[0001] La présente invention concerne le domaine des munitions tirées par canon et elle
concerne, plus spécifiquement, celles qui sont tirées par l'intermédiaire d'une charge
propulsive qui peut être indépendante du projectile proprement dit ou non.
[0002] Le brevet FR-A-380 063 (préambule de la revendication 1) décrit une munition de petit
calibre dont la balle est munie à sa partie arrière d'un disque de poussée permettant
d'assurer l'étanchéité des tubes dont les rayures sont très profondes. Il s'agit principalement
dans ce document d'augmenter la surface de pression aux gaz de propulsion en réduisant
la charge de la section du projectile.
[0003] Le brevet US-A-3 216 356 décrit une munition pour arme sans recul comprenant un projectile
et un étui fragmentable contenant une charge propulsive. Le projectile porte une ceinture
d'étanchéité et une bague dont le rôle est d'assurer un positionnement axial correct
du projectile par rapport au tube de lancement. Le problème de l'étanchéité basse
et haute pression n'est pas évoqué dans ce document.
[0004] La tendance est aujourd'hui d'augmenter le calibre (diamètre du tube) des canons,
et plus particulièrement des canons de char. On peut ainsi obtenir des vitesses initiales
de projectiles supérieures.
[0005] Cependant le diamètre de la chambre n'est généralement pas augmenté dans les mêmes
proportions afin de limiter l'encombrement diamétral de l'arme.
[0006] Les concepteurs d'armes se trouvent donc obligés d'augmenter la longueur de la chambre
afin de conserver un rapport de détente (volume total tube + chambre/volume chambre)
permettant d'obtenir les performances de vitesse souhaitées.
[0007] Il se pose donc dans un tel contexte le problème de l'encombrement des munitions.
Ce problème est résolu le plus souvent par la division du chargement en deux fardeaux
(un fardeau portant le projectile et éventuellement de la poudre, et un fardeau de
poudre seule).
[0008] Si avec une telle division de la munition il est possible de concevoir des munitions
à projectile de type flèche (barreaux sous-calibrés stabilisés par empennage) dont
la longueur du fardeau reste relativement limitée, il n'est par contre pas possible
de définir des munitions à projectile explosif sans être obligé :
- d'accroître la longueur du fardeau porte projectile,
- de renforcer la résistance mécanique du projectile, donc de diminuer sa stabilité
et son efficacité.
[0009] En effet, les barreaux flèches peuvent pénétrer relativement profondément dans la
poudre sans problème de tenue mécanique.
[0010] L'enveloppe des munitions explosives ne peut pas pénétrer à l'intérieur du chargement
explosif sans qu'il ne devienne indispensable d'accroître son épaisseur, ce qui entraîne
une diminution de la stabilité et une réduction du volume interne dévolu à la charge
explosive, donc de l'efficacité.
[0011] L'obturateur assurant l'étanchéité aux gaz doit donc se trouver à l'arrière de l'enveloppe
du projectile explosif, ce qui oblige à accroître la longueur du fardeau porte projectile.
[0012] L'invention vise à permettre la réalisation d'une munition devant être tirée par
un canon à calibre augmenté, munition ne devant pas présenter de longueur excessive
ni avoir une enveloppe de projectile trop épaisse.
[0013] L'invention est ainsi susceptible de s'appliquer dans tous les cas où il est cherché
de tirer un projectile dont la partie arrière ne doit pas subir, au moins dans un
premier temps, la pression des gaz propulsifs, c'est-à-dire :
- un projectile à enveloppe mince, tel que missile, cargo,
- un projectile portant une charge propulsive qui soit être allumée plus tard dans le
tube ou sur trajectoire.
[0014] L'invention pourra dans ce sens trouver une application aussi bien avec une munition
en deux fardeaux qu'avec une munition encartouchée en un seul fardeau.
[0015] L'invention a pour but de résoudre le problème général qui est de permettre le tir
canon de projectiles sensibles à la pression des gaz sans pour autant nécessiter un
renforcement de leur structure.
