L'invention concerne une arme automatique à chambre basculante pour le tir de munitions cylindriques télescopées, telle par exemple qu'un canon de moyen calibre.
Les munitions cylindriques télescopées sont connues depuis le début des années 1970 et présentent l'avantage par rapport aux munitions classiques d'être moins lourdes et moins encombrantes, le projectile étant logé entièrement à l'intérieur d'une douille cylindrique à section constante, de sorte qu'on peut charger ces munitions axialement par une extrémité d'une chambre de l'arme et extraire axialement les douilles vides par l'autre extrémité de la chambre, ce qui simplifie les mécanismes d'extraction des douilles vides.
On connaît déjà, par le brevet US-4 357 857, une arme automatique pour le tir de munitions cylindriques télescopées, dans laquelle une chambre agencée entre une culasse et un tube de canon est montée basculante autour d'un axe parallèle à l'axe du tube entre une position de tir où elle est disposée coaxialement au tube, et une position de chargement où elle est écartée angulairement de la culasse et du tube pour recevoir une nouvelle munition et permettre l'éjection de la douille vide de la munition précédemment tirée.
Dans cette arme connue, on utilise le mouvement de recul résultant du tir d'une munition pour le déplacement angulaire de la chambre entre ses positions de tir et de chargement, et pour le chargement d'une nouvelle munition dans la chambre et l'éjection de la douille vide de la munition précédemment tirée. Le fonctionnement de l'arme dépend donc du fonctionnement des munitions et se traduit par des accélérations et des chocs importants, qui sollicitent les mécanismes de façon sévère. De plus, dans cette arme, la quasi-totalité des mouvements nécessaires au chargement d'une munition est effectuée par la chambre, qui est une pièce très lourde dont le déplacement consomme beaucoup d'énergie et provoque des chocs violents. Par ailleurs, une munition chargée dans la chambre ne peut être tirée que lorsque les pièces reculantes de l'arme ont été ramenées en batterie, ce qui limite la cadence de tir.
L'invention a pour objet une arme automatique à chambre basculante pour le tir de munitions cylindriques télescopées, qui ne soit pas soumise à ces inconvénients.
Elle a également pour objet une arme automatique du type précité permettant un tir flottant, c'est-à-dire qu'une munition chargée dans la chambre peut être tirée avant le retour en batterie des pièces reculantes de l'arme, en augmentant ainsi la cadence de tir.
Elle a encore pour objet une arme du type précité dont le fonctionnement est indépendant du fonctionnement des munitions.
L'invention propose à cet effet une arme automatique à chambre basculante pour le tir de munitions cylindriques télescopées, telle par exemple qu'un canon de moyen calibre, comprenant une chambre de réception d'une munition, agencée entre une culasse et un tube et montée basculante entre une position de chargement et une position de tir par pivotement autour d'un arbre excentré parallèle au tube, des moyens de déplacement de la chambre entre ces deux positions, et des moyens d'alimentation en munitions, caractérisée en ce que la culasse, le tube et l'arbre de pivotement de la chambre sont portés fixement par une même structure rigide qui porte également des moyens de chargement des munitions dans la chambre ainsi que des moyens à moteur électrique d'entraînement des moyens de déplacement de la chambre et des moyens de chargement des munitions, ces derniers étant disposés derrière la chambre en alignement axial avec celle-ci dans sa position de chargement et comprenant des moyens de déplacement d'une munition en translation axiale entre une position d'alimentation et ladite chambre dans sa position de chargement, l'introduction d'une munition par l'extrémité arrière de la chambre provoquant l'extraction par l'extrémité avant de la chambre d'une douille vide d'une munition précédemment tirée.
Ainsi, selon l'invention, le fonctionnement de l'arme est assuré par un moteur électrique, ce qui permet d'obtenir une plus grande régularité des cycles de fonctionnement et une indépendance vis-à-vis du fonctionnement des munitions. Par ailleurs, les déplacements commandés de la chambre sont limités à un déplacement angulaire alternatif entre ses positions de tir et de chargement, des moyens de chargement entraînés par le moteur électrique étant prévus pour déplacer axialement les munitions et les introduire une à une dans la chambre. Il en résulte une réduction importante de l'inertie des pièces de l'arme dont les mouvements sont commandés par le moteur électrique, et donc une augmentation possible de la cadence de tir.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arbre de pivotement de la chambre est entraîné en rotation autour de son axe par les moyens à moteur électrique précités et est relié à la chambre par des moyens de transmission transformant le mouvement de rotation de l'arbre en une oscillation alternative de la chambre entre ses positions de chargement et de tir.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ces moyens de transmission comprennent d'une part un chariot guidé en translation sur ladite structure rigide parallèlement à l'arbre de pivotement de la chambre et déplacé en mouvement alternatif rectiligne par ledit arbre au moyen d'un galet porté par le chariot et engagé dans une rainure hélicoidale de l'arbre, et d'autre part un galet solidaire de la chambre et engagé dans une rainure oblique dudit chariot.
