Brevet FR2954820A1 — publié le 20110701

La présente invention concerne arme dotée d'un mécanisme destiné à compenser le recul et le relèvement pendant les phases de tir semi-automatique et automatique. Ce mécanisme, ainsi présenté, consitue, à lui seul, une re- fonte totale, mécaniquement parlant, de l'organisation des éléments habituellement rencontrés sur une arme conventionnelle. Cette invention, de part son caractère innovant, est associée à une munition téléscopique et qui lui est spécifique. Ce nouveau concept permet de s'affranchir de la présence d'une culasse classique, cette dernière étant la source de mouvements indésirables et donc préjudiciables à là précision du tir. Par ailleurs, ce concept se caractérise également par sa légèreté et son encombrement réduit. Cette invention est applicable depuis un pistolet-mitrailleur de faible encombrement jusqu'à l'artillerie légère et notamment embarquée (dans les calibres de l'ordre de 20 mm à 30 mm) Cette invention s'adresse donc aux forces armées, aux forces de police ainsi qu'à toutes personnes habilitées à porter des armes dans l'exercice de leurs fonctions. Le secteur civil n'est, en principe, pas concerné. De manière générale, le fonctionnement des armes semi-automatiques ou automatique n'à que très peu évolué, dans ses grandes lignes, depuis l'origine de la création (à la fin du 19ème siècle) d'une culasse mobile contre laquelle vient en appui le culot d'une munition. Il en ressort les problèmes suivants : - La munition est introduite dans une chambre soli- daire du canon par le mouvement avant de la culasse. Ce qui crée une première perturbation dans l'ensemble mécanique. - Au moment de la percussion, le départ du projectile entraine un recul de l'arme qui se traduit, selon la 3ème loi de newton par « Tout corps A exerçant une force sur un corps B subit une force d'intensité égale, de même direction mais de sens opposé, exercée par le corps B ». Ceci provoque donc une deuxième perturbation. - Enfin, en fin de course arrière, et juste après l'éjection de l'étui de la munition qui vient d'être ti- rée, la culasse arrive en butée ce qui entraine un choc et donc accentue le rélèvement de l'arme. Celà se traduit donc par une troisième perturbation. Tous ces mouvements indésirables affectent la justesse des impacts vers l'objectif-SUrtOUt s'ils sont cumulés lors de phases de tirs en rafales. La tendance actuelle s'oriente vers la conception de pistolets-mitrailleurs de faible encombrement et tirant une munition de petit calibre à haute vitesse initiale. L'effet vulnérant du projectile, de par ses carctéristiques, est l'objectif recherché. Pour mémoire, on citera le pistolet-mitrailleur HK MP7 en calibre 4,6X30 et le FN P90 en calibre 5,7X28. Ces deux exemples sont techniquement très évolués mais leur fonctionnement reste néanmoins convention- nel. Malgré leur conception avec une répartition des masses en mouvement parfaitement calculées, il en ressort toujours les problèmes cités plus haut. L'invention, telle que présentée, est une arme comportant une chambre mobile, non solidaire du canon, et associée à une munition télescopique qui lui est spécifique. Cette invention se caractérise par une absence de recul au tir, par sa légèreté et son faible encombrement. Le couple arme et munition ici exposé, permet de remé- dier, de façon très notable, aux inconvénients tels que le recul et le relèvement de l'ensemble au moment du tir. Bien que cette invention concerne également du matériel de calibre moyen comme un canon mitrailleur terrestre ou embarqué, le chois de la description est relative à un pistolet mi- trailleur de format réduit. Le mécanisme, selon l'invention, est constitué d'une chambre mobile qui se caractérise par sa non-solidarité avec le canon proprement dit. cette chambre est particulièrement adaptée au tir de munitions de petit calibre à haute vélocité. La munition étant introduite dans la chambre, le culot vient prendre appui sur une «tête» de percussion absolument fixe par rapport à l'entrée du canon. L'arme ne possède donc plus de culasse