EP1384970B1 - Projectile sous calibré à appuis multiples - Google Patents
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- EP1384970B1 EP1384970B1 EP03291631A EP03291631A EP1384970B1 EP 1384970 B1 EP1384970 B1 EP 1384970B1 EP 03291631 A EP03291631 A EP 03291631A EP 03291631 A EP03291631 A EP 03291631A EP 1384970 B1 EP1384970 B1 EP 1384970B1
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- projectile
- sabot
- projectile according
- shoe
- radial
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Classifications
-
- 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 sub-calibrated projectiles comprising a shoe of gauge formed of at least two segments and surrounding a sub-calibrated bar, as described in FIG. US H 1412 .
- Such projectiles are well known and are usually referred to as arrow projectiles because the bar is stabilized by a stabilizer.
- the shoe usually has a push plate gauge on which is mounted a sealing belt.
- the shoe also has another support bearing gauge to complete the guidance of the projectile in the tube by preventing tilting of the axis of the bar relative to the axis of the tube.
- This other bearing surface may be in front of the guide plate as described below with reference to the figure 1 (hoof said "towed-pushed").
- the increase in velocity can be obtained by an increase in the mass of the propellant charge, which leads to the design of projectiles in which the thrust plate is disposed very far forward.
- the hoof thrust plate is thus introduced into the barrel of the weapon well before the rear support surface does not come to stabilize the hoof. There is then in the first moments of the internal ballistic phase a risk of pivoting of the projectile around the hinge constituted by the belt. Such pivoting leads to a bad angular positioning of the projectile in the tube which can lead to oscillations disrupting the stability of the flight of the bar.
- the shoe must then be reinforced at its rear to ensure the drive of the inertia of the bar, which is detrimental to the lightness of the shoe.
- an elongated bar causes bending oscillations of the rear portion of the projectile in the barrel of the weapon which also leads to a disruption of the stability of the projectile flight.
- the projectile according to the invention comprises a shoe of reduced mass but nevertheless ensuring improved guidance of the projectile in the tube to avoid positioning obliquities and vibrations of the bar.
- the subject of the invention is a sub-calibrated projectile comprising a shoe with a caliber formed of at least two segments and surrounding a sub-calibrated bar, projectile characterized in that the shoe comprises at least three support bearings substantially of caliber, spaced apart axially from each other.
- the distance between the two most distant ranges will preferably be greater than or equal to 3 calibres.
- At least one bearing surface is constituted by a thrust plate comprising at least one groove receiving a belt, a thrust plate which is located axially between two other bearing surfaces. support.
- the thrust plate will be disposed at a distance from a median transverse plane PM, plane orthogonal to the bar and passing through the center of gravity of the complete projectile, distance which will be between 0.5 and 1.5 calibers.
- a front support surface may be constituted by radial arms evenly distributed angularly around the shoe.
- Each arm may carry at its end a plastic pad for guiding the shoe in the tube.
- a rear support surface may be constituted by radial pads, evenly distributed angularly around the shoe.
- Each radial stud may be integral with a segment of the shoe.
- each radial stud may be formed by the juxtaposition of two parts, each integral with a separate segment of the shoe.
- Each radial stud may bear at its end a pad of friction-resistant material, for example steel, guiding the shoe in the tube
- FIGS. 1 and 2 show two arrow projectiles according to the prior art.
- the projectile 1 represented at figure 1 is a conventional projectile comprising a shoe 2 formed of three sectors surrounding a bar 4 carrying a tail 5.
- the shoe 2 has a front support surface 6 which has the shape of a bowl having a circular rim substantially the diameter of the tube 7 of the weapon.
- the shoe 2 also comprises a rear bearing surface which forms a thrust plate PP on which the pressure of the propellant gases is applied.
- This thrust plate PP comprises a groove receiving a belt 8 ensuring gastightness.
- This shoe 2 is of the "pulled-pushed" type, which means that the thrust plate PP is axially substantially at or slightly behind a median transverse plane PM which is the plane orthogonal to the bar 4 and passing by the center of gravity of the complete projectile.
