CH623407A5 - Tubular projectile capable of being fired at a supersonic speed - Google Patents

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CH623407A5
CH623407A5 CH1465477A CH1465477A CH623407A5 CH 623407 A5 CH623407 A5 CH 623407A5 CH 1465477 A CH1465477 A CH 1465477A CH 1465477 A CH1465477 A CH 1465477A CH 623407 A5 CH623407 A5 CH 623407A5
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CH
Switzerland
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projectile
ratio
passage
section
tubular
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Application number
CH1465477A
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French (fr)
Inventor
Maurice Alexander Laviolette
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United Kingdom Government
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/32Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
    • F42B10/34Tubular projectiles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Description

io L'invention est basée en partie sur la constatation que, pour qu'un projectile tubulaire se comporte de manière satisfaisante, il doit être agencé de manière que des conditions d'écoulement supersonique s'établissent dans son passage central immédiatement après le lancement de manière à obtenir une traînée faible pendant la 15 première partie de la trajectoire de vol. La configuration du projectile suivant l'invention est, en outre, telle que, lorsque la vitesse tombe jusqu'à un certain nombre de Mach de vol, des conditions d'écoulement étranglé s'établissent soudainement dans le passage central. Cet écoulement étranglé crée une onde de choc normale en 20 avant du projectile qui entraîne une décélération relativement rapide limitant la portée du projectile. io The invention is based in part on the observation that, for a tubular projectile to behave satisfactorily, it must be arranged so that supersonic flow conditions are established in its central passage immediately after the launch of so as to obtain a low drag during the first part of the flight path. The configuration of the projectile according to the invention is, moreover, such that, when the speed drops to a certain number of flight Machs, choked flow conditions are suddenly established in the central passage. This constricted flow creates a normal shock wave in front of the projectile which causes a relatively rapid deceleration limiting the range of the projectile.

De préférence, le rapport de la section du passage dans la région rétrécie A, à la section du passage au niveau de l'extrémité d'entrée antérieure A; est supérieur à celui défini par l'équation: Preferably, the ratio of the section of the passage in the narrowed region A, to the section of the passage at the anterior inlet end A; is greater than that defined by the equation:

La présente invention concerne un projectile tubulaire propre à être tiré à une vitesse supersonique par une bouche à feu. The present invention relates to a tubular projectile capable of being fired at supersonic speed by a muzzle.

Des projectiles tubulaires conformes au préambule de la revendication 1 sont habituellement lancés à des vitesses supersoniques par un canon ou un appareil analogue. Ils doivent suivre une trajectoire souhaitée à partir d'un site ou d'un véhicule de lancement jusqu'à un objectif ou une zone d'objectif. La trajectoire souhaitée est souvent difficile à obtenir. Cela peut être dû à des exigences rigoureuses imposées sur la trajectoire, par exemple une trajectoire à Tubular projectiles in accordance with the preamble of claim 1 are usually launched at supersonic speeds by a cannon or the like. They must follow a desired trajectory from a launch site or vehicle to a target or a target area. The desired trajectory is often difficult to obtain. This may be due to stringent requirements imposed on the trajectory, for example a trajectory to

M = M =

Ai /min Ai / min

Y 4- 1 \y+l/2(T-l) Y 4- 1 \ y + l / 2 (T-l)

H H

30 ou: 30 or:

M=nombre de Mach au lancement (pour M> 1,0); M = Mach number at launch (for M> 1.0);

y=rapport des chaleurs spécifiques à pression constante et à volume constant, respectivement. y = ratio of specific heats at constant pressure and constant volume, respectively.

Pour permettre à une onde de choc normale de traverser la 35 région d'étranglement afin d'établir un écoulement supersonique dans le passage et de fournir une traînée relativement faible après le lancement, le rapport AJA-, est également inférieur à 1,0 de sorte que, lorsque la vitesse du projectile diminue jusqu'à un nombre de Mach de vol prédéterminé, l'onde de choc soit expulsée du passage pour y 40 établir des conditions d'écoulement étranglé et pour fournir une traînée relativement élevée qui limite la portée du projectile. To allow a normal shock wave to pass through the throttle region in order to establish supersonic flow in the passage and to provide relatively low drag after launch, the AJA- ratio is also less than 1.0 of so that when the speed of the projectile decreases to a predetermined flight Mach number, the shock wave is expelled from the passage to establish strangulated flow conditions therein and to provide a relatively high drag which limits the range of the projectile.

Dès que le rapport A^A; a été choisi de manière à assurer un écoulement supersonique dans le passage central du projectile à la vitesse de lancement prévue, il est possible de prédire la vitesse (ou 45 le nombre de Mach) pour laquelle des conditions d'écoulement étranglé s'établissent dans le passage à mesure que la vitesse du projectile décroît pendant le vol. L'équation qui rapporte le nombre de Mach de vol avec étranglement théorique au rapport AJA: choisi est la suivante: As soon as the ratio A ^ A; was chosen so as to ensure a supersonic flow in the central passage of the projectile at the intended launch speed, it is possible to predict the speed (or 45 the Mach number) for which conditions of choked flow are established in the passage as the speed of the projectile decreases during the flight. The equation which reports the Mach number of flight with theoretical throttling to the AJA: ratio chosen is as follows:

50 50

A. A," A. A, "

M M

V—1 \ Y+1/2(Y-1) V — 1 \ Y + 1/2 (Y-1)

(1 + J_LM2\ (1 + J_LM2 \

2 2

ou: or:

Y+l Y + l

~~2~ ~~ 2 ~

M=nombre de Mach de vol; y=rapport des chaleurs spécifiques. M = Mach number of flight; y = ratio of specific heats.

Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, la partie cunéiforme annulaire à l'extrémité antérieure du corps est une partie composite délimitant un bord d'attaque généralement vif du projectile, l'angle inclus de cette partie cunéiforme composite étant 65 suffisamment petit pour permettre à 'ine onde de choc oblique de s'attacher d'elle-même au bord d'attaque après le lancement pour contribuer à imposer une traînée ou une résistance aérodynamique faible sur le projectile. In a preferred embodiment of the invention, the annular wedge part at the anterior end of the body is a composite part delimiting a generally sharp leading edge of the projectile, the included angle of this composite wedge part being 65 sufficiently small to allow the oblique shock wave to attach itself to the leading edge after launch to help impose drag or poor aerodynamic resistance on the projectile.

3 3

623 407 623,407

Le culot du projectile peut être monté sur l'extrémité postérieure du corps tubulaire pour transformer les pressions des gaz dans la bouche à feu en une force d'entraînement s'exerçant sur le corps et être agencé de manière à être séparé de ce corps grâce aux pressions de stagnation agissant sur le culot après le lancement. The projectile base can be mounted on the rear end of the tubular body to transform the gas pressures in the muzzle into a driving force exerted on the body and be arranged so as to be separated from this body by to the stagnation pressures acting on the pellet after launch.

La ceinture de forcement montée sur la surface externe du corps tubulaire peut être propre à s'engager en prise avec les rayures de la bouche à feu pour faire tourner le projectile gyroscopiquement. The forcing belt mounted on the external surface of the tubular body can be adapted to engage with the scratches of the muzzle to rotate the projectile gyroscopically.

Le culot de refoulement peut comprendre une extrémité antérieure en forme d'ogive qui, avant séparation, est enfermée dans le corps tubulaire. The discharge base can include a front end in the shape of a warhead which, before separation, is enclosed in the tubular body.

La description de plusieurs formes d'exécution est donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: The description of several embodiments is given below, by way of example, with reference to the appended drawings in which:

La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale axiale d'un projectile tubulaire; Fig. 1 is a view in axial longitudinal section of a tubular projectile;

La fig. 2 est une vue semblable à la fig. 1 montrant la configuration de vol du projectile; Fig. 2 is a view similar to FIG. 1 showing the flight configuration of the projectile;

La fig. 3 est une vue en élévation de l'extrémité postérieure du projectile; Fig. 3 is an elevational view of the rear end of the projectile;

La fig. 4 montre le projectile en vol avec des ondes de choc obliques attachées à ses extrémités antérieure et postérieure; Fig. 4 shows the projectile in flight with oblique shock waves attached to its anterior and posterior ends;

La fig. 5 est une vue semblable à la fig. 4, mais montrant une onde de choc normale située en avant du projectile; Fig. 5 is a view similar to FIG. 4, but showing a normal shock wave situated in front of the projectile;

Les fig. 6a à 6d illustrent les phénomènes d'avalement et d'expulsion des ondes de choc dans un projectile conforme à l'invention; Figs. 6a to 6d illustrate the phenomena of swallowing and expelling shock waves in a projectile according to the invention;

La fig. 7 est un graphique comportant des courbes qui illustrent l'effet du rapport zone d'étranglement:zone d'entrée sur les phénomènes d'expulsion et d'avalement des ondes de choc pour divers nombres de Mach de vol; Fig. 7 is a graph comprising curves which illustrate the effect of the throttling zone: entry zone ratio on the phenomena of expulsion and swallowing of shock waves for various flight Mach numbers;

La fig. 8 est un graphique illustrant la variation du coefficient de traînée ou de résistance aérodynamique type par rapport au nombre de Mach pour divers rapports d'épaisseur de paroi et pour un projectile tubulaire type; Fig. 8 is a graph illustrating the variation in the coefficient of drag or typical aerodynamic resistance with respect to the Mach number for various wall thickness ratios and for a typical tubular projectile;

La fig. 9 est un graphique illustrant la variation du coefficient balistique avec le rapport d'épaisseur de paroi pour divers nombres de Mach de vol et pour un projectile tubulaire type; Fig. 9 is a graph illustrating the variation of the ballistic coefficient with the wall thickness ratio for various flight Mach numbers and for a typical tubular projectile;

La fig. 10 est une vue schématique d'une partie d'un projectile tubulaire avec divers symboles illustrant les diverses dimensions du projectile; Fig. 10 is a schematic view of part of a tubular projectile with various symbols illustrating the various dimensions of the projectile;

La fig. 11 est une partie d'un rapport d'essai qui indique les points d'impact des projectiles sur une cible; Fig. 11 is a part of a test report which indicates the points of impact of the projectiles on a target;

Les fig. 12a à 12c illustrent diverses configurations de projectile tubulaire utilisées dans des essais sur champ de tir; Figs. 12a to 12c illustrate various configurations of tubular projectiles used in firing range tests;

La fig. 13 est un graphique des trajectoires de divers projectiles; Fig. 13 is a graph of the trajectories of various projectiles;

La fig. 14 est un graphique de l'évolution de la vitesse du projectile représenté sur la fig. 12b; Fig. 14 is a graph of the evolution of the speed of the projectile shown in FIG. 12b;

La fig. 15 illustre la variation du coefficient de traînée avec le nombre de Mach de vol pour diverses configurations de projectile; Fig. 15 illustrates the variation of the drag coefficient with the Mach number of flight for various projectile configurations;

La fig. 16 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de projectile. Fig. 16 is a view in longitudinal section of a variant projectile.

Avant de décrire les considérations théoriques régissant la conception du projectile tubulaire, on se référera ci-après aux fig. 1 à 3 qui illustrent une forme d'exécution type de l'invention. La fig. 1 illustre l'ensemble complet du corps de projectile 10, de la ceinture de forcement 12 et du culot de refoulement 14. Un couvercle de protection antérieur 16 en matière plastique se fragmente et se sépare du corps 10 immédiatement après le lancement. Les fig. 2 et 3 illustrent le projectile en vol, c'est-à-dire le corps 10 du projectile seul. Before describing the theoretical considerations governing the design of the tubular projectile, reference is made below to FIGS. 1 to 3 which illustrate a typical embodiment of the invention. Fig. 1 illustrates the complete assembly of the projectile body 10, the forcing belt 12 and the discharge base 14. An anterior protective cover 16 of plastic material breaks up and separates from the body 10 immediately after launch. Figs. 2 and 3 illustrate the projectile in flight, that is to say the body 10 of the projectile alone.

Le corps 10 du projectile est de section circulaire et présente un passage central 18 de section circulaire également. La partie antérieure du corps 10 est façonnée de manière à former une partie cunéiforme annulaire 20. Cette partie cunéiforme comprend une surface conique interne comportant une paroi annulaire 22 qui forme un angle avec l'axe longitudinal du projectile et qui va donc en se rétrécissant vers l'intérieur à partir du bord d'attaque 26 du projectile vers une partie rétrécie 25 qui débute à la région 24, et une surface conique externe comportant une paroi annulaire 28 qui forme également un angle avec l'axe du projectile et qui va donc en s'évasant vers l'extérieur et vers l'arrière à partir du bord d'attaque 26 jusqu'à la région 30 où elle se raccorde à la paroi extérieure cylindrique 32 du projectile. La partie rétrécie 25 a un diamètre constant à partir de la région 24 jusqu'à l'extrémité postérieure 28 du projectile. Le sommet des surfaces cunéiformes annulaires interne et externe est situé, en fait, à une courte distance en avant du bord d'attaque 26 par suite du fait que ce bord d'attaque est, pour des raisons pratiques, arrondi suivant un très petit rayon, comme indiqué en coupe transversale. The body 10 of the projectile is of circular section and has a central passage 18 of circular section also. The front part of the body 10 is shaped so as to form an annular wedge-shaped part 20. This wedge-shaped part comprises an internal conical surface comprising an annular wall 22 which forms an angle with the longitudinal axis of the projectile and which therefore tapers towards the interior from the leading edge 26 of the projectile to a narrowed portion 25 which begins at region 24, and an outer conical surface having an annular wall 28 which also forms an angle with the axis of the projectile and which therefore by flaring outwards and backwards from the leading edge 26 to the region 30 where it is connected to the cylindrical outer wall 32 of the projectile. The narrowed portion 25 has a constant diameter from the region 24 to the posterior end 28 of the projectile. The apex of the inner and outer annular cuneiform surfaces is located, in fact, a short distance in front of the leading edge 26 owing to the fact that this leading edge is, for practical reasons, rounded along a very small radius , as shown in cross section.

