Brevet FR2878025A1 — publié le 20060519

Le domaine technique de l'invention est celui des munitions et plus particulièrement des munitions de moyen ou petit calibre (inférieur ou égal à 50mm). Ces munitions sont destinées à être tirées à partir de véhicules, de navires ou d'aéronefs. Aujourd'hui ces munitions sont dotées d'un étui métallique en acier ou en laiton dont la masse n'est pas négligeable ce qui réduit les capacités d'emport (notamment pour les aéronefs). Dans le cas des aéronefs les étuis métalliques doivent par ailleurs être récupérés et stockés après le tir, cela afin de ne pas perturber le vol. Il en résulte une masse importante à collecter et stocker ce qui réduit la capacité d'emport de l'aéronef. Dans le domaine des munitions de gros calibre, il est connu de réaliser des munitions ayant un étui combustible. Ces derniers sont le plus souvent formés d'un tube de carton imprégné de nitrocellulose. Ainsi la masse de l'étui est réduite. Après tir l'étui disparaît et ne vient pas encombrer la tourelle du véhicule. Cependant les étuis combustibles sont mal adaptés aux munitions de moyen calibre. Ces étuis sont produits suivant les techniques papetières. Ils sont coûteux à obtenir et ont une épaisseur supérieure au millimètre ce qui est trop important pour une munition de moyen calibre. Il a été envisagé dans le domaine du petit calibre (calibre inférieur à l7mm) de réaliser des munitions sans étui dans lesquelles le chargement est réalisé sous la forme de blocs de poudre agglomérée. Mais on se heurte alors au problème de la tenue mécanique et thermique des blocs de poudre ainsi que celui de leur résistance à l'humidité. C'est le but de l'invention que de proposer une munition ne présentant pas de tels inconvénients. Ainsi la munition selon l'invention permet d'accroître, avec un coût réduit, le volume du chargement propulsif sans réduire la résistance mécanique de la munition. Elle permet de concevoir des munitions allégées dont la plus grande partie de l'étui disparaît lors du tir ce qui simplifie le problème de l'évacuation des douilles. L'invention a donc pour objet une munition comprenant un projectile, un chargement propulsif et un dispositif d'allumage de ce dernier qui est solidaire d'un culot d'étanchéité, munition caractérisée en ce que le chargement propulsif comprend au moins un bloc de charge agglomérée qui est recouvert d'une gaine de protection, gaine se prolongeant au-delà d'une face avant du bloc par une partie tubulaire qui entoure une partie arrière du projectile au niveau d'au moins une gorge de fixation qui est portée par celui-ci. Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie tubulaire de la gaine pourra comporter au moins un bourrelet coopérant avec la ou les gorges portées par le projectile. Le culot d'étanchéité comportera avantageusement un rebord aminci portant un moyen d'accrochage coopérant avec un profil complémentaire d'une partie arrière d'un bloc du chargement. Le profil complémentaire recevant le culot comprendra au moins une gorge portée par le bloc, la gaine de protection 25 recouvrant le fond de cette gorge. Avantageusement, un bloc du chargement pourra présenter un logement interne à l'intérieur duquel se loge un tube allumeur porté par le culot. La munition pourra comporter au moins un calage axial 30 compressible interposé entre un bloc de charge agglomérée et le culot et/ou le projectile. La gaine de protection pourra être une gaine réalisée en un matériau composite associant au moins un renfort, tel qu'un tissu, et un liant. La munition pourra comporter un seul bloc de charge agglomérée solidaire du culot. Le projectile sera de préférence d'un calibre inférieur à 50 mm. L'invention a également pour objet un procédé de montage d'une munition, caractérisé par la succession des étapes suivantes: - on réalise une préforme souple de la gaine de protection sur un outillage ayant sensiblement la forme externe du chargement propulsif portant le projectile, préforme ayant une longueur supérieure à celle du chargement propulsif et présentant au moins un bourrelet sur une partie tubulaire s'étendant au-delà du chargement propulsif, - on rend cette préforme solidaire à la fois du chargement propulsif et du projectile, le bourrelet