Brevet FR2725268A1 — publié le 19960405

La présente invention concerne le domaine des lanceurs, notamment des armes à feu, conçus pour le lancement de projectiles. La présente invention peut trouver des applications tant civiles que militaires. Dans le domaine civil, la présente invention peut être utiisée par exemple dans des systèmes anti-avalanches, antigrêles, des fusées d'artifices civiles, etc Plus précisément, la présente invention concerne le domaine des lanceurs comprenant un canon lanceur et une source de pression qui comunique avec la chambre du canon recevant le projectile. L'armement moderne nécessite de nombreux projectiles. Leur tir à partir d'une même arme demande généralement des artifices technologiques et quelques fois ergonomiques pour le tireur du fait que les armes habituelles ne sont pas toujours adaptées aux projectiles demandés. La présente invention a pour but de perfectionner les lanceurs existants. La présente invention a notamment pour but de permettre le tir de différents projectiles à partir d'un même lanceur. Ces buts sont atteints selon l'invention grâce à un lanceur comprenant - un support adapté pour assurer l'interface ergonomique de tir, - un ensemble à usage unique, canon/projectile conditionné dans le canon, adapté pour être placé sur le support, et - des moyens de fixation non permanents de l'ensemble canon/projectile sur le support. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, le lanceur comprend en outre des moyens d'éjection automatiques du canon, après chaque tir. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, chaque canon est de préférence adapté pour tenir la pression régnant en partie avant du canon, soit près de l'embouchure, tandis que le canon et le support sont dimensionnés pour tenir en combinaison la pression régnant en partie arrière du canon. Comme on l'explicitera par la suite, cette disposition permet de réaliser les canons sous forme d'un tube de faible épaisseur et par conséquent de faible masse. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique d'un support et d'un ensemble canon/projectile séparé composant un lanceur conforme à la présente invention, - la figure 2 représente une vue schématique du même lanceur conforme à la présente invention, en position assemblée, - la figure 3 illustre le même lanceur et représente la courbe de pression générée dans le tube du canon, lors d'un tir, - la figure 4 représente une autre vue schématique illustrant cette courbe de pression dans le tube, juxtaposée à une vue en coupe longitudinale du tube du canon, - la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale du seul ensemble canon/projectile conforme à la présente invention, - les figures 6 à 9 représentent des vues schématiques en coupe longitudinale d'un ensemble canon/projectile conforme à une variante particulière de réalisation de l'invention, à différentes étapes de sa mise en oeuvre, - la figure 10 représente une vue schématique d'un canon conforme à une autre variante de réalisation de la présente invention, - la figure 1 1 représente une vue schématique d'un lanceur à chargeur conforme à l'invention susceptible d'intégrer une pluralité d'ensembles canon/projectile du type illustré sur la figure 10, - la figure 12 représente une vue schématique, avec coupe axiale du chargeur, du lanceur conforme à la figure 11, et - les figures 13 à 17 illustrent schématiquement le fonctionnement du lanceur représenté sur les figures 11 et 12. Le lanceur conforme à la présente invention illustré sur les figures annexées comprend essentiellement un support 100 et au moins un ensemble 200 comprenant un canon ou tube 210 qui loge un projectile 220. Sur les dessins annexés, on a dessiné une arme d'épaule. Cependant la présente invention peut trouver de nombreuses autres applications, telles qu aux armes de poing, à l'artillerie, etc Le support 100 pourra faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Il est adapté pour permettre l'interface ergonomique de tir, l'interface mécanique et électrique de maintien du canon 210. Ce support 100 est en outre équipé d'un système électrique ou mécanique de mise à feu, de tout système permettant la visée, notamment lunette de visée, hausse ou guidon, et tout système permettant de limiter les effets de recul du lanceur au cours du tir. On a représenté schématiquement sur les figures annexées, un bati avant 110 équipé sur l'arrière d'une crosse 112. Le bati 110 porte un ensemble de poignées 114 et un pontet 116 qui