Brevet FR2927695A1 — publié le 20090821

FUSEE DE MUNITION AVEC SECURITE D'ARMEMENT L'invention concerne une fusée de munition comportant une sécurité empêchant d'armer la fusée. Elle s'applique notamment aux fusées destinées 5 à l'amorçage des munitions tirées dans les matériels à âme lisse. La fusée est destinée à amorcer un projectile de munition. Le projectile peut contenir une charge explosive ou fumigène. La fusée n'autorise l'amorçage de la charge du projectile qu'à condition que deux évènements 10 indépendants se réalisent montrant que la munition a bien été tirée. La fusée comporte donc deux sécurités qui, lorsqu'elles sont activées, empêchent d'armer la fusée. Ces deux sécurités se désactivent lorsque les événements se réalisent. Une fois la fusée armée, celle-ci peut armer le projectile. II existe des fusées comportant des dispositifs électroniques pour 15 activer ou désactiver les sécurités mais ces dispositifs nécessitent de l'énergie pour fonctionner, par exemple celle fournie par une pile. L'inconvénient est qu'il faut vérifier régulièrement l'état de la pile. D'autres dispositifs de désactivation et d'activation des sécurités purement mécaniques sont aussi utilisés et ne nécessitant pas une énergie 20 électrique stockée dans la fusée. Par exemple le brevet FR 2 848 659 décrit un tel dispositif mécanique de sécurité dans un exemple d'application à une fusée de munition. Les figures la et 1 b représentent deux phases de fonctionnement d'une fusée F de l'état de l'art comportant deux sécurités mécaniques. 25 La fusée des figures la et 1 b comporte une chaîne pyrotechnique selon un axe longitudinal XX' de la fusée ayant notamment un percuteur 10, un piston 12 comportant un tube 14 de transmission ,de feu, un barillet 17 pouvant tourner selon un axe YY' perpendiculairement à l'axe longitudinal XX' de la fusée ayant un détonateur destiné à allumer un pain d'amorçage 19 de 30 la munition. La figure la montre la fusée en positon de repos, les deux sécurités sont activées. L'ensemble barillet 17 et tube 14 forme une première sécurité qui est désactivée par un premier évènement extérieur, l'accélération de la fusée. Une deuxième sécurité dans une partie basse de la fusée comporte un volet 30 présentant une prise au vent agencé pour être mis en mouvement sous l'effet de la force aérodynamique Fa exercée sur le volet 30 lorsque la munition comportant la fusée est tirée. Le volet 30 est lié mécaniquement à la deuxième sécurité qui est désactivée lorsque le volet est: mis en mouvement. Dans une position d'activation de la première sécurité, le barillet 17 est maintenu dans une position désalignée (ou d'interruption de la chaîne pyrotechnique) par le tube 14 du piston 12 s'insérant dans un orifice 34 du barillet 17. Lorsque la munition est tirée, le piston 12 et le tube 14 se déplacent vers la partie supérieur de la fusée libérant le barillet 17 qui tends à tourner autour de son axe YY' pour aligner la chaîne pyrotechnique mais il est maintenu dans une position désalignée par la deuxième sécurité. Cette deuxième sécurité comporte une tige 33 solidaire du volet 30 entrant dans un orifice 40 du barillet 17. Dans une position de désactivation de la deuxième sécurité la tige 33 est retirée du barillet 17 par un mouvement de rotation du volet 30 actionné par la force Fa de l'air lors du lancement du projectile. Cette position du volet est représentée à la figure 1 b. Le barillet 17 peut alors tourner vers une position d'alignement de la chaîne pyrotechnique rendant possible l'allumage du détonateur. Par la suite le volet 30 se détache de la fusée. Au moment de l'impact, la pointe du percuteur 10 de la fusée pénètre dans une amorce 42 du piston 12 provoquant sa détonation. La flamme passe à travers le tube 14 du piston qui enflamme le détonateur du barillet. Ce type de fusée de l'état de l'art comportant une deuxième sécurité désactivée par le volet 30 éjectable présente des inconvénients. Un premier inconvénient est que le volet se détachant du corps de I.a fusée lors du tir de la munition présente un danger pour les personnes effectuant le tir. Un autre inconvénient est que le volet peut frotter sur la paroi du tube-canon d'un mortier de lancement de la munition provoquant une résistance au déplacement de la munition