Brevet FR3127563A1 — publié le 20230331

L’invention concerne une fusée (1) mécanique auto-percutante pour une munition non girante, comportant un percuteur (14) disposé dans un axe central (A), une amorce (17’) prévue dans un porte-amorce (17) mobile autour d’un axe de rotation (B) parallèle et décentré par rapport audit axe central (A) entre une position de stockage dans laquelle ladite amorce (17’) est décentrée par rapport audit percuteur (14) et une position armée dans laquelle ladite amorce (17’) est alignée avec ledit percuteur (14), et des dispositifs de sécurité couplés audit porte-amorce (17) pour maintenir ladite fusée (1) dans un état sécurisé jusqu’à l’apparition d’au moins deux phénomènes physiques indépendants l’un de l’autre liés au tir de ladite munition. Ladite fusée (1) comporte une turbine d’éolienne (11) agencée pour être entrainée en rotation par le déplacement relatif de l’air pendant le vol de ladite munition et transmettre ce mouvement de rotation audit porte-amorce (17) uniquement après la levée desdits dispositifs de sécurité. Figure pour l’abrégé : Fig 2 Fusée mécanique auto-percutante pour une munition non girante La présente invention concerne une fusée mécanique auto-percutante pour une munition non girant, ladite fusée comportant un corps de fusée s’étendant selon un axe central entre une extrémité distale pourvue d’une coiffe et une extrémité proximale pourvue d’un raccord pour assembler ladite fusée à une munition, ladite fusée comportant un percuteur disposé dans ledit axe central, une amorce prévue dans un porte-amorce agencé pour être mobile en rotation autour d’un axe de rotation parallèle et décentré par rapport audit axe central entre au moins une position de stockage dans laquelle ladite amorce est décentrée par rapport audit percuteur et une position armée dans laquelle ladite amorce est alignée avec ledit percuteur et la chaine pyrotechnique de la munition, et un mécanisme pourvu d’au moins deux dispositifs de sécurité couplés audit porte-amorce pour maintenir ladite fusée dans un état sécurisé jusqu’à l’apparition d’au moins deux phénomènes physiques indépendants l’un de l’autre liés au tir de ladite munition. Les fusées mécaniques de munitions sont des mécanismes ayant pour fonction principale d’assurer le maintien en sécurité des munitions dans leurs différentes phases de vie (stockage, manutention, transport, manœuvres en zone d’opérations, chargement de la munition et tir), puis d’assurer le fonctionnement de ces munitions dès lors que les conditions requises sont rencontrées, et ceci par le biais de dispositifs de sécurité purement mécaniques. Plus précisément, au moment du tir de la munition, la sécurité de la munition doit être garantie depuis le moment où elle est chargée dans une arme pour être tirée et jusqu’à une distance nommée « distance de sécurité », au-delà de laquelle la munition tirée ne peut plus avoir d’effet nuisible sur le personnel l’ayant utilisée. La fusée doit en outre autoriser le fonctionnement de la munition (passage de l’état sécurisé à l’état armé) à partir d’une distance appelée « distance d’armement certain ». Or, les armes sont prévues pour tirer à des charges différentes, permettant d’atteindre des objectifs plus ou moins lointains. Ces charges sont caractérisées entre autres par une vitesse linéaire de la munition plus ou moins rapide. L’évolution des normes de sécurité applicables aux munitions a fait apparaître l’exigence d’une double sécurité de stockage qui ne doit pouvoir être levée que par l’apparition de deux phénomènes physiques liés au tir de la munition mais indépendants l’un de l’autre (Stanag 4187). L’effet de l’accélération linéaire de la munition liée au départ du coup constitue le premier phénomène physique utilisable pour lever une première sécurité de stockage. Sur les armes fonctionnant avec mise en rotation de la munition, l’effet de la force centrifuge de la munition girante liée à la vitesse de rotation en vol constitue le second phénomène physique utilisable pour lever une seconde sécurité de stockage. Mais sur les armes fonctionnant sans mise en rotation de la munition, donc ne générant pas de force centrifuge, il est particulièrement difficile d’obtenir une seconde sécurité de stockage indépendante de l’accélération linéaire de la munition non girante liée au départ du coup. Les solutions mécaniques actuelles sont de différentes sortes : mise en œuvre d’un doigt de présence de la munition dans le canon, détection de la décélération de vol de la munition ou détection de la pression des gaz dans le canon. Ces