Brevet FR2944347A1 — publié le 20101015

Mortier à précision améliorée et procédé de commande du mortier L'invention concerne un mortier permettant de lancer des projectiles suivant une trajectoire courbe. L'invention concerne également un procédé de commande du mortier. Les mortiers sont généralement utilisés sur le champ de bataille pour lancer un projectile au dessus d'un obstacle. Deux paramètres permettent de régler la trajectoire du projectile : l'angle d'inclinaison du tir et la vitesse initiale à transmettre au projectile lors du tir. La précision de l'impact dépend de ces deux paramètres. Un exemple d'ordre de grandeur de la précision lors d'un tir d'une portée de 8 km est d'une centaine de mètres. L'angle d'inclinaison peut se régler de façon continue en abaissant ou en relevant le tube guidant le projectile lors de son lancement. De façon courante, la vitesse initiale du projectile est réglée en ajoutant ou en retirant des portions de la charge propulsive. Cette charge est par exemple associée au projectile. Le réglage de la vitesse initiale se fait donc par paliers discrets et pour obtenir un impact précis, l'opérateur doit ajuster les deux paramètres simultanément. Cependant l'imbrication plus importante et fréquente des forces adverses et la présence de populations civiles imposent la nécessité pour l'artillerie de pouvoir opérer des destructions et des neutralisations encore plus précises. L'invention vise à améliorer la précision de l'impact en permettant un réglage continu et précis de la vitesse initiale du projectile. L'invention permet également de se passer de charge propulsive liée au projectile. En réglant en continu la vitesse initiale, on peut se passer de réglage de l'inclinaison qui reste donc fixe. II est en effet plus aisé de ne faire varier qu'un seul paramètre au lieu de deux pour obtenir la précision souhaitée. A cet effet, l'invention a pour objet un mortier permettant de lancer un projectile suivant une trajectoire courbe, caractérisé en ce qu'il comprend : • un tube de guidage du projectile, • une chambre destinée à être mise en pression, • des moyens pour faire communiquer la chambre et le tube, • un capteur de mesure de la pression régnant dans la chambre, • une soupape de régulation permettant d'abaisser la pression à l'intérieur de la chambre, la soupape étant commandée en fonction d'une consigne de pression et d'une mesure effectuée par le capteur. L'invention à également pour objet un procédé consistant à 5 enchainer les opérations suivantes pour lancer un projectile : • mise en pression de la chambre ; • abaissement de la pression de la chambre pour atteindre une pression de consigne ; • mise en communication de la chambre et du tube. 10 Avantageusement, le précédé consiste à retenir le projectile tant que la pression n'est pas complètement établie dans le tube. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation 15 donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : la figure 1 représente schématiquement un mortier selon l'invention ; la figure 2 représente en coupe une partie du mortier suivant l'axe de son tube. 20 Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. La figure 1 représente en perspective un mortier 10 permettant de lancer un projectile. Le mortier 10 comprend un tube 11 permettant de guider 25 le projectile au début de sa trajectoire. Le projectile est éjecté du tube dans une direction donnée par le tube 10. Un opérateur peut régler l'orientation du tube 10 par rapport à une plateforme, non représentée sur la figure, et portant le mortier 10. Cette plateforme peut être par exemple fixe par rapport au sol ou formée d'un véhicule blindé. 30 Le mortier 10 comprend une chambre 12 destinée à être mise en pression. Pour effectuer le tir d'un projectile, on communique la pression régnant dans la chambre au tube lorsque le projectile s'y trouve. Cette pression permet au projectile d'acquérir une vitesse initiale à la sortie du tube. La chambre 12 et le tube 11 forme un ensemble solidaire qui peut être monté sur un chariot pouvant se déplacer dans une glissière afin d'amortir le recul de l'ensemble lors d'un tir. La figure 2 représente la chambre 12 et une partie du tube 11 en coupe par un axe longitudinal 15 du tube 11. Le mortier comprend un capteur 16 de mesure de la pression régnant dans la chambre 12 et une soupape de régulation 17 permettant d'abaisser la pression à l'intérieur de la chambre 12. La soupape de régulation 17 est commandée en fonction