FR2629584A1 - STABILIZATION DEVICE FOR LOW-LENGTH INERTIA PROJECTILE TIRED FROM A RAY-OUT TUBE - Google Patents

STABILIZATION DEVICE FOR LOW-LENGTH INERTIA PROJECTILE TIRED FROM A RAY-OUT TUBE Download PDF

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    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/02Stabilising arrangements
    • F42B10/14Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel

Abstract

Le secteur technique de l'invention est celui des dispositifs de stabilisation pour projectiles à faible moment d'inertie longitudinal. Le dispositif de stabilisation selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une jupe 31, de forme générale sensiblement conique, l'axe du cône concidant avec l'axe du projectile 1, jupe solidaire du projectile au niveau de sa partie arrière et maintenue par un moyen de liaison dans une position repliée lorsque le projectile est dans le tube de l'arme, et se déployant à la sortie dudit tube. Application à la stabilisation de projectiles autopropulsés du type statoréacteur.The technical sector of the invention is that of stabilization devices for projectiles with a low longitudinal moment of inertia. The stabilization device according to the invention is characterized in that it comprises a skirt 31, of generally substantially conical shape, the axis of the cone coinciding with the axis of the projectile 1, skirt integral with the projectile at its rear part. and held by a connecting means in a folded position when the projectile is in the barrel of the weapon, and deploying at the exit of said tube. Application to the stabilization of self-propelled projectiles of the ramjet type.

Description

La présente invention concerne un dispositif de stabilisation pour unThe present invention relates to a stabilizing device for a

projectile, destiné à être tiré à partir d'un tube rayé, et présentant un faible moment  projectile, intended to be fired from a striped tube, and having a weak moment

d'inertie longitudinal, par exemple un projectile auto-  of longitudinal inertia, for example an automatic projectile

propulsé comprenant un pénétrateur en matériau lourd, tel le tungstène, et une enveloppe en matériau léger, de type composite. Les projectiles autopropulsés sont connus depuis déjà quelques années. On peut distinguer deux modes d'autopropulsion: La propulsion fusée, dans laquelle le projectile porte une charge propulsive, de type propergol solide composite ou  propellant comprising a penetrator of heavy material, such as tungsten, and an envelope of light material, composite type. Self-propelled projectiles have been known for some years now. Two types of self-propulsion can be distinguished: Rocket propulsion, in which the projectile carries a propellant charge, of composite solid propellant type or

homogène, générant une pression de gaz à sa partie arrière.  homogeneous, generating a gas pressure at its rear part.

Ce premier mode d'autopropulsion est utilisé par exemple pour les roquettes et également dans certains obus d'artillerie (voir brevet FR2522134), il permet alors d'accroître notablement la portée. * La propulsion par statoréacteur utilise - une charge propulsive de type propergol solide ablatable ou autopyrolisable disposée à l'intérieur d'une enveloppe comportant une ouverture d'admission d'air à l'avant du projectile et une tuyère de sortie. L'air admis aux grandes vitesses de vol est ralenti dans un diffuseur d'entrée et pénètre sous forme d'air comprimé dans la chambre de combustion. La combustion du mélange de l'air (oxydant) avec le gaz (réducteur) obtenu par autopyrolyse ou ablation du bloc de propergol apporte de l'énergie qui est transformée  This first mode of self-propulsion is used for example for rockets and also in some artillery shells (see patent FR2522134), it then allows to significantly increase the range. * Ramjet propulsion uses - an ablatable or autopyrolisable solid propellant propellant charge disposed within an envelope having an air intake opening at the front of the projectile and an outlet nozzle. The air admitted at high flight speeds is slowed down in an inlet diffuser and enters as compressed air into the combustion chamber. The combustion of the mixture of air (oxidant) with the gas (reducer) obtained by autopyrolysis or ablation of the propellant block brings energy which is transformed.

en force propulsive dans la tuyère de poussée.  in propulsive force in the thrust nozzle.

Ce type d'autopropulsion présente un certain nombre  This type of self-propulsion has a number

d'avantages par rapport au mode d'autopropulsion fusée.  advantages over the rocket self-propulsion mode.

