CH650073A5 - Projectile pour armes de poing et d'epaule et cartouche munie d'un tel projectile. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un projectile (ou balle) destiné à être tiré par toutes armes de poing et d'épaule à canon lisse ou rayé, sans qu'il soit nécessaire de modifier ces dernières, ce projectile produisant notamment des effets neutralisants de haute puissance.
Des exigences particulières sont imposées aux projectiles utilisés, en particulier par les forces de l'ordre pour combattre les malfaiteurs. Ces projectiles doivent ainsi présenter, même à des distances de tir différentes, un bon effet utile, c'est-à-dire céder la plus grande quantité d'énergie possible lors de leur impact, tout en ne constituant aucun danger pour des personnes se trouvant derrière le malfaiteur et en ne présentant qu'un danger minimal pour des personnes étrangères à l'action situées à proximité du malfaiteur. En même temps, ces projectiles doivent également pouvoir percer des buts durs, tels que des carrosseries d'automobiles et posséder ensuite encore suffisamment d'énergie pour mettre immédiatement hors de combat l'occupant de l'automobile en touchant ce dernier. Ces projectiles doivent pouvoir encore être utilisés, si possible, de façon universelle par les forces de l'ordre et doivent assurer le fonctionnement parfait de tous les types d'armes, à canons lisses ou rayés, d'épaule ou de poing, mis en œuvre même à cadence de tir élevée.
Par ailleurs, et surtout, ces projectiles, destinés aux forces de l'ordre, doivent être, avant et après l'effet au but, absolument conformes aux Conventions de La Haye, ce qui exclut tous les projectiles dits à pointe creuse avant et après l'effet au but et, bien entendu, tous les projectiles explosifs. Ces conventions interdisent également l'emploi de projectiles dont la pointe peut se déformer à l'impact, notamment par élargissement radial de la balle. De plus, de tels projectiles n'auraient qu'un très faible pouvoir perforant et ne seraient pas capables de traverser des buts durs.
Pour répondre aux conditions ci-dessus exposées, on ne peut, d'autre part, envisager d'alourdir le projectile, bien que ce soit la solution naturellement envisagée. En effet, s'il est exact qu'on augmente le pouvoir de pénétration avec le poids de la balle, on n'est pas certain, de cette façon, d'immobiliser instantanément un malfaiteur et, si le corps de celui-ci est traversé, la balle peut conserver assez d'énergie cinétique pour blesser une personne située derrière lui. Pour limiter la pénétration de la balle, on pourrait envisager de réaliser la pointe de celle-ci suivant un profil s'élargissant à partir de la pointe suivant un profil concave, vu de l'extérieur. Dans ce cas, toutefois, la pénétration du projectile serait très rapidement freinée et la blessure trop superficielle pour créer un effet de choc immobilisant le malfaiteur.
Le but de la présente invention est de réaliser un projectile, notamment destiné aux forces de l'ordre et remplissant les conditions précitées d'immobilisation immédiate sans traversée du corps, mais ayant un pouvoir de pénétration suffisant à l'égard des corps durs, tout en étant conforme aux Conventions de La Haye. L'invention vise complémentairement à ce que le projectile puisse être utilisé par toutes les armes de poing ou d'épaule, sans modification de ces dernières. Cette dernière condition est, en effet, très importante pour l'adoption d'une nouvelle munition par des forces de l'ordre, mais elle complique notablement la difficulté du problème posé. Suivant l'invention, le projectile non déformable pour armes de poing et d'épaule comprenant un corps muni d'une pointe est caractérisé en ce que la section longitudinale de pointe est définie par deux lignes concaves vues de l'extérieur et symétriques par rapport à l'axe du projectile, et en ce qu'il comprend une cavité intérieure au corps, ouverte à l'opposé de la pointe et destinée à être remplie au moins en partie par la poudre de chargement introduite dans la douille dudit projectile. Une cartouche comportant un projectile et une douille associée est caractérisée en ce que le rapport du volume de la cavité du projectile au volume intérieur total de la douille avant mise en place du projectile est compris entre 0,5 et 2. L'expérience a montré que la combinaison du profil précité et de l'évidement interne du projectile qui permet d'augmenter la charge de poudre sans changement des dimensions de la cartouche, et donc sans modification du calibre de l'arme, malgré la diminution du poids du projectile, répondait aux conditions particulières fixées par l'invention.
On peut s'expliquer ces résultats en considérant que la pointe à forme extérieure concave du projectile assure, lors de l'impact, un rejet latéral des chairs, créant une blessure évasée et que, conjointement, la grande vitesse initiale de la balle, obtenue par la charge accrue de poudre, est suffisante pour assurer à celle-ci une pénétration telle que soit créé un effet de choc mettant immédiatement le malfaiteur hors de combat.
