FR2507765A1 - Weapon for launching arrow projectile - has internally grooved tube with muzzle brake and arrow-guiding shoes engaging grooves - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE TIR D'UNE MUNITION
FLECHE A L'AIDE D'UN TUBE RAYE
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de lancement d'un projectile a énergie cinétique du type flèche à l'aide d'un tube de lancement.METHOD AND DEVICE FOR SHOOTING AMMUNITION
ARROW WITH A STRIPED TUBE
The present invention relates to a method and a device for launching a kinetic energy projectile of the arrow type using a launching tube.
Les projectiles flèches e sabots éliminables sont d'autant plus efficaces que leur énergie cinétique est élevée. Ainsi, pour une masse donnée du projectile il est important que leur vitesse initiale de lancement soit la plus grande possible. Pour obtenir ces très hautes vitesses, ce type de projectile est habituellement tiré à l'aide de tubes lisses dans lesquels toute lténergie de propulsion est consacrée à accélérer longitudinalement le projectile, alors que dans les tubes rayés, une partie de lténergie de propulsion est utilisée pour mettre le projectile en rotation. L'utilisation de ces tubes lisses est compatible avec les configurations sous calibrées des projectiles flèches qui sont stabilisés par empennage. The projectiles arrows and sabots eliminable are all the more effective as their kinetic energy is high. Thus, for a given mass of the projectile it is important that their initial launch speed is as great as possible. To obtain these very high speeds, this type of projectile is usually fired using smooth tubes in which all of the propulsion energy is devoted to accelerating the projectile longitudinally, while in striped tubes, part of the propulsion energy is used to rotate the projectile. The use of these smooth tubes is compatible with the calibrated configurations of the arrow projectiles which are stabilized by tail.
Toutefois, il s'avère intéressant d'utiliser des tubes faiblement rayés car ils permettent l'emploi de munitions de types différents, tels que des obus à fragmentation ou à charge creuse, qui doivent etre mis en rotation pour améliorer la précision des tirs affectée par les défauts de fabrication des projectiles. However, it turns out to be advantageous to use weakly rifled tubes because they allow the use of munitions of different types, such as fragmentation or hollow charge shells, which must be rotated to improve the accuracy of the affected shots. by manufacturing defects in projectiles.
En ce qui concerne l'utilisation de tubes faiblement rayes pour tirer des munitions floches à sabot éliminable, des problèmes importants se posent. En effet, les sabots de lancement sont le plus souvent constitués de plusieurs éléments (en général au nombre de trois) qui se séparent à la sortie du tube de l'arme sous l'effet des forces aérodynamiques. L'ouverture du sabot implique donc que les liaisons entre ses éléments soient adaptées de façon à ce que d'une part, la cohésion du sabot soit suffisante lors de la phase de balistique intérieure et que d'autre part, ces liaisons puissent être rompues à la sortie du tube sans affecter la dispersion de la flèche. With regard to the use of weakly scratched tubes for firing flask ammunition with eliminable sabot, important problems arise. Indeed, launching shoes are most often made up of several elements (generally three in number) which separate at the exit of the barrel of the weapon under the effect of aerodynamic forces. The opening of the shoe therefore implies that the connections between its elements are adapted so that on the one hand, the cohesion of the shoe is sufficient during the interior ballistics phase and that on the other hand, these connections can be broken at the outlet of the tube without affecting the spread of the boom.
Lorsque, une munition flèche adaptée à un tube lisse est tirée dans un tube faiblement rayé on constate que lors de la propulsion, les éléments sont soumis à des efforts centrifuges qui les plaquent contre les rayures du tube, ce qui favorise l'usure des surfaces latérales du sabot entratnant ainsi la rupture des liaisons entre les éléments. Des jeux apparaissent aux interfaces des éléments et ouvrent des passages pour les gaz de propulsion qui s'échappent vers l'avant du sabot en l'érodant fortement. Une autre conséquence néfaste provient du fait que la flèche ne se trouve plus correctement maintenue par le sabot, ce qui introduit des contraintes mécaniques supplémentaires dues à un désalignement de la flèche et peut affecter considérablement la précision du tir. When an arrow munition adapted to a smooth tube is fired in a weakly scratched tube, it can be seen that during propulsion, the elements are subjected to centrifugal forces which press them against the scratches of the tube, which promotes surface wear. lateral of the shoe thus breaking the connections between the elements. Clearances appear at the interfaces of the elements and open passages for the propellant gases which escape towards the front of the shoe while strongly eroding it. Another harmful consequence comes from the fact that the arrow is no longer properly maintained by the shoe, which introduces additional mechanical stresses due to a misalignment of the arrow and can considerably affect the accuracy of the shot.
