Brevet FR2859523A1 — publié le 20050311

La présente invention concerne les munitions pour armes de petit, moyen et gros calibre, et plus particulièrement une nouvelle balle, notamment pour armes de chasse, présentant une traînée aérodynamique réduite et procurant une efficacité terminale améliorée, en particulier sur cible molle. Les munitions pour armes de chasse les plus classiques sont généralement des balles chemisées à noyau en alliage de plomb, dont la partie avant comporte une ogive à tête aplatie ou arrondie. Suivant une variante, certaines balles présentent un canal central dans l'ogive. Ainsi, le brevet US 3.881.421 décrit une balle dont la tête est évidée pour provoquer son aplatissement lors de l'impact sur la cible. Ces munitions présentent généralement l'inconvénient d'une perte de vitesse élevée sur trajectoire et d'une importante perte de masse à l'impact sur la cible en raison d'une dislocation de la balle. On connaît aussi des balles du même type, comportant, sur l'extrémité avant de l'ogive, une pièce en matière plastique destinée à améliorer l'aérodynamisme de la balle et la précision du tir. Cependant, ces balles se fragmentent et s'expansent faiblement à l'impact sur la cible, ce qui nuit à leur efficacité terminale. Le brevet US 5.259.320 montre un exemple de balle monométallique sans plomb, comportant un canal central situé dans l'ogive, qui présente des amorces de rupture destinées à contrôler l'expansion de la tête de l'ogive et son enroulement en pétales, lors de l'impact sur la cible. Cette technique présente l'inconvénient d'une expansion aléatoire, et d'un risque de fragmentation des pétales formés. De plus, le mode de fabrication de ce type de balle par matriçage à froid entraîne des balourds dynamiques qui se traduisent par une dispersion des tirs. La technique des munitions à balle flèche est aujourd'hui bien connue. Ces munitions comportent un sous-projectile (flèche) stabilisé par empennage, associé à un sabot (ou lanceur) au calibre de l'arme, et sont décrites par exemple dans le brevet FR-A-2.555. 728. Un perfectionnement apporté à cette technique est décrit dans le brevet FR-A-2.795.170 relatif à une balle monométallique au calibre de l'arme ou sous-calibrée, comprenant une flèche interne de rigidité supérieure à celle du corps de la balle, disposée suivant son axe. Les balles de ce type sont très précises et permettent de réguler l'expansion et de conserver la masse de la balle lors de l'impact sur la cible. Suivant cette technique, le diamètre du nez de l'ogive représente entre 40 et 50% environ du diamètre maximal de la balle, ce qui lui confère une importante traînée aérodynamique. Ces balles sont donc principalement destinées aux tirs dits "de battue", à courte et moyenne distances, inférieures à 150 m pour les carabines, et de l'ordre de 50 à 60 m pour les fusils de chasse. Au-delà de ces distances, et principalement avec des balles à vitesse initiale faible, la vitesse à l'impact sur la cible est trop faible pour engendrer une expansion radiale du corps de la balle qui est nécessaire à une efficacité satisfaisante. Pour des tirs dits "d'approche" ou "d'affût", il est indispensable de diminuer la traînée aérodynamique de la balle sur trajectoire, sans diminuer pour autant son efficacité terminale. La présente invention a précisément pour but d'optimiser la balistique d'une balle métallique sans plomb du type ci- dessus pour obtenir une traînée aérodynamique la plus faible possible sur trajectoire tout en conservant une excellente efficacité terminale sur la cible en évitant les pertes de masse du corps métallique de la balle, à des distances importantes, qui peuvent être de l'ordre de 300 m. La présente invention a donc pour objet une balle pour arme de petit, moyen ou gros calibre, au calibre de l'arme ou sous-calibrée, du type comprenant une flèche interne de rigidité supérieure ou égale à celle du corps de la balle, disposée dans un trou foré dans le corps de balle suivant son axe, qui se distingue en ce que la flèche interne est en retrait par rapport à l'orifice du trou, ce dernier, situé sur l'axe, est d'un diamètre inférieur à celui de la flèche interne, et la paroi de la tête ogivale du corps de balle comporte une ou plusieurs amorces de déformation à proximité de l'orifice du trou. Suivant une forme préférentielle