CA2080469C - Projectile performant et fragmentable et son procede de realisation - Google Patents

Projectile performant et fragmentable et son procede de realisation

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Abstract

Projectile perforant, fragmentable, du type comprenant un corps réalisé en un premier matériau dense, une tête réalisé en un deuxième matériau dense, ainsi que des moyens de fragmentation du corps lors de l'impact. Lesdits moyens comprennent un alésage borgne délimité par le corps et occupé par une masse de matériau soumettant ledit corps à une précontrainte de fragmentation. Et un procédé pour la réalisation d'un tel projectile.

Description

~ ~ 8 ~ 4 6 9 La présente invention est relative au domaine technique des projectiles utilisés pour la destruction, à
distance, d'une cible quelconque, plus généralement à
caractère blindé.
La présente invention est relative aux projectiles du type perforant et à son procédé de réalisation.
La destruction d'une cible à grande distance et, plus particulièrement, d'une cible blindée, nécessite une grande précision de tir, ainsi qu'une efficacité terminale importante.
La grande précision de tir peut être obtenue en ayant recours à des projectiles, par exemple du type sous-calibré et perforant, développant, par leur construction, une énergie d'impact élevée, tout en offrant une précision de tir remarquable lors de la trajectoire balistique extérieure.
L'efficacité terminale de destruction peut être obtenue en ayant recours à un projectile à caractère explosif, c'est-à-dire contenant intérieurement une charge provoquant l'explosion du projectile au moment de l'impact.
Il peut être envisagé d'avoir recours à la combinaison de ces deux caractéristiques pour constituer un obus ou un projectile à même de répondre à l'objectif de capacité de destruction précise, à grande distance, d'une cible blindée.
Toutefois, la réalisation d'un projectile alliant ces deux caractéristiques est certainement d'un prix de revient relativement élevé et implique de manipuler, lors de la fabrication, une charge explosive qu'il convient de contrôler strictement pour éviter les explosions intempes-tives.
La présence d'une telle charge pose, d'ailleurs, les mêmes problèmes pour le stockage, la manipulation, la mise en place des projectiles dans ou sur les installations chargées de les tirer.
L'objet de l'invention est de répondre à l'objectif ainsi posé en proposant un nouveau projectile particulièrement :'~

-
2 ~ 4 ~ 9 conçu pour posséder les caractéristiques de précision de tir d'un projectile perforant et les caractéristiques d'une efficacité terminale importante, sans mettre obligatoirement en oeuvre la présence d'une cha~ge explosive embarquée.
Selon la présente invention, il est prévu un projectile perforant, fragmentable, du type comprenant un corps réalisé en un premier matériau dense, une tête réalisé
en un deuxième matériau dense, ainsi que des moyens de fragmentation du corps lors de l'impact, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un alésage borgne délimité par le corps et occupé par une masse de matériau soumettant ledit corps à une précontrainte de fragmentation.
Selon la présente invention, il est également prévu un procédé de réalisation d'un projectile performant, incluant les étapes consistant:
- à réaliser un corps en un premier matériau dense, - à monter une tête sur le corps, ladite tête étant réalisé en un deuxième matériau dense, -à soumettre le corps à une précontrainte de fragmentation en prévoyant une masse de matériau à l'intérieur dudit corps.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence au dessin annexé qui montre, à titre d'exemple non limitatif, ~une forme de réalisation de l'objet de l'invention.
La figure unique est une coupe-élévation de l'objet de l'invention.
Le projectile, tel que représenté, comprend un corps 1 réalisé en un matériau dense, tel que, par exemple, en tungstène fritté, uranium appauvri, carbure de tungstène.
Le corps 1 est réalisé de facon habituelle en longueur et en calibre et présente un axe de symétrie longitudinal ou, encore, de révolution x-x'.
Le corps 1 est associé à une tête perforante 2, réalisée également en un matériau dense, tel par exemple qu'un acier traité. La tête 2 est enveloppée et recouverte par une P~ .