au sens strict du terme. Un emprunt de gaz, situé en un point du canon, permet de rediriger une infime partie de la pression engendrée par la combustion de la poudre vers un tube adducteur. Ce dispositif assure le fonctionnement de la chambre mobile. Pour l'utilisateur, la mise en oeuvre reste identique à celle d'une arme traditionnelle. L'action vers l'arrière sur le levier d'armement entraine le mouvement dans le même sens de la chambre mobile (4). Cette action entraine : - Le prélèvement d'une cartouche du boitier magasin vers l'arrière (schéma 2/11 FIG 3) par l'intermédiaire de la partie avant de la chambre mobile (7), - En fin de course arrière, la munition se positionne dans un auget élévateur placé en position basse (6). Toujours en fin de course arrière, la chambre mobile deverrouille le cylindre «tête de percussion» (5)(10) de manière à ce que la munition ne rencontre pas de point dur au moment où celle-ci va être placée dans l'auget élévateur (6) en face de l'entrée de la chambre (schéma 4/11 FIG 5). l'auget est actionné par un ressort qui assure son déplace-ment en position haute (shéma 4/11 FIG 5). Le relachement du levier d'armement entraine le chambrage complet de la munition (shéma 5/11 FIG 6). Le retour vers l'avant de la chambre mobile est assuré par un ressort que l'on peut qualifier de récupérateur (9) (schémas 1/11 à 6/ 11). Ce ressort maintient simplement la chambre mobile fermée. Celle-ci ne nécessite absolument pas la présence d'un quelconque dispositif de verrouillage (schéma 6/11 FIG 7). A noter que cette invention permet le tir de calibres plus importants et plus puissants sans modification du concept. Le retour de la chambre mobile entraine l'abaissement de l'auget élévateur vers le bas. Dans le même temps, la tête de percussion reprend sa place initiale et se reverrouille en en maintenant la cartouche fixe dans la chambre. La munition est prête à la percussion. L'action sur sur la queue de détente provoque le relachement du percuteur selon un processus classique mécaniquement parlant. Les schémas fournis en annexe ne reprennent pas ce processus. Le déplacement du projectile dans le canon, après mise à feu de la cartouche, n'a aucune incidence sur l'ensemble mécanique tant que l'ouverture de l'emprunt de gaz n'a pas été franchie (le projectile se trouvant en amont) (schéma 7./11 FIG 10). _Dès le franchissement de l'ouverture dans le canon vers l'emprunt de gaz par le projectile (celui-ci se trouvant maintenant en aval) (schéma 7/11 FIG 11), une partie des gazs de combustion est redirigée vers un tube ad- ducteur (2). Au droit de la frette de récupération des gazs, la présence d'un régulateur de pression associé à un clapet anti-retour est nécessaire (1) (schéma 1/11 à 6/11). Ce régulateur de pression fonctionne à la manière d'un dé-tendeur. Selon cette présente invention, le rôle du régulateur de pression est d'uniformiser la quantité de gazs récupérés à chaque tir. Afin d'assurer un fonctionnement correct de la chambre mobile, la pression nécessaire pour assurer son mouvement de recul vers l'arrière doit toujours rester identique. En effet, le panachage de munitions, munies de différents types de projectiles dans le boitier chargeur, ne permet pas toujours une montée en pression des gazs équivalente au tir selon les chargements. Le clapet anti- retour interdit aux gazs prélevés de repartir vers la sortie du canon dès que le projectile en est sorti (schéma 7/ 11 FIG 12). le tube adducteur se prolonge à l'intérieur d'une cavité cylindrique forée de façon très précise dans la partie supérieure de la chambre mobile (schéma 7/11 et 8/11 FIG 8 à FIG 16). Dès lors, bien qu'infime, le volume de gaz prélevé va repousser la chambre mobile vers l'arrière (schéma 7/11 et 8/11 FIG 11, 12 et 13). Le travail des gazs résiduels n'étant pas terminé, ceux-ci sont une dernière fois redirigés vers l'étui de la munition tirée, celui-ci se trouvant à découvert entre la tranche avant du canon et la tête de percussion en position déverrouillée (5) (schéma 8/11 FIG 13). L'étui est est alors ejecté par