La section d'extrémité postérieure du projectile présente une feuillure 31 et la paroi externe de cette feuillure est moletée pour assurer une bonne prise entre le corps 10 et la ceinture de forcement annulaire 12 qui est pressée étroitement sur la surface de la feuillure. La ceinture de forcement 12 présente une gorge annulaire 32 qui retient le culot de refoulement 14 en place. Le bord de fuite de la ceinture de forcement 12 comprend une lèvre annulaire 13 qui sert d'élément d'étanchéité au gaz pendant le lancement. The posterior end section of the projectile has a rebate 31 and the outer wall of this rebate is knurled to ensure a good grip between the body 10 and the annular forcing belt 12 which is pressed tightly on the surface of the rebate. The forcing belt 12 has an annular groove 32 which retains the discharge base 14 in place. The trailing edge of the forcing belt 12 includes an annular lip 13 which serves as a gas-tight element during launch.

Le culot de refoulement 14 s'appuie contre l'extrémité postérieure 28 du corps 10 et comprend une saillie annulaire 36 présentant une gorge contenant un anneau d'étanchéité 38. L'anneau 38 contribue à empêcher tout passage de gaz pendant le lancement du projectile. D'une manière bien connue, le culot de refoulement sert à transformer la pression des gaz dans le tube de lancement ou la bouche à feu en une force d'entraînement qui fait accélérer le projectile pour le lancement. La ceinture de forcement 12, qui est en une matière relativement tendre (par exemple une matière plastique adéquate), attaque les rayures de la bouche à feu et fait tourner le projectile sur lui-même de manière à contribuer à le stabiliser pendant son vol. Après le lancement, les forces centrifuges séparent la ceinture de forcement 12, après quoi la pression de stagnation qui s'accumule à l'intérieur du projectile intervient pour détacher le culot 14 du projectile. The discharge base 14 bears against the rear end 28 of the body 10 and comprises an annular projection 36 having a groove containing a sealing ring 38. The ring 38 contributes to preventing any passage of gas during the launching of the projectile . In a well known manner, the discharge base serves to transform the pressure of the gases in the launching tube or the muzzle into a driving force which makes the projectile accelerate for launching. The forcing belt 12, which is made of a relatively soft material (for example an adequate plastic), attacks the scratches of the muzzle and makes the projectile rotate on itself so as to contribute to stabilizing it during its flight. After launching, the centrifugal forces separate the forcing belt 12, after which the stagnation pressure which accumulates inside the projectile intervenes to detach the base 14 from the projectile.

Le projectile à corps tubulaire 10 est destiné à être lancé à des vitesses supersoniques, habituellement entre Mach 4 et Mach 4,5. Des zones d'écoulement supersonique sont donc associées au corps tubulaire 10 et peuvent avoir deux structures différentes. Aux gammes de vitesses supérieures, illustrées par la fig. 4, la zone d'écoulement produit une structure d'ondes de choc obliques (pourvu que le rapport de la section d'étranglement à celle de la zone d'entrée A,/A; soit suffisamment grand, comme expliqué plus en détail plus loin), dans laquelle une onde de choc de compression 60 est attachée au bord d'attaque 26, est suivie d'une région d'expansion, puis d'une onde de choc de recompression 62 attachée au bord de fuite 28. Une zone d'écoulement supersonique dans laquelle une structure d'ondes de choc obliques est formée en association avec un écoulement supersonique à l'intérieur du corps tubulaire détermine des forces de traînée ou de résistance faible. The tubular body projectile 10 is intended to be launched at supersonic speeds, usually between Mach 4 and Mach 4.5. Supersonic flow zones are therefore associated with the tubular body 10 and can have two different structures. At the higher speed ranges, illustrated in fig. 4, the flow zone produces an oblique shock wave structure (provided that the ratio of the throttle section to that of the input zone A, / A; is sufficiently large, as explained in more detail more far), in which a compression shock wave 60 is attached to the leading edge 26, is followed by an expansion region, then a recompression shock wave 62 attached to the trailing edge 28. A zone supersonic flow in which an oblique shock wave structure is formed in association with supersonic flow inside the tubular body determines drag or low resistance forces.

La vitesse du projectile diminue avec la portée et, à un nombre de Mach prédéterminé qui dépend du rapport A,/Aj, le champ d'écoulement associé au projectile 10 se transforme subitement en un champ présentant une puissante onde de choc normale (ou onde de choc de bord d'attaque) 64 qui est détachée du bord d'attaque 26 du corps tubulaire 10. Cela ressort clairement de la fig. 5. La présence d'une puissante onde de choc normale détachée du bord d'attaque 26 indique que des conditions d'écoulement étranglé existent à l'intérieur de ce projectile. Les conditions d'écoulement étranglé tendent à donner l'impression que le projectile est un cylindre plein et, en tout cas, imposent des forces de traînée importantes sur le projectile. The speed of the projectile decreases with the range and, at a predetermined Mach number which depends on the ratio A, / Aj, the flow field associated with the projectile 10 suddenly turns into a field having a powerful normal shock wave (or wave leading edge impact) 64 which is detached from the leading edge 26 of the tubular body 10. This is clear from FIG. 5. The presence of a powerful normal shock wave detached from the leading edge 26 indicates that strangulated flow conditions exist inside this projectile. The constricted flow conditions tend to give the impression that the projectile is a full cylinder and, in any case, impose significant drag forces on the projectile.

Le phénomène d'étranglement de l'écoulement dans le projectile tubulaire a été mis en évidence dans des essais effectués dans une soufflerie aérodynamique à l'aide de modèles et de techniques de visualisation des écoulements et a été démontré davantage dans des essais réels effectués au champ de tir. Il est donc possible, avec le projectile selon l'invention, d'augmenter, considérablement et subitement, les forces de traînée qui s'exercent sur le projectile tubulaire. The phenomenon of flow throttling in the tubular projectile has been highlighted in tests carried out in an aerodynamic wind tunnel using models and techniques for visualizing flows and has been demonstrated more in real tests carried out at shooting range. It is therefore possible, with the projectile according to the invention, to increase, considerably and suddenly, the drag forces which are exerted on the tubular projectile.

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

623 407 623,407

4 4

Il est également possible d'adapter la configuration du corps tubulaire de manière à obtenir une traînée faible pendant la première partie de la trajectoire qui doit être suivie, à un seuil prédéterminé ou à une vitesse critique prédéterminée (et nombre de Mach), d'une transition naturelle vers des conditions d'écoulement étranglé qui imposent des forces de traînée très élevées sur le projectile et limitent ainsi la portée de son vol. L'utilité de cette transition ressortira plus clairement plus loin. It is also possible to adapt the configuration of the tubular body so as to obtain a low drag during the first part of the trajectory which must be followed, at a predetermined threshold or at a predetermined critical speed (and Mach number), a natural transition to strangulated flow conditions which impose very high drag forces on the projectile and thus limit the range of its flight. The usefulness of this transition will emerge more clearly below.

Les particularités fonctionnelles et structurelles de base d'un projectile type conforme à l'invention ont été brièvement décrites plus haut. La description suivante illustre diverses considérations théoriques et pratiques importantes intervenant dans la conception d'un projectile tubulaire type stabilisé par rotation gyrosco-pique connu sous le sigle STUP («spin stabilized tubulär projectile») à utiliser comme projectile d'exercice, ce projectile d'exercice devant servir à simuler un projectile APDS («armour piercing discarding sabot»), à sabot détachable pour le percement des blindages. La description se référera d'une manière spécifique à la conception d'un projectile de 105 mm, mais il va de soi que l'invention n'est pas limitée à ce calibre, mais s'étend au contraire à tous les calibres utilisés dans la pratique. The basic functional and structural features of a typical projectile according to the invention have been briefly described above. The following description illustrates various important theoretical and practical considerations involved in the design of a type tubular projectile stabilized by gyrosco-pic rotation known under the acronym STUP (“spin stabilized tubulär projectile”) to be used as an exercise projectile, this projectile 'exercise to be used to simulate an APDS (armor piercing discarding hoof) projectile, with detachable hoof for piercing armor. The description will refer specifically to the design of a 105 mm projectile, but it goes without saying that the invention is not limited to this caliber, but on the contrary extends to all the calibers used in the practice.

Bien entendu, les propriétés d'écoulement d'un STUP sont un peu plus critiques que celles des projectiles à ogive classiques. Les critères spécifiques doivent être bien compris et utilisés dans la conception de base pour atteindre les buts souhaités. Un projectile STUP conçu comme munition d'exercice pour l'entraînement au tir de projectiles APDS de 105 mm, par exemple, doit présenter plusieurs particularités importantes telles que: a) une trajectoire correspondant au tir d'un projectile APDS à des distances d'exercice allant jusqu'à 2500 m, b) une faible portée de sécurité, c)une portée de ricochet minimale, et d) un prix intéressant. Of course, the flow properties of a STUP are a little more critical than those of conventional bullet projectiles. The specific criteria must be well understood and used in the basic design to achieve the desired goals. A STUP projectile designed as an exercise ammunition for training in the firing of 105 mm APDS projectiles, for example, must have several important features such as: a) a trajectory corresponding to the firing of an APDS projectile at distances of exercise up to 2500 m, b) a low safety range, c) a minimum ricochet range, and d) an attractive price.

Le paramètre le plus important à considérer dans la phase initiale de la conception est l'adaptation de la trajectoire à celle d'un projectile APDS. En théorie, on atteint ce résultat en adaptant précisément les propriétés d'inertie pour le lancement, les propriétés aérodynamiques et la stabilité dynamique du projectile d'exercice à celles de l'APDS de combat. Dans la pratique, cela n'est pas possible, même avec un STUP. Il faut donc rechercher un compromis dans les buts que l'on cherche à atteindre et qui ont été mentionnés plus haut pour obtenir une concordance acceptable de la trajectoire avec celle de l'APDS. Il s'agit d'un compromis entre la vitesse initiale, le coefficient balistique CDA/W (CD=coefficient de traînée, A=section du projectile basée sur le diamètre extérieur maximal de la configuration de vol, W=poids total du projectile-configuration de vol), le temps de vol, les propriétés d'inertie et la stabilité dynamique. Pour que le coût du projectile soit intéressant, il faut le concevoir avec un nombre d'éléments minimal, ce qui exige un projectile de calibre normal (l'APDS est un projectile sous-calibré et est muni d'un sabot compliqué et onéreux). The most important parameter to consider in the initial design phase is the adaptation of the trajectory to that of an APDS projectile. In theory, this result is achieved by precisely adapting the inertia properties for launch, the aerodynamic properties and the dynamic stability of the exercise projectile to those of combat APDS. In practice, this is not possible, even with a STUP. It is therefore necessary to seek a compromise in the goals which one seeks to achieve and which have been mentioned above in order to obtain an acceptable concordance of the trajectory with that of the APDS. It is a compromise between the initial speed, the ballistic coefficient CDA / W (CD = drag coefficient, A = section of the projectile based on the maximum outside diameter of the flight configuration, W = total weight of the projectile- flight configuration), flight time, inertia properties and dynamic stability. For the cost of the projectile to be interesting, it must be designed with a minimum number of elements, which requires a projectile of normal caliber (the APDS is an under-calibrated projectile and is provided with a complicated and expensive hoof) .

Pour faire correspondre la trajectoire de l'APDS avec celle d'un STUP de calibre normal, il faut que la traînée soit faible et il est indispensable que l'écoulement supersonique débute dans le passage central du projectile dès sa sortie de la bouche à feu, sinon la traînée sera trop importante. Le processus d'amorçage de l'écoulement, appelé également processus d'avalement de l'onde de choc, sera décrit ci-après et peut être utilisé pour établir un rapport minimal entre la section de l'étranglement et la section de l'extrémité d'entrée, basé sur le nombre de Mach maximal à la sortie de la bouche. On se référera ci-après aux fig. 6a et 6b et aux graphiques représentés sur les fig. 6d et 7. La fig. 6 illustre schématiquement un projectile tubulaire conforme à l'invention qui comporte une extrémité antérieure cunéiforme annulaire composite délimitant une section d'entrée Ai et une section d'étranglement dans le passage central désignée par At. To match the trajectory of the APDS with that of a normal caliber STUP, the drag must be weak and it is essential that the supersonic flow begins in the central passage of the projectile as soon as it leaves the muzzle , otherwise the drag will be too great. The flow initiation process, also called the shock wave swallowing process, will be described below and can be used to establish a minimal relationship between the throttle section and the cross section. inlet end, based on the maximum Mach number at the outlet of the mouth. Reference is made below to FIGS. 6a and 6b and the graphs shown in figs. 6d and 7. FIG. 6 schematically illustrates a tubular projectile according to the invention which comprises a composite annular annular anterior end delimiting an inlet section Ai and a throttling section in the central passage designated by At.