de réalisation, les amorces de déformation de la tête ogivale sont réalisées par un étranglement de la tête ogivale, séparant le nez ogival de la partie arrière de l'ogive. Ainsi, la balle de l'invention présente dans sa partie avant une cavité de forme conique ou cylindro-conique, délimitée sur sa grande base par la face avant de la flèche interne, et s'ouvrant sur le nez ogival de la balle par un petit orifice, de préférence circulaire, situé dans l'axe. L'ogive formant la tête de la balle est très profilée, de manière à procurer une traînée aérodynamique aussi faible que possible, et à cet effet, l'orifice du trou renfermant la flèche interne présente un diamètre inférieur à celui de la flèche interne, le rapport dl/d du diamètre dl de l'orifice au diamètre d de la flèche interne étant compris entre 0,1:1 et 0,9:1. Suivant une forme avantageuse de réalisation de l'invention, le nez de l'ogive comporte un méplat dont le diamètre extérieur d2 est tel que le rapport d2/d est compris entre 0,3:1 et 1,5:1. Suivant une forme préférentielle de réalisation de l'invention, le rapport d2/d est compris entre 0,6:1 et 1:1, tandis que le diamètre dl de l'orifice est tel que le rapport dl/d est compris entre environ 0,3:1 et 0,6:1. Les amorces de déformation pratiquées dans la paroi de la tête ogivale sont destinées à faciliter la déformation et l'ouverture du nez de l'ogive à l'impact sur la cible, afin d'entraîner une déformation par "champignonnage". Ces amorces de déformation contribuent à la forme ogivale étagée de la partie avant de la balle. Cette forme ogivale comporte un nez ogival entourant l'orifice communiquant avec la cavité conique ou cylindro-conique, et une partie arrière, qui coopèrent pour minimiser et réduire à l'extrême toute discontinuité de l'écoulement de l'air en vol qui pourrait entraîner des détachements d'onde de Mach préjudiciables à la traînée aérodynamique. Comme indiqué ci-dessus, ces amorces de déformation peuvent être réalisées de préférence sous la forme d'un étranglement dans la paroi externe de l'ogive, séparant le nez ogival, ouvert sur l'avant, de la partie arrière de l'ogive, de telle sorte que la section de la base du nez ogival soit légèrement supérieure à celle de l'avant de la partie arrière de l'ogive. Cet étranglement est situé de préférence au niveau de la base de la cavité interne conique ou cylindro-conique formée en avant de la flèche interne, ou légèrement en avant de cette base, et plus préférentiellement au niveau de la ligne de jonction des surfaces conique et cylindrique lorsque la cavité interne est de forme cylindro-conique. L'étranglement pratiqué dans la paroi de l'ogive pour former l'amorce de déformation se matérialise par un décro- chement entre la base du nez ogival et l'extrémité avant de la partie arrière de l'ogive, et la hauteur radiale de ce décrochement, pour des balles de calibre moyen, est généralement comprise entre 0,05 et 1 mm, et de préférence entre 0,1 et 0,5 mm. Le profil théorique du nez ogival et de la partie arrière de l'ogive se rejoignent suivant une ligne de tangence située à une distance comprise entre 1/5 et 4/5 environ, de préférence entre 1/3 et 2/3 environ, de la hauteur de la partie arrière de l'ogive. De préférence, la partie arrière de l'ogive présente un profil convexe. Suivant une forme avantageuse de réalisation de l'inven- tion, la cavité interne possède une forme cylindro-conique, où le cylindre et le cône sont coaxiaux, jointifs par la grande base du cône, ce dernier étant disposé en avant du cylindre. Suivant une variante, la cavité interne a une forme bitronco- nique, les deux cônes étant jointifs par leur grande base, la petite base du tronc de cône arrière étant fermée par la flèche interne. Suivant une autre forme avantageuse de réalisation, l'avant de la flèche interne déborde légèrement dans la cavité interne formée dans le nez ogival, c'est-à-dire que la paroi tronconique ou cylindrique de la base de la cavité interne vient en contact avec la surface externe de la flèche légèrement en arrière de l'extrémité frontale de celle-ci. Ceci a pour effet de former un volume annulaire qui peut servir d'amorce d'expansion de la tête de la balle lors de l'impact sur la cible. La flèche interne insérée dans le corps de la balle métallique peut être réalisée en un ou plusieurs