Brevet FR3110687A1 — publié le 20211126

L’invention a pour objet un projectile sous calibré (1) de type flèche comportant un barreau (3) perforant entouré par un sabot (2) réalisé en matériau léger et permettant le tir du projectile dans une arme, barreau (3) qui est prolongé par un empennage stabilisateur (4). L’empennage (4) est relié au barreau (3) par un moyen de liaison (L) pouvant être rompu, la rupture étant initiée par un moyen de commande (11) solidaire du projectile. Le moyen de commande (11) comprend un module chronométrique qui est programmé avant tir ou lors du tir de façon à assurer la rupture du moyen de liaison (L) à une distance de référence par rapport à un objectif que l’on cherche à neutraliser. L’invention a également pour objet un procédé de neutralisation d’un objectif mettant en œuvre un tel projectile sous calibré. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1 Projectile sous calibré et procédé de neutralisation d’un objectif en mettant en œuvre un tel projectile. Le domaine technique de l'invention est celui des projectiles sous-calibrés et en particulier des projectiles sous-calibrés de type obus flèches de gros calibre (calibre supérieur à 75 mm). Les projectiles sous-calibrés (ou projectiles flèches) sont bien connus. Ils sont constitués d'un barreau en matériau perforant, doté d'une partie avant conique, et portant un empennage de stabilisation. Le barreau a un calibre bien inférieur à celui de l'arme qui tire le projectile (barreau de diamètre 25 à 30 mm pour un calibre d'arme de 120 mm). Le tir est rendu possible grâce à un sabot au calibre de l'arme qui libère le barreau à la sortie du tube de l'arme. Cette configuration classique permet d'obtenir une vitesse de barreau particulièrement importante (de l'ordre de 1700 mètres par seconde pour un barreau flèche tiré par une arme de 120mm de calibre). Les brevets US4724769 et FR2842897 décrivent à titre d'exemple des projectiles flèches connus. La vitesse importante qui leur est communiquée ainsi que la masse du barreau donnent aux barreaux une très grande capacité de perforation des blindages. Cependant les barreaux des flèches sont aujourd’hui confrontés à des systèmes de protection active qui agissent par effet de souffle. Les véhicules équipés de tels systèmes de protection projettent ainsi vers le barreau une grenade qui incorpore un explosif de type thermobarique. Le souffle intense qu’engendre une telle grenade va agir sur le projectile cinétique et le dévier de sa trajectoire, réduisant ainsi son efficacité perforante. L’action de ces grenades thermobariques s’exerce essentiellement sur l’empennage du projectile flèche dont l’envergure est pratiquement le triple du calibre du barreau. On connaît par ailleurs par le brevet FR2390703 un projectile sous calibré d’exercice dont l’empennage est éjecté sur trajectoire, à un instant fixe peu de temps après le tir, dans le but de réduire la trajectoire du projectile. Ce projectile a une trajectoire très raccourcie (de l’ordre de quelques centaines de mètres) par rapport à la trajectoire d’un projectile perforant (supérieure à 6500 mètres). Ce projectile n’est pas conçu pour avoir des performances de perforation de cible et il est inadapté à la résolution du problème visé. On connaît aussi par le brevet DE3933442 un projectile perforant dont l’empennage se sépare du barreau à l’impact sur une cible. Le but visé est d’empêcher que l’empennage ne vienne réduire la perforation de la cible. Un tel projectile est perturbé par les grenades à effet de souffle. Il ne peut pas non plus résoudre le problème de la résistance du projectile aux protections thermobariques. C’est le but de l’invention que de proposer un projectile sous calibré qui n’est pas ou peu perturbé par les protections modernes à effet de souffle. L’invention propose également un procédé de neutralisation d’un objectif en mettant en œuvre un tel projectile. Ainsi l’invention a pour objet un projectile sous calibré de type flèche comportant un barreau perforant entouré par un sabot réalisé en matériau léger et permettant le tir du projectile dans une arme, barreau qui est prolongé par un empennage stabilisateur, l’empennage étant relié au barreau par un moyen de liaison pouvant être rompu, la rupture étant initiée par un moyen de commande solidaire du projectile, projectile caractérisé en ce que le moyen de commande comprend un module chronométrique qui est programmé avant tir ou lors du