~ ~ 8 ~ ~ B 9 2a coiffe balistique 3 réalisée en un matériau malléable présentant une bonne caractéristique de pénétration dans l'air par sa forme et sa nature, par exemple en alliage léger ou en alliage cuivreux. La coiffe balistique 3 peut être montée par sertissage ou frettage sur le corps 1 à même de présenter alors une partie antérieure décolletée ou directement sur la tête 2 lorsque cette dernière est rendue solidaire, par tout moyen approprié, du corps 1, comme cela est le cas de l'objet représenté.
Le corps 1 et la tête 2 sont liés par une liaison mécanique 4 qui comprend, dans une forme de réalisation préférée, mais non limitative, une partie terminale filetée 6 s'étendant, à partir de la face arrière 7 de la tête 2, en présentant un Q
~ IR' WO 92/15836 PCr/FR92/00153 diametre qui peut etre ega~ ou inferieur a celui de cette derniere.
La liaison mecanique comprend, par ai~leurs, un taraudaae 8 qui est ménage, a partir de la partie antérieure la du Cor?s 1, a l'entree d'un alésage cylindrique 9 pratique de facon axiale et : 05 borgne dans le corps 1. Le taraudage 8 est realise- de facon complémentaire au filetage 6, de maniere à permettre une liaison par vissage traditionnel de pas a droite ou a gauche, indifferemment.
Selon l'invention, il est prevu de soumettre le corps 1 a une précontrainte de fragmentation qui est apportee en mettant a profit la presence de l'alesage 9 prevu pour etre occupe par une masse 10 de compression-precontrainte.
Différents moyens de précontrainte de fragmentation peuvent etre retenus a par;ir de la masse 10.
Un premier moyen consiste a mettre en oeuvre, pour constituer la masse, un materiau comprimable plastique, c'est-a-dire presentant la caracteristique de rester comprime apres compression. Un tel materiau peut etre constitue par une poudre metallique, une masse de copeaux, une composition pulverulente pyrotechnique, etc. Un tel materiau est comprime dans l'alesage 9 pour en occuper, sinon la totalite, du moins la majeure partie.
Cette compression est appliquee de maniere a generer une precontrainte du corps 1, soit uniquement radiale, soit radiale et axiale, choisie, dans tous les cas, pour que la tenue mecanique du corps soit preservee. La precontrainte totale devra donc se situer dans une plage telle que la valeur maximale respecte l'integrité
initiale du corps 1, mais que la valeur minimale soit suffisante pour ameliorer la fragmentation dudit corPs a l'impact.
Il peut etre considere que la precontrainte totale appliquee au corps doit etre comprise entre :

0,1 x Eo,Z X et 0,4 x Eo,2 Z

ou Eo,Z Z definit la valeur de la limite d'elasticite conventionnelle du matériau du corps 1, c'est-a-dire la valeur de .
.

W O 92/l5836 P ~ /FR92/00153 2080~69 '_ la contrainte donnant une deformation permanente de 0,2 X dudit materiau.
A titre d'exemDle, un materiau 10 en poùdre de tunQstene comprimee entre 600 et 800 MPa dans un corps 1 en tungstene fritte 05 donne satisfaction.
Il peut aussi être retenu de soumettre Le materiau 10 ainsi comprime a une precontrainte axiale de l'ordre de :

Rm ou Rm represente la resistance a la rupture du matériau du corps 1.
Dans cette premiere mise en oeuvre, la compression du materiau 10 est effectuee, apres quoi la tête 2 est mon.ee pour fermer l'alesage 9 pour assurer, de preference, d;rectement par un prolongement extérieur ou par l'intermediaire d'un piston 11 independant, un contact avec le materiau 10 comprime.
Une seconde variante de mise en oeuvre consiste a utiliser un materiau 10 comprimable elastiquement, tel qu'un elastomere. Dans un tel cas, la precontrainte est obtenue par la composition d'une precontrainte radiale et d'une precontrainte axiale, la precontrainte radiale etant une consequence de la déformation radiale du caoutchouc soumis a un effort axial. -La precontrainte totale doit encore se trouver dans le domaine defini precedemment. Une telle precontrainte est alors, avantageusement, appliquée par l'intermediaire de la tete 2 de type vissé.
Une autre variante consiste a mettre en oeuvre un materiau 10 incompressible, tel que des billes, des galets, des palettes, des rouleaux, des cylindres. La précontrainte de fragmentation est alors uniquement du type axial et se trouve appliquee au corps 1 par le montage de la tete Z vissé. Une telle précontrainte axiale est, de preference, comprise entre :

~ et ~-. .
.: . . . . - . .