éléments. Lorsqu'elle est constituée par un élément cylindrique unique, celui-ci porte de préférence plusieurs nervures longitudinales ou transversales qui améliorent la liaison avec le corps de balle. La balle suivant la présente invention présente l'avan- tage de réduire sensiblement la traînée aérodynamique sur trajectoire, tout en assurant le contrôle de la déformation du corps de la balle lors de l'impact sur la cible, même à grande distance. Ainsi, par comparaison avec une balle conforme au brevet FR-A-2.795.170 ayant la même masse et les mêmes dimensions, le coefficient de traînée aérodynamique est réduit de moitié environ pour des vitesses de projectile de l'ordre de Mach 2. Plus particulièrement, la faible traînée aérodynamique sur trajectoire permet à la balle de l'invention de conserver une vitesse élevée jusqu'à l'impact sur une cible distante de plus de 300 m. Ainsi, la balle se déforme alors de manière contrôlée en s'enroulant autour de son axe, à l'impact sur les parties molles de la cible, et assure la destruction efficace des parties dures de ladite cible, même à des distances importantes, qui peuvent être supérieures à 300 m dans le cas des balles au calibre. Ce résultat peut être obtenu, conformément à l'invention, avec une balle métallique sans plomb, bien que la masse volumique des matériaux généralement utilisés comme substituts du plomb soit inférieure d'environ 20% à celle de ce dernier, et que le volume de la balle soit sensiblement identique en raison des normes imposées dans ce domaine technique. Or on sait qu'une masse de balle la plus élevée possible est nécessaire, pour un calibre donné et un coefficient de traînée aérodynamique déterminé, pour obtenir une énergie suffisante à l'impact. L'invention permet donc de compenser les conséquences de la diminution de la masse volumique des balles sans plomb, et d'améliorer l'efficacité terminale de la balle. Comme indiqué ci-dessus, la balle de l'invention est de préférence une balle métallique sans plomb. Le corps de la balle peut être en métal ou alliage métallique choisi parmi le cuivre et les alliages de cuivre, et de préférence un laiton contenant 5 à 40 % de zinc. La flèche ou insert métallique dans l'axe de la balle peut être réalisée en métal ou alliage métallique choisi parmi l'acier, le cuivre et les alliages d'aluminium ou de cuivre, par exemple un laiton. La balle de l'invention peut être fabriquée par les techniques classiques, par exemple en formant d'abord une balle pourvue d'un trou cylindrique axial débouchant sur l'avant, en y introduisant la flèche interne, et en formant ensuite le nez ogival par formage mécanique à froid. L'invention s'applique aux balles pour arme de chasse gyrostabilisées ou stabilisées par empennage, au calibre de l'arme ou sous-calibrées associées à un sabot de lancement. Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus en détail dans la description suivante, relative à des formes préférentielles de réalisation, en référence aux dessins annexés, qui représentent: Figure 1: une vue schématique d'une balle gyrostabilisée, au calibre de l'arme, conforme à l'invention. Figure 2: une vue partielle en coupe de la partie avant de l'ogive de la balle de la Figure 1, montrant le début de la 5 déformation lors de l'impact sur la cible. Figure 3: une vue partielle en coupe de la partie avant de l'ogive, au début de la pénétration dans la cible après impact. Figure 4: une demi-vue schématique en coupe partielle 10 d'une variante de réalisation de l'invention, représentant une balle sous-calibrée. Figure 5: une demi-vue partielle en coupe d'une variante de la cavité interne de l'ogive de la balle de la Figure 1. Figure 6: une demi-vue extérieure de la balle de la Figure 1 comportant une gorge de sertissage à la jonction de l'ogive et de la partie centrale de la balle. Figure 7: une vue de face du nez de l'ogive comportant des amorces de rupture de la paroi. Comme le montre la Figure 1, la balle au calibre de l'arme est du type monobloc métallique et comporte à sa partie arrière un rétreint de culot (1), à sa partie centrale un corps (2), et à sa partie avant une ogive étagée (3). Une flèche interne portée (4), dont la surface porte des nervures longitudinales (5), est placée dans un trou foré dans l'axe du corps de balle et traversant l'ogive (3). La balle portant