Brevet FR3158359A1 — publié le 20250718

L’invention concerne un projectile (1) d’artillerie stabilisé par empennage (4), comprenant un corps (2), un culot (3), un empennage (4) déployant solidaire du culot (3), et un capotage (5) coopérant avec le culot (3) et recouvrant l’empennage (4) dans sa position repliée, le capotage (5) étant éjectable à la sortie du tube (10) de canon afin de permettre à l’empennage (4) de prendre sa position déployée. Selon l’invention, le capotage (5) et le culot (3) définissent entre eux un volume d’emprunt (6) apte, dès la sortie du tube (10) de canon, à être mis en surpression, par rapport à l’air atmosphérique, par du gaz de tir emprunté durant la phase de propulsion du projectile (1) dans le tube (10), le capotage (5) étant ainsi éjecté en sortie du tube (10) par un effort de poussée alors appliqué sur le capotage (5) par le gaz de tir emprunté. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1. Projectile d’artillerie stabilisé par empennage comportant un capotage de protection d’empennage éjectable par emprunt de gaz de tir. Le domaine de l’invention est celui des projectiles d’artillerie de campagne stabilisés par empennage. Un empennage est utilisé de façon courante pour stabiliser un projectile tiré par un canon à tube lisse ou rayé de gros ou moyen calibre. On connaît l’empennage fixe et l’empennage déployant. L’empennage déployant présente l’avantage d’être moins encombrant en longueur que l’empennage fixe qui, pour être efficace, doit être repoussé loin en arrière du corps du projectile. En fait, pour un encombrement moindre, l’empennage déployant permet une meilleure stabilisation, donc une précision supérieure. Par ailleurs, l’empennage déployant permet le tir au moyen d’un tube au calibre du projectile. Les projectiles d’artillerie à empennage déployant sont donc largement utilisés. On peut par exemple citer le brevet français FR2221707 B1 qui décrit un projectile d’artillerie comportant un empennage déployant formé d’une pluralité d’ailettes. En balistique intérieure, c’est-à-dire pendant que le projectile est dans le tube, les ailettes de l’empennage sont maintenues en position repliée. Dès la sortie du projectile, les ailettes doivent être déployées et verrouillées en position déployée afin d’assurer la stabilité du projectile. Lors du tir du projectile, l’empennage est exposé à la très forte pression du gaz de tir, ce qui risque de l’endommager. Pour remédier à cela il est connu du brevet français FR3094475 B1 un projectile qui comporte un capotage recouvrant les flancs et le fond du culot du projectile, et recouvrant donc les ailettes pivotantes abritées par le culot. Ce capotage comporte un renflement annulaire ou virole qui est situé au niveau du bord avant du capotage et qui est dimensionné de manière à pouvoir être appliqué de façon radialement serrée contre le culot du projectile. A la sortie de l’arme, la force centrifuge appliquée à la virole et l’absence de maintien par le tube va engendrer un éclatement de la virole, qui a été fragilisée par le passage dans le tube, et du bord avant du capotage, ce qui provoquera une désolidarisation du capotage par rapport au culot, favorable au déploiement des ailettes. La présente invention vise à améliorer l’art antérieur en permettant un retrait du capotage plus efficace et sur trajectoire par utilisation de la pression du gaz de tir utilisé durant la phase de propulsion du projectile dans le tube de l’arme. L’invention résout donc à la fois un problème de protection d’un empennage de projectile durant la phase de coup canon et un problème de fiabilité d’éjection consécutive au tir et sur trajectoire. L’invention porte donc sur un projectile d’artillerie stabilisé par empennage, lequel projectile est destiné à être tiré à partir d’un tube de canon, le projectile comprenant un corps, un culot arrière solidaire du corps, un empennage de stabilisation arrière déployant solidaire du culot et apte à prendre une position repliée dans le tube, position repliée dans laquelle l’empennage est reçu dans un espace de réception sur