5 20804~
,~"., Le projectile selon l'invention subit, lors de son impact sur la cible, une Libération de la ou des contraintes prealables qui lui sont imposees par fabrication. L'onde de choc tavorise la liberation de ces contraintes, ce qui augmente la vitesse et la i 05 capacite de fragmentation du corps 1 qui produit un nombre d'eclats et une gerbe d'eclats plus important que dans le cas ou il serait, par montage prealable, depourvu des contraintes initiales.
Pour ameliorer la fragmentation, le corps 1 peut comporter des zones de moindre resistance, soit axiales, soit, de preference, transversales, tel que cela est represente en traits mixtes et désigne par les references lZ.
Une amélioration de la fragmentation peut aussi être obtenue en mettant en oeuvre, en plus de la precontrainte axiale et/ou radiale, une charge pyrotechnique 10 dont l'explosion est provoquee par l'impact.
L'invention n'est pas limitee a l'exemple decrit et représente, car diverses modifications peuvent y etre apportees sans sortir de son cadre.
L'invention trouve une application interessante aux projectiles sous-cali-bres.

Claims (40)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Projectile perforant, fragmentable, du type comprenant un corps réalisé en un premier matériau dense, une tête réalisé en un deuxième matériau dense, ainsi que des moyens de fragmentation du corps lors de l'impact, caractérisé
en ce que lesdits moyens comprennent un alésage borgne délimité par le corps et occupé par une masse de matériau soumettant ledit corps à une précontrainte de fragmentation.
2. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse de matériau soumet le corps (1) à une précontrainte de fragmentation selon au moins une direction axiale.
3. Projectile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la précontrainte de fragmentation est comprise entre 0,1 X E 0,2% et 0,4 X E 0,2% où E 0,2% définit la valeur de la limite d'élasticité.
4. Projectile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la masse (10) est constituée par des matériaux comprimables à caractère plastique, comprimés au préalable dans l'alésage et maintenus dans ce dernier par la présence d'une tête (2) adaptée sur le corps et recouverte d'une coiffe balistique (3).
5. Projectile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la masse (10) est constituée par des matériaux comprimables à caractère élastique, comprimés dans l'alésage par l'intermédiaire d'une tête (2) adaptée sur le corps (1) et recouverte par une coiffe balistique (3).
6. Projectile selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la masse (10) est constituée par des matériaux incomprimables exerçant une précontrainte axiale sur le corps par l'intermédiaire d'une tête (2) adaptée sur le corps et recouverte d'une coiffe balistique (3).
7. Projectile selon la revendication 6, caractérisé
en ce que la précontrainte axiale est comprise entre et où Rm représente la résistance à la rupture dudit premier matériau du corps.
8. Projectile selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tête (2) est montée par vissage sur le corps pour pénétrer dans l'alésage (9) par un prolongement postérieur (11).
9. Projectile selon la revendication 1, 2, 7 ou 8, caractérisé en ce que le corps comporte des zones de moindre résistance.
10. Projectile selon la revendication 1, dans lequel ladite tête est liée au corps et est en contact avec ladite masse de matériau, ledit alésage borgne étant pratiqué
sensiblement tout le long du corps, ledit premier matériau du corps étant choisi dans le groupe du tungstène fritté, uranium appauvri et carbure de tungstène.
11. Projectile selon la revendication 10, dans lequel ledit deuxième matériau de la tête est de l'acier traité.
12. Projectile selon la revendication 11, dans lequel la tête est enveloppée et recouverte par une coiffe balistique réalisée en un matériau malléable.
13. Projectile selon la revendication 12, dans lequel ledit matériau malléable est un alliage léger ou alliage cuivreux.
14. Projectile selon la revendication 12 ou 13, dans lequel la coiffe balistique est montée par sertissage ou frettage sur le corps.
15. Projectile selon la revendication 1, 2, 10, 11, 12 ou 13, dans lequel la tête comprend un prolongement postérieur qui pénètre dans l'alésage borgne lorsque la tête est rendue solidaire du corps.
16. Projectile selon la revendication 1, 2, 10, 11, 12 ou 13, dans lequel la tête est visée audit corps augmentant ainsi la précontrainte de fragmentation.
17. Projectile selon la revendication 1, 2, 10, 11, 12 ou 13, dans lequel la masse est réalisé en un matériau en poudre de tungstène comprise entre 600 et 800 MPa dans un corps en tungstène fritté.
