EP0990869A1 - Sabot for a subcalibre projectile - Google Patents
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- EP0990869A1 EP0990869A1 EP99117786A EP99117786A EP0990869A1 EP 0990869 A1 EP0990869 A1 EP 0990869A1 EP 99117786 A EP99117786 A EP 99117786A EP 99117786 A EP99117786 A EP 99117786A EP 0990869 A1 EP0990869 A1 EP 0990869A1
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- shoe
- caliber
- gravity
- projectile
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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
- F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
- F42B14/061—Sabots for long rod fin stabilised kinetic energy projectiles, i.e. multisegment sabots attached midway on the projectile
Definitions
- the technical field of the invention is that of hooves for calibrated projectiles, especially large caliber (greater than or equal to 40mm).
- Sub-calibrated projectiles have been known since many years they usually have a hoof at the caliber which is formed of at least three segments surrounding a under calibrated bar.
- the shoe guides the bar in the tube the weapon when fired. It releases the bar at the exit of the tube of the weapon as a result of the aerodynamic forces which are exerted on him at this moment and which cause the rupture seat belts for the three segments.
- Patent FR2694081 describes such a projectile.
- the shoe according to the invention is designed so as not to not interfere with the bar and it separates from the bar in a manner substantially parallel to this one.
- the subject of the invention is a shoe for a sub-calibrated projectile comprising at least three segments to the gauge intended to surround an under-calibrated bar, shoe comprising first means, such as a front pocket, which are intended to receive aerodynamic flow at the exit from the barrel of a weapon during firing, hoof characterized by which it also includes second means such as rear pocket, second means for receiving gases propellants at the exit of the barrel of the weapon, the first and second means being positioned and dimensioned by relation to others so that the hoof moves away from the bar substantially parallel to it at the out of the barrel.
- first means such as a front pocket
- second means such as rear pocket
- the shoe comprises a rear pocket having an external leading edge which is at the level of a first plane normal to the axis of the projectile and disposed at a distance L AR from the center of gravity of the hoof and a front pocket having an external leading edge which is at the level of a second plane normal to the axis of the projectile and disposed at a distance L AV from the center of gravity of the hoof, the profile of the front pockets and rear being defined so that the moment M AR with respect to the center of gravity G of the normal component F ARN of the result of the aerodynamic forces F AR exerted at the outlet of the tube on the rear pocket by the propellant gases is substantially equal to the moment M AV with respect to the center of gravity G of the normal component F AVN of the result of the aerodynamic forces F AV exerted at the exit of the tube on the front pocket by the aerodynamic flow.
- the pocket rear may be at the rearmost end of the shoe and its internal diameter may be between 0.4 and 0.7 hoof gauge.
- the rear pocket may be located in the vicinity of the center of gravity of the shoe at a distance L AR from its leading edge and from the center of gravity G which is less than or equal to 0.75 caliber, the internal diameter of the rear pocket can then be between 0.8 and 0.95 caliber.
- the front pocket can be located at the most front of the shoe and its internal diameter can be understood between 0.2 and 0.6 hoof gauge.
- the front pocket may be located in the vicinity of the center of gravity of the shoe at a distance L AV from its leading edge and from the center of gravity which will be less than or equal to 0.75 caliber, the diameter internal pocket will then be between 0.8 and 0.95 caliber.
- leading edges front and rear pockets may be substantially equal distance from a mean plane of the belt, this distance could then be less than or equal to 0.75 caliber.
- the shoe may include a medium support to the caliber arranged in the front part of the hoof and having recesses allowing aerodynamic flow to the pocket before.
- the support means may be constituted by at least three arms regularly distributed angularly.
- a sub-calibrated projectile according to the prior art (for example as described by FR2694081) includes a shoe 1 to the caliber of the barrel of a weapon (not shown) surrounding a sub-calibrated bar 2.
- the shoe is conventionally made up of three segments forming sectors of 120 ° and which are rendered secured to each other by a guide belt 4 which also seals with propellant gases between the weapon barrel and projectile when fired.
- the bar is made integral with the hoof for example by thread.
- Sealing means are provided at the rear of the shoe in order to prevent any leakage of propellant gases between the joint planes separating the different segments.
- a rear cover 5 made of silicone secured to a rear part of the shoe 1.
- the shoe 1 has a front pocket 6 which is intended for receive at the exit of the barrel of the weapon the flow aerodynamic.
- the result of aerodynamic pressures which exercise in the front pocket 6 causes the tear of the belt 4 and the opening of the hoof.
- the projectile according to the prior art shown here could be of any caliber greater than 40mm, in particular of 44mm or 120mm.
- Figure 2 shows a projectile equipped with a shoe 1 according to a first embodiment of the invention.
- This shoe differs from the front shoe in that it comprises a rear pocket 7 which is intended to receive the gases propellants at the exit of the barrel of the weapon.
- the pressure exerted by these gases has a resultant whose radial component has the effect of opening the hoof following a movement of pivoting with respect to a front point B.
- the efficiency of the opening can easily be quantified by playing on the moment M AR with respect to the center of gravity G of the shoe of the normal component F ARN of the resultant F AR of the aerodynamic forces exerted at the outlet of the tube on the rear pocket by propellant gases.
