Brevet FR3095039A1 — publié le 20201016

Description Titre de l'invention : Amortisseur pour canon d'arme à feu [0001] Domaine technique de l'invention : La présente invention concerne un dispositif d'optimisation balistique pour canon d'arme à feu et, plus particulièrement, un dispositif d'optimisation balistique pour canon d'arme à feu d'épaule, de poing d'usage civil ou militaire et toute arme à feu, par exemple d'utilisation militaire , telle que canon d'artillerie, arme à feu de véhicule terrestre ou naval, ou d'aéronef [0002] Etat de la technique: Lors du départ du coup de feu, les carions d'arme à feu sont soumis à des vibrations qui modifient la trajectoire et, de plus, sont déviés par le recul de l'arme, ce qui déplace le point (l'impact du projectile et complique la reprise de la visée après le premier coup de feu. Ces vibrations et déviations sont, dans une certaine mesure, reproductibles, mais les inévitables variations de vitesse dues à la munition, aussi faibles soient-elles, font que le projectile ne quitte pas le canon au même instant, c'est -à dire pour la même position du canon, c'est -à dire dans la même direction. Cela entraine une dispersion du point d'impact préjudiciable à la précision. [0003] 11 existe différents dispositifs visant soit à réduire l'amplitude des vibrations, soit à déplacer un noeud ou un ventre d'oscillation au niveau de la bouche du canon, soit à atténuer les effets du recul. [0004] L'intérêt de réduire l'amplitude des vibrations et d'atténuer les effets du recul est de minimiser les variations d'orientation du canon. [0005] L'intérêt de déplacer un noeud ou un ventre d'oscillation au niveau de la bouche du canon est de conserver la direction du projectile lors de petites variations de vitesse. En effet, en plaçant un noeud de vibration au niveau de la bouche, sa potion reste immobile lors des vibrations, mais sa direction change. En plaçant un ventre, la direction de la bouche reste identique, mais sa position varie. La rfig.11 illustre cette situation : Pour la déformée (1) canon à l'instant tl, le projectile sort avec la direction (4) et pour la déformée (3) du canon à l' instant il + At, le projectile sort avec la direction (2), identique à la direction (4). [0006] Si l'utilisateur souhaite traiter les trois problèmes, il devra faire appel à trois dis- positifs différents. De plus, un grand nombre de ces dispositifs nécessitent d'être mis en place lors de la fabrication de l'arme ou, tout au moins, une intervention lourde et couteuse. La plupart de ces dispositifs ne sont que difficilement démontables. Un certain nombre de dispositif destinés à limiter la sensation de recul ou le relèvement du canon lors du recul en déviant les gaz propulseurs provoquent une augmentation du bruit dc la détonation perçue par l'utilisateur. [0007] Problème technique à résoudre : La présente invention a pour objet un dispositif d'optimisation balistique pour canon d'arme à feu et, plus particulièrement, un 2 dispositif montable et démontable facilement qui permet de d'améliorer la rigidité d'un canon, d'amortir ses vibrations, de déplacer un noeud ou un ventre de vibration au niveau de sa bouche et de réduire son relèvement par le recul au départ du coup de feu. [0008] Description détaillée de l'invention revendiquée : [0009] La présente invention consiste en un bloc d'optimisation balistique (5) à fixer sur le canon (6) d'une arme à feu d'épaule [fig.2], de poing, ou autre arme à feu d'utilisation civile ou militaire. Il peut être monté lors de la fabrication de l'arme ou ajouté ultérieurement. Son montage et démontage est aisé. Ainsi, si l'utilisateur souhaite alléger son arme au détriment de la précision, il peut démonter le bloc d'optimisation [FIG. 3]. [0010] Le bloc d'optimisation [fig.4].comportc une partie centrale (7) de haute rigidité qui est au contact du canon. Elle est constituée d'acier trempé, par exemple, ou d'un autre matériau de Module d'Young élevé. Son rôle est d'augmenter la rigidité du canon, diminuant ainsi l'amplitude de ses oscillations lors du départ du coup de feu. Il est également de transmettre ces vibrations au dispositif d'absorption (8). Cette partie centrale comporte une surface intérieure correspondant à la surface extérieure du canon. Le contact avec le canon peut être réalisé sur toute la surface intérieure de la partie centrale (7) ou seulement sur des fractions de celle-ci. La surface extérieure de la partie centrale (7) peut comporter des nervures longitudinales destinées à augmenter la rigidité de l'ensemble, en modifiant le moment d'inertie de sa section, ainsi que des aspérités, nervures radiales ou autres, destinées à améliorer la transmission des vibrations au dispositif d'absorption. [0011] Le bloc d'optimisation comporte également un dispositif d'absorption des vibrations composé d'un matériau viscoélastique (8) et d'un dispositif de lissage (9) [fig.4]. Le matériau viscoélastique convertit une partie de l'énergie mécanique de la vibration en énergie thermique, ce qui diminue fortement l'amplitude des vibrations. 