18. Projectile selon la revendication 4, dans lequel la masse est réalisé en un matériau choisi parmi une poudre métallique, une masse de copeaux et une composition pulvérulente pyrotechnique.
19. Projectile selon la revendication 18, dans lequel le matériau de ladite masse est comprimé dans ledit alésage pour occuper sensiblement tout le volume de l'alésage, cette compression étant appliquée de manière à générer une précontrainte du corps soit uniquement radiale, soit radiale et axiale.
20. Projectile selon la revendication 6, dans lequel lesdits matériaux incompressibles sont choisis parmi des billes, des galets, des palettes, des rouleaux et des cylindres.
21. Projectile selon la revendication 9, dans lequel les zones de moindre résistance soit axiales.
22. Projectile selon la revendication 9, dans lequel les zones de moindre résistance sont transversales.
23. Projectile selon la revendication 1, 2, 10, 11, 12, 13, 18, 19 ou 20, dans lequel la masse est réalisée en une charge pyrotechnique dont l'explosion est provoquée par l'impact.
24. Procédé de réalisation d'un projectile performant, incluant les étapes consistant:
- à réaliser un corps en un premier matériau dense, - à monter une tête sur le corps, ladite tête étant en un deuxième matériau dense, - à soumettre le corps à une précontrainte de fragmentation en prévoyant une masse de matériau à l'intérieur dudit corps.
25. Procédé selon la revendication 24, dans lequel:
- ledit corps présente un axe de révolution et est lié à ladite tête par une liaison mécanique, - ladite masse de matériau étant prévu dans un alésage pratiqué de façon axiale et borgne dans ledit corps.
26. Procédé selon la revendication 25, dans lequel on réalise ladite masse en matériau comprimable plastique.
27. Procédé selon la revendication 25, dans lequel on réalise ladite masse en un matériau comprimable élastiquement.
28. Procédé selon la revendication 25, dans lequel on réalise ladite masse en un matériau incompressible.
29. Procédé selon la revendication 26, dans lequel on comprime ledit matériau plastique dans ledit alésage pour qu'il occupe sensiblement la totalité du volume de l'alésage, cette compression étant appliquée de manière à générer une précontrainte du corps soit uniquement radiateur, soit radiale et axiale.
30. Procédé selon la revendication 29, dans lequel cette compression applique au corps une précontrainte totale comprise entre 0,1 x E 0,2% et 0.4 X E 0,2% ou E 0,2% définit la valeur de la limite d'élasticité.
31. Procédé selon la revendication 30, dans lequel on soumet le matériau ainsi comprimé a une précontrainte axiale de l'ordre de où Rm représente la résistance à la représente la résistance à la rupture dudit premier matériau du corps.
32. Procédé selon la revendication 31, dans lequel on effectue d'abord la compression du matériau, puis on monte la tête sur le corps pour fermer l'alésage et assurer le contact de la tête avec le matériau comprimé par l'intermédiaire d'un prolongement postérieur.
33. Procédé selon la revendication 27, dans lequel on obtient la précontrainte du corps par une précontrainte radiale et une précontrainte axiale du matériau, la précontrainte radiale étant une conséquence de la déformation radiale soumis à un effort axial du matériau élastique utilisé
comme matériau de la masse.
34. Procédé selon la revendication 33, dans lequel ladite précontrainte du corps est appliquée par l'intermédiaire de la tête qui est vissée sur le corps.
35. Procédé selon la revendication 28, dans lequel la précontrainte de fragmentation du corps est du type axial et se trouve appliquée au corps par le vissage de la tête sur le corps.
36. Procédé selon la revendication 35, dans lequel la précontrainte axiale est comprise entre et dans lequel Rm représente la résistance à la rupture du matériau du corps.
37. Procédé selon la revendication 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 ou 36, dans lequel on prévoit des zones de moindre résistance dans le corps pour améliorer la fragmentation.
38. Procédé selon la revendication 37, dans lequel les zones de moindre résistance sont axiales.
39. Procédé selon la revendication 37, dans lequel les zones de moindre résistance sont transversales.
40. Procédé selon la revendication 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 38 ou 39, dans lequel pour améliorer la fragmentation du corps, en plus de la précontrainte de ladite masse, on met en oeuvre comme ladite masse une charge pyrotechnique dont l'explosion est provoquée par l'impact.
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