Domaine de l'invention:
[0001] L'invention concerne les chargements composés de charges multiples et/ou hétérogène
telles que des sous-munitions, embarquées dans un projectile tournant autour de son
axe longitudinal. Ces chargements devant être larguées en cours de trajectoire, leur
agencement à l'intérieur du projectile est prévu pour séparer les composants au moment
de leur largage. L'invention est plus particulièrement adaptée pour résoudre des problèmes
concernant les projectiles constitués par des obus de mortier, dont la vitesse de
rotation est très grande (plus de 10000 tours par minute).
Techniques antérieures:
[0002] Dans un obus de mortier, les contraintes mécaniques dues à l'accélération, et imposées
à l'obus au départ du coup, sont particulièrement intenses, et très difficiles à supporter
pour la structure mécanique embarquée dans l'obus. En effet, si plusieurs sous-munitions
sont disposées les unes derrières les autres, la première s'appuyant sur la seconde,
la seconde sur la troisième, et ainsi de suite, la pression infligée à la dernière
munition par les autres, au départ du coup, fait que cette dernière munition ne résiste
pas à cette contrainte mécanique.
[0003] Il a déjà été envisagé de renforcer chaque munition, en fonction du rang qu'elle
occupe dans l'empilage, à l'intérieur du projectile, de manière à résister à la pression
imposée par les sous-munitions précédentes. L'inconvénient majeur de cette solution,
est que la place à l'intérieur de chaque munition, destinée à la fonction même de
munition, diminue de plus en plus, voire devient inexistante.
[0004] Pour résoudre ce problème, on a déjà prévu un empilage de sous-munitions, dans lequel
chaque sous-munition possède, comme le montre la figure 1, un élément de support,
constitué de deux entretoises 2A et 2B, séparables au moment du largage pour libérer
la sous-munition. Ces deux entretoises possèdent à leur arrière un renforcement 3A
et 3B pour supporter la sous-munition au moment du départ. Ainsi, les forces d'inertie
au départ du coup, dues à chaque sous-munition, ne sont supportées que par leurs deux
entretoises respectives. Chaque entretoise est en contact avec la suivante. Les forces
ainsi accumulées sont transmises sur le fond 4 du projectile.
[0005] L'un des inconvénients de ce type de montage est illustré par la figure 2. Sur celle-ci
ont été représentés les mêmes éléments que ceux représentés sur la figure 1, mais
pendant le largage. L'éjection se fait par l'arrière de l'enveloppe 5 du projectile,
le long de l'axe longitudinal X X′, le fond 4 se détachant le premier. Suivent après,
les deux dernières entretoises 2A et 2B supportant la munition 6. On voit que les
parties arrières 3A et 3B des deux dernières entretoises subissent la force centrifure
due à la grande vitesse de rotation de l'ensemble du projectile, des sous-munitions
et de leurs entretoises. Quand une longueur suffisante des entretoises est dégagée
de l'enveloppe 5, ces entretoises, s'écartent et créent un arc-boutement qui les bloque
entre leur propres munitions 6 et l'enveloppe 5 du projectile, freinant ainsi le largage
et toutes les sous-munitions suivantes et pouvant détériorer la sous-munition.
[0006] Un autre inconvénient de ce système est que, sous l'influence de la vitesse de rotation
de l'ensemble du projectile autour de son axe longitudinal, les entretoises 2A et
2B, soumises à la force centrifuge sont plaquées contre la paroi intérieure de l'enveloppe
et engendrent des forces de frottement entre ces entretoises et cette enveloppe et
freinent considérablement toute translation longitudinale des sous-munitions entourées
de leurs entretoises, et entravent le largage des sous-munitions.
[0007] Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en créant un nouveau système
de maintien du chargement à l'intérieur du projectile tout en permettant un largage
aisé de celui-ci.