et endommager le tube-canon. Pour palier les inconvénients des dispositifs de sécurité des fusée de 35 l'état de l'art, l'invention propose une fusée de munition ayant un corps de fusée et comportant au moins un dispositif de sécurité empêchant d'armer la fusée. La fusée comprend, en outre, une éolienne agencée pour être mise en rotation autour d'un arbre d'axe ZZ' solidaire de l'éolienne et de la fusée sous l'effet de la force aérodynamique exercée sur les pales de l'éolienne lorsque la fusée se déplace, l'arbre étant lié mécaniquement à la sécurité pour la désactiver lors de la rotation de l'éolienne. Avantageusement, dans un mode de réalisation, les pales de l'éolienne sont solidaires par une des leurs extrémités de la surface extérieure circulaire d'un tube comportant un filetage sur sa surface circulaire intérieure, l'arbre comportant une partie fileté visée dans le tube pour transformer le mouvement de rotation de l'éolienne en un mouvement de translation de l'arbre. Dans un autre mode de réalisation, l'arbre comporte, dans l'axe ZZ', d'un côté de sa partie filetée, une tige cylindrique, de diamètre plus petit que la partie filetée de l'arbre, pour le verrouillage du dispositif de sécurité et, de l'autre côte de la partie filetée, une tête d'arbre, de diamètre plus grand que le diamètre de la partie filetée, la tige cylindrique et la tête d'arbre ayant dans le corps de fusée un seul degré de liberté en translation, selon l'axe ZZ'. Dans un autre mode de réalisation, des évidements dans le corps de la fusée forment, avec un cache appliqué contre le corps de la fusée, un conduit de prise d'air pour amener l'air, lors du déplacement de la fusée, dans un logement contenant l'éolienne, un bord inférieur du cache formant avec une partie inférieure des évidements un conduit de sortie d'air pour l'air ayant actionné les pales de l'éolienne. Dans un autre mode de réalisation, la fusée comporte des moyens pour empêcher la rotation de l'éolienne sur l'arbre lorsque la fusée est dans une position de repos prévue pour le stockage et le transport et, l'initialisation de la rotation de l'éolienne lors du tir de la munition. Dans un autre mode de réalisation, les moyens pour empêcher la rotation de l'éolienne comportent un bloc à inertie solidaire, d'une part, du corps de fusée et, d'autre part, d'une des pales de l'éolienne. Dans un autre mode de réalisation, le bloc à inertie est solidaire du corps de fusée par une goupille de cisaillement et de la pale de l'éolienne par un téton solidaire du bloc à inertie. Dans un autre mode de réalisation, la goupille de cisaillement et le bloc à inertie sont configurés de façon à ce que, lors du tir de la munition, la résistance au mouvement du bloc à inertie produite par l'accélération de la fusée sectionne la goupille libérant le bloc à inertie pour initialiser la rotation de l'éolienne. Dans un autre mode de réalisation, l'éolienne est de type Savonius. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de descriptions faisant suite en référence aux dessins indexés dans lesquels : - les figures la et 1 b, déjà décrites, représentent deux phases de fonctionnement d'une fusée de l'état de l'art comportant deux sécurités mécaniques ; - la figure 2a montre un projectile comportant une fusée F vissée en tête du projectile ; - la figure 2b montre le projectile de la figure 2a place dans un tube-canon d'un mortier et ; - les figures 3a à 5b montrent un exemple de mise en oeuvre de l'invention appliquée à une fusée. La figure 2a montre un projectile comportant une fusée F vissée en tête du projectile. Des ailettes de stabilisation sont fixées à l'arrière du projectile et portent la charge propulsive. La munition est l'ensemble formé par le propulseur P, le projectile C et la fusée F. Avant le départ de la munition, la fusée F est vissée dans un logement du projectile. Le projectile est placé dans un tube-canon d'un mortier M, représenté à la figure 2b, pour être tiré. Les figures 3a à 5b montrent un exemple de mise en oeuvre de l'invention appliquée à une fusée comportant une première sécurité telle que décrite précédemment en référence aux figures la et 1 b et à laquelle on ajoute, selon une principale caractéristique de l'invention, au moins une deuxième sécurité désactivable par