Brevet FR2998659A1 — publié le 20140530

Le domaine technique de l'invention est celui des projectiles gyrostabilisés comportant un corps renfermant une charge utile formée d'un ensemble de sous-projectiles dispersables sur trajectoire par une charge pyrotechnique. Ces projectiles sont habituellement des projectiles de moyen calibre (calibre compris entre 20mm et 70mm) et sont utilisés dans le cadre de la défense anti aérienne. Les sous-projectiles sont généralement des sphères ou des cylindres en métal, tel que l'acier ou le tungstène. La dispersion des sous-projectiles au-devant d'une cible, telle un missile ou un aéronef, permet de détruire cette dernière. On connaît par le brevet US3954060 un projectile comportant un empilement de fléchettes métalliques qui sont 15 dispersées au moyen d'une charge pyrotechnique génératrice d'une pression de gaz. Préalablement à l'expulsion, l'ogive du projectile est fissurée et elle s'ouvre en pétales suite à l'action d'un autre dispositif pyrotechnique. Les sous-projectiles sont 20 logés dans plusieurs godets monoblocs empilés les uns sur les autres depuis l'arrière du corps d'obus jusque dans l'ogive. Un piston arrière est lié au corps d'obus et pousse les godets hors du corps une fois l'ogive et son contenu éjectés. Une telle solution est particulièrement complexe et impose la 25 réalisation de plusieurs dispositifs pyrotechniques générateurs de gaz fonctionnant en séquence. On connaît aussi par le brevet EP0698774 un projectile dans lequel la dispersion des sous-projectiles est obtenue par l'initiation, non pas d'une composition génératrice de 30 gaz, mais d'une charge explosive qui est séparée de la charge utile par une cloison. Lors de l'initiation de la charge, l'enveloppe du corps se cisaille radialement au niveau de la cloison et le corps s'ouvre par l'arrière le long d'amorces de rupture longitudinales. Un tel mode d'ouverture du corps freine l'éjection axiale des sous-projectiles qui restent maintenus un certain temps, par le corps de projectile, en appui contre l'ogive. Ce mode d'éjection avec un déploiement radial a pour inconvénient de ne pas fournir aux sous-projectiles un surplus de vitesse axiale au moment du fonctionnement, ce qui réduit l'efficacité perforante des sous-projectiles. L'invention a pour but de fournir une architecture de projectile de conception simple et assurant cependant de façon fiable une éjection axiale et vers l'avant des sous-projectiles. Grâce à l'invention cette éjection s'effectue avec une vitesse qui est accrue par rapport à la vitesse résiduelle du projectile. Environ 40m/s sont fournis en plus sur une vitesse de l'ordre de 500 à 800 m/s, soit un accroissement de 5% à 8% de la vitesse des sous-projectiles. Ainsi l'invention a pour objet un projectile gyrostabilisé comportant un corps renfermant une charge utile formée d'un ensemble de sous-projectiles, dispersables sur trajectoire par l'action d'une charge pyrotechnique solidaire d'une partie arrière du corps, le corps portant à sa partie avant une ogive balistique, projectile caractérisé en ce que la charge pyrotechnique est constituée par un relais de détonation qui est séparé de la charge utile par un piston monté coulissant dans le corps, le piston comportant un dégagement coiffant le relais de détonation. Avantageusement, le piston aura un profil externe correspondant à celui du logement interne du corps. Le profil externe du piston pourra être par exemple hexagonal. Le piston pourra avoir une épaisseur comprise entre 7.5 mm et 10 mm. Selon un mode de réalisation, la charge utile pourra être disposée entre le piston et une plaque de poussée avant qui est elle-même en appui contre l'ogive. La plaque de poussée avant pourra comporter une cavité 5 interne ayant un profil hexagonal et recevant la charge utile. Selon un mode de réalisation, le projectile pourra comporter une bague d'appui qui sera solidaire du corps et sur laquelle le piston sera en appui. 10 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'un mode 15 de réalisation d'un projectile selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale de ce projectile, coupe réalisée suivant le plan AA dont la trace est visible à la figure 1. En se reportant à la figure 1, un projectile 1 selon un 20 mode de réalisation de l'invention comprend un corps 2 qui est fermé à sa partie avant par une ogive balistique 3 et à sa partie arrière par un culot 4 vissé au corps 2. Le corps 2 comporte un logement interne 12 qui renferme une charge utile 5 qui est formée d'un ensemble de sous- 25 projectiles 6 dispersables sur trajectoire. Suivant l'exemple représenté ici, les sous-projectiles 6 sont des cylindres en acier ou en tungstène qui sont empilés en colonnes. Pour assurer l'entraînement en rotation des sous-projectiles 6 par le corps 2, le logement interne 12 de ce 30 dernier a un profil en forme d'hexagone épousant le contour des sous-projectiles cylindriques. Ce profil hexagonal est le plus approprié pour l'entraînement de colonnes cylindriques. D'autres formes seraient bien entendu possibles, par exemple des rainures cylindriques régulièrement réparties angulairement et correspondant chacune à une colonne de sous-projectiles. Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 2, le profil hexagonal du logement 12 comporte des rainures arrondies 12a au niveau des sommets de l'hexagone. Ces rainures 12a s'étendent sur toute la longueur du corps 2 et elles ont un rayon de courbure égal à celui des sous-projectiles cylindriques 6. Par ailleurs le logement 12 comporte un sillon 12b au niveau de chaque milieu des côtés de l'hexagone. Ces sillons 12b s'étendent sur toute la longueur du corps 2 et débouchent chacun sur un profil cylindrique 12c recevant une colonne de sous-projectiles 6. On remarque sur la figure 2 que chaque côté du profil 15 hexagonal du logement 12 comporte trois sous-projectiles 6. La colonne des sous-projectiles 6 située au milieu de chaque côté se trouve donc maintenue par un sillon 12b. Le culot 4 renferme une fusée 7 qui comprend d'une façon classique un dispositif de sécurité et d'armement et un 20 détonateur 8 dont l'initiation est commandée par un module électronique programmable 9. Lorsque le détonateur 8 est amené dans sa position d'armement par le dispositif de sécurité et d'armement, il est en regard d'un relais de détonation 10. 25 Ce relais 10 est une charge pyrotechnique détonante qui est initiée par l'onde de choc issue du détonateur 8 et qui réagit en détonation. On entend par détonation une réaction chimique exothermique auto-entretenue dans laquelle une onde de choc précède le front de réaction et se déplace à une 30 vitesse supérieure à la vitesse sonique de la composition. Une vitesse de détonation est de l'ordre de plusieurs milliers de mètres par seconde. Les relais de détonation sont utilisés généralement pour provoquer la détonation d'un chargement explosif, par exemple celui d'un obus. On pourra utiliser un relais 10 formé d'hexogène comprimé. A titre comparatif une composition génératrice de gaz est initiée en combustion, c'est à dire avec une vitesse de réaction de quelques mètres par seconde. Il en est de même pour une poudre propulsive dont la vitesse de réaction est de l'ordre de quelques dizaines de mètres par seconde. Conformément à l'invention, le relais de détonation 10 est séparé de la charge utile 5 par un piston 11 qui est monté coulissant dans le corps 5. A cet effet le piston aura un profil externe hexagonal pour suivre le profil hexagonal du logement 12 du corps 2 et être entraîné en rotation avec le projectile ce qui évite les problèmes d'instabilité gyroscopique. Si le logement 12 a une autre forme de profil, par exemple des rainures cylindriques régulièrement réparties angulairement, le piston 11 aura un profil correspondant à celui du logement 12 pour pouvoir coulisser dans ce dernier et être solidaire en rotation du corps 2. Comme on le voit sur la figure 1, la charge utile 5 est 20 disposée entre le piston 11 et une plaque de poussée avant 14 qui est elle-même en appui contre un épaulement 13 de l'ogive 3. La plaque de poussée 14 a une forme en godet et comporte donc une cavité interne délimitée par une paroi mince 20. La paroi 20 est interposée entre l'ogive 3 et la charge utile 5. 25 La surface externe de cette paroi 20 est cylindrique et au contact de l'ogive et la surface interne de cette paroi 20 a un profil hexagonal analogue à celui du logement 12 du corps. C'est par ce profil que la plaque de poussée 14 est entraînée en rotation par la charge utile 5. Une telle 30 disposition assure la stabilité du projectile en vol en évitant une rotation de la plaque de poussée 14 par rapport à la charge utile 5. L'ogive 3 est fixée au corps 2 par un filetage 15. Elle comporte une gorge de rupture 17 qui viendra se cisailler lors du fonctionnement du relais de détonation 10 et permettra ansi l'éjection frontale de la charge utile 5. Suivant le mode de réalisation représenté à la figure 1, le piston 11 comporte un dégagement 16 qui coiffe et entoure le relais de détonation 10. Ce dernier n'est donc pas directement en contact avec le piston 11. Une telle disposition permet de ne pas endommager le piston 11 lors du fonctionnement du relais de détonation 10. Ce dégagement est indispensable au bon fonctionnement de l'éjection frontale par détonation. Il a une profondeur comprise entre 2 et 4mm. Une bague d'appui 18 est placée entre le piston 11 et la fusée 7, sa fonction est de récupérer les efforts d'inertie de