Brevet FR2740213A1 — publié le 19970425

Le secteur technique de la présente invention est celui des munitions antichar comprenant un projectile empenné à énergie cinétique du type flèche, un sabot de lancement et une cartouche propulsive. On sait que ces projectiles sont principalement constitués par un pénétrateur effilé en matériau dense, tiré et guidé dans le canon de l'arme par l'intermédiaire d'un sabot qui l'entraîne lors de la phase de propulsion. Pour faire face aux menaces blindées actuelles ou futures avec les chars actuellement en service ou en cours de déploiement, il est nécessaire d'améliorer très nettement la capacité des cartouches tirant des projectiles flèche. Dans ce domaine, plusieurs réalisations ont déjà été proposées. Les performances des munitions flèches, c'est à dire essentiellement leur pouvoir de pénétration, ont été améliorées jusqu'à ce jour au niveau de la charge propulsive ou de sa densité de chargement. On connaît des projectiles flèches dont les caractéristiques mécaniques des pénétrateurs ont été améliorées, en allongeant les pénétrateurs tout en réduisant leur diamètre, ou encore en diminuant les masses inutiles des sabots grâce à l'évolution des outils de calcul des structures et aux améliorations des caractéristiques mécaniques des sabots. On connaît également des cartouches pour projectiles à énergie cinétique permettant de disposer de la poudre propulsive supplémentaire en regard de la partie au calibre du tube de lancement du canon, en augmentant artificiellement le volume de la chambre de combustion du canon. Toutes ces réalisations connues de cartouches pour projectiles flèche font apparaître que la liaison entre le sabot et le projectile est constituée d'une surface rugueuse (filetage par exemple) dont l'enveloppe générale s'inscrit à l'intérieur d'un ou de plusieurs cylindres. L'inconvénient majeur de ce type de liaison réside dans l'impossibilité d'équilibrer de façon optimale les contraintes entre le sabot et le projectile, dues à la poussée ou à la traction pendant la phase de propulsion, ce qui conduit à des masses excessives du sabot. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients rappelés ci-dessus, en proposant un projectile à énergie cinétique du type flèche, dont la géométrie de la liaison entre le projectile et le pénétrateur permet une meilleure répartition des contraintes entre le sabot et le pénétrateur. La présente invention a également pour but de diminuer au maximum la masse du sabot pour un pénétrateur ayant une masse et une longueur prédéterminées. Un autre but est d'obtenir un projectile flèche quasiment à isocontrainte tout le long de l'axe de révolution. Pour ce faire, 1 invention a pour objet un projectile à énergie cinétique du type flèche, constitué d'un pénétrateur, d'un empennage et d'un sabot, caractérisé en ce que une partie du pénétrateur supportée par le sabot comporte au moins un élément présentant une forme non cylindrique. De préférence, cet élément est de forme conique. La partie du pénétrateur supportée par le sabot peut être constituée par un élément conique adjacent et coaxial avec au moins un élément cylindrique. La partie du pénétrateur supportée par le sabot peut comprendre, de l'arrière à l'avant du projectile, un élément arrière cylindrique, l'élément conique et un élément avant cylindrique. De préférence, le diamètre commun de la base de l'élément conique et de l'élément avant cylindrique est supérieur au diamètre de l'élément arrière cylindrique. De préférence, l'élément avant cylindrique et l'élément conique sont sensiblement de même longueur, l'élément arrière cylindrique ayant une longueur supérieure à celle de ces deux éléments réunis. Ce projectile flèche présente l'avantage d'utiliser au mieux les matériaux du pénétrateur et du sabot, en atteignant très rapidement un état de contrainte proche de la limite élastique des matériaux. Un autre avantage réside dans une meilleure répartition des contraintes lors du tir, à la fois dans le pénétrateur et dans le sabot. De plus, cette géométrie particulière du pénétrateur permet de diminuer la longueur et la masse du sabot en augmentant la longueur des parties tractées et compressées libres du projectile. Dans le cas d'une ceinture d'étanchéité avant, ce projectile flèche présente également l'avantage d'augmenter la quantité de matière à tracter, tout en diminuant la quantité de matière à pousser, pour une meilleure efficacité du projectile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée, non limitative, cidessous. Cette