Par ailleurs, la forme particulière de la pointe du projectile conforme à l'invention permet de limiter la portée dangereuse du projectile, ce qui réduit les risques pour les personnes non combattues, placées derrière ou à proximité du malfaiteur; en même temps, la grande vitesse initiale conférée au projectile assure la précision du tir et une portée suffisante pour les besoins usuels des forces de l'ordre.
Les moyens prévus par l'invention se traduisent, en outre, par une augmentation de l'énergie cinétique du projectile (proportionnelle à MV2 où M désigne la masse et V la vitesse initiale), car la diminution de la masse est fortement compensée par l'augmentation de la vitesse. Cela explique l'importance des effets destructeurs cons5
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tatés. Au contraire, la quantité de mouvement correspondant à MV est le plus souvent diminuée, ce qui réduit le recul de l'arme lors du tir.
On comprend encore que ces effets très intéressants peuvent être obtenus sans modification du calibre de l'arme.
De préférence, les moyens prévus pour donner au projectile une vitesse initiale supérieure à celle d'un projectile traditionnel de même calibre sont tels que cette vitesse soit de deux ou trois fois supérieure.
Selon une version avantageuse de l'invention, la tangente à chacune des lignes concaves précitées forme avec l'axe du projectile un angle qui est plus grand près de la base de la pointe qu'à l'extrémité libre de celle-ci, cet angle ne dépassant pas, toutefois, 90° à la base.
L'expérience montre qu'un tel profil permet d'avoir à la fois un fort pouvoir perforant et un effet optimal de freinage et de refoulement des chairs après l'impact.
Selon une réalisation préférée de l'invention, la pointe du projectile présente une surface de forme sensiblement paraboloïde-négati-ve-concave, tandis que la cavité intérieure, ouverte à l'opposé de la pointe et destinée à être remplie au moins en partie par la poudre de chargement introduite dans la douille, présente un profil intérieur comparable à celui de la pointe pour supprimer toute zone de moindre résistance qui aurait pour effet, lors de l'impact avec un corps dur, que la tête du projectile passe à l'intérieur de ladite cavité.
Les particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs:
— la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une cartouche comportant un projectile conforme à l'invention;
— la fig. 2 est un schéma montrant les lignes concaves formées par la pointe du projectile et illustrant les effets techniques de celle-ci.
Dans la réalisation de la fig. 1, le projectile 1 conforme à l'invention est serti dans une douille 2 de structure classique qui comporte, à sa base, une amorce 11. Le projectile 1 comprend un corps cylindrique 3 engagé partiellement dans la douille 2 et une pointe 4. Le corps cylindrique 3 présente des gorges annulaires ou cannelures 3a remplies par un lubrifiant de type connu logé dans la partie engagée dans la douille 2. Le projectile 1 est réalisé en une matière et selon un profil tels qu'il ne soit sensiblement pas déformé à l'impact et par exemple en cuivre ou en un alliage à base de cuivre.
La section longitudinale de la pointe 4 est définie par deux lignes concaves 5, symétriques par rapport à l'axe X-X' du projectile.
La tangente ti, t2 à chacune des lignes concaves 5 forme, avec l'axe X-X' du projectile 1, un angle qui est plus grand près de la base 6 de la pointe 4 qu'à l'extrémité libre 7 de celle-ci.
L'expérience a montré que les meilleures conditions étaient réalisées lorsque l'angle a est compris entre 45 et au maximum 90° près de la base 6 de la pointe 4 et lorsque l'angle b est compris entre 0 et 15", près de l'extrémité 7 de cette pointe.
Dans l'exemple représenté, les lignes concaves 5 sont sensiblement des portions de parabole définissant une surface de forme sensiblement paraboloïde-négative-concave. Le foyer annulaire F! de cette surface est situé à une distance d de l'axe X-X' du projectile qui est comprise entre une et deux fois le rayon du corps cylindrique 3 (fig. 2).
Le corps cylindrique 3 présente une cavité interne 8 ouverte vers la douille 2 qui est remplie en partie par la poudre de chargement 9 introduite dans cette douille 2. La cavité 8 présente un volume cylindrique 8a prolongé par une ogive 8b.
Dans la réalisation représentée, la cavité 8 est cylindro-conique et présente le volume maximal compatible avec la résistance mécanique des parois du projectile 1.
