EP0294281B1 - Système de maintien de charges multiples embarquées dans un projectile tournant autour de son axe longitudinal - Google Patents
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- EP0294281B1 EP0294281B1 EP88401314A EP88401314A EP0294281B1 EP 0294281 B1 EP0294281 B1 EP 0294281B1 EP 88401314 A EP88401314 A EP 88401314A EP 88401314 A EP88401314 A EP 88401314A EP 0294281 B1 EP0294281 B1 EP 0294281B1
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Definitions
- the invention relates to loads composed of multiple and / or heterogeneous charges such as submunitions, loaded on a projectile rotating around its longitudinal axis. These loads having to be dropped during the trajectory, their arrangement inside the projectile is provided to separate the components at the time of their release.
- the invention is more particularly adapted to solve problems concerning the projectiles constituted by mortar shells, the rotational speed of which is very high (more than 10,000 revolutions per minute).
- each submunition has a support element, consisting of two spacers 2A and 2B, separable at the time of the release to release the submunition. These two spacers have at their rear a reinforcement 3A and 3B to support the submunition upon departure.
- the inertia forces at the start of the shot, due to each submunition are only supported by their two respective spacers. Each spacer is in contact with the next. The forces thus accumulated are transmitted to the bottom 4 of the projectile.
- FIG. 2 One of the drawbacks of this type of mounting is illustrated in FIG. 2. On this, the same elements have been shown as those shown in FIG. 1, but during the release. The ejection is done by the rear of the casing 5 of the projectile, along the longitudinal axis XX ′, the bottom 4 coming off first. Next follow, the last two spacers 2A and 2B supporting the ammunition 6. It can be seen that the rear parts 3A and 3B of the last two spacers are subjected to centrifugal force due to the high speed of rotation of the entire projectile, of the submunitions and their spacers.
- the object of the invention is to remedy these drawbacks by creating a new system for maintaining the load inside the projectile while allowing it to be released easily.
- the invention is a load holding system composed of multiple and / or heterogeneous charges loaded on a projectile rotating around its longitudinal axis and released during the trajectory by one end thereof, said load comprising at at least one stage comprising side by side at least two distinct parts which must be separated at the time of the release, the projectile comprising an envelope inside which said loading is placed, the system being characterized in that it comprises for each stage of the fixing means intended to maintain in a compact assembly the distinct parts of said stage, so as not to cause against the envelope significant radial stresses under the effect of the centrifugal force resulting from the rotation of the projectile, these fixing means consisting of U-shaped profiles called jumpers, placed on the periphery of each stage and having at least two fixing lugs, each of these lugs entering in a corresponding peripheral recess of one of said separate parts, the mechanical strength and the exact shape of said jumpers being provided so that they hold the parts of the same stage before release, and that they retract at the moment of the drop.
- the principle of the system according to the invention is based on the fact that the different parts of a stage of a stack, in this case the spacers 6 and their submunitions 7, must constitute a compact stage before dropping so as not to cause significant radial stresses against the envelope 5 due to the centrifugal force created by the projectile rotating around its longitudinal axis.
- Fastening means 8 must be provided, and also be retractable at the time of the release so that these different parts can move laterally and freely, due to the centrifugal force.
- these fixing means consists in using U-shaped profiles called, in the following description, "jumpers". These parts are rigid enough to hold the different parts of the same floor, and are placed on the periphery of the assembly. Referring to Figure 4, these jumpers have in their cross section, two legs 9, each sinking into a corresponding notch of one of the parts 6 to be maintained assemblies. These tabs are connected by a central part 10 of smaller thickness.
- the shape of the rider's legs is such that, under the influence of the centrifugal force, its components and the friction forces thus generated, all the riders and the parts linked by these riders remain naturally united. This can be done for example by forming a slight dovetail.
- the jumpers are each associated with ejection means.
- the latter are constituted, to operate under the effect of simple centrifugal force, counterweight 12, whose mass subjected to centrifugal force, allows the uprooting of a jumper. Furthermore, this mass should not be too large so that the centrifugal force, which is applied to it, does not cause the annoying friction against the casing 5, mentioned in connection with the devices according to known techniques.
