Brevet FR2923003A1 — publié le 20090501

Le domaine technique de l'invention est celui des obus et en particulier des obus d'exercice de moyen calibre (calibre inférieur ou égal à 50 mm). Lors de la conception d'un obus d'exercice on cherche à obtenir une masse et une géométrie d'obus qui soient les plus proches possibles de celles d'un obus de guerre. Cela afin d'assurer la même trajectoire balistique lors du tir. L'obus d'exercice doit cependant être dépourvu de chargement explosif et doit aussi se fragmenter à l'impact pour éviter Io les ricochets. Il est connu, notamment de FR-2229036, de réaliser un corps d'obus d'exercice en fer fritté. Un tel corps d'obus est destiné à se désintégrer à l'impact. Cependant même si FR-2229036 mentionne la possibilité de 15 réaliser la ceinture d'une façon monobloc avec le corps d'obus, une telle variante n'a pas donné satisfaction, la résistance d'un tel corps d'obus étant insuffisante pour permettre le tir. Ces obus ont donc le plus souvent été réalisés avec une ceinture rapportée. 20 Cependant les opérations de fabrication de ces obus se trouvent alors compliquées par l'opération de montage de la ceinture. L'invention a pour but de proposer un obus de structure simple et pouvant être produit au moindre coût, obus pouvant 25 être mis en oeuvre d'une façon fiable à partir d'une arme. L'obus selon l'invention a les mêmes caractéristiques balistiques qu'un obus explosif mais il se fragmente à l'impact en éclats ayant une portée réduite, il peut donc être utilisé comme obus d'exercice. 30 L'obus selon l'invention peut aussi être utilisé opérationnellement comme obus de guerre. Il se fragmente à l'impact sur une cible en produisant une gerbe d'éclats de portée réduite, donc ayant des effets collatéraux également réduits. 35 Ainsi, l'invention a pour objet un obus comportant un corps creux réalisé en fer fritté, le corps comportant à sa partie arrière une ceinture monobloc avec le corps et portant à sa partie avant une ogive balistique, obus caractérisé en ce que l'ogive balistique est prolongée par une partie arrière formant un insert qui se loge dans un alésage interne du corps, insert qui s'étend jusqu'au niveau de la ceinture. Suivant un mode particulier de réalisation, l'ogive balistique pourra être réalisée en une matière plastique, et éventuellement en une matière plastique renforcée de fibres. L'insert pourra comporter au moins une rainure longitudinale. L'insert pourra comporter au moins une collerette de Io serrage. La collerette de serrage pourra présenter un profil conique permettant de faciliter son introduction dans l'alésage. L'insert pourra comporter une partie conique qui sera en 15 appui sur une portée conique complémentaire aménagée sur le corps. Selon un autre mode de réalisation, l'obus pourra comporter une couche d'un matériau polymérisable qui sera interposée entre l'insert et le corps. 20 Avantageusement, le corps fritté pourra être soumis lors de sa fabrication à un traitement à la vapeur d'eau en vue de former un état de surface facilitant l'accrochage d'un revêtement de protection. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 25 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'un obus selon un mode de réalisation de l'invention, 30 -la figure 2 est une vue externe de l'ogive seule avec sa partie arrière formant insert, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un obus selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un obus 1 qui est constitué par un 35 corps 2 métallique prolongé par une ogive 4 en matière plastique. Le corps 2 comporte un alésage 3 cylindrique à l'intérieur duquel est positionné un insert globalement cylindrique 5 qui est formé d'une seule pièce avec l'ogive 4 et constitue ainsi une partie arrière de cette dernière. Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, le corps 2 est réalisé en un matériau métallique fritté, de préférence en fer fritté, ou en une association de poudres métalliques comprenant essentiellement du fer (par exemple du fer avec du cuivre ou du bronze). Le corps 2 comporte à sa partie arrière une ceinture 6 qui est monobloc avec le corps 2. l0 On choisit de préférence le fer fritté car c'est un matériau bon marché et il présente par ailleurs une masse volumique proche de celle de l'acier qui sert habituellement à réaliser les corps d'obus de guerre. D'une façon classique le matériau fritté associera éventuellement au fer des 15 matériaux permettant de