111 est choisi de manière à ce que son facteur de perte, mesuré lors d'un test d'Analyse Mécanique Dynamique soit optimal aux fréquences considérées, par exemple, supérieur à 1 à une fréquence de 10 000 Hz, ce qui est le cas pour un grand nombre d'élastomères non chargé, comme certains silicones, par exemple. [0012] Le dispositif de lissage (9) comporte une ou plusieurs cavités (10) contenant des particules de densité élevées, comme des cubes de plomb, des billes de fer ou de la poudre de composés de tungstène ou de baryum, par exemple [fig.4]. La taille des particules est préférentiellement comprise entre 0,1 min et 3 mm. Dans le cas d'une application sur une arme de fort calibre, la taille des particules pourra être supérieure à 3 mm [0013] Les particules emprisonnées dans les cavités se comportent schématiquement comme un fluide très visqueux et très dense qui ralenti le déplacement du dispositif de lissage quand il est soumis à une forte accélération, comme celles provoquées par les vi- 3 brations du canon ou son recul. Il transforme une impulsion d'amplitude élevée et de durée courte en une impulsion d'amplitude moins élevée et de durée plus longue. Sur une très petite échelle de temps, de l'ordre de la période des vibrations ou moins, il se comporte comme un point fixe. De même, en répartissant l'énergie du recul sur une plus longue durée, il favorise la maitrise de l'arme par l'utilisateur, limitant ainsi le déplacement du canon, améliore son confort et facilite la reprise de visée après un premier tir. [0014] Sa surface de contact avec le matériau viscoélastique peut comporter des aspérités, nervures ou autres, destinées à améliorer la transmission des contraintes mécaniques. [0015] La partie du dispositif de lissage en contact avec le matériau viscoélastique à un module d'élasticité élevé, de manière à soumettre le matériau viscoélastique à une forte contrainte quand le canon vibre ou se déplace brusquement sous l'effet du recul, favorisant ainsi la dissipation de l'énergie mécanique. [0016] Le dispositif de lissage (9) répartit l'énergie mécanique sur une plus longue durée, cc qui permet au projectile de quitter le canon avant l'arrivée de la première oscillation à la bouche. Sur une très petite échelle de temps, de l'ordre de la période des vibrations, il se comporte comme un point fixe par rapport au matériau viscoélastique, permettant ainsi à ce dernier de dissiper les vibrations en transformant l'énergie mécanique en énergie thermique. [0017] La combinaison du matériau viscoélastique et du dispositif de lissage permet donc d'absorber efficacement les vibrations du canon et de diminuer considérablement ses oscillations, améliorant ainsi la précision du tir lors de petites variations de la balistique interne due à la munition. [0018] La combinaison du matériau viscoélastique et du dispositif de lissage joue également un rôle considérable en ralentissant le relèvement du canon sous l'effet du recul : cela permet au projectile de quitter le canon quand ce dernier n'a pas, ou que très peu, commencer à se relever. [0019] La combinaison du matériau viscoélastique et du dispositif de lissage limite la vitesse de relèvement du canon sous l'effet du recul, ce qui facilité son contrôle par le tireur et donc la reprise de la visée après le premier coup de feu. [0020] La combinaison du matériau viscoélastique et du dispositif de lissage diminue également considérablement la perception du recul par le tireur, ce qui améliore son confort de tir, et donc ses performances. [0021] Le bloc d'optimisation peut aisément se démonter et se remonter sur le canon à un autre emplacement, ce qui permet de modifier les propriétés vibratoire de l'ensemble et déplacer avantageusement un noeud ou un ventre vibratoire à la bouche du canon, annulant ainsi son déplacement ou son changement d'orientation sous l'effet des vibrations, pendant une courte durée [fig.1], [FIG. 2], [FIG. 3]. [0022] Une variante préférée du dispositif objet de la présente invention à une forme cy- lindrique et est montée de façon symétrique autour du canon, ce qui assure une efficacité maximale [fig.4]. [0023] Pour dégager la ligne de visée, une autre variante du