- This normal component F ARN is perpendicular to the axis 9 of the projectile.
- Its moment M AR is proportional to the value of F ARN and it is also proportional to the lever arm of the vector F AR with respect to the center of gravity G (see Figure 2).
- This normal component F AVN is perpendicular to the axis 9 of the projectile. Its moment M AV is proportional to the normal component F AVN and it is also proportional to the lever arm of the vector F AVN with respect to the center of gravity G.
- the rear pocket will sized to free the bar as soon as possible while avoiding excessive tilting of the rear shoe forward.
- the effectiveness of the front pocket is felt when the projectile comes out of the propellants, about 20 calibers of the mouth of the tube (2.4 m in 120mm caliber).
- the aerodynamic forces F AV and F AR will be quantified by a person skilled in the art, for example by computer calculation of the force resulting from the elementary pressures exerted on the interior surface of the pocket considered.
- This resultant has a position and an orientation which depend on the pocket geometry and characteristics flow (speed, pressure, orientation).
- the component of these forces which is preponderant for the opening of the hoof is the normal component to axis 9 of the projectile.
- the leading edge 10 of the rear pocket is located at a distance L AR from the center of gravity G of the order of 0.75 caliber.
- L AR the center of gravity
- the internal diameter of the rear pocket will be between 0.8 and 0.95 caliber.
- Figure 3 shows a projectile equipped with a shoe 1 according to a second embodiment of the invention.
- a guide range 13 to the gauge is connected to the pocket front 6 by a flat face 14.
- a rear pocket 7 has been placed at a maximum distance from the center of gravity G.
- the lever arm L AR being large (here of the order of 2 calibers), the efficiency of the rear pocket has been reduced by decreasing its caliber (with a constant pocket profile).
- a rear pocket 7 also has the effect to accelerate the separation of the hoof and the bar, since it has been verified that aerodynamic forces could not exercise on the pocket before at a distance from the weapon around 20 calibers while the forces exerted on the back pocket by propellant gases intervened from the exit of the barrel of the weapon and thus ensured a rupture fast rollover 5.
- the appropriate sizing of the front pocket by compared to the rear pocket as proposed by the invention ensures a space between the shoe and the bar so substantially parallel by minimizing problems interference with the bar, the front pocket balancing the action of the back pocket avoiding interference shoe / bar at the front of it.
- Figure 4 thus shows the separation of the bar and the hoof segments (only two hoof segments 1a and 1b are represented). This figure corresponds to a snapshot taken at a distance of around 40 calibers from the tube outlet tear.
- Shots were taken for each configuration to a target located 200 m from the tube.
- the projectile having a shoe according to FIG. 3 has for its share a dispersion on impact on target less than 50% to that of the projectile according to the prior art ( Figure 1).
- Figure 5 shows a projectile fitted with a sabot according to a third embodiment of the invention.
- This shoe again includes a rear pocket 7 disposed at the rearmost end of the shoe.
- the internal profile of the pocket being similar to that of the front pocket according to FIG. 1.
- the pocket shown here has a reduced efficiency of the order of 50% compared to that of a pocket as represented by the dotted lines 15 in FIG. 5 and which would correspond substantially to the pocket according to FIG. 1.
- Figure 6a shows a projectile fitted with a sabot according to a fourth embodiment of the invention.
- the front pockets 6 and rear 7 are arranged in the vicinity of the center of gravity G hoof.
- the distance L AR is around 0.75 caliber and the distance L AV around 0.5 caliber.
- a symmetry of the lever arms on either side of a mean sealing plane 3 materialized by the belt 4.
- a distance will be adopted L (distance from the leading edges 10 and 12 to this mean plane 3) less than 0.75 caliber and of the order of 0.5 caliber.
- the profiles of the pockets are similar so as to generate substantially equal moments.
- a medium support 16 to the caliber is disposed in the front part of the shoe 1.
- This support means is constituted by at least three arms 16a, 16b, 16c regularly angularly distributed and which each carry at their end a guide shoe 17 (17a, 17b, 17c).
- the arms delimit between them recesses which leave pass the aerodynamic flow to the front pocket 6.
- This embodiment is the preferred mode. Indeed it allows to communicate a lateral escape speed to the hoof high by reducing on the one hand the tilting of the hoof towards the front at the outlet of the tube (efficiency of the back pocket) and on the other hand the tilting backwards (front pocket effective). Reducing leverage reduces the bending stresses to which the shoe is subjected, therefore to lighten the hoof. This mass gain makes it possible to increase the speed of the bar or its mass. Reducing the arms of lever also allows better reproducibility of the hoof separation movement parallel to the bar.
Abstract
Description
Le domaine technique de l'invention est celui des sabots pour projectiles sous calibrés, notamment de gros calibre (supérieur ou égal à 40mm).The technical field of the invention is that of hooves for calibrated projectiles, especially large caliber (greater than or equal to 40mm).
Les projectiles sous calibrés sont connus depuis de nombreuses années, ils comportent généralement un sabot au calibre qui est formé d'au moins trois segments entourant un barreau sous calibré.Sub-calibrated projectiles have been known since many years they usually have a hoof at the caliber which is formed of at least three segments surrounding a under calibrated bar.