- Each flyweight is associated with a rider. In FIG. 4, no fixing means between the rider and the counterweight has been drawn, the counterweight 12 being able to form an integral part of the rider 10. Fixing means can however be envisaged between these two parts, for example, means fixing by pins or screws placed parallel to the axis of the casing 5.
- this counterweight 12 is the last part of the jumper to come out of the envelope 5 (see FIG. 5).
- the flyweight drives the rider after an inward race.
- the counterweight 30 has an annular groove 31, deep enough to allow a re-entrant annular part 32 of the jumper 33 to penetrate therein over several millimeters while not filling a radial space E.
- the side 34 of the groove 31 placed between it and the rider has a reduced diameter to allow a translational movement of the counterweight 30 towards the outside, authorized by the presence of the space E.
- the counterweight is released from the envelope, it deviates towards the outside as previously.
- the jumper must be completely removed so that it can be ejected from the parts 6 to be separated. This therefore prevents the bracing of any part during its exit from the envelope.
- the separation of the parts, after the uprooting of all the jumpers, is carried out thanks to the centrifugal force which applies to each of the parts 6.
- the application of the system according to the invention to a projectile containing the submunitions is as follows.
- the counterweights are of a thickness greater than that of the corresponding jumper 20, but also that these weights extend over a maximum peripheral sector, forming a continuous circular ring, so as to touch each other. This has the effect of considerably increasing the mass of these weights. By this fact, they can also provide support for the corresponding munition 6.
- the spacers 18 only position the submunitions coaxially. As shown in FIG.
- the counterweight 21 no longer fulfills the function of hooking the spacers 18, and is therefore subjected to centrifugal force without being maintained by the ammunition 6, this so as to entail, during the release, the remainder of the rider 20.
- the ammunition in this example was drawn in two parts of different diameter, and resting on the weights, approximately in the middle of the length of each ammunition. This is a exemplary embodiment, each munition being able to be supported either by the counterweight, or by the spacer, at one end of this ammunition as well as in its center.
- the spacers do not separate until after their complete extraction, and avoid jamming stresses by progressive angular separation during extraction, as illustrated in FIG. 5.
- FIGS. 8 and 9 can allow asymmetrical locking and release, so as to make variable lateral ejections of the different parts.
- the system easily allows the entire load placed inside the envelope to be rotated, by providing interconnection between each spacer.
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Description
- L'invention concerne les chargements composés de charges multiples et/ou hétérogène telles que des sous-munitions, embarquées dans un projectile tournant autour de son axe longitudinal. Ces chargements devant être larguées en cours de trajectoire, leur agencement à l'intérieur du projectile est prévu pour séparer les composants au moment de leur largage. L'invention est plus particulièrement adaptée pour résoudre des problèmes concernant les projectiles constitués par des obus de mortier, dont la vitesse de rotation est très grande (plus de 10000 tours par minute).
- Dans un obus de mortier, les contraintes mécaniques dues à l'accélération, et imposées à l'obus au départ du coup, sont particulièrement intenses, et très difficiles à supporter pour la structure mécanique embarquée dans l'obus. En effet, si plusieurs sous-munitions sont disposées les unes derrières les autres, la première s'appuyant sur la seconde, la seconde sur la troisième, et ainsi de suite, la pression infligée à la dernière munition par les autres, au départ du coup, fait que cette dernière munition ne résiste pas à cette contrainte mécanique.
- Il a déjà été envisagé de renforcer chaque munition, en fonction du rang qu'elle occupe dans l'empilage, à l'intérieur du projectile, de manière à résister à la pression imposée par les sous-munitions précédentes. L'inconvénient majeur de cette solution, est que la place à l'intérieur de chaque munition, destinée à la fonction même de munition, diminue de plus en plus, voire devient inexistante.
