Brevet FR2715721A1 — publié le 19950804

La présente invention concerne un obus gyrostabilisé de transport de charge utile. Les obus de transport de charge utile sont également appelés obus cargos. Leur fonction est de transporter une charge utile jusqu'au-dessus du champ de bataille (ou d'un autre emplacement) et de larguer cette charge en altitude. La charge peut être constituée de munitions, de dispositifs éclairants, de dispositifs de renseignements, etc. Afin d'atteindre le sol sans être endommagée, la charge peut être munie de parachutes. La charge est généralement larguée par le culot de l'obus. Le largage est déclenché par la combustion d'une composition génératrice de gaz qui entraîne une surpression à l'intérieur du corps (pression de dépotage) et provoque l'arrachage du culot et le largage de la charge. Classiquement, le culot est fixé au corps de l'obus au moyen d'un filetage, d'un clavetage, de cannelures et d'une goupille ou au moyen d'un emmanchement en serre et d'une goupille. Ces dispositifs de fixation ne répondent pas de façon satisfaisante aux différentes contraintes auxquelles est soumis l'obus. En effet, l'obus doit pouvoir être manipulé et stocké sans danger (essai de chute, tenue aux intempéries, ...). Sa maintenance doit être facile (entretien et contrôle de la charge utile,...). La séparation du culot lors du largage doit se faire sans difficulté. A ce titre, le culot fileté offre une bonne tenue mécanique et permet un démontage facile pour la maintenance de la charge utile. En revanche, lors du largage, la section de matière à cisailler (section du filetage) est importante de sorte qu'une forte pression de dépotage est nécessaire. Au contraire, pour obtenir une basse pression de dépotage, il faut munir le culot d'un filetage à faible section de cisaillement. Dans ce cas, la tenue mécanique est insuffisante lors des essais de chute. Le culot goupillé claveté, goupillé cannelé ou goupillé avec serrage autorise l'emploi d'une basse pression de dépotage mais engendre des coûts élevés d'usinage et de montage ainsi que des problèmes d'étanchéité lors du tir face aux pression mises en oeuvre dans le canon. De plus, le démontage de l'obus pour la maintenance de la charge utile entraîne la destruction du culot et s'avère onéreuse du fait de l'usinage réalisé directement sur les parties arrières du corps de l'obus. L'invention a donc pour but de surmonter ces inconvénients en proposant un obus dont le culot présente une résistance suffisante dans les conditions de stockage et d'environnement (essai de chute, de vibration,...), qui permette une maintenance facile de la charge utile sans destruction des pièces et qui ne nécessite qu'une basse pression de dépotage. La présente invention vise donc un obus gyrostabilisé de transport de charge utile, comprenant un culot fixé au corps dtobus au moyen d'un filetage. Selon l'invention, l'obus comprend un élément de fixation du culot au corps, cet élément ayant un axe sensiblement parallèle à l'axe de l'obus et étant fixé au culot et au corps respectivement grâce à des premier et deuxième filetages sensiblement décalés longitudinalement suivant ledit axe l'un par rapport à l'autre, une partie de cet élément comprenant le premier ou le deuxième filetage étant déformable suivant une direction radiale par rapport à l'axe de l'obus pour désengager les filets constituant ledit filetage afin de désolidariser du corps ou du culot ledit élément. Par exemple, si la partie déformable porte le premier filetage, sa déformation provoquera le désengagement du culot et de l'élément. Les filetages assurent une excellente tenue mécanique de l'obus lors des essais de chute et autorisent un démontage et un remontage facile et rapide du culot pour la maintenance comme avec un filetage classique du culot directement sur le corps. Lors du largage, la pression de dépotage s'exerçant intérieurement sur le corps et le culot engendre des contraintes dans l'élément de fixation dans la direction de séparation du corps et du culot qui est sensiblement la direction axiale de l'obus. L'inclinaison des filets du filetage de la partie déformable par rapport à l'axe de l'obus modifie la direction de ces contraintes de sorte que cette partie est soumise à des contraintes radiales par rapport à l'axe de l'obus, à savoir des contraintes tendant à désengager le filet de cette partie de l'élément d'avec le filet correspondant du corps ou du culot. La pression de dépotage provoque le désengagement total de ce filet. Aucun filetage ne relie plus l'élément de fixation au corps ou au culot suivant le cas. Seule subsiste éventuellement une liaison par serrage entre l'élément et le corps ou le culot, dont la résistance à des efforts axiaux est très faible. Dès le désengagement