EP0268535A1 - Ceinture dérapante pour projectile de tout calibre - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
- F42B14/02—Driving bands; Rotating bands
Definitions
- the technical sector of the present invention is that of windbreaking belts equipping projectiles of any caliber fired using a rifled barrel tube.
- slip belt The concept of the slip belt is that which is used both in France and abroad to allow the firing of kinetic energy ammunition, of the arrow type, and this, from heavily striped tubes.
- the non-slip belts developed for currently known arrow munitions are made of plastic and are mounted on the projectile by hot deformation. After cooling, these belts rotate freely on the projectile with a residual play that is difficult to reproduce due to the passage of the material in permanent deformation since its mechanical properties are modified.
- patents US-A-4,187,783 and DE-A-2,331,158 In the American patent, a belt is provided for an arrow projectile on which a sealing layer is applied, capable of sliding one with respect to the other to reduce the rotation of the projectile.
- the tightness in the tube must be ensured at the level of the belt so as not to degrade the performance of the weapon system.
- Means annexed to the belt have been proposed to ensure this tightness, consisting in a bead linked to the belt by a complex structure.
- the patent FR-A-2 331 771 describes a supplied projectile provided with a sliding guide ring, mounted rotatably on the body of the projectile. It is above all a question of overcoming the great precision necessary for assembly by providing a ring in three parts, maintained until firing by a safety lock. This ring is mounted in a sliding cage or placed in its housing with a certain clearance. However, the production of the ring in three parts, made of sintered metal, does not prevent sealing between the projectile and the tube of the weapon.
- the patent FR-A-1 093 020 relates to means for reducing the rotation of a projectile by providing a slip belt mounted between two parts of a munition joined axially by screwing.
- reducing gyration requires taking into account a number of factors that are difficult to control. Indeed, the very design of the ammunition is different and requires delicate machining in order to adapt this belt.
- the object of the present invention is therefore to avoid the drawbacks mentioned above by proposing a slip belt transmitting only a small rotation to the projectile by increasing the radial clearance between the belt and the projectile during the launching phase of the latter. ci, while ensuring the tightness in the barrel of the weapon.
- the invention therefore relates to a device constituting a slip belt for projectile fired in a striped tube, consisting of a ring disposed in a housing formed on the projectile, a grain before placed against the anterior edge of the housing, a plastic belt body placed in the housing, characterized in that this body comprises circular den ts in contact with the ring and an axial locking means of the body in the housing.
- the outside diameter of the belt body can be substantially greater than the diameter of the stripes in the tube.
- the belt body may be provided with a rear skirt which is not adherent to the projectile, comprising a groove of crimping of the ammunition socket.
- the axial locking means may consist of radial pins fixed on the projectile, a grain being placed between the rear face of the body and the pins.
- the locking means can be constituted by a circular flange of the projectile.
- the belt body can be made up of two identical sectors joined by assembly screws.
- the front grain can be in the form of a disc.
- the front grain can be in the form of a disc provided with a frustoconical inner lip.
- the diameter of the front grain may be less than that of the projectile, so as to provide a free space between the front of the belt body and the front edge of the housing.
- the total surface of the tooth contacts can be equal to or less than 25% of the surface of the ring.
- An advantage of the present invention lies in the fact that the radial clearance between the belt and the projectile is constant and reproducible from one munition to another, which does not affect the performance of the weapon system.
- Another advantage lies in the fact that the mounting operations involve only the elastic deformations of the material constituting the belt body.
- Another advantage is that this game is kept in a temperature range of -40 ° C to + 63 ° C.
- low longitudinal moment of inertia is meant a moment of the order of 1.4.10 ⁇ 3 Kg.m2.
- this belt can be applied to any type of ammunition whether it is small, medium or large caliber.
- FIG. 1 Partially diagrammatically shown in FIG. 1 is an arrow projectile conventionally constituted by a launch shoe 1 and an arrow not shown.
- This projectile is placed in the barrel of the weapon at the level of the chamber 3 and the forcing cone 4.
- the projectile comprises a housing 5 on which is placed a ring 6 and at the front a grain 7a having the form a disc with a frustoconical inner lip.
- a belt body 8 provided with teeth 9 is placed in contact with the ring 6 and bears on the front grain 7a.
- These teeth 9 are, in the figures, in the form of a V, but they could also be in the form of a U. They can be produced in the form of a single helical groove, or alternatively in the form of parallel grooves.