faciliter la mise en oeuvre du procédé de frittage (par exemple de la poudre de carbone ou de la paraffine). Il est donc possible, en adoptant un taux de compression, approprié, de donner à un corps d'obus réalisé en fer fritté 20 et comportant un alésage interne une masse globale sensiblement égale à celle d'un obus de guerre donné. Le procédé de frittage sera paramétré de façon à assurer au niveau de la ceinture 6 et du fond (ou culot) 7 du corps 2 une dureté supérieure ou égale à 90 HB/1,25/15,625 25 (HB/1,25/15,625 est la désignation normalisée pour un essai de dureté Brinell avec une bille de 1,25mm de diamètre appliquée avec un effort de 15,625 déca Newton). Ce choix de dureté contribue à assurer la tenue mécanique du corps de l'obus lors du tir dans une arme et lors de sa 30 trajectoire balistique. En effet, les obus en fer aggloméré selon l'art antérieur sont le plus souvent compactés à froid et sont alors trop fragiles pour prendre les rayures et sortir intacts du tube de l'arme. Ces projectiles comportent donc le plus souvent 35 une ceinture rapportée. Les procédés de frittage des poudres de fer sont bien connus de l'Homme du Métier. Ils comprennent une étape de compaction à froid dans un moule ayant la forme externe de l'obus et à l'aide d'un poinçon délimitant l'alésage interne du corps. Cette étape de compaction est suivi d'une étape de traitement thermique ou frittage à une température de l'ordre de 500 à 800 °C. D'une façon préférée, on fera subir au corps 2 un traitement à la vapeur d'eau après son frittage. Une telle disposition bien connue de l'Homme du Métier permet de réduire la porosité de surface ce qui améliore la résistance à la corrosion du matériau du corps. Ce traitement de surface 10 facilite par ailleurs l'accrochage d'un revêtement de protection ultérieur, par exemple une peinture ou une métallisation. On pourra, avant de pratiquer un tel traitement, imprégner superficiellement le corps au niveau de la ceinture 6 avec un matériau lubrifiant (par exemple une 15 peinture lubrifiante). Un tel procédé de frittage assure l'obtention d'une porosité relativement faible du corps d'obus (de l'ordre de 15 %). La densité reste cependant suffisante pour permettre le 20 tir tout en conservant l'intégrité du corps. La présence d'un alésage interne 3 permet par ailleurs de réduire la masse globale de l'obus à une valeur proche de celle d'un obus de guerre. Ce niveau de porosité confère une ductilité qui permet à 25 la ceinture 6 de jouer pleinement son rôle lors du tir . prendre les rayures du tube de l'arme pour assurer l'entraînement de l'obus en rotation et garantir l'étanchéité aux gaz de propulsion. L'insert 5 remplit sensiblement tout le volume interne de 30 l'alésage 3. Ainsi, suivant une caractéristique importante de l'invention, l'insert 5 s'étend jusqu'au niveau de la ceinture 6 et il assure un soutien mécanique du matériau du corps 2 à ce niveau. Une telle disposition permet de garantir la tenue mécanique du corps d'obus 2 lors du tir dans le 35 tube. La matière plastique de l'ogive 4 et de l'insert 5 sera de préférence renforcée par des fibres, par exemple des fibres de verre. Une telle disposition permet de limiter la déformabilité de l'insert 5 et renforce la tenue mécanique au niveau de la ceinture 6. La figure 2 montre une ogive 4 seule avant sa mise en place dans un corps 2 d'obus. La partie arrière (ou insert 5) comporte au moins une rainure longitudinale 8 qui s'étend sur sensiblement toute la longueur de l'insert (ici l'insert comporte trois rainures régulièrement réparties angulairement et une seule est visible sur cette figure en coupe). Cette rainure 8 est destinée à permettre l'évacuation de l'air lors de la mise en place de l'insert 5 dans le corps 2 de l'obus. Par ailleurs, l'insert 5 comporte au moins une collerette de serrage 9 qui est disposée au niveau d'une partie avant de l'insert 5, en arrière de l'ogive 4. L'insert représenté ici comporte quatre collerettes 9 séparées par des gorges 11. Chaque collerette de serrage 9 présente un profil conique 10 permettant de faciliter son introduction dans l'alésage 3 du corps 2. Le diamètre de chaque collerette 9 est légèrement supérieur à celui de l'alésage 3. Ainsi lors de l'introduction de l'insert 5 dans l'alésage 3, les collerettes 9 se trouvent déformées. Le matériau de chaque collerette 9 peut se loger dans la gorge 11 qui est immédiatement située derrière elle. Chaque gorge 11 a un diamètre qui est