solutions présentent toutes des inconvénients liés à leur mise en œuvre, à leur fiabilité, voire même à leur faisabilité selon le type de fusée concerné. Certaines de ces solutions ne répondent pas aux normes sur l’indépendance des évènements pour autoriser l’armement de la munition. En outre, ces solutions ne sont pas satisfaisantes étant donné qu’elles n’intègrent pas de fonction adaptative qui leur permet d’assurer une distance d’armement certain et une distance de sécurité qui soient fixes ou constantes quelle que soit la charge à laquelle la munition est tirée. D’autres solutions mécaniques mettent en œuvre une turbine d’éolienne pour exploiter l’effet de la force aérodynamique liée au déplacement relatif de l’air lorsque la munition est en vol et réaliser la seconde sécurité de stockage. La publication FR 2 927 695 A1 décrit une de ces solutions qui est utilisée pour débloquer un verrou. Toutefois, cette solution n’intègre aucune fonction adaptative. En conséquence, plus la charge est élevée, plus rapide le verrou sera débloqué et plus courtes seront les distances d’armement certain et de sécurité et. Il existe dans ce cas un risque élevé pour le personnel au sol si la munition tirée explose à courte distance. La publication WO 03/095933 décrit une autre solution également utilisée pour débloquer une sécurité. Au départ du coup, l’éolienne se dévisse, remonte, et libère le porte-amorce qui peut tourner et aligner le percuteur sur l’amorce. Comme dans l’exemple précédent, cette solution n’intègre aucune fonction adaptative. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une fusée pourvue d’une solution mécanique fiable et performante de maintien en sécurité pour une munition non girante, qui exploite le déplacement relatif de l’air par rapport à la munition pendant son vol comme second phénomène physique indépendant du premier phénomène physique lié à l’accélération linéaire au départ du coup, cette solution étant applicable quel que soit le type de fusée, et ayant une fonction adaptative permettant de garantir une distance d’armement certain et une distance de sécurité constantes quelle que soit la charge à laquelle est tirée la munition. Dans ce but, l'invention concerne une fusée du genre indiqué en préambule, caractérisée en ce qu’elle comporte une turbine d’éolienne agencée pour être entrainée en rotation par le déplacement relatif de l’air par rapport à la munition pendant son vol et générer le couple de rotation nécessaire au fonctionnement dudit mécanisme qui régule le temps nécessaire au passage de la fusée de l’état sécurisé à un état armé, garantissant ainsi une distance de sécurité attendue quelle que soit la charge avec laquelle la munition est tirée. L’invention est avantageuse en ce qu’elle propose l’utilisation du déplacement relatif de l’air par une turbine d’éolienne pour réaliser la seconde sécurité de stockage au sens de la norme Stanag 4187 pour une arme qui ne génère pas d’effet centrifuge. Dans une forme préférée de l’invention, ladite turbine d’éolienne est pourvue d’un arbre d’entrainement, confondu avec l’axe central dudit corps de fusée et solidaire dudit percuteur. Ladite turbine comporte avantageusement des pales qui s’étendent radialement à partir d’une zone centrale), et la coiffe de ladite fusée comporte au moins un orifice d’admission d’air axial au droit de ladite zone centrale et plusieurs orifices de refoulement d’air radiaux à la sortie desdites pales pour provoquer la rotation de ladite turbine d’éolienne dans un sens de rotation. Préférentiellement, ladite fusée comporte un système de verrouillage agencé pour, en position verrouillée, empêcher la rotation de la turbine d’éolienne et maintenir la fusée dans un état sécurisé avant le tir de la munition, et en position déverrouillée, autoriser la rotation de la turbine d’éolienne après le tir de la munition. Dans la forme de réalisation préférée de l’invention, ledit système de verrouillage comporte une douille inertielle associée à un organe de rappel, ladite douille inertielle étant montée coulissante dans l’axe central dudit corps de fusée, pour être mobile entre ladite position verrouillée dans laquelle ladite douille inertielle est assujettie par ledit organe de rappel en position haute et bloque en rotation ladite turbine d’éolienne, et ladite position déverrouillée dans laquelle ladite douille inertielle se déplace en position basse sous l’effet de l’accélération linéaire au départ du coup, contraint ledit organe de rappel et libère la rotation de ladite turbine d’éolienne. Ledit système de verrouillage