de la partie tubulaire de la préforme coopérant avec une gorge du projectile. Selon une autre caractéristique, on enduit le chargement et une partie arrière du projectile avec une résine avant de 20 positionner la préforme autour d'eux. D'une façon préférée, on réalisera une polymérisation sous vide de la résine ce qui assurera la solidarisation de la gaine avec à la fois le projectile et le chargement. La préforme pourra porter une fente longitudinale pour faciliter sa mise en place autour du chargement et du projectile. On pourra rendre solidaire le culot et le chargement en sertissant le culot sur une partie arrière du ou des blocs. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une munition selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue éclatée en perspective des différentes pièces constituant cette munition. En se reportant à la figure 1, une munition 1 selon un mode particulier de réalisation de l'invention comprend un projectile 2 de moyen calibre (inférieur à 50mm), un chargement propulsif 3 et un dispositif d'allumage 4 de ce chargement propulsif. Le dispositif d'allumage 4 est un tube allumeur solidaire d'un culot d'étanchéité 5 qui comporte un corps métallique massif 5a prolongé par une partie amincie portant une lèvre en élastomère 5b entourant le chargement propulsif 3 et assurant l'étanchéité de la partie arrière de la munition. Conformément à l'invention le chargement propulsif 3 de la munition comprend au moins un bloc de charge agglomérée. Ici un seul bloc 3 est représenté mais il est bien entendu possible d'envisager un chargement propulsif formé d'un empilement de plusieurs blocs. Concrètement pour un calibre inférieur à 35 mm il est préférable et plus économique de réaliser un seul bloc 3 de charge agglomérée. Le bloc 3 est constitué d'une façon classique par une poudre propulsive formée de grains agglomérés par un liant thermoplastique. De tels blocs sont décrits par exemple par les brevets US3092525, US5516378 et FR2776656. Le bloc est réalisé dans un moule ayant une forme adaptée aux interfaces géométriques et dimensionnelles de la munition. Le bloc 3 comporte un logement interne 6 à l'intérieur duquel se loge le tube allumeur 4 porté par le culot 5. Conformément à l'invention, le bloc 3 est recouvert d'une gaine de protection 7 cylindrique qui se prolonge au-delà d'une face avant 3a du bloc 3 par une partie tubulaire 7a entourant une partie arrière du projectile 2. Cette partie arrière du projectile comporte au moins une gorge 8 qui coopère avec un bourrelet 9 porté par la partie tubulaire de la gaine 7 pour assurer la solidarisation de la gaine et du projectile. Le bloc 3 présente un profil arrière bombé 3b (figure 2) qui se loge dans le culot 5. La gaine de protection 7 recouvre également partiellement le profil bombé 3b du bloc 3 et elle est ainsi interposée entre le culot 5 et le bloc 3. Par ailleurs la partie cylindrique du culot 5 est sertie sur le bloc de poudre 3. La matière du culot 5 est ainsi déformée (gorge 10) et pénètre dans une gorge complémentaire 11 du bloc de poudre 3. La gorge 10 du culot constitue ainsi un moyen d'accrochage du culot 5 sur le bloc de poudre 3. La gaine de protection 7 recouvre le fond de la gorge 11 et se trouve donc comprimée lors du sertissage du culot par la matière de ce dernier. On améliore ainsi l'étanchéité du bloc vis à vis de l'humidité externe. Une rondelle de calage axial compressible 12 (par exemple en polystyrène expansé ou en élastomère) est interposée entre le culot 5 et le bloc 3. Cette rondelle entoure le tube allumeur 4 et compense le jeu axial existant entre la partie bombée 3b du bloc 3 et la face interne du culot 3 permettant ainsi l'autocentrage des gorges 10 et 11 lors du sertissage. Une autre cale axiale 13 est interposée entre le projectile 2 et la face avant 3a du bloc 3 permettant ainsi l'immobilisation axiale du bloc 3 par rapport au projectile 2. Les rondelles de calage 12 et 13 permettent d'éviter de détériorer le bloc 3 lors de sollicitations mécaniques (vibrations, chute, secousses) que peut rencontrer la munition au cours de sa vie. La gaine 7 sera réalisée en un ou plusieurs matériaux composites associant un renfort et un liant. Le renfort est constitué par un tissu (tissé ou non tissé) à base de verre, de carbone, d'aramide, de coton, de polyester, de polyamide ou de lin (ou par une association de deux ou plusieurs des matières citées). Les renforts sous forme de tissu (tissé ou non tissé) permettent d'assurer un maillage réparti sur toute la surface externe du bloc et formé par un réseau de fibres croisées. Comme liant on pourra choisir une résine époxyde, phénolique ou thermoplastique. Comme cela sera décrit par la suite, cette gaine est préformée sur un outillage approprié avant d'être appliquée autour du bloc et du projectile. . La mise en place d'une gaine 7 fixée autour du bloc de poudre et du projectile permet d'assurer la résistance mécanique de la munition. La gaine 7 a pour fonction d'assurer la protection du ou des blocs de charge agglomérée 3 contre l'humidité, les rayures, es chocs et les pollutions chimiques ou hydrauliques. Elle assure également la solidarisation du projectile 2 et du bloc 3. L'épaisseur de la gaine est de l'ordre de 0,3 mm ce qui est inférieur à l'épaisseur d'un étui combustible (environ 3 mm) ou d'un étui métallique {entre 0.7 et 1.5mm). Il en résulte une augmentation de la masse du chargement propulsif emporté de près de 10% par rapport à un chargement aggloméré incorporé dans un étui classique (combustible ou non dégradable) et de 30% par rapport à un chargement propulsif en grains. On accroît ainsi les caractéristiques balistiques de la munition. Le montage de cette munition s'effectue de la façon suivante. On réalise tout d'abord une préforme souple de la gaine de protection 7 sur un outillage ayant sensiblement la forme externe du chargement propulsif équipé du projectile. La préforme aura une longueur supérieure à celle du chargement propulsif de façon à présenter après assemblage sur celui ci une partie tubulaire 7a présentant au moins un bourrelet 9. De préférence la préforme sera fendue longitudinalement (repère 14 sur la figure 2) pour faciliter sa mise en place 5 autour du bloc 3 et du projectile 2. La préforme est réalisée par pré-stratification de la gaine 7 sur un outillage ayant la forme du chargement propulsif définitif portant le projectile 2. Cet outillage permet notamment de former le profil ultérieur de la gaine 7 au niveau des gorges du projectile et du bloc propulsif. La préforme comportera ainsi deux bourrelets un bourrelet avant 9 et un bourrelet arrière 15. On rend ensuite cette préforme solidaire à la fois du bloc de chargement propulsif 3 et du projectile 2. Le bourrelet avant 9 de la préforme coopère avec la gorge 8 du projectile 2 et le bourrelet arrière 15 coopère avec la gorge 11 du bloc 3. Pour assurer cette solidarisation on place la préforme autour du bloc 3 et du projectile 2. On a préalablement enduit la surface externe du bloc 3 ainsi que la surface externe d'une partie arrière du projectile 2 avec l'une des résines citées précédemment. On placera des bagues outillages crantées (non représentées) au niveau des gorges 8 et 11, bagues qui seront immobilisées par des moyens appropriés. On placera ensuite l'ensemble dans un étui souple et étanche permettant de faire le vide autour de la surface externe de la gaine 7. La pression interne de l'étui souple sera de l'ordre de 0,5 atmosphère. Cette dépression permet de faire épouser par la gaine 7 le profil externe du bloc propulsif 3 et de l'arrière du projectile 2. Ce maintien pendant la polymérisation de la résine assure la liaison mécanique du bloc et du projectile. On pourra accélérer le processus de polymérisation de la résine par une mise en étuve de l'ensemble (température de 300C à 400C) pendant environ une heure. On termine le montage en rendant le culot solidaire du bloc 3. Cette solidarisation est assurée mécaniquement par sertissage du culot 5 sur la partie arrière du ou des blocs 3. On aura bien entendu positionné la cale 13 lors du montage du projectile et la cale 12 avant fixation du culot. On peut enfin positionner par vissage l'allumeur 4 sur le 10 culot 5. On voit que l'invention permet de réaliser une munition ayant une masse de chargement propulsif augmentée sans que la résistance mécanique ne soit diminuée. La gaine de cette munition est réalisée en un matériau destructible dans la phase de tir et sans qu'il y