ces gazs résiduels (schéma 9/11 FIG 17, 18 et 19) via un déflecteur placé latéralement par rapport à l'extrémité du tube adducteur. Ce tube adducteur comporte des évents calibrés latéraux ouverts face à un déflecteur concave qui renvoie les gazs directement sur les flancs de l'étui afin de souffler ce dernier et l'ejecter. La pression redevenant nulle, la chambre mobile, mûe par son ressort récupérateur, se referme sur une nouvelle munition. Le cycle recommence tant que l'utilisateur maintient son action sur la queue de détente. Nota : bien que l'ejection de l'étui soit assurée par les gazs, il est néanmoins prévu la présence d'un ejecteur. celui-ci est lié mécaniquement au levier d'arme- ment. Sa présence est requise pour l'ejection d'une munition défectueuse, ou bien pour désarmer l'arme avant toute manipulation. Cet ejecteur n'entre pas en fonction pendant les phases de tir et reste donc au repos. Le recul sur toutes armes est existant de façon obligatoire tant que l'on utilisera l'énergie cynétique, et donc la projection à vitesse élevée, d'un projectile pour atteindre un objectif. Il s'agit de la concrétisation d'une -- - loi de la physique. L'arme, ici présentée, n'échappe pas à 50 la règle. Toutefois, l'invention d'une chambre mobile permet de contourner la troisième loi de Newton et de l'utiliser à profit en offrant une «contre-réaction» à la réaction. La projection d'une nouvelle masse vers l'arrière, en l'occurence la chambre mobile, va contrecarrer le recul en repoussant reste de l'ensemble de l'arme vers l'avant en un laps de temps très court. Le mouvement dans la main du tireur devient imperceptible. L'arme se remet en ligne naturelle-ment vers le point visé. Le second projectile va copier la trajectoire du premier. La précision du tir en rafale contrôlées de trois coups est considérablement améliorée par le groupement plus petit des impacts sur l'objectif. La munition, ici présentée, est relative à l'invention de la chambre mobile. Cette munition se présente sous une forme entièrement cylindrique avec un projectile complétement introduit à l'intérieur de l'étui. Sous cette forme, est est dite «télescopée» ou «télescopique». L'invention de ce type de munition remonte aux années 1980/1990 et ne constitue plus à l'heure actuelle, sauf toutefois, sous réserve de modification interressante. la firme ARES, aux Etats-Unis, propose actuellement une munition télesco- pée pour des systèmes d'armes en phases expérimentales telle la mitrailleuse LSAT produite par AAI Corps. Cependant, la munition décrite dans ce brevet, se dé-marque par une modification, en vue d'être utilisée intime-ment avec le concept de la chambre mobile. Cette munition modifiée ne saurait être en aucun cas utilisée dans un autre système mécanique. La modification apportée à cette munition consiste à renforcer l'étanchéitée lors de sa mise à feu à l'intérieur de la chambre mobile. cette étanchéité est nécessaire afin d'éviter un encrassement excessif de la chambre mobile, mais aussi éviter que les gazs de combustion ne se répandent dans le mécanisme, bien que la fermeture complète de la chambre assure néanmoins une parfaite intégrité. Telle que présentée, cette munition se compose d'un étui constitué par deux éléments distincts - Un corps d'étui renfermant la charge propulsive (schéma 10/11 FIG 20). Cette charge est allumée par une amorce conventionnelle de type «Boxer» placée au centre du culot. Cette munition ne possède pas de gorge d'extraction, le concept étudié ne nécessitant pas l'existence d'un ex-tracteur. - D'un manchon en matière plastique, ou polymère, pré-sent à la partie supérieure du corps d'étui. Ce manchon permet de maintenir le projectile en place, mais a aussi 50 pour rôle d'assurer l'étanchéité à l'intérieur de la chambre mobile. l'étui complet seul est présenté sur le schéma 10/11 FIG 20a. Selon cette innovation, le manchon est emboité à frottement léger dans la partie supérieure du corps d'étui. Ce montage est toutefois suffisamment résistant pour supporter les manipulations brutales ainsi que les légers chocs