la rotation d'une éolienne lors de l'apparition d'un second événement extérieur. On obtient ainsi une fusée répondant aux stipulations de la norme STANAG 4187 relatives à la sécurité, sans utiliser d'énergie embarquée. Comme dans la réalisation de l'état de l'art des figures la et 1 b le barillet 17 et le tube 14 forment la première sécurité qui est désactivée par un 15 premier évènement extérieur, l'accélération de la fusée. La figure 3a montre une vue partielle en coupe selon AA' d'une partie inférieure, à hauteur du barillet 17 de la fusée, comportant la deuxième sécurité d'armement. La figure 3b montre une vue en coupe de cette même 20 partie inférieure de la fusée passant par l'axe ZZ' de rotation de l'éolienne. La fusée comporte un corps de fusée 98 ayant aune paroi externe 100 autour de l'axe longitudinal XX' de la fusée et à la base de cette paroi externe, un premier évidement longitudinal 110 débouchant sur un deuxième évidement 112 plus large et plus profond dans la paroi de la fusée. Les fonds 25 plats 116, 118 respectivement des premier 110 et deuxième 112 évidements sont dans des plans P1 et P2 parallèles à l'axe XX' de la fusée et perpendiculaires à une cavité cylindrique 114 d'axe YY' de la fusée contenant le barillet 17. Un cache 130 appliqué contre la paroi externe 100 de la fusée, à 30 hauteur des premier 110 et deuxième 112 évidements, forme, avec une surface interne 132 du cache, un logement 134 contenant une éolienne 140 de type Savonius. La partie supérieure du cache 130 appliqué contre la paroi de la fusée forme avec les premier 110 et deuxième 112 évidements un conduit de prise 35 d'air 142 pour amener l'air, lors du déplacement de la fusée, dans le logement 134 contenant l'éolienne 140. Un bord inférieur du cache forme avec une partie inférieure du deuxième évidement 112 un conduit de sortie d'air 144 pour l'air ayant actionné les pales 146 de l'éolienne. Les figures 4a et 4b montrent des vues de détail de l'éolienne dans la 5 zone de son axe de rotation ZZ'. Les pales 146 de l'éolienne de type Savonius, en forme d'arc de cercle incurvées selon une même direction, sont solidaires par un de leurs bords d'un tube 150 cylindrique d'axe de révolution ZZ'. 10 La surface cylindrique intérieure du tube comporte un filetage 154 dans lequel est vissé une partie filetée 160 d'un arbre 162 formant l'axe de rotation de l'éolienne. L'arbre 162 comporte dans l'axe ZZ', d'un côté de la partie filetée 160, une tige cylindrique 164, de diamètre plus petit que la partie filetée de l'arbre, destinée à verrouiller le barillet 17 en rotation selon son axe 15 de rotation YY' et, de l'autre côté de la partie filetée de l'arbre, une tête d'arbre 166, de diamètre plus grand que le diamètre de la partie filetée, solidaire en rotation du cache 130. La partie filetée 160 de l'arbre 162 est vissée dans le filetage 154 de la surface intérieure du tube 150. Un fond 168 de la cavité cylindrique 114 de la fusée contenant le 20 barillet 17 forme avec le fond 118 du deuxième évidement 112 une paroi de séparation 180 comportant un trou de passage 182 pour le passage de la tige cylindrique 164 de l'arbre 162 de l'éolienne. L'éolienne 140 vissée sur la partie filetée de son arbre 162 est maintenue en position dans le logement 134 de la fusée, d'une part, par la tige 25 cylindrique 164 insérée dans le trou de passage 182 de la paroi de séparation 180 et, d'autre part, par la tête d'arbre 166 insérée dans un trou de guidage 184 du cache 130. L'arbre 162 de l'éolienne présente un seul degré de liberté en translation selon l'axe de rotation ZZ' de l'éolienne. Les filetages de l'arbre et du tube sont tels que lorsque l'éolienne est 30 mise en rotation lors du tir de la munition, l'arbre 162 est entrainé en translation vers le cache 130. Un joint torique 190 dans la paroi de séparation 180 enserrant la tige cylindrique 164 de verrouillage du barillet assure l'étanchéité de la cavité cylindrique 114 contenant le barillet par rapport à l'extérieur de la fusée. La profondeur Lt du trou de guidage 184 dans le cache 130 est déterminée de façon à permettre une translation suffisante de la tête d'arbre 166 dans le cache130 lors de la rotation de l'éolienne et par conséquent un retrait suffisant de la tige cylindrique 164 pour libérer