Le sabot assure le guidage du barreau dans le tube de l'arme lors du tir. Il libère le barreau à la sortie du tube de l'arme comme suite aux efforts aérodynamiques qui s'exercent sur lui à cet instant et qui provoquent la rupture des ceintures de maintien des trois segments.The shoe guides the bar in the tube the weapon when fired. It releases the bar at the exit of the tube of the weapon as a result of the aerodynamic forces which are exerted on him at this moment and which cause the rupture seat belts for the three segments.
Le brevet FR2694081 décrit un tel projectile.Patent FR2694081 describes such a projectile.
La recherche de l'accroissement de l'efficacité des projectiles flèches conduit à la réalisation de barreaux de plus en plus long (L/D > 10) et dont le guidage doit être assuré par un sabot également très long.Seeking to increase the effectiveness of arrows projectiles leads to the realization of bars of longer and longer (L / D> 10) and whose guidance must be ensured by a shoe also very long.
Le brevet US5289777 décrit ainsi un tel projectile.US Pat. No. 5,289,777 thus describes such a projectile.
Les projectiles à grand allongement (rapport L/D > 10) posent des problèmes au niveau de la séparation sabot/barreau. Ainsi les efforts aérodynamiques qui s'exercent sur la poche avant du sabot (ou bien sur les supports avants décrits par US5289777) provoquent un pivotement des segments, d'avant en arrière, par rapport au barreau. Il en résulte des interactions mécaniques (appuis, chocs) entre l'arrière des segments du sabot et le barreau. De tels chocs nuisent à la précision du tir (notamment en augmentant la dispersion) donc à l'efficacité du projectile.Large elongation projectiles (L / D ratio> 10) cause problems with separation shoe / bar. Thus the aerodynamic forces which are exercised on the front hoof pocket (or on the front supports described by US5289777) cause a pivoting of the segments, back and forth, relative to the bar. This results in mechanical interactions (supports, between the rear of the shoe segments and the bar. Such shocks affect the accuracy of the shot (especially in increasing the dispersion) therefore to the effectiveness of the projectile.
C'est le but de l'invention que de proposer un sabot pour projectile sous calibré ne présentant pas de tels inconvénients.It is the object of the invention to propose a shoe for sub-calibrated projectile not exhibiting such disadvantages.
Ainsi le sabot selon l'invention est conçu de façon à ne pas interférer avec le barreau et il se sépare du barreau d'une façon sensiblement parallèle à celui ci.Thus the shoe according to the invention is designed so as not to not interfere with the bar and it separates from the bar in a manner substantially parallel to this one.
Ainsi l'invention a pour objet un sabot pour un projectile sous-calibré et comportant au moins trois segments au calibre destinés à entourer un barreau sous calibré, sabot comportant des premiers moyens, tels qu'une poche avant, qui sont destinés à recevoir un écoulement aérodynamique à la sortie du tube d'une arme lors du tir, sabot caractérisé en ce qu'il comporte également des second moyens tels qu'une poche arrière, second moyens destinés à recevoir les gaz propulsifs à la sortie du tube de l'arme, les premiers et second moyens étant positionnés et dimensionnés les uns par rapport aux autres de telle sorte que le sabot s'écarte du barreau d'une façon sensiblement parallèle à celui-ci à la sortie du tube de l'arme.Thus the subject of the invention is a shoe for a sub-calibrated projectile comprising at least three segments to the gauge intended to surround an under-calibrated bar, shoe comprising first means, such as a front pocket, which are intended to receive aerodynamic flow at the exit from the barrel of a weapon during firing, hoof characterized by which it also includes second means such as rear pocket, second means for receiving gases propellants at the exit of the barrel of the weapon, the first and second means being positioned and dimensioned by relation to others so that the hoof moves away from the bar substantially parallel to it at the out of the barrel.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le sabot comporte une poche arrière présentant un bord d'attaque externe qui se trouve au niveau d'un premier plan normal à l'axe du projectile et disposé à une distance LAR du centre de gravité du sabot et une poche avant ayant un bord d'attaque externe qui se trouve au niveau d'un deuxième plan normal à l'axe du projectile et disposé à une distance LAV du centre de gravité du sabot, le profil des poches avant et arrière étant défini de telle sorte que le moment MAR par rapport au centre de gravité G de la composante normale FARN de la résultante des efforts aérodynamiques FAR exercés à la sortie du tube sur la poche arrière par les gaz propulsif soit sensiblement égal au moment MAV par rapport au centre de gravité G de la composante normale FAVN de la résultante des efforts aérodynamiques FAV exercés à la sortie du tube sur la poche avant par l'écoulement aérodynamique.According to another characteristic of the invention, the shoe comprises a rear pocket having an external leading edge which is at the level of a first plane normal to the axis of the projectile and disposed at a distance L AR from the center of gravity of the hoof and a front pocket having an external leading edge which is at the level of a second plane normal to the axis of the projectile and disposed at a distance L AV from the center of gravity of the hoof, the profile of the front pockets and rear being defined so that the moment M AR with respect to the center of gravity G of the normal component F ARN of the result of the aerodynamic forces F AR exerted at the outlet of the tube on the rear pocket by the propellant gases is substantially equal to the moment M AV with respect to the center of gravity G of the normal component F AVN of the result of the aerodynamic forces F AV exerted at the exit of the tube on the front pocket by the aerodynamic flow.