Un autre problème important est da à la présence du frein de bouche qui équipe les tubes faiblement rayés. En effet, il est nécessaire que les éléments restent intimement liés pendant la phase canon de manière à retarder l'ouverture du sabot lors de la traversée du frein de bouche. On constate également que dans les cas de l'utilisation d'un frein de bouche classique, l'ouverture du sabot ne se fait pas de façon symétrique ; il en résulte des perturbations sur la flèche, ce qui diminue la précision du tir. Another important problem is due to the presence of the muzzle brake which equips the slightly scratched tubes. Indeed, it is necessary that the elements remain intimately linked during the cannon phase so as to delay the opening of the shoe during the crossing of the muzzle brake. It is also noted that in the case of the use of a conventional muzzle brake, the opening of the shoe is not done symmetrically; this results in disturbances on the arrow, which decreases the accuracy of the shot.
Un but de la présente invention consiste en un procédé et un dispositif de tir d'une munition flèche à l'aide d'un tube faiblement rsyé et comportant ou non un frein de bouche, permettant de résoudre les différents problèmes énumérés précédemment. An object of the present invention consists of a method and a device for firing an arrow munition using a weakly rsyé tube and including or not a muzzle brake, making it possible to solve the various problems listed above.
Le procédé consiste à utiliser un tube faiblement rayé comportant ou non un frein de bouche et à atténuer les effets de la force centrifuge sur les éléments du sabot, effets dus à la rotation imprimée au projectile par les rayures du tube de lancement. The method consists in using a weakly scratched tube with or without a muzzle brake and in attenuating the effects of centrifugal force on the elements of the shoe, effects due to the rotation imparted to the projectile by the scratches of the launching tube.
Le dispositif de lancement utilisé pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce que le tube de l'arme est faiblement rayé et comprend ou non un frein de bouche muni d'ouies et en ce que le projectile comporte des moyens pour atténuer les effets de la force centrifuge sur les éléments du sabot. The launching device used for the implementation of the method is characterized in that the barrel of the weapon is slightly scratched and whether or not includes a muzzle brake provided with gills and in that the projectile comprises means for attenuating the effects of centrifugal force on hoof components.
Dans le cas où le tube de lancement comprend un frein de bouche - si le diamètre intérieur du corps du frein de bouche est proche du calibre de l'arme, le nombre d'ouies du frein de bouche est égal, multiple ou sous multiple au nombre d'éléments constituant le sabot. In the case where the launch tube includes a muzzle brake - if the inside diameter of the muzzle brake body is close to the caliber of the weapon, the number of muzzle brake holes is equal, multiple or sub-multiple to number of elements constituting the hoof.
- si le diamètre intérieur du corps du frein de bouche est très supérieur au calibre de l'arme, le nombre d'ouies du frein de bouche est quelconque.- if the inside diameter of the muzzle brake body is much greater than the caliber of the weapon, the number of muzzle brake holes is arbitrary.
Selon d'autres caractéristiques - les moyens permettant aux éléments-du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant toute la phase canon sont constitués par un prolongement de la partie tubulaire du sabot au delà de la face de la plaque de poussée située en regard de la chambre de propulsion. According to other characteristics - the means allowing the elements of the shoe to remain intimately linked to the arrow during the entire cannon phase are constituted by an extension of the tubular part of the shoe beyond the face of the thrust plate located opposite of the propulsion chamber.
- les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés sont constitués par des conduits disposés sur la plaque de poussée et à l'arrière de la ceinture d'étanchéIté, ces conduits mettant en communication la chambre de propulsion et la surface latérale extérieure de la plaque de poussée située à l'arrière de la ceinture d'étanchéîté - les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés sont constitués par des portées en matériau résistant à l'usure tel que de l'acier, disposées sur la surface latérale de la plaque de guidage et de la plaque de poussée de chaque élément du sabot, le diamètre extérieur formé par ces portées étant égal au calibre du tube de l'arme.the means allowing the elements of the shoe to remain intimately linked are constituted by conduits arranged on the thrust plate and at the rear of the sealing belt, these conduits connecting the propulsion chamber and the external lateral surface of the push plate located at the rear of the sealing belt - the means allowing the elements of the shoe to remain intimately linked are constituted by surfaces made of wear-resistant material such as steel, arranged on the surface lateral of the guide plate and of the thrust plate of each element of the sabot, the external diameter formed by these ranges being equal to the caliber of the barrel of the weapon.