dispositif objet de la présente invention, est de section rectangulaire et est monté de façon décentrée par rapport à l'axe du canon [fig.5]. [0024] Une variante simplifiée de l'invention ne comporte que le dispositif de lissage, monté légèrement serré sur le canon [fig.8]. [0025] Avantages de l'invention : L'invention présente ces avantages qu'il permet d'améliorer facilement et rapidement la rigidité d'un canon, d'amortir ses vibrations et de réduire leur amplitude, de déplacer un noeud ou un ventre de vibration au niveau de sa bouche et de répartir l'énergie du recul sur une plus longue durée, ralentissant ainsi le relèvement du canon, ce qui améliore considérablement la précision, pour une même constance des propriétés des munitions. [0026] De même, en répartissant l'énergie du recul sur une plus longue durée, il favorise la maitrise de l'arme par l'utilisateur, limitant ainsi le déplacement du canon, améliore son confort et facilite la reprise de visée après un premier tir. [0027] De plus, l'objet de la présente invention est compact, facile à installer sur tout canon et à démonter, ce qui permet de transformer à volonté un canon classique en canon à performances balistiques optimisées, puis de le retransformer à volonté en canon classique. [0028] Une lecture attentive de la description détaillée de l'invention se référant également aux dessins qui l'accompagnent, fait apparaître d'autres avantages de la présente invention. [0029] Les dessins annexés illustrent l'invention : [0030] [fig.1] présente les déformées du canon lorsqu'on a placé un ventre de vibration à sa bouche. [0031] [fig.2] présente le dispositif dans le mode de réalisation préféré de la présente invention, monté sur le canon d'une arme d'épaule. [0032] [fig.3] présente le démontage d'un mode de réalisation de la présente invention. [0033] [fig.4] présente le dispositif «bloc d'optimisation balistique», dans le mode de réa- lisation préféré de la présente invention, vue en coupe, monté sur le canon d'une arme d'épaule. [0034] [fig.5] présente une variante de montage et de mode de réalisation de la présente invention, monté sur le canon d'une arme d'épaule, vu depuis la bouche du canon. [0035] [fig.6] présente un mode de réalisation détaillé de la présente invention, monté sur le canon d'une arme d'épaule, vu depuis la bouche du canon. [0036] [fig.7] présente un mode de réalisation détaillé du dispositif de lissage (9), vue en coupe partielle. [0037] [fig.8] présente un mode de réalisation de la version simplifiée de la présente invention, qui comporte uniquement le dispositif de lissage (9), vue en coupe. [0038] Description détaillée d'au moins un mode de réalisation de l'invention : [0039] Un mode de réalisation préféré du dispositif d'optimisation balistique est représenté [fig.4], [FIG. 6] et [FIG. 7]. Il est réalisé en deux parties symétriques (11) et (12) venant entourer le canon et fixé par deux vis (13) et (14) , en assurant un léger serrage du canon (6) [FIG. 6]. [0040] La partie centrale (7) [fig.4], constituée de deux demi-manchons, est réalisée en acier C55, usiné par tournage et fraisage. [0041] Le dispositif d'absorption (8) [fig.4] est réalisé en silicone injecté sous pression par surmoulage entre un demi-manchon de la partie centrale (7) et un demi-manchon du dispositif de lissage (9). [0042] Le dispositif de lissage (9) est constitué de deux demi-manchon solidarisé chacun avec un demi-manchon de la partie centrale (7) par une moitié du dispositif d'absorption (8). Chaque demi-manchon est constitué de deux parties (15) et (16), représentées assemblées, en coupe partielle [fig.7]. La partie intérieure (15) qui comprend les cavités (10) logeant les particules de haute densité est réalisée par tournage et fraisage en alliage d'Aluminium EN AW 6061. La partie extérieure (16) est collée sur (15), après remplissage des cavités (10) par des cubes de plomb pur de 0.3 mm de cotés. La partie extérieure (16) est également réalisée par tom-nage et fraisage en alliage d'Aluminium EN AW 6061. [0043] APPLICATIONS INDUSTRIELLES [0044] Le dispositif peut être monté en usine sur les armes à feu. Cela permet de d'étudier l'emplacement optimal du dispositif et de livrer à l'utilisateur des armes à feu comportant le dispositif monté à l'emplacement optimal et délivrant ainsi le maximum de précision lors de leur utilisation. [0045] GLOSSAIRE (au sens du présent brevet) : [0046] Analyse Mécanique Dynamique : méthode de mesure qui permet l'étude et la caracté- risation des propriétés mécaniques de matériaux viscoélastiques, tels les polymères. [0047] Arme à feu : arme destinée à tuer ou