Ces moyens de déplacement de la chambre permettent de contrôler les accélérations de la chambre au cours de ses déplacements, et donc de réduire les chocs en fin de déplacement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre comporte à ses extrémités axiales des collerettes circulaires destinées à s'engager, quand la chambre est amenée dans sa position de tir, dans des rainures correspondantes de la culasse et d'un manchon cylindrique de support du tube.
Ces collerettes circulaires engagées dans les rainures correspondantes de la culasse et du manchon de support du tube, assurent alors la liaison de la culasse et du tube à la chambre en position de tir, ce qui se traduit par un allégement important de l'arme du fait de la suppression de la boîte de culasse généralement prévue dans une arme de type classique.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de chargement des munitions comprennent un chariot d'alimentation guidé en translation sur la structure rigide précitée et déplaçable en mouvement alternatif rectiligne pour entraîner une munition à partir d'une position d'alimentation située en arrière de la chambre dans sa position de chargement et l'introduire dans la chambre par translation axiale, ce chariot comportant un galet engagé dans une rainure hélicoïdale d'une vis longitudinale entraînée en rotation par les moyens précités à moteur électrique.
Cela permet notamment de contrôler l'accélération d'une munition tout au long de son déplacement d'introduction dans la chambre en réduisant notamment les accélérations en fin de déplacement, ce qui facilite et régularise le chargement des munitions.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de chargement des munitions comprennent également une étoile d'alimentation portant un certain nombre de munitions et montée rotative autour d'un axe longitudinal sur ladite structure rigide, en arrière de la chambre, pour positionner successivement les munitions dans l'axe de la chambre dans sa position de chargement.
Grâce au fait que la culasse et le tube de l'arme, la chambre basculante et les moyens d'alimentation en munitions sont montés sur une même structure rigide qui fait partie des pièces reculantes, l'arme permet un tir flottant en rafale à cadence élevée, le tir d'un munition étant effectué avant le retour en batterie de l'ensemble des pièces reculantes.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :
On se réfère d'abord aux figures 1 et 2, qui représentent schématiquement les moyens essentiels de l'arme selon l'invention.
L'extrémité arrière du tube 10 de l'arme est montée fixement dans un manchon 12 porté par un support 14 qui est relié rigidement à la culasse 16 par une poutre inférieure 18 ainsi que par les glissières longitudinales d'un chariot de pivotement de la chambre basculante, comme on le verra ci-après.
La chambre basculante 20 agencée entre la culasse 16 et l'extrémité arrière du tube 10 est une pièce cylindrique comportant un alésage axial dont le diamètre et la longueur sont très légèrement supérieurs au diamètre et à la longueur des munitions à tirer. Elle pivote autour de l'axe d'un arbre longitudinal 22 parallèle au tube 10 et qui est supporté à ses extrémités par la culasse 16 et le support de manchon 14. L'extrémité avant de l'arbre 22 porte un pignon 24 d'entraînement en rotation, qui est lui-même relié par un train d'engrenage à l'arbre de sortie d'un moteur électrique 26 disposé sous le tube 10 et le manchon 12.
A l'arrière de la culasse 16 se trouvent les moyens d'alimentation en munitions, qui comprennent essentiellement une étoile d'alimentation 28 portée par un arbre de rotation 30 parallèle au tube 10, un chariot d'alimentation 32 déplaçable en mouvement rectiligne alternatif parallèlement au tube 10 par une vis d'alimentation 34 portant à son extrémité avant un pignon 36 relié par un train d'engrenage à l'arbre de sortie du moteur 26.
L'arbre 30 de l'étoile d'alimentation 28 et l'arbre de la vis d'alimentation 34 sont portés à leurs extrémités par la culasse 16 et par une boîte arrière 38 de transmission et de commande qui est reliée rigidement à la culasse 16 par une poutre inférieure longitudinale 40 et par des glissières longitudinales de guidage du chariot d'alimentation 32, comme on le verra ci-après.
Un système de percussion 42 s'étend entre la boîte arrière 38 et la culasse 16, dans l'axe du tube 10, et est commandé en déplacement axial par la boîte arrière 38. Sur cette boîte arrière est également fixé un électro-aimant 44 de commande de détente.