- les moyens permettant aux éléments du sabot de rester intimement liés à la flèche pendant la phase canon sont constitués par une ceinture en matériau synthétique disposée sur la surface latérale de la plaque de poussée.- The means allowing the elements of the shoe to remain intimately linked to the arrow during the cannon phase consist of a belt of synthetic material placed on the lateral surface of the thrust plate.
D'autres avantages et caractéristiques que procurent l'invention apparattront au cours de la description détaillée d'un mode de réalisation faite en regard des dessins annexés qui représentent à titre indicatif le dispositif de lancement conforme à l'invention. Other advantages and characteristics which the invention provides will become apparent during the detailed description of an embodiment made with reference to the appended drawings which show, for information only, the launch device according to the invention.
Sur ces dessins - la figure 1 représente une demi-coupe longitudinale du projectile flèche selon l'invention - la figure 2 représente une demi-coupe longitudinale du sabot de lancement utilisé pour mettre en oeuvre le procédé de lancement selon l'invention - la figure 3 représente une coupe schématique selon III-III de la figure 4 d'un premier exemple de frein de bouche utilisable pour le lancement dlun projectile flèche selon l'invention - la figure 4 représente une coupe schématique du frein de bouche selon IV-IV de la figure 3 - la figure 5 représente une vue schématique en perspective du frein de bouche des figures 3 et 4 - la figure 6 représente une coupe longitudinale schématique d'un deuxième exemple de frein de bouche utilisable pour le lancement d'un projectile flèche selon l'invention. In these drawings - Figure 1 shows a longitudinal half-section of the arrow projectile according to the invention - Figure 2 shows a longitudinal half-section of the launching shoe used to implement the launching method according to the invention - Figure 3 represents a diagrammatic section along III-III of FIG. 4 of a first example of a muzzle brake usable for launching a arrow projectile according to the invention - FIG. 4 represents a schematic section of the muzzle brake according to IV-IV of Figure 3 - Figure 5 shows a schematic perspective view of the muzzle brake of Figures 3 and 4 - Figure 6 shows a schematic longitudinal section of a second example of muzzle brake usable for launching an arrow projectile according the invention.
Le projectile représenté à la figure 1 comprend un sous-projectile flèche 1 en métal lourd, de forme très allongée et munie à son extrémité arrière d'un empennage stabilisateur 2. Ce sous-projectile 1 est logé dans un sabot de lancement 3 formé de plusieurs élfments 4a, 4b et 4c. La liaison entre la flèche et les éléments est réalisée gracie à un filetage 5 qui permet l'entratnement du projectile dans le tube de l'arme. The projectile shown in FIG. 1 comprises a heavy metal arrow 1 sub-projectile, of very elongated shape and provided at its rear end with a stabilizing stabilizer 2. This sub-projectile 1 is housed in a launching shoe 3 formed of several elements 4a, 4b and 4c. The connection between the arrow and the elements is carried out thanks to a thread 5 which allows the driving of the projectile in the barrel of the weapon.
Le sabot de lancement (figure 2) comprend - une plaque de poussée 6 soumise à la pression des gaz de propulsion, - une plaque de guidage 7 placée à l'extrémité avant du sabot, - une partie tubulaire 8 utilisée comme liaison entre la plaque de poussée 6 et la plaque de guidage 7. The launching shoe (FIG. 2) comprises - a thrust plate 6 subjected to the pressure of the propellant gases, - a guide plate 7 placed at the front end of the shoe, - a tubular part 8 used as connection between the plate thrust 6 and guide plate 7.
Les éléments 4a, 4b et 4c sont assemblés par - deux liaisons arrières : la première 9 en élastomère coulé dans un logement annulaire de la plaque de poussée ó, la deuxième étant constitrée par une ceinture li en matériau synthétique - une liaison avant constituée par un anneau 10 en matériau synthétique logé dans une gorge de la plaque de guidage 7. The elements 4a, 4b and 4c are assembled by - two rear links: the first 9 made of elastomer cast in an annular housing of the thrust plate ó, the second being constituted by a belt li made of synthetic material - a front connection constituted by a ring 10 of synthetic material housed in a groove in the guide plate 7.