du filetage, le culot est éjecté. A titre indicatif, alors que la pression de dépotage dans un obus classique est de l'ordre de 800 105 Pa, une pression de dépotage d'environ 200 105 Pa suffit pour l'obus selon l'invention. Dans tout le texte de la présente demande et par souci de concision et de clarté, on entend par filetage une liaison classique du type vis-écrou associant deux filets hélicoidaux. Selon une version avantageuse de l'invention, l'obus comprend en outre des moyens d'immobilisation agencés pour interdire la déformation de l'élément jusqu'au début de l'étape de largage de la charge. On garantit ainsi qu'aucune déformation accidentelle de l'élément de fixation ne pourra se produire jusqu'au largage de la charge. Selon une version préférée de l'invention, lesdits moyens d'immobilisation comprennent des moyens d'interposition agencés pour constituer un obstacle interdisant ladite déformation et pour être déplacés au début de l'étape de largage afin d'autoriser cette déformation. Selon une version préférée de l'invention, l'élément de fixation comprend une bague formant tulipe présentant les filetages précités, la bague présentant en outre des fentes parallèles à l'axe de la bague réparties de façon sensiblement régulière sur le pourtour de la bague, ces fentes s'étendant sur la partie déformable de la bague jusqu'à un bord de la bague, la bague étant réalisée en un matériau élastiquement déformable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description qui va suivre d'un mode préféré de réalisation. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non-limitatif: - la figure 1 est une vue en coupe axiale de la partie arrière d'un obus selon un mode préféré de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue agrandie de la partie inférieure de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective des moyens formant couronne constitués par une bague; - la figure 4 est une vue en perspective des entretoises; et - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 présentant l'obus à l'instant précédent le largage. En référence aux figures 1 et 2, l'obus gyrostabilisé de transport de charge utile selon l'invention comprend un corps 1 cylindrique d'axe 3 dont seule la partie arrière opposée à l'ogive est représentée. L'obus comprend aussi un culot 2 fixé au corps d'obus 1 et coaxial à celui-ci. L'obus comprend un élément de fixation du culot 2 au corps 1. L'élément de fixation est ici une bague formant tulipe 5 de forme générale cylindrique représentée notamment sur la figure 3. La bague 5 est fixée au culot et au corps respectivement grâce à des premier et deuxième filetages 6 et 7 sensiblement décalés longitudinalement suivant l'axe 3 l'un par rapport à l'autre. La bague 5 présentant ici une forme légèrement rétrécie en direction de l'ogive, le filetage 6 est présent sur le pourtour intérieur de la bague 5 près du bord 11 le plus évasé et le filetage 7 est présent sur le pourtour extérieur de la bague près du bord 10 le plus rétréci. Une partie de la bague 5 comprenant le premier 6 ou le deuxième 7 filetage est déformable suivant une direction radiale par rapport à l'axe 3 de l'obus pour désengager les filets constituant ledit filetage 6 ou 7 afin de désolidariser du corps 1 ou du culot 2 la bague 5. Dans le présent exemple, la partie déformable de la bague est la partie 8 présentant le filetage 7. La figure 5 montre la bague 5 telle qu'elle peut être déformée. Afin de pouvoir être déformée, la partie 8 de la bague 5 présente des fentes 9 parallèles à l'axe 3 réparties de façon sensiblement régulière sur le pourtour de la bague. Les fentes 9 s'étendent sur la partie déformable 8 jusqu'au bord 10 de la bague. Par ailleurs, la bague est réalisée en un matériau élastiquement déformable par exemple en métal. L'obus comprend par ailleurs des moyens d'immobilisation agencés pour interdire la déformation de la bague 5 jusqu'au début de l'étape de largage de la charge. Ces moyens d'immobilisation comprennent des moyens d'interposition agencés pour constituer un obstacle interdisant la déformation de la bague 5 et pour être déplacés au début de l'étape de largage afin d'autoriser cette déformation. Les moyens d'interposition comprennent des moyens formant couronne coaxiale à la bague 5. Les moyens formant couronne sont ici constitués par un disque 12 intérieur à la bague 5. Le disque 12 est placé en contact avec la partie déformable 8 de la bague, le pourtour 13 du disque 12 étant en contact avec sensiblement tout le pourtour intérieur 19 de la bague 5. Le pourtour intérieur 19 de la bague 5 présente un épaulement 14 formant butée pour le disque 12 dans la direction opposée au culot 2 empêchant ainsi le mouvement du disque 12 en direction de l'ogive. En référence à la