Les caractéristiques de la chambre basculante 20, de ses moyens de déplacement, et des moyens d'alimentation vont être décrits plus en détail en référence aux figures 3 et suivantes. On constate cependant déjà que le manchon 12 de fixation du tube 10, la culasse 16 et la boîte arrière 38 font partie d'une même structure rigide qui porte la chambre basculante 20 et ses moyens de déplacement, ainsi que les moyens de chargement des munitions, le moteur électrique 26 et les engrenages associés. Tout cet ensemble est soumis à un mouvement de recul lors du tir d'une munition, puis à un mouvement de retour en batterie.
On va maintenant décrire plus en détail la structure de la chambre basculante 20 et ses moyens de déplacement, en référence aux figures 3 à 7.
L'arbre longitudinal 22 monté entre la culasse 16 et le support de manchon 14 supporte une vis 46 à rainure hélicoïdale 48 dans laquelle est engagé le galet inférieur 50 d'un chariot 52 guidé en déplacement dans des glissières longitudinales 54 qui relient rigidement le support de manchon 14 et la culasse 16. Le chariot 52 et ses glissières de guidage 54 sont disposés entre l'arbre 22 et la chambre basculante 20. Celle-ci est de forme sensiblement cylindrique et est montée fixement dans une pièce 56 comprenant à ses extrémités axiales deux bras parallèles 58 de montage en pivotement sur les extrémités de l'arbre 22. La face inférieure de cette pièce 56 porte un galet 60 qui est reçu dans une rainure oblique 62 de la face supérieure du chariot 52 et dont les extrémités 64 et 66 définissent respectivement la position de chargement et la position de tir de la chambre basculante 20.
L'arbre 22 effectue un tour complet par cycle de fonctionnement de l'arme. Il entraîne en rotation la vis 46 qui, par l'intermédiaire du galet inférieur 50 du chariot 52, transforme la rotation de l'arbre 22 en un déplacement rectiligne aller et retour du chariot 52 dans ses glissières de guidage 54. Ce déplacement rectiligne du chariot 52 est, par l'intermédiaire du galet 60 engagé dans la rainure oblique 62, transformé en un mouvement oscillant aller et retour de la chambre 20 entre sa position de chargement représentée en figure 3, et sa position de tir représentée en figure 4. De façcn plus précise, lorsque le chariot 52 est dans sa position extrême avant, le galet 60 de la pièce 56 est à l'extremité arrière 64 de la rainure 62 et la chambre 20 est en position de chargement, tandis que, quand le chariot 52 est dans sa positicn extrême arrière, le galet 60 de la pièce 56 est à l'extrémité avant 66 de la rainure 62 et la chambre 20 est en position de tir.
La chambre 20 comporte à ses extrémités axiales deux collerettes circulaires 68 (figure 5) destinées à s'engager dans des rainures 70 de forme correspondante qui sont usinées aux extrémités du manchon 12 et de la culasse 16 (figures 8 et 9). Comme on peut le voir en figure 8 qui est une vue en perspective du manchon 12, chaque rainure 70 s'étend circulairement sur 180° et est prolongée à ses extrémités par deux rampes parallèles 72 de guidage entre lesquelles s'engage l'extrémité axiale correspondante de la chambre 20 lorsque celle- ci est amenée dans sa position de tir.
Dans la position de tir de la chambre 20, les collerettes circulaires 68 engagées dans les rainures 70 du manchon 12 et de la culasse 16 assurent la liaison entre la culasse, la chambre et le manchon pendant le tir d'une munition, sans que l'on ait à prévoir une boîte de culasse comme dans une arme de type classique. Dans ces conditions, c'est la chambre 20 qui encaisse les efforts de traction pendant le tir d'une munition.
Comme on le voit également en figure 8, le manchon 12 comprend une rainure longitudinale 74 qui est formée dans toute l'épaisseur de sa paroi cylindrique et qui s'étend de l'extrémité arrière du manchon jusqu'au voisinage de son extrémité avant, pour permettre l'extraction d'une douille vide de munition par l'avant de la chambre 20 lorsque cette chambre est en position de chargement. Dans ces conditions, le débattement angulaire de la chambre 20 entre ses positions de tir et de chargement est juste suffisant pour que l'alésage de la chambre soit entièrement dégagé de l'extrémité arrière du tube 10, ce qui permet de limiter le déplacement angulaire de la chambre 20 à environ 30 et d'accélérer ainsi la cadence de tir.