Le processus d'écoulement interne d'un STUP est essentiellement semblable à celui d'un diffuseur supersonique et de la tuyère de Laval inverse. Comme l'écoulement débute à partir d'un état de repos dans la bouche de l'arme, une onde de choc normale doit traverser la section d'étranglement pour établir un écoulement supersonique dans le passage central et, ainsi, des conditions de traînée faibles. The internal flow process of a STUP is essentially similar to that of a supersonic diffuser and the reverse Laval nozzle. As flow begins from a state of rest in the muzzle of the weapon, a normal shock wave must pass through the throttle section to establish a supersonic flow in the central passage and, thus, drag conditions weak.

Le processus de démarrage ou d'avalement de l'onde de choc 5 fait intervenir les équations pilotes de la continuité de masse, de l'inertie et de l'énergie. On peut se référer à la littérature suivante: A. Hermann, «Aerodynamics of Supersonic Diffusers» ; B. Donovan A.F., Lawrence, H.R., «Aerodynamic Components of Aircraft at High Speed», Princeton University Press, 1957; C. Shapiro, H., io «Compressible Fluid Flow», volume I, The Ronald Press Company, New York. The process of starting or swallowing the shock wave 5 involves the pilot equations of mass continuity, inertia and energy. Reference may be made to the following literature: A. Hermann, "Aerodynamics of Supersonic Diffusers"; B. Donovan A.F., Lawrence, H.R., "Aerodynamic Components of Aircraft at High Speed", Princeton University Press, 1957; C. Shapiro, H., io "Compressible Fluid Flow", volume I, The Ronald Press Company, New York.

A mesure que l'écoulement (matérialisé par la flèche) accélère jusqu'à des vitesses supersoniques, une onde de choc normale apparaît devant l'entrée, comme le montre la fig. 6a. A mesure que le 15 nombre de Mach augmente, l'onde de choc normale se rapproche du bord d'attaque. L'écoulement derrière l'onde de choc est subsonique et accélère vers Mach un à la section d'étranglement. L'accélération de l'écoulement dépend de la géométrie ou du rapport des sections de l'entrée et de l'étranglement. A un nombre de Mach un peu plus 20 élevé, l'onde de choc s'attache au bord d'attaque. Dans ces conditions, le nombre de Mach au niveau de l'étranglement est égal ou inférieur à un. Si l'onde de choc se déplace vers l'intérieur du bord d'attaque, même d'une faible distance, elle est avalée, car on peut démontrer que cette région est une région instable et que des condi-25 tions d'écoulement supersonique s'y établissent. Cependant, si le nombre de Mach dans l'étranglement atteint l'unité avant que l'onde de choc soit attachée au bord d'attaque, cela signifie que le nombre de Mach est égal à l'unité au niveau de l'étranglement et que l'écoulement est étranglé. L'écoulement massique supplémentaire s'échappe 30 autour du bord d'attaque, comme le montre la fig. 6b. Même si l'on augmente le nombre de Mach davantage, l'onde de choc n'atteint jamais le bord d'attaque et l'écoulement ne démarre pas. Il s'agit là de l'état produisant une traînée importante. As the flow (materialized by the arrow) accelerates to supersonic speeds, a normal shock wave appears in front of the inlet, as shown in fig. 6a. As the Mach number increases, the normal shock wave approaches the leading edge. The flow behind the shock wave is subsonic and accelerates towards Mach one at the throttle section. The acceleration of the flow depends on the geometry or the ratio of the sections of the inlet and the throttle. At a slightly higher Mach number, the shock wave attaches to the leading edge. Under these conditions, the Mach number at the throttle level is equal to or less than one. If the shock wave travels inward of the leading edge, even a short distance, it is swallowed, because it can be shown that this region is an unstable region and that flow conditions supersonic settle there. However, if the Mach number in the throttle reaches unity before the shock wave is attached to the leading edge, this means that the Mach number is equal to unity at the throttle and that the flow is choked. The additional mass flow escapes around the leading edge, as shown in FIG. 6b. Even if the Mach number is increased further, the shock wave never reaches the leading edge and the flow does not start. This is the condition producing a significant drag.

L'équation qui définit le rapport théorique minimal au départ 35 entre la section rétrécie et la section d'extrémité d'entrée peut être dérivée des équations pilotes qui donnent: The equation which defines the minimum theoretical ratio at the start between the narrowed section and the inlet end section can be derived from the pilot equations which give:

"i/ min i+- "i / min i + -

-M2J/2^yM2- -M2J / 2 ^ yM2-

'IT 'IT

ou: or:

^z±ìm2J+1/2(y_1) ^ z ± ìm2J + 1/2 (y_1)

Y=rapport entre les chaleurs spécifiques à pression constante et à volume constant du gaz environnant; Y = ratio between the specific heats at constant pressure and at constant volume of the surrounding gas;

45 M=nombre de Mach (M > 1,0) à la vitesse de lancement ou vitesse initiale. 45 M = Mach number (M> 1.0) at launch speed or initial speed.

Cette équation définit la courbe A sur la fig. 7. This equation defines curve A in fig. 7.

L'équation qui précède et la courbe représentée sur la fig. 7 peuvent être facilement utilisées pour déterminer le rapport théo-50 rique minimal de la section de l'étranglement à la section d'extrémité d'entrée At/Ai nécessaire pour obtenir un écoulement supersonique dans le passage central à la vitesse initiale. Cependant, en pratique, le rapport minimal A,/Aj est toujours choisi de manière à être légèrement supérieur à la valeur indiquée par l'équation, car la 55 couche limite a pour effet de rendre l'étranglement un peu plus étroit. A titre d'exemple, on prendra le rapport A,/Ai nécessaire pour un projectile tubulaire qui est conçu de manière à correspondre (approximativement) aux caractéristiques de vol d'un projectile APDS de 105 mm. La vitesse initiale de l'APDS de 105 mm est de 60 1478,3 m par seconde, soit un nombre de Mach de 4,3. Il ressort du graphique de A,/Ai en regard du nombre de Mach que, pour que l'écoulement démarre, le rapport At/Ai doit être d'au moins 0,66. Comme indiqué plus haut, ce critère de conception ne tient pas compte de l'épaisseur de la couche limite qui affecte la section 65 minimale efficace de l'étranglement. Dans le modèle STUP représenté sur les fig. 1 à 3, la section minimale de l'étranglement doit se trouver à la face d'extrémité postérieure du modèle, car l'épaisseur de la couche limite augmente avec la longueur et dépend dans une The above equation and the curve shown in fig. 7 can be easily used to determine the minimum theoretical-50 ric ratio of the section of the throttle to the inlet end section At / Ai necessary to obtain a supersonic flow in the central passage at the initial speed. However, in practice, the minimum ratio A, / Aj is always chosen so as to be slightly greater than the value indicated by the equation, because the boundary layer has the effect of making the constriction a little narrower. As an example, we will take the ratio A, / Ai necessary for a tubular projectile which is designed so as to correspond (approximately) to the flight characteristics of an APDS 105 mm projectile. The initial speed of the 105 mm APDS is 60 1478.3 m per second, i.e. a Mach number of 4.3. It can be seen from the graph of A, / Ai opposite the Mach number that, for the flow to start, the ratio At / Ai must be at least 0.66. As indicated above, this design criterion does not take into account the thickness of the boundary layer which affects the minimum effective section 65 of the constriction. In the STUP model shown in figs. 1 to 3, the minimum section of the constriction must be at the rear end face of the model, because the thickness of the boundary layer increases with length and depends in a

certaine mesure également des conditions ambiantes, en particulier de la température. Par conséquent, le STUP doit être conçu de manière à présenter un rapport At/Aj qui soit supérieur à 0,66 pour que l'écoulement démarre. Pour le modèle STUP en question, on a choisi un rapport A,/Aj de 0,7. D'une manière générale, un rapport A,/Aj de quelque 5 ou 6% supérieur au minimum théorique donné par l'équation suffit pour tenir compte de l'épaisseur de la couche limite. also some measure of ambient conditions, especially temperature. Therefore, the STUP must be designed to have an At / Aj ratio greater than 0.66 for the flow to start. For the STUP model in question, an A, / Aj ratio of 0.7 was chosen. In general, an A / Aj ratio of some 5 or 6% higher than the theoretical minimum given by the equation is sufficient to take account of the thickness of the boundary layer.

Il est à noter que la marge dont on dispose pour le rapport Ai/A-, au moment de la conception est relativement faible pour la plupart des systèmes d'arme existants. Cette marge dans le rapport A,/Ai pour des nombres de Mach de lancement de 1 à 4,3 est de 1 à 0,66, en excluant toutes les considérations concernant la couche limite. Le rapport A,/Ai pour des nombres de Mach de lancement de 1 à 5 est de 1 à environ 0,65, en excluant également toutes les considérations concernant la couche limite. Pour des valeurs de AJAi se trouvant en dessous de ces limites, l'écoulement ne démarre pas au moment du lancement et la traînée est élevée. Comme le rapport A,/Aj est le carré du rapport du diamètre de l'étranglement au diamètre de l'extrémité d'entrée (dt/dä)2, un examen du modèle de STUP représenté sur les fig. 1 à 3, par exemple, montre que la différence entre le diamètre de l'étranglement et le diamètre de l'extrémité d'entrée est relativement faible. It should be noted that the margin available for the ratio Ai / A-, at the time of design, is relatively small for most of the existing weapon systems. This margin in the ratio A, / Ai for launch Mach numbers from 1 to 4.3 is 1 to 0.66, excluding all considerations regarding the boundary layer. The ratio A, / Ai for launch Mach numbers from 1 to 5 is 1 to about 0.65, also excluding all considerations regarding the boundary layer. For AJAi values below these limits, flow does not start at launch and the drag is high. Since the ratio A, / Aj is the square of the ratio of the diameter of the throttle to the diameter of the inlet end (dt / dä) 2, an examination of the STUP model shown in Figs. 1 to 3, for example, shows that the difference between the diameter of the throttle and the diameter of the inlet end is relatively small.

Le rapport A,/Aj est également très important pour limiter la portée du projectile. Le processus par lequel le projectile conforme à l'invention expulse l'onde de choc, et établit ainsi des conditions d'écoulement étranglé dans son passage central à un nombre de Mach prédéterminé, sera décrit ci-après. The ratio A, / Aj is also very important for limiting the range of the projectile. The process by which the projectile according to the invention expels the shock wave, and thus establishes conditions for strangled flow in its central passage at a predetermined Mach number, will be described below.

Lorsque l'écoulement a démarré, le nombre de Mach dans le passage central est supersonique, comme l'indique la fig. 6c. Contrairement à l'écoulement subsonique, le nombre de Mach dans la section convergente diminue vers l'étranglement et sa valeur est rapportée à celle du rapport de la section de l'étranglement à celle de l'extrémité d'entrée. A mesure que le nombre de Mach diminue (c'est-à-dire à mesure que le projectile perd de la vitesse en vol) vers l'unité, au niveau de l'étranglement, l'onde de choc apparaît dans cet étranglement, mais elle provient de l'arrière, c'est-à-dire du bord de fuite du projectile. A un nombre de Mach légèrement inférieur, l'onde de choc entre dans la section convergente et, cela étant un état instable, elle ne se stabilise que devant le projectile, comme le montre la fig. 6a. Il s'agit là de l'état produisant une traînée importante qui est nécessaire pour diminuer la portée. L'équation qui définit le processus d'expulsion de l'onde de choc en fonction du nombre de Mach est la suivante: When the flow has started, the Mach number in the central passage is supersonic, as shown in fig. 6c. Unlike the subsonic flow, the Mach number in the converging section decreases towards the throttle and its value is related to that of the ratio of the throttle section to that of the inlet end. As the Mach number decreases (that is to say as the projectile loses speed in flight) towards the unit, at the level of the constriction, the shock wave appears in this constriction, but it comes from the rear, that is to say from the trailing edge of the projectile. At a slightly lower Mach number, the shock wave enters the converging section and, this being an unstable state, it only stabilizes in front of the projectile, as shown in fig. 6a. This is the condition producing significant drag which is necessary to decrease the range. The equation that defines the process of expelling the shock wave as a function of the Mach number is as follows:

At M At M

ÄT7 y — 1 \ï+i/2<ï-i> ÄT7 y - 1 \ ï + i / 2 <ï-i>

w où: w where:

M=nombre de Mach de vol; M = Mach number of flight;

Y = rapport des chaleurs spécifiques. Y = ratio of specific heats.

Cette équation définit la courbe B de la fig. 7. This equation defines curve B in fig. 7.