peut en outre comporter au moins un doigt d’indexage axial prévu sur l’une des pièces de ladite turbine d’éolienne ou de ladite douille inertielle et un orifice axial prévu sur l’autre des pièces de ladite douille inertielle ou de ladite turbine d’éolienne, ledit doigt d’indexage axial étant logé dans ledit orifice axial lorsque ladite douille inertielle est en position haute dans ladite position verrouillée pour bloquer en rotation de ladite turbine d’éolienne. Ledit système de verrouillage peut également comporter au moins un doigt de guidage radial prévu sur l’une des pièces dudit corps de fusée ou de ladite douille inertielle, et une rainure axiale prévue sur l’autre des pièces de ladite douille inertielle ou dudit corps de fusée, ledit doigt de guidage radial étant logé dans ladite rainure axiale lorsque ladite douille inertielle est en position haute dans ladite position verrouillée pour bloquer en rotation de ladite douille inertielle. Ledit système de verrouillage peut enfin comporter un élément de blocage agencé pour maintenir ladite douille inertielle en position basse dans ladite position déverrouillée. Ledit élément de blocage peut comporter au moins une bille dans un logement latéral prévu dans l’une des pièces de ladite douille inertielle ou dudit corps de fusée, et une ouverture latérale prévue dans l’autre des pièces dudit corps de fusée ou de ladite douille inertielle, ladite bille étant agencée pour se déplacer entre ledit logement latéral et ladite ouverture latérale lorsqu’ils se font face. Dans la forme préférée de l’invention, ladite fusée comporte au moins un verrou inertiel agencé pour lier ledit porte-amorce audit corps de fusée et maintenir ledit porte-amorce en position de stockage, ledit verrou inertiel faisant partie de l’autre desdits dispositifs de sécurité qui a l’avantage de réagir à l’accélération linéaire au départ du coup. Ladite fusée comporte avantageusement au moins un organe de verrouillage agencé pour lier ledit porte-amorce audit corps de fusée et maintenir ledit porte-amorce en position de stockage, ledit organe de verrouillage faisant partie de l’un desdits dispositifs de sécurité qui a l’avantage de réagir à la vitesse linéaire de la munition pendant son vol. Ledit organe de verrouillage peut comporter une bille dans ledit porte amorce, prisonnière d’une empreinte hémisphérique dudit corps de fusée. Avantageusement, ladite fusée comporte un rotor superposé audit porte-amorce, et l’arbre d’entrainement de ladite turbine d’éolienne comporte un pignon moteur agencé pour engrener un pignon récepteur dudit rotor et l’entrainer en rotation autour dudit axe de rotation. De préférence, ledit rotor comporte une empreinte hémisphérique agencée pour se positionner face à la bille dans ledit porte-amorce et lui permettre de remonter pour libérer ledit porte-amorce. Ledit porte-amorce et ledit rotor sont avantageusement couplés entre eux par un dispositif de couplage sur un secteur angulaire déterminé, au cours duquel la rotation dudit rotor entraine la rotation dudit porte-amorce passant de ladite position de stockage à ladite position armée. Ledit dispositif de couplage comporte un doigt de couplage prévu sur l’une des pièces dudit porte-amorce ou dudit rotor, et une lumière oblongue circulaire sur l’autre des pièces dudit rotor ou dudit porte-amorce. Ledit rotor est en outre prévu pour engrener un train d’engrenage chronométrique agencé pour réguler le mouvement dudit rotor. De manière avantageuse, ladite fusée comporte une collerette, solidaire de l’arbre d’entraînement de ladite turbine d’éolienne, agencée pour se rompre sous l’effet d’un impact transmis par ladite coiffe et permettre audit percuteur de descendre percuter ladite amorce et initier la chaîne pyrotechnique, entraînant la destruction de la munition. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : est une vue en plan d’une fusée selon l’invention, est une vue en coupe axiale de la fusée de la , est une vue en perspective du mécanisme contenu dans la fusée de la , est une vue en coupe agrandie de la partie haute de la fusée de la , montrant la turbine d’éolienne en position haute verrouillée, est une vue similaire à la , montrant la turbine d’éolienne en position basse déverrouillée, est une vue en coupe et en perspective d’une partie du mécanisme contenu dans la fusée de la , montrant le rotor entrainé par la turbine d’éolienne, alors que le porte-amorce est en position de stockage, est une vue similaire à la , montrant le rotor entrainé par la turbine d’éolienne, dans une position intermédiaire, est une