description sera faite en se reportant aux dessins annexés parmi lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'un projectile flèche selon l'invention, - la figure 2 représente les variations des contraintes de Von Mises le long de l'axe de révolution dans un projectile connu comportant un pénétrateur de forme cylindrique, - la figure 3 représente les mêmes variations que la figure 2 dans un projectile selon la présente invention. En référence à la figure 1, on voit un projectile à énergie cinétique du type flèche tracté/poussé constitué principalement d'un pénétrateur 1, d'un empennage 2 situé à l'arrière du projectile, et d'un sabot 3 guidant le projectile dans le canon de l'arme lors de la phase de propulsion. Dans le canon de l'arme, le sabot 3 supporte une partie 4 intermédiaire du pénétrateur, située entre l'arrière et l'avant du projectile. Cette partie 4 est constituée, de l'arrière à l'avant du projectile, par trois éléments adjacents et coaxiaux 7, 5 et 6, respectivement de forme cylindrique, conique et cylindrique. L'élément arrière cylindrique 7 présente une longueur supérieure à celle des deux autres éléments 5 et 6 réunis, et le diamètre commun de la base de l'élément conique 5 et de l'élément avant 6 est supérieur au diamètre de l'élément arrière 7. Ainsi, on obtient une concentration de matière au niveau de l'élément conique 5 et de l'élément avant 6, correspondant à la zone de transition tracté/poussé où s'exercent les contraintes les plus élevées. De manière connue, à l'extérieur de la partie 4 supportée par le sabot, le pénétrateur 1 comporte un élément cylindrique 8 sur lequel est fixé l'empennage 2 et un élément conique 9 situés à l'arrière du projectile, et deux éléments coniques 10 et 11 situés à l'avant du projectile. Les figures 2 et 3 montrent les variations des contraintes de Von Mises le long de l'axe de révolution, respectivement pour un projectile flèche de type connu ayant un pénétrateur cylindrique, et un projectile selon l'invention. Dans le cas d'un projectile connu (figure 2), la contrainte augmente régulièrement en partant - de la queue pour la partie tractée et atteint la limite élastique des matériaux près de la zone de transition tracté/poussé, - du nez pour la partie poussée et atteint la limite élastique des matériaux près de la zone de transition tracté/poussé. Comparativement, pour un projectile flèche selon l'invention (figure 3), un état de contrainte proche de la limite élastique des matériaux utilisés est atteint très rapidement, dés le début de la partie 4 supportée par le sabot 3. Ainsi, on utilise au mieux ces matériaux constitutifs du pénétrateur. A titre d'exemple, non limitatif, les dimensions des différents éléments constituants le pénétrateur 1 selon la présente invention pour un projectile flèche de 120 mm, sont indiquées ci-dessous ELEMENTS Longueur (mm) Diamètre (mm) 8 50 16 9 70 22 7 330 22 5 50 28 6 60 28 10 110 28 11 80 15 Ce pénétrateur, de longueur totale de 750 mm et de masse de 5,4 kg, présente un diamètre moyen de 22,2 mm, pour une masse de sabot de 4,3 kg. Ainsi, on obtient un projectile flèche ayant un rapport masse pénétrateur/masse sabot plus élevé que celui d'un projectile classique à pénétrateur cylindrique. REVENDICATIONS 1. - Projectile à énergie cinétique du type flèche, constitué d'un pénétrateur (1), d'un empennage (2) et d'un sabot (3), caractérisé en ce que une partie (4) du pénétrateur supportée par le sabot comporte au moins un élément (5) présentant une forme non cylindrique. 2. - Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (5) est de forme conique. 3. - Projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie (4) du pénétrateur supportée par le sabot est constituée par un élément conique (5) adjacent et coaxial avec au moins un élément cylindrique (6). 4. - Projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie (4) du pénétrateur supportée par le sabot comprend, de l'arrière à l'avant du projectile, un élément arrière cylindrique (7), l'élément conique (5) et un élément avant cylindrique (6). 5. - Projectile selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre commun de la base de l'élément conique (5) et de l'élément avant cylindrique (6) est supérieur au diamètre de l'élément arrière cylindrique (7). 6. - Projectile selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément avant cylindrique (6) et l'élément conique (5) sont sensiblement de même longueur, l'élément arrière cylindrique (7) ayant une longueur supérieure à celle de ces deux éléments réunis.