[0016] Pour atteindre l'objectif ci-dessus, l'invention concerne un dispositif d'étanchéité
aux gaz de propulsion pour munitions d'artillerie comportant un projectile, une charge
propulsive, et un piston fixé à l'arrière du projectile par un dispositif de liaison
séparable, piston isolant le projectile de la charge propulsive, caractérisé en ce
qu'il comprend :
- une garniture d'étanchéité basse pression portée par le piston et destinée à assurer
l'étanchéité entre le piston et la chambre de l'arme.
- et un obturateur haute pression porté par le piston destiné à assurer l'étanchéité
entre le piston et le tube de l'arme.
[0017] De tels moyens permettent donc de définir des munitions explosives dont l'emcombrement
axial est relativement réduit puisque le projectile pourra se trouver entièrement
à l'intérieur de la chambre.
[0018] Ces moyens permettent également le tir à partir d'un canon de char de munitions sensibles
à la pression des gaz tels des missiles. Ces derniers seront isolés d'une charge propulsive
d'éjection au moyen d'un piston selon l'invention. Des moyens d'allumage temporisés
permettront d'initier une charge propulsive propre au missile après sa sortie du tube.
[0019] Ces moyens permettent enfin le tir de munitions portant une charge propulsive embarquée
(concept de "Travelling Charge"), charge qui est solidaire du projectile et dont l'initiation
n'est commandée que lorsque ce dernier se trouve dans le tube.
[0020] Dans ce cas, le piston séparera la charge principale de la charge embarquée. Des
moyens d'allumage temporisés permettront d'allumer la charge solidaire du projectile
à un instant donné à l'intérieur du tube (ce concept connu permet d'accroître la vitesse
en limitant la pression).
[0021] Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en
référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme
de réalisation de l'objet de l'invention.
[0022] La
Fig. 1 est une vue schématique d'un projectile équipé du dispositif de l'invention.
[0023] La
Fig. 2 est une coupe-élévation montrant, à plus grande échelle, un détail constructif du
dispositif.
[0024] La
Fig. 3 est une élévation illustrant, à plus petite échelle, un exemple d'application.
[0025] La
Fig. 1 montre de façon schématique le tube
1 d'un canon dont la partie arrière délimite une chambre de chargement
2 susceptible d'être fermée ou ouverte par une culasse mobile
3.
[0026] La chambre
2 se raccorde par un cône de forcement
4 à l'âme
5 du tube
1, définissant en quelque sorte le calibre du canon dans lequel une munition
6 doit être engagée par introduction dans la chambre
2.
[0027] Selon la
Fig. 1, la munition
6 comprend un fardeau avant
7 qui peut être constitué par un projectile proprement dit ou encore par une enveloppe
11 (
Fig.2) à l'intérieur de laquelle est disposé le projectile.
[0028] La munition comprend, par ailleurs, un fardeau arrière
8 principalement constitué par une charge propulsive, confinée dans un étui
9 combustible ou non.
[0029] Le dispositif d'étanchéité conforme à l'invention est constitué par un piston
10 réalisé en toute matière appropriée pour supporter les contraintes thermiques et
mécaniques générées par la mise à feu de la charge
8. A titre d'exemple, le piston
10 est réalisé en alliage léger, par exemple en alliage d'aluminium ou en fibre de carbone
avec ou sans insert métallique.
[0030] Le piston
10 est adapté soit à la partie arrière du fardeau
7, soit directement sur l'enveloppe
11, de ce dernier, par l'intermédiaire d'un dispositif de liaison séparable
12. Le dispositif de liaison
12 est, par exemple, constitué par des goupilles (ou un filetage) qui se cisaillent
sous l'effet de la pression des gaz propulsifs ou bien de l'accélération. Ce dispositif
de liaison
12 se cisaille au moment du tir, ce qui autorise une séparation du piston
10 et de l'enveloppe
11 sous l'influence des efforts aérodynamiques qui s'exercent sur le projectile à la
sortie du tube de l'arme.