vue similaire à la , montrant le rotor entrainé par la turbine d’éolienne, déplaçant le porte-amorce en position armée, est une vue en coupe de la fusée de la , montrant la fusée dans un état armé, est une vue en coupe agrandie de la partie haute de la fusée de la , est une vue similaire à la , montrant la fusée en position détonation, est une vue de dessous du rotor entrainé par la turbine d’éolienne, alors que le porte-amorce est en position de stockage conformément la , est une vue similaire à la , montrant le rotor entrainé par la turbine d’éolienne, dans une position intermédiaire conformément à la , et est une vue similaire à la , montrant le rotor entrainé par la turbine d’éolienne, déplaçant le porte-amorce en position armée conformément à la . Fusée (1) mécanique auto-percutante pour munition non girante, ladite fusée comportant un corps de fusée (2) s’étendant selon un axe central (A) entre une extrémité distale (25) pourvue d’une coiffe (7) et une extrémité proximale pourvue d’un raccord (4) pour assembler ladite fusée à une munition, ladite fusée comportant un percuteur (14) disposé dans ledit axe central (A), une amorce (17’) prévue dans un porte-amorce (17) agencé pour être mobile en rotation autour d’un axe de rotation (B) parallèle et décentré par rapport audit axe central (A) entre au moins une position de stockage dans laquelle ladite amorce (17’) est décentrée par rapport audit percuteur (14) et une position armée dans laquelle ladite amorce (17’) est alignée avec ledit percuteur (14) et une chaine pyrotechnique de ladite munition, et un mécanisme (10) pourvu d’au moins deux dispositifs de sécurité couplés audit porte-amorce (17) pour maintenir ladite fusée (1) dans un état sécurisé jusqu’à l’apparition d’au moins deux phénomènes physiques indépendants l’un de l’autre liés au tir de ladite munition, fusée caractérisée en ce qu’elle comporte une turbine d’éolienne (11) agencée pour être entrainée en rotation par le déplacement relatif de l’air par rapport à la munition pendant son vol et générer le couple de rotation nécessaire au fonctionnement dudit mécanisme (10) qui régule le temps nécessaire au passage de la fusée (1) de l’état sécurisé à un état armé, garantissant ainsi une distance de sécurité attendue quelle que soit la charge avec laquelle la munition est tirée. Fusée selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite turbine d’éolienne (11) est pourvue d’un arbre d’entrainement (12), confondu avec l’axe central (A) dudit corps de fusée (2) et solidaire dudit percuteur (14). Fusée selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ladite turbine d’éolienne (11) comporte des pales (23) qui s’étendent radialement à partir d’une zone centrale (24), et en ce que la coiffe (7) de ladite fusée (1) comporte au moins un orifice d’admission d’air axial (26) au droit de ladite zone centrale (24) et plusieurs orifices de refoulement d’air radiaux (27) à la sortie desdites pales (23) pour provoquer la rotation de ladite turbine d’éolienne (11) dans un sens de rotation (R). Fusée selon l’une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un système de verrouillage (30) agencé pour, en position verrouillée, empêcher la rotation de la turbine d’éolienne (11) et maintenir la fusée (1) dans un état sécurisé avant le tir de la munition, et en position déverrouillée, autoriser la rotation de la turbine d’éolienne (11) après le tir de la munition. Fusée selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit système de verrouillage (30) comporte une douille inertielle (13) associée à un organe de rappel (31), et en ce que ladite douille inertielle (13) est montée coulissante dans l’axe central (A) dudit corps de fusée, pour être mobile entre ladite position verrouillée dans laquelle ladite douille inertielle (13) est assujettie par ledit organe de rappel (31) en position haute et bloque en rotation ladite turbine d’éolienne (11), et ladite position déverrouillée dans laquelle ladite douille inertielle (13) se déplace en position basse sous l’effet de l’accélération linéaire au départ du coup, contraint ledit organe de rappel (31) et libère la rotation de ladite turbine d’éolienne (11). Fusée selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit système de verrouillage (30) comporte en outre au moins un doigt d’indexage axial (32) prévu sur l’une des pièces de ladite turbine d’éolienne (11) ou de ladite douille inertielle (13) et un orifice axial (32) prévu sur l’autre des pièces de ladite douille inertielle (13) ou de ladite turbine d’éolienne (11), ledit doigt d’indexage