- the total contact surface of the teeth is less than or equal to 25% of the surface of the ring 8.
- the belt 8 is extended rearward by a skirt 10 without contact with the projectile 1.
- This skirt carries a circular groove 11 in which the sleeve 12 is crimped by constriction as shown by arrow A.
- Pawns 13 fixed radially in the The projectile shoe limits the rearward movement of the belt.
- a rear grain 7b can be placed between the rear face of the body 8 and the pins 13 so as to facilitate the sliding of the belt.
- Radial holes 14 made in the groove 11 allow the passage of the pins 13.
- the belt can be retained using six pins regularly arranged on a diameter of the projectile. In the figure, it can be seen that the external diameter (a) of the belt is slightly greater than the diameter (b) of the stripes 15 of the tube, that is to say from 1 to 2 mm.
- the structure described above makes it possible to ensure mechanical mounting of the various elements, that is to say without deformation.
- the front grain 7a is first placed against the front face 15 of the housing 5, then the ring 6 is threaded onto the projectile and finally the belt body 8 is placed around the ring 6 and against the grain 7a with a very slight Tightening.
- the rear grain 7b is placed and the pins 13 are then fixed, then the sleeve.
- a free space 7c can be provided between the grain 7a and the ring 6 and / or 7d between the grain 7b and the pins 13.
- FIG 2 there is shown an alternative embodiment different from the previous mode by the depth p2 of the housing 5 which is greater than the value p1 shown in Figure 1.
- the thickness of the belt 8 is greater and a space 16 is formed between the front of this belt and the projectile.
- the displacement of the contact zone of the belt 8 towards the axis of the projectile thus makes it possible, at equal pressure, to reduce the driving torque of the projectile in rotation by reducing the mean radius of the front grain.
- the mounting of the front grain 7a, the ring 6 and the belt 8 is strictly identical to that of the previous mode. Note that the grain 7a is in the form of a disc.
- FIG 3 there is shown an embodiment of the belt according to the invention in which the pins are replaced by a circular flange 17 of the projectile defining a housing of the belt body.
- the skirt 10 has no radial perforation and the sleeve 12 is crimped in the groove 11.
- This structure requires mounting of the grain 7a, of the ring 6 and of the belt by elastic and not permanent deformation on the projectile. In this configuration, no rear grain is placed between the body and the collar.
- the belt body 8 is very thick on the order of 20 mm, to allow good do not scratch and avoid too much tightening at the level of the projectile. Note that the thickness commonly used in this technical field is around 8 mm.
- the belt 8 is made of conventional plastic material of the polyamide type and has a cone which matches the forcing cone of the tube.
- the front grains 7a and rear 7b can be made of material of the polypropylene or low density polyethylene type, the material constituting the front grain preferably being of a lower Shore hardness than that of the rear grain.
- the grain before 7a is made of a very flexible material with a Shore hardness of the order of 10 to 20 and a density of the order of 50 Kf / m3 to ensure a limitation of the entrainment. in rotation of the projectile.
- the ring 6 made of plastic of the polypropylene type on the one hand, participates in the locking of the elements of the shoe applied to the arrow, constituting the projectile, and on the other hand, limits the driving in rotation of the projectile. Finally, the stop pins 13 (two per shoe element) or the flange 17 retain the belt when taking scratches and allow the locking of the projectile in translation during handling.
- the belt 8 rotates at the speed authorized by the striping of the tube.
- the gas pressure exerted on the back of the belt pushes it forward.
- the projectile is driven slightly in rotation, on the one hand by the slight tightening of the belt when taking scratches (this tightening decreases very quickly due to the clipping of the circular teeth and the large thickness of the belt) and, on the other hand, by the front face of the belt which rests on the very flexible grain 7a.
- the speed of rotation transmitted to the projectile is approximately 70 to 80 revolutions / s whereas with a conventional belt the speed transmitted is approximately 560 revolutions / s.
- an assembly mode of the belt body 8 may include a number of sectors and in particular two half-shells 18 and 19 assembled by two screws 20 fixed in their thickness. This embodiment allows the belt to be mounted on the projectile described in Figure 3 without deformation.
- the housing 5 is formed directly on the body of the projectile.
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Abstract
Description
- Le secteur technique de la présente invention est celui des ceintures déranpantes équipant les projectiles de tout calibre tirés à l'aide d'un tube de canon rayé.