éven- tuels que la munition pourrait subir depuis son extraction du chargeur jusqu'à son introduction dans la chambre mobile. En fin de cycle, depuis son extraction du chargeur jusqu'à la fermeture de la chambre mobile, la munition est prête à être percutée. Le tir étant déclenché par la vo- lonté de l'utilisateur de l'arme, le processus de sa percussion n'appelle aucun commentaire. Nota : les schémas fournis en annexe, du reste, font abstraction de tout système mécanique autre que ceux se rapportant à l'invention de la chambre mobile. Dès la percussion, l'amorce détonne et enflamme la charge propulsive. La pression qui s'ensuit propulse l'en-semble manchon et balle contre la tranche du canon. Le manchon est stoppé et reste intimement plaqué contre l'entrée du canon. Dès lors l'étanchéité est assurée. La pression des gazs de combustion s'exerçant dans tous les sens à l'intérieur de l'étui, la balle poursuit seule son chemin dans le canon (schéma 11/11 FIG 23). Les schémas fournis, et notamment ceux relatant le processus d'étanchéité, sont volontairement exagérés pour une bonne compréhension. En réalité, l'espace entre le manchon et la tranche du canon n'excède pas un dixième de millimètre. Légendes des schémas annexés. - Schéma 1/11 à 6/11 : vue d'ensemble des éléments essen- tiels au fonctionnement. Les cotes ne sont pas l'échelle. 1 : régulateur et clapet anti retour de l'emprunt de gaz 2 : tube adducteur 3 : évents d'éjection de l'étui vide 4 : chambre mobile 5 : guide de la chambre mobile et tête de percussion 6 : ensemble mécanique de l'auget élévateur 7 : partie avant de la chambre mobile assurant l'alimentation 8 : frette emprunt de gaz en un point du canon 9 : ressort récupérateur 10 : Verrouillage du guide de la chambre mobile 11 : munition chargée 12 : canon 50 - Schémas 9/11 : les figures 17, 18 et 19 représentent le mode d'ejection de l'étui vide par les gazs vu en coupe arrière. a âme du tube adducteur b : paroi du tube adducteur c : events forés sur la paroi du tube adducteur d : déflecteur pour les gazs e : paroi gauche de la carcasse de l'arme et renfermant le mécanisme f : culot de la munition avec son amorçage central Les flèches représentent le cheminement des gazs nécessaires à l'éjection. - Schéma 10/11 : éléments constitutifs de la munition. CTG1 : corps de l'étui CTG2 : manchon d'étanchéité CTG3 : projectile maintenu par le manchon CTG4 : dispositif d'amorçage (amorce «Boxer») - Schéma 11/11 : position du manchon avant le tir et après le tir. 5 : tête de percussion 12 : canon CTG1 : corps de l'étui CTG2 : manchon d'étanchéité CTG3 : projectile se déplaçant dans le canon après mise en pression CTG4 : dispositif d'amorçage (amorce «Boxer») Explications des schémas annexés. Ces schémas ne reprennent que les éléments essentiels au fonctionnement du mécanisme relatif à l'invention. - Le schéma 1/11 FIG 2 présente l'arme en coupe avec la chambre mobile fermée (4). La tête de percussion (5) est maintenue en position avant par le verrou (10). Un chargeur garni est engagé. - Schéma 2/11 FIG 3 : l'action sur le levier d'armement (non représenté) entraine la chambre mobile (4) vers l'arrière. Dans le même temps, une cartouche (11) est extraite du chargeur grâce à la partie avant (7) de la chambre mobile. La munition commence à être positionnée dans l'auget élévateur (6), - Schéma 3/11 FIG 4 : la chambre mobile (4) arrive en fin de Bourse arrière. La tête de percussion (5) est déver- 50 rouillée grâce à un ergot placé sur la partie supérieure arrière de la chambre mobile (4). Cet ergot oblige le verrou (10) à s'abaisser et donc à relacher le maintien de la tête de percussion. La munition (11) est entièrement positionnée sur l'auget élévateur, - Schéma 4/11 FIG 5 : Actionné par son ressort, l'auget élévateur (6) pousse la munition (11) vers le haut afin de la positionner exactement en face de la partie interne de la chambre mobile (4), - Schéma 5/11 FIG 6 : De part la simple force du ressort récupérateur, le relachement du levier d'armement (non représenté) provoque la fermeture de la chambre sur la