Brevet FR2720821A1 — publié le 19951208

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux performances des systèmes d'arme par régulation de la balistique intérieure. Elle concerne plus particulièrement des perfectionnements apportés aux munitions pour canons, avec ou sans recul, mortiers et armes similaires, équipées ou non d'un dispositif amortisseur de recul. L'invention s'applique plus particulièrement aux munitions sensibles aux variations d'impulsions dues notamment à la températurez de tir et aux dispersions des paramètres d'allumage. On sait que dans les munitions du type ci-dessus, telles que réalisées à l'heure actuelle, la pression crête de fonctionnement apparait au début du parcours du projectile dans l'amie du tube de lancement, par exemple du canon, le culot du projectile et le fond de la culasse de l'arme (fixe ou éjectable) supportant alors des accélérations maximales. Ces accélérations brutales de départ ont pour conséquence une mise en vitesse élevée de la culasse, fixe ou éjectable, équipée ou non d'un dispositif amortisseur de recul , ce qui dans le cas d'un canon avec recul amorti, génère des énergies de recul importantes qui doivent être absorbées. La présente invention se propose d'accroitre le potentiel de tels systèmes d'arme en apportant des dispositions conçues de façon à permettre d'obtenir une amélioration des performances balistiques en mettant en oeuvre une balistique intérieure appropriée. En conséquence, la présente invention a pour objet un système d'arme comprenant un tube de lancement dans lequel sont disposés un projectile et sa charge propulsive, caractérisé en ce que ladite charge propulsive est associée à un dispositif écrêtant, par déformation mécanique, les surpressions au départ du coup. On comprend que, grâce aux dispositions prévues par la présente invention, qui permettent de modifier les balistiques intérieures de la munition, on obtient une réduction des écarts des pressions de fonctionnement ainsi qu'une montée progressive de la force de poussée sur le projectile et sur la culasse fixe ou éjectable de l'arme, ce qui, compte-tenu du freinage simultané exercé éventuellement par un dispositif amortisseur de recul, permet de réduire l'accélération de recul de la partie reculante de l'arme, tout en conservant l'impulsion de vitesse communiquée au projectile, ce qui finalement permet d'obtenir une réduction de la course du système amortisseur de recul dont est éventuellement muni le système d'arme selon l'invention. Selon une caractéristique de la présente invention, ledit moyen écrêteur de pression est constitué d'un matériau déformable à faible masse volumique. I1 peut être réalisé par exemple sous la forme d'un nid d'abeilles métallique ou plastique pris en sandwich entre deux peaux de stratifiés carbone ou verre/époxy. On peut également utiliser une mousse de matière plastique, des billes métalliques creuses, des tubes métalliques en alluminium travaillant au flambement, et d'une manière générale tous matériaux friables pouvant absorber de l'énergie par déformation mécanique. Selon un mode de revendication, l'invention peut s'appliquer à un système d'arme dans lequel la charge propulsive est associée à une culasse mobile constituée d'une masse éjectable et dispersable, le moyen écrêteur de pression étant lors disposé entre la charge propulsive et la masse dispersable. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, appliqué à un système d'arme dans lequel le projectile et sa charge propulsive sont incorporés dans une douille, le moyen écrêteur de pression est positionné dans ladite douille, entre le fond de cette dernière et une chambre recevant les gaz de combustion de la charge propulsive, cette dernière étant contenue dans un manchon d'allumage solidaire de la douille. Selon un mode d'éxécution préféré, le moyen écrêteur de pression et le manchon d'allumage sont concentriques, ledit moyen étant disposé à l'extérieur du manchon. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins La figure 1 est une vue schématique, en coupe axiale longitudinale, illustrant la mise en oeuvre de l'invention selon un premier exemple de réalisation, avant le départ du coup La figure 2 représente le système d'arme illustré par la figure 1 lors du départ du coup La figure 3 est une vue schématique d'un second exemple de réalisation du système d'arme perfectionné, du type mortier, mettant- en oeuvre un projectile et sa charge propulsive incorporées dans une douille, et La figure 4 représente l'allure des courbes de pression, lors du départ du coup, respectivement avec le moyen écrêteur de pression selon la présente invention et sans ce moyen. On se réfère en premier lieu aux figures 1 et 2 qui illustrent l'application de l'invention à un système d'arme, notamment anti-char, comprenant un tube de lancement 10 dans lequel est logé le