Les processus décrits plus haut d'avalement et d'expulsion de l'onde de choc à des nombres de Mach choisis s'appliquent dans la plupart des canons à tir direct où la portée totale de l'arme est importante par rapport à la distance maximale de l'objectif (par exemple un canon de char de 105 mm). En général, ces processus assurent une faible traînée (écoulement démarré) pendant la première partie de la trajectoire de vol vers l'objectif, qui est suivie d'une transition soudaine vers des conditions de traînée élevée (onde de choc expulsée) visant à réduire la portée. The processes described above of swallowing and expelling the shock wave at selected Mach numbers apply in most direct fire guns where the total range of the weapon is important compared to the distance maximum of the objective (for example a tank gun of 105 mm). In general, these processes provide a low drag (flow started) during the first part of the flight path to the target, which is followed by a sudden transition to high drag conditions (expelled shock wave) aimed at reducing the scope.

Ainsi, en raison du phénomène d'avalement et d'expulsion de l'onde de choc obtenu avec le projectile selon l'invention, un STUP (ou projectile tubulaire) peut être conçu avec un coefficient de traînée aux nombres de Mach élevés (en A sur la fig. 6d) qui est largement inférieur à celui d'un projectile classique (courbe D sur la fig. 6d). A un nombre de Mach prédéterminé, le coefficient de traînée CD monte brusquement jusqu'à un haut niveau (en B sur la fig. 6d). Ces particularités facilitent l'adaptation de la conception du STUP à une courbe de traînée choisie. (Pour certaines applications, cette adaptation peut s'avérer relativement facile, tandis qu'elle peut être plus difficile pour d'autres applications qui exigent une traînée très faible et un nombre de Mach d'étranglement élevé). Thus, due to the phenomenon of swallowing and expulsion of the shock wave obtained with the projectile according to the invention, a STUP (or tubular projectile) can be designed with a coefficient of drag at high Mach numbers (in A in fig. 6d) which is much lower than that of a conventional projectile (curve D in fig. 6d). At a predetermined Mach number, the drag coefficient CD rises sharply to a high level (at B in fig. 6d). These features make it easier to adapt the STUP design to a chosen drag curve. (For some applications, this adaptation can prove to be relatively easy, while it can be more difficult for other applications which require a very low drag and a high throttle Mach number).

Dans l'exemple pratique de la munition d'exercice STUP destinée à un canon de char de 105 mm, un rapport At/Ai de 0,7 a été choisi pour assurer l'avalement de l'onde de choc au démarrage et au lancement. Il ressort du graphique de At/A; en regard du nombre de Mach sur la fig. 7 que, pour ce modèle, l'étranglement de l'écoulement se produit à environ Mach 1,8 ou un nombre de Mach un peu plus élevé (suivant les effets de la couche limite). On se référera plus loin à divers essais effectués qui démontrent que cet effet d'étranglement se déroule comme prédit. In the practical example of the STUP ammunition intended for a 105 mm tank gun, an At / Ai ratio of 0.7 was chosen to ensure the swallowing of the shock wave at start-up and at launch . It appears from the graph of At / A; next to the Mach number in fig. 7 that, for this model, the flow constriction occurs at around Mach 1.8 or a slightly higher Mach number (depending on the effects of the boundary layer). Reference will be made below to various tests carried out which demonstrate that this choking effect takes place as predicted.

Comme le montre la fig. 7 (courbe B), à mesure que le rapport At/Ai se rapproche de l'unité, le nombre de Mach pour lequel un écoulement étranglé se produit s'approche également de l'unité. Si le passage central à travers le projectile est simplement un alésage de diamètre uniforme, c'est-à-dire si aucun étranglement n'est prévu, l'écoulement ne s'étrangle pas du tout aux vitesses supersoniques (si on suppose que les effets de la couche limite sont nuls); par conséquent, il est essentiel que le projectile ait une configuration interne telle que les phénomènes d'étranglement de l'écoulement puissent être obtenus. Une partie cunéiforme composite à l'extrémité antérieure est très souhaitable parce qu'on peut facilement l'adapter pour obtenir le schéma d'écoulement souhaité. As shown in fig. 7 (curve B), as the At / Ai ratio approaches unity, the Mach number for which a choked flow occurs also approaches unity. If the central passage through the projectile is simply a bore of uniform diameter, that is to say if no constriction is provided, the flow does not constrict at all at supersonic speeds (if it is assumed that the boundary layer effects are zero); therefore, it is essential that the projectile has an internal configuration such that flow throttling phenomena can be obtained. A composite wedge part at the anterior end is very desirable because it can easily be adapted to obtain the desired flow pattern.

D'autres considérations importantes sont le rapport d'épaisseur de paroi t/R (où t est l'épaisseur de paroi maximal et R= un demi-diamètre extérieur maximal du projectile) ainsi que les valeurs des angles de la partie cunéiforme située à l'extrémité antérieure du projectile. Ces angles doivent être maintenus raisonnablement petits pour assurer que l'on obtienne les conditions d'ondes de choc obliques attachées au bord d'attaque nécessaires pour réduire au minimum la traînée de pression. Pour la partie cunéiforme composite telle que représentée aux fig. 1 à 3, l'angle inclus 0 (voir fig. 2) entre les faces cunéiformes interne et externe doit être inférieur à environ 15° ou, mieux encore, inférieur à environ 10°. En même temps, l'angle inclus doit habituellement être supérieur à environ 5°. Un bord d'attaque trop émoussé peut provoquer des ondes de choc détachées et une traînée importante, de sorte que le bord d'attaque doit, par conséquent, être raisonnablement vif; un bord d'attaque du genre couteau n'est cependant pas nécessaire et, à toute fin pratique, le bord d'attaque peut être arrondu suivant un petit rayon, par exemple de 0,127 mm, pour réduire les risques de détérioration du bord d'attaque pendant les manipulations. Other important considerations are the wall thickness ratio t / R (where t is the maximum wall thickness and R = a maximum half-outside diameter of the projectile) as well as the values of the angles of the wedge-shaped part located at the anterior end of the projectile. These angles must be kept reasonably small to ensure that the oblique shock wave conditions attached to the leading edge are obtained necessary to minimize the pressure drag. For the composite wedge-shaped part as shown in figs. 1 to 3, the included angle 0 (see fig. 2) between the inner and outer wedge faces must be less than about 15 ° or, better still, less than about 10 °. At the same time, the included angle should usually be greater than about 5 °. An excessively blunt leading edge can cause loose shock waves and significant drag, so the leading edge should therefore be reasonably sharp; a knife-like leading edge is not necessary, however, and for all practical purposes, the leading edge can be rounded to a small radius, for example 0.127 mm, to reduce the risk of edge damage. attack during manipulation.

On sait que la portée d'un projectile diminue si l'on augmente le coefficient balistique CDA/W. Dans un projectile tubulaire, on augmente le coefficient de traînée CD en augmentant l'épaisseur de paroi. L'augmentation de l'épaisseur de paroi augmente également le poids. Il existe, pour tout projectile tubulaire particulier, un rapport d'épaisseur de paroi t/R pour lequel CDA/W est optimal et le freinage pendant le vol est minimal. Le rapport d'épaisseur de paroi t/R est un paramètre qui est, par conséquent, utile pour exprimer les diverses relations existantes. We know that the range of a projectile decreases if we increase the ballistic coefficient CDA / W. In a tubular projectile, the drag coefficient CD is increased by increasing the wall thickness. Increasing the wall thickness also increases the weight. There is, for any particular tubular projectile, a wall thickness ratio t / R for which CDA / W is optimal and braking during flight is minimal. The wall thickness ratio t / R is a parameter which is therefore useful for expressing the various existing relationships.

Le rapport d'épaisseur de paroi t/R est choisi de manière à déterminer un coefficient balistique CDA/W minimal. Des courbes obtenues en reportant le coefficient de traînée Cd, en regard du nombre de Mach et pour certaines valeurs de t/R, ont été obtenues à partir d'essais de divers projectiles tubulaires. La fig. 8 illustre, d'une manière générale, le type de relation qui existe entre ces variables pour des projectiles tubulaires du type décrit. L'expérience a montré que t/R doit être compris entre environ 0,18 et 0,45 pour que le coefficient de traînée puisse rester entre des limites acceptables. Un graphique illustrant d'une manière générale les relations entre le coefficient balistique CuA/W et le rapport d'épaisseur t/R des pro5 The wall thickness ratio t / R is chosen so as to determine a minimum CDA / W ballistic coefficient. Curves obtained by plotting the drag coefficient Cd, with respect to the Mach number and for certain values of t / R, were obtained from tests of various tubular projectiles. Fig. 8 illustrates, in general, the type of relationship which exists between these variables for tubular projectiles of the type described. Experience has shown that t / R must be between approximately 0.18 and 0.45 in order for the drag coefficient to remain between acceptable limits. A graph generally illustrating the relationships between the CuA / W ballistic coefficient and the thickness ratio t / R of pro5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

623 407 623,407

jectiles tubulaires du type décrit est donné sur la fig. 9 qui montre l'importance du choix du rapport d'épaisseur approprié de manière à réduire au minimum le coefficient balistique. (Les courbes représentées sur les fig. 8 et 9 varient suivant la configuration exacte du projectile et ne sont données ici qu'à titre d'exemple.) tubular jectiles of the type described is given in fig. 9 which shows the importance of choosing the appropriate thickness ratio so as to minimize the ballistic coefficient. (The curves shown in figs. 8 and 9 vary according to the exact configuration of the projectile and are given here only as an example.)

Le poids de vol W du projectile est déterminé par les limites de la balistique intérieure du système de bouche à feu. Dans l'exemple considéré (la munition d'exercice STUP de 105 mm destinée au canon de char de 105 mm L7A1), le poids maximal de la munition APDS (projectile plus sabot) admissible pour obtenir une vitesse initiale de 1478,3 m par seconde est d'environ 6 kg. Dans ce cas, le poids de la munition d'exercice STUP (projectile plus culot de refoulement et ceinture de forcement, etc.) ne peut pas dépasser 6 kg si la vitesse initiale du projectile tubulaire doit correspondre à celle de l'arme qu'elle doit simuler. The flight weight W of the projectile is determined by the limits of the interior ballistics of the muzzle system. In the example considered (the 105 mm STUP exercise ammunition intended for the 105 mm L7A1 tank gun), the maximum weight of the APDS munition (projectile plus sabot) admissible to obtain an initial speed of 1478.3 m per second is about 6 kg. In this case, the weight of the STUP ammunition (projectile plus discharge base and forcing belt, etc.) cannot exceed 6 kg if the initial speed of the tubular projectile must correspond to that of the weapon that she must simulate.

Une autre phase importante d'un processus de conception d'un STUP réside dans l'estimation de la stabilité dynamique. Cette stabilité fait intervenir le rapport entre le moment gyroscopique et le moment aérodynamique. En résumé, le facteur de stabilité gyroscopique doit être supérieur à l'unité pour que le projectile soit dynamiquement stable. Le facteur de stabilité gyroscopique Sg est défini de la manière suivante: Another important phase of a STUP design process is the estimation of dynamic stability. This stability involves the relationship between the gyroscopic moment and the aerodynamic moment. In summary, the gyro stability factor must be greater than unity for the projectile to be dynamically stable. The gyro stability factor Sg is defined as follows:

I V I V

Sg= ~°ù h=k pd3 V2Cm, et Sg = ~ ° ù h = k pd3 V2Cm, and

Ix=moment axial d'inertie; Ix = axial moment of inertia;

Iy=moment transversal d'inertie; Iy = transverse moment of inertia;

p=vitesse angulaire; p = angular speed;

p=densité de l'air; p = air density;

d=diamètre maximal du corps; d = maximum body diameter;

V=vitesse initiale; V = initial speed;

Cm,=coefficient du moment statique. Cm, = coefficient of static moment.

Dans le canon de char de 105 mm L7A1, par exemple, les paramètres p, p, V doivent être identiques pour le STUP et l'APDS. Mais la valeur de Ix est beaucoup plus élevée pour un STUP de calibre normal que pour un APDS sous-calibré, tandis que Y est du même ordre de grandeur. Dans ce cas, l'équation qui précède donne un rapport Ix2/Iy nettement plus élevé pour le STUP que pour l'APDS. La valeur de Cmi est très difficile à estimer, mais elle est du même ordre de grandeur pour les deux projectiles. On peut alors démontrer que la munition d'exercice STUP de 105 mm a un facteur Sg de beaucoup supérieur (c'est-à-dire Sg> 1) à celui de l'APDS et cela doit également intervenir dans l'adaptation de la trajectoire. Le STUP tend à suivre une trajectoire plus plate, de sorte que sa chute n'est pas aussi verticale que celle de l'APDS en fin de portée. Le rapport de finesse -£/D (où •£=longueur du projectile et D=diamètre extérieur maximal) est théoriquement limité par le facteur de stabilité maximal admissible Sg. En pratique, le rapport -t/D peut varier d'environ 2 à environ 5. Finalement, dans le processus consistant à adapter la trajectoire de l'APDS et celle du STUP, on choisit un compromis entre la vitesse initiale, le temps de vol, le coefficient balistique et la stabilité dynamique, et on a recours à cet effet à une estimation théorique et à des techniques d'itération expérimentales à échelle réelle. In the 105 mm L7A1 tank gun, for example, the parameters p, p, V must be identical for the STUP and the APDS. But the value of Ix is much higher for a STUP of normal size than for an under-calibrated APDS, while Y is of the same order of magnitude. In this case, the above equation gives a much higher Ix2 / Iy ratio for the STUP than for the APDS. The value of Cmi is very difficult to estimate, but it is of the same order of magnitude for the two projectiles. We can then demonstrate that the 105 mm STUP ammunition has a Sg factor much higher (i.e. Sg> 1) than that of the APDS and this must also intervene in the adaptation of the path. The STUP tends to follow a flatter trajectory, so that its fall is not as vertical as that of the APDS at the end of the range. The fineness ratio - £ / D (where • £ = length of the projectile and D = maximum outside diameter) is theoretically limited by the maximum admissible stability factor Sg. In practice, the -t / D ratio can vary from approximately 2 to approximately 5. Finally, in the process of adapting the trajectory of the APDS and that of the STUP, a compromise is chosen between the initial speed, the time of flight, the ballistic coefficient and the dynamic stability, and we use for this purpose a theoretical estimation and experimental iteration techniques at real scale.