munition (11). La tête de percussion (5) reprend sa place initiale et se verrouille en maintenant la munition contre la tranche du canon (12). Repoussé vers le bas par la fermeture de la chambre mobile (4), l'auget élévateur (6) reprend sa position basse initiale, - Schéma 6/11 FIG 7 : Cette figure présente la percussion de la munition avec le début de trajet du projectile dans le canon (12) avant que celui-ci n'atteigne l'évent de l'emprunt de gaz et sa frette (8). - Schéma 7/11 : Figures simplifiées théoriques. Ne figurent que les éléments essentiels concernant le fonctionnement de la chambre par l'action de la pression due aux gazs de combustion (canon, tube adducteur des gazs, chambre mobile, auget élévateur, tête de percussion et munition). FIG 8 : Chambre mobile en position de repos (fermée), FIG 9 : Chambre mobile aprés cycle de d'armement, une car- touche se trouve à l'intérieur, FIG 10 : Percussion de la cartouche et projectile en amont de l'évent d'emprunt des gazs, FIG 11 : Déplacement du projectile dans le canon. Le projectile se trouve en avale de l'emprunt des gazs. Une par- tie de ces gazs est détournée et va s'engouffrer dans le tube adducteur, FIG 12 : La balle est sortie du canon. La pression des gazs redevient nulle car s'échappant à la suite du projectile. Toutefois, grâce au clapet anti-retour associé au régula- teur des gazs (non représenté) les gazs prélevés se retrouvent emprisonnés dans le tube adducteur. Le régulateur ayant rempli son rôle, la pression qui en résulte est moins élevée que celle existant auparavant dans le canon. Néanmoins, cette pression est suffisante pour repousser la chambre mobile vers l'arrière, - Schéma 8/11 : Suite du processus d'ejection et de réarme-ment. FIG 13 : La chambre mobile arrive en fin de course arrière et deverrouille la tête de percussion. Celle-ci relache son 50 maintien sur l'étui vide, FIG 14 : Soufflé par les gazs résiduels, l'étui vide est ejecté, FIG 15 : L'auget élévateur profite de la fin de course en butée de la chambre mobile pour positionner une nouvelle munition, FIG 16 : la chambre mobile se referme. Un nouveau cycle peut commencer. - Schéma 9/11 : Solution choisie pour l'ejection de l'étui vide. Vue de l'arrière en coupe. Les flèches représentent le cheminement des gazs de combustion. FIG 17 : La munition neuve (11) est positionnée juste sous le tube adducteur avec ses évents (c), FIG 18 : La chambre mobile (non représentée) est arrivé en fin de course arrière. les évents du tube adducteur se retrouvent à découvert. Les gazs de combustion s'échappent en direction du déflecteur (d), FIG 19 : Grâce au déflecteur (d), les gazs sont déviés vers le flanc de l'étui vide et ejectent celui-ci. - Schéma 10/11 : les éléments constitutifs de la munition. FIG 20a : Etui seul vide avant son chargement, FIG 20 : Munition complète et chargée. La balle est mainte-nue par le manchon, FIG 21 : Etui après le tir. Le manchon a assuré son rôle d'étanchéité et apparait légèrement sorti du corps d'étui. Ce schéma est volontairement exagéré. Le manchon ne se dé-place en réalité que d'un dixième de millimètre maxi au moment de la montée en pression. - Schéma 11/11 : Représentation du manchon d'étanchéité de la cartouche avant et après le tir. FIG 22 : Munition en place avant sa percution. Il ya un très léger espace entre le manchon d'étanchéité (CTG 2) et l'entrée du canon (12). Cet espace n'excède pas un dixième de millimétre en réalité, FIG 23 : La munition vient d'être percutée. Le manchon s'est déplacé sous l'effet de la pression montante et dans le même temps, le projectile (CTG 3) est propulsé dans le canon. Cette innovation évite toute fuite de gazs brulants. Le concept de la chambre mobile, du tube adducteur faisant également fonction d'ejecteur par les gazs de combti-àtion associé à un régulateur de pression avec clapet 50 anti-retour est réalisable en usine sur machines outils. Une version préliminaire de démonstration de cette invention a pu être réalisé par l'auteur de ce présent brevet 2954820 - 10 - La munition télescopique avec son étui en