projectile 12, avec sa charge propulsive 14. Ce système comporte en outre, comme connu, une culasse mobile éjectable et dispersable constituée par exemple d'un faisceau de fils ou de fibres 16. La poussée, lors du départ du coup, est transmise au projectile 12 par l'intermédiaire d'un disque de poussée 15, guidé et goupillé dans le tube de lancement 10. Selon la présente invention, on prévoit un moyen écrêteur de pression 18, absorbant l'énergie de recul, qui est disposé entre la charge propulsive 14 et la culasse mobile éjectable 16. Dans cet exemple de réalisation, le moyen écrêteur de pression 18 est intégré à la masse éjectable et dispersable 16, cet ensemble constituant ainsi la culasse mobile. Ainsi qu'on l'a précisé ci-dessus, le moyen sécréteur de pression agit sur l'énergie crête de recul au départ du coup par déformation mécanique, et il peut être constitué de tout matériau friable, par exemple d'une mousse de matière plastique. De préférence il est réalisé à partir d'un calage constitué d'un nid d'abeilles métallique ou plastique pris en sandwich entre deux peaux de stratifiés carbone ou verre/époxy. Il peut être également constitué de billes métalliques creuses, de tubes métalliques par exemple en alluminium travaillant au flambement. Dans cet exemple de réalisation, qui n'a aucun caractère limitatif, le moyen écrêteur de pression est intégré à la structure du fond de la contre-masse éjectable et dispersable 16 et il assure l'étanchéité aux gaz de combustion lors de la mise à feu de la charge propulsive. Comme on le voit sur la figure 2 qui représente la configuration du système d'arme illustré par la figure 1 après mise à feu de la charge propulsive 14, la chambre de combustion 20 évolue avec l'écrasement du moyen écrêteur de pression 18 et la mise en mouvement du disque de poussée 15 et du projectile 12 associé à la masse dispersable 16. Après le tir, le tube de lancement est totalement vide. Le principe de fonctionnemnt est donc le suivant La vitesse de montée en pression des gaz à l'intérieur de la chambre de combustion 20 est pilotée par asservissement du volume de la chambre aux pressions développées dans le tube de lancement. Le moyen écrêteur de pression 18 délimite le volume de la chambre du système de lancement, et assure ainsi un certain confinement des gaz de combustion afin d'obtenir un bon allumage de la poudre. A une pression pré-déterminée, le moyen écrêteur de pression 18 agit sur le volume de la chambre de combustion 20 en se comprimant. La loi de vitesse de montée en pression dans la chambre est ainsi modulée en fonction du comportement dynamique de ce système. Ainsi le moyen écrêteur de pression selon l'invention intègre la montée rapide en pression des gaz dans la chambre de combustion en adaptant sa vitesse de compression en fonction de l'évolution temporelle de la pression. On se réfère maintenant à la figure 3 qui illustre l'application de l'invention à un système d'arme du type mortier mettant en oeuvre un projectile 12 incorporé, avec sa charge propulsive 14, dans une douille 22. On retrouve dans cet exemple d'application, le moyen écrêteur de pression 20 selon la présente invention, qui est associé à la charge propulsive. Dans ce mode de réalisation, le moyen écrêteur de pression 20, réalisé comme spécifié ci-dessus, est disposé dans la douille 22 entre le fond de cette dernière et la chambre de combustion 24 qui communique avec la chambre contenant la charge propulsive 14, par l'intermédiaire d'ajutages comme on peut le voir sur le dessin. Dans cette disposition, la charge propulsive 14 est positionnée dans un manchon d'allumage 26 solidaire de la douille 22, et le moyen écrêteur de pression 20 est concentrique à ce manchon- d'allumage 26, et il est disposé à l'extérieur de ce dernier. Le moyen écrêteur de pression 20 comporte sur sa face extérieure une structure annulaire 28 inscrite entre le diamètre extérieur du manchon d'allumage 26 et le diamètre intérieur de la douille 22. Cette structure annulaire 28 assure ainsi l'étanchéité aux gaz de combustion et la transmission des efforts de poussée des gaz. Le fonctionnement de ce mode de réalisation est similaire à celui décrit ci-dessus en référence aux figures 1 & 2 Après mise à feu de la charge propulsive 14, les gaz de combustion s'écoulent au travers du manchon 26 pour remplir la chambre 24. Pour une pression de fonctionnement prédéterminée, le moyen écrêteur de pression 20 se déforme et il transmet à la culasse, par l'intermédiaire de la douille 22, un effort de recul qui est limité et constant pendant toute la durée de sa déformation par écrasement. On comprend de la lecture de la description qui précède que la présente invention apporte des moyens faciles à réaliser et à mettre en oeuvre, permettant de modifier la balistique intérieure d'une munition en resserrant l'écart des