entoure la détente 118. Le bati 110 peut être muni de toute sécurité appropriée. En outre, le bati 110 est muni de moyens de fixation non permanents du canon 210. Ces moyens de fixation peuvent être formés de socles de diverses configurations prévus sur la surface supérieure du bati 110. Selon le mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures annexées, ces moyens de fixation comprennent un fourreau 120 au-dessus de la crosse 112. Le fourreau 120 a son axe longitudinal parallèle à l'axe longitudinal de l'arme. Le fourreau 120 présente un alésage interne 122 ajusté au diamètre extérieur du canon 210 et ouvert vers l'avant du lanceur soit dans le sens du tir. Le canon 210 se présente de préférence sous la forme d'un tube rectiligne de section extérieure sensiblement constante sur sa longueur. Cependant le canon peut être muni de divers équipements, par exemple d'un frein de bouche, tels que sa section ne soit pas constante ou bien en variante, le canon 210 peut être de section évolutive le cas échéant pour permettre une adaptation de calibre. De préférence, le diamètre extérieur du canon 210 est complémentaire du diamètre interne de l'alésage 122 formé sur le fourreau 120 solidaire du support 100. Chaque projectile 220 est conditionné à l'intérieur d'un canon respectif 210 à usage unique. Le canon 210 est adapté pour être placé de façon amovible sur le support 100, plus précisément dans l'alésage 122 du fourreau 120, par engagement coulissant par l'avant. L'ensemble canon 210/projectile 220 est conditionné en ordre de tir. A cet effet, on a illustré schématiquement sur la figure 5 une cartouche pyrotechnique 230 conditionnée dans le canon 210, entre le fond 212 de celui-ci et le projectile 220. Cette cartouche 230 coopère avec tout moyen approprié, percuteur ou équivalent intégré au support 100. Il est à noter que le canon 210, comme le support 100, peuvent être sans culasse. Plus précisément encore, selon le mode de réalisation préférentiel de l'invention, le mode de fixation du canon 210 sur le support 100 est constitué par un ajustement glissant entre l'extérieur du canon 210 et l'alésage 122 du support 100. Pour cela on peut prévoir par exemple un ajustement du type H8g7 selon les normes NFE02-100 et NFE03-051 ou tout ajustement prévoyant de 1 à 15/100e de mm de jeu du diamètre. Lors de la mise en service de la source de pression 230, la pression générée dans la chambre interne 211 du canon 210 provoque un gonflement élastique de celui-ci qui vient annuler le jeu fonctionnel précédemment décrit existant entre la surface extérieure du canon 210 et la surface interne de l'alésage 122. La paroi externe du canon 210 vient alors s'appuyer sur la surface interne de l'alésage support 122 et permet ainsi de faire participer le fourreau support 120 à la résistance mécanique de tenue à la pression du tube canon 210. Cette disposition s'avère particulièrement avantageuse dans la mesure où elle permet d'optimiser la masse du canon 210. On a représenté en effet sur les figures 3 et 4, l'allure de la courbe de pression à l'intérieur de la chambre 2 1 du canon 210 en fonction de la position du projectile 220 dans la phase de balistique intérieure d'une arme. La dynamique des poudres et le volume de chambre initiale définissent une pression maximale, référencée Pmax sur la figure 3, de gaz qui se détend avec l'augmentation de volume de la chambre dûe à la progression du projectile 220. Aussi, la partie arrière du canon, éloignée de l'embouchure 214, est la plus sollicitée aux effets de pression. En autorisant par conséquent une déformation de la paroi du canon 210 pour faire participer le fourreau 120 à la résistance mécanique tenue à la pression du tube canon, on peut dimensionner, comme suggéré précédemment, la partie avant du canon 210 située à l'extérieur du fourreau 120 pour tenir à elle seule la pression (inférieure à la pression référencée P0 sur la figure 3) régnant dans cette partie avant, tandis que le canon 200 et le fourreau 120 sont adaptés pour supporter en combinaison la pression régnant dans la partie arrière du canon 210. On peut pour cela prévoir par exemple un fourreau 120 d'épaisseur constante sur toute sa longueur, conçu pour tenir en combinaison avec le canon 210 la pression maximale Pmax, ou encore prévoir une épaisseur évolutive du fourreau 120 adaptée à l'évolution de la courbe de pression régnant dans la chambre 211 du canon. Cette disposition permet donc l'utilisation d'un tube canon à paroi mince conçue