Les équations de base servant à déterminer le coefficient de traînée et le coefficient balistique sont indiquées ci-dessous. Ces équations peuvent être utilisées dans un simple code d'ordinateur par exemple (langage APL) pour arriver à une conception qui satisfasse aux exigences de la trajectoire. Il est à noter que l'ou pourrait utiliser d'autres techniques mathématiques classiques basées sur des principes aérodynamiques connus pour optimaliser la conception; cependant, le résumé des équations pilotes utilisées et le code d'ordinateur utilisé sont utiles aux spécialistes pour concevoir un STUP qui satisfasse à un éventail d'exigences particulier. On peut se référer à la fig. 10. The basic equations used to determine the drag coefficient and the ballistic coefficient are shown below. These equations can be used in simple computer code for example (APL language) to arrive at a design which satisfies the requirements of the trajectory. It should be noted that the ou could use other classical mathematical techniques based on known aerodynamic principles to optimize the design; however, the summary of the pilot equations used and the computer code used are useful to specialists in designing a STUP that meets a particular range of requirements. We can refer to fig. 10.

Les principes aérodynamiques de base peuvent être obtenus dans les références suivantes : A. Ames Research Staff, «Equations, Tables and Charts for Compressible Flow», NACA Report 1135,1953; B. Hoerner, S., «Fluid-Dynamic Drag», C. NACA RM L53C02. The basic aerodynamic principles can be obtained in the following references: A. Ames Research Staff, "Equations, Tables and Charts for Compressible Flow", NACA Report 1135.1953; B. Hoerner, S., "Fluid-Dynamic Drag", C. NACA RM L53C02.

La nomenclature à utiliser dans les équations pilotes est la suivante: The nomenclature to be used in the pilot equations is as follows:

L longueur du projectile L length of the projectile

D; diamètre de l'extrémité d'entrée D; inlet end diameter

Dt diamètre intérieur ou diamètre de l'étranglement Dt internal diameter or diameter of the throttle

D0 diamètre extérieur t épaisseur de paroi D0 outer diameter t wall thickness

R demi-diamètre extérieur D„ R half outside diameter D „

0„ angle extérieur de la partie cunéiforme 0 „external angle of the wedge-shaped part

0i angle intérieur de la partie cunéiforme 0i interior angle of the wedge-shaped part

A section de référence (îtDl/4) With reference section (îtDl / 4)

M nombre de Mach M Mach number

V vitesse y rapport des chaleurs spécifiques V speed y ratio of specific heats

CP coefficient de pression CP pressure coefficient

CDpo coefficient de traînée de pression-face externe de la partie cunéiforme CDpo pressure drag coefficient - external face of the wedge-shaped part

CDP| coefficient de traînée de pression - face interne de la partie cunéiforme CDP | pressure drag coefficient - internal face of the wedge-shaped part

Cf coefficient de friction See coefficient of friction

Re nombre de Reynolds Re Reynolds number

CpB coefficient de pression de culot p densité de l'air CpB pellet pressure coefficient p air density

H viscosité de l'air H viscosity of air

Les suppositions suivantes sont faites dans l'analyse mathématique: The following assumptions are made in mathematical analysis:

a) Ecoulement de fluide bidimensionnel (uniquement valable pour t/R <0,5); a) Two-dimensional fluid flow (only valid for t / R <0.5);

b) Onde de choc oblique attachée au bord d'attaque du projectile; b) oblique shock wave attached to the leading edge of the projectile;

c) Pas d'étranglement, c'est-à-dire écoulement supersonique dans le passage central du projectile; c) No throttling, ie supersonic flow in the central passage of the projectile;

d) Angle d'attaque zéro; d) Zero angle of attack;

e) Géométrie telle que représentée sur la fig. 10. e) Geometry as shown in fig. 10.

Le coefficient de traînée (CD) est exprimé de la façon suivante: The drag coefficient (CD) is expressed as follows:

Cd=Cdp (pression)+Cdf (friction)+CDb (culot) Cd = Cdp (pressure) + Cdf (friction) + CDb (base)

Les coefficients sont basés sur la section projetée totale (ÎCDo/4). The coefficients are based on the total projected section (ÎCDo / 4).

a) Le coefficient de traînée de pression (Cd,) est exprimé de la manière suivante: a) The pressure drag coefficient (Cd,) is expressed as follows:

à partir de la référence A pour une partie cunéiforme bidi-mensionnelle: from reference A for a bi-monthly wedge-shaped part:

C 2 (y+l)M4—1(M2—1) 2 1 C 2 (y + l) M4—1 (M2—1) 2 1

P (M2-!)1'2 2(M2 — l)2 (M2 —1)7/2> P (M2 -!) 1'2 2 (M2 - l) 2 (M2 —1) 7/2>

—?+ 12J~3Y V+KY + 1)M4—2M2 +f]e3 + ... Pour la face externe de la partie cunéiforme (0=0O): -? + 12J ~ 3Y V + KY + 1) M4—2M2 + f] e3 + ... For the external face of the cuneiform part (0 = 0O):

C-=CP°[1-© ] C- = CP ° [1- ©]

Pour la face interne de la partie cunéiforme (0=0;): For the internal face of the cuneiform part (0 = 0;):

et CDp—CdPo+CDp. and CDp — CdPo + CDp.

b) Le coefficient de traînée de frottement (CDf) est exprimé de la façon suivante: b) The coefficient of friction drag (CDf) is expressed as follows:

à partir de la référence B pour l'écoulement turbulent: Cf=KCf/ from reference B for turbulent flow: Cf = KCf /

où K=(l+0,15M2)-°'432 Cf'—(3,46 Log10Re—5,6)-2 Re=PVL/(i where K = (l + 0.15M2) - ° '432 Cf' - (3.46 Log10Re — 5.6) -2 Re = PVL / (i

6 6

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

623 407 623,407

Le frottement superficiel est basé sur la surface mouillée Sw =tcL(D„+Dt) The surface friction is based on the wetted surface Sw = tcL (D „+ Dt)

et CD=Q4L and CD = Q4L

"Do+D,l "Do + D, l

L D02 J L D02 J

c) Le coefficient de tramée de culot (CD„) est déterminé de la manière suivante. c) The base halftone coefficient (CD „) is determined as follows.

Le coefficient de pression de culot pour un corps bidimen-sionnel est donné dans la référence C. Les données de la traînée de culot sont également obtenues dans des essais effectués dans une soufflerie aérodynamique à l'aide de modèles de 105 mm. Les résultats de la soufflerie aérodynamique sont parfaitement en corrélation avec les données de la référence C. La fonction suivante a été dérivée de ces données: The base pressure coefficient for a two-dimensional body is given in reference C. The base drag data is also obtained in tests carried out in an aerodynamic wind tunnel using 105 mm models. The results of the aerodynamic wind tunnel are perfectly correlated with the data of reference C. The following function has been derived from these data:

CPb=Ao+A1M + A2M2+A3M3 1,5 £ M £4,5 où Ao =0,6331 Ai = -0,33257 A2=0,06619 A3 = -0,004 CPb = Ao + A1M + A2M2 + A3M3 1.5 £ M £ 4.5 where Ao = 0.6331 Ai = -0.33257 A2 = 0.06619 A3 = -0.004

et CDb=Q and CDb = Q

-Pb -Pb

« "

D'autres formules qui sont bien connues des spécialistes sont indiquées ci-dessous: Other formulas which are well known to specialists are indicated below:

Coefficient balistique C A Ballistic coefficient C A

pieds2/livre (1 pied2/li vre =0,205 m2/kg). feet2 / pound (1 foot2 / lb = 0.205 m2 / kg).

w w

Décélération dV dX Deceleration dV dX

=(16,1 pVCDA)/W (m/s/m). = (16.1 pVCDA) / W (m / s / m).

Les équations qui précèdent ont été utilisées dans un programme d'ordinateur (langage APL) et, pour plus de commodité, la liste du programme est indiquée ci-dessous. The above equations have been used in a computer program (APL language) and, for your convenience, the program list is shown below.

liste APL APL list

Données d'entrée (lignes 1,2 et 4) Input data (lines 1,2 and 4)

L longueur du modèle (en pouces) ( 1 pouce=25,4 mm) L model length (in inches) (1 inch = 25.4 mm)

DO diamètre extérieur du modèle (en pouces) ( 1 pouce= OD outside diameter of the model (in inches) (1 inch =

25,4 mm) 25.4 mm)

TOR rapport d'épaisseur de paroi (t/R) TOR wall thickness ratio (t / R)

AOR rapport de la section d'entrée (A,/Ai) (section de l'étranglement/section de l'extrémité d'entrée) TETAO angle de la face externe de la partie cunéiforme en degrés AOR ratio of the inlet section (A, / Ai) (throttle section / inlet end section) TETAO angle of the external face of the wedge-shaped part in degrees

TETAI angle de la face interne de la partie cunéiforme en degrés TETAI angle of the internal face of the wedge-shaped part in degrees

DENS densité de la matière en livres/pouce3 (1 livre/ DENS material density in pounds / inch3 (1 pound /

pouce3=27,68 g/cm3) inch3 = 27.68 g / cm3)

PAS pas des rayures de l'arme en pieds (1 pied= NOT no scratches of the weapon in feet (1 foot =

30,48 cm) 30.48 cm)

RHO densité atmosphérique (0,002378 slugs/pied3) RHO atmospheric density (0.002378 slugs / ft3)

(1 slug/pied3 = 515 kg/m3) (1 slug / foot3 = 515 kg / m3)

MU viscosité (3,719 x 10~7 slugs/pied/s) (1 slug/pied= MU viscosity (3,719 x 10 ~ 7 slugs / foot / s) (1 slug / foot =

47,88 kg/m) 47.88 kg / m)

S vitesse du son (1117 pieds/s) (ou 340,5 m/s) S speed of sound (1117 feet / s) (or 340.5 m / s)

VEL vitesse en pieds/s (1 pied/s=30,48 cm/s) Vel velocity in feet / s (1 foot / s = 30.48 cm / s)

A0, Ai, A2, A3 constantes dans le polynôme qui détermine le coefficient de traînée de culot A0, Ai, A2, A3 constants in the polynomial which determines the coefficient of pellet drag

Données de sortie (lignes 57 à 62) Output data (lines 57 to 62)

T épaisseur de paroi en pouces (1 pouce=25,4 mm) T wall thickness in inches (1 inch = 25.4 mm)

DT diamètre intérieur ou diamètre d'étranglement en pouces (1 pouce=25,4 mm) DI diamètre de l'extrémité d'entrée en pouces DT inside diameter or throttle diameter in inches (1 inch = 25.4 mm) DI inlet end diameter in inches

(1 pouce=25,4 mm) (1 inch = 25.4mm)

TO diamètre de l'extrémité d'entrée à sa face externe en pouces (1 pouce=25,4 mm) TI diamètre de l'extrémité d'entrée à sa face interne en pouces (1 pouce=25,4 mm) TO diameter of the inlet end to its outer face in inches (1 inch = 25.4 mm) TI diameter of the inlet end to its inner face in inches (1 inch = 25.4 mm)

s LOD rapport de finesse du modèle s LOD model fineness ratio

Li longueur de la section parallèle externe en pouces Li length of external parallel section in inches

(1 pouce=25,4 mm) (1 inch = 25.4mm)

L2 longueur de la face externe de la partie cunéiforme en pouces (1 pouce=25,4 mm) io L3 longueur de la face interne de la partie cunéiforme en pouces (1 pouce=25,4 mm) L4 longueur de la section parallèle interne en pouces L2 length of the external face of the wedge-shaped part in inches (1 inch = 25.4 mm) io L3 length of the internal face of the wedge-shaped part in inches (1 inch = 25.4 mm) L4 length of the internal parallel section in inches

(1 pouce=25,4 mm) (1 inch = 25.4mm)

V volume de matière en pouces3 (1 pouce3 = 16,39 cm3) V volume of material in inches3 (1 inch3 = 16.39 cm3)

i5 W poids du modèle en livres (1 livre=0,454 kg) i5 W model weight in pounds (1 pound = 0.454 kg)

CPO coefficient de pression - face externe de la partie cunéiforme CPO pressure coefficient - external face of the wedge part

CDPO coefficient de traînée de pression - face externe de la partie cunéiforme 20 CPI coefficient de pression - face interne de la partie cunéiforme CDPO pressure drag coefficient - external face of the wedge-shaped part 20 CPI pressure coefficient - internal face of the wedge-shaped part

CDPI coefficient de traînée de pression - face externe de la partie cunéiforme CDP coefficient de traînée de pression CDPI pressure drag coefficient - external face of the wedge-shaped part CDP pressure drag coefficient

25 RE nombre de Reynolds 25 RE Reynolds number

CF coefficient de friction CF coefficient of friction

CDF coefficient de traînée de friction CDF coefficient of friction drag

PPB coefficient de pression de culot PPB base pressure coefficient

CDB coefficient de traînée de culot CDB pellet drag coefficient

30 M nombre de Mach 30 M Mach number

CD coefficient de traînée CD drag coefficient

CDA coefficient balistique (pieds2/livre) (1 pied2/livre= CDA ballistic coefficient (feet2 / pound) (1 foot2 / pound =

0,205 m2/kg) 0.205 m2 / kg)

VELD décélération (m/s/100 m) VELD deceleration (m / s / 100 m)

35 SPIN vitesse angulaire (révolutions/s) 35 SPIN angular speed (revolutions / s)

VT vitesse tangentielle (pieds/s) ( 1 pied/s=30,48 cm/s) VT tangential speed (feet / s) (1 foot / s = 30.48 cm / s)

STRESS tension tangentielle (circonférentielle en livres/ pouce2) (1 livre/pouce2=0,07 kg/cm2) STRESS tangential tension (circumferential in pounds / inch2) (1 pound / inch2 = 0.07 kg / cm2)

40 40

Note: Note:

La zone de référence utilisée dans l'aérodynamique est basée sur le diamètre extérieur. The reference area used in aerodynamics is based on the outside diameter.