[0031] Le dispositif
12 peut avantageusement être à fonctionnement commandé plutôt qu'automatique et dans
un tel cas, il peut être avantageux d'incorporer au piston
10 un déclencheur
13 sensible à la pression et/ou à la chaleur et chargé de commander, de façon différée,
la fonction de neutralisation du dispositif de liaison séparable
12. Le déclencheur
13 est de type connu et, par exemple de celui divulgué par le brevet FR-A-2 635 178.
[0032] Le déclencheur
13 peut, bien entendu, être mis à profit pour assumer une autre fonction telle que l'allumage
différé d'une charge embarquée à l'intérieur du fardeau
7.
[0033] Le piston
10 possède à sa partie arrière une garniture d'étanchéité
14 dite basse pression qui présente, à l'état de repos, une section droite transversale
supérieure au diamètre de la chambre
2 afin que l'engagement du projectile
6 établisse une coopération de surface, par déformation de la garniture alors à même
d'établir un contact étanche.
[0034] De préférence, la garniture
14 est réalisée de manière à comporter au moins une lèvre périphérique
15 déformable élastiquement et choisie en une matière telle que sa propre réaction à
la déformation élastique la maintienne en contact périphérique permanent avec la paroi
de la chambre
2.
[0035] La garniture
14 peut être de type simple réalisée par exemple en polyéthylène ou éventuellement de
type complexe incluant un ou plusieurs inserts élastiques permettant d'appliquer la
lèvre
15 contre la chambre
2. De préférence, la garniture
14 comporte au moins une lèvre surcalibrée par exemple de 5 à 10 % par rapport au diamètre
de la chambre
2. Une telle lèvre pourra par exemple posséder une longueur axiale de contact voisine
de 10 à 20 mm pour un diamètre de chambre de 170 mm.
[0036] La garniture
14 est adaptée dans un logement
16 de la partie arrière du piston
10 et s'y trouve maintenue par collage ou surmoulage.
[0037] La garniture
14 est conçue de manière à pouvoir être contrainte en direction radiale centripète,
afin d'occuper, sous contrainte maximale, une section compatible avec le passage du
cône de forcement
4 et avec le calibre de l'âme
5. Dans ce but, il peut être prévu de rendre la garniture cisaillable lors du passage
du cône de forcement
4.
[0038] Le dispositif d'étanchéité est également pourvu en partie avant du piston
10 d'une frette ou d'une ceinture d'étanchéité
17 constituant un obturateur haute pression, chargé de coopérer par contrainte forcée,
avec l'âme
5.
[0039] Dans la position illustrée par la
Fig. 1, la mise à feu de la charge
8 fournit une quantité de gaz sous pression qui sont confinés dans la chambre
9 par l'intermédiaire de la garniture
14. A ce stade, la pression des gaz à laquelle est soumise la garniture
14 est une pression basse de l'ordre de 200 MPa. Ainsi, la partie arrière du projectile
6 et plus particulièrement du fardeau
7, bien que s'étendant dans la chambre
2, se trouve guidée dans cette dernière, sans que le volume annulaire excédentaire
soit directement concerné par le confinement actif de la charge mise à feu.
[0040] L'énergie développée est donc confinée dans un volume défini et agit sur la surface
transversale utile du piston
10 pour propulser le fardeau
7 à l'intérieur de l'âme
5.
[0041] La progression du fardeau dans le sens de la flèche
f1 amène l'obturateur
17 à coopérer avec le cône de forcement
4 à l'intérieur duquel il est contraint pour établir une étanchéité périphérique haute
pression entre le fardeau
7 et l'âme
5. Cette étanchéité haute pression intervient en relais de la garniture
14 et avant que cette dernière ait abordé le cône de forcement
4, de sorte que les gaz de combustion développés restent effectivement confinés dans
la chambre d'expansion à volume variable, qui est définie entre la culasse
3 et la face arrière du piston
10 à l'intérieur de la chambre
2.
