Brevet FR2732456A1 — publié le 19961004

CEINTURE D'ETANCHEITE POUR UN SABOT DE PROJECTILE FLECHE La présente invention concerne une ceinture d'étanchéité pour un sabot de projectile flèche. D'une manière générale, le domaine technique de l'invention est celui des projectiles flèches tels qu'une munition anti-char à énergie cinétique, notamment de gros calibre. Un projectile flèche est une munition constituée, d'une façon connue en soi, d'un système propulsif, d'un projectile ou sabot de lancement et de guidage calibré au diamètre du tube de l'arme, et d'un sous-projectile sous-calibré ou pénétrateur entouré par le sabot et qui constitue l'organe perforant de la munition. Le sabot est constitué de plusieurs segments, en général trois, rapportés autour du sous-projectile et qui sont maintenus au moyen d'une ceinture qui doit remplir les fonctions suivantes - maintenir l'intégrité des segments du sabot, - assurer un seuil de pression minimum ou pression de forcement derrière le sabot avant mise en mouvement de celui-ci après mise à feu du système propulsif, - participer au guidage de la munition pendant la phase de balistique intérieure dans le tube de l'arme, et - assurer l'étanchéité vis-à-vis des gaz propulsifs entre le tube et la munition au cours de cette phase de balistique intérieure. En outre, à la sortie du tube, la ceinture doit se briser ou se fragmenter pour permettre aux segments de se détacher du sous-projectile sous les efforts conjugués des forces aérodynamiques et/ou des gaz propulsifs, le sous-projectile poursuivant seul sa trajectoire au cours d'une phase de balistique extérieure. Cette phase au cours de laquelle la ceinture doit se rompre, ou phase de balistique intermédiaire, est déterminante quant à la qualité des performances de balistique extérieure du sous-projectile. Afin de perturber le moins possible le largage des segments du sabot, la ceinture d'étanchéité est généralement munie d'une amorce de rupture située au droit de chaque plan de joint entre deux segments du sabot, afin d'obtenir une régularité de rupture de la ceinture. Ces amorces de rupture sont réalisées, suivant différentes solutions, une fois la ceinture mise en place sur le sabot soit par surmoulage, soit par déformation élastique. L'une de ces solutions consiste à usiner, par enlèvement de matière, une entaille dans la ceinture au niveau de chaque plan de joint entre les segments du sabot. Cette entaille est faite avec une concavité tournée vers l'extérieur par rapport au sabot d'une part, et, pour des raisons d'usinage, cette entaille se prolonge généralement au niveau du sabot d'autre part. Concrètement, ces entailles affectent donc à la fois la ceinture et le sabot. Cependant, la partie de la ceinture ainsi enlevée se fait donc forcément au détriment de la surface de contact direct de la ceinture avec l'amie du tube, et il en résulte, au niveau de cette entaille, une diminution de la partie de la ceinture s'opposant au passage des gaz propulsifs. Une possibilité de fuite de gaz existe donc au niveau de chaque entaille, cette fuite pouvant s'aggraver d'autant lorsque l'on tire la munition dans un tube usé qui présente des érosions ponctuelles, par exemple. Or, toute fuite de gaz vers la partie avant du sabot provoque, entre autres, une mise en pression de la portée avant du sabot pouvant provoquer une rupture de celle-ci et des érosions (par effet de chalumeau) localisées tant au niveau des portées avant et arrière du sabot pendant son déplacement qu'au niveau de l'amie du tube elle-même. Ces inconvénients sont par conséquent néfastes à l'obtention de la performance de balistique extérieure intrinsèque à la munition et peuvent, en outre, être générateurs d'une usure prématurée du tube de lancement. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients de ces ceintures, sachant que chaque amorce de rupture délimite une section de cisaillement dans la ceinture qui doit rester néanmoins suffisante pour maintenir l'intégrité du sabot au cours de la phase de balistique intérieure tout en favorisant la rupture de la ceinture à la sortie du tube. A cet effet, l'invention propose une ceinture pour un sabot de projectile flèche, cette ceinture comprenant au moins une amorce de rupture qui est réalisée dans la ceinture une fois celle-ci mise en place par surmoulage ou par déformation élastique dans une gorge périphérique annulaire qui entoure le sabot, caractérisée en ce que l'amorce de rupture est réalisée de façon à conserver une surface périphérique extérieure aussi importante que possible à la ceinture pour des raisons d'étanchéité aux gaz propulsifs pendant la phase de balistique intérieure du projectile