Selon un mode particulier de réalisation, la poche arrière pourra se situer à l'extrémité la plus arrière du sabot et son diamètre interne pourra être compris entre 0,4 et 0,7 calibre du sabot.According to a particular embodiment, the pocket rear may be at the rearmost end of the shoe and its internal diameter may be between 0.4 and 0.7 hoof gauge.
Selon un autre mode particulier de réalisation, la poche arrière pourra se situer au voisinage du centre de gravité du sabot à une distance LAR de son bord d'attaque et du centre de gravité G qui est inférieure ou égale à 0,75 calibre, le diamètre interne de la poche arrière pourra alors être compris entre 0,8 et 0,95 calibre.According to another particular embodiment, the rear pocket may be located in the vicinity of the center of gravity of the shoe at a distance L AR from its leading edge and from the center of gravity G which is less than or equal to 0.75 caliber, the internal diameter of the rear pocket can then be between 0.8 and 0.95 caliber.
La poche avant pourra se situer à l'extrémité la plus avant du sabot et son diamètre interne pourra être compris entre 0,2 et 0,6 calibre du sabot.The front pocket can be located at the most front of the shoe and its internal diameter can be understood between 0.2 and 0.6 hoof gauge.
Suivant un autre mode de réalisation, la poche avant pourra se situer au voisinage du centre de gravité du sabot à une distance LAV de son bord d'attaque et du centre de gravité qui sera inférieure ou égale à 0,75 calibre, le diamètre interne de la poche avant pourra alors être compris entre 0,8 et 0,95 calibre.According to another embodiment, the front pocket may be located in the vicinity of the center of gravity of the shoe at a distance L AV from its leading edge and from the center of gravity which will be less than or equal to 0.75 caliber, the diameter internal pocket will then be between 0.8 and 0.95 caliber.
Selon un autre mode de réalisation, les bords d'attaque des poches avant et arrière pourront être sensiblement à égale distance d'un plan moyen de la ceinture, cette distance pourra alors être inférieure ou égale à 0,75 calibre.According to another embodiment, the leading edges front and rear pockets may be substantially equal distance from a mean plane of the belt, this distance could then be less than or equal to 0.75 caliber.
Le sabot pourra comporter un moyen support au calibre disposé en partie avant du sabot et comportant des évidements laissant passer l'écoulement aérodynamique jusqu'à la poche avant.The shoe may include a medium support to the caliber arranged in the front part of the hoof and having recesses allowing aerodynamic flow to the pocket before.
Avantageusement, le moyen support pourra être constitué par au moins trois bras régulièrement répartis angulairement.Advantageously, the support means may be constituted by at least three arms regularly distributed angularly.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de différents modes de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels:
- la figure 1 montre en demi-coupe longitudinale schématique un projectile suivant l'art antérieur,
- la figure 2 montre en demi-coupe longitudinale un projectile équipé d'un sabot suivant un premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 3 montre en demi coupe un projectile équipé d'un sabot suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 4 schématise la séparation du sabot et du barreau à la sortie du tube de l'arme pour un tel projectile,
- la figure 5 montre en demi-coupe un projectile équipé d'un sabot suivant un troisième mode de réalisation de l'invention,
- la figure 6a montre en demi-coupe un projectile équipé d'un sabot suivant un quatrième mode de réalisation de l'invention.
- La figure 6b est une coupe de la vue précédente suivant le plan repéré AA.
- FIG. 1 shows in schematic longitudinal half-section a projectile according to the prior art,
- FIG. 2 shows in longitudinal half-section a projectile equipped with a shoe according to a first embodiment of the invention,
- FIG. 3 shows in half section a projectile equipped with a shoe according to a second embodiment of the invention,
- FIG. 4 shows diagrammatically the separation of the sabot and the bar at the outlet of the barrel of the weapon for such a projectile,
- FIG. 5 shows in half-section a projectile equipped with a shoe according to a third embodiment of the invention,
- Figure 6a shows in half-section a projectile equipped with a shoe according to a fourth embodiment of the invention.
- Figure 6b is a section of the previous view along the plane marked AA.
En se reportant à la figure 1, un projectile sous calibré
selon l'art antérieur (par exemple tel que décrit par
FR2694081) comprend un sabot 1 au calibre du tube d'une arme
(non représentée) entourant un barreau 2 sous-calibré.Referring to Figure 1, a sub-calibrated projectile
according to the prior art (for example as described by
FR2694081) includes a
Le sabot est constitué de façon classique par trois
segments formant des secteurs de 120° et qui sont rendus
solidaires les uns des autres par une ceinture de guidage 4
qui assure également l'étanchéité aux gaz propulsifs entre le
tube de l'arme et le projectile lors du tir.The shoe is conventionally made up of three
segments forming sectors of 120 ° and which are rendered
secured to each other by a
Le barreau est rendu solidaire du sabot par exemple par filetage.The bar is made integral with the hoof for example by thread.