Plus précisément, l'épaisseur de la matière dans les zones A et B où la paroi de la balle travaille le plus lors de l'impact doit être suffisante pour que la pointe 4 soit pratiquement indéformable et ne risque en aucun cas, même si la cible est un corps dur, que la pointe 4 puisse être refoulée à l'intérieur de la cavité 8.
La forme conique de l'ogive 8a se prête à une fabrication par usinage (décolletage). Mais on peut également prévoir une fabrication par emboutissage, auquel cas le profil de l'ogive (montré en 8c en traits interrompus) serait avantageusement parallèle à la courbe 5.
L'épaisseur de la partie 8a doit, d'autre part, être telle que cette partie du projectile ne risque pas de s'évaser au départ du coup. La détermination des épaisseurs peut se faire par calcul ou expérimentalement.
Grâce à la cavité 8, la masse du projectile selon l'invention peut être notablement diminuée par rapport à la masse M d'un projectile traditionnel de même calibre. En pratique, des résultats intéressants sont obtenus si Mi est compris entre M/2,5 et M/5.
Bien entendu, ce poids peut être ramené aux valeurs usuelles, si on le désire, par l'emploi de matériaux ayant une plus grande densité.
D'autre part, le volume V\ de la cavité 8 peut être sensiblement compris entre 0,5 et 2 fois le volume intérieur total de la douille 9 avant mise en place du projectile.
De ce fait, même après la mise en place du projectile 1 dans la douille 2, le volume intérieur disponible pour la poudre peut être très fortement augmenté, ce qui permet d'avoir une charge de poudre nettement supérieure à celle utilisée pour une munition traditionnelle de même calibre.
Il est ainsi fait en sorte avantageusement suivant l'invention que, par augmentation du volume de poudre, la vitesse initiale du projectile 1 soit d'environ deux à trois fois supérieure à celle d'un projectile traditionnel de même calibre, le projectile suivant l'invention pouvant ainsi être qualifié de projectile à très haute vitesse.
Ainsi, une cartouche de revolver présentant, à titre d'exemple, un calibre de 357 Magnum tel qu'employé par les services de police, réalisée suivant l'invention, a une charge de poudre augmentée de près de 100% et sa vitesse initiale dépasse 1000 m/s.
En pratique, la charge de poudre utilisée peut occuper la totalité du volume disponible dans la douille 2 et la cavité 8 après mise en place du projectile 1 dans cette douille.
Si le volume disponible précité correspond au volume intérieur total de la douille 2 avant mise en place du projectile 1 (ou est peu supérieur), un moyen de remplissage commode de la cartouche consiste à remplir à ras bord de poudre la douille 2 et à enfoncer le projectile 1 jusqu'à la profondeur voulue. L'extrémité ouverte du projectile 1 présente, à cet effet, un chanfrein annulaire 10 qui permet à la poudre de remonter facilement à l'intérieur de la cavité lors de l'emboîtement du projectile 1 dans la douille 2.
Si le volume intérieur de la douille 2 et de la cavité 8 du projectile supposé en place est sensiblement supérieur au volume intérieur total de la douille 2, la cavité 8 doit être, au moins en partie, préremplie de poudre avant mise en place du projectile 1 sur la douille 2.
Bien entendu, on peut admettre un coefficient de remplissage de poudre inférieur à 1, mais au prix d'une diminution de la vitesse initiale du projectile.
A titre d'exemples non limitatifs, pour une cartouche longue, le volume de la cavité 8 peut être la moitié du volume de poudre (exemple: calibre 44 Magnum, volume de poudre 1,2 cm3, volume de la cavité 0,6 cm3) et, pour une munition courte, le volume de la poudre peut être double du volume de la douille (exemple: calibre 38 S 8 W, volume de la poudre 1,1 cm3, volume de la douille 0,5 cm3).
Pour répondre aux besoins des forces de police, le projectile conforme à l'invention est avantageusement fabriqué aux calibres de 9 mm Parabellum, 38 Spécial ou 357 Magnum, et il est réalisé en alliage de cuivre sur un tour automatique ou par emboutissage. Evidemment, si on désire remonter le poids du projectile 1, on peut utiliser des métaux ou alliages plus lourds que le cuivre.
Le freinage optimal, après l'impact, est obtenu grâce à la forme concave de la pointe 4 qui est réalisée de préférence par une surface
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sensiblement paraboloïde-négative-concave comme dans le cas de la réalisation représentée.
On sait que, dans le cas d'un réflecteur parabolique, les rayons lumineux ou calorifiques émis du foyer sont dirigés suivant des directions parallèles. Cette propriété a été mise en œuvre dans l'invention par l'utilisation d'une pointe présentant une forme sensiblement paraboloïde-négative-concave. L'adoption de cette forme particulière sera bien comprise à l'aide du dessin schématique représenté sur la fig. 2.