Il permet en particulier (à portée égale) de minimiser la masse de propergol embarquée, en effet l'oxydant sera  It allows in particular (in equal range) to minimize the mass of embedded propellant, in fact the oxidant will be

constitué par l'air admis dans la chambre de combustion.  constituted by the air admitted into the combustion chamber.

A performances égales, les pressions développées dans la  At equal performances, the pressures developed in the

chambre de combustion sont plus faibles (30 à 60 bars pour-  combustion chamber are lower (30 to 60 bar

le statoréacteur contre 70 à 250 bars pour le propulseur fusée), ce qui permet de simplifier la conception mécanique  the ramjet against 70 to 250 bar for the rocket propeller), which simplifies the mechanical design

du projectile.of the projectile.

La consommation en combustible du statoréacteur aux vitesses supersoniques est réduite ce qui autorise de longues durées de vol. Le brevet US2989922 décrit un projectile à statoréacteur destiné à être tiré par un canon. Ce projectile comporte une charge militaire entourée par une composition propulsive, elle même disposée à l'intérieur d'une enveloppe tubulaire portant une ceinture. Ce projectile est gyrostabilisé de façon conventionnelle, la ceinture prenant les rayures du tube de l'arme. Un tel mode de stabilisation est possible en raison des moments d'inertie longitudinaux important de la  The fuel consumption of the ramjet at supersonic speeds is reduced which allows long flight times. US2989922 discloses a ramjet projectile to be fired by a gun. This projectile comprises a military load surrounded by a propulsive composition, itself arranged inside a tubular envelope carrying a belt. This projectile is gyrostabilized conventionally, the belt taking the stripes of the tube of the weapon. Such a stabilization mode is possible because of the important longitudinal moments of inertia of the

charge militaire et de l'enveloppe.military charge and envelope.

Les blindages modernes pouvant être acquis par les projectiles à énergie cinétique (tel les projectiles flèches), il serait particulièrement intéressant de doter de tels projectiles d'une autopropulsion afin d'accroître leur portée et leur efficacité terminale tout en diminuant le temps de vol. Le brevet US4573412 montre un tel projectile comportant un pénétrateur maintenu dans une enveloppe en matériau  Modern armor can be acquired by kinetic energy projectiles (such as arrow projectiles), it would be particularly interesting to equip such projectiles self-propulsion to increase their range and their terminal efficiency while decreasing the flight time. US Pat. No. 4,537,312 shows such a projectile comprising an indenter held in an envelope of material

composite du type fibre de verre.fiberglass type composite.

Ce projectile est destiné à être tiré à partir d'un tube léger et à vitesse initiale réduite. Afin de limiter la quantité de propergol nécessaire et donc les dimensions du projectile, la masse du pénétrateur est ici inférieure à celle des pénétrateurs de type flèche utilisés en artillerie, il s'en suit une diminution des performances de perforation. Il serait tentant de pouvoir tirer un tel projectile à partir d'un canon d'artillerie, ainsi la masse de charge propulsive pourrait être réduite en raison de la grande vitesse initiale communiquée par le canon. Malheureusement, si l'association d'une enveloppe composite et d'un pénétrateur de diamètre réduit permet de fournir un projectile dont la masse totale correspond sensiblement à la masse utile du perforateur, le moment d'inertie longitudinal d'un tel projectile devient trop faible pour qu'il soit possible de le gyrostabiliser (stabilisation par vitesse de rotation rapide de l'ordre de 450 tours/seconde obtenue par  This projectile is intended to be fired from a light tube and at reduced initial velocity. In order to limit the amount of propellant needed and thus the dimensions of the projectile, the mass of the indenter is here less than that of the penetrators of the arrow type used in artillery, it follows a decrease in perforation performance. It would be tempting to be able to fire such a projectile from an artillery gun, so the propellant charge mass could be reduced due to the high initial velocity imparted by the gun. Unfortunately, if the combination of a composite envelope and a reduced diameter indenter provides a projectile whose total mass substantially corresponds to the useful mass of the perforator, the longitudinal moment of inertia of such a projectile becomes too much. low to make it possible to gyrostabilize it (stabilization by fast rotation speed of the order of 450 revolutions / second obtained by

un tir dans un tube rayé).a shot in a striped tube).