Des moyens d'étanchéité sont prévus à la partie arrière
du sabot afin d'empêcher toute fuite de gaz propulsifs entre
les plans de joint séparant les différents segments. On
prévoira par exemple un capotage arrière 5 en silicone
solidaire d'une partie arrière du sabot 1.Sealing means are provided at the rear
of the shoe in order to prevent any leakage of propellant gases between
the joint planes separating the different segments. We
for example provide a
Le sabot 1 comporte une poche avant 6 qui est destinée à
recevoir à la sortie du tube de l'arme l'écoulement
aérodynamique. La résultante des pressions aérodynamiques qui
s'exercent dans la poche avant 6 provoque la déchirure de la
ceinture 4 et l'ouverture du sabot.The
L'inconvénient d'un tel sabot est que son mouvement d'ouverture va être un pivotement autour d'un point de contact arrière A entre le sabot et le barreau. Il en résultera des interactions mécaniques avec le barreau qui perturberont la précision du tir en induisant de la dispersion. Les segments par ailleurs pourront interférer avec l'empennage du barreau lors de leur ouverture. The downside of such a hoof is that its movement of opening is going to be a pivot around a point of rear contact A between the shoe and the bar. It will result from mechanical interactions with the bar which will disturb the accuracy of the shot by inducing dispersion. The segments may also interfere with the tail of the bar when they opened.
Le projectile selon l'art antérieur représenté ici pourrait être de tout calibre supérieur à 40mm, notamment de 44mm ou de 120mm.The projectile according to the prior art shown here could be of any caliber greater than 40mm, in particular of 44mm or 120mm.
La figure 2 montre un projectile équipé d'un sabot 1
suivant un premier mode de réalisation de l'invention.Figure 2 shows a projectile equipped with a
Ce sabot diffère du sabot antérieur en ce qu'il comporte
une poche arrière 7 qui est destinée à recevoir les gaz
propulsifs à la sortie du tube de l'arme. La pression exercée
par ces gaz a une résultante dont la composante radiale a
pour effet d'ouvrir le sabot suivant un mouvement de
pivotement par rapport à un point avant B.This shoe differs from the front shoe in that it comprises
a
Ce mouvement se combine avec celui provoqué par les
efforts aérodynamiques qui s'exercent au niveau de la poche
avant 6. Il en résulte une ouverture du sabot 2 par
écartement des trois segments de celui-ci d'une façon
sensiblement parallèle au barreau 2, donc sans interférences
ni choc sur celui ci.This movement is combined with that caused by the
aerodynamic forces exerted on the pocket
before 6. This results in opening of the
L'Homme du Métier dimensionnera les poches avant et arrière suivant les critères suivants:The skilled person will size the front pockets and rear according to the following criteria:
Il est essentiel de séparer le sabot du projectile le plus tôt possible à la sortie du tube de l'arme afin de limiter les problèmes d'interactions mécaniques et de chocs.It is essential to separate the hoof from the projectile as soon as possible at the exit of the barrel of the weapon in order to limit the problems of mechanical interactions and shocks.
On prévoira pour cela une poche arrière ayant une efficacité suffisante pour que la résultante des efforts engendrés par l'énergie contenue dans les gaz propulsifs (pression, vitesse) ait une action qui s'exerce instantanément dès la sortie du tube de l'arme.For this, a rear pocket having a sufficient efficiency for the result of the efforts generated by the energy contained in the propellant gases (pressure, speed) has an action instantly out of the barrel.
On quantifiera aisément l'efficacité de l'ouverture en
jouant sur le moment MAR par rapport au centre de gravité G
du sabot de la composante normale FARN de la résultante FAR
des efforts aérodynamiques exercés à la sortie du tube sur la
poche arrière par les gaz propulsifs. Cette composante
normale FARN est perpendiculaire à l'axe 9 du projectile. Son
moment MAR est proportionnel à la valeur de FARN et il est
également proportionnel au bras de levier du vecteur FAR par
rapport au centre de gravité G (voir figure 2). The efficiency of the opening can easily be quantified by playing on the moment M AR with respect to the center of gravity G of the shoe of the normal component F ARN of the resultant F AR of the aerodynamic forces exerted at the outlet of the tube on the rear pocket by propellant gases. This normal component F ARN is perpendicular to the
C'est la composante FARN qui est prépondérante pour l'ouverture du sabot.It is the F ARN component which is predominant for the opening of the hoof.
On jouera sur l'intensité de ce moment en modulant
l'intensité de la force FARN (qui dépend de la forme de la
poche et notamment de son calibre) et en faisant varier le
bras de levier de cette force, c'est à dire la position
longitudinale de la poche que l'on déterminera par la
distance LAR entre le centre de gravité G du sabot et le
premier plan 8, normal à l'axe 9 du projectile, et dans
lequel se trouve le bord d'attaque externe 10 de la poche
arrière 7.We will play on the intensity of this moment by modulating the intensity of the force F ARN (which depends on the shape of the pocket and in particular on its caliber) and by varying the lever arm of this force, it is at say the longitudinal position of the pocket which will be determined by the distance L AR between the center of gravity G of the shoe and the
De la même façon on jouera sur le moment MAV par rapport au centre de gravité G du sabot de la composante normale FAVN de la résultante FAV des efforts aérodynamiques exercés à la sortie du tube par l'écoulement aérodynamique sur la poche avant en modulant l'intensité de la force FAVN (qui dépend de la forme de la poche avant et notamment de son calibre) et en faisant varier le bras de levier de cette force.In the same way we will play on the moment M AV with respect to the center of gravity G of the shoe of the normal component F AVN of the resultant F AV of the aerodynamic forces exerted at the exit of the tube by the aerodynamic flow on the front pocket in modulating the intensity of the force F AVN (which depends on the shape of the front pocket and in particular its caliber) and by varying the lever arm of this force.