- Pour résoudre ce problème, on a déjà prévu un empilage de sous-munitions du type de celui qui est divulgué dans le document EP-A-0 195 854. Comme le montre la figure 1 des dessins de la présente demande, dans cet empilage, chaque sous-munition possède un élément de support, constitué de deux entretoises 2A et 2B, séparables au moment du largage pour libérer la sous-munition. Ces deux entretoises possèdent à leur arrière un renforcement 3A et 3B pour supporter la sous-munition au moment du départ. Ainsi, les forces d'inertie au départ du coup, dues à chaque sous-munition, ne sont supportées que par leurs deux entretoises respectives. Chaque entretoise est en contact avec la suivante. Les forces ainsi accumulées sont trasnmises sur le fond 4 du projectile.
- L'un des inconvénients de ce type de montage est illustré par la figure 2. Sur celle-ci, ont été représentés les mêmes éléments que ceux représentés sur la figure 1, mais pendant le largage. L'éjection se fait par l'arrière de l'enveloppe 5 du projectile, le long de l'axe longitudinal X-X′, le fond 4 se détachant le premier. Suivent après, les deux dernières entretoises 2A et 2B supportant la munition 6. On voit que les parties arrière 3A et 3B des deux dernières entretoises subissent la force centrifuge due à la grande vitesse de rotation de l'ensemble du projectile, des sous-munitions et de leurs entretoises. Quand une longueur suffisante des entretoises est dégagée de l'enveloppe 5, ces entretoises s'écartent et créent un arc-boutement qui les bloque entre leur propre munition 6 et l'enveloppe 5 du projectile, freinant ainsi le largage et toutes les sous-munitions suivantes et pouvant détériorer la sous-munition.
- Un autre inconvénient de ce système est que, sous l'influence de la vitesse de rotation de l'ensemble du projectile autour de son axe longitudinal, les entretoises 2A et 2B, soumises à la force centrifuge sont plaquées contre la paroi intérieure de l'enveloppe et engendrent des forces de frottement entre ces entretoises et cette enveloppe et freinent considérablement toute translation longitudinale des sous-munitions entourées de leurs entretoises, et entravent le largage des sous-munitions.
- Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en créant un nouveau système de maintien du chargement à l'intérieur du projectile tout en permettant un largage aisé de celui-ci.
- A cet effet, l'invention est un système de maintien de chargement composé de charges multiples et/ou hétérogènes embarquées dans un projectile tournant autour de son axe longitudinal et largué en cours de trajectoire par une extrémité de celui-ci, ledit chargement comportant au moins un étage comprenant côte-à-côte au moins deux parties distinctes devant être séparées au moment du largage, le projectile comportant une enveloppe à l'intérieur de laquelle est placé ledit chargement, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque étage des moyens de fixation destinés à maintenir en un ensemble compact les parties distinctes dudit étage, afin de ne pas provoquer contre l'enveloppe des contraintes radiales importantes sous l'effet de la force centrifuge résultant de la rotation du projectile, ces moyens de fixation se composant de profilés en forme de U appelés cavaliers, placés à la périphérie de chaque étage et présentant au moins deux pattes de fixation, chacune de ces pattes rentrant dans un évidement périphérique correspondant d'une desdites parties distinctes, la résistance mécanique et la forme exacte desdits cavaliers étant prévues de façon à ce qu'ils maintiennent les parties d'un même étage avant largage, et qu'ils s'escamotent au moment du largage.
- L'invention et ses caractéristiques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, annexée des figures représentant :
-
- Figs. 1 et 2, un système de maintien de charges multiples à l'intérieur d'un projectile, avant et pendant le largage;
- Fig.3, un premier schéma relatif à un système selon l'invention ;
- Fig.4, une pièce de maintien appelée "cavalier", utilisée dans le système selon l'invention ;
- Fig.5, un schéma explicatif concernant le système selon l'invention ;
- Fig.6, une coupe partielle d'une variante de réalisation des masselottes ;
- Fig.7, le système selon l'invention appliqué à un projectile et à ses sous-munitions, toujours selon l'invention ;
- Figs.8A et 8B, deux coupes transversales du projectile décrit sur la figure 7 ;
- Fig.9, une première variante du système selon l'invention ;
- Fig.10, une deuxième variante du système selon l'invention.