Ces liaisons sont calculées de telle façon qu'elles puissent être rompues à la sortie du tube sous les effets conjugués des forces aerodynamiques et centrifuges exercées sur les éléments du sabot, ainsi que sous l'action de la détente des gaz de bouche vers ltextérieur. These connections are calculated in such a way that they can be broken at the outlet of the tube under the combined effects of aerodynamic and centrifugal forces exerted on the elements of the shoe, as well as under the action of the expansion of the mouth gases towards the inside.
L'étanchéité entre le tube de l'arme et le projectile est assurée par la ceinture 11 qui épouse les formes des rayures de l'arme. Cette ceinture Il est placée dans une gorge circulaire de la plaque de poussée 6 du sabot et permet également d'entratner le projectile en rotation. The seal between the barrel of the weapon and the projectile is provided by the belt 11 which follows the shapes of the weapon's scratches. This belt It is placed in a circular groove in the thrust plate 6 of the shoe and also makes it possible to drive the projectile in rotation.
Lors du lancement, le projectile subit une accélération longitudinale et une accéleration angulaire due à la présence de rayures dans le tube. Sous l'effet de forces centrifuges, les éléments du sabot se trouvent plaqués contre le tube de lancement et tendent à se séparer. Pour remédier à ce problème, diverses solutions obJet de 11 invention ont été adoptées - Un prolongement 12 de la partie tubulaire 8 du sabot est réalisé. During launch, the projectile undergoes a longitudinal acceleration and an angular acceleration due to the presence of scratches in the tube. Under the effect of centrifugal forces, the elements of the shoe are pressed against the launching tube and tend to separate. To remedy this problem, various object solutions of the invention have been adopted. An extension 12 of the tubular part 8 of the shoe is made.
1l est situé au delà de la plaque de poussée 6, du côté en regard avec la chambre de propulsion de l'arme et s'étend à partir de la gorge contenant la liaison arrière 9 jusqu'au voisinage de la flèche 1, sur une longueur qui dans cet exemple particulier est sensiblement égale à 0,4 calibre de l'arme. Ce prolongement 12 a une forme légèrement conique mais peut également etre sensiblement cylindrique. Le filetage 5 se prolonge le long de la partie 12, ce qui augmente l'interface sabot-flèche. Lors de la phase d'accélération, le prolongement 12 du sabot est soumis aux forces de pression des gaz de propulsion. Ces forces sont sensiblement radiales et de ce fait assurent la cohésion du sabot en limitant les effets des forces centrifuges exercées sur ses éléments. 1l is located beyond the thrust plate 6, on the side facing the propulsion chamber of the weapon and extends from the groove containing the rear link 9 to the vicinity of arrow 1, on a length which in this particular example is substantially equal to 0.4 caliber of the weapon. This extension 12 has a slightly conical shape but can also be substantially cylindrical. The thread 5 extends along the part 12, which increases the shoe-boom interface. During the acceleration phase, the extension 12 of the shoe is subjected to the pressure forces of the propellant gases. These forces are substantially radial and therefore ensure the cohesion of the shoe by limiting the effects of centrifugal forces exerted on its elements.
- des conduits 13 mettant en communication la chambre de propulsion et la surface latérale extérieure de la plaque de poussée sont pratiqués. Ces conduits débouchent à 11 arrière de la ceinture d'étanchéité Il et ont pour fonction de soumettre la surface extérieure du sabot située à l'arrière de la ceinture d'étanchétté à une pression se rapprochant le plus possible de la pression de la chambre de propulsion, ceci dans le but de eompenser les efforts tendant à ouvrir le sabot par les forces radiales de pression.- Conduits 13 connecting the propulsion chamber and the external lateral surface of the thrust plate are made. These conduits open at the rear of the sealing belt 11 and have the function of subjecting the external surface of the shoe situated at the rear of the sealing belt to a pressure as close as possible to the pressure of the pressure chamber. propulsion, this in order to compensate the efforts tending to open the shoe by the radial forces of pressure.