On constate sur ce dessin que tous les filets parallèles F de matière frappant les demi-paraboles 5 constituées par la coupe de la pointe 4 du projectile sont dirigés vers les foyers Fj de ces demi-paraboles. La matière ainsi projetée à très grande vitesse (plusieurs mach) devient extrêmement dense et les molécules de cette matière tassées aux foyers Fj des demi-paraboles s'appuient en quelque sorte sur elles-mêmes, en créant ainsi artificiellement, lors du freinage, une augmentation de plus de 100% du calibre réel du projectile.
Des essais ont été effectués en tirant des projectiles conformes à l'invention, de calibre 357 Magnum, sur de la plastiline (matière plastique de consistance comparable à celle des tissus vivants). Ces essais ont démontré qu'un projectile selon l'invention, lancé à plus de 1050 m/s, est arrêté sans fractionnement après une pénétration comprise entre 20 et 25 cm dans le matériau précité. On a ainsi obtenu un transfert maximal d'énergie avec une pénétration optimale du projectile dans la cible. De ce fait, un malfaiteur atteint par un projectile conforme à l'invention est immédiatement mis hors d'action ou hors de combat.
Le projectile conforme à l'invention se distingue donc très nettement, par ses effets, des projectiles connus.
Lorsqu'il est réalisé par exemple en alliage de cuivre, le projectile conforme à l'invention, de par sa dureté, son homogénéité et sa très grande vitesse, a un excellent pouvoir perforant sur les buts durs tels que les carrosseries d'automobiles. Ce pouvoir perforant est au minimum égal au triple de celui des projectiles entièrement chemisés traditionnels admis par les Conventions de La Haye. Toutefois,
après avoir traversé une épaisseur relativement faible de matière simulant les tissus vivants, ce projectile n'est pratiquement plus dangereux du fait de ses pertes importantes de vitesse et d'énergie.
Par ailleurs, une autre caractéristique avantageuse du projectile selon l'invention, qui est très appréciée par les forces de police devant intervenir en opérations dans des agglomérations à forte densité de population, est que ce projectile présente une faible portée, de sorte qu'il perd très vite sa vitesse et son énergie grâce au freinage aérodynamique accru par la forme particulière concave de sa pointe 4.
Le projectile conforme à l'invention peut être utilisé dans des cartouches classiques pouvant être tirées dans toutes les armes à canon lisse ou rayé. Ces derniers n'auront en aucun cas à subir de transformation et pourront donc tirer indifféremment les projectiles classiques et traditionnels, ainsi que les nouveaux projectiles conformes à l'invention. Les étuis, douilles, amorces et poudre employés à la confection de ces nouvelles cartouches sont de fabriction courante; seules les charges et les vivacités des poudres seront différentes des cartouches classiques, du fait de la légèreté du projectile conforme à l'invention et de l'augmentation considérable du volume interne de chargement.
On donne maintenant quelques exemples numériques comparatifs du projectile selon l'invention et des projectiles traditionnels, mettant en évidence les propriétés remarquables du premier et aussi certains effets surprenants, non prévisibles par le technicien:
Exemple comparatif N" 1 .-Calibre 357 Magnum Tir à 7 m 1er tjr:
6 cartouches du commerce dites à haute vitesse
Balles blindées de 9,4 g
Vitesse moyenne 400 m/s à 3 m
Energie cinétique 76,6 kgm
Vitesse de recul 3,9 m/s (arme Manurhin de 0,960 kg)
Quantité de mouvement 3,76 kgm/s
2« tir:
6 cartouches selon l'invention de 2,98 g Vitesse moyenne 800 m/s à 3 m Energie cinétique 97,2 kgm
Vitesse de recul 2,48 m/s (arme Manurhin de 0,960 kg)
Quantité de mouvement 2,384 kgm/s
Gain en faveur de l'invention:
En vitesse: 400 m/s, soit 100% d'augmentation En énergie: 20,6 kgm, soit 27% de puissance en plus Vitesse de recul diminuée de 50%
Exemple comparatif N° 2:
Mesure des effets de choc dans la matière plastique dite plastiline à 6°C. Mêmes munitions que ci-dessus et mêmes conditions de tir.
1er tir:
Le bloc de 60 cm de plastiline est traversé comme par la lame d'un fleuret, avec creusure de canaux de 40 à 45 mm de diamètre à l'entrée d et de 20 à 25 mm à l'orifice de sortie.
2e tir:
Arrêt total du projectile après seulement 13 cm; la totalité de l'énergie cinétique a été ainsi transférée sur seulement 13 cm de pénétration.