Le mode de stabilisation proposé par le brevet US4573412 comprend un empennage conventionnel dont un bord d'attaque  The stabilization mode proposed by the patent US4573412 comprises a conventional empennage including a leading edge

est disposé en regard de la sortie des gaz propulsifs, ce.  is arranged opposite the output of the propellant gases, this.

qui permet de donner au projectile la vitesse de rotation réduite (de l'ordre de quelques tours par, seconde)  which makes it possible to give the projectile the speed of rotation reduced (of the order of a few turns per second)

nécessaire à la stabilité de la trajectoire.  necessary for the stability of the trajectory.

Un tel projectile ne peut donc pas être tiré à partir d'une arme d'artillerie comportant un tube rayé, la vitesse de rotation qui lui serait communiquée risquerait en outre  Such a projectile can not therefore be fired from an artillery weapon with a striped tube, the rotational speed that would be communicated to it would also risk

de détruire l'empennage par suite de l'inertie.  to destroy the empennage as a result of inertia.

Une autre solution permettant de tirer un projectile à moment d'inertie longitudinal faible à partir d'un tube rayé consiste à le munir d'une ceinture dérapanté (comme celle décrite par le brevet FR8616066), le dispositif de stabilisation étant alors constitué par un empennage conventionnel.  Another solution for drawing a projectile with low longitudinal moment of inertia from a striped tube is to provide a slippery belt (such as that described by the patent FR8616066), the stabilization device then being constituted by a conventional empennage.

Une telle solution présente néanmoins des inconvénients.  Such a solution nevertheless has disadvantages.

En effet les calculs aérodynamiques montrent que la.  Indeed aerodynamic calculations show that the.

stabilisation d'un projectile de calibre 105 mm et dont l'inertie longitudinale est de l'ordre de 10-2 kg.m2 nécessite la présence d'ailettes stabilisatrices, la surface totale de l'ensemble des ailettes étant de l'ordre de 3000 cm2 pour un angle d'ouverture d'ailettes de 30e!!. Une telle surface impose la conception d'un dispositif de déploiement complexe et oblige à utiliser une partie du volume intérieur du projectile pour abriter ailettes et dispositif de déploiement, cela au détriment de la quantité totale de charge propulsive embarquée. De plus un tel empennage aura pour effet d'augmenter la tratnée du projectile et donc de  stabilization of a projectile of caliber 105 mm and whose longitudinal inertia is of the order of 10-2 kg.m2 requires the presence of stabilizing fins, the total surface of all the fins being of the order of 3000 cm2 for an opening angle of 30e fins !!. Such a surface requires the design of a complex deployment device and requires to use a portion of the interior volume of the projectile to shelter fins and deployment device, this to the detriment of the total amount of propellant charge on board. Moreover, such a tail will have the effect of increasing the tratnée of the projectile and therefore of

diminuer la portée.decrease the range.

C'est le but de l'invention que de proposer un dispositif de stabilisation, peu encombrant et de conception très simple, qui permette de tirer un projectile à faible inertie longitudinale, et en particulier un projectile du type précédent, c'est à dire associant un pénétrateur en matériau lourd et une enveloppe légère, à partir d'une arme  It is the object of the invention to provide a stabilization device, compact and very simple design, which allows to shoot a projectile low longitudinal inertia, and in particular a projectile of the previous type, ie associating a penetrator in heavy material and a light envelope, from a weapon

d'artillerie conventionnelle comportant un tube rayé.  conventional artillery with a striped tube.