- the projectile 1 represented at figure 2 has a similar general structure and also includes a shoe 2 formed of three segments surrounding a bar 4. It differs from the previous in that its front support surface is constituted by the thrust plate PP, while the rear bearing surface is constituted by three radial studs 9 integral with the shoe 2 and substantially to caliber.
- Such a shoe is of the "towed” type. Indeed, the thrust plate PP carrying the belt 8 is here axially far ahead of the median transverse plane PM, orthogonal to the bar 4 and passing through the center of gravity of the complete projectile.
- the guide length l which is the distance between the two ranges is of the order of 1.5 calibres for the towed shoe projectile according to the figure 2 and 2.5 calibres for the towed-pushed shoe projectile of the figure 1 .
- FIGS. Figures 3a and 3b A first embodiment of a projectile 1 according to the invention is shown in FIGS. Figures 3a and 3b .
- This projectile is a projectile shoe "pulled-pushed" just like that according to the figure 1 . It differs from the latter in that the shoe 2 comprises three support bearing substantially to the caliber and which are spaced axially from each other.
- the guide length L that is to say the distance between the two farthest ranges (6 and 11) is greater than or equal to 3 calibres or substantially twice the previous guide bearing area 1 ( figure 1 ).
- the rear studs 11 have a mass which is much lower than the hoof mass which would have been necessary in the rear part to prevent oscillations of the bar.
- the projectile according to the invention therefore has improved rigidity while having a reduced mass.
- each pad 11 will be provided with a pad 14 made of a resistant material, for example steel.
- FIG. 4a A second embodiment of a projectile 1 according to the invention is shown in Figures 4a and 4b .
- This projectile is a projectile with "pulled" hoof just like the one according to the figure 2 . It differs from the latter in that the shoe 2 comprises three support bearing substantially to the caliber and which are spaced axially from each other.
- Each arm 12 carries at its end a shoe 13 made of plastic material which guides the shoe in the tube 7.
- the guide length L that is to say the distance between the two furthest ranges (9 and 12) is greater than or equal to 3 calibers.
- the presence of the arms 12 forming the front guide surface makes it possible to prevent the tilting of the projectile when it is put into position ( figure 4a ).
- the distance L1 between the litters before 12 and median PP is thus greater than or equal to 1.5 calibres.
- the mass of the arms 12 is reduced and does not overweight the shoe.
- the projectile according to the invention therefore has improved rigidity while having a reduced mass.
- the thrust plate PP of this shoe is located at a distance from the median transverse plane PM (plane orthogonal to the bar and passing through the center of gravity of the complete projectile) which is between 0.5 and 1.5 calibres.
- each pad 9 will be provided with a pad 14 made of a resistant material, for example made of steel.
- FIGS 5a and 5b show in cross section two variants of rear bearing surfaces 9 or 11.
- Each radial stud 9 or 11 forming the rear bearing surface can thus be integral with a single segment 2a, 2b or 2c of the shoe 2 as shown in FIG. figure 5a .
- Each radial stud 9 or 11 may instead be formed by the juxtaposition of two parts, each integral with a separate segment of the shoe 2a, 2b or 2c, as shown in FIG. figure 5b .
- Each rear radial stud 9 or 11 will preferably have a shoe 14 of resistant material, for example steel, which will guide the shoe in the tube.
- FIGS. 6a and 6b thus show rear studs 9 or 11 provided with pads 14 made in the form of screws introduced into threads carried by studs 9 or 11.
- FIGS. 7a and 7b show rear pads 9 or 11 with pads 14 which are all made in the form of plates, having a tip 15 having a dovetail shape and cooperating with a complementary shaped groove arranged at the end of the stud 9 or 11.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
- Le domaine technique de l'invention est celui des projectiles sous calibrés comprenant un sabot au calibre formé d'au moins deux segments et entourant un barreau sous calibré, comme décrit dans
US H 1412 . - De tels projectiles sont bien connus et sont habituellement appelés projectiles flèches car le barreau est stabilisé par un empennage.