figure 4, les moyens d'immobilisation comprennent en outre des entretoises 15 ici au nombre de trois. Ces entretoises ont chacune une forme en secteur de 1200 d'anneau plat de sorte qu'elles constituent toutes les trois un anneau plat lorsque leurs bords radiaux 16 sont mis en contact. Les entretoises sont disposées dans l'obus de sorte que cet anneau ait pour axe l'axe 3 de l'obus. Les entretoises 15 sont agencées pour être en contact par des faces opposées respectives 17,18 avec le disque 12 et avec le culot 2 afin de maintenir le disque 12 en contact avec l'épaulement 14. De plus, les entretoises sont agencées pour être déplaçables avant l'étape de largage afin de ne plus maintenir le disque 12 en contact avec l'épaulement 14 comme on le verra plus loin. Le disque 12 comprend un relief en saillie 20 en forme de disque coaxial au disque 12 mais de rayon plus petit. Les entretoises 15 prennent appui par leur face 17 sur le relief 20 pour maintenir le disque 12 en contact avec l'épaulement 14. Le relief 20 a une épaisseur légèrement supérieure à l'épaisseur des entretoises 15. Chaque entretoise 15 présente un épaulement 21 coopérant avec le relief 20 pour former butée pour le déplacement de l'entretoise 15 vers l'axe 3 de l'obus. Lors du largage, les entretoises pourront glisser radialement vers le pourtour intérieur de la bague 5 comme représenté en traits mixtes sur la figure 2 et comme on le verra plus loin. Le rayon du relief 20 est suffisamment faible par rapport à la largeur des entretoises pour que l'espace entre le relief 20 et le culot 2 soit alors complètement vide. De plus, le disque 12 et l'épaulement 21 des entretoises sont conformés de sorte que cet épaulement 21 ne gène pas dans cette situation la translation du disque 12 vers l'arrière de l'obus pour venir en contact avec le culot. De plus, les moyens d'immobilisation comprennent des moyens pour retenir les entretoises 15 en direction de l'axe 3 contre le relief 20 au plus tard jusqu'à l'étape de largage. Ces moyens sont ici constitués par un ressort en spirale 22 logé dans une encoche 23 de la tranche extérieur des entretoises 15. Le fonctionnement de la présente invention est le suivant. Durant le stockage et la manipulation de l'obus à des fins non-balistiques (transport, entretien, ...), les différentes pièces de l'obus sont dans la configuration représentée sur la figure 2. Le culot 2 est vissé sur la bague 5 par le filetage 6 et la bague 5 est vissée sur le corps 1 de l'obus par le filetage 7. Le disque 12 est placé à l'intérieur du corps 1 et de la bague 5 en appui contre l'épaulement 14. Le corps 1, le culot 2 et le disque 12 sont coaxiaux. Les entretoises 15 sont placées dans leur position la plus rapprochée de l'axe 3 de l'obus. Elles sont en contact par leur face 17 avec le relief 20 du disque et par leur face 18 avec le culot. Les entretoises empêchent la translation du disque 12 vers le culot. Elles sont serrées vers l'axe de l'obus par le ressort 22, l'épaulement 21 de chaque entretoise prenant appui sur le relief 20. Cette configuration demeure jusqu'au moment où l'obus est placé dans le canon de l'arme et est prêt à être tiré. La phase de balistique intérieure désigne la phase du tir pendant laquelle l'arme parcourt l'intérieur du canon en direction de la bouche du canon. Pendant cette phase, comme il est bien connu, l'obus est accéléré suivant sa direction axiale et mis en rotation autour de son axe (obus gyrostabilisé). Sous l'effet de l'accélération axiale, la charge utile exerce une pression de contact sur le disque 12 vers le culot 2. Cette pression empêche tout déplacement des entretoises. Celles-ci sont donc immobilisées alors que sous l'effet de la rotation, le ressort 22 s'éloigne des entretoises 15 et se plaque sur le pourtour intérieur de la bague 5. La phase de balistique extérieure débute lorsque l'obus sort de la bouche du canon. La décélération que subit l'obus a pour effet de supprimer la pression de la charge sur le disque 12 et la pression sur les entretoises 15. Sous l'effet de la rotation de l'obus, les entretoises sont centrifugées vers le pourtour intérieur de la bague 5 pour arriver dans la position représentée en traits mixtes sur la figure 2. La phase de dépotage s'amorce quand l'obus a atteint l'emplacement souhaité. La combustion de la composition génératrice de gaz génère une surpression dans le corps 1. Le disque 12 qui n'est plus bloqué par les entretoises 15 se trouve poussé vers le culot 2 avec lequel il vient en contact par le relief 20 comme sur la figure 5. La pression sur le culot engendre des efforts axiaux dans la bague 5. L'inclinaison des filets du filetage 7 par rapport à l'axe de l'obus transforme ces contraintes en des contraintes radiales vers l'axe 3 sur la partie