Par ailleurs, on prévoit un bras d'éjection 76 représenté schématiquement aux figures 10 et 11 pour déplacer une douille vide d'une position d'extraction où elle est partiellement engagée dans la rainure 74 du manchon 12 jusque dans une position d'éjection où elle est dégagée de cette rainure et alignée avec une goulotte d'éjection (non représentée).
Le bras d'éjection 76 est, dans sa partie médiane, monté pivotant autour d'un axe longitudinal 78 sur le support de manchon 14, son extrémité supérieure étant destinée à s'appliquer sous une douille vide 80 extraite de la chambre, tandis que son extrémité inférieure comporte une lumière 82 dans laquelle est engagé un doigt 84 porté par l'un des bras 58 de la pièce 56 de support de la chambre 20. Dans la position de la figure 10, la chambre 20 est en position de chargement, l'extrémité supérieure du bras 76 s'applique sous une douille vide 80 extraite de la chambre et dont l'extrémité avant est en appui sur un chariot de retenue 86 déplaçable en mouvement rectiligne alternatif comme on le verra ci-après, la douille vide 80 étant également supportée dans cette position par la rainure longitudinale 74 du manchon 12. Lorsque la chambre basculante est amenée dans sa position de tir comme représenté en figure 11, le pivotement du bras 58 se traduit par une rotation du bras d'éjection 76 autour de l'axe 78 dans le sens des aiguilles d'une montre pour amener la douille 80 en position d'éjection.
Dans cette position d'éjection, la douille vide 80 a été dégagée à son extrémité avant du chariot de retenue 86 qui peut alors être déplacé vers l'arrière comme on le verra également dans ce qui suit.
On se réfère maintenant aux figures 12 et suivantes pour décrire les moyens de chargement des munitions et leur fonctionnement.
Dans l'exemple de la figure 12, l'étoile d'alimentation 28 montée sur l'arbre longitudinal 30 peut porter quatre munitions cylindriques télescopées 88 qui sont amenées successivement, par rotation de l'étoile 28 sur un cinquième de tour, dans une position inférieure au niveau du chariot d'alimentation 32 et en alignement axial avec la chambre 20 amenée dans sa position de chargement.
Ce chariot d'alimentation 32 est guidé en déplacement rectiligne dans deux glissières longitudinales 90 qui relient rigidement la boîte arrière 38 à la culasse 16, le chariot 32 étant ainsi disposé entre l'étoile d'alimentation 28 et la vis d'alimentation 34.
Celle-ci comporte une rainure hélicoïdale étagée 92 (figures 1 et 2) dans laquelle sont engagés un galet 94 et un patin de glissement 96 qui sont verticalement superposés et fixés sous le chariot 32. Le galet 94 est engagé dans la partie la plus large de la rainure 92 tandis que le patin 96 est engagé dans la partie la plus étroite et contribue au passage du galet dans les intersections de la rainure 92 de la vis pendant la rotation de celle-ci, cette rainure 92 étant à pas croisés pour permettre un mouvement aller retour du chariot 32 lors de la rotation continue de la vis 34 dans un sens déterminé. La vis 34 est entraînée en rotation à une vitesse trois fois plus élevée que l'arbre 22 de déplacement de la chambre basculante 20.
Quand le chariot 32 est en position arrière et qu'il commence à se déplacer vers l'avant, il vient prendre appui sur l'extrémité arrière d'une munition 88 de l'étoile d'alimentation 28 et pousse cette munition vers l'avant pour l'introduire dans la chambre 20 en position de chargement.
Le chariot d'alimentation 32 est relié au chariot de retenue 86 décrit en référence aux figures 10 et 11, par l'intermédiaire d'une tige rigide 98 et d'un support de verrou 100 (figures 13 et suivantes), le chariot de retenue 86 étant lui-même guidé en translation sur deux tiges longitudinales parallèles 102 qui sont fixées à leurs extrémités sur le manchon 12 et sur le support 14 de manchon, respectivement (figure 1).
Le chariot 32 comprend une patte latérale 104 engagée dans une lumière allongée du support de verrou 100 et permettant un déplacement longitudinal limité du chariot 32 par rapport au support de verrou 100. Un verrou 106, tel qu'un rouleau ou une bille, est engagé dans une petite rainure transversale du support 100 et dans une rainure longitudinale 108 de la structure rigide, aux extrémités de laquelle sont prévus des pions de blocage 110 sollicités par des ressorts pour venir s'engager dans une encoche 112 du support de verrou et immobiliser celui-ci en position. Par ailleurs, la patte 104 du chariot 32 comporte deux rainures parallèles 114 dans chacune desquelles le verrou 106 peut s'engager partiellement pour solidariser le chariot 32 et le support de verrou 100.