- En référence à la figure 3, le principe du système selon l'invention est basé sur le fait que les différentes parties d'un étage d'un empilage, en l'occurrence les entretoises 6 et leurs sous-munitions 7, doivent constituer un étage compact avant le largage pour ne pas provoquer contre l'enveloppe 5 des contraintes radiales importantes dues à la force centrifuge, créée par le projectile tournant autour de son axe longitudinal. Des moyens de fixation 8 doivent être prévus, et également être escamotables au moment du largage pour que ces différentes parties puissent s'écarter latéralement et librement, par le fait de la force centrifuge.
- Une réalisation possible de ces moyens de fixation consiste à utiliser des profilés en forme de U appelés, dans la suite de la description, "cavaliers". Ces pièces sont suffisamment rigides pour maintenir les différentes parties d'un même étage, et sont placées à la périphérie de l'ensemble. En référence à la figure 4, ces cavaliers comportent dans leur section transversale, deux pattes 9, s'enfonçant chacune dans une encoche correspondante d'une des parties 6 à maintenir assemblées. Ces pattes sont reliées par une partie centrale 10 de plus faible épaisseur. La forme des pattes du cavalier est telle que, sous l'influence de la force centrifuge, de ses composants et des forces de frottement ainsi engendrées, l'ensemble des cavaliers et des parties liées par ces cavaliers reste naturellement solidaire. Ceci peut être réalisé par exemple en formant une légère queue d'aronde.
- Pour effectuer la désolidarisation de l'ensemble, les cavaliers sont associés chacun à des moyens d'éjection. Ces derniers sont constitués, pour fonctionner sous l'effet de la simple force centrifuge, de masselotte 12, dont la masse soumise à la force centrifuge, permet l'arrachage d'un cavalier. Par ailleurs, cette masse ne doit pas être trop importante pour que la force centrifuge, qui lui est appliquée, n'entraîne pas le gênant frottement contre l'enveloppe 5, évoqué à propos des dispositifs selon les techniques connues. Chaque masselotte est associée à un cavalier. Sur la figure 4, aucun moyen de fixation entre le cavalier et la masselotte n'a été dessiné, la masselotte 12 pouvant faire partie intégrante du cavalier 10. Des moyens de fixation peuvent toutefois être envisagés entre ces deux pièces, par exemple, des moyens de fixation par goupilles ou vis placées parallèlement à l'axe de l'enveloppe 5.
- Pour éviter le phénomène d'arc-boutement évoqué précédemment, lors de la sortie d'une pièce telle qu'un cavalier possédant une masselotte 12 relativement importante, il est prévu de placée la masselotte à l'arrière du cavalier, c'est-à-dire que cette masselotte 12 est la dernière partie du cavalier à sortir de l'enveloppe 5 (voir figure 5).
- Il est possible également que la masselotte entraîne le cavalier après une course vers l'intérieur. En effet, en référence à la figure 6, la masselotte 30 possède une gorge annulaire 31, assez profonde pour permettre à une partie annulaire rentrante 32 du cavalier 33 d'y pénétrer sur plusieurs millimètres tout en ne comblant pas un espace radial E. Le côté 34 de la gorge 31 placé entre celle-ci et le cavalier a un diamètre réduit pour permettre un mouvement de translation de la masselotte 30 vers l'extérieur, autorisé par la présence de l'espace E. De cette manière, lorsque la masselotte est libérée de l'enveloppe, elle s'écarte vers l'extérieur comme précédemment. Pendant le début de sa course le long de l'espace E, elle acquiert une énergie cinétique suffisant à l'arrachage du cavalier 33 des parties qu'il maintient avant le largage.