pour supporter seulement la pression due aux gaz largement détendus régnant dans la partie avant du canon, sur l'extérieur du fourreau 120. Par ailleurs, le gonflement du canon 210 lors d'un tir est limité par son ajustement dans le support 120, dans le but d'éviter son explosion. Ce gonflement pourra être, selon les matériaux utilisés, une déformation élastique ou une déformation plastique irréversible ou une combinaison de ces deux déformations. Comme évoqué précédemment, il est prévu en outre de préférence des moyens d'éjection automatique du canon 210 à usage unique après chaque tir. De tels moyens d'éjection automatique peuvent faire l'objet de nombreuses variantes. Selon un mode de réalisation préférentiel, ces moyens d'éjection automatique comprennent sur la face arrière du canon 210 un orifice calibré 2 16. Le canon 210 conforme à l'invention permet l'interfacage optimal entre le support 100 et le projectile 220. Son dimensionnement et son conditionnement permettent d'obtenir une balistique intérieure adaptée au confort du tireur, malgré l'utilisation possible de projectiles nettement différents. De plus, le concept conforme à l'invention permet toute possibilité de combinaison du couple projectile 220/canon 210. On peut citer à titre d'exemple non limitatif les couples projectile/canon : à projectiles multiples, à canons multiples, à chambres balistiques multiples, à chambres balistiques régulées en pression, à canon silencieux, à projectiles non léthane, à projectiles non meurtriers (leurres, lance-amarres), à projectiles à conduite de tir, ou encore de tout système permis par la notion d'effet mortier dans un canon utilisé une seule fois. Le fonctionnement du lanceur représenté sur les figures 1 à 5 est pour l'essentiel le suivant. Lorsque l'ensemble canon 710/projectile 220 est en place sur un support 100, le système lanceur peut être utilisé comme un lanceur classique. Lors de l'actionnement de la détente 118, la source de pression 230 est initiée, par exemple par actionnement d'un percuteur ou encore par amorce électrique ou tout moyen équivalent. La pression développée par la source 230 expulse le projectile 220. La pression générée dans la partie arrière de la chambre 211 du canon est mécaniquement supportée en combinaison par l'enveloppe du canon 210 et par l'enveloppe du support 100, plus précisément par l'enveloppe du fourreau 120. En partie avant, soit sur l'extérieur du fourreau 120, le canon 210 supporte à lui seul la pression inférieure qui règne dans la chambre 211. A la fin du tir l'orifice calibré 216 de fond du canon 210 permet l'utilisation des gaz pyrotechniques résiduels afin d'éjecter le canon 210 par coulissement vers l'avant hors du fourreau 120. Il reste alors à l'utilisateur à placer un second ensemble canon/projectile sur le support 100 pour replacer le lanceur en ordre de tir. La présente invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. Ainsi, selon le mode de réalisation représenté sur les figures 6 à 9, le canon 210 est équipé de moyens de fermeture automatique de bouche après le tir. I1 est formé d'un tube fermé à une extrémité, d'un calibre d2 sur toute sa longueur, sauf à la bouche où il a un calibre inférieur dl. Entre les deux portions du tube de calibres différents se situe une gorge 217 de diamètre d3. Le projectile 220 possède un calibre dl. Le projectile 220 est muni en sa partie avant d'une gorge 222 qui reçoit un segment annulaire de guidage 240. Une plaque de poussée 242 est de plus placée en arrière du projectile 220, entre celui-ci et la source de pression 230 formée par exemple d'une cartouche pyrotechnique et de ses moyens de mise à feu. Le segment de guidage 240 et la plaque de poussée 242 sont prévus pour guider le projectile 220 de calibre dl dans la portion du tube 210 présentant un calibre d2. Le fonctionnement du système représenté sur les figures 6 à 9 est essentiellement le suivant. Après initiation de la cartouche pyrotechnique 230, le projectile 220 se déplace vers la bouche 214 du canon 210. Le segment de guidage 240 au passage de la portion du tube de calibre dl se sépare du projectile 240 pour se positionner dans la gorge 217 de diamètre d3 du canon, comme on le voit sur les figures 7 et 8. La plaque de poussée 242 vient alors se bloquer derrière le segment de guidage 240 pour fermer le tube canon. Eventuellement cette plaque de poussée 242 peut même se sertir dans le tube canon 210. Les gaz de propulsion issus de la source 230 sont donc prisionniers