flèche. D'une manière générale, l'amorce de rupture est une entaille de faible largeur qui est située à la partie avant de la ceinture en considérant la direction de déplacement du projectile flèche, cette entaille comprenant au moins une première partie qui débouche à la fois à la partie avant et à la surface périphérique extérieure de la ceinture, et une seconde partie borgne qui se prolonge axialement à l'intérieur du corps de la ceinture et sous la surface périphérique externe de celle-ci. Selon un exemple de réalisation de l'invention, les deux parties d'extrémité de la seconde partie borgne de l'entaille, qui sont respectivement adjacentes aux surfaces périphériques extérieure et intérieure de la ceinture, sont réunies l'une à l'autre par une paroi de forme courbe. En variante, les deux parties d'extrémité de la seconde partie borgne de l'entaille, sont réunies l'une à l'autre par une paroi sensiblement plane et inclinée par rapport à l'axe de la ceinture. D'une manière générale, le fond de l'entaille peut déboucher dans le fond de la gorge du sabot prévue pour recevoir la ceinture, et une entaille est avantageusement prévue au droit de chaque plan de joint entre deux segments du sabot. Pour faciliter la réalisation de l'entaille dans la ceinture d'étanchéité, cette entaille peut se prolonger au niveau du sabot par une entaille dont le fond est sensiblement dans le prolongement du fond de l'entaille usinée dans la ceinture. Ainsi, une ceinture d'étanchéité selon l'invention permet - de conserver une largeur de ceinture maximum en contact avec le tube pour limiter les possibilités de passage des gaz propulsifs pendant la phase de balistique intérieure, - permettre le tir du projectile flèche dans un tube présentant des défauts de surface, ce qui permet une augmentation de la durée de vie globale de l'arme, - conserver une section de cisaillement de la ceinture compatible avec les contraintes externes de la munition, et - limiter cette section de cisaillement au minimum afin de diminuer au maximum la génération d'effets perturbateurs pendant la phase de balistique intermédiaire. Les amorces de rupture ainsi prévues dans la ceinture offrent ainsi l'avantage de pouvoir optimiser au mieux la fonctionnalité de la ceinture à la fois lors de la phase de balistique intérieure et lors de sa rupture à la sortie du tube, c'est-à-dire que les amorces de rupture permettent à la ceinture d'assurer sa fonction d'étanchéité tout en laissant subsister une section de cisaillement nécessaire au maintien de l'intégrité du sabot et sans nuire à la rupture de la ceinture à la sortie du tube. Les amorces de rupture selon l'invention sont donc conçues pour obtenir la meilleure adéquation entre la plus grande surface d'étanchéité entre la ceinture et le tube d'une part, et des sections de cisaillement les moins importantes possibles mais suffisantes pour maintenir l'intégrité du sabot d'autre part. D'une manière générale, chaque amorce de rupture constituée par une entaille, éventuellement complétée par une entaille dans le sabot, peut être usinée par un procédé mécanique utilisant une lame vibrante abrasive ou par un procédé thermique utilisant une lame chauffante, par exemple. D'autres caractéristiques, avantages 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 demi-vue en coupe partielle d'un projectile flèche connu en soi, - la figure 2 est une vue en coupe limitée d'une ceinture d'étanchéité avec une amorce de rupture selon l'art antérieur, - la figure 3 est une vue en coupe limitée d'une ceinture d'étanchéité avec une amorce de rupture selon un exemple de réalisation de l'invention, et - la figure 4 est une variante de réalisation de la figure 3. Le projectile flèche ou munition 1 illustré partiellement sur la figure 1 comprend un système propulsif (non représenté), un projectile ou sabot 3 calibré au diamètre du tube de l'arme et un sousprojectile 5 sous-calibré ou pénétrateur. Le sabot 3 est constitué de plusieurs segments 3a en un alliage léger et à la forme générale d'un diabolo que délimite une portée avant 7 et une portée arrière 9, en considérant la direction de déplacement F du sabot à l'intérieur du tube d'une arme. Les segments 3a sont maintenus autour du sous-projectile 5 au moyen d'une frette 11 en un matériau plastique, rapportée dans une gorge périphérique annulaire 13 et située au niveau de la portée avant 7 du sabot 3, et au moyen d'une ceinture d'étanchéité 15, également en un matériau plastique, surmoulée ou mise en place par déformation élastique dans une gorge périphérique annulaire 17 située au niveau de la partie arrière 9 du sabot 3. La face arrière du sabot 3 est de forme