la flèche interne (4) est introduite dans un étui muni d'une amorce et d'une charge, de type classique, non représenté. La tête ogivale (3) de la balle est très profilée pour réduire autant que possible la traînée aérodynamique, et les diamètres d1 de l'orifice (8) et d2 du méplat (6) du nez (7) qui l'entoure sont aussi petits que possible. Ainsi, dans l'exemple de la Figure 1, le diamètre d2 du méplat est légèrement inférieur au diamètre d de la flèche interne (4), le rapport d2:d étant voisin de 0,8:1, tandis que le diamètre dl de l'orifice est tel que le rapport dl:d est égal à environ 0, 5. La cavité interne cylindro-conique (9) ainsi délimitée, débouche sur le nez (7) de l'ogive (3) par l'orifice (8) de 5 forme circulaire. Le profil théorique du nez (7) et la partie arrière (10) de l'ogive (3) se rejoignent suivant une ligne de tangence située à une distance (1) voisine de 1/2 environ de la hauteur de la partie arrière (10) de l'ogive à partir du raccordement l0 de celle-ci avec la partie centrale (2) de la balle. La grande base du nez de l'ogive étagée (3) présente un diamètre d4 légèrement supérieur au diamètre avant d3 de la partie arrière de l'ogive. Cette disposition, en relation avec la forme de la cavité interne (9) entraîne un amincissement de la paroi de la tête ogivale, générant ainsi une ligne de faiblesse mécanique {11). Cette ligne de faiblesse (11) permet de contrôler la déformation de la tête ogivale (3) lors de l'impact sur la cible. La Figure 2 montre le début de la déformation de l'ogive étagée (3) lors de l'impact sur la cible. L'effort (F) s'exerce sur la base du méplat (6) du nez (7) de l'ogive étagée (3) de la balle. Ainsi, le nez (7) s'écrase progressivement en provoquant une expansion radiale de la paroi du nez, dont le point d'articulation est situé au droit de la ligne de faiblesse mécanique (11). Ce mouvement entraîne la déformation par expansion radiale de l'avant de la partie (10) de l'ogive (3), provoquant la formation d'une entrée conique (12) qui génère ensuite le "champignonnage" de la balle. Dans le même temps, les parties molles de la cible se trouvent engagées dans la cavité (9) et dans l'entrée conique (12), et elles créent ainsi une pression radiale Pi importante sur les parois internes de la cavité (9). Cette pression, combinée à la ligne de faiblesse mécanique (11), contribue à l'amorçage du processus de "champignonnage" ou d'expansion de la balle. La Figure 3 montre l'évolution du processus de "champignonnage" de la balle. L'entrée conique (12) continue de s'ouvrir, tandis que la tête ogivale (3) de la balle s'enroule autour de l'axe de la balle, découvrant la pointe avant de la flèche interne (4) dont la rigidité est supérieure à celle du corps de la balle. Lorsque le processus de "champignonnage" est parvenu à sa phase extrême, la paroi de la tête ogivale de la balle est totalement retournée et le corps de la balle présente alors une forme de champignon sans perte de matière, tandis que la flèche interne peut être éventuellement détachée. Le diamètre du corps de balle ainsi déformé, est approximativement le triple du diamètre initial. La Figure 4 représente l'invention appliquée à une balle sous-calibrée (13) portant une empenne (14) sur sa partie arrière, logée dans un sabot de lancement (15), l'ensemble étant placé, de manière usuelle, dans une douille amorcée et chargée, non représentée. Comme le montre la Figure 4, l'ogive étagée (16) comprend un nez (17) dont la grande base a un diamètre (identique au diamètre d4 de la Figure 1) supérieur au diamètre de l'avant de la partie arrière (18) de l'ogive (16) (identique au dimètre d3 de la Figure 1). La cavité interne (19) est sensiblement identique à la cavité interne (9) de la balle de la Figure 1, et fonctionne de la même manière à l'impact sur la cible. Cette balle sous-calibrée peut être utilisée dans un fusil de chasse à canon lisse ou faiblement rayé pour des distances de tir n'excédant généralement pas 100 mètres. Cette balle est stabilisée sur trajectoire par l'empenne {14). Une variante de réalisation du nez ogival de la balle est représentée sur la Figure 5. Comme le montre cette figure, la cavité interne (9) est constituée par deux troncs de cône se rejoignant par leur grande base, de telle sorte que la surface tronconique (20) de la partie arrière et la