Cette composante normale FAVN est perpendiculaire à l'axe
9 du projectile. Son moment MAV est proportionnel à la
composante normale FAVN et il est également proportionnel au
bras de levier du vecteur FAVN par rapport au centre de
gravité G.This normal component F AVN is perpendicular to the
On jouera sur le bras de levier de cette force avant en
faisant varier la position longitudinale de la poche avant
que l'on déterminera par la distance LAV entre le centre de
gravité G du sabot et le second plan 11, normal à l'axe 9 du
projectile, et dans lequel se trouve le bord d'attaque
externe 12 de la poche avant 6.We will play on the lever arm of this front force by varying the longitudinal position of the pocket before we determine by the distance L AV between the center of gravity G of the shoe and the
Du fait que l'action des gaz propulsifs est prépondérante à la sortie du tube de l'arme, la poche arrière sera dimensionnée pour libérer au plus tôt le barreau tout en évitant de faire basculer excessivement le sabot de l'arrière vers l'avant. L'efficacité de la poche avant se fait sentir lorsque le projectile sort des gaz propulsifs, soit à environ 20 calibres de l'embouchure du tube (2,4 m en calibre 120mm). Because the action of propellant gases is preponderant at the exit of the barrel, the rear pocket will sized to free the bar as soon as possible while avoiding excessive tilting of the rear shoe forward. The effectiveness of the front pocket is felt when the projectile comes out of the propellants, about 20 calibers of the mouth of the tube (2.4 m in 120mm caliber).
Les efforts aérodynamiques FAV et FAR seront quantifiés par l'Homme du Métier par exemple par calcul sur ordinateur de la force résultante des pressions élémentaires exercées sur la surface intérieure de la poche considérée.The aerodynamic forces F AV and F AR will be quantified by a person skilled in the art, for example by computer calculation of the force resulting from the elementary pressures exerted on the interior surface of the pocket considered.
Cette résultante a une position et une orientation qui
dépendent de la géométrie de la poche et des caractéristiques
de l'écoulement (vitesse, pression, orientation). La
composante de ces forces qui est prépondérante pour
l'ouverture du sabot est la composante normale à l'axe 9 du
projectile.This resultant has a position and an orientation which
depend on the pocket geometry and characteristics
flow (speed, pressure, orientation). The
component of these forces which is preponderant for
the opening of the hoof is the normal component to
Globalement la force normale qui est efficace pour l'ouverture du sabot sera d'autant plus forte que:
- pour un profil de poche donné, le calibre de la poche DAR ou DAV est important, ou bien
- pour un calibre de poche donné, que la portion de surface de poche sensiblement parallèle à l'axe 9 du projectile est grande.
- for a given pocket profile, the pocket size D AR or D AV is important, or else
- for a given pocket caliber, that the pocket surface portion substantially parallel to the
axis 9 of the projectile is large.
On pourra donc faire varier la localisation et la forme des poches avant et arrière à condition de donner aux poches une forme et une position telles que les moments MAR et MAV soient sensiblement égaux.We can therefore vary the location and shape of the front and rear pockets provided that the pockets have a shape and a position such that the moments M AR and M AV are substantially equal.
Sur la figure 2, le bord d'attaque 10 de la poche arrière
est situé à une distance LAR du centre de gravité G de
l'ordre de 0,75 calibre. Pour une poche arrière relativement
proche du centre de gravité (LAR inférieur ou égal à 0,75
calibre), le diamètre interne de la poche arrière sera
compris entre 0,8 et 0,95 calibre. Dans cet exemple DAR est
égal à O,9 calibre (DAR=0,9 D) compte tenu de l'épaisseur du
sabot au niveau du rebord 10.In FIG. 2, the leading
La poche avant est située à une distance LAV maximale.
Son bord d'attaque 12 se trouve le plus en avant possible sur
le sabot (soit à environ LAV = 1,5 calibres).The front pocket is located at a maximum distance L AV . Its leading
Le calibre de la poche avant est ici égal à 0,9 calibre
(DAV=0,9 D), compte tenu de l'épaisseur du sabot au niveau du
bord d'attaque 12. The size of the front pocket is here equal to 0.9 size (D AV = 0.9 D), taking into account the thickness of the shoe at the
Cette configuration n'est pas optimale car le profil de la poche avant n'a pas été modifié par rapport au profil de référence du projectile suivant la figure 1. Il en résulte un moment d'ouverture MAV encore trop fort. Cependant le moment d'ouverture arrière MAR assure déjà avec cette configuration de sabot une ouverture du sabot par l'arrière ce qui réduit les interférences sabot/barreau et améliore la précision du tir.This configuration is not optimal since the profile of the front pocket has not been modified with respect to the projectile reference profile according to FIG. 1. This results in an opening moment M AV still too strong. However, the rear opening moment M AR already ensures with this hoof configuration an opening of the hoof from the rear which reduces hoof / rudder interference and improves the accuracy of the shot.