Exemple comparatif N° 3:
1er tir:
6 cartouches Metal Piercing Winchester de 150 grains Vitesse moyenne 286 m/s à 3 m Energie cinétique 40,6 kgm Vitesse de recul 3,48 m/s (arme Colt de 0,800 kg)
2^ tir:
6 cartouches selon l'invention de 46 grains Vitesse moyenne 717 m/s à 3 m Energie cinétique 78 kgm Vitesse de recul 2,67 m/s (arme Colt de 0,800 kg)
Gain en faveur de l'invention:
En vitesse: 431 m/s, soit 150% d'augmentation En énergie: 37,4 kgm, soit 92% d'augmentation Vitesse de recul diminuée de 24%
Exemple comparatif N" 4:
Mesure des capacités de perforation sur tôle d'acier de 65 hbar/mm2 et plaques de 110 hbar/mm2 de charge de rupture. 1er tir:
6 cartouches Metal Piercing Winchester Perforation de 2,5 mm d'acier à 65 hbar La tôle de 3 mm n'est pas percée.
2e tir:
6 cartouches selon l'invention de 2,98 g
Perforation de 4,5 mm de plaque d'acier à haute résistance ayant une charge de rupture de 110 hbar/mm2.
Exemple comparatif N" 5:
Essai de perforation de gilet pare-balle Tir à 7 m
1er tir:
6 cartouches Metal Piercing Winchester de 150 grains.
Les six projectiles sont arrêtés par un gilet pare-balle constitué de 20 couches ou plis de Kevlar considéré comme le plus efficace des gilets pare-balle, puisqu'il arrête la balle de 44 Magnum tirée dans
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un canon de 8 pouces, ainsi que les balles pour sanglier en calibre 12 de chasse.
2e tir:
6 cartouches selon l'invention de 46 grains.
Le gilet précité est traversé, ainsi que la caisse vide en bois pour munitions militaires servant de support au gilet.
Ces exemples mettent en évidence les propriétés surprenantes des munitions conformes à l'invention, obtenues grâce à la combinaison des moyens définie.
La forme de la pointe 4 peut être constituée par une succession 5 de surfaces planes et/ou circulaires, l'essentiel étant que la section longitudinale de cette pointe soit définie par deux lignes concaves symétriques et que cette forme produise un effet de freinage optimal lors de l'impact de la pointe.
2 feuilles dessins
Claims (10)
1. Projectile pour armes de poing et d'épaule comprenant un corps (3) muni d'une pointe (4), caractérisé en ce que la section longitudinale de la pointe (4) est définie par deux lignes (5) concaves vues de l'extérieur et symétriques par rapport à l'axe (X-X') du projectile, et en ce qu'il comprend une cavité (8) intérieure au corps (3), ouverte à l'opposé de la pointe (4) et destinée à être remplie au moins en partie par la poudre de chargement (9) introduite dans la douille (2) du projectile.
2. Projectile conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la tangente (tj, t2) à chacune des lignes concaves (5) forme avec l'axe (X-X') du projectile (1) un angle qui est plus grand près de la base (6) de la pointe (4) qu'à l'extrémité libre (7) de celle-ci, la valeur de cet angle étant au plus égal à 90° à la base.
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REVENDICATIONS
3. Projectile conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle est compris entre 45 et 90° près de la base (6) de la pointe et est compris entre 0 et 15° près de l'extrémité (7) de cette pointe.
4. Projectile conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la pointe (4) présente une surface (5) de forme parabo-loïde-négative-concave.
5. Projectile conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le volume de la cavité intérieure (8) est tèi que sa masse soit 2,5 à 5 fois plus faible que celle d'un projectile plein de même calibre.
6. Projectile conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le volume de la cavité (8) présente un profil parallèle à celui de la pointe (4).
7. Projectile conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens prévus pour lui donner une vitesse initiale supérieure à celle d'un projectile plein de même calibre sont tels que cette vitesse initiale soit de 2 à 3 fois supérieure.
8. Projectile conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la partie du corps (3) située au-delà de la pointe (4) est cylindrique et présente des cannelures (3a).
9. Cartouche comportant un projectile conforme à la revendication 1 et une douille associée, caractérisée en ce que le rapport du volume de la cavité (8) du projectile (1) au volume intérieur total de la douille (2) avant mise en place du projectile est compris entre 0,5 et 2.
10. Cartouche conforme à la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle renferme un poids de poudre de chargement (9) au moins égal au poids de poudre pouvant être contenu dans le volume interne total de la douille (2) avant mise en place du projectile (1) et pouvant atteindre une valeur double.
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