axial étant logé dans ledit orifice axial lorsque ladite douille inertielle (13) est en position haute dans ladite position verrouillée pour bloquer en rotation de ladite turbine d’éolienne (11). Fusée selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit système de verrouillage (30) comporte en outre au moins un doigt de guidage radial (34) prévu sur l’une des pièces dudit corps de fusée (2) ou de ladite douille inertielle (13), et une rainure axiale (35) prévue sur l’autre des pièces de ladite douille inertielle (13) ou dudit corps de fusée (2), ledit doigt de guidage radial étant logé dans ladite rainure axiale lorsque ladite douille inertielle (13) est en position haute dans ladite position verrouillée pour bloquer en rotation de ladite douille inertielle (13). Fusée selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit système de verrouillage (30) comporte en outre un élément de blocage (36) agencé pour maintenir ladite douille inertielle (13) en position basse dans ladite position déverrouillée. Fusée selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit élément de blocage (36) comporte au moins une bille (37) dans un logement latéral (38) prévu dans l’une des pièces de ladite douille inertielle (13) ou dudit corps de fusée (2), et une ouverture latérale (39) prévue dans l’autre des pièces dudit corps de fusée (2) ou de ladite douille inertielle (13), ladite bille (37) étant agencée pour se déplacer entre ledit logement latéral (38) et ladite ouverture latérale (39) lorsqu’ils se font face. Fusée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’elle comporte au moins un verrou inertiel (18) agencé pour lier ledit porte-amorce (17) audit corps de fusée (2) et maintenir ledit porte-amorce (17) en position de stockage, et en ce que ledit verrou inertiel (18) fait partie de l’autre desdits dispositifs de sécurité qui réagit à l’un des deux phénomènes physiques indépendants l’un de l’autre liés au tir de ladite munition qui est l’accélération linéaire au départ du coup. Fusée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’elle comporte au moins un organe de verrouillage (41) agencé pour lier ledit porte-amorce (17) audit corps de fusée (2) et maintenir ledit porte-amorce (17) en position de stockage, et en ce que ledit organe de verrouillage (41) fait partie de l’un desdits dispositifs de sécurité qui réagit à l’autre des deux phénomènes physiques indépendants l’un de l’autre liés au tir de ladite munition qui est la vitesse linéaire de la munition pendant son vol. Fusée selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit organe de verrouillage (41) comporte une bille (42) dans ledit porte amorce (17), prisonnière d’une empreinte hémisphérique (44) dudit corps de fusée (2). Fusée selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un rotor (15) superposé audit porte-amorce (17), et en ce que l’arbre d’entrainement (12) de ladite turbine d’éolienne (11) comporte un pignon moteur (28) agencé pour engrener un pignon récepteur (29) dudit rotor (15) et l’entrainer en rotation autour dudit axe de rotation (B). Fusée selon les revendications 12 et 13, caractérisée en ce que ledit rotor (15) comporte une empreinte hémisphérique (45) agencée pour se positionner face à la bille (42) dans ledit porte-amorce (17) et lui permettre de remonter pour libérer ledit porte-amorce (17). Fusée selon la revendication 13, caractérisée en ce que ledit porte-amorce (16) et ledit rotor (15) sont couplés entre eux par un dispositif de couplage (46) sur un secteur angulaire déterminé, au cours duquel la rotation dudit rotor (15) entraine la rotation dudit porte-amorce (17) passant de ladite position de stockage à ladite position armée. Fusée selon la revendication 15, caractérisée en ce que ledit dispositif de couplage (46) comporte un doigt de couplage (47) prévu sur l’une des pièces dudit porte-amorce (17) ou dudit rotor (15), et une lumière oblongue circulaire (48) sur l’autre des pièces dudit rotor (15) ou dudit porte-amorce (17). Fusée selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit rotor (15) engrène un train d’engrenage chronométrique (16) agencé pour réguler le mouvement dudit rotor (15). Fusée selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle comporte une collerette (40), solidaire de l’arbre d’entrainement (12) de ladite turbine d’éolienne (11), agencée pour rompre sous l’effet d’un impact transmis par ladite coiffe (7) et permettre audit percuteur (14) de descendre percuter ladite amorce (17’) et initier la chaîne pyrotechnique, entraînant la destruction de la munition.