deux éléments peut être fabriquée en divers matériaux. Néanmoins, le manchon d'étanchéité devra être réalisé en matière plastique ou polymère de manière à bénéficier d'une certaine 5 malléabilité de cette matière. Ceci afin de réaliser la meilleure étanchéité possible. Le corps d'étui peut être, indifféremment, réalisé en matière plastique ou bien en alliage de métal léger (alliage d'aluminium). Selon la matière utilisée, ce corps d'étui pourra être fabriqué soit 10 par passe d'étirage s'il s'agit d'un alliage ou soit par la technique d'injection des matières plastiques. On notera que la réalisation de cette munition reste économique matériellement parlant. Par ailleurs, le nombre de phases nécessaires à sa fabrication s'en trouve réduit considérable- 15 ment par rapport à la conception d'une munition conventionnelle. Cette arme, selon l'invention, est particulièrement destinée aux forces armées et aux forces de polices. REVENDICATIONS1) Arme automatique ou semi-automatique pour le tir de munitions télescopées caractérisée en ce qu'elle comporte : - Une chambre mobile (4) mise en mouvement par l'action des gazs de combustion, - Un régulateur de pression associé à un clapet antiretour (1). Ce régulateur permettant d'uniformiser et de doser la quantité de pression suffisante pour mouvoir la chambre mobile (4). Le clapet anti-retour ayant pour rôle d'empêcher le retour des gazs vers le canon, - Un tube adducteur (2) acheminant les gazs de combustion prélevés vers la chambre mobile (4), - Ce même tube adducteur étant munis d'évents (3) per-mettant aux gazs résiduels d'ejecter hors de l'arme l'étui de la munition tirée, - Un auget élévateur (6) dont le rôle est de positionner une munition neuve en face de l'ouverture de la chambre mobile (4), - Une tête de percussion (5) avec mobilité réduite afin de permettre une ejection sans défaut de l'étui vide, cette tête de percussion étant actionnée par la chambre mobile en fin de course, - Un dispositif de verrouillage de la tête de percussion (10). Ce verrouillage maintient solidement la tête de percussion (5) lorsque la chambre mobile (4) est refermée sur une munition prête au tir, de manière à ce que cette munition soit immobilisée dans la chambre mobile (4). 2) Arme automatique, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comporte : - Un canon (12) qui selon l'invention ne possède pas de chambre qui lui est propre. La chambre mobile (4) assurant le rôle de receptacle à la munition, 3) Arme automatique, selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'elle comporte : - Un ejecteur associé mécaniquement au levier d'arme-ment. Cet ejecteur n'ayant pour rôle que l'ejection d'une munition défectueuse ou bien l'ejection d'une munition chargée afin d'assurer une manipulation de l'arme en toute sécurité. Cet ejecteur n'étant pas en fonction pendant les phases de tir. - Un dispostif d'ejection par les gazs résiduels associé au tube adducteur (2)(3). 50- 12 - REVENDICATIONS (suite) 4) Munition pour arme automatique, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte : - Un corps d'étui droit et sans gorge d'extraction (CTG1). Ce corps d'étui reçoit la charge propulsive nécessaire à la propulsion du projectile ainsi que le dispositif de mise à feu constitué par un amorçage de format courant (CTG3). Ce corps d'étui est réalisé soit en matière plastique par technique d'injection, soit en métal léger (alliage d'aluminium) par passes d'étirages. - Un manchon d'étanchéité (CTG2). Ce manchon a pour rôle d'empecher toutes déperditions de gazs de combustion vers l'ensemble du mécanisme ou bien vers la chambre mobile (4).Ce même manchon maintient fermement le projectile en place. Ce manchon d'étanchéité devra être réalisé en matière plastique ou polymère de manière à obtenir une certaine malléabilité. 5) Munition, selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'elle comporte : 20 - Le corps d'étui et le manchon d'étanchéité associé ensemble par frottement doux. Ce montage se caractérisant par sa possibilité de se mouvoir et d'assurer l'étanchéité. 10 15 20