pressions maximales de fonctionnement, en fonction de la températures, de la ou des dispersions d'allumage, ce qui assure une diminution des écarts de vitesses de sortie du projectile, ainsi qu'une réduction des énergies de recul correspondantes. On a résumé ci-après dans les tableaux 1 et 2 les avantages apportés par la présente invention. Le tableau 1 se réfère à l'influence de l'allumage, et le tableau 2 à l'influence de la température. Les résultats sont donnés pour un canon sans recul d'un calibre de 104 mm et respectivement un projectile de 1,9 kg au tableau 1, et 1,75 kg au tableau 2. TABLEAU N 1 - INFLUENCE DE L'ALLUMAGE 0 C= + 20 Pressions Pressions Ecarts Vitesses Ecarts initiales (MPa) (MPa) (m/s) sans dispositif 2,2 41,4 293,3 2,0 38,7 1 5,5 290,1 7,1 1,8 35,9 286,2 i1,8 35,9 286,2 avec 2,2 33,9 291,0 dispositif 2,0 33,4 1,1 290,3 2,2 1,8 32,8 288,8 TABLEAU N 2 - INFLUENCE DE LA TEMPERATURE Températures Pressions Ecarts Vitesses Ecarts ( C) (MPa) (m/s) avec + 51 43,4 273,7 dispositif + 20 39,6 13,1 279,2 6,2 - 31 30,3 281,0 sans + 51 46,1 1 281,9 dispositif + 20 39,4 1 14,9 278,0 10 - 31 31,2 271,9 La figure 4 illustre l'allure des courbes de pression correspondantes, respectivement avec le moyen écrêteur de pression selon la présente invention, et sans ce moyen. L'analyse de ces résultats fait ressortir qu'à performances identiques, les pressions maximales développées dans le lanceur sont plus faibles, ce qui diminue d'autant le niveau des contraintes appliquées aux structures du lanceur et du projectile. Les structures du tube de lancement peuvent être allégées. Ainsi, dans le cas du mode de réalisation décrit cidessus en référence aux figures 1 et 2, les structures du lanceur et du projectile peuvent être allégées, ce qui va dans le sens d'un allègement global du système d'arme. Ainsi, à performances équivalentes, la masse et la longueur de l'arme peuvent être réduites. En fonction des températures de tirs et des dispersions d'allumage, le système d'arme perfectionné selon l'invention régularise les pressions dans la chambre du lanceur, ce qui permet d'assurer une plus grande reproductibilité des vitesses de tir et ainsi d'améliorer la précision du système. il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrit et/ou représenté ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Système d'arme comprenant un tube de lancement dans lequel sont disposés un projectile et sa charge propulsive, caractérisé en ce que ladite charge propulsive (14) est associée à un dispositif (18) écrêtant par déformation mécanique la pression au départ du coup. 2 - Système d'arme selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen écrêteur de pression (18) est constitué d'un matériau friable tel que notamment une mousse de matière plastique. 3 - Système d'arme selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen limiteur de pression (18) est constitué d'un nid d'abeilles métallique ou en matière plastique, pris en sandwich entre deux peaux de stratifiés carbone ou verre/époxy. 4 - Système d'arme selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen limiteur de pression (18) est constitué de billes métalliques creuses. 5 - Système d'arme selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit moyen limiteur de pression (18) est constitué de tubes métalliques, notamment en alluminium, travaillant en flambement. 6 - Système d'arme selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la charge propulsive (14) est associée à une culasse mobile constituée d'une charge ou contre-masse éjectable et dispersable (16) caractérisé en ce que ledit moyen écrêteur de pression (18) est disposé entre la charge propulsive (14) et ladite masse éjectable (16). 7 - Système d'arme selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel le projectile (12) et sa charge propulsive (14) sont incorporés dans une douille (22) caractérisé en ce que ledit moyen écrêteur de pression (20) est positionné dans ladite douille (22) entre le fond de cette dernière et une chambre (24) recevant les gaz de combustion de la charge propulsive (14) lors du départ du coup, ladite charge propulsive étant positionnée dans un manchon d'allumage (26) solidaire de ladite douille. 8 - Système d'arme selon la revendication 7 caractérisé en ce que le moyen écrêteur de pression (20) et le manchon d'allumage (26) sont concentriques, ledit moyen écrêteur de pression étant disposé à l'extérieur dudit manchon. 9 - Système d'arme selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que le moyen écrêteur de pression (18) comporte sur sa face extérieure une structure annulaire (28), inscrite entre le diamètre extérieur dudit manchon d'allumage (26) et le diamètre intérieur de la douille (22), assurant ainsi l'étanchéité aux gaz de combustion et la transmission des efforts de poussée des gaz sur le projectile (12).