La figure 3 montre un projectile équipé d'un sabot 1
suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention.Figure 3 shows a projectile equipped with a
Dans ce mode de réalisation, l'efficacité de la poche avant a été réduite. On a choisi de conserver la forme du profil interne de poche selon la figure 1 et on a réduit l'efficacité de la poche en réduisant son calibre DAV qui est ici égal à 0,58 calibres (DAV = 0,58 D).In this embodiment, the efficiency of the front pocket has been reduced. We chose to keep the shape of the internal pocket profile according to Figure 1 and we reduced the efficiency of the pocket by reducing its caliber D AV which is here equal to 0.58 calibers (D AV = 0.58 D) .
Une portée de guidage 13 au calibre est reliée à la poche
avant 6 par une face plane 14.A
Une poche arrière 7 a été mise en place à une distance
maximale du centre de gravité G. Le bras de levier LAR étant
important (ici de l'ordre de 2 calibres), on a réduit
l'efficacité de la poche arrière en diminuant son calibre (à
profil de poche constant). La poche arrière a ainsi un
calibre DAR de l'ordre de 0,66 calibre (DAR = 0,66 D).A
Le moment arrière est sensiblement égal au moment avant
(
La présence d'une poche arrière 7 a également pour effet
d'accélérer la séparation du sabot et du barreau, puisqu'il a
été vérifié que les efforts aérodynamiques ne pouvaient
s'exercer sur la poche avant qu'à une distance de l'arme de
l'ordre de 20 calibres alors que les efforts exercés sur la
poche arrière par les gaz propulsifs intervenaient dés la
sortie du tube de l'arme et assuraient ainsi une rupture
rapide du capotage 5. The presence of a
Le dimensionnement approprié de la poche avant par rapport à la poche arrière tel que le propose l'invention assure un écartement du sabot et du barreau de façon sensiblement parallèle en réduisant au maximum les problèmes d'interférences avec le barreau, la poche avant équilibrant l'action de la poche arrière en évitant une interférence sabot / barreau au niveau de la partie avant de celui-ci.The appropriate sizing of the front pocket by compared to the rear pocket as proposed by the invention ensures a space between the shoe and the bar so substantially parallel by minimizing problems interference with the bar, the front pocket balancing the action of the back pocket avoiding interference shoe / bar at the front of it.
La figure 4 montre ainsi la séparation du barreau et des
segments du sabot(seuls deux segments 1a et 1b du sabot sont
représentés). Cette figure correspond à un cliché pris à un
distance de l'ordre de 40 calibres de la sortie du tube de
l'arme.Figure 4 thus shows the separation of the bar and the
hoof segments (only two
Concrètement, lorsque comme sur la figure 3 la poche arrière se situe à l'extrémité la plus arrière du sabot, on lui donnera un diamètre interne DAR qui sera compris entre 0,4 et 0,7 calibre du sabot.Concretely, when as in Figure 3 the rear pocket is located at the rearmost end of the shoe, it will be given an internal diameter D AR which will be between 0.4 and 0.7 gauge of the shoe.
Différents essais au tir ont été conduits avec des projectiles de calibre 44mm. La dispersion des tirs a été mesurée pour différentes configurations :
- projectile selon l'art antérieur (figure 1),
- projectile selon la figure 2,
- projectile selon la figure 3.
- projectile according to the prior art (FIG. 1),
- projectile according to FIG. 2,
- projectile according to figure 3.
Des tirs ont été effectués pour chaque configuration pour une cible située à 200 m du tube.Shots were taken for each configuration to a target located 200 m from the tube.
On a pu ainsi vérifier que le projectile ayant un sabot selon la figure 2 avait une dispersion à l'impact sur cible inférieure de 20% à celle du projectile selon l'art antérieur (figure 1).It was thus possible to verify that the projectile having a hoof according to figure 2 had a dispersion on impact on target 20% lower than that of the projectile according to the prior art (figure 1).
Le projectile ayant un sabot selon la figure 3 a pour sa part une dispersion à l'impact sur cible inférieure de 50% à celle du projectile selon l'art antérieur (figure 1).The projectile having a shoe according to FIG. 3 has for its share a dispersion on impact on target less than 50% to that of the projectile according to the prior art (Figure 1).
Une telle amélioration des résultats résulte de l'absence d'interactions mécaniques entre le sabot et le barreau qui résulte de la structure de sabot proposée par l'invention.Such an improvement in results results from the absence mechanical interactions between the hoof and the bar which results from the shoe structure proposed by the invention.
La figure 5 montre un projectile équipé d'un sabot suivant un troisième mode de réalisation de l'invention. Figure 5 shows a projectile fitted with a sabot according to a third embodiment of the invention.