Liste APL APL List

Modèle 26 Model 26

50 50

VSTUP2[D]V VSTUP2 VSTUP2 [D] V VSTUP2

1] L, DO, TOR, AOR, TETAO, TETAI, DENS, PITCH 1] L, DO, TOR, AOR, TETAO, TETAI, DENS, PITCH

2] RHO, MU, S, VEL 2] RHO, MU, S, VEL

3] M<-VEL-^S 3] M <-VEL- ^ S

4] A0, Al, A2, A3 4] A0, Al, A2, A3

5] DELO<-TETAO x °1 -180 5] DELO <-TETAO x ° 1 -180

6] DELI<-TETAI x°l-rl80 6] DELI <-TETAI x ° l-rl80

7] T<-TOR x DO-h 2 7] T <-TOR x DO-h 2

8] DT<-DO—2xT 8] DT <-DO — 2xT

9] DI<-DTx(l-AOR)*.5 9] DI <-DTx (l-AOR) *. 5

10] TO<-(DO—DI)-r2 10] TO <- (DO — DI) -r2

11] TI<-(DI—DT)-^2 11] TI <- (DI — DT) - ^ 2

12] L2«-TO h- 3°DELO 12] L2 "-TO h- 3 ° DELO

13] L3<-TI+3°DELI 13] L3 <-TI + 3 ° DELI

14] Ll<-L—L2 14] Ll <-L — L2

15] L4<-L2—L3 15] L4 <-L2 — L3

16] VI «-(ol x Ll -f-4)x(DO*2)—DT*2 16] VI "- (ol x Ll -f-4) x (DO * 2) —DT * 2

17] V2<- .2618 x L2 x (DO*2)+(DO x DI)+DI*2 17] V2 <-. 2618 x L2 x (DO * 2) + (DO x DI) + DI * 2

18] V3<- .2618 x L3 x (DI*2)+(DI x DT)+DT*2 18] V3 <-. 2618 x L3 x (DI * 2) + (DI x DT) + DT * 2

19] V4<-ol xL4x(DT*2)-î-4 19] V4 <-ol xL4x (DT * 2) -î-4

20] V<-V1 +V2+(—V3)—V4 20] V <-V1 + V2 + (- V3) —V4

21] Wf-DENSxV 21] Wf-DENSxV

623 407 623,407

8 8

[26] M2<-(M*2)—1 [26] M2 <- (M * 2) —1

[27] CPl<-2-^M2*.5 [27] CPl <-2- ^ M2 * .5

[28] CP2<-((2,4xM*4)-4xM2)-r2xM2*2 [28] CP2 <- ((2.4xM * 4) -4xM2) -r2xM2 * 2

[29] CP3f-(l (M2*(7 -r 2))) x (. 36 x M*8) -{1.493 x M*6)+ +(3.6xM*4)—(2xM*2)+4-r3 [29] CP3f- (l (M2 * (7 -r 2))) x (. 36 x M * 8) - {1.493 x M * 6) + + (3.6xM * 4) - (2xM * 2) + 4-r3

[30] CPO<-(CPl x DELO)+( x DELO*2)+CP3 x DELO*3 [30] CPO <- (CPl x DELO) + (x DELO * 2) + CP3 x DELO * 3

[31] CDPO<-CPO x 1 - (DI DO)*2 [31] CDPO <-CPO x 1 - (DI DO) * 2

[32] CPIf-(CPl x DELI)+(CP2 x DELI*2)+CP3 x DELI*3 [32] CPIf- (CPl x DELI) + (CP2 x DELI * 2) + CP3 x DELI * 3

[33] CDPI<-CPI x ((DI*2)—DT#2)-r DO*2 [33] CDPI <-CPI x ((DI * 2) —DT # 2) -r DO * 2

[34] CDP-f-CDPO+CDPI [34] CDP-f-CDPO + CDPI

[36] RE «-RHO x VEL x(L-r-12)-rMU [36] RE “-RHO x VEL x (L-r-12) -rMU

[37] CFP<-((3.46 x (10®RE))—5.6)*—2 [37] CFP <- ((3.46 x (10®RE)) - 5.6) * - 2

[38] K<-(1+ . 15xM*2)*— .432 [38] K <- (1+. 15xM * 2) * - .432

[39] CF<-K x CFP [39] CF <-K x CFP

[40] CDF<-CF x 4 x L x (DO+DT)+DO*2 [40] CDF <-CF x 4 x L x (DO + DT) + DO * 2

[41] PPB<-A0+(A1 x M)+(A2 x M*2)+A3 x M*3 [41] PPB <-A0 + (A1 x M) + (A2 x M * 2) + A3 x M * 3

[42] CDE<-PPB x 1 — (DT 4- DO)*2 [42] CDE <-PPB x 1 - (DT 4- DO) * 2

[43] CD<-CDP+CDF+CDB [43] CD <-CDP + CDF + CDB

[44] CDA<-(CD x o 1 x (DO*2) 4) W [44] CDA <- (CD x o 1 x (DO * 2) 4) W

[45] CDA<-CDA -f-144 [45] CDA <-CDA -f-144

[46] VELD<-16.1 x RHO x VEL x CDA x 100 [46] VELD <-16.1 x RHO x VEL x CDA x 100

[47] SPIN<-VEL -f- PITCH [47] SPIN <-VEL -f- PITCH

[48] SPINR<-SPIN x 2 x ol [48] SPINR <-SPIN x 2 x ol

[49] VT<- SPINR x DO -r- 24 [49] VT <- SPINR x DO -r- 24

[50] STRESS«-(LENS x (VT*2) - 32.2) x 12 [50] STRESS “- (LENS x (VT * 2) - 32.2) x 12

[51] LOD<-L-=-DO [51] LOD <-L - = - DO

[57] T, DT, DI, TO, TI, LOD [57] T, DT, DI, TO, TI, LOD

[58] LI, L2, L3, L4, V, W, VC, WCS, WCT [58] LI, L2, L3, L4, V, W, VC, WCS, WCT

[59] CPO, CDPO, CPI, CDPI, CDP [59] CPO, CDPO, CPI, CDPI, CDP

[60] RE, CF, CDF [60] RE, CF, CDF

[61] PPB.CDB [61] PPB.CDB

[62] M, CD, CDA, VELD [62] M, CD, CDA, VELD

Modèle 26 Model 26

Exemple Example

Entrée Entrance

(1) 10 4.127 0.2125 0.7 3 3.5 0.282 6,25 (1) 10 4.127 0.2125 0.7 3 3.5 0.282 6.25

(2) 0.002378 3.719E"7 1117 4850 (4) 0.63331 0.33257 0.06619 "0,004 (2) 0.002378 3.719E "7 1117 4850 (4) 0.63331 0.33257 0.06619" 0.004

Sortie Exit

(57) 0.4385 3.25 3.8845 0.12125 0.31725 2.4231 (57) 0.4385 3.25 3.8845 0.12125 0.31725 2.4231

(58) 7.6863 2.3137 5.1869 "2.8733 40.082 11.303 0.42706 0.12043 0.12043 (58) 7.6863 2.3137 5.1869 "2.8733 40.082 11.303 0.42706 0.12043 0.12043

(59) 0.02835 0.0032339 0.033815 0.0089873 0.012221 (59) 0.02835 0.0032339 0.033815 0.0089873 0.012221

(60) 2.584.3E7 0.0013934 0.02414 (60) 2.584.3E7 0.0013934 0.02414

(61) 0.10973 0.041681 (61) 0.10973 0.041681

(62) 4.342 0.078042 0.0006414 11.91 (62) 4,342 0.078042 0.0006414 11.91

En suivant un processus itératif sur les paramètres d'entrée qui peuvent être modifiés, par exemple TOR, TETAO, TETAI, on obtient les données suivantes: By following an iterative process on the input parameters which can be modified, for example TOR, TETAO, TETAI, we obtain the following data:

(voir données d'entrée) (see input data)

Lf-10,0 ou L=10,0 pouces (25,4 cm) Lf-10.0 or L = 10.0 inches (25.4 cm)

DO<-4,127 ou D0=4,127 pouces=105 mm TOR<-O,213 ou t/R=0,213 AOR<-0,7 ou At/Ai=0,7 TETAO<-3 ou 0„=3° DO <-4.127 or D0 = 4.127 inch = 105 mm TOR <-O, 213 or t / R = 0.213 AOR <-0.7 or At / Ai = 0.7 TETAO <-3 or 0 „= 3 °

TETAI<-3,5 ou 0i=3,5° TETAI <-3.5 or 0i = 3.5 °

DENSITÉ-f-0,282=densité matière=0,282 livres/pouce3 ou 7,806 g/cm3 DENSITY-f-0.282 = material density = 0.282 pounds / inch3 or 7.806 g / cm3

PAS<-6,25=pas des rayures de 6,25 pieds ou 190,5 cm RHO+-0,002378=(densité des atomes en slugs/pied3) STEP <-6.25 = no streaks of 6.25 feet or 190.5 cm RHO + -0.002378 = (density of atoms in slugs / foot3)

(1 slug/pied3=515 kg/m3) (1 slug / foot3 = 515 kg / m3)

MU«-3,719E"7=viscosité de l'air 3,719 x 10"7 slugs/pied sec (1 slug/pied sec=47,88 kg/m) MU "-3.719E" 7 = air viscosity 3.719 x 10 "7 slugs / dry foot (1 slug / dry foot = 47.88 kg / m)

S<-1117=vitesse du son 1117 pieds/s ou 340,5 m/s VEL<-4850=vitesse initiale 4850 pieds/s ou 1478 m/s S <-1117 = speed of sound 1117 feet / s or 340.5 m / s VEL <-4850 = initial speed 4850 feet / s or 1478 m / s

A0, Ai, A2, Aaf-0,6331, -0,33257,0,06619, -0,004 et (voir données de sortie) (liste partielle uniquement) A0, Ai, A2, Aaf-0.6331, -0.33257.0.06619, -0.004 and (see output data) (partial list only)

DT<-3,250 ou diamètre de l'étranglement=3,250 pouces ou 8,255 cm DT <-3.250 or throat diameter = 3.250 inches or 8.255 cm

DI<-3,88 ou diamètre de l'extrémité d'entrée=3,88 pouces ou 9,855 cm ID <-3.88 or inlet end diameter = 3.88 inches or 9.855 cm

LOD<-2,42 ou rapport de vitesse (L/D)=2,42 L!<-7,81 ou longueur de la section parallèle extérieure=7,81 pouces ou 19,837 cm LOD <-2.42 or speed ratio (L / D) = 2.42 L! <- 7.81 or length of the external parallel section = 7.81 inches or 19.837 cm

L2<-2,29 ou longueur de la face externe de la partie cunéiforme= L2 <-2.29 or length of the external face of the cuneiform part =

2,29 pouces ou 5,817 cm L3<-5,19 ou longueur de la face interne de la partie cunéiforme= 2.29 inches or 5.817 cm L3 <-5.19 or length of the inner face of the wedge part =

5,19 pouces ou 13,183 cm W«-9,88 ou poids du projectile=9,88 livres ou 4,485 kg 5.19 inches or 13.183 cm W "-9.88 or projectile weight = 9.88 pounds or 4.485 kg

Les données de sortie restantes ne sont pas indiquées dans le présent mémoire. La liste partielle qui précède donne les paramètres de base pour la conception de la munition d'exercice STUP de 105 mm qui est considérée à titre d'exemple. Il est à noter que le rapport d'épaisseur de paroi optimal (t/R) a une valeur de 0,213 ; les angles optimaux de la partie cunéiforme sont de 3° pour la face externe de la partie cunéiforme et de 3,5° pour la face interne. D'autres dimensions intéressantes sont données plus haut. Ces dimensions ont été utilisées dans la forme d'exécution particulière représentée aux fig. 1 à 3 pour produire une munition d'exercice de 105 mm efficace. La matière utilisée pour le projectile est de l'acier AISI1018 fortement étiré. Le bord d'attaque 26 représenté sur la fig. 2 est arrondi suivant un petit rayon (par exemple un rayon de 0,127 mm). The remaining output data is not shown in this memo. The partial list above gives the basic parameters for the design of the 105 mm STUP ammunition which is considered as an example. It should be noted that the optimal wall thickness ratio (t / R) has a value of 0.213; the optimal angles of the wedge-shaped part are 3 ° for the external face of the wedge-shaped part and 3.5 ° for the internal face. Other interesting dimensions are given above. These dimensions have been used in the particular embodiment shown in FIGS. 1 to 3 to produce an effective 105 mm exercise ammunition. The material used for the projectile is highly drawn AISI1018 steel. The leading edge 26 shown in FIG. 2 is rounded by a small radius (for example a radius of 0.127 mm).