le culot, et une position déployée en sortie du tube, et un capotage coopérant avec le culot et recouvrant l’empennage dans sa position repliée, le capotage étant éjectable à la sortie du tube de canon afin de permettre à l’empennage de prendre sa position déployée, caractérisé par le fait que le capotage et le culot définissent entre eux un volume d’emprunt apte, dès la sortie du tube de canon, à être mis en surpression, par rapport à l’air atmosphérique, par du gaz de tir emprunté durant la phase de propulsion du projectile dans le tube, le capotage étant ainsi éjecté en sortie du tube par un effort de poussée alors appliqué sur le capotage par le gaz de tir emprunté. Ainsi, l’empennage est protégé par le capotage pendant la phase de coup de canon et est apte à prendre sa position déployée en sotie du tube suite à l’éjection efficace et sur trajectoire du capotage. Avantageusement, le volume d’emprunt débouche sur l’extérieur du projectile par l’intermédiaire d’au moins une ouverture de remplissage apte à mettre en communication le volume d’emprunt avec le volume interne du tube à l’arrière du projectile, la ou les ouvertures de remplissage étant aménagées dans le capotage et/ou dans le culot. En d’autres termes, le remplissage du volume d’emprunt peut se faire, en fonction de la cinématique souhaitée, soit directement par une ou plusieurs ouvertures de remplissage réalisées dans le capotage, par exemple par une ouverture axiale aménagée dans le fond du capotage, soit par une ou plusieurs ouvertures réalisées dans le culot, soit par des ouvertures réalisées à la fois dans le capotage et dans le culot, la ou chaque ouverture débouchant d’une part dans le volume d’emprunt et d’autre part, en utilisation, dans le volume interne du tube à l’arrière du projectile. Avantageusement, le capotage comprend un fond disposé à l’extrémité arrière libre du culot et un flanc s’étendant à partir du fond, vers l’avant du projectile et le long de l’empennage en position repliée de manière à entourer l’empennage, le fond comportant une face de poussée orthogonale à l’axe longitudinal du projectile, le volume d’emprunt étant délimité en arrière par la face de poussée. Ainsi, le volume d’emprunt est agencé à l’extrémité arrière du projectile. Avantageusement, le culot est un culot cylindrique d’axe confondu avec l’axe longitudinal du projectile, le flanc du capotage comportant une paroi tubulaire dont le diamètre externe correspond au diamètre externe du culot, et le volume d’emprunt étant un volume annulaire autour de l’axe longitudinal du projectile. Le volume d’emprunt peut être divisé en plusieurs sous-volumes séparés, notamment plusieurs sous-volumes sous forme de secteurs d’anneau. Avantageusement, le capotage, le cas échéant le flanc du capotage, comporte au moins une collerette portée par le bord avant du capotage et s’étendant coaxialement à l’axe longitudinal du projectile, collerette apte à s’engager de manière libérable dans une gorge correspondante du culot. Une telle liaison temporaire collerette-gorge permet un positionnement correct du capotage sur le culot, sans nécessiter d’outil. Avantageusement, le culot délimite une cavité interne centrée sur l’axe longitudinal du projectile, le volume d’emprunt étant agencé radialement entre la cavité interne et l’espace de réception. Une telle cavité interne est une zone centrale disponible à l’intérieur du culot qui permet la présence d’éléments, tels que des équipements électroniques de communication, une composition traçante, un dispositif de réduction de trainée par génération de gaz, ou de tout autre élément devant être impérativement positionné sur l’axe longitudinal du projectile. Selon une configuration particulière facultative, l’empennage comporte plusieurs ailettes déployables et le capotage est divisé en plusieurs segments, chaque segment couvrant une ailette en position repliée, un volume d’emprunt étant agencé axialement entre chaque segment et le culot. Avantageusement, le fond du capotage comporte une plaque annulaire portant la face de poussée et présentant un