- Afin de permettre le tir de munitions anti-chars à partir de tubes fortement rayés, des concepts techniques ont été mis au point. Le concept le plus utilisé repose essentiellement sur la limitation de la rotation du projectile pendant la phase de lancement grâce à une ceinture dite dérapante qui suit les rayures du tube tout en n'imprimant au projectile qu'une légère rotation par frottement de glissement.
- Le concept de la ceinture dérapante est celui qui est retenu tant en France qu'à l'étranger pour permettre le tir de munitions à énergie cinétique, du type flèche, et ce, à partir de tubes fortement rayés.
- Les ceintures dérapantes développées pour les munitions flèches connues actuellement sont en matière plastique et sont montées sur le projectile par déformation à chaud. Après refroidissement, ces ceintures tournent librement sur le projectile avec un jeu résiduel difficilement reproductible en raison du passage de la matière en déformation permanente puisque ses propriétés mécaniques sont modifiées. A titre indicatif, on pourra se reporter aux brevets US-A-4 187 783 et DE-A-2 331 158. Dans le brevet américain, on prévoit pour un projectile flèche une ceinture sur laquelle est appliquée une couche obturatrice, susceptibles de glisser l'une par rapport à l'autre pour diminuer la rotation du projectile. Par contre, dans le brevet allemand, on prévoit d'équiper un projectile flèche à l'aide d'une ceinture présentant un jeu axial et radial pour assurer son glissement par rapport au projectile. Toutfois, il est toujours difficile d'obtenir dans un processus industriel les performances annoncées dans ces brevets.
- Par ailleurs, l'étanchéité dans le tube doit être assurée au niveau de la ceinture afin de ne pas dégrader les performances du sytème d'arme. On a proposé des moyens annexes à la ceinture pour assurer cette étanchéité, consistant en un bourrelet lié à la ceinture par une structure complexe.
- Le brevet FR-A-2 331 771 décrit un projectile emnné muni d'une bague de guidage coulissante, montée tournante sur le corps du projectile. Il s'agit avant tout de pallier la grande précision nécessaire au montage en prévoyant une bague en trois parties, maintenues jusqu'au tir par un verrou de sûreté. Cette bague est montée dans une cage de glissement ou bien placée dans son logement avec un certain jeu. Toutefois, la réalisation de la bague en trois parties, en métal fritté, ne perment pas d'assurer l'étanchéité entre le projectile et le tube de l'arme.
- Le brevet FR-A-1 093 020 vise des moyens pour réduire la rotation d'un projectile en prévoyant une ceinture dérapante montée entre deux parties d'une munition réunies axialement par vissage. Toutefois, la réduction de la giration impose la prise en compte d'un certain nombre de facteurs difficiles à maîtriser. En effet, la conception même de la munition est différente et nécessite des usinages délicats afin d'adapter cette ceinture.
- Le but de la présente invention est donc d'éviter les inconvénients cités précédemment en proposant une ceinture dérapante ne transmettant qu'une faible rotation au projectile par augmentation du jeu radial entre la ceinture et le projectile au cours de la phase de lancement de celui-ci, tout en assurant l'étanchéité dans le tube de l'arme.
- L'invention a donc pour objet un dispositif constituant une ceinture dérapante pour projectile tiré dans un tube rayé, constitué d'une bague disposée dans un logement pratiqué sur le projectile, d'un grain avant placé contre le bord antérieur du logement, d'un corps de ceinture en matière plastique placé dans le logement, caractérisé en ce que ce corps comporte des den ts circulaires en contact avec la bague et un moyen de verouillage axial du corps dans le logement.
- Le diamètre extérieur du corps de ceinture peut être sensiblement supérieur au diamètre des rayures du tube.
- Le corps de ceinture peut être muni d'une jupe arrière non adhérente au projectile, comprenant une rainure de sertissage de la douille de la munition.
- Le moyen de verrouillage axial peut être constitué par des pions radiaux fixés sur le projectile, un grain étant disposé entre la face postérieure du corps et les pions.
- Le moyen de verrouillage peut être constitué par une collerette circulaire du projectile.
- Le corps de ceinture peut être constitué de deux secteurs identiques réunis par des vis d'assemblage.
- Le grain avant peut se présenter sous la forme d'un disque.