tir de façon à assurer la rupture du moyen de liaison à une distance de référence par rapport à un objectif que l’on cherche à neutraliser. Selon un mode particulier de réalisation, la distance de référence pourra être inférieure à 100 mètres. Selon un mode particulier de réalisation, le module chronométrique pourra être couplé à une interface de programmation par fil. Selon un mode particulier de réalisation, le module chronométrique pourra être couplé à une interface de programmation par induction. Selon un mode particulier de réalisation, le module chronométrique pourra être couplé à une interface de programmation par radio fréquence. Selon une variante, le projectile pourra comporter une charge explosive dont le déclenchement assurera la rupture du moyen de liaison et le projectile pourra également comporter un dispositif de sécurité et d’armement interposé entre la charge explosive et le moyen de commande. L’invention a également pour objet un procédé de neutralisation d’un objectif en mettant en œuvre un tel projectile sous calibré ainsi qu’un système d’arme pouvant tirer ce projectile et équipé d’une conduite de tir, procédé caractérisé par les étapes suivantes : - on réalise une télémétrie de l’objectif à partir du système d’arme équipé d’un moyen de télémétrie ; - on calcule un instant de déclenchement de la rupture du moyen de liaison tel que cette rupture intervienne à une distance de référence de l’objectif ; - on programme avant tir ou lors du tir le module chronométrique du moyen de commande du projectile avec cet instant de déclenchement. Avantageusement, la distance de référence pourra être modifiable. 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 : montre l'architecture générale d'un projectile sous calibré de type flèche ; est une vue agrandie de la partie arrière du barreau portant l’empennage ; schématise un véhicule blindé engageant un autre véhicule blindé ; schématise la mise en œuvre du projectile et du procédé selon l’invention. La figure 1 montre un projectile flèche 1 qui comporte d'une façon classique un sabot 2 réalisé en matériau léger (tel qu'un alliage d'aluminium), sabot formé de plusieurs segments et qui entoure un barreau 3 sous-calibré. Le barreau est en acier ou bien en un alliage dense à base de tungstène. Le barreau comporte une partie avant 3a conique et porte à sa partie arrière 3b un empennage 4 assurant sa stabilisation sur trajectoire. Le sabot porte une ceinture 5, réalisée en matière plastique, et qui assure l'étanchéité aux gaz propulsifs lors du tir dans le tube d'une arme (non représenté). Lors du tir, les gaz du chargement propulsif (non représenté) exercent leur poussée au niveau d'une partie arrière 6 du sabot qui est au calibre et qui constitue ce qu'on appelle la plaque de poussée. Une telle configuration générale d'un projectile sous calibré stabilisé par empennage (projectile flèche) est bien connue. On pourra notamment considérer les brevets FR2521717 et FR2661739 qui décrivent des projectiles flèches connus. Le sabot 2 est destiné à permettre le tir du projectile dans l'arme. Il est constitué de plusieurs segments (le plus souvent trois) qui entourent le barreau 3 et qui sont en contact deux à deux au niveau de plans de joints. A la sortie du tube de l'arme les segments du sabot 2 s'écartent du barreau 3 sous l'action de la pression aérodynamique qui s'exerce au niveau de la partie avant (AV) du sabot 2. L'écartement des segments conduit à la rupture de la ceinture 5 et le sabot libère donc le barreau 3 qui poursuit sa trajectoire. Des moyens à concordance de forme (non représentés), par exemple un filetage, sont interposés entre le sabot 2 et le barreau 3 pour assurer l'entraînement de ce dernier. La figure 2 montre de façon agrandie la partie arrière 3b du barreau 3 portant l’empennage 4. L’empennage 4 comporte un corps 4a tubulaire sur lequel sont fixées des ailettes 4b. On voit que l’empennage 4 est lié au barreau 3 par un moyen de liaison L qui est ici de type liaison filetage/taraudage. A cet effet le corps tubulaire 4a de l’empennage 4 comporte un logement taraudé 8 qui s’engage sur une partie filetée 7 du barreau. Le corps 4a de l’empennage renferme également, en arrière du logement taraudé 8, une charge explosive 9 qui peut être initiée par une amorce (non représentée) qui est incorporée dans un dispositif de sécurité et d’armement 10. Le dispositif de sécurité et d’armement 10 n’est pas représenté en détails. De