la charge utile 5 qui s'appliquent sur le piston 11 lors du tir. Ceci permet de ne pas endommager la fusée 7. Cette bague d'appui 18 peut être facultative dans le cas où la reprise des efforts d'inertie de la charge utile 5 est assurée par un appui du piston 11 directement sur une portée du corps 2 du projectile (portée non représentée qui serait disposée en lieu et place de la bague 18). Le montage du projectile 1 s'effectue de la façon suivante La bague d'appui 18 est vissée et collée à sa bonne position dans le corps 2. Le piston 11 est ensuite introduit dans le corps 2 par l'avant de ce dernier jusqu'à ce qu'il vienne en appui sur la bague d'appui 18, puis la charge utile 5 est introduite dans le corps 2. Il sera possible pour cela de rendre les sous-projectiles 6 solidaires les uns des autres de façon temporaire, par exemple avec un film en matière plastique entourant les empilements de sous-projectiles 6. On positionne ensuite la plaque de poussée avant 14 sur la charge utile 5 avec interposition d'une ou plusieurs feuilles de calage axial 19, puis on visse et colle l'ogive 3 sur le corps 2 de projectile. Le culot 4 renfermant la fusée et portant le relais de détonation 10 est enfin vissé à la partie arrière du corps 2. Le fonctionnement du projectile selon l'invention est le suivant : La fusée 7 a reçu avant tir (ou sur trajectoire) une programmation de l'instant de dispersion des sous-projectiles 6. Cette programmation ne fait pas partie de l'invention et 10 il n'est donc pas nécessaire de la décrire en détails. A l'instant souhaité, le détonateur 8 est initié par le module électronique 9. Il provoque la détonation du relais 10. L'onde de choc issue du relais 10 va provoquer la projection du piston 11 vers l'avant du projectile. Cette 15 onde de choc se propage au travers du piston 11, de la charge utile 5 et du bouchon 14. Elle suffit à cisailler la gorge de rupture 17 de l'ogive 3 et assure aussi la projection de toute la charge utile 5 au travers de l'ouverture avant de l'ogive 3 ainsi cisaillée. 20 Afin d'éviter toute déformation ou destruction du piston 11 par le choc, on donnera au piston une épaisseur comprise entre 7.5 mm et 10 mm. Du fait de l'utilisation d'un relais de détonation 10, le cisaillement de l'ogive 3 est obtenu de façon fiable et 25 rapide par le seul effet de l'onde de choc. Les essais ont montré que le choc permettait aussi d'éjecter la charge utile 5 axialement sans qu'il soit nécessaire de découper longitudinalement le corps et sans que l'étanchéité relative entre le piston 11 et le corps 2 ne soit nécessaire. 30 La solution est ainsi plus simple que celle décrite par le brevet EP698774. Elle est également plus simple que celle décrite par le brevet US3954060 qui met en oeuvre une composition génératrice de gaz. En effet avec l'invention il est inutile de prévoir des moyens d'étanchéité entre le piston 11 et le corps 2, moyens qui seraient indispensables avec une composition génératrice de gaz. Par ailleurs la chaîne pyrotechnique utilisée par l'invention est une chaîne détonante classique telle que mise en oeuvre dans un projectile explosif. Le développement du projectile selon l'invention se trouve donc simplifié. REVENDICATIONS1- Projectile gyrostabilisé (1) comportant un corps (2) renfermant une charge utile (5) formée d'un ensemble de sous- projectiles (6), dispersables sur trajectoire par l'action d'une charge pyrotechnique (10) solidaire d'une partie arrière du corps, le corps portant à sa partie avant une ogive balistique (3), projectile caractérisé en ce que la charge pyrotechnique est constituée par un relais de 10 détonation (10) qui est séparé de la charge utile (5) par un piston (11) monté coulissant dans le corps (2), le piston comportant un dégagement (16) coiffant le relais de détonation (10). 2- Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que le piston (11) a un profil externe correspondant à celui du logement (12) interne du corps. 3- Projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil externe du piston (11) est hexagonal. 4- Projectile selon une des revendications 1 à 3, 20 caractérisé en ce que le piston (11) a une épaisseur comprise entre 7.5 mm et 10 mm. 5- Projectile selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la charge utile (5) est disposée entre le piston (11) et une plaque de poussée avant (14) qui est 25 elle-même en appui contre l'ogive (3). 6- Projectile selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque de poussée avant (14) comporte une cavité interne ayant un profil hexagonal et recevant la charge utile (5). 30 7- Projectile selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une bague d'appui (18) qui est solidaire du corps (2) et sur laquelle le piston (11) est en appui.