Ainsi l'invention a pour objet un dispositif de stabilisation pour un projectile autopropulsé à faible moment d'inertie longitudinal et destiné à être tiré par un tube rayé, et en particulier pour un projectile comprenant un pénétrateur en matériau lourd, tel le tungstène, et une enveloppe en matériau léger, de type composite, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend une jupe, de forme générale sensiblement conique, l'axe du cône coïncidant avec l'axe du projectile, jupe solidaire de l'enveloppe au niveau de la partie arrière du projectile et maintenue par un moyen de liaison dans une position repliée lorsque le projectile est dans le tube de l'arme, pt se déployant à la sortie  Thus, the subject of the invention is a stabilization device for a self-propelled projectile with a low moment of longitudinal inertia and intended to be drawn by a striped tube, and in particular for a projectile comprising a penetrator made of heavy material, such as tungsten, and an envelope of light material, of composite type, characterized in that it comprises a skirt, of substantially conical general shape, the axis of the cone coinciding with the axis of the projectile, skirt integral with the envelope at the level of the rear part of the projectile and held by a connecting means in a folded position when the projectile is in the barrel of the weapon, pt unfolding at the exit

dudit tube.said tube.

Préférentiellement, le demi-angle au sommet du cône de la jupe est compris entre 5 et 15- lorsque cette dernière est en position déployée, et le rapport du diamètre extérieur de l'enveloppe sur le diamètre du plus grand cercle de base du  Preferably, the half-angle at the apex of the cone of the skirt is between 5 and 15 when the latter is in the extended position, and the ratio of the outside diameter of the envelope to the diameter of the largest base circle of the skirt.

cône de la jupe est supérieur ou égal à 70%.  cone of the skirt is greater than or equal to 70%.

Selon un mode particulier de réalisation, le moyen de liaison est constitué par un sabot lié en rotation à l'enveloppe, ce sabot maintenant la jupe en position repliée et la jupe est constituée par un certain nombre N de languettes, rendues solidaires de l'enveloppe par une de leurs extrémités au niveau d'une génératrice circulaire de l'enveloppe et régulièrement réparties le long de cette génératrice, le nombre N et la largeur des languettes étant tels que dans leur position déployée les extrémités libres des languettes couvrent au moins 70% du plus grand cercle de  According to a particular embodiment, the connecting means is constituted by a shoe rotatably connected to the envelope, this shoe holding the skirt in the folded position and the skirt is constituted by a number N of tabs, made integral with the wrapped by one of their ends at a circular generatrix of the casing and regularly distributed along this generator, the number N and the width of the tongues being such that in their deployed position the free ends of the tongues cover at least 70 % of the largest circle of

base du cône de la jupe.base of the cone of the skirt.

Selon d'autres caractéristiques: Il existe un moyen de blocage en position déployée, de  According to other characteristics: There is a locking means in the deployed position,

chaque languette.each tongue.

Le sabot porte une ceinture de guidage destinée à venir réaliser l'étanchéité aux gaz propulsifs dans le tube de l'arme. Le sabot porte au moins un trou faisant communiquer la  The shoe carries a guide belt for sealing the propellant gases in the barrel of the weapon. The shoe has at least one hole communicating the

partie interne du projectile avec l'extérieur.  internal part of the projectile with the outside.

Le sabot porte en regard des trous et au niveau de la partie interne du projectile, un élément pyrotechnique d'allumage. Le sabot est rendu solidaire du projectile au niveau du pénétrateur. De faQon particulièrement intéressante on équipera un projectile autopropulsé du type statoréacteur du dispositif  The shoe is facing the holes and at the inner part of the projectile, a pyrotechnic ignition element. The shoe is secured to the projectile at the penetrator. Of particular interest is a self-propelled projectile of the ramjet type of the device.

de stabilisation selon l'invention.stabilization device according to the invention.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la  The invention will be better understood on reading the

description qui va suivre d'un mode particulier de  following description of a particular mode of

réalisation. Description faite en regard des dessins annexés  production. Description made with reference to the attached drawings

dans lesquels: La Figure 1 est une représentation en coupe axiale d'un projectile comprenant un mode particulier de réalisation du  in which: FIG. 1 is a representation in axial section of a projectile comprising a particular embodiment of the

dispositif de stabilisation selon l'invention.  stabilization device according to the invention.

Les Figures 2, 3, 4, 5 sont des coupes de la précédente  Figures 2, 3, 4, 5 are sections of the previous

suivant respectivement les plans A-A, B-B, C-C, D-D.  following respectively the planes A-A, B-B, C-C, D-D.