d'une consigne de pression et d'une mesure effectuée par le capteur 16. La forme et les dimensions de la soupape de régulation 17 sont définies de façon à permettre la régulation de la pression dans la chambre 12 en un temps sensiblement constant quelle que soit la pression de consigne. La soupape de régulation 17 et le capteur 16 peuvent être raccordés à un calculateur définissant les paramètres de tir. La soupape de régulation 17 peut être commandée de façon continue dans une plage de pression, ce qui permet de définir de façon univoque une vitesse d'éjection du projectile ou vitesse initiale. Du fait de la commande continue de la soupape de régulation 17, il est possible de faire varier la vitesse initiale du projectile également de façon continue dans une plage. La relation entre la pression dans la chambre 12 et la vitesse du projectile est définie par le calculateur, notamment en fonction de la masse du projectile. La soupape de régulation 17 est un organe simple permettant d'obtenir la pression de consigne définie par le calculateur en abaissant la pression régnant dans la chambre 12. La pression dans la chambre 12 peut être obtenue de différentes manières. On peut placer dans la chambre 12 un propergol assurant une réaction chimique générant une augmentation de pression. On peut également injecter un combustible liquide et un comburant associé dans la chambre 12. L'injection peut se faire au moyen de deux injecteurs 18 et 19, l'un pour le combustible tel que du kérosène ou de l'essence et l'autre pour le comburant tel que de l'air. On peut prévoir également une bougie 20 permettant d'enflammer un mélange de combustible et de comburant réalisé dans la chambre 12. On peut aussi injecter un ergol liquide dont les deux composants s'enflamment au contact l'un de l'autre ce qui permet de se passer de la bougie 20. Le mortier 10 peut comporter un capteur de température mesurant la température de la chambre 12 afin de mieux maîtriser la cinétique de la réaction chimique générant la pression dans la chambre 12. Avantageusement, le mortier 10 comprend une soupape d'échappement 21 permettant de mettre la chambre 12 à l'échappement pour y abaisser complètement la pression. Plus précisément, la soupape d'échappement 21 permet de vidanger complètement le contenu de la chambre 12 pour l'amener à la pression atmosphérique. La soupape d'échappement 21 est dimensionnée pour permettre l'évacuation complète des gaz se trouvant dans la chambre 12. Cette possibilité peut être utilisée pour préchauffer le mortier 10 avant sont utilisation pour un tir proprement dit. En effet, la température de gaz sous pression situés dans la chambre 12 influe sur la vitesse initiale du projectile. On peut par exemple effectuer deux mises en pression suivies chacune d'une vidange de la chambre 12 avant d'opérer un premier tir de projectile. La mise à l'échappement de la chambre 12 peut également être utilisée en cas de fonctionnement anormal du mortier 10 afin d'arrêter la séquence de tir. A titre d'exemple, si le projectile est inadapté ou si deux projectiles sont présents dans le tube 11, il est important de ne pas déclencher un tir qui risquerait d'endommager le mortier 10, voire de le détruire en cas d'explosion du projectile dans le tube 11. Le tube 11 comprend une bouche 25 située à une de ses extrémités et un culot 26 à une autre de ses extrémités. Le culot 26 forme le fond du tube 11. Avant le tir, lors de la mise en place du projectile dans le tube 11, un volume mort demeure au niveau du culot 26. Avant le tir, le culot 26 ne communique pas avec la chambre 12 permettant ainsi la mise en place simple du projectile dans le tube 11. Cette mise place peut se faire par la bouche du tube 11. Le mortier 10 comprend des moyens pour faire communiquer la chambre 12 et le tube 11 permettant ainsi d'amener le culot 26 à la pression de la chambre 12. Ces moyens comprennent par exemple un vérin 27 permettant d'ouvrir un clapet 28. Le vérin 27 est par exemple un vérin linéaire opérant une translation selon un axe 29 parallèle à l'axe 15 du tube 11. Le vérin 27 est situé à l'extérieur de la chambre 12 et il manoeuvre une tige 30 traversant une paroi 31 de la chambre 12. Des joints 32 assurent l'étanchéité de la chambre 12 au niveau de la tige 30. La tige 30 manoeuvre un doigt 33 solidaire du clapet 28. En position fermée, le clapet 28 s'appuie sur un siège 34 ayant une forme tronconique d'axe 15. La pression régnant dans la chambre 12 presse le clapet 28 contre son