tels composants sont classiques et permettent d’assurer les sécurités pyrotechniques lors des stockages et manipulations du projectile. Ils assurent un désalignement de la chaîne pyrotechnique au cours de ces phases et provoquent l’alignement de la chaîne lorsque les conditions d’un tir effectif sont réunies. Compte tenu des dimensions réduites du corps tubulaire 4a, on pourra avantageusement réaliser le dispositif de sécurité et d’armement 10 suivant les technologies micro usinées. Dans de tels dispositifs les pièces sont micro-usinées ou micro gravées sur une plaquette d'un substrat, par exemple d'un substrat isolant. Cette technologie connue sous le nom de MEMS (Micro Electro Mechanical System) permet aujourd'hui de réaliser des micro mécanismes en mettant en œuvre une technique proche de celle permettant de réaliser les circuits intégrés électroniques. On pourra par exemple consulter les brevets : EP1780495, EP1780496, EP2482027 et EP2482028 qui décrivent de tels dispositifs de sécurité et d’armement micro usinés. Le dispositif de sécurité et d’armement 10 est relié à un moyen de commande 11 qui est un moyen électronique comprenant un module chronométrique 11a qui est programmé avant tir ou lors du tir. La programmation pourra être réalisée par l’intermédiaire d’une interface de programmation 12 qui est logée à l’arrière de l’empennage 4 et qui est reliée au moyen de commande 11, par exemple par une liaison filaire 13. L’interface de programmation 12 pourra être constituée par exemple par une bobine permettant une programmation à distance, par induction, lors du chargement de la munition. L’interface de programmation 12 pourra être alternativement une simple bague conductrice qui est reliée au culot de la munition (non représenté) par un fil traversant la charge propulsive pour permettre une programmation par contact une fois la munition dans la chambre de l’arme. L’interface de programmation 12 pourra enfin être un capteur radio fréquence (ou une antenne) configuré pour recevoir un signal de programmation par voie hertzienne (par exemple dans la gamme des fréquences de 2 GHz à 5 GHz). On notera que, lorsque l’interface de programmation 12 est inductive ou par contact, la programmation se fait avant le tir, alors que lorsque l’interface 12 est formée par une antenne radio fréquence, la programmation peut au choix être faite avant le tir ou lors du tir. Le moyen de commande 11 est maintenu à distance de l’arrière de l’empennage 4 par une entretoise 14. On pourra prévoir un traceur T logé en arrière de l’entretoise 14. Le moyen de commande 11 est défini de façon à assurer la rupture du moyen de liaison L à une distance, dite de référence Ref, de l’objectif visé que l’on cherche à neutraliser. La rupture est assurée par le déclenchement de la charge explosive 9. Cette distance de référence dépend des caractéristiques du système de protection active qui équipe l’objectif. D’une façon générale la distance de référence pourra être choisie inférieure à 100 mètres. Mais avantageusement on pourra modifier cette distance de référence pour tenir compte des caractéristiques du système de protection active de l’objectif rencontré, système de protection dont le temps de réaction aura pu par exemple être mesuré par un observateur. Le but est de provoquer la rupture du moyen de liaison L suffisamment tard pour que la stabilisation du barreau ne soit pas perturbée et suffisamment tôt pour que le système de protection active ne puisse agir sur le barreau équipé de son empennage. Les figures 3a et 3b schématisent le mode de fonctionnement du projectile et le procédé selon l’invention. Tout d’abord (figure 3a) un véhicule V1 qui souhaite neutraliser un objectif qui est ici un véhicule V2 réalise tout d’abord une télémétrie du véhicule V2, par exemple par un télémètre laser couplé à la conduite de tir qui équipe le véhicule V1 (conduite de tir classique et non représentée). Les conduites de tir et les moyens de télémétrie sont des moyens classiques qui équipent tous les véhicules de combat équipés d’un système d’arme S susceptible de tirer des projectiles sous calibrés (par exemple un canon lisse de 120mm à 140mm de calibre). La distance Δ entre les deux véhicules est donc déterminée. La conduite de tir du véhicule est alors capable de calculer le temps de vol du barreau 3 jusqu’au véhicule V2, les caractéristiques de balistique du projectile sont en effet connues et incorporées dans des tables