- Le grain avant peut se présenter sous la forme d'un disque muni d'une lèvre intérieure tronconique.
- Le diamètre du grain avant peut être inférieur à celui du projectile, de façon à ménager un espace libre entre le front du corps de ceinture et le bord antérieur du logement.
- La surface totale de contacts de dents peut être égale ou inférieure à 25% de la surface de la bague.
- Un avantage de la présente invention réside dans le fait que le jeu radial entre la ceinture et le projectile est constant et reproductible d'une munition à l'autre, ce qui n'affecte pas les performances du système d'arme.
- Un autre avantage réside dans le fait que les opérations de montage ne mettent en jeu que les déformations élastiques de la matière constituant le corps de ceinture.
- Un autre avantage réside en ce que ce jeu est conservé dans une plage de températures de -40°C à + 63°C.
- D'autres avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture du complément de description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation donné à titre indicatif en relation avec un dessin sur lequel :
- - la figure 1 montre en coupe un premier mode de réalisation de la ceinture,
- - les figures 2 et 3 représentent des variantes de réalisation de la ceinture,
- - la figure 4 montre l'assemblage des deux secteurs constituant la ceinture.
- Dans la suite de la description, on va décrire l'application de la ceinture selon l'invention, à un projectile flèche, par exemple de 105 mm, à faible moment d'inertie longitudinale, tiré dans un tube rayé à 7°10′ dont le diamètre de chambre est très proche de celui des rayures. Par moment d'inertie longitudinale faible, on entend un moment de l'ordre de 1,4.10⁻³ Kg.m².
- Toutefois, cette ceinture peut être appliquée à n'importe quel type de munition qu'elle soit de petit, moyen ou gros calibre.
- On a schématisé partiellement sur la figure 1 un projectile flèche constitué classiquement d'une sabot 1 de lancement et d'une flèche non représentée. Ce projectile est placé dans le tube de l'arme au niveau de la chambre 3 et du cône de forcement 4. Le projectile comporte un logement 5 sur lequel est placée une bague 6 et à l'avant un grain 7a se présentant sous la forme d'une disque muni d'une lèvre intérieure tronconique. Un corps 8 de ceinture muni de dents 9 est placé au contact de la bague 6 et en appui sur le grain avant 7a. Ces dents 9 se présentent, sur les figures, sous la forme d'un V, mais elles pourraient également se présenter sous la forme d'un U. Elles peuvent être réalisées sous la forme d'un sillon hélicoîdal unique, ou bien sous la forme de sillons parrallèles. La surface totale de contact des dents est inférieure ou égale à 25% de la surface de la bague 8.
- La ceinture 8 est prolongée vers l'arrière par une jupe 10 sans contact avec le projectile 1. Cette jupe porte une rainure circulaire 11 dans laquelle est sertie la douille 12 par rétreint comme le montre la flèche A. Des pions 13 fixés radialement dans le sabot du projectile limi tent le mouvement vers l'arrière de la ceinture. Un grain arrière 7b peut être placé entre la face arrière du corps 8 et les pions 13 de façon à faciliter le glissement de la ceinture. Des trous 14 radiaux pratiqués au niveau de la rainure 11 permettent le passage des pions 13. A titre indicatif, la ceinture peut être retenue à l'aide de six pions disposés régulièrement sur un diamètre du projectile. Sur la figure, on voit que le diamètre externe (a) de la ceinture est légèrement supérieur au diamètre (b) des rayures 15 du tube, c'est-à-dire de 1 à 2 mm.
- La structure précédemment décrite permet d'assurer un montage mécanique des divers éléments, c'est-à-dire sans déformation. Le grain avant 7a est d'abord placé contre la face avant 15 du logement 5, puis la bague 6 est enfilée sur le projectile et enfin le corps de ceinture 8 est placé autour de la bague 6 et contre le grain 7a avec un très léger serrage. On place le grain arrière 7b et on fixe ensuite les pions 13 puis la douille. Comme montré sur la figure, un espace libre 7c peut être prévu entre le grain 7a et la bague 6 et/ou 7d entre le grain 7b et les pions 13.