La Figure 4a montre un détail agrandi de la Figure 4.  Figure 4a shows an enlarged detail of Figure 4.

La Figure 6 représente la partie. arrière du projectile pendant le vol. La figure 1 montre la partie avant et la partie arrière d'un projectile 1 du'type autopropulsé à statoréacteur. Ce projectile comprend une enveloppe 2, en matériau léger de type composite, (par exemple un carbone- époxy), et un  Figure 6 shows the part. rear of the projectile during the flight. Figure 1 shows the front part and the rear part of a self-propelled projectile 1 type ramjet. This projectile comprises a casing 2 made of a light material of composite type (for example a carbon-epoxy), and a

pénétrateur 3 en matériau lourd tel le tungstène.  penetrator 3 in heavy material such as tungsten.

Le pénétrateur 3 est disposé coaxialement à l'enveloppe 2, et il en est rendu solidaire par un élément tubulaire 26, (voir Figure 2), réalisé également en carbone-époxy, et qui  The indenter 3 is disposed coaxially with the casing 2, and is made integral with it by a tubular element 26 (see FIG. 2), also made of carbon-epoxy, and which

s'étend sur sensiblement toute la longueur de l'enveloppe.  extends over substantially the entire length of the envelope.

Cet élément comprend un tube externe 27, collé sur la surface interne de l'enveloppe, et un tube interne 28 collé sur le pénétrateur, ces deux tubes étant reliés par des nervures 7, ici au nombre de quatre-(voir Figure 2), qui délimitent ainsi, entre le pénétrateur et l'enveloppe, quatre chambres. Une charge propulsive 5 est disposée à l'intérieur des chambres. Cette charge est du type propergol ablatable. Un espace annulaire 25 est ménagé entre la charge propulsive et le pénétrateur, cela afin de permettre  This element comprises an outer tube 27, glued on the inner surface of the envelope, and an inner tube 28 bonded to the indenter, these two tubes being connected by ribs 7, here four in number (see FIG. 2), which thus delimit four chambers between the indenter and the envelope. A propellant charge 5 is disposed within the chambers. This load is of the ablatable propellant type. An annular space 25 is provided between the propellant charge and the indenter, in order to allow

l'écoulement de l'air à l'intérieur du statoréacteur.  the flow of air inside the ramjet.

Les nervures n'ont qu'une fonction de soutien du pénétrateur et elles pourront comporter des ouvertures (non représentées) faisant communiquer les chambres entre elles, cela dans le but de régulariser la combustion de la charge  The ribs have only one support function of the penetrator and they may include openings (not shown) communicating the chambers between them, in order to regulate the combustion of the load

propulsive 5.propulsive 5.

La partie avant (ou carène) 8 de l'enveloppe 2, (qui est réalisée en carbone-époxy), prend appui par quatre autre nervures (voir Figure 3), sur un nez 4 solidaire de la  The front portion (or hull) 8 of the casing 2, (which is made of carbon-epoxy), is supported by four other ribs (see Figure 3), on a nose 4 integral with the

partie avant du pénétrateur, (par exemple par collage).  front part of the indenter, (for example by gluing).

Le nez 4 et la carène 8 définissent une ouverture  The nose 4 and the hull 8 define an opening

annulaire 17 d'admission de l'air.annular 17 of admission of the air.

La forme particulière du nez 4 se terminant en une pointe 22 est conçue (de façon connue) de telle sorte que l'onde de choc provenant de la pointe au cours du vol du projectile à une vitesse supersonique ait pour effet d'accroître la  The particular shape of the nose 4 ending in a point 22 is designed (in known manner) so that the shock wave coming from the tip during the flight of the projectile at a supersonic speed has the effect of increasing the

pression de l'air pénétrant dans l'ouverture annulaire 17.  pressure of air entering the annular opening 17.

La partie arrière interne de l'enveloppe 2 constituera  The inner rear part of the envelope 2 will constitute

une tuyère 16 d'éjection des gaz.a nozzle 16 for ejecting gases.