siège 34 fermant ainsi la communication entre la chambre 12 et le volume mort du culot 26. En position ouverte, le clapet 28, poussé par le vérin 29, s'écarte de son siège 34 pour que la pression de la chambre 12 s'établisse dans le culot 26. Le volume du culot 26 est très inférieur à celui de la chambre 12. Le clapet 28 peut être guidé dans son déplacement permettant son ouverture. A cet effet, le clapet 28 est solidaire d'un arbre 35 traversant la chambre 12. L'arbre 35 s'étend suivant l'axe 15. Une première extrémité 36 de l'arbre 35 est fixée au clapet 28 et une seconde extrémité 37 de l'arbre 35 traverse la paroi 31 de la chambre 12. Des joints 38 assurent l'étanchéité de la chambre 12 au niveau de l'extrémité 37. Avantageusement, le mortier 10 comprend une pince 40 permettant de retenir le projectile dans le tube 11 et des moyens pour ouvrir la pince 40 de façon à libérer le projectile. Plus précisément, la pince 40 est ouverte lorsque la pression issue de la chambre 12 est complètement établie dans le culot 26. La pince 40 est par exemple manoeuvrée par l'extérieur de la chambre 12 au moyen d'une tige 41 disposés à l'intérieur de l'arbre 35 et s'étendant comme l'arbre 35 suivant l'axe 15. La tige 41 peut coulisser à l'intérieur de l'arbre 35. La tige 41 se termine, à l'extérieur de la chambre 12, par deux épaulements 42 et 43 se faisant face et entre lesquels une fourchette 44 peut s'appuyer. La fourchette 44 peut être déplacée en translation suivant l'axe 15 pour ouvrir la pince 40. Un vérin 45 linéaire d'axe 46 parallèle à l'axe 15 permet de déplacer la fourchette 44. La soupape 17 peut être actionnée pour mettre la chambre 12 à l'échappement tant que la pince 40 n'a pas libéré le projectile. On peut donc arrêter la séquence tir même après que la chambre 12 et culot 26 ait été mis en communication. Avantageusement, le mortier 10 comprend des moyens pour mettre à l'échappement le culot 26 pendant la mise en place du projectile dans le tube 11. Ces moyens comprennent par exemple un orifice 47 pouvant mettre le fond du tube 11 en communication avec l'extérieur du mortier 10. L'orifice 47 peut être obturé par un bouchon 48 lors de la séquence de tir proprement dite. REVENDICATIONS1. Mortier permettant de lancer un projectile suivant une trajectoire courbe, caractérisé en ce qu'il comprend : • un tube (Il) de guidage du projectile, • une chambre (12) destinée à être mise en pression, • des moyens pour faire communiquer la chambre (12) et le tube (11), • un capteur (16) de mesure de la pression régnant dans la chambre (1 2), • une soupape de régulation (17) permettant d'abaisser la pression à l'intérieur de la chambre (12), la soupape (17) étant commandée en fonction d'une consigne de pression et d'une mesure effectuée par le capteur (16). 2. Mortier selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (18, 19) pour injecter dans la chambre (12) un comburant et un combustible et des moyens (20) pour enflammer un mélange de combustible et de comburant réalisé dans la chambre (12). 3. Mortier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape d'échappement (21) permet de mettre la 20 chambre (12) à l'échappement pour y abaisser complètement la pression. 4. Mortier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tube (11) comprend une bouche (25) située à une de ses extrémités et un culot (26) à une autre de ses extrémités, et en ce que le 25 mortier (10) comprend des moyens pour faire communiquer la chambre (12) et le tube (11) permettant d'amener le culot (26) à la pression de la chambre (12). 5. Mortier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 30 en ce que le mortier (10) comprend une pince (40) permettant de retenir le projectile dans le tube (11) et des moyens (41 à 45) pour ouvrir la pince (40) de façon à libérer le projectile. 6. Mortier selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (47) pour mettre à l'échappement le culot (26) pendant la mise en place du projectile dans le tube (11). 7. Procédé de commande d'un mortier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour lancer un projectile, il consiste à enchainer les opérations suivantes : • mise en pression de la chambre (12) ; • abaissement de la pression de la chambre (12) pour atteindre une pression de consigne ; • mise en communication de la chambre (12) et du tube (11). 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à retenir le projectile tant que la pression n'est pas complètement 15 établie dans le tube (11).