- Le sabot présente généralement une plaque de poussée au calibre sur laquelle est montée une ceinture d'étanchéité.
- Le sabot comporte également une autre portée d'appui au calibre permettant de compléter le guidage du projectile dans le tube en empêchant les basculements de l'axe du barreau par rapport à l'axe du tube.
- Cette autre portée d'appui peut se trouver en avant de la plaque de guidage comme décrit ci dessous en référence à la
figure 1 (sabot dit "tracté-poussé"). - Elle peut aussi se trouver en arrière de la plaque de guidage comme décrit ci dessous en référence à la
figure 2 (sabot dit "tracté"). - On cherche aujourd'hui à réaliser des projectiles flèches ayant des performances améliorées tant du point de vue de la vitesse du barreau que de ses capacités de perforation.
- L'accroissement de la vitesse peut être obtenu par une augmentation de la masse de la charge propulsive, ce qui conduit à concevoir des projectiles dans lesquels la plaque de poussée est disposée très en avant.
- La plaque de poussée du sabot se trouve donc introduite dans le tube de l'arme bien avant que la portée d'appui arrière ne vienne stabiliser le sabot. Il existe alors dans les premiers instants de la phase de balistique intérieure un risque de pivotement du projectile autour de la charnière constituée par la ceinture. Un tel pivotement conduit à un mauvais positionnement angulaire du projectile dans le tube qui peut conduire à des oscillations perturbant la stabilité du vol du barreau.
- Les travaux sur l'amélioration des performances conduisent également à concevoir des projectiles incorporant un barreau très long dont la partie arrière pénètre profondément dans le chargement propulsif.
- Le sabot doit alors se trouver renforcé au niveau de sa partie arrière pour assurer l'entraînement de l'inertie du barreau, ce qui est préjudiciable à la légèreté du sabot.
- De plus, un barreau allongé entraîne des oscillations de flexion de la partie arrière du projectile dans le tube de l'arme ce qui conduit également à une perturbation de la stabilité du vol du projectile.
- C'est le but de l'invention que de proposer un projectile ne présentant pas de tels inconvénients.
- Ainsi le projectile selon l'invention comporte un sabot de masse réduite mais assurant néanmoins un guidage amélioré du projectile dans le tube permettant d'éviter les obliquités de positionnement ainsi que les vibrations du barreau.
- Ainsi l'invention a pour objet un projectile sous calibré comprenant un sabot au calibre formé d'au moins deux segments et entourant un barreau sous calibré, projectile caractérisé en ce que le sabot comporte au moins trois portées d'appui sensiblement au calibre, espacées axialement les unes des autres.
- La distance entre les deux portées les plus éloignées sera de préférence supérieure ou égale à 3 calibres.
- Selon un mode particulier de réalisation au moins une portée d'appui, dite portée d'appui médiane, est constituée par une plaque de poussée comportant au moins une gorge recevant une ceinture, plaque de poussée qui se situe axialement entre deux autres portées d'appui.
- Avantageusement, la plaque de poussée sera disposée à une distance d'un plan transversal médian PM, plan orthogonal au barreau et passant par le centre de gravité du projectile complet, distance qui sera comprise entre 0,5 et 1,5 calibres.
- Une portée d'appui avant pourra être constituée par des bras radiaux régulièrement répartis angulairement autour du sabot.
- Chaque bras pourra porter à son extrémité un patin en matière plastique assurant le guidage du sabot dans le tube.
- Une portée d'appui arrière pourra être constituée par des plots radiaux, régulièrement répartis angulairement autour du sabot.
- Chaque plot radial pourra être solidaire d'un segment du sabot.
- Alternativement, chaque plot radial pourra être formé par la juxtaposition de deux parties, chacune solidaire d'un segment distinct du sabot.