tronconique et recouverte d'un joint 19 en élastomère par exemple, qui assure l'étanchéité entre les plans de joint des segments 3a du sabot 3 d'une part et entre le sabot 3 et le pénétrateur 5 d'autre part. En se reportant à la figure 2, il est connu de prévoir au moins une amorce de rupture 20 qui peut être usinée par enlèvement de matière dans la ceinture d'étanchéité 15, une fois celle-ci rapportée dans la gorge 17 du sabot 3. Comme expliqué en préambule, cette entaille 20 est réalisée avec une concavité tournée vers l'extérieur par rapport au sabot 3 d'une part, et pour des raisons d'usinage, cette entaille se prolonge au niveau du sabot 3 par une entaille 20 d'autre part. Dans ces conditions, au niveau de l'entaille 20, la longueur de la ceinture d'étanchéité en contact avec la paroi interne ou âme du tube T (en traits mixtes) est limitée à une longueur dl. Au contraire, selon l'invention et comme cela est illustré à la figure 3, cette entaille 20 est réalisée de façon à conserver une surface périphérique extérieure aussi importante que possible à la ceinture 15, c'est-à-dire une surface qui s'étend sur une longueur d2 supérieure à la longueur dl de la figure 2. Pour obtenir ce résultat, l'entaille 20, de faible largeur, est réalisée dans l'épaisseur de la ceinture 15 et à la partie avant de celle-ci en considérant la direction de déplacement F du projectile flèche. Cette entaille comprend au moins une première partie 20a qui débouche à la fois à la partie avant et à la surface périphérique extérieure de la ceinture 15, et une seconde partie borgne 20b qui se prolonge axialement à l'intérieur du corps de la ceinture 15 et sous la surface périphérique extérieure de celle-ci. Cette entaille 20 définit une section de cisaillement S au niveau de la ceinture 15. Les dimensions de cette entaille 20 sont définies au préalable par calcul pour que la section de cisaillement S soit minimum pour favoriser la rupture de la ceinture 15 à la sortie du tube T, mais suffisante pour maintenir l'intégrité du sabot 3 lors de son déplacement dans le tube T. Dans ce mode de réalisation illustré à la figure 3, les deux parties d'extrémité de la seconde partie borgne 20b de l'entaille 20, qui sont respectivement adjacentes aux surfaces périphériques externe et interne de la ceinture 15, sont réunies l'une à l'autre par une paroi 22 de forme courbe, et le fond de l'entaille 20 débouche sensiblement dans le fond de la gorge 17 du sabot 3. La forme courbe de la paroi 22 peut être quelconque, notamment convexe ou concave. D'une manière générale, on prévoit avantageusement une entaille 20 au droit de chaque plan de joint entre deux segments 3a du sabot 3. Pour réaliser cette entaille 20 par usinage, on peut utiliser une lame chauffante 25 schématisée en traits mixtes. Cette lame 25 comporte sur une face 25a un profil complémentaire de celui de la seconde partie borgne 20b de l'entaille 20 à réaliser et, sur une face 25b opposée, un profil complémentaire à celui du profil avant de la rainure de réception 17 de la ceinture 15. Pour réaliser l'entaille 20, on descend radialement la lame chauffante 25 suivant la direction indiquée par la flèche F1 jusqu'au fond de la rainure 17 pour former la première partie 20a de l'entaille 20, puis on la déplace axialement suivant la direction indiquée par le flèche F2 pour former la seconde partie borgne 20b de l'entaille 20. Ensuite, on retire la lame 25 en la déplaçant suivant des directions inverses. Dans la variante de réalisation illustrée à la figure 4, l'entaille 20 se prolonge au niveau du sabot 3 par une entaille 20'. Cette entaille 20' dans le sabot 3 est faite dans le but de favoriser ou de faciliter l'usinage de l'entaille 20 dans la ceinture 15, mais elle ne participe aucunement au processus d'ouverture des segments 3a du sabot 3 en favorisant la rupture de la ceinture 15 à la sortie du tube de l'arme. Concrètement, cette entaille 20' ne sert qu'à faciliter le passage et éventuellement le guidage de l'outil. D'une manière générale, l'entaille 20' est réalisée dans le sabot 3 avant la mise en place de la ceinture 15. Une fois la ceinture 15 mise en place, l'entaille 20 est effectuée à l'aide d'un outil 25 schématisé en traits mixtes à la figure 4 et qui se déplace uniquement suivant une direction axiale indiquée par la flèche F3, les fonds des deux entailles 20 et 20' étant dans le prolongement l'un de l'autre. La face avant 25a de cet outil 25 a une forme complémentaire de celle que l'on veut donner à la paroi 22 de la seconde partie borgne 20b de l'entaille 20. Les amorces de rupture de la ceinture d'étanchéité réalisées par des entailles 20 et 20' peuvent être