Objet de l'invention:
[0008] A cet effet, l'invention est un système de maintien de chargement composé de charges
multiples et/ou hétérogènes embarquées dans un projectile tournant autour de son axe
longitudinal et largué en cours de trajectoire par une extrémité de celui-ci, ledit
chargement comportant comportant au moins un étage comprenant au moins deux parties
distinctes devant être séparées au moment du largage, le projectile comportant une
enveloppe à l'intérieur de laquelle est placée ledit chargement, le système étant
caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque étage des moyens de fixation des parties
dudit étage, de manière à ce que chaque étage forme un ensemble compact pour ne pas
provoquer contre l'enveloppe des contraintes radiales importantes, dues à la force
centrifuge créée par le projectile tournant, lesdits moyens de fixation étant escamotables
au moment du largage des parties ;
[0009] L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description
suivante, annexée des figures représentant :
Présentation des figures:
[0010]
- Figs.1 et 2, un système de maintien de charges multiples à l'intérieur d'un projectile,
avant et pendant le largage ;
- Fig.3, un premier schéma relatif à un système selon l'invention ;
- Fig.4, une pièce de maintien appelée "cavalier", utilisée dans le système selon
l'invention ;
- Fig.5, un schéma explicatif concernant le système selon l'invention ;
- Fig.6, une coupe partielle d'une variante de réalisation des masselottes ;
- Fig.7, le système selon l'invention appliqué à un projectile et à ses sous-munitions,
toujours selon l'invention ;
- Figs.8A et 8B, deux coupes transversales du projectile décrit sur la figure 7 ;
- Fig.9, une première variante du système selon l'invention ;
- Fig.10, une deuxième variante du système selon l'invention.
Description de l'invention:
[0011] En référence à la figure 3, le principe du système selon l'invention est basé sur
le fait que les différentes parties d'un étage d'un empilage, en l'occurrence les
entretoises 6 et leurs sous-munitions 7, doivent constituer un étage compact avant
le largage pour ne pas provoquer contre l'enveloppe 5 des contraintes radiales importantes
dues à la force centrifuge, créée par le projectile tournant autour de son axe longitudinal.
Des moyens de fixation 8 doivent être prévus, et également être escamotables au moment
du largage pour que ces différentes parties puissent s'écarter latéralement et librement,
par le fait de la force centrifuge.
[0012] Une réalisation possible de ces moyens de fixation consiste à utiliser des profilés
en forme de U appelés, dans la suite de la description, "cavaliers". Ces pièces sont
suffisamment rigides pour maintenir les différentes parties d'un même étage, et sont
placées à la périphérie de l'ensemble. En référence à la figure 4, ces cavaliers comportent
dans leur section transversale, deux pattes 9, s'enfonçant chacune dans une encoche
correspondante d'une des parties 6 à maintenir assemblées. Ces pattes sont reliées
par une partie centrale 10 de plus faible épaisseur. La forme des pattes du cavalier
est telle que, sous l'influence de la force centrifuge, de ses composants et des forces
de frottement ainsi engendrées, l'ensemble des cavaliers et des parties liées par
ces cavaliers reste naturellement solidaire. Ceci peut être réalisé par exemple en
formant une légère queue d'aronde.
[0013] Pour effectuer la désolidarisation de l'ensemble, les cavaliers sont associés chacun
à des moyens d'éjection. Ces derniers sont constitués, pour fonctionner sous l'effet
de la simple force centrifuge, de masselotte 12, dont la masse soumise à la force
centrifuge, permet l'arrachage d'un cavalier. Par ailleurs, cette masse ne doit pas
être trop importante pour que la force centrifuge, qui lui est appliquée, n'entraîne
pas le gênant frottement contre l'enveloppe 5, évoqué à propos des dispositifs selon
les techniques connues. Chaque masselotte est associée à un cavalier. Sur la figure
4, aucun moyen de fixation entre le cavalier et la masselotte n'a été dessiné, la
masselotte 12 pouvant faire partie intégrante du cavalier 10. Des moyens de fixation
peuvent toutefois être envisagés entre ces deux pièces, par exemple, des moyens de
fixation par goupilles ou vis placées parallèlement à l'axe de l'enveloppe 5.
[0014] Pour éviter le phénomène d'arc-boutement évoqué précédemment, lors de la sortie d'une
pièce telle qu'un cavalier possédant une masselotte 12 relativement importante, il
est prévu de placée la masselotte à l'arrière du cavalier, c'est-à-dire que cette
masselotte 12 est la dernière partie du cavalier à sortir de l'enveloppe 5 (voir figure
5).