le barillet. Les figures 3a et 3b et la vue de détail de la figure 4a représentent la fusée dans une position de repos prévue pour le stockage et le transport (ou position d'activation de la deuxième sécurité). Dans cette position de repos, l'arbre 162 est entierement vissé dans le tube fileté 150 de l'éolienne. La fusée F comporte, en outre, un dispositif à inertie assurant, d'une part, en position de repos, le blocage en rotation de l'éolienne et, d'autre part lors d'une accélération de la fusée, l'initialisation de la rotation de l'éolienne et sa libération en rotation. Le dispositif à inertie comporte (voir figure 3a) un bloc à inertie 200 de forme parallélépipédique pouvant glisser dans un troisième logement 202 en dehors de la surface de l'éolienne séparé du deuxième logement 112 par une paroi de guidage 204 parallèle à l'axe XX' de la fusée et perpendiculaire au fond plat 118 du deuxième évidement 112. La paroi de guidage 204 assure, d'une part la canalisation du flux d'air entrant par la prise d'air 142 vers les pales de l'éolienne et de l'air refoulé par le conduit de sortie d'air 144 et, d'autre part, le guidage du bloc 200 à inertie dans le troisième logement 202. La paroi 204 peut être obtenue, soit par fraisage des deuxième 112 et troisième 202 logements contigus dans le corps de la fusée, soit par une tôle séparant une partie du deuxième logement plus large dépassant la surface de l'éolienne pour crée ce troisième logement 202. Le bloc à inertie 200 comporte, du côte d'une de ses faces dirigée vers l'éolienne, un téton 210 passant à travers une ouverture longitudinale 212 de la paroi de guidage 204 et s'insérant librement, dans la position de repos de la fusée, dans un trou 206 du bord libre d'une des pales de l'éolienne pour bloquer l'éolienne en rotation. Le bloc à inertie 200 comportant le téton 210 est disposé dans le troisième logement 202 de façon que, dans la position de repos, la distance entre le téton 210 et l'axe ZZ' de l'éolienne soit la plus courte, ce qui correspond à un placement du téton à hauteur du dit axe de l'éolienne. Une goupille 220 à cisailler, solidaire par une de ses extrémités de la paroi de la fusée et par son autre extrémité du bloc à inertie 200, maintient le bloc à inertie 200 dans le troisième logement 202, dans la position d'activation de la deuxième sécurité. Nous allons par la suite décrire le fonctionnement de la deuxième sécurité. L'ensemble barillet 17 et la tige cylindrique 164 de verrouillage forment la deuxième sécurité empêchant d'armer la fusée. Lorsque la première sécurité (tube 14 et barillet 17) est désactivée par l'accélération de la fusée, le barillet 17 reste encore bloqué en rotation par la tige 164 de verrouillage dans un orifice du barillet décalé par rapport à l'axe YY' de rotation du barillet jusqu'à ce que cette deuxième sécurité soit lévée par la rotation de l'éolienne (vol de la munition). C'est seulement après désactivation de cette deuxième sécurité que le barillet 17 tourne. Les figures 3a, 3b et 4a représentent la fusée dans une position où elle n'a pas encore subi une accélération. Les figures 4b, 5a et 5b, représentent la fusée après l'accélération lorsque les sécurités sont désactivées. Lorsque la munition est tirée par le mortier, dans une première étape du déplacement de la fusée portée par la munition, l'accélération de la munition produit une force d'inertie sur le bloc à inertie 200 ce qui entraîne le cisaillement de la goupille 220 puis le déplacement du bloc 200 et son téton 210 vers la partie inférieure du troisième logement 202. Le déplacement du téton inséré, dans la position de repos, dans le trou 206 du bord libre d'une des pales de l'éolienne entraine un début de rotation de l'éolienne. Le téton 210 s'éloigne au fur et à mesure de son déplacement de l'axe ZZ' de l'éolienne et finit par sortir du trou 206 de la pale libérant l'éolienne en rotation. La rotation de l'éolienne est initiée dans cette première phase par le cisaillement de la goupille et le déplacement du téton 210 solidaire du bloc à inertie 200. Dans une deuxième étape du déplacement de la fusée, l'air pénétrant par le conduit de prise d'air 142 exerce une pression sur les pales 146 de 35 l'éolienne 140 produisant la poursuite de sa rotation dans le même