La précision du STUP comparée à celle des projectiles classiques, par exemple APDS et TPDS (projectile d'exercice à sabot détachable) a été démontrée dans divers essais. On trouvera ci-après une partie d'un enregistrement d'un essai de développement du STUP de 105 mm décrit plus haut. The precision of the STUP compared to that of conventional projectiles, for example APDS and TPDS (detachable saber exercise projectile) has been demonstrated in various tests. Below is part of a recording of a 105 mm STUP development test described above.

Arme utilisée: canon de char de 105 mm. Weapon used: 105 mm tank gun.

Cible : 6,1 x 6,1 m à 1000 m. Target: 6.1 x 6.1 m at 1000 m.

Munition: 1) STUP 105 mm - munitions B; 2) APDS/TC35A1 105 mm - munitions R; 3) TPDS/T C-36 105 mm - munitions W, tirées au poids de charge de 5,597 kg. Ammunition: 1) STUP 105 mm - ammunition B; 2) APDS / TC35A1 105 mm - R ammunition; 3) TPDS / T C-36 105 mm - W ammunition, fired at a load weight of 5.597 kg.

L'essai a été effectué ave les réglages de pointage suivants: The test was carried out with the following pointing settings:

ligne de site - 0 millième; élévation - 2,0 millièmes. L'essai est détaillé dans le tableau suivant et les points d'impact des munitions d'essai sont reportés sur la fig. 11. Il est à noter que les munitions d'exercice STUP conformes à l'invention sont au moins aussi précises que les munitions APDS et TPDS classiques. site line - 0 thousandths; elevation - 2.0 thousandths. The test is detailed in the following table and the points of impact of the test ammunition are reported in fig. 11. It should be noted that the STUP exercise ammunition in accordance with the invention is at least as precise as conventional APDS and TPDS ammunition.

Tableau Board

Muni Muni

Vitesse' Speed'

Vitesse Speed

Point d'impact Impact point

Rotation tions initiale finale Final initial rotation

gyrosco gyrosco

No.

m/s m/s m / s m / s

Hori Hori

Vertical pique Vertical spades

zontal zontal

tours/s turns / s

W-l W-l

1500,0 1500.0

1287,9 1287.9

3,32 3.32

3,51 3.51

W-2 W-2

1501,4 1501.4

1292,4 1,292.4

3,32 3.32

3,05 3.05

R-l R-l

1468,9 1468.9

1360,5 1360.5

2,35 2.35

3,44 3.44

815 815

B7L1 B7L1

1459,0 1459.0

1316,1 1316.1

3,11 3.11

3,96 3.96

774 774

B7F1 B7F1

1482,9 1482.9

1342,2 1342.2

3,72 3.72

5,09 5.09

770 770

B7F2 B7F2

1478,3 1478.3

1341,9 1341.9

3,48 3.48

2,74 2.74

815 815

B8L1 B8L1

1459,2 1459.2

1327,6 1327.6

3,20 3.20

3,41 3.41

789 789

R-2 R-2

1474,6 1474.6

1378,7 1378.7

3,35 3.35

3,32 3.32

811 811

B8F1 B8F1

1474,2 1474.2

1340,7 1340.7

3,66 3.66

3,96 3.96

854 854

B8F2 B8F2

1466,6 1466.6

1334,0 1334.0

3,05 3.05

2,65 2.65

812 812

Remarques: Notes:

1) Point de visée: horizontal: 3,05 m; vertical: 3,05 m; 1) Aiming point: horizontal: 3.05 m; vertical: 3.05 m;

2) Hauteur des tourillons: 1,33 m; hauteur de la marque de visée au-dessus du sol: 4,01 m; 2) Height of the trunnions: 1.33 m; height of the aiming mark above the ground: 4.01 m;

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

9 9

623 407 623,407

3) Coordonnées mesurées à partir du coin inférieur gauche de la cible. 3) Coordinates measured from the lower left corner of the target.

La nature critique du rapport At/A-,, y compris le phénomène d'étranglement de l'écoulement, a été démontrée dans divers essais. On peut se référer à une série d'essais sur champ de tir effectués à l'aide de projectiles APDS classiques et de diverses variétés de projectiles STUP. La fig. 12 illustre les divers modèles éprouvés. Les modèles représentés sur les fig. 12a et 12b présentent des parties cunéiformes composites à leurs extrémités antérieures, la fig. 12a illustrant une partie cunéiforme composite CW(S) et la fig. 12b une partie cunéiforme légèrement modifiée CW(M), tandis que le modèle de la fig. 12c ne présente qu'une face cunéiforme interne (IW) The critical nature of the At / A- ratio, including the flow throttling phenomenon, has been demonstrated in various tests. Reference may be made to a series of range tests carried out using conventional APDS projectiles and various varieties of STUP projectiles. Fig. 12 illustrates the various proven models. The models shown in fig. 12a and 12b have composite wedge-shaped parts at their anterior ends, FIG. 12a illustrating a composite wedge-shaped part CW (S) and FIG. 12b a slightly modified wedge-shaped part CW (M), while the model in FIG. 12c only has an internal wedge face (IW)

à son extrémité antérieure. Les trois modèles des fig. 12a, 12b et 12c présentent également des faces cunéiformes externes à leurs extrémités postérieures; cela contribue à réduire quelque peu le coefficient de tramée de culot, mais n'a pas d'effet sensible sur le comportement général en vol. Les dimensions de base des divers modèles de la fig. 12 sont les suivantes (voir fig. 10 qui illustre la manière d'appliquer ces dimensions): at its anterior end. The three models of fig. 12a, 12b and 12c also have external wedge-shaped faces at their posterior ends; this helps to somewhat reduce the base halftone coefficient, but has no appreciable effect on general flight behavior. The basic dimensions of the various models in fig. 12 are the following (see fig. 10 which illustrates how to apply these dimensions):

Fig. 12a CW(S) Fig. 12a CW (S)

Fig. 12b CW(M) Fig. 12b CW (M)

Fig. 12c IW Fig. 12c IW

L L

25,4 cm 25.4 cm

25,4 cm 25.4 cm

25,4 cm 25.4 cm

U U

5,385 cm 5.385 cm

3,592 cm 3,592 cm

- -

U U

4,770 cm 4.770 cm

5,420 cm 5.420 cm

6,706 cm 6.706 cm

Di Sun

9,088 cm 9.088 cm

9,274 cm 9.274 cm

9,652 cm 9.652 cm

D, D,

7,747 cm 7.747 cm

7,747 cm 7.747 cm

7,747 cm 7.747 cm

D„ D „

9,652 cm 9.652 cm

9,652 cm 9.652 cm

9,652 cm t 9.652 cm t

0,953 cm 0.953 cm

0,953 cm 0.953 cm

0,953 cm 0.953 cm

R R

4,826 cm 4.826 cm

4,826 cm 4.826 cm

4,826 cm 4.826 cm

9 "

û û

3° 8° 3 ° 8 °

3 °

QO QO

0 °

QO QO

At/Aj o At / Aj o

0,727 0.727

0 0

0,700 0.700

O O

0,640 0.640

t/R t / R

0,197 0.197

0,197 0.197

0,197 0.197

L/D L / D

2,63 2.63

2,63 2.63

2,63 2.63

Les modèles représentés sur la fig. 12 ont tous été tirés à des vitesses égales et dans des conditions semblables, et les trajectoires de vol ont été suivies à l'aide d'un radar de poursuite et à effet Doppler-Fizeau. Les trajectoires de vol ont été comparées à la trajectoire d'une munition classique (APDS) tirée dans les mêmes conditions et au même poids. Les trajectoires des divers projectiles sont indiquées sur la fig. 13. Le modèle à surface cunéiforme interne ayant un rapport At/A-, de 0,640 seulement a été étranglé à tout moment et a une portée totale de moins de 6096 m. Les deux modèles à partie cunéiforme composite, ayant des rapports At/Aj supérieurs aux valeurs critiques, étaient non étranglés immédiatement après le lancement, mais se sont étranglés environ 7 à 7,2 s après le lancement et ont des portées d'environ 13 700 m pour le CW(M) et d'environ 15250 m pour le CW(S). L'APDS classique a une portée d'environ 21950 m. Les courbes d'évolution de la vitesse des modèles à partie cunéiforme composite CW(M) sont représentées sur la fig. 14. Le point d'inflexion sur la courbe démontre que l'étranglement s'est produit comme prédit. Les coefficients de traînée des divers modèles représentés sur la fig. 12 ont été calculés par rapport au nombre de Mach de vol et les résultats sont indiqués sur la fig. 15. Les deux modèles à partie cunéiforme composite ayant des rapports A,/Ai de 0,727 et de 0,700 respectivement accusent une transition brusque d'une tramée faible à une traînée forte à une vitesse légèrement inférieure à Mach 2, ce qui est conforme aux prédictions théoriques. Le modèle à surface cunéiforme interne (IW) est étranglé à tous les angles de Mach et accuse une forte traînée pour tous les nombres de Mach. Comme prévu, le coefficient de traînée de l'APDS accuse une augmentation progressive à mesure que le nombre de Mach diminue. The models shown in fig. 12 were all fired at equal speeds and under similar conditions, and the flight paths were followed using a Doppler-Fizeau tracking radar. The flight paths were compared to the trajectory of a conventional ammunition (APDS) fired under the same conditions and at the same weight. The trajectories of the various projectiles are indicated in fig. 13. The model with internal cuneiform surface having an At / A- ratio of only 0.640 was strangled at all times and had a total range of less than 6096 m. The two composite wedge-shaped models, having At / Aj ratios greater than the critical values, were uncoupled immediately after launch, but choked approximately 7 to 7.2 s after launch and had spans of approximately 13,700 m for the CW (M) and around 15250 m for the CW (S). The classic APDS has a range of approximately 21,950 m. The curves for the evolution of the speed of the models with the CW wedge-shaped part (M) are shown in fig. 14. The inflection point on the curve shows that the strangulation has occurred as predicted. The drag coefficients of the various models shown in fig. 12 were calculated with respect to the flight Mach number and the results are shown in fig. 15. The two models with composite cuneiform part having ratios A, / Ai of 0.727 and 0.700 respectively show an abrupt transition from a weak halftone to a strong drag at a speed slightly lower than Mach 2, which is in accordance with the predictions. theoretical. The internal wedge-shaped (IW) model is strangled at all Mach angles and has a high drag for all Mach numbers. As expected, the APDS drag coefficient shows a gradual increase as the Mach number decreases.

Comme mentionné plus haut, la conception du projectile tubulaire conforme à l'invention peut être modifiée considérablement, pour autant que l'on observe les critères de base de cette conception qui ont été établis plus haut. Par exemple, l'extrémité de fuite peut être émoussée, comme indiqué sur les fig. 1 à 3, ou bien elle peut présenter un bord relativement vif (voir par exemple les fig. 12a et 12b). Le passage intérieur du projectile ne doit pas être précisément cylindrique, par exemple une faible augmentation progressive du diamètre vers l'extrémité de fuite peut être bénéfique dans certaines constructions et, d'une manière analogue, le diamètre de la surface externe peut diminuer progressivement (de façon conique) vers l'extrémité de fuite. Le degré de conicité pour les surfaces interne et externe ne doit habituellement pas dépasser 2 ou 3°. L'extrémité antérieure du projectile est pourvue d'une partie cunéiforme de préférence composite, telle que représentée par exemple sur les fig. 1 à 3. La génératrice de chaque partie cunéiforme antérieure peut être droite, ou courbée d'une manière adéquate. Dans tous les cas, cependant, un rapport A,/A; doit être suffisamment grand pour assurer que l'on puisse obtenir des conditions d'écoulement supersonique dans le passage central aux vitesses de lancement en question. La présence d'un bord de fuite peut être utile dans de nombreux cas lorsqu'on souhaite réduire la traînée de culot. As mentioned above, the design of the tubular projectile according to the invention can be modified considerably, provided that the basic criteria of this design which have been established above are observed. For example, the trailing end may be dull, as shown in figs. 1 to 3, or it may have a relatively sharp edge (see for example Figs 12a and 12b). The internal passage of the projectile must not be precisely cylindrical, for example a small progressive increase in the diameter towards the trailing end can be beneficial in certain constructions and, in a similar manner, the diameter of the external surface can gradually decrease ( conically) towards the trailing end. The degree of taper for internal and external surfaces should usually not exceed 2 or 3 °. The front end of the projectile is provided with a wedge-shaped part, preferably composite, as shown for example in FIGS. 1 to 3. The generatrix of each anterior wedge part can be straight, or bent in an adequate manner. In all cases, however, an A, / A ratio; must be large enough to ensure that supersonic flow conditions can be achieved in the center passage at the launch speeds in question. The presence of a trailing edge can be useful in many cases when it is desired to reduce the drag of the base.