éventuellement comblées par des produits à faible adhérence et à faibles caractéristiques mécaniques, comme par exemple des colles à froid à base de silicone. Bien entendu, les entailles illustrées sur les figures 3 et 4 peuvent être réalisées avec des formes différentes, dès l'instant où l'on conserve une surface d'étanchéité maximum de la ceinture 15 au niveau de ces entailles. En particulier, la forme de la paroi 22 de l'entaille 20 illustrée à la figure 3 peut être envisagée à la place de celle illustrée à la figure 4, et inversement. D'une manière générale, lors du chargement du projectile flèche dans la chambre du tube de l'arme, la ceinture d'étanchéité 15 vient se positionner au niveau du cône de forcement délimité par le tube. Lors de l'initiation de la charge du système propulsif, la ceinture 15 se met au contact du cône de forcement et provoque une montée en pression à l'arrière du sabot 3, c'est-à-dire que la ceinture 15 assure sa fonction de génération d'une pression de forcement sur la plaque de poussée du sabot 3. Sous l'action de la pression des gaz propulsifs, la ceinture 15 se lamine et remplit sa fonction d'étanchéité aux gaz propulsifs pendant le déplacement du sabot 3 dans le tube. A la sortie du tube, le sabot 3 de part sa forme et l'action conjuguée des forces aérodynamiques et des gaz propulsifs tend à provoquer l'ouverture des segments 3a du sabot 3 à laquelle seules s'opposent les sections de cisaillement S délimitées par les entailles 20. Ces sections S sont cependant calculées pour permettre à la ceinture 15 de se rompre par effet de cisaillement. La frette 11 située à la partie avant du sabot 3 se rompt facilement étant donné ses faibles dimensions. Pour réaliser chaque amorce de rupture, on peut également envisager de surmouler la ceinture d'étanchéité sur des noyaux représentant la forme de l'amorce de rupture, noyaux qui sont ensuite retirés après l'opération de surmoulage. Dans ce cas, la réalisation des amorces de rupture ne nécessite pas une opération d'usinage. D'une manière générale et sans sortir du contexte de l'invention, les amorces de rupture de la ceinture d'étanchéité ne se trouvent pas nécessairement situées au droit des plans de joint des segments du sabot. REVENDICATIONS 1. Ceinture d'étanchéité pour un sabot de projectile flèche, cette ceinture comprenant au moins une amorce de rupture (20) réalisée dans la ceinture (17) une fois celle-ci mise en place par surmoulage ou par déformation élastique dans une gorge périphérique annulaire (15) qui entoure le sabot (3), caractérisée en ce que l'amorce de rupture est réalisée de façon à conserver une surface périphérique extérieure aussi importante que possible à la ceinture (15) pour des raisons d'étanchéité aux gaz propulsifs pendant la phase de balistique intérieure du projectile flèche. 2. Ceinture d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'amorce de rupture est une entaille (20) de faible largeur qui est réalisée dans l'épaisseur de la ceinture (15) et à la partie avant de celle-ci en considérant la direction de déplacement du projectile flèche, cette entaille (20) comprenant au moins une première partie (20a) qui débouche à la fois à la partie avant et à la surface périphérique extérieure de la ceinture (15) et une seconde partie borgne (20b) qui se prolonge axialement à l'intérieur du corps de la ceinture (15) et sous la surface périphérique externe de celle-ci. 3. Ceinture d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux parties d'extrémité de la seconde partie (20b) de l'entaille (20), qui sont respectivement adjacentes aux surfaces périphériques externe et interne de la ceinture (15) sont réunies l'une à l'autre par une paroi de forme courbe (22). 4. Ceinture d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux parties d'extrémité de la seconde partie borgne (20b) de l'entaille (20) , qui sont respectivement adjacentes aux surfaces périphériques externe et interne de la ceinture (15), sont réunies l'une à l'autre par une paroi (22) sensiblement plane et inclinée par rapport à l'axe de la ceinture (15). 5. Ceinture d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fond de l'entaille (20) débouche dans le fond de la gorge (17) du sabot (3). 6. Ceinture d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une entaille (20) est prévue au droit de chaque plan de joint entre deux segments (3a) du sabot (3). 7. Ceinture d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entaille (20) se prolonge, pour faciliter sa réalisation, par une entaille (20') réalisée dans le sabot (3) et dont le fond est sensiblement dans le prolongement du fond de l'entaille (20) de la ceinture (15).