Le projectile 1 porte au niveau de sa partie arrière un sabot 6 qui est rendu solidaire du pénétrateur 3 au moyen d'une vis de liaison 14, un logement conique 23 assurant un positionnement correct du sabot et du pénétrateur. La vis de liaison est dimensionnée de façon à se rompre lorsque, à la sortie du projectile du tube de l'arme, la pression s'exerçant sur le sabot au niveau de la tuyère 16, devient  The projectile 1 carries at its rear portion a shoe 6 which is secured to the indenter 3 by means of a connecting screw 14, a conical housing 23 ensuring correct positioning of the shoe and the indenter. The connecting screw is dimensioned so as to break when, at the exit of the projectile of the tube of the weapon, the pressure exerted on the shoe at the level of the nozzle 16, becomes

supérieure à celle qui s'exerce à l'arrière du sabot.  superior to that exercised at the back of the hoof.

Le sabot 6 porte sur sa surface cylindrique externe une ceinture 11, qui est destinée à venir prendre les rayures du tube de l'arme et à réaliser ainsi l'étanchéité et la mise en rotation du projectile d'une façon tout à fait conventionnelle. Le sabot 6 est percé de deux trous 12 qui font communiquer la partie interne du projectile avec l'extérieur, il porte également, en regard des trous 12, des éléments d'allumage 13, qui comprendront par exemple une composition pyrotechnique d'allumage associée à une  The shoe 6 carries on its outer cylindrical surface a belt 11, which is intended to come to take the scratches of the barrel of the weapon and to thereby achieve sealing and rotation of the projectile in a completely conventional manner. The shoe 6 is pierced with two holes 12 which communicate the inner part of the projectile with the outside, it also carries, facing the holes 12, ignition elements 13, which include for example a pyrotechnic ignition composition associated to one

composition à retard (ces compositions-étant de type connu).  delay composition (these compositions-being of known type).

Ici ces éléments d'allumage sont vissés dans des lamages 21 ayant même axe que les trous 12. La fonction de ces éléments sera précisée plus loin. Le sabot 6 réalise l'entraînement en rotation de l'enveloppe au moyen de quatre crabots 24 venant coopérer avec des encoches 29 (voir figure 6) ayant une forme complémentaire et réalisées au niveau de la partie arrière  Here these ignition elements are screwed into countersinks 21 having the same axis as the holes 12. The function of these elements will be specified later. The shoe 6 carries out the rotation of the casing by means of four dogs 24 cooperating with notches 29 (see FIG. 6) having a complementary shape and made at the rear part.

de l'enveloppe 2 du projectile.of the shell 2 of the projectile.

La partie arrière de l'enveloppe porte trente languettes 9 (voir Figure 4) , qui sont rendues solidaires de la surface latérale de l'enveloppe 2, par une de leurs extrémités, au moyen de vis 18. Ces languettes sont fixées au niveau d'une génératrice circulaire de l'enveloppe et sont régulièrement  The rear portion of the envelope carries thirty tabs 9 (see Figure 4), which are secured to the side surface of the casing 2, by one of their ends, by means of screws 18. These tabs are fixed at the level of 'a circular generator of the envelope and are regularly

réparties sur cette génératrice.distributed on this generator.

Elles sont susceptibles d'occuper deux positions: une position repliée lorsque le projectile est dans le tube de l'arme et porte le sabot 6, et une position déployée à la sortie du tube de l'arme après désolidarisation du sabot et du projectile. Dans la position déployée chaque languette fait avec l'axe du projectile un angle a. -A titre indicatif la figure 1 montre une languette en position repliée et une  They are likely to occupy two positions: a folded position when the projectile is in the barrel of the weapon and carries the shoe 6, and a deployed position at the exit of the barrel of the weapon after disconnection of the shoe and the projectile. In the deployed position each tongue makes with the axis of the projectile an angle a. As an indication, FIG. 1 shows a tongue in the folded position and a

languette en position déployée.tongue in the deployed position.

rrL'ensemble des languettes forme une jupe 31 sensiblement conique, le demi-angle au sommet de ce cône étant égal à a et l'axe du cône coïncidant avec celui du projectile. Les extrémités libres des languettes se trouvent régulièrement réparties sur le grand cercle de base de ce cône, cercle  The set of tabs forms a substantially conical skirt 31, the half-angle at the apex of this cone being equal to a and the axis of the cone coinciding with that of the projectile. The free ends of the tongues are regularly distributed over the large base circle of this cone, circle

dont le diamètre est D (voir Figure 6).  whose diameter is D (see Figure 6).