La variante représentée sur la fig. 16 peut être utile dans certains cas. Ce projectile 50 est essentiellement identique à celui représenté sur les fig. 12a, 12b. La forme d'exécution de la fig. 16 comporte cependant une section cunéiforme d'extrémité postérieure propre à supporter un culot refouleur 52 sous la forme d'un projectile non tubulaire classique dont la partie d'extrémité antérieure est en forme d'ogive classique. Le culot refouleur 52 est conformé de manière à présenter un épaulement radial 54 propre à s'appuyer contre un siège d'appui 56. Quoique la fig. 16 ne le montre pas, l'extrémité de fuite cunéiforme du projectile supporte de manière détachable au moins une ceinture de forcement (non représentée) et, de préférence, un anneau d'étanchéité. Une telle ceinture de forcement et un tel anneau d'étanchéité fonctionnent de la même manière que celle décrite avec référence aux fig. 1 à 3. Dès que le projectile tubulaire 50 a été lancé, une onde de choc normale se forme juste en amont de son bord d'attaque. Cela étant, des pressions de stagnation élevées apparaissent dans l'ouverture centrale du projectile et ces pressions provoquent la séparation du culot refouleur 52. Comme les forces de traînée qui s'exercent sur le projectile classique, c'est-à-dire le culot refouleur 52, dépassent celles qui s'exercent sur le projectile tubulaire 50, chaque projectile suit sa propre trajectoire. Cette technique peut être utilisée pour lancer un projectile tubulaire à partir d'un avion, car, dans ce cas, le culot refouleur doit être conçu pour suivre une trajectoire stable, sinon il pourrait être avalé par les moteurs. The variant shown in FIG. 16 may be useful in some cases. This projectile 50 is essentially identical to that shown in FIGS. 12a, 12b. The embodiment of fig. 16 however has a wedge-shaped rear end section capable of supporting a discharge base 52 in the form of a conventional non-tubular projectile, the front end portion of which is in the form of a conventional warhead. The refouler base 52 is shaped so as to have a radial shoulder 54 suitable for pressing against a support seat 56. Although FIG. 16 does not show it, the wedge-shaped trailing end of the projectile detachably supports at least one forcing belt (not shown) and, preferably, a sealing ring. Such a forcing belt and such a sealing ring function in the same manner as that described with reference to FIGS. 1 to 3. As soon as the tubular projectile 50 has been launched, a normal shock wave forms just upstream of its leading edge. However, high stagnation pressures appear in the central opening of the projectile and these pressures cause the separation of the repressor base 52. Like the drag forces which are exerted on the conventional projectile, that is to say the base repressor 52, exceed those which are exerted on the tubular projectile 50, each projectile follows its own trajectory. This technique can be used to launch a tubular projectile from an airplane, because in this case the repressor base must be designed to follow a stable trajectory, otherwise it could be swallowed by the engines.

Les projectiles tubulaires envisagés dans le présent mémoire tirent profit de la rotation gyroscopique propre à un projectile stabilisé par rotation. Cette rotation peut être utilisée pour empêcher tout ricochet du projectile tubulaire au-delà de la zone d'objectif souhaitée. En prévoyant des rayures adéquates dans le canon ou le tube de lancement, on lance le projectile tubulaire avec une vitesse de rotation comprise entre 500 et 1000 t/s (30000 à 60000 t/mn) et de préférence de l'ordre d'environ 750 t/s. Des vitesses de rotation de cet ordre de grandeur produisent des contraintes dans le corps en forme d'enveloppe, contraintes qui sont de l'ordre de 4218 à 4570 kg/cm2. Naturellement, un projectile conforme à l'invention est fait d'une matière choisie de manière à pouvoir résister aux contraintes produites par ces vitesses de rotation élevées. Des prototypes du projectile tubulaire éprouvés avec succès ont été fabriqués en un acier AISI4340, c'est-à-dire un acier allié recuit. Un autre type acceptable d'acier, qui est préférable étant donné son prix peu élevé, est l'acier AISI 1018. Ce dernier est un acier au carbone ordinaire fortement étiré ayant une limite d'élasticité comprise entre 4570 et 4921 kg/cm2. The tubular projectiles contemplated in this specification take advantage of the gyroscopic rotation inherent in a projectile stabilized by rotation. This rotation can be used to prevent any ricochet from the tubular projectile beyond the desired target area. By providing adequate scratches in the barrel or the launching tube, the tubular projectile is launched with a rotation speed of between 500 and 1000 t / s (30,000 to 60,000 rpm) and preferably of the order of approximately 750 t / s. Rotational speeds of this order of magnitude produce stresses in the envelope-shaped body, stresses of the order of 4218 to 4570 kg / cm2. Naturally, a projectile in accordance with the invention is made of a material chosen so as to be able to withstand the stresses produced by these high rotational speeds. Successful tubular projectile prototypes have been manufactured from AISI4340 steel, i.e. annealed alloy steel. Another acceptable type of steel, which is preferable given its low price, is AISI 1018 steel. The latter is ordinary carbon steel, highly drawn, with a yield strength of between 4570 and 4921 kg / cm2.

Il est très souhaitable que la matière dont le projectile tubulaire est fait puisse être choisie de manière que sa limite élastique ne It is very desirable that the material of which the tubular projectile is made can be chosen so that its elastic limit does not

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

623 407 623,407

dépasse que dans une faible mesure les contraintes pouvant être calculées et qui sont imposées sur la surface du projectile tubulaire lorsqu'il est lancé avec la vitesse de rotation voulue. Lorsqu'un tel projectile tubulaire qui tourne sur lui-même rencontre une cible ou un autre objet dans la zone de la cible, des charges et des contraintes supplémentaires dues à l'impact sont imposées sur ce projectile et la contrainte supplémentaire produite par l'impact provoque la rupture du projectile. On a constaté que le corps du projectile tubulaire se fissure, ces fissures se propageant pour provoquer la fragmentation du projectile d'une manière à peu près semblable à l'épluchure d'une banane. A mesure que le corps du projectile se fragmente de cette manière, une traînée fortement accrue est imposée sur les fragments produits. Cela étant, les fragments 5 ralentissent rapidement et toute tendance à un ricochet excessif au-delà de la zone de la cible est sévèrement contrecarrée et éventuellement même éliminée. Plus important encore est le fait que l'on peut obtenir une fiabilité régulière de la maîtrise des ricochets indésirables au-delà de la zone de la cible. exceeds only to a small extent the stresses which can be calculated and which are imposed on the surface of the tubular projectile when it is launched with the desired speed of rotation. When such a spinning tubular projectile hits a target or other object in the target area, additional impact loads and stresses are imposed on that projectile and the additional stress produced by the impact causes the projectile to rupture. The body of the tubular projectile has been found to crack, these cracks propagating to cause the projectile to break up in a manner roughly similar to the peeling of a banana. As the body of the projectile fragments in this way, a greatly increased drag is imposed on the fragments produced. However, the fragments 5 slow down rapidly and any tendency for excessive ricochet beyond the target area is severely thwarted and possibly even eliminated. Even more important is the fact that regular control over unwanted ricochets can be obtained beyond the target area.

R R

7 feuilles dessins 7 sheets of drawings

Claims (8)

623 407623,407 1+1__M2J fYM2-IyM 1 + 1__M2J fYM2-IyM «y 4- 1 V + 1/2(Y-1) "Y 4- 1 V + 1/2 (Y-1) 1. Projectile tubulaire, propre à être tiré à une vitesse supersonique par une bouche à feu, comprenant un corps tubulaire de section circulaire comportant une extrémité antérieure d'entrée et une extrémité postérieure de sortie ainsi qu'un passage central qui s'étend à travers le corps, un culot refouleur et une ceinture de forcement, caractérisé en ce que la surface intérieure et la surface extérieure au niveau de l'extrémité antérieure du corps ont une forme conique et délimitent un bord d'attaque dont l'angle est compris entre 5 et 15°, le diamètre intérieur du passage central diminuant de l'extrémité antérieure d'entrée vers une région rétrécie, le rapport de la section du passage dans la région rétrécie At à la section de ce passage à l'extrémité d'entrée Ai étant d'au moins 0,65, mais inférieur à 1, le rapport de l'épaisseur de la paroi du corps tubulaire à son rayon t/R étant compris entre 0,18 et 0,45, où: 1. Tubular projectile, capable of being fired at a supersonic speed by a muzzle, comprising a tubular body of circular section comprising a front inlet end and a rear outlet end as well as a central passage which extends to through the body, a refouling base and a forcing belt, characterized in that the interior surface and the exterior surface at the level of the anterior end of the body have a conical shape and delimit a leading edge whose angle is included between 5 and 15 °, the inside diameter of the central passage decreasing from the anterior inlet end towards a narrowed region, the ratio of the section of the passage in the narrowed region At to the section of this passage at the end of input Ai being at least 0.65, but less than 1, the ratio of the thickness of the wall of the tubular body to its radius t / R being between 0.18 and 0.45, where: t=épaisseur de paroi maximale; t = maximum wall thickness; R=distance radiale maximale entre l'axe du corps tubulaire et la surface extérieure du corps tubulaire. R = maximum radial distance between the axis of the tubular body and the outer surface of the tubular body. 2. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de la section du passage dans la région rétrécie A, à la section de ce passage à l'extrémité d'entrée A; est d'au moins 0,66. 2. Projectile according to claim 1, characterized in that the ratio of the section of the passage in the narrowed region A, to the section of this passage at the inlet end A; is at least 0.66. 2 2 REVENDICATIONS 3. Projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce que ce rapport des sections de passage est d'au moins 0,7. 3. Projectile according to claim 2, characterized in that this ratio of the passage sections is at least 0.7. 4. Projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que ce rapport des sections de passage est d'environ 0,7. 4. Projectile according to claim 3, characterized in that this ratio of the passage sections is approximately 0.7. 5. Projectile suivant l'une des revendications 1 à 4, destiné à être lancé à une vitesse déterminée dans un gaz déterminé, caractérisé en ce que le rapport de la section du passage dans la région rétrécie A, à la section du passage à l'extrémité antérieure d'entrée Ai est supérieur à celui défini par l'équation: 5. Projectile according to one of claims 1 to 4, intended to be launched at a determined speed in a determined gas, characterized in that the ratio of the section of the passage in the narrowed region A, to the section of the passage to l input front end Ai is greater than that defined by the equation: V-l V'2/ y_1\1/Y-1 V-l V'2 / y_1 \ 1 / Y-1 6. Projectile suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le culot refouleur est monté sur l'extrémité postérieure du corps tubulaire pour transformer les pressions de gaz dans la bouche à feu en une force d'entraînement exercée sur le corps et en ce qu'il est agencé de manière à être séparé de celui-ci grâce aux pressions agissant sur lui après le lancement. 6. Projectile according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure base is mounted on the rear end of the tubular body to transform the gas pressures in the muzzle into a driving force exerted on the body and in that it is arranged so as to be separated therefrom by the pressures acting on it after launching. 7. Projectile suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la ceinture de forcement est montée sur une surface externe du corps tubulaire et propre à s'engager en prise avec les rayures de la bouche à feu pour faire tourner le projectile sur lui-même. 7. Projectile according to one of claims 1 to 6, characterized in that the forcing belt is mounted on an external surface of the tubular body and adapted to engage with the scratches of the muzzle to rotate the projectile on itself. 7 M2 7 M2 ou: or: M=nombre de Mach au lancement, pour M> 1,0; M = Mach number at launch, for M> 1.0; Y=rapport entre la chaleur spécifique à pression constante et la chaleur spécifique à volume constant du gaz environnant. Y = ratio between the specific heat at constant pressure and the specific heat at constant volume of the surrounding gas. 8. Projectile suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le culot refouleur comprend une extrémité antérieure de forme ogivale qui, avant séparation, est enfermée dans le corps tubulaire. 8. Projectile according to one of claims 1 to 7, characterized in that the repressor base comprises an anterior end of ogival shape which, before separation, is enclosed in the tubular body. décélération lente en deçà de l'objectif, suivie d'une décélération rapide s'accompagnant d'une instabilité au-delà de l'objectif en vue de réduire la portée. Dans une autre situation, il peut être nécessaire de maximaliser la portée. Les difficultés de trajectoire peuvent s également être dues à des forces étrangères et disruptives produites soit pendant le lancement, soit pendant le vol libre. slow deceleration below the target, followed by rapid deceleration with instability beyond the target to reduce range. In another situation, it may be necessary to maximize the range. The trajectory difficulties can also be due to foreign and disruptive forces produced either during launch or during free flight. En vue de satisfaire ces exigences, le projectile tubulaire selon l'invention présente les caractéristiques énoncées dans la revendication 1. In order to meet these requirements, the tubular projectile according to the invention has the characteristics set out in claim 1.
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