[0042] Dans la constitution pratique, le piston
10 est adapté comme dit ci-dessus à la partie arrière du fardeau
7 ou de l'enveloppe
11, et peut comporter des moyens appropriés pour assurer une liaison avec le fardeau,
de manière à faciliter les opérations de manutention et de chargement du projectile
6 sous une forme unitaire. De tels moyens peuvent consister, par exemple, en des broches
encliquetables ou encore des attaches à base d'éléments complémentaires accrochables
du type de ceux connus sous la marque
"VELCRO" et qui sont enseignés dans cette application par le brevet FR-A-2 672 672.
[0043] La
Fig. 3 montre un exemple de réalisation selon lequel le piston
10 est adapté en bout d'un boîtier
20 par exemple en matière plastique qui est fixé par un rebord ou des tenons internes
21 sur une gorge périphérique
22 présentée par le corps
23 du projectile
6 du type à empennage. Le boîtier
20 peut ainsi être comparé à l'enveloppe
11.
[0044] Le boîtier
20, qui est sensiblement au calibre du canon
1, possède une amorce de rupture
24, par exemple annulaire située en arrière du rebord ou des tenons
21.
[0045] Le boîtier
20 enveloppe ainsi la partie arrière de la munition ou du projectile qui peut être du
type explosif et comporter un empennage stabilisateur
25 protégé par le boîtier
20 et le piston
10.
[0046] Le piston
10 porte alors une composition pyrotechnique
13 qui est initiée avec retard par l'allumage de la charge
8, par exemple au moyen d'un dispositif retardateur
26. De la sorte, la pression des gaz provoquée par l'allumage de la composition
13 provoque la séparation du projectile et du boîtier au droit de l'amorce de rupture
24 à la sortie du canon
1.
[0047] Dans l'exemple décrit, la garniture
14 est disposée à l'arrière du piston et de l'obturateur
3. Une disposition inversée pourrait être envisagée consistant à placer la garniture
14 en avant de l'obturateur
17 qui reçoit alors la pression des gaz dès l'allumage de la charge explosive.
[0048] L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté car diverses modifications
peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
1. Abdichtungsvorrichtung gegen die Treibgase für Artilleriemunitionen (6) mit einem
Geschoß (7), einer Treibladung (8) und einem Kolben (10), der auf der Rückseite des
Geschosses mit einer abtrennbaren Verbindungsvorrichtung (12) verbunden ist, wobei
der Kolben das Geschoß von der Treibladung trennt, gekennzeichnet dadurch, daß er
folgendes umfaßt:
- eine Niederdruckabdichtgarnitur (14), die vom Kolben getragen wird und die Abdichtung
zwischen dem Kolben und der Kammer (2) der Waffe sicherstellen soll,
- einen Hochdruckverschluß (17), der vom Kolben (10) getragen wird und die Abdichtung
zwischen dem Kolben und dem Waffenlauf sicherstellen soll.
2. Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Garnitur (14) auf
der Rückseite des Kolbens und hinter dem Verschluß (17) angebracht ist.
3. Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Kolben (10) eine
Vorrichtung (12) zur Verbindung trägt, die trennbar ist und Mittel zur Trennung mit
verzögertem Funktionieren umfaßt, das automatisch oder gesteuert ist.
4. Vorrichtung gemäß dem Anspruch 1 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Kolben einen
Auslöser (13) trägt, der druckempfindlich ist und verzögert die Trennung zwischen
dem Geschoß und dem Kolben steuern soll.
5. Vorrichtung gemäß dem Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Kolben Mittel trägt,
die das verzögerte Zünden einer ergänzenden Treibladung steuern, die mit dem Geschoß
fest verbunden ist.
6. Vorrichtung gemäß dem Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Garnitur (14) mindestens
eine geschmeidige Lippe besitzt, deren Durchmesser in Ruhestellung größer ist als
der der Ladekammer (2), in die das Geschoß geladen werden soll.