- des portées 14 sont placées sur la surface latérale des plaques de poussée 6 et de guidage 7. Ces portées 14 sont réalisées en matériau résistant à l'usure tel que par exemple de l'acier.Elles équipent individuellement chaque élément du sabot et n'ont pas pour fonction de lier les éléments entre eux. Chaque portée 14 est fixée sur chaque élément à l'aide de rivets 15 mais peut également être collée, soudée ou encliquetée. Le diamètre extérieur D de ces portées est égal au calibre de l'arme. Elles évitent l'usure due au frottement sur les rayures du tube, qui aurait pour conséquence la création de jeux aux interfaces des éléments entre eux et des éléments avec la flèche.- bearing surfaces 14 are placed on the lateral surface of the push and guide plates 6 and 7. These bearing surfaces 14 are made of wear-resistant material such as, for example, steel. They individually equip each element of the shoe and n do not have the function of linking the elements together Each bearing 14 is fixed to each element using rivets 15 but can also be glued, welded or snapped on. The outside diameter D of these ranges is equal to the caliber of the weapon. They avoid wear due to friction on the scratches of the tube, which would result in the creation of clearances at the interfaces of the elements between them and of the elements with the arrow.
- une ceinture en matériau synthétique disposée sur la surface latérale de la plaque de poussée. Dans cet exemple particulier de réalisation cette ceinture est avantageusement constituée par la ceinture 11 mais peut également être indépendante.- a synthetic material belt arranged on the lateral surface of the push plate. In this particular embodiment, this belt is advantageously constituted by the belt 11 but can also be independent.
Lorsque le projectile quitte le tube, les éléments du sabot subissent l'influence du frein de bouche. En effet, la configuration du frein a des répercussions importantes sur le comportement mécanique et aérodynamique de la flèche, les éléments du sabot devant s'écarter simultanément de la flèche de manière à ne pas la perturber. When the projectile leaves the tube, the elements of the shoe are influenced by the muzzle brake. Indeed, the configuration of the brake has important repercussions on the mechanical and aerodynamic behavior of the arrow, the elements of the shoe having to move away simultaneously from the arrow so as not to disturb it.
Les figures 3 à 6 montrent deux exemples particuliers de frein de bouche adaptés au tir de munition telles que décrites précédemment. Sur ces figures, l'extrémité du tube de l'arme 16 est équipée d'un frein de bouche fixé par une liaison telle qu'un filetage 17. Les figures 3, 4 et 5 représentent un frein dont le diamètre intérieur d du corps est voisin du calibre de l'arme. Ce frein comporte des ouies 18 limitées par une aube 19 et des cloisons ou tirants 20. Une condition nécessaire pour résoudre le problème évoqué précédemment est que le nombre d'ouies 18 soit égal, multiple ou sous-multiple du nombre d'éléments du sabot. Ainsi les perturbations sur chaque élément de sabot sont les mêmes, permettant une ouverture simultanée et régulière du sabot, ce qui est très favorable à la précision du tir. Figures 3 to 6 show two specific examples of muzzle brake suitable for firing ammunition as described above. In these figures, the end of the barrel 16 is equipped with a muzzle brake fixed by a link such as a thread 17. Figures 3, 4 and 5 show a brake whose internal diameter d of the body is close to the caliber of the weapon. This brake comprises louvers 18 limited by a blade 19 and partitions or tie rods 20. A necessary condition for solving the problem mentioned above is that the number of louvers 18 is equal, multiple or submultiple of the number of elements of the shoe . Thus the disturbances on each hoof element are the same, allowing a simultaneous and regular opening of the hoof, which is very favorable to the accuracy of the shot.
La figure 6 montre un deuxième modèle de frein de bouche utilisable. Ce type de frein possède un diamètre moyen d de corps très supérieur au calibre de l'arme. Dans ce cas particulier, le corps 21 a une forme tronconique qui favorise la détente des gaz de bouche. Sur le corps 21 sont pratiquées des ouies 22 situées à l'arrière de l'aube 23 du frein L'utilisation de ce deuxième type de frein pour le tir de munitions flèches décrites précédemment n'impose pas de contrainte au niveau du nombre d'ouies 22 qui peut être quelconque. Figure 6 shows a second usable muzzle brake model. This type of brake has an average body diameter d much greater than the caliber of the weapon. In this particular case, the body 21 has a frustoconical shape which promotes the relaxation of the mouth gases. On the body 21 are formed gills 22 located at the rear of the blade 23 of the brake The use of this second type of brake for the firing of arrow ammunition described above does not impose any constraint on the number of gills 22 which can be any.
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