orifice central et un rebord tubulaire interne formé d’équerre avec la plaque au niveau de l’orifice central et s’étendant axialement en regard du flanc du capotage, l’extrémité libre du rebord tubulaire interne coopérant avec une face de butée du culot, et le volume d’emprunt étant délimité radialement entre le rebord tubulaire interne et l’espace de réception et étant délimité axialement entre la plaque annulaire et la face de butée du culot. Le rebord tubulaire et le flanc du capotage permettent le guidage du capotage le long du culot lorsqu’une poussée axiale est générée sur le capotage. Le capotage peut être réalisé en matériaux métalliques type acier ou composite à base de fibre de carbone par exemple. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, description faite à la lumière des dessins en annexe, dessins dans lesquels : FIG. 1 représente une vue en coupe partielle et schématique d’un projectile selon l’invention, dans le tube de canon, avant un tir ; FIG. 2 représente une vue en coupe partielle et schématique du projectile de la FIG. 1 , à la sortie du tube de canon, pendant un tir ; et FIG. 3 représente une vue en coupe partielle et schématique d’une région de volume d’emprunt de gaz de tir du projectile selon l’invention, montrant différents modes d’agencement de la ou des ouvertures de remplissage dudit volume d’emprunt. Selon la FIG. 1 , un projectile 1 selon l’invention comporte un corps 2 portant, à sa partie arrière, un culot 3, un empennage 4 solidaire du culot 3 et un capotage 5 de protection de l’empennage 4. Le corps 2 comporte une partie avant (non représentée) et une partie arrière. Pour la bonne compréhension, les termes avant et arrière sont définis en considérant la direction de tir du projectile 1. Le culot 3 ferme la partie arrière du corps 2. Le culot 3 se présente sous la forme d’une pièce monobloc sensiblement cylindrique, de diamètre extérieur égal à celui de la partie arrière du corps 2. L’axe longitudinal A0 du culot 3 est confondu avec l’axe longitudinal A1 du projectile 1. Le culot 3 comprend, le long de son axe longitudinal A0, une cavité interne 30 à gradins, délimitée latéralement par une paroi latérale 300 du culot 3, la cavité interne 30 comprenant un premier évidement 301 de grand diamètre, côté extrémité avant du culot 3, et un second évidement 302 de diamètre plus réduit, côté extrémité arrière du culot 3. Une telle cavité interne 30, en particulier le premier évidement 301, permet la disposition d’éléments dans le culot 3 et selon l’axe longitudinal A1 du projectile 1. Un bourrelet 31 annulaire est formé sur la surface extérieure de la paroi latérale 300, au voisinage de l’extrémité avant du premier évidement 301. Ce bourrelet 31 comporte, sur sa face dirigée vers l’extrémité arrière du culot 3 et au voisinage de son bord externe, une gorge 310 annulaire. Le culot 3 comprend également, sur sa périphérie, des logements ou espaces de réception 32 destinés à recevoir les ailettes 40 de l’empennage 4 en position repliée. Chaque espace de réception 32 est formé entre le bourrelet 31 annulaire et la paroi latérale 300. Ainsi, en position repliée, chaque ailette 40 s’étend le long du culot 3, l’axe longitudinal A2 de l’ailette 40 étant alors parallèle à l’axe longitudinal A1 du projectile 1. Une cavité annulaire 33 débouchant à l’extrémité arrière du culot 3 est formée dans la paroi latérale 300, et s’étend autour du second évidement 302. Autrement dit, la cavité annulaire 33 est formée entre le second évidement 302 et l’espace de réception 32, et est ainsi définie latéralement intérieurement par la paroi latérale 300 du culot 3 et extérieurement par une paroi tubulaire 33a. Le fond de la cavité annulaire 33 défini une face de butée 34 contre laquelle le capotage 5 est destiné à venir en appui. L’empennage 4 comprend plusieurs ailettes 40 pivotantes qui, en position repliée, sont abritées par le culot 3 et reçues dans les espaces de réception 32 aménagés sur le culot 3. Ces ailettes 40 sont appelées à se déplier vers l’extérieur du projectile 1, et donc à prendre une position