- Chaque plot radial pourra porter à son extrémité un patin en matériau résistant au frottement, par exemple en acier, assurant le guidage du sabot dans le tube
- L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
- les
figures 1 et 2 représentent en coupe longitudinale deux projectiles selon l'art antérieur mis à poste dans le tube d'une arme, - les
figures 3a et 3b représentent en coupe longitudinale un projectile selon un premier mode de réalisation de l'invention, lafigure 3a montre le projectile mis à poste et lafigure 3b le projectile à l'intérieur du tube lors du tir, - les
figures 4a et 4b représentent en coupe longitudinale un projectile selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, lafigure 4a montre le projectile mis à poste et lafigure 4b le projectile à l'intérieur du tube lors du tir, - les
figures 5a et 5b montrent en coupe transversale deux variantes de réalisation des portées d'appui arrières, - les
figures 6a et 6b montrent en coupes longitudinales et transversales partielles un mode de réalisation d'une portée d'appui arrière, - les
figures 7a et 7b montrent en coupes longitudinales et transversales partielles un autre mode de réalisation d'une portée d'appui arrière. - Les
figures 1 et 2 montrent deux projectiles flèches selon l'art antérieur. - Le projectile 1 représenté à la
figure 1 est un projectile classique comportant un sabot 2 formé de trois secteurs entourant un barreau 4 portant un empennage 5. - Le sabot 2 comporte une portée d'appui avant 6 qui a la forme d'une cuvette ayant un rebord circulaire sensiblement au diamètre du tube 7 de l'arme.
- Le sabot 2 comporte également une portée d'appui arrière qui forme une plaque de poussée PP sur laquelle s'applique la pression des gaz propulsifs.
- Cette plaque de poussée PP comporte une gorge recevant une ceinture 8 assurant l'étanchéité aux gaz.
- Ce sabot 2 est de type "tracté-poussé", ce qui veut dire que la plaque de poussée PP se situe axialement sensiblement au niveau ou bien légèrement en arrière d'un plan transversal médian PM qui est le plan orthogonal au barreau 4 et passant par le centre de gravité du projectile complet.
- On voit que lorsque ce projectile est mis à poste dans le tube de l'arme les deux portées d'appui sont en contact avec le tube. Cependant la longueur de barreau 4 qui se trouve encore dans la chambre 10 de l'arme est importante. Des oscillations de flexion de la partie arrière du barreau interviendront lors du tir ce qui perturbera la stabilité du vol du barreau. Les solutions mises en oeuvre à ce jour conduisent à renforcer la rigidité de la partie arrière du sabot en augmentant l'épaisseur du sabot ce qui alourdit celui ci.
- Le projectile 1 représenté à la
figure 2 a une structure générale analogue et comprend lui aussi un sabot 2 formé de trois segments entourant un barreau 4. Il diffère du précédent en ce que sa portée d'appui avant est constituée par la plaque de poussée PP, tandis que la portée d'appui arrière est constituée par trois plots 9 radiaux solidaires du sabot 2 et sensiblement au calibre. - Un tel sabot est de type "tracté". En effet, la plaque de poussée PP portant la ceinture 8 se situe ici axialement très en avant du plan transversal médian PM, orthogonal au barreau 4 et passant par le centre de gravité du projectile complet.
- On voit que lorsque ce projectile est mis à poste dans le tube de l'arme (comme représenté sur la
figure 2 ), la portée d'appui arrière se trouve dans la chambre. Elle ne pourra assurer sa fonction de guidage que lorsque le projectile aura pénétré plus avant dans le tube de l'arme. Il en résulte un risque de pivotement du projectile autour de la ceinture 8. - Dans les deux cas la longueur de guidage l qui est la distance entre les deux portées est de l'ordre de 1,5 calibres pour le projectile à sabot tracté selon la
figure 2 et de 2,5 calibres pour le projectile à sabot tracté-poussé de lafigure 1 . - Un premier mode de réalisation d'un projectile 1 selon l'invention est représenté aux
figures 3a et 3b . - Ce projectile est un projectile à sabot "tracté-poussé" tout comme celui selon la
figure 1 . Il diffère de ce dernier en ce que le sabot 2 comporte trois portées d'appui sensiblement au calibre et qui sont espacées axialement les unes des autres. - Le projectile comprend ainsi :
- une portée d'appui avant 6 qui a la forme d'une cuvette ayant un rebord circulaire sensiblement au diamètre du tube 7 de l'arme,
- une portée d'appui médiane qui est constituée par la plaque de poussée PP portant la ceinture 8,
- une portée d'appui arrière constituée par des plots radiaux 11 régulièrement répartis angulairement autour du sabot 2.