Ces moyens de chargement des munitions fonctionnent de la façon suivante, décrite en référence aux figures 13 et suivantes.
En figure 13, la chambre 20 est dans sa position de chargement, en alignement axial avec le chariot 32 et une munition 88 portée par l'étoile 28. La chambre 20 comprend la douille vide 80 d'une munition qui vient d'être tirée, le chariot de retenue 86 étant à quelques millimètres de la face avant de la chambre 20, tandis que le chariot d'alimentation 32 est à quelques millimètres de la munition 88 à charger dans la chambre 20.
Dans la position des figures 13 et 14, le verrou 106 n'est pas engagé dans une rainure 114 de la patte latérale du chariot 32, de sorte que celui-ci peut être déplacé vers l'avant sur une faible distance sans entraîner le support de verrou 100, pour rattraper les jeux nécessaires au fonctionnement (jeux entre l'extrémité avant du chariot 32 et l'extrémité arrière de la munition 88, entre l'extrémité avant de la munition 88 et l'extrémité arrière de la chambre 20, et entre l'extrémité avant de la chambre 20 et le chariot de retenue 86).
Pendant ce petit déplacement vers l'avant du chariot 32 (figures 15 et 16), le support de verrou 100 est immobilisé par un pion 110 qui est engagé dans l'encoche 112 de ce support.
Dès que les jeux ont été rattrapés et que la patte latérale 104 du chariot 32 est en appui sur l'extrémité avant de la lumière du support de verrou, le verrou 106, guidé par la rainure 108, vient s'engager dans une rainure 114 de la patte 104 et solidarise le chariot 32 et le support de verrou 100. Le support de verrou est alors entraîné vers l'avant par le chariot 32 et se dégage du pion 110, en comprimant le ressort de ce pion.
Le chariot 32 continue son déplacement vers l'avant (figures 17 à 20) pour introduire la munition 88 dans la chambre 20, cette munition 88 poussant la douille vide 80 à l'extérieur de la chambre pour l'engager sur la rainure longitudinale 74 du support de manchon 12 (figure 8), où elle est également supportée par l'extrémité supérieure du bras d'éjection 76 (figure 10). Pendant ce mouvement d'extraction, l'extrémité avant de la douille vide 80 est en appui sur le chariot de retenue 86, qui est lui-même déplacé vers l'avant sur les tiges 102.
En fin de course (figures 21 et 22), l'extrémité avant du chariot 32 pénètre légèrement à l'intérieur de la chambre 20, ce qui permet de garantir que la douille vide 80 a été complètement extraite de la chambre 20, en dépit des variations de longueur des douilles, qui sont dues aux tolérances de fabrication, aux variations des conditions d'ambiance et aux variations des conditions de tir.
Dans cette position extrême avant, le verrou 106 est dégagé de la rainure 114 de la patte latérale du chariot 32, le support de verrou 100 est immobilisé par un pion 110 et le chariot 32 est désolidarisé du support de verrou (figure 22).
Le chariot 32 peut alors se déplacer vers l'arrière sur une courte distance pour se dégager de la chambre 20 (figures 23 et 24), sans entraîner le support de verrou et donc sans déplacer vers l'arrière le chariot de retenue 86. Pendant ce temps, la douille vide 80 est déplacée de sa position d'extraction dans sa position d'éjection par le bras d'éjection 76 (figure 11), ce qui libère le passage vers l'arrière du chariot de retenue 86. Simultanément, la chambre 20 est déplacée vers sa position de tir pour amener la munition 88 en alignement axial avec le système de percussion 42 et avec le tube 10.
Pendant ce mouvement, une came de calibrage 116 située à l'avant de la chambre 20 permet de repositionner correctement la munition 88 à l'intérieur de la chambre 20. Quand la chambre 20 est dans sa position de tir, le chariot d'alimentation 32 est à nouveau solidarisé du support de verrou 100 par le verrou 106 engagé dans une rainure 114 de la patte latérale du chariot 32, de sorte que le chariot 32, le support de verrou 100 et le chariot de retenue 86 peuvent être ramenés dans leur position arrière des figures 13 et 14.
De façon générale, le fonctionnement de l'arme selon l'invention est le suivant :
On comprend que l'arme selon l'invention permet d'effectuer un tir flottant sans attendre le retour en batterie des pièces reculantes, c'est-à-dire un tir à cadence très élevée. Dans ce cas, l'étoile d'alimentation 28 est, de façon connue, elle-même alimentée en munitions à partir d'un magasin par des moyens qui suivent automatiquement les mouvements de recul et de retour en batterie de l'arme.