Ce sabot comporte là encore une poche arrière 7 disposée
à l'extrémité la plus arrière du sabot. Le calibre de cette
poche est environ 0,5 calibre du sabot (DAR=0,5D). Le profil
interne de la poche étant analogue à celui de la poche avant
selon la figure 1.This shoe again includes a
Ce sabot comporte également une poche avant 6 disposée à
l'extrémité la plus avant du sabot et qui est sensiblement au
calibre (DAV=0,9 D). Cependant l'efficacité de cette poche
avant (c'est à dire l'importance de la composante normale à
l'axe 9 de l'effort résultant FAV) a été réduite en jouant
sur la forme de son profil interne. Ainsi la poche
représentée ici a une efficacité réduite de l'ordre de 50%
par rapport à celle d'une poche telle que représentée par les
pointillés 15 sur la figure 5 et qui correspondrait
sensiblement à la poche selon la figure 1.This shoe also includes a
Cette poche avant a sensiblement la même efficacité qu'une poche avant telle que représentée à la figure 3 et ayant un calibre DAV=0,5D.This front pocket has substantially the same efficiency as a front pocket as shown in Figure 3 and having a caliber D AV = 0.5D.
Un tel sabot a été testé pour un calibre de projectile de 120mm. L'ouverture du sabot s'est produite sans interférences mécaniques sabot/barreau.Such a shoe has been tested for a projectile caliber of 120mm. Shoe opening occurred without interference mechanical shoe / bar.
La figure 6a montre un projectile équipé d'un sabot suivant un quatrième mode de réalisation de l'invention.Figure 6a shows a projectile fitted with a sabot according to a fourth embodiment of the invention.
Suivant ce mode de réalisation, les poches avant 6 et
arrière 7 sont disposées au voisinage du centre de gravité G
du sabot.According to this embodiment, the
La distance LAR est de l'ordre de 0,75 calibre et la
distance LAV de l'ordre de 0,5 calibre. Pour un tel mode de
réalisation du projectile selon l'invention on peut prendre
comme critère de réalisation une symétrie des bras de levier
de part et d'autre d'un plan moyen d'étanchéité 3 matérialisé
par la ceinture 4. On adoptera une distance L (distance des
bords d'attaque 10 et 12 à ce plan moyen 3) inférieure à 0,75
calibre et de l'ordre de 0,5 calibre. The distance L AR is around 0.75 caliber and the distance L AV around 0.5 caliber. For such an embodiment of the projectile according to the invention, it is possible to take as an embodiment criterion a symmetry of the lever arms on either side of a
Les calibres des poches sont proches du calibre du sabot DAR=0,9D et DAV=0,9D. Les profils des poches sont semblables de façon à générer des moments sensiblement égaux.The pocket sizes are close to the hoof size D AR = 0.9D and D AV = 0.9D. The profiles of the pockets are similar so as to generate substantially equal moments.
Afin d'assurer un guidage du projectile dans le tube de
l'arme lors du tir, un moyen support 16 au calibre est
disposé en partie avant du sabot 1. Ce moyen support est
constitué par au moins trois bras 16a,16b,16c régulièrement
répartis angulairement et qui portent chacun à leur extrémité
un patin de guidage 17 (17a,17b,17c).In order to ensure guidance of the projectile in the tube
the weapon during firing, a
Les bras délimitent entre eux des évidements qui laissent
passer l'écoulement aérodynamique jusqu'à la poche avant 6.The arms delimit between them recesses which leave
pass the aerodynamic flow to the
Ce mode de réalisation est le mode préféré. En effet il permet de communiquer au sabot une vitesse d'évasion latérale élevée en réduisant d'une part le basculement du sabot vers l'avant à la sortie du tube (efficacité de la poche arrière) et d'autre part le basculement vers l'arrière (poche avant efficace). La réduction des bras de levier permet de réduire les contraintes de flexion auxquelles est soumis le sabot, donc d'alléger le sabot. Ce gain de masse permet d'accroítre la vitesse du barreau ou sa masse. La réduction des bras de levier permet également une meilleure reproductibilité du mouvement de séparation du sabot parallèlement au barreau.This embodiment is the preferred mode. Indeed it allows to communicate a lateral escape speed to the hoof high by reducing on the one hand the tilting of the hoof towards the front at the outlet of the tube (efficiency of the back pocket) and on the other hand the tilting backwards (front pocket effective). Reducing leverage reduces the bending stresses to which the shoe is subjected, therefore to lighten the hoof. This mass gain makes it possible to increase the speed of the bar or its mass. Reducing the arms of lever also allows better reproducibility of the hoof separation movement parallel to the bar.
Différentes variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi il est possible de faire varier formes et positions des poches à condition d'assurer l'ouverture parallèle des segments du sabot et d'éviter toute interaction mécanique pendant la phase d'ouverture. Il est également possible d'utiliser le sabot selon l'invention pour tout type de calibres de projectile sous calibré.Different variants are possible without leaving the frame of the invention. So it is possible to vary shapes and positions of the pockets on condition of ensuring opening parallel to the hoof segments and avoid any interaction mechanical during the opening phase. he is also possible to use the shoe according to the invention for any type of calibrated projectiles under calibrated.
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DE102020115703B4 (en) | 2020-06-15 | 2024-02-22 | Rheinmetall Waffe Munition Gmbh | sabot |
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Publication number | Publication date |
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FR2784177A1 (en) | 2000-04-07 |
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