mettre hors de combat à distance au moyen de projectile, accelérés dans un canon par l'action de gaz produits par une déflagration (combustion rapide et confinée d'un composé chimique). Cela comprend notamment les armes de chasse et de sport, les armes militaires légères individuelles et les armes militaires lourdes collectives. [0048] Bloc d'optimisation balistique : dispositif, objet de la présente invention, destiné à améliorer la précision et la répétabilité d'une arme à feu. [0049] Canon : Canon d'une arme à feu, partie d'une amie à feu formée par le tube servant à 6 lancer le projectile. [0050] Demi-manchon : Pièce dont la forme géométrique correspondant à celle d'un manchon coupé en deux dans le sens de la longueur. [0051] Direction du projectile en sortie de canon : direction du vecteur vitesse du projectile. [0052] Dispositif d'optimisation balistique : dispositif, objet de la présente invention, destiné à améliorer la précision et la répétabilité d'une arme à feu. [0053] Elastomère : polymère présentant des propriétés viscolélastiques et d'amortissement, obtenues après réticulation. Il supporte de très grandes déformations avant rupture. Les élastomères sont le plus souvent utilisés à une température supérieure à leur température de transition vitreuse, sur le plateau caoutchoutique. [0054] Facteur de perte : Facteur d'amortissement, mesure du rapport de l'énergie dissipée par amortissement sur l'énergie élastique conservée puis restituée durant un cycle de déformation. [0055] Lissage: repartition de l'énergie d'une impulsion sur une plus longue durée que l'impulsion d'origine. [0056] Lissage du recul: repartition de l'énergie du recul sur une plus longue durée que l'impulsion d'origine, ce qui facilite le contrôle de l'arme lors du coup de feu. [0057] Manchon : Pièce tubulaire destinée à enserrer une autre pièce cylindrique ou tubulaire. [0058] Noeud : points du canon ne vibrant pas. [0059] Optimisation balistique du canon : Amélioration de la précision et la répétabilité d'une arme à feu liée aux propriétés de son canon. [0060] Particules de haute densité : poudre de matériau de densité élevée, petits solides de forme quelconque ou déterminée, comme par exemple, des billes, cubes, constitué de matériau à haute densité, comme ,par exemple, du Plomb ou des composés de Tungstène. [0061] Point fixe : point immobile formant un point d'ancrage pour permettre la dissipation d'énergie par un matériau viscoélastique destiné à amortir les vibrations. [0062] Ventre : points du canon ayant une amplitude de vibration maximale 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] REVENDICATIONSDispositif d'optimisation balistique de canon d'arme à feu, caractérisé par un Hoc (5), monté sur le canon (6) [FIG. 2], qui combine trois modes d'action : l'augmentation de la rigidité du canon (6), l'amortissement des vibrations et le lissage du recul. Pour réaliser cela, le bloc (5) comporte une partie centrale (7) de haute rigidité qui est au contact du canon sur toute ou partie de sa surface, un dispositif d'absorption (8), et d'un dispositif de lissage (9) comportant une ou plusieurs cavités contenant des particules dc haute densité [FIG. 4]. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par son aptitude à être monté sur le canon (6) et démonté facilement [FIG. 2] et [FIG. 3]. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par son aptitude à être déplacé sur le canon en desserrant puis serrant les vis (13) et (14) pour placer un ventre ou un noeud de vibration à la bouche du canon. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par son montage sur le canon d'une arme d'épaule d'usage civil ou militaire [FIG. 2]. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par son montage sur le canon d'une arme de poing d'usage civil ou militaire. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par son montage sur le canon d'une arme collective. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par son montage sur un canon d'une arme lourde collective à usage militaire. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par son montage sur le canon d'une arme à feu d'un véhicule militaire terrestre, aérien ou naval. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par l'utilisation d'un matériau à haut Module d'Young pour augmenter la rigidité du canon. Dispositif selon la revendication (1) caractérisé par l'utilisation d'élastomère à facteur de pelle pour absorber les vibrations. Dispositif selon la revendication (1), caractérisé par le fait de ne comporter que le dispositif de lissage, sans les autres dispositifs, monté sur le canon [FIG. 81.