surface tronconique (21) de la partie avant sont jointives suivant une ligne située à proximité immédiate de l'étranglement à la base du nez ogival. Dans cette forme de réalisation, la distance 11 entre le plan de l'orifice (8) et la ligne de jonction (22) entre les deux surfaces tronconiques (20) et (21) est égale à environ 1,5 fois la distance 12 séparant cette même ligne du plan de la ligne de jonction entre la surface tronconique (20) et la surface de la flèche interne (4). Suivant une variante (non représentée) la surface tronconique (20) rejoint la surface externe de la flèche interne (4) légèrement en arrière de l'extrémité frontale de celle-ci. Suivant une autre variante, la jonction (22) entre les deux surfaces tronconiques (20) et (21) se fait suivant une surface arrondie, ou encore, la surface tronconique (20) est remplacée par une surface en anneau sphérique se raccordant sans rupture à la surface tronconique (21). La Figure 6 représente, en demi-vue extérieure, une variante de la balle de la Figure 1, comportant une gorge de sertissage (23) située sur le raccordement théorique (24) de la partie arrière (10) de la tête ogivale avec le corps (2) de la balle. Cette partie arrière (10) de l'ogive présente un profil convexe. La gorge de sertissage (23) est ici de section rectangulaire. Elle est destinée à faciliter la mise en place et le 25 maintien de la balle dans la cartouche. Suivant une technique classique, le corps (2) de la balle peut comporter des gorges de décompression. Comme le montre la Figure 7, l'orifice (8) peut présenter des amorces de rupture (25) qui facilitent l'ouverture 30 partielle du nez ogival (7), accélérant ainsi la déformation de la tête de la balle lors de l'impact sur la cible. REVENDICATIONS 1. Balle pour arme de petit, moyen ou gros calibre, au calibre de l'arme ou sous-calibrée, du type comprenant une flèche interne (4) de rigidité supérieure ou égale à celle du corps de la balle, disposée dans un trou foré dans le corps de balle suivant son axe, caractérisée en ce que la flèche interne (4) est en retrait par rapport à l'orifice (8) du trou, ce dernier, situé sur l'axe, est d'un diamètre inférieur à celui de la flèche interne (4), et la paroi de la tête ogivale (3) du corps de balle (2) comporte une ou plusieurs Io amorces de déformation à proximité de l'orifice du trou. 2. Balle selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte dans sa partie avant une cavité (9) de forme conique ou cylindro-conique délimitée sur sa grande base par la face avant de la flèche interne (4). 3. Balle selon la revendication 1, caractérisée en ce que les amorces de déformation de la tête ogivale sont réalisées par un étranglement de la tête ogivale, séparant le nez ogival (7) de la partie arrière (10) de l'ogive. 4. Balle selon la revendication 3, caractérisée en ce que la section de la grande base du nez ogival (7) est légèrement supérieure à celle de l'avant de la partie arrière (10) de l'ogive. 5. Balle selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que l'étranglement est situé au niveau de la base de la cavité interne (9) conique ou cylindroconique formée en avant de la flèche interne (4), ou légère-ment en avant de cette base. 6. Balle selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que la cavité interne (9) est de forme cylindro-conique et l'étranglement est situé au niveau de la ligne de jonction (22) des surfaces conique et cylindrique. 7. Balle selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que l'étranglement pratiqué dans la paroi de l'ogive forme un décrochement entre la grande base du nez ogival (7) et l'extrémité avant de la partie arrière (10) de l'ogive, la hauteur de ce décrochement étant comprise entre 0,05 et 1 mm. 8. Balle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport du diamètre dl de l'orifice au diamètre d de la flèche interne est compris entre 0,1:1 et 0,9:1. 9. Balle selon l'une quelconque des revendications 1 et 8, caractérisée en ce que le nez (7) de l'ogive comporte un méplat (6) dont le diamètre extérieur d2 est tel que le rapport d2/d est compris entre 0,3:1 et 1,5:1. 10. Balle selon la revendication 9, caractérisée en ce que le rapport d2/d est compris entre 0,6:1 et 1:1, tandis que le diamètre dl de l'orifice est tel que le rapport dl/d est compris entre 0,3:1 et 0,6:1.