déformable 8 de la bague 5. Le disque 12 ayant été déplacé, la partie 8 peut alors se déformer sous l'effet de ces contraintes. Les fentes 9 lui permettent de se contracter de sorte que les filets de la partie 8 se désengagent des filets du corps 1 pour rendre inopérant le filetage 7. Seul demeure éventuellement un serrage du corps 1 autour de la partie évasée de la bague 5 près de son bord 11. Les efforts de frottement générés par ce serrage sont faibles par rapport à la pression de dépotage de sorte que le culot 2, la bague 5, les entretoises 15 et le disque 12 sont éjectés vers l'extérieur pour permettre le largage de la charge. La présente invention concerne des obus de types très variés: obus d'artillerie, de char, de mortier, etc. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications et améliorations sans sortir du cadre de celle-ci. Par exemple, l'élément déformable pourra avoir des configurations très différentes de celle qui a été décrite. Cet élément pourra être constitué de plusieurs organes reliés entre eux. De plus, on pourra concevoir un mode de réalisation de l'invention dans lequel la partie déformable de cet élément sera la partie portant le filetage 6. Les moyens d'immobilisation pourront être variés et de nature mécanique, électromagnétique, chimique, etc. REVENDICATIONS 1. Obus gyrostabilisé de transport de charge utile, comprenant un culot (2) fixé au corps (1) d'obus au moyen d'un filetage, caractérisé en ce que l'obus comprend un élément de fixation (5) du culot (2) au corps (1), cet élément ayant un axe sensiblement parallèle à l'axe (3) de l'obus et étant fixé au culot (2) et au corps (1) respectivement grâce à des premier (6) et deuxième (7) filetages sensiblement décalés longitudinalement suivant ledit axe (3) l'un par rapport à l'autre, une partie (8) de cet élément (5) comprenant le premier ou le deuxième filetage étant déformable suivant une direction radiale par rapport à l'axe (3) de l'obus pour désengager les filets constituant ledit filetage afin de désolidariser du corps (1) ou du culot (2) ledit élément (5). 2. Obus selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'obus comprend en outre des moyens d'immobilisation (12,15) agencés pour interdire la déformation de l'élément (5) jusqu'au début de ltétape de largage de la charge. 3. Obus selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits moyens d'immobilisation comprennent des moyens d'interposition (12) agencés pour constituer un obstacle interdisant ladite déformation et pour être déplacés au début de l'étape de largage afin d'autoriser cette déformation. 4. Obus selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément de fixation (5) comprend une bague formant tulipe (5) présentant les deux filetages (6,7) précités, la bague présentant en outre des fentes (9) parallèles à l'axe de la bague réparties de façon sensiblement régulière sur le pourtour de la bague, ces fentes (9) s'étendant sur la partie déformable (8) de la bague jusqu'à un bord (10) de la bague, la bague (5) étant réalisée en un matériau élastiquement déformable. 5. Obus selon les revendications 3 et 4 caractérisé en ce que lesdits moyens d'interposition comprennent des moyens formant couronne (12) coaxiale à la bague (5), placée en contact avec la partie déformable (8) de la bague, le pourtour de la couronne (12) étant en contact avec sensiblement tout le pourtour de la bague (5). 6. Obus selon la revendication 5 , l'un (7) des deux filetages étant présent sur le pourtour extérieur de la bague (5) et les moyens formant couronne comprenant un disque (12) intérieur à la bague (5), l'obus étant caractérisé en ce que le pourtour intérieur de la bague présente un épaulement (14) formant butée pour le disque (12) dans la direction opposée au culot (2), les moyens d'immobilisation comprenant en outre des entretoises (15) agencées pour être en contact par des faces opposées respectives (16,17) avec le disque (12) et avec le culot (2) afin de maintenir le disque en contact avec l'épaulement (14), et pour être déplaçables avant l'étape de largage afin de ne plus maintenir le disque en contact avec l'épaulement. 7. Obus selon la revendication 6 caractérisé en ce que le disque (12) comprend au moins un relief en saillie (20) sur lequel les entretoises (15) prennent appui pour maintenir le disque en contact avec l'épaulement (14), chaque entretoise (15) présentant un épaulement (21) coopérant avec ledit relief (20) pour former butée pour le déplacement de l'entretoise (15) vers l'axe (3) de l'obus. 8. Obus selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens d'immobilisation comprennent des moyens (22) pour retenir les entretoises (15) en direction de l'axe (3) contre le relief (20) au plus tard jusqu'à l'étape de largage.