projectile à l'intérieur du tube de l'arme, cette position pouvant varier d'une arme à l'autre, et elles ne permettent pas une intégration facile du projectile et des agents de propulsion dans la munition. Le but de l'invention est de pallier notamment ces inconvénients pour obtenir des forces de propulsion maximales pendant toute la phase de balistique intérieure du projectile. A cet effet, l'invention propose une munition du type précité, et qui est caractérisée en ce que le volume d'ergol est stocké dans un réservoir fixé au culot du projectile. Selon un mode de réalisation de l'invention, le réservoir logé à l'intérieur de la douille est fermé, à une extrémité, par une paroi de fond dont la face extérieure est rendue solidaire du culot du projectile par un moyen de fixation, l'injecteur a la forme d'un cône et est monté vers l'autre extrémité ouverte du réservoir, et la charge d'allumage est stockée sous forme pulvérulente à l'intérieur de la douille dans l'espace délimité entre le culot de la douille qui supporte l'allumeur et le réservoir qui s'étend sur une longueur inférieure à celle de la douille. Dans ce premier mode de réalisation, l'injecteur est creux et percé d'une pluralité d'orifices pour le passage de l'ergol, ces orifices étant initialement obturés par un paillet combustible, par exemple, fixé à la base du cône de l'injecteur pour assurer l'étanchéité entre l'ergol et la charge de poudre, ce paillet brûlant au contact des gaz de combustion de la charge de poudre pour permettre l'écoulement vers l'arrière de l'ergol au travers des orifices de l'injecteur au fur et à mesure de la pénétration de celui-ci dans le réservoir. Dans un second mode de réalisation de l'invention, la paroi interne du réservoir est de forme tronconique, de manière à ce que sa section transversale augmente en direction de la paroi de fond du réservoir, l'ergol s'écoulant vers l'arrière autour de l'injecteur d'une manière progressive au fur et à mesure de l'avance de celui-ci à l'intérieur du réservoir. Selon une variante de ce second mode de réalisation, il est prévu des moyens de guidage à l'intérieur du réservoir pour guider l'injecteur suivant une trajectoire sensiblement rectiligne au fur et à mesure de son avance à l'intérieur du réservoir. Ainsi, avec une munition selon l'invention, il est possible d'engendrer des gaz propulsifs directement au niveau du cône de l'injecteur et d'assurer ainsi une force motrice maximale pendant le cycle de balistique intérieure du projectile, l'utilisation d'un premier étage à poudre permettant en outre de donner une première accélération au projectile. Selon un autre avantage de l'invention, il est possible de réaliser des munitions ayant la même forme que les munitions utilisées en propulsion classique et d'utiliser les mêmes projectiles. Selon encore un autre avantage de l'invention, il est possible de modifier le rapport poudre/ergol en faisant simplement varier la longueur du réservoir, sans qu'il soit nécessaire de revoir la conception générale de la munition. Enfin, selon encore un autre avantage de l'invention, il est possible de conformer le réservoir et l'injecteur pour régler le débit d'ergol en fonction de la position du projectile dans le tube, position qui peut varier d'une arme à l'autre. D'autres avantages, caractéristiques et détails 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 en coupe longitudinale schématique d'une munition conforme à l'invention, suivant un premier mode de réalisation, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une munition conforme à l'invention, suivant un second mode de réalisation de l'invention, et - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une variante d'un réservoir de stockage de l'ergol liquide embarqué dans la munition. La munition 1, telle qu'illustrée à la figure 1 suivant un premier mode de réalisation de l'invention, est constituée d'un projectile 2 dont la partie arrière est sertie en 3 à l'extrémité ouverte d'une douille cylindrique 4 qui prolonge axialement le projectile 2. La douille 4 renferme un réservoir cylindrique 5 qui s'étend sur une hauteur inférieure à celle de la douille 4. La face externe d'une paroi de fond 5a, qui ferme