- Il résulte d'une telle configuration que lorsque le projectile 1 se trouve à l'intérieur du tube 7 (
figure 3b ) le barreau se trouve maintenu par rapport au tube par trois portées de guidage (6, PP et 11). - On évite ainsi les oscillations de la partie arrière du barreau même pour des barreaux de grande longueur (supérieure à 30 fois leur diamètre).
- La longueur de guidage L, c'est à dire la distance entre les deux portées les plus éloignées (6 et 11) est supérieure ou égale à 3 calibres soit sensiblement le double de la portée de guidage antérieure l (
figure 1 ). - Les plots arrière 11 ont une masse qui est bien inférieure à la masse de sabot qui aurait été nécessaire en partie arrière pour empêcher les oscillations du barreau. Le projectile selon l'invention a donc une rigidité améliorée tout en ayant une masse réduite.
- Afin d'éviter une détérioration des plots arrière 11 lors du passage du cône de forcement, on dotera chaque plot 11 d'un patin 14 en matériau résistant par exemple en acier.
- Un deuxième mode de réalisation d'un projectile 1 selon invention est représenté aux
figures 4a et 4b . - Ce projectile est un projectile à sabot "tracté" tout comme celui selon la
figure 2 . Il diffère de ce dernier en ce que le sabot 2 comporte trois portées d'appui sensiblement au calibre et qui sont espacées axialement les unes des autres. - Le projectile comprend ainsi :
- une portée d'appui arrière constituée par des plots radiaux 9 régulièrement répartis angulairement autour du sabot 2,
- une portée d'appui médiane qui est constituée par la plaque de poussée PP portant la ceinture 8,
- une portée d'appui avant qui est constituée par des bras radiaux 12 régulièrement répartis angulairement autour du sabot 2.
- Chaque bras 12 porte à son extrémité un patin 13 en matière plastique qui assure le guidage du sabot dans le tube 7.
- Là encore, il résulte de cette configuration que lorsque le projectile 1 se trouve à l'intérieur du tube 7 (
figure 4b ) le barreau se trouve maintenu par rapport au tube par trois portées de guidage (9, PP et 12). - On évite ainsi les oscillations de la partie arrière du barreau même pour des barreaux de grande longueur (supérieure à 30 fois leur diamètre).
- La longueur de guidage L, c'est à dire la distance entre les deux portées les plus éloignées (9 et 12) est supérieure ou égale à 3 calibres.
- De plus la présence des bras 12 formant la portée de guidage avant permet d'empêcher le basculement du projectile lorsqu'il est mis à poste (
figure 4a ). - La distance L1 entre les portées avant 12 et médiane PP est ainsi supérieure ou égale à 1,5 calibres.
- La masse des bras 12 est réduite et n'alourdit pas de façon excessive le sabot. Le projectile selon l'invention a donc une rigidité améliorée tout en ayant une masse réduite.
- Par ailleurs la plaque de poussée PP de ce sabot se trouve disposée à une distance du plan transversal médian PM (plan orthogonal au barreau et passant par le centre de gravité du projectile complet) qui est comprise entre 0,5 et 1,5 calibres.
- Une telle disposition permet d'optimiser la masse du sabot. Ainsi la plaque de poussée PP du projectile se trouve avancée par rapport au cône de forcement 16 de l'arme lorsque la munition est mise à poste.