- Sur la figure 2, on a représenté une variante de réalisation différente du mode précédent par la profondeur p₂ du logement 5 qui est supérieure à la valeur p₁ représentée sur la figure 1. L'épaisseur de la ceinture 8 est plus grande et un espace 16 est ménagé entre le front de cette ceinture et le projectile. Le déplacement de la zône de contact de la ceinture 8 vers l'axe du projectile permet ainsi, à pression égale, de réduire le couple d'entraînement du projectile en rotation par diminution du rayon moyen du grain avant. Le montage du grain avant 7a, de la bague 6 et de la ceinture 8 est strictement identique à celui du mode précédent. A noter que le grain 7a se présente sous la forme d'un disque.
- Sur la figure 3, on a représenté un mode de réalisation de la ceinture selon l'invention dans lequel les pions sont remplacés par une collerette circulaire 17 du projectile délimitant un logement du corps de ceinture. Dans ce cas, la jupe 10 ne comporte aucun percement radial et la douille 12 est sertie dans la rainure 11. Cette structure impose un montage du grain 7a, de la bague 6 et de la ceinture par déformation élastique et non permanente sur le projectile. Dans cette configuration, aucun grain arrière n'est placé entre le corps et la collerette.
- Dans ces modes de réalisation, le corps de ceinture 8 est très épais de l'ordre de 20 mm, pour permettre une bon ne prise de rayure et éviter un resserrement trop important au niveau du projectile. A noter que l'épaisseur couramment utilisée dans ce domaine technique est de l'ordre de 8 mm.
- La ceinture 8 est réalisée en matière plastique classique du type polyamide et possède un cône qui épouse le cône de forcement du tube.
- Les grains avant 7a et arrière 7b peuvent être constitués de matière du type polypropylène ou polyéthylène basse densité, la matière constituant le grain avant étant de préférence d'une dureté Shore plus faible que celle du grain arrière. A titre indicatif, le grain avant 7a est en un matériau très souple d'une dureté Shore de l'ordre de 10 à 20 et d'une masse volumique de l'ordre de 50 Kf/m³ pour assurer une limitation de l'entraînement en rotation du projectile.
- La bague 6 en matière plastique du type polypropylène d'une part, participe au verrouillage des éléments du sabot appliqués sur la flèche, constituant le projectile, et d'autre part, limite l'entraînement en rotation du projectile. Enfin, les pions d'arrêt 13 (deux par élément de sabot) ou la collerette 17 retiennent la ceinture au moment de la prise de rayures et permettent le verouillage du projectile en translation lors des manipulations.
- Le fonctionnement est le suivant :
- - Au départ du coup : la ceinture dérapante 8 est poussée vers l'avant mais se trouve bloquée au cône de forcement 4. Un léger recul relatif de la ceinture , par rapport au projectile, est amorcé et cette dernière est arrêtée par les pions d'arrêt 13 ou bien la collerette 17. A ce moment précis, projectile et ceinture avancent, permettant ainsi la prise de rayures sur la ceinture. Cette prise de rayures est très importante pour assurer l'étanchéité du projectile aux gaz propulsifs pendant la phase de lancement. Un léger resserrement de la ceinture sur le projectile est provoqué.
- - Pendant la phase de lancement : la ceinture 8 tourne à la vitesse autorisée par le rayage du tube. La pression des gaz qui s'exerce sur l'arrière de la ceinture la plaque vers l'avant. Le projectile est entraîné légèrement en rotation, d'une part par le léger resserrement de la ceinture lors de la prise de rayures (ce resserrement diminue très vite du fait de l'écrêtement des dents circulaires et de la forte épaisseur de la ceinture) et, d'autre part, par la face avant de la ceinture qui s'appuie sur le grain 7a très souple.
- - A la sortie du tube : sous l'effet des efforts centrifuges imposés à la ceinture 8, cette dernière se rompt en petits morceaux libérant ainsi les éléments du sabot de lancement et la procédure de séparation sabot-flèche peut ainsi commencer.
- Ainsi, la vitesse de rotation transmise au projectile est d'environ 70 à 80 tours/s alors qu'avec une ceinture classique la vitesse transmise est d'environ 560 tours/s.
- Sur la figure 4, on a représenté un mode d'assemblage du corps de ceinture 8. Il peut comprendre un certain nombre de secteurs et notamment deux demi-coquilles 18 et 19 assemblées par deux vis 20 fixées dans leur épaisseur. Cette réalisation permet de monter la ceinture sur le projectile décrit figure 3 sans déformation.
- Bien entendu, lorsque le projectile est à charge creuse le logement 5 est pratiqué directement sur le corps du projectile.
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