sens. L'arbre 162 vissé dans le tube fileté de l'éolienne transforme par les filetages 154, 160 le mouvement de rotation de l'éolienne en mouvement de translation de l'arbre 162 (seul degré de liberté de l'arbre) vers le cache 130 ce qui dégage la tige 164 du barillet 17 désactivant ainsi la deuxième sécurité. Le barillet 17 libéré de la tige cylindrique 164 de verrouillage peut alors tourner pour être mis dans une position d'alignement avec la chaîne pyrotechnique. Le verrouillage en rotation de l'arbre 162 est par exemple réalisé, soit par une clavette solidaire du trou de guidage 184 dans le cache 130 s'insérant dans une rainure de la tête d'arbre 166, soit par des pans dans l'arbre et dans le trou de guidage du cache. Le dispositif de sécurité à désactivation par éolienne comporte, parmi les avantages déjà cités, un autre avantage du fait que la fusée conserve une 15 même forme aérodynamique après désactivation de la deuxième sécurité. REVENDICATIONS 1. Fusée de munition ayant un corps de fusée (98) et comportant au moins un dispositif de sécurité (17, 164) empêchant d'armer la fusée, caractérisé en ce qu'elle comprend, en outre, une éolienne (140) agencée pour être mise en rotation autour d'un arbre (162) d'axe ZZ' solidaire de l'éolienne et de la fusée sous l'effet de la force aérodynamique exercée sur les pales (146) de l'éolienne lorsque la fusée se déplace, l'arbre (162) étant lié mécaniquement à la sécurité (164) pour la désactiver lors de la rotation de l'éolienne. 2. Fusée de munition selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pales de l'éolienne sont solidaires par une des leurs extrémités de la surface extérieure circulaire d'un tube (150) comportant un filetage (154) sur sa surface circulaire intérieure, l'arbre (162) comportant une partie fileté (160) visée dans le tube pour transformer le mouvement de rotation de l'éolienne en un mouvement de translation de l'arbre. 3. Fusée de munition selon la revendication 2, caractérisé en ce que. l'arbre (162) comporte, dans l'axe ZZ', d'un côté de sa partie filetée (160), une tige cylindrique (164), de diamètre plus petit que la partie filetée de l'arbre, pour le verrouillage du dispositif de sécurité et, de l'autre côte de la partie filetée, une tête d'arbre (166), de diamètre plus grand que le diamètre de la partie filetée, la tige cylindrique et la tête d'arbre ayant dans le corps de fusée (98) un seul degré de liberté en translation, selon l'axe ZZ',. 4. Fusée de munition selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'elle comporte des évidements (110, 112) dans le corps de fusée (98) formant, avec un cache (130) appliqué contre le corps de la fusée, un conduit de prise d'air (142) pour amener l'air, lors du déplacement de la fusée, dans un logement (134) contenant l'éolienne (140), un bord inférieur du cache formant avec une partie inférieure des évidements un conduit de sortie d'air (144) pour l'air ayant actionné les pales (146) de l'éolienne. 5. Fusée de munition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens (200, 210, 220) pour empêcher la rotation de l'éolienne sur l'arbre (162) lorsque la fusée, est dans une position de repos prévue pour le stockage et le transport et, l'initialisation de la rotation de l'éolienne lors du tir de la munition. 6. Fusée de munition selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens pour empêcher la rotation de l'éolienne comportent un bloc à inertie (200) solidaire, d'une part, du corps de fusée (98) et, d'autre part, d'une des pales (146) de l'éolienne. 7. Fusée de munition selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bloc à inertie est solidaire du corps de fusée (98) par un goupille (220) de cisaillement et de la pale (146) de l'éolienne par un téton (210) solidaire du bloc à inertie. 8. Fusée de munition selon la revendication 7, caractérisé en ce que la goupille de cisaillement et le bloc à d'inertie sont configurés de façon à ce que, lors du tir de la munition, la résistance au mouvement du bloc à inertie produite par l'accélération de la fusée sectionne la goupille (220) libérant le bloc à inertie (200) pour initialiser la rotation de l'éolienne. 9. Fusée de munition selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'éolienne (140) est de type Savonius.