une extrémité du réservoir 5, se prolonge axialement par un embout fileté 5b qui se visse dans un évidement 2b, de forme correspondante, usiné dans le culot du projectile 2 pour fixer l'un à l'autre le projectile 2 et le réservoir 5. Le réservoir 5 a un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre interne de la douille 4, et il est de préférence réalisé en une matière légère ayant une limite élastique élevée, pour qu'il puisse se déformer et assurer une étanchéité au contact de la paroi interne de la douille 4. Un volume d'ergol liquide est stocké dans le réservoir 5 qui, à son autre extrémité ouverte, est obturé par un injecteur creux 10, en forme d'ogive, et dont la base se prolonge par une jupe cylindrique 11 ayant un diamètre externe sensiblement égal au diamètre interne du réservoir 5. L'injecteur 10 est emboîté dans le réservoir 5, avec sa pointe en avant, et les forces de frottement entre sa jupe cylindrique 11 et la paroi interne du réservoir 5 sont suffisantes pour le maintenir en place, et l'interposition d'un joint torique îla assure l'étanchéité. L'injecteur 10 est percé d'une pluralité d'orifices 12 destinés à assurer l'écoulement de l'ergol à l'arrière du réservoir 5. Pour empêcher tout écoulement intempestif de l'ergol par les orifices 12, il est prévu un paillet combustible 13, par exemple en étain, rapporté autour de la jupe 11 de l'injecteur 10. Le volume restant de la douille 4, situé entre l'injecteur 10 et le culot de la douille 4, contient un agent de propulsion 15 sous forme pulvérulente dont la mise en combustion est assurée au moyen d'un installateur 20 fixé au culot de la douille 4. Une fois la munition 1 mise à poste dans le tube d'une arme, l'actionnement de l'allumeur 20 provoque le début de combustion de la poudre 15. Sous l'effet des gaz chauds résultant de la combustion, le paillet 13 brûle et libère les trous d'injection 12 de l'injecteur 10. La pression des gaz de combustion devient telle que le sertissage 3 entre le projectile 2 et la douille 4 finit par céder, ce qui provoque la mise en mouvement simultanée du projectile 2, du réservoir 5, de l'ergol 6 stocké dans le réservoir 5 et de l'injecteur 10. Lorsque la pression de l'ergol 6 à l'intérieur du réservoir 5 devient supérieure, d'une valeur d'environ 5 x 107Pa, à la pression des gaz de combustion au voisinage de l'injecteur 10, il se produit une éjection de l'ergol vers l'arrière au travers des orifices 12.Au contact des gaz de combustion chauds, l'ergol brûle et produit à son tour des gaz qui participent à la propulsion du projectile pendant sa phase de balistique intérieure dans le tube de l'arme. Ce processus d'éjection de l'ergol et de sa combustion se poursuit jusqu'à ce que l'injecteur 10 atteigne la paroi de fond 5a du réservoir 5. A cet effet, la paroi de fond 5a présente un profil conique complémentaire de celui de l'injecteur 10 pour que l'ergol soit complètement éjecté du réservoir 5 à la fin de la phase de balistique intérieure du projectile 2. Dans le second mode de réalisation illustré à la figure 2, le réservoir 5 présente une paroi interne tronconique 25a formée par la paroi latérale interne d'un manchon 25 emboîté dans le réservoir 5, de manière à ce que la section transversale du volume intérieur du réservoir augmente au fur et à mesure que l'injecteur 10 se déplace à l'intérieur de celui-ci. Vers l'extrémité ouverte du réservoir 5, la jupe 11 de l'injecteur 10 est au contact de la paroi interne 25a du manchon 25. Dans ce cas, l'injecteur 10 n'est pas obligatoirement percé d'ouvertures 12, étant donné que l'ergol sera éjecté vers l'arrière en s'écoulant autour de l'injecteur 10. Avec un réservoir 5 de ce type, on augmente le débit d'ergol en fonction de l'avancée du projectile 2, ce qui permet de combler au maximum le volume laissé libre par le projectile et d'accroître la vitesse de celui-ci à la fin de sa phase de balistique intérieure. En se reportant à la figure 3, il est représenté des moyens qui assurent le guidage de l'injecteur 10 dans le réservoir 5 suivant une trajectoire rectiligne sensiblement alignée avec l'axe longitudinal du réservoir 5. Ce perfectionnement est notamment avantageux 'dans le cas du second mode