inférieur au diamètre de l'alésage 3 pour permettre ce passage de matière. Sur la figure 1 on a représenté par des traits fins les collerettes de serrage 9 après leur déformation. Le rebord arrière de chaque collerette empêche l'extraction ultérieure de l'insert. On assure ainsi, avec un simple montage sous presse, une solidarisation complète de l'insert 5 et du corps 2 de l'obus. Il est bien entendu possible de réaliser un insert 5 qui serait lié au corps 2 par un autre moyen. On pourrait par exemple fixer l'insert 5 au corps 2 par filetage ou bien par collage. Lors du tir, l'intégrité du corps d'obus est assurée grâce aux caractéristiques de dureté du corps 2 et à la présence de l'insert 5 en dessous de la ceinture 6. A l'impact sur une cible, l'ogive 4 communique une contrainte radiale au corps 2 qui se fragmente. Le matériau mis en œuvre génère des fragments de masse réduite et dont la portée est également réduite. Les effets collatéraux sont donc réduits. La fragmentation intervient même pour des angles d'impact supérieurs à 45° par rapport à la normale à la cible. On évite donc les ricochets. On notera que cet obus engendre néanmoins une gerbe d'éclats lors de la traversée d'une cible. Il peut donc parfaitement être utilisé comme obus de guerre même si son efficacité est plus réduite que celle d'un obus explosif ou fragmentable conventionnel (mettant en œuvre par exemple du tungstène ou de l'acier fragilisé). A titre de variante, il est possible de disposer au fond de l'alésage 3 du corps d'obus 2 un volume d'un matériau polymérisable, par exemple une colle ou une résine. Lors de la mise en place de l'insert 5, ce dernier chassera ce matériau qui s'écoulera le long des rainures 8 et remplira tous les jeux séparant le corps 2 et l'insert 5. Suivant le matériau mis en œuvre, on pourra accélérer la solidification de ce matériau par séchage ou chauffage. Un tel mode de réalisation permet d'assurer un montage sans jeu de l'insert 5 et d'un corps d'obus 2 malgré les dispersions dimensionnelles de ces éléments. Le matériau mis en œuvre permettra par ailleurs d'assurer une solidarisation par collage du corps 2 et de l'insert 5. La figure 3 montre un obus suivant un autre mode de réalisation de l'invention. Ce mode diffère du précédent en ce que l'ogive 4 est raccordée au prolongement 5 formant insert par une partie conique 12 qui est en appui sur une portée conique complémentaire 13 aménagée sur le corps 2. Ainsi, la partie avant 14 du corps 2 est amincie et a une résistance mécanique moindre que celle du reste du corps 2. On facilite ainsi la rupture à l'impact sur une cible. On a encore représenté ici par des traits fins les collerettes de serrage 9 portées par l'insert 5. Comme cela a été précisé précédemment, il est bien entendu possible de remplacer de telles collerettes par un simple collage.5 REVENDICATIONS 1. Obus (1) comportant un corps creux (2) réalisé en fer fritté le corps comportant à sa partie arrière une ceinture (6) monobloc avec le corps et portant à sa partie avant une ogive balistique (4), obus caractérisé en ce que l'ogive balistique (4) est prolongée par une partie arrière (5) formant un insert qui se loge dans un alésage interne (3) du corps (2), insert (5) qui s'étend jusqu'au niveau de la ceinture (6). 2. Obus selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ogive balistique (4) est réalisée en une matière plastique éventuellement renforcée de fibres. 3. Obus selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'insert (5) comporte au moins une rainure 15 longitudinale (8). 4. Obus selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'insert (5) comporte au moins une collerette de serrage (9). 5. Obus selon la revendication 4, caractérisé en ce que 20 la collerette de serrage (9) présente un profil conique (10) permettant de faciliter son introduction dans l'alésage (3). 6. Obus selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'insert comporte une partie conique (12) qui est en appui sur une portée conique (13) complémentaire aménagée 25 sur le corps (2). 7. Obus selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une couche d'un matériau polymérisable qui est interposée entre l'insert (5) et le corps (2). 8. Obus selon une des revendications 1 à 7, caractérisé 30 en ce que le corps fritté (2) est soumis lors de sa fabrication à un traitement à la vapeur d'eau en vue de former un état de surface facilitant l'accrochage d'un revêtement de protection.