Les languettes sont maintenues en position repliée par une surface cylindrique interne 15 du sabot 6 (voir figure ), elles ne sont donc pas en saillie relativement à la surface externe de l'enveloppe. Elles ne risquent pas alors d'être détériorées par un contact éventuel avec le tube de  The tongues are held in the folded position by an inner cylindrical surface 15 of the shoe 6 (see figure), they are not protruding relative to the outer surface of the envelope. They are not likely to be damaged by a possible contact with the tube of

l'arme au cours de la phase canon.the weapon during the gun phase.

Chaque languette porte deux embrèvements 30 (voir Figure 4a) dont les formes et les dispositions relatives sont telles qu'il y a un recouvrement partiel de chaque languette par une de ses voisines, et cela aussi bien en position repliée qu'en position déployée. De plus une languette sur deux porte un verrou 10, constitué par une tige épaulée 19 apte à coulisser dans un logement radial 20, aménagé sur l'enveloppe, jusqu'au  Each tongue has two recesses 30 (see Figure 4a) whose shapes and relative provisions are such that there is a partial overlap of each tongue by one of its neighbors, and that as well in the folded position in the deployed position. In addition, one tongue out of two carries a latch 10, constituted by a shoulder pin 19 adapted to slide in a radial housing 20, arranged on the envelope, up to

contact avec un lamage réalisé dans ce logement.  contact with a countersink made in this housing.

Ainsi en position déployée les languettes munies de verrous sont immobilisées par ces derniers, et elles immobilisent elles même les languettes dépourvues de verrous  Thus in the deployed position the tongues provided with locks are immobilized by the latter, and they themselves immobilize the tongues without locks

par l'intermédiaire des embrèvements 30.  through the recesses 30.

On peut dire ainsi que chaque languette est immobilisée en position déployée par un moyen de blocage qui est ici soit le verrou 10, soit l'embrèvement 30 porté par la  It can be said that each tongue is immobilized in the deployed position by a locking means which is here either the lock 10 or the recess 30 carried by the

languette voisine.neighboring tongue.

Il aurait été possible de munir chaque languette d'un verrou mais la disposition adoptée ici permet de réduire l'encombrement du dispositif de stabilisation selon l'invention. Languettes et verrous sont réalisés par exemple en acier et sont dimensionnées de façon à garantir une bonne tenue mécanique ainsi que le maintien de la position angulaire déployée au cours du vol (vitesse du projectile de l'ordre  It would have been possible to provide each tongue with a lock, but the arrangement adopted here makes it possible to reduce the size of the stabilization device according to the invention. Tongues and bolts are made for example of steel and are dimensioned so as to ensure good mechanical strength and the maintenance of the angular position deployed during the flight (speed of the projectile of the order

de 1500 m/s,' accélérations de l'ordre de 34000 g).  1500 m / s, accelerations of the order of 34000 g).

Après leur libération, les forces d'inertie centrifuge  After their release, centrifugal forces of inertia

leur font prendre leur position déployée (voir figure 6).  make them take their deployed position (see Figure 6).

Toutes les languettes font alors avec l'axe du projectile 1 un angle a de l'ordre de 10'. *Les forces d'inertie ayant tendance à les écarter davantage de la surface latérale de l'enveloppe, toutes les tiges épaulées 19 sont alors en butée dans leur logement radial 20, ce qui assure une symétrie de l'ensemble des languettes, (symétrie de  All the tongues then make with the axis of the projectile 1 an angle has of the order of 10 '. * As the inertial forces tend to move them further away from the lateral surface of the casing, all the shouldered rods 19 then abut in their radial housing 20, which ensures symmetry of all the tabs, (symmetry of

rotation d'ordre trente autour de l'axe du projectile).  order 30 rotation around the axis of the projectile).