- On constate donc, que le cavalier doit être sorti en totalité, pour que son éjection des parties 6 à séparer soit effectuée. Ceci évite donc l'arc-boutement de n'importe quelle partie, pendant sa sortie de l'enveloppe. La séparation des parties, après l'arrachage de tous les cavaliers, s'effectue grâce à la force centrifuge qui s'applique à chacune des parties 6.
- En regard des figures 7, 8A et 8B, l'application du système, selon l'invention, à un projectile contenant les sous-munitions est la suivante. On y retrouve les principaux éléments des figures 3,4 et 5, à savoir l'enveloppe 5, les cavaliers 20 et leur masselotte 21. On remarquera , sur les figures 7 et 8B, que les masselottes sont d'une épaisseur supérieure à celle du cavalier 20 correspondant, mais également que ces masselottes s'étendent sur un secteur périphérique maximal, formant un anneau circulaire continu, de manière à se toucher entre elles. Ceci a pour effet d'augmenter considérablement la masse de ces masselottes. Par ce fait, elles peuvent également assurer le support de la munition correspondante 6. Les entretoises 18 ne font que positionner les sous-munitions de manière coaxiale. Comme le montre la figure 8B, la masselotte 21 ne remplit plus la fonction d'accrochage des entretoises 18, et est donc soumise à la force centrifuge sans être maintenue par la munition 6, ceci de manière à entraîner, lors du largage, le reste du cavalier 20. Les munitions ont été sur cet exemple dessinées en deux parties de diamètre différent, et reposant sur les masselottes, à peu près au milieu de la longueur de chaque munition. Ceci est un exemple de réalisation, chaque munition pouvant être supportée soit par la masselotte, soit par l'entretoise, à une extrémité de cette munition aussi bien qu'en son centre. Toutefois, dans cet exemple, les munitions 7 s'appuyant sur les masselottes 21 qui se prolongent par les entretoises 20, la dernière entretoise s'appuyant sur le fond 4, près de la fixation de ce dernier à l'enveloppe 5, le centre du fond est soulagé des importants efforts au départ du coup, la dernière munition ne reposant pas sur ce dernier.
- En référence maintenant à la figure 9, on peut envisager de placer dans une enveloppe 5 différentes parties 16, non pas étagées les unes contre les autres, mais entassées et positionnées les unes contre les autres, en fagot. Dans ce cas des encoches sont prévues dans chacune de ces parties 16 pour que les cavaliers 18 puissent s'accrocher à l'intérieur, de manière à maintenir lesdites parties. Le largage pourra se faire de la même manière exactement, chaque cavalier comportant une masselotte analogue à celle précédemment décrite.
- Dans le même ordre d'idée, et en référence à la figure 10 on prévoit ainsi de loger, les unes contre les autres, un grand nombre de munitions, qui peuvent être par exemple des flèches, des bombes. On utilise toujours dans ce cas l'enveloppe 5 et des cavaliers 28 qui maintiennent les parties 6 qui encerclent complètement le groupe de munitions à maintenir, et former ainsi une enveloppe intermédiaire.
- Les avantages du système selon l'invention sont les suivants.
- Les contraintes sont faibles sur l'enveloppe. La pression d'éjection en translation des sous-munitions, est donc beaucoup plus faible. D'autre part, il y a possibilité de réduire les dimensions de l'enveloppe.
- Les entretoises ne se séparent qu'après leur extraction complète, et évitent les contraintes de coincement par séparation angulaire progressif pendant l'extraction, comme illustrée par la figure 5.
- Il y a possibilité de réaliser de manière économique, par exemple par profilage, en particulier les cavaliers, leurs masselottes et les entretoises, lorsqu'ils sont fabriqués séparément.
- Les réalisations décrites aux figures 8 et 9 peuvent permettre un verrouillage et un largage assymétriques, de manière à faire des éjections latérales variables des différentes parties. On pourra notamment prévoir le positionnement irrégulier des cavaliers autour de la périphérie des parties.
- Enfin, le système permet facilement d'entraîner en rotation l'ensemble du chargement placé à l'intérieur de l'enveloppe, en prévoyant des crabotages entre chaque entretoise.
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