[0015] Il est possible également que la masselotte entraîne le cavalier après une course
vers l'intérieur. En effet, en référence à la figure 6, la masselotte 30 possède une
gorge annulaire 31, assez profonde pour permettre à une partie annulaire rentrante
32 du cavalier 33 d'y pénétrer sur plusieurs millimètres tout en ne comblant pas un
espace radial E. Le côté 34 de la gorge 31 placé entre celle-ci et le cavalier a un
diamètre réduit pour permettre un mouvement de translation de la masselotte 30 vers
l'extérieur, autorisé par la présence de l'espace E. De cette manière, lorsque la
masselotte est libérée de l'enveloppe, elle s'écarte vers l'extérieur comme précédemment.
Pendant le début de sa course le long de l'espace E, elle acquiert une énergie cinétique
suffisant à l'arrachage du cavalier 33 des parties qu'il maintient avant le largage.
[0016] On constate donc, que le cavalier doit être sorti en totalité, pour que son éjection
des parties 6 à séparer soit effectuée. Ceci évite donc l'arc-boutement de n'importe
quelle partie, pendant sa sortie de l'enveloppe. La séparation des parties, après
l'arrachage de tous les cavaliers, s'effectue grâce à la force centrifuge qui s'applique
à chacune des parties 6.
[0017] En regard des figures 7, 8A et 8B, l'application du système, selon l'invention, à
un projectile contenant les sous-munitions est la suivante. On y retrouve les principaux
éléments des figures 3,4 et 5, à savoir l'enveloppe 5, les cavaliers 20 et leur masselotte
21. On remarquera , sur les figures 7 et 8B, que les masselottes sont d'une épaisseur
supérieure à celle du cavalier 20 correspondant, mais également que ces masselottes
s'étendent sur un secteur périphérique maximal, formant un anneau circulaire continu,
de manière à se toucher entre elles. Ceci a pour effet d'augmenter considérablement
la masse de ces masselottes. Par ce fait, elles peuvent également assurer le support
de la munition correspondante 6. Les entretoises 18 ne font que positionner les sous-munitions
de manière coaxiale. Comme le montre la figure 8B, la masselotte 21 ne remplit plus
la fonction d'accrochage des entretoises 18, et est donc soumise à la force centrifuge
sans être maintenue par la munition 6, ceci de manière à entraîner, lors du largage,
le reste du cavalier 20. Les munitions ont été sur cet exemple dessinées en deux parties
de diamètre différent, et reposant sur les masselottes, à peu près au milieu de la
longueur de chaque munition. Ceci est un exemple de réalisation, chaque munition pouvant
être supportée soit par la masselotte, soit par l'entretoise, à une extrémité de cette
munition aussi bien qu'en son centre. Toutefois, dans cet exemple, les munitions 7
s'appuyant sur les masselottes 21 qui se prolongent par les entretoises 20, la dernière
entretoise s'appuyant sur le fond 4, près de la fixation de ce dernier à l'enveloppe
5, le centre du fond est soulagé des importants efforts au départ du coup, la dernière
munition ne reposant pas sur ce dernier.
[0018] En référence maintenant à la figure 9, on peut envisager de placer dans une enveloppe
5 différentes parties 16, non pas étagées les unes contre les autres, mais entassées
et positionnées les unes contre les autres, en fagot. Dans ce cas des encoches sont
prévues dans chacune de ces parties 16 pour que les cavaliers 18 puissent s'accrocher
à l'intérieur, de manière à maintenir lesdites parties. Le largage pourra se faire
de la même manière exactement, chaque cavalier comportant une masselotte analogue
à celle précédemment décrite.
[0019] Dans le même ordre d'idée, et en référence à la figure 10 on prévoit ainsi de loger,
les unes contre les autres, un grand nombre de munitions, qui peuvent être par exemple
des flèches, des bombes. On utilise toujours dans ce cas l'enveloppe 5 et des cavaliers
28 qui maintiennent les parties 6 qui encerclent complètement le groupe de munitions
à maintenir, et former ainsi une enveloppe intermédiaire.
[0020] Les avantages du système selon l'invention sont les suivants.
[0021] Les contraintes sont faibles sur l'enveloppe. La pression d'éjection en translation
des sous-munitions, est donc beaucoup plus faible. D'autre part, il y a possibilité
de réduire les dimensions de l'enveloppe.
[0022] Les entretoises ne se séparent qu'après leur extraction complète, et évitent les
contraintes de coincement par séparation angulaire progressif pendant l'extraction,
comme illustrée par la figure 5.