du tube canon. Ils seront donc sans signature thermique ou sonore. Le cas échéant, on peut prévoir, à un endroit quelconque du système, un orifice permettant la vidange contrôlée du tube canon 210. On notera que l'impulsion vers l'avant correspondant à l'arrêt de la plaque de poussée 242 peut permettre l'expulsion du tube canon 210 sans prélèvement de gaz grâce à un orifice calibré 216. En outre, la fermeture de la bouche 214 du canon 210 peut permettre de prévoir une balistique intérieure à pression finale élevée, balistique favorable aux grandes dynamiques de tir. On va décrire maintenant trois exemples de dimensionnements d'un tube canon 210. EXEMPLE 1 Canon 210 présentant un calibre de 76,2 mm, une longueur de 800 mm, pour un projectile de 1 kg et une accélération de 100 Ns - pression maximale: 140 bars, - pression dimensionnante pour le tube canon : 70 bars, - masse du tube canon en matériau codé sous la dénomination 2017A en référence à la norme NFA-50-411 : 550 g, - masse du tube canon en matériau codé sous la dénomination 7049A en référence à la norme NFA-50-411: 380 g, et - masse du tube canon en enroulement filamentaire de carbone HR : 150 g. EXEMPLE 2 Pour un canon 210 d'un calibre de 60 mm, une longueur de 800 mm, et un projectile de 650 g, avec une accélération de 50 Ns - pression maximale: 200 bars, - pression dimensionnante pour le tube canon : 100 bars, - masse du tube canon en 2017A: 530 g, - masse du tube canon en 7049A: 360 g, et - masse du tube canon en enroulement filamentaire de carbone HR: 120 g. EXEMPLE 3 Pour un canon 210 d'un calibre 40 mm, une longueur de 450 mm, un projectile de 300 g et une accélération de 50 Ns - pression maximale: 160 bars, - pression dimensionnante pour le tube canon : 80 bars, - masse du tube canon en 2017A: 520 g, - masse du tube canon en 7049A: 80 g, et - masse du tube canon en enroulement filamentaire de carbone HR : 50 g. Selon encore une autre variante de réalisation illustrée schématiquement sur les figures 10 à 17, le support 100 est conçu pour recevoir non point un ensemble unique canon 210/projectile 220, mais un chargeur 300 incorporant plusieurs de tels ensembles canon 210/projectile 220. Cette disposition permet bien entendu une utilisation du lanceur en répétition. Dans ce cas de préférence, le bati 110 du support 100 est muni sur son extrémité avant d'une butée escamotable 130 qui sert à positionner avec précision chaque canon 210. En outre, de préférence pour permettre un chargement simple de différents canons 210 placés dans le chargeur 300, successivement, sur le support 100, le fourreau 120 conçu pour recevoir l'extrémité arrière d'un canon 120, et participé à la reprise d'effort, est monté à coulissement télescopique sur le support 100. Le fonctionnement du lanceur reste par ailleurs sensiblement identique au fonctionnement décrit précédemment en regard des figures 1 à 5. Ce fonctionnement est schématisé sur les figures 13 à 17 annexées. On a représenté sur la figure 13 un lanceur prêt au tir. Le chargeur 300 équipé de trois canons 210 est placé sur le support 100. Le canon 210 inférieur est engagé dans le fourreau 120. L'actionnement de la détente 118 par un tireur provoque l'escamotage de la butée 130 puis la mise à feu de la source de pression 230. Les effets de la balistique intérieure provoquent alors le départ du projectile 220 et le recul du canon 210 et de la partie reculante 120 du support 100 comme schématisé sur la figure 14. Comme illustré sur la figure 15, en cours de recul, il y a expulsion vers l'avant du canon 210, par exemple grâce à l'orifice calibré 216. Comme le montre la figure 16, le volume libéré en partie inférieure du chargeur 300 permet à un nouveau canon consommable 210 de remplacer le canon expulsé antérieurement. Ce mouvement est créé de préférence par l'action d'un ou de plusieurs ressorts implantés dans le chargeur 300. La butée 130 escamotable est alors remise en fonction. Comme le montre la figure 17, la remise en batterie vers l'avant de la partie reculante 120 du support 100 verrouille le système lanceur dans sa position initiale. Le lanceur est alors prêt pour un nouveau tir. A titre d'exemple non limitatif, pour une arme de point, on peut prévoir le dimensionnement suivant - longueur des canons consommables 210: 450 mm, - diamètre des canons consommables 210: 42 mm, - masse des projectiles 220 : 300g, - masse d'un canon consommable complet 210 : 450 g, - masse de la partie reculante 120 du support 100: 3,5 kg, - masse totale de l'arme avec trois canons consommables 210 placés dans un chargeur 300: 7,5 kg, - dimensions hors partie ergonomique i 500 x 150 x 60 mm. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Système lanceur, notamment lanceur pyrotechnique, pour le lancement de projectile, caractérisé par le fait qu'il comprend - un support (100) adapté pour assurer l'interface ergonomique de tir, - un ensemble à usage unique, canon (210)/projectile (220) conditionné dans le canon (210), adapté pour être placé sur le support (100), et - des moyens (120) de fixation non permanents de l'ensemble canon (210)/projectile (220), sur le support (100). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie avant du canon (210) est dimensionnée pour tenir à elle seule la pression régnant en partie avant de ce canon, tandis que la partie arrière du canon (210) et le support (120) sont dimensionnés pour tenir en combinaison la pression supérieure régnant en partie arrière du canon (210). 3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le lanceur comprend en outre des moyens (216) d'éjection automatique du canon (210) après chaque tir. 4. Système selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé par le fait que l'ensemble canon (210)/projectile (220) est adapté pour être engagé par coulissement par l'avant sur le support (100). 5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens de fixation comprennent un fourreau (120) solidaire du support (100). 6. Système selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le fourreau (120) possède un alésage (122) ajusté au diamètre extérieur du canon (210). 7. Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les moyens de fixation sont constitués par un ajustement glissant entre l'extérieur du canon (210) et l'intérieur du support (120). 8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les moyens de fixation comprennent un ajustement présentant un jeu de l'ordre de 1 à 15/100e de mm entre la surface extérieure du canon (210) et l'alésage interne (122) du support (120). 9. Système selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les moyens de fixation comprennent un ajustement du type H8g7 entre la surface extérieure du canon (210) et l'alésage interne (122) du support (120). 10. Système selon l'une des revendications 1 à 9 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens d'éjection automatiques comprennent un orifice calibré (216) dans la paroi arrière du canon (210). 11. Système selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (240, 242) de fermeture automatique de la bouche (214) du canon (210) après chaque tir. 12. Système selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il comprend un tube canon (210) fermée à une extrémité d'un calibre d2 sur toute sa longueur, sauf à la bouche (214) où il a un calibre inférieur dl, une gorge (217) de diamètre d3 étant formée dans le tube canon (210) entre les deux portions de calibres différents, un projectile (220) de calibre dl pourvu en sa partie avant d'une gorge (222) qui reçoit un segment de guidage (240) apte à se positionner dans la gorge (217) du canon (210) lors du passage en regard de celle-ci au cours d'un tir. 13. Système selon l'une des revendications 1 1 ou 12, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une plaque de poussée (242) en arrière du projectile (220) apte à être immobilisée au niveau de la bouche (214) du canon, en arrêt contre un segment de guidage (240) venant en prise dans une gorge (217) formée sur l'avant du tube canon (210). 14. Système selon l'une des revendications 1 1 à 13, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un orifice permettant la vidange contrôlée du tube canon (210). 15. Système selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait qu'il comprend un chargeur (300) contenant plusieurs ensembles canon (210)/projectile (220) et des moyens permettant de disposer successivement chaque canon (210) sur le support, en vue d'un tir. 16. Système selon la revendication 15, caractérisé par le fait que le support (100) possède une butée (130) escamotable assurant le positionnement de chaque canon (210) au moment d'un tir. 17. Système selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé par le fait que les moyens de fixation comprennent un fourreau (120) monté à coulissement télescopique sur le support (100) entre une position avant de maintien d'un tube canon (210) en vue d'un tir et une position arrière autorisant le chargement d'un canon (210).