de réalisation (figure 2) et les moyens de guidage sont par exemple constitués par un fil métallique 30 tendu à l'intérieur du réservoir. Une extrémité de ce fil 30 est par exemple soudée à la paroi de fond 5a, alors que son autre extrémité est solidarisée à des griffes 31 fixées au manchon 25. Etant donné que le projectile 2 et le réservoir 5 sont solidaires l'un de l'autre au cours de la phase de balistique intérieure pour atteindre le but visé par l'invention, rien n'empêche de prévoir ensuite leur séparation au début de la phase de balistique extérieure du projectile à la sortie du tube de l'arme. Cette séparation peut résulter d'une rupture au niveau de la liaison mécanique entre le projectile et le réservoir, mais elle peut également être obtenue en jouant sur la différence des caractéristiques mécaniques des matériaux utilisés, le projectile étant en acier et le réservoir en matière plastique, par exemple. Dans ce cas, les forces de pression qui s'exercent sur le réservoir à la sortie du tube sont telles qu'elles provoqueront un éclatement du réservoir. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits précédemment. En particulier, dans le mode de réalisation illustré à la figure 1, on pourrait remplacer le paillet de fermeture 13 par de la colle combustible prévue au niveau de chaque orifice 12 de l'injecteur 10. REVENDICATIONS 1. Munition pour chargement embarqué à ergol liquide, du type comprenant un projectile, une douille située à l'arrière et dans le prolongement du projectile, un volume d'ergol liquide emmagasiné dans la douille, une charge d'allumage, un allumeur pour initier ladite charge et un injecteur interposé entre cette dernière et le volume d'ergol, ledit injecteur étant destiné à pénétrer dans le volume d'ergol sous l'effet de la pression des gaz de combustion de la charge, pour provoquer une éjection de l'ergol vers l'arrière et son inflammation au contact des gaz de combustion, caractérisée en ce que le volume d'ergol (6) est stocké dans un réservoir (5) fixé au culot du projectile (2). 2. Munition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réservoir (5) logé à l'intérieur de la douille (4) est fermé à une extrémité par une paroi de fond (5a) dont la face extérieure est rendue solidaire du culot du projectile (2) par un moyen de fixation (5b 2b), et en ce que l'injecteur (10) est monté vers l'autre extrémité ouverte du réservoir (5), et en ce que la charge d'allumage (15) sous forme pulvérulente est stockée dans l'espace délimité entre le culot de la douille (4) et le réservoir (5) qui s'étend sur une longueur inférieure à celle de la douille (4). 3. Munition selon la revendication 2, caractérisée en ce que le moyen de fixation du réservoir (5) au projectile (2) est constitué par un embout fileté (5b) qui prolonge à l'extérieur la paroi de fond (5a) du réservoir (5), et une cavité (2b), de forme correspondante, prévue dans le culot du projectile (2) et dans lequel vient se visser l'embout fileté (5b). 4. Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'injecteur (10) a la forme d'une ogive dont la base se prolonge par une jupe cylindrique (11) emboîtée avec frottement à l'entrée du réservoir (5). 5. Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'injecteur (10) est creux et percé d'une pluralité d'orifices (12) pour le passage de l'ergol, ces orifices étant initialement obturés par un paillet de fermeture combustible (13) par exemple. 6. Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la paroi interne du réservoir (5) est de forme tronconique qui s'élargit en direction de l'extrémité du réservoir (5) adjacente au projectile (2). 7. Munition selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi interne (25a) de forme tronconique du réservoir (5) est la paroi interne d'une douille (25) emboîtée dans le réservoir (5). 8. Munition selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens de guidage (30) montés à l'intérieur du réservoir (5) pour guider l'injecteur (10) au fur et à mesure de son avance dans le réservoir (5). 9. Munition selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens de guidage sont constitués par un fil métallique (30) tendu à l'intérieur du réservoir (5).