ait de problème d'étanchéité. Par ailleurs le coût de la gaine de liaison 7 est très réduit et bien inférieur à celui d'un étui combustible. La gaine est détruite lors du tir et éjectée avec les gaz propulsifs. Le seul résidu de tir est le culot 5 dont la masse est bien inférieure à celle des douilles métalliques classiques (40% de moins par rapport à une douille métallique). Le volume est également réduit de plus de 66% par rapport à une douille métallique. La capacité d'emport de l'aéronef ou du véhicule est donc augmentée grâce à la réduction du poids unitaire de l'ordre de 10% pour chaque munition. REVENDICATIONS 1- Munition (1) comprenant un projectile (2), un chargement propulsif (3) et un dispositif d'allumage (4) de ce dernier qui est solidaire d'un culot d'étanchéité (5), munition caractérisée en ce que le chargement propulsif comprend au moins un bloc (3) de charge agglomérée qui est recouvert d'une gaine de protection (7), gaine se prolongeant au-delà d'une face avant du bloc par une partie tubulaire (7a) qui entoure une partie arrière du projectile (2) au niveau d'au moins une gorge de fixation (8) qui est portée par celui-ci. 2- Munition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le la partie tubulaire (7a) de la gaine (7) comporte au moins un bourrelet (9) coopérant avec la ou les gorges (8) portées par le projectile. 3- Munition selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le culot d'étanchéité (5) comporte un rebord aminci portant un moyen d'accrochage (10) coopérant avec un profil complémentaire (11) d'une partie arrière d'un bloc (3) du chargement. 4- Munition selon la revendication 3, caractérisée en ce que le profil complémentaire recevant le culot comprend au moins une gorge (11) portée par le bloc (3), la gaine de protection (7) recouvrant le fond de cette gorge. 5- Munition selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un bloc du chargement (3) présente un logement interne (6) à l'intérieur duquel se loge un tube allumeur (4) porté par le culot (5). 6- Munition selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un calage axial compressible (12,13) interposé entre un bloc de charge agglomérée (3) et le culot (5) et/ou le projectile (2). 7- Munition selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la gaine de protection (7) est une gaine réalisée en un matériau composite associant au moins un renfort, tel qu'un tissu, et un liant. 8- Munition selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un seul bloc de charge agglomérée (3) solidaire du culot (5). 9- Munition selon la revendication 8, caractérisée en ce que le projectile est de calibre inférieur à 50 mm. 10- Procédé de montage d'une munition selon une des revendications 1 à 9, caractérisé par la succession des étapes suivantes. - on réalise une préforme souple de la gaine (7) de protection sur un outillage ayant sensiblement la forme externe du chargement propulsif portant le projectile, préforme ayant une longueur supérieure à celle du chargement propulsif et présentant au moins un bourrelet (9) sur une partie tubulaire s'étendant au-delà du chargement propulsif, on rend cette préforme solidaire à la fois du chargement propulsif (3) et du projectile (2), le bourrelet (9) de la partie tubulaire de la préforme coopérant avec une gorge (8) du projectile. 11- Procédé de montage d'une munition selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on enduit le chargement (3) et une partie arrière du projectile (2) avec une résine avant de positionner la préforme autour d'eux. 12- Procédé de montage d'une munition selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'on réalise une polymérisation sous vide de la résine ce qui assure la solidarisation de la gaine (7) avec à la fois le projectile (2) et le chargement (3). 13- Procédé de montage d'une munition selon une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la préforme porte une fente longitudinale (14) pour faciliter sa mise en place autour du chargement (3) et du projectile (2). 14- Procédé de montage d'une munition selon une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'on rend solidaire le culot (5) et le chargement (3) en sertissant le culot sur une partie arrière du ou des blocs (3).