de tir. La conduite de tir est capable de déterminer l’instant T2 sur trajectoire auquel le barreau 3 va entrer dans une zone Z entourant le véhicule V2, zone Z ayant un rayon qui est égal à la distance de référence Ref choisie par l’opérateur et qui pourra éventuellement être modifiée par ce dernier. Ici la distance de référence choisie est de l’ordre de 100 mètres. C’est cet instant T2 qui est l’instant de déclenchement programmé avant tir ou lors du tir dans le module chronométrique 11a. La figure 3b montre le barreau 3 sur trajectoire à deux instants différents : à l’instant T1 le barreau 3 est sur sa trajectoire normale et il comporte son empennage stabilisateur 4. Le dispositif de sécurité et d’armement 10 s’est armé comme suite au tir ; à l’instant T2 le barreau 3 entre dans la zone Z. Le moyen de commande 11 commande la rupture du moyen de liaison L entre le barreau 3 et l’empennage 4. Après la rupture du moyen de liaison L, le barreau 3 poursuit sa trajectoire jusqu’au véhicule V2. La distance qui lui reste à couvrir est suffisamment réduite pour qu’il n’y ait pas de déstabilisation du barreau du fait de la perte de l’empennage 4. L’empennage 4 suit alors sa trajectoire propre et s’éloigne du barreau 3. Le véhicule V2 est équipé d’un moyen de défense active D projetant des grenades à effet de souffle. Ce moyen se trouve inefficace contre le barreau 3 dépourvu de son empennage qui atteint donc le véhicule sans être dévié et avec ses capacités de perforation maximales. Les moyens de défense D n’auront une efficacité que contre l’empennage 4 seul. On notera que, du fait de l’éjection de l’empennage, les capacités de perforation du barreau sont également augmentées. On notera également que l’éjection de l’empennage est assimilable à l’éjection d’un leurre susceptible d’attirer vers lui le dispositif de défense active D. Il est donc probable que les grenades thermobariques seront projetées vers l’empennage et non vers le barreau lui-même. Projectile sous calibré (1) de type flèche comportant un barreau (3) perforant entouré par un sabot (2) réalisé en matériau léger et permettant le tir du projectile dans une arme, barreau (3) qui est prolongé par un empennage stabilisateur (4), l’empennage étant relié au barreau (3) par un moyen de liaison (L) pouvant être rompu, la rupture étant initiée par un moyen de commande (11) solidaire du projectile, projectile caractérisé en ce que le moyen de commande (11) comprend un module chronométrique (11a) qui est programmé avant tir ou lors du tir de façon à assurer la rupture du moyen de liaison (L) à une distance de référence (Ref) par rapport à un objectif (V2) que l’on cherche à neutraliser. Projectile sous calibré selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance de référence (Ref) est inférieure à 100 mètres. Projectile sous calibré selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le module chronométrique (11a) est couplé à une interface de programmation (12) par fil. Projectile sous calibré selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le module chronométrique (11a) est couplé à une interface de programmation (12) par induction. Projectile sous calibré selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le module chronométrique (11a) est couplé à une interface de programmation (12) par radio fréquence. Projectile sous calibré selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte une charge explosive (9) dont le déclenchement assure la rupture du moyen de liaison (L) et en ce qu’il comporte un dispositif de sécurité et d’armement (10) interposé entre la charge explosive (9) et le moyen de commande (11). Procédé de neutralisation d’un objectif en mettant en œuvre un projectile sous calibré (1) selon une des revendications précédentes ainsi qu’un système d’arme pouvant tirer ce projectile et équipé d’une conduite de tir, procédé caractérisé par les étapes suivantes : - on réalise une télémétrie de l’objectif (V2) à partir du système d’arme équipé d’un moyen de télémétrie ; - on calcule un instant de déclenchement de la rupture du moyen de liaison (L) tel que cette rupture intervienne à une distance de référence (Ref) de l’objectif ; - on programme avant tir ou lors du tir le module chronométrique (11a) du moyen de commande (11) du projectile avec cet instant de déclenchement. Procédé de neutralisation d’un objectif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la distance de référence est modifiable.