[0023] Il y a possibilité de réaliser de manière économique, par exemple par profilage,
en particulier les cavaliers, leurs masselottes et les entretoises, lorsqu'ils sont
fabriqués séparément.
[0024] Les réalisations décrites aux figures 8 et 9 peuvent permettre un verrouillage et
un largage assymétriques, de manière à faire des éjections latérales variables des
différentes parties. On pourra notamment prévoir le positionnement irrégulier des
cavaliers autour de la périphérie des parties.
[0025] Enfin, le système permet facilement d'entraîner en rotation l'ensemble du chargement
placé à l'intérieur de l'enveloppe, en prévoyant des crabotages entre chaque entretoise.
1. Système de maintien de chargement composé de charges multiples, embarqué dans un
projectile tournant autour de son axe longitudinal (X X′) et largué en cours de trajectoire
par une extrémité de celui-ci, ledit chargement comportant au moins un étage comprenant
au moins deux parties distinctes (6,7,18,28) devant être séparées au moment du largage,
le projectile comportant une enveloppe (5) à l'intérieur de laquelle est placée ledit
chargement, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque étage des
moyens de fixation (8,12,20,21,28) des parties dudit étage de manière à ce que chaque
étage forme un ensemble compact pour ne pas provoquer contre l'enveloppe (5) des contraintes
radiales importantes dues à la force centrifuge créée par le projectile tournant,
lesdits moyens de fixation étant escamotables au moment du largage des parties.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation
se composent de profilés en forme de U appelés cavaliers (8,33) placés à la périphérie
de chaque étage et comportant au moins deux pattes de fixation (9), chacune de ces
pattes rentrant dans un évidement périphérique correspondant d'une desdites parties,
la résistance mécanique et la forme exacte desdits cavaliers étant prévues pour maintenir
les parties d'un même étage avant le largage.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'éjection
desdits cavaliers (12,21,30) maintenus par l'enveloppe (5) avant le largage et étant
écartés, lors du largage, par la force centrifuge, de façon à désolidariser les cavaliers
desdites parties (6,8) auxquelles ils sont fixés.
4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'éjection desdits
cavaliers sont constitués pour chaque cavalier d'une masselotte (12,21,30), rigidement
fixée au cavalier correspondant à une extrémité de celui-ci, de manière à être extraite
de l'enveloppe (5) après le cavalier qui lui correspond, pour le soumettre alors à
la force centrifuge due à sa masse, et l'écarter des parties (6,18) qu'il maintient
avant le largage.
5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'éjection desdits
cavaliers (8) sont constitués pour chaque cavalier d'une masselotte (30), venant en
butée sur le cavalier (32,33) après une course vers l'extérieur, de manière à être
extraite de l'enveloppe (5) après le cavalier qui lui correspond, d'emmagasiner de
l'énergie cinétique pendant sa course vers l'extérieur due à la rotation, et écarter
alors le cavalier des parties qu'il maintient avant le largage.
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que
lesdites pattes de fixation (9) des cavaliers (8,20,23) sont telles que la force centrifuge,
qui s'exerce sur lesdits cavaliers, est compensée par les forces de frottement à la
liaison mécanique entre lesdites pattes (9) et les pièces qu'elles maintiennent (6,18)
7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce
que chaque étage est constitué d'une sous-munition (7) centrale et disposée coaxialement
dans l'axe longitudinal (X X′) du projectile, et de plusieurs entretoises (18) entourant
ladite munition, et étant maintenues par les cavaliers (20).
8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que dans chaque étage la sous-munition
(7) n'est entourée sur sa longueur que partiellement par les entretoises (18) de son
étage correspondant, et est entourée partiellement des entretoises de l'étage adjacent.
9. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites masselottes (21)
des cavaliers (20) ont une forme telle qu'elles forment un anneau continu circulaire.
10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que
les parties (16) constituant ledit étage, sont placées en fagot à l'intérieur de l'enveloppe
(5).
11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et de la revendication
9 caractérisé en ce que les masselottes (21) forment l'appui de la sous munition.
12. Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que la dernière sous-munition,
la section de la masselotte 21 formant appui de la sous-munition trouve son prolongement
sur l'entretoise adjacente et sur le culot permettant de réduire la contrainte sur
le culot lors du départ du coup.