déployée, après la sortie du tube 10 grâce à des moyens non décrits. Le nombre d’ailettes 40 ainsi que leur répartition autour du culot 3 peut être variable. Le capotage 5 de protection recouvre les espaces de réception 32 et donc les ailettes 40 pivotantes, en position repliée des ailettes 40. En particulier, à l’état relié du capotage 5 et du culot 3 dans le tube 10, le capotage 5 comprend un fond 50 disposé à l’extrémité arrière libre du culot 3 et un flanc 51 formé d’un seul tenant avec le fond 50 et s’étendant à partir du fond 50, vers l’avant du projectile 1 et le long de l’empennage 4 en position repliée, de manière à entourer l’empennage 4. Dans le mode de réalisation représenté, le fond 50 comporte une plaque annulaire 500 de diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du culot 3. La plaque annulaire 500 présente un orifice central dont le diamètre correspond au diamètre extérieur de la paroi latérale 300 du culot 3 au niveau du second évidement 302. Un joint d’étanchéité 53 est monté dans une gorge annulaire ménagée sur la paroi latérale 300, au niveau du second évidement 302. L’interface entre le fond 50 et le culot 3 est étanche. La plaque annulaire 500 s’étend orthogonalement à l’axe longitudinal A1 du projectile 1, dans le plan de l’extrémité libre arrière du culot 3. La plaque annulaire 500 se trouve donc en contact avec l’extrémité arrière de la paroi tubulaire 33a de la cavité annulaire 33 du culot 3. La face de la plaque annulaire 500 orientée vers les espaces de réception 32, et donc vers la cavité annulaire 33 du culot 3, et en contact avec le culot 3, définie une face de poussée 52 du capotage 5. Le fond 50 comprend en outre un rebord tubulaire 501 interne formé d’équerre et d’un seul tenant avec la plaque annulaire 500, au niveau de l’orifice central. Ainsi, le rebord tubulaire 501 interne s’étend parallèlement à l’axe longitudinal A0 du culot 3, l’axe central du rebord tubulaire 501 coïncidant avec l’axe longitudinal A0 du culot 3. L’extrémité libre avant du rebord tubulaire 501 interne vient en contact avec la face de butée 34 du culot 3. La face interne du rebord tubulaire 501 coopère avec la paroi latérale 300 du culot 3. L’épaisseur du rebord tubulaire 501 est inférieure à la dimension radiale de la cavité annulaire 33 du culot 3, de sorte qu’un espace de volume annulaire est formé entre le rebord tubulaire 501 et la paroi tubulaire 33a de la cavité annulaire 33, cet espace de volume annulaire constituant un volume d’emprunt 6. Le flanc 51 du capotage 5 se présente sous la forme d’une paroi tubulaire 510 coaxiale au rebord tubulaire 501. Le diamètre externe de la paroi tubulaire 510 correspond au diamètre externe de la plaque annulaire 500 et donc au diamètre externe du culot 3. Le bord avant de la paroi tubulaire 510 porte une collerette 511 annulaire qui s’étend parallèlement à l’axe longitudinal A1 du projectile 1. La collerette 511 est dimensionnée pour s’engager, de manière libérable, dans la gorge 310 annulaire du culot 3. Il convient de souligner que, bien que dans le mode de réalisation représenté, le moyen de liaison entre le capotage 5 et le culot 3 comprend une collerette 511 axiale et une gorge 310 correspondante, tout autre moyen de liaison détachable entre le culot 3 et le capotage 5 pourrait être utilisé. Le volume d’emprunt 6 formé entre le capotage 5 et le culot 3 est délimité axialement par la face de poussée 52 en arrière et la face de butée 34 en avant, et délimité radialement par le rebord tubulaire 501 et la paroi tubulaire 33a. Le volume d’emprunt 6 est ainsi constitué par une chambre délimitant un volume interne annulaire dont l’axe central est confondu avec l’axe longitudinal A0 du culot 3. Le volume d’emprunt 6 présente au moins une ouverture de remplissage 7 débouchant dans le volume délimité par le tube 10 à l’arrière AR du culot 3, permettant ainsi de mettre en communication fluidique le volume interne du tube 10 à l’arrière AR du projectile 1 et le volume d’emprunt 6. Dans le mode de réalisation représenté sur la FIG. 1 , une unique ouverture de remplissage 7 est aménagée à travers le capotage 5. Il s’agit d’une ouverture axiale traversant la plaque annulaire 500. En variante, comme on peut le voir de manière schématique sur la FIG. 3 , une ouverture de remplissage 7’ pourrait être aménagée à travers le culot 3, en particulier à travers la paroi du culot 3 portant la face de butée 34. Une ouverture de remplissage 7" pourrait en variante être aménagée à la fois à travers le capotage 5 et le culot 3, en particulier à travers la paroi latérale 300 du culot 3 au niveau du second évidement 302 et à travers le rebord tubulaire 501 du capotage 5. En variante, plusieurs ouvertures de remplissage 7, 7’, 7" du volume d’emprunt 6 peuvent déboucher à l’arrière AR du projectile 1, notamment les trois ouvertures de remplissage 7, 7’, 7" représentées sur la FIG. 3 . Sur la FIG. 3 , les flèches à l’entrée de chaque ouverture de remplissage 7 montrent le chemin parcouru par le gaz de tir G pour remplir le volume d’emprunt 6. En variante, le volume d’emprunt 6 peut être divisé radialement en plusieurs sous-volumes séparés par une paroi du culot 3. Chaque sous-volume a une forme de secteur d’anneau et est agencé radialement au niveau d’une ailette 40 de l’empennage 4. Chaque sous-volume présente alors sa ou ses propres ouvertures de remplissage 7. Le capotage 5 peut également être divisé en plusieurs segments, chaque segment couvrant une ailette 40 en position repliée. Chaque sous-volume est agencé axialement entre chaque segment du capotage 5 et le culot 3. En variante, par exemple dans le cas d’un culot 3 ne présentant pas de cavité interne 30 à l’arrière AR, le fond 50 du capotage 5 pourrait être formé une plaque en forme de disque. En pratique, avant le tir, le capotage 5 entoure et recouvre l’empennage 4 dont les ailettes 40 se trouvent en position repliée dans les espaces de réception 32, protégeant ainsi l’empennage 4. Durant le tir, le gaz de tir G pénètre dans le volume d’emprunt 6 par la ou des ouvertures de remplissage 7. A la sortie du tube 10 de canon, autrement dit dès que le projectile 1 est sorti du tube 10 de canon, le gaz emprunté lors de la phase de tir et donc contenu dans le volume d’emprunt 6 va se retrouver en surpression par rapport à l’air atmosphérique. Ce gaz en surpression va alors générer un effort de poussée P (représenté sur la FIG. 3 ) à l’arrière du volume d’emprunt 6, en particulier une poussée axiale sur la face de poussée 52 du capotage 5. Cet effort de poussée P provoque la désolidarisation du capotage 5 par rapport au culot 3, en particulier une séparation de la collerette 511 par rapport à la gorge 310, et le déplacement du capotage 5 le long du culot 3. Le capotage 5 est donc éjecté, comme on peut le voir sur la FIG. 2 , à l’image d’un piston dans un vérin qui se déplace sous l’effet de la pression qui est présente dans la chambre. Une fois le capotage 5 éjecté, l’empennage 4 peut se déployer, les ailettes 40 passant en position déployée. Ainsi, la présente invention permet de protéger l’empennage 4 déployant du projectile 1 durant la phase de tir par l’intermédiaire du capotage 5 ( FIG. 1 ) tout en permettant une éjection efficace du capotage 5 sur trajectoire à la sortie du tube 10 ( FIG. 2 ), en utilisant la pression du gaz de tir G utilisé durant la phase de propulsion du projectile 1 dans le tube 10 de canon. Il est bien entendu que les modes de réalisation particuliers qui viennent d’être décrits ont été donnés à titre indicatif et non limitatif, et que des modifications peuvent être apportées sans que l’on s’écarte pour autant du cadre de la présente invention. Projectile (1) d’artillerie stabilisé par empennage (4), lequel projectile (1) est destiné à être tiré à partir d’un tube (10) de canon, le projectile (1) comprenant un corps (2), un culot (3) arrière solidaire du corps (2), un empennage (4) de stabilisation arrière déployant solidaire du culot (3) et apte à prendre une position repliée dans le tube (10), position repliée dans laquelle l’empennage (4) est reçu dans un espace de réception (32) sur le culot (3), et une position déployée en sortie du tube (10), et un capotage (5) coopérant avec le culot (3) et recouvrant l’empennage (4) dans sa position repliée, le capotage (5) étant éjectable à la sortie du tube (10) de canon afin de permettre à l’empennage (4) de prendre sa position déployée, caractérisé par le fait que le capotage (5) et le culot (3) définissent entre eux un volume d’emprunt (6) apte, dès la sortie du tube (10) de canon, à être mis en surpression, par rapport à l’air atmosphérique, par du gaz de tir (G) emprunté durant la phase de propulsion du projectile (1) dans le tube (10), le capotage (5) étant ainsi éjecté en sortie du tube (10) par un effort de poussée alors appliqué sur le capotage (5) par le gaz de tir (G) emprunté. Projectile (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le volume d’emprunt (6) débouche sur l’extérieur du projectile (1) par l’intermédiaire d’au moins une ouverture de remplissage (7, 7’, 7") apte à mettre en communication le volume d’emprunt (6) avec le volume interne du tube (10) à l’arrière (AR) du projectile (1), la ou les ouvertures de remplissage (7) étant aménagées dans le capotage (5) et/ou dans le culot (3). Projectile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le capotage (5) comprend un fond (50) disposé à l’extrémité arrière libre du culot (3) et un flanc (51) s’étendant à partir du fond (50), vers l’avant (AV) du projectile (1) et le long de l’empennage (4) en position repliée de manière à entourer l’empennage (4), le fond (50) comportant une face de poussée (52) orthogonale à l’axe longitudinal (A1) du projectile (1), le volume d’emprunt (6) étant délimité en arrière (AR) par la face de poussée (52). Projectile (1) selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le culot (3) est un culot cylindrique d’axe (A0) confondu avec l’axe longitudinal (A1) du projectile (1), le flanc (51) du capotage (5) comportant une paroi tubulaire (510) dont le diamètre externe correspond au diamètre externe du culot (3), et le volume d’emprunt (6) étant un volume annulaire autour de l’axe longitudinal (A1) du projectile (1). Projectile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le volume d’emprunt (6) est divisé en plusieurs sous-volumes séparés, notamment plusieurs sous-volumes sous forme de secteurs d’anneau. Projectile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le capotage (5), le cas échéant le flanc (51) du capotage (5), comporte au moins une collerette (511) portée par le bord avant du capotage (5) et s’étendant coaxialement à l’axe longitudinal (A1) du projectile (1), collerette (511) apte à s’engager de manière libérable dans une gorge (310) correspondante du culot (3). Projectile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le culot (3) délimite une cavité interne (30) centrée sur l’axe longitudinal (A1) du projectile (1), le volume d’emprunt (6) étant agencé radialement entre la cavité interne (30) et l’espace de réception (32). Projectile (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l’empennage (4) comporte plusieurs ailettes (40) déployables et que le capotage (5) est divisé en plusieurs segments, chaque segment couvrant une ailette (40) en position repliée, un volume d’emprunt (6) étant agencé axialement entre chaque segment et le culot (3). Projectile (1) selon l’une des revendications 3 et 4 ou selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 prise en dépendance de la revendication 3, caractérisé par le fait que le fond (50) du capotage (5) comporte une plaque annulaire (500) portant la face de poussée (52) et présentant un orifice central et un rebord tubulaire (501) interne formé d’équerre avec la plaque (500) au niveau de l’orifice central et s’étendant axialement en regard du flanc (51) du capotage (5), l’extrémité libre du rebord tubulaire (501) interne coopérant avec une face de butée (34) du culot (3), et le volume d’emprunt (6) étant délimité radialement entre le rebord tubulaire (501) interne et l’espace de réception (32) et étant délimité axialement entre la plaque annulaire (500) et la face de butée (34) du culot (3).