- On peut vérifier par le calcul que le gain de masse optimal pour un sabot de calibre 120mm est obtenu en avançant la plaque de poussée de 80mm environ par rapport à sa position habituelle au niveau du cône de forcement 16. Il en résulte un allégement du sabot de 15 à 20% pour un coût de fabrication analogue.
- Il sera possible de donner aux bras 12 un profil avant formant poche recevant l'écoulement aérodynamique à la sortie du tube de l'arme. Une telle disposition permet de faciliter la séparation des segments du sabot à la sortie du tube de l'arme.
- Afin d'éviter une détérioration des plots arrière 9 lors du passage du cône de forcement 16, on dotera chaque plot 9 d'un patin 14 en matériau résistant par exemple en acier.
- Les
figures 5a et 5b montrent en coupe transversale deux variantes de réalisation des portées d'appui arrières 9 ou 11. - Chaque plot radial 9 ou 11 formant la portée arrière peut ainsi être solidaire d'un seul segment 2a, 2b ou 2c du sabot 2 comme représenté à la
figure 5a . - Chaque plot radial 9 ou 11 peut être au contraire formé par la juxtaposition de deux parties, chacune solidaire d'un segment distinct du sabot 2a, 2b ou 2c, comme représenté à la
figure 5b . - Chaque plot radial arrière 9 ou 11 sera de préférence doté d'un patin 14 en matériau résistant, par exemple en acier, qui assurera le guidage du sabot dans le tube.
- Les
figures 6a et 6b montrent ainsi des plots arrière 9 ou 11 dotés de patins 14 réalisés sous la forme de vis introduites dans des taraudages portés par les plots 9 ou 11. - Les
figures 7a et 7b montrent des plots arrière 9 ou 11 dotés de patins 14 qui sont tous réalisés sous la forme de plaquettes, dotées d'un embout 15 ayant une forme en queue d'aronde et coopérant avec une rainure de forme complémentaire aménagée à l'extrémité du plot 9 ou 11. - Il est bien entendu possible de concevoir un projectile comportant plus de trois portées d'appui. Il est également possible de concevoir un projectile comportant trois portées d'appui et dans lequel la plaque de poussée portant la ceinture constitue la portée la plus en avant ou bien la portée la plus en arrière.
Claims (10)
- Projectile (1) sous calibré comprenant un sabot (2) au calibre formé d'au moins deux segments et entourant un barreau (4) sous calibré, projectile caractérisé en ce que le sabot comporte au moins trois portées d'appui (6,12;PP;9,11) sensiblement au calibre, espacées axialement les unes des autres.
- Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance entre les deux portées les plus éloignées (6,12;9,11) est supérieure ou égale à 3 calibres.
- Projectile selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une portée d'appui, dite portée d'appui médiane, est constituée par une plaque de poussée (PP) comportant au moins une gorge recevant une ceinture (8), plaque de poussée qui se situe axialement entre deux autres portées d'appui.
- Projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque de poussée (PP) est disposée à une distance d'un plan transversal médian (PM), plan orthogonal au barreau et passant par le centre de gravité du projectile complet, distance qui est comprise entre 0,5 et 1,5 calibres.
- Projectile selon une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'une portée d'appui avant est constituée par des bras radiaux (12) régulièrement répartis angulairement autour du sabot (2).
- Projectile selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque bras (12) porte à son extrémité un patin (13) en matière plastique assurant le guidage du sabot dans le tube.
- Projectile selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une portée d'appui arrière est constituée par des plots radiaux (9,11) régulièrement répartis angulairement autour du sabot.
- Projectile selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque plot radial (9,11) est solidaire d'un segment du sabot.
- Projectile selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque plot radial (9,11) est formé par la juxtaposition de deux parties chacune solidaire d'un segment distinct du sabot.
- Projectile selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque plot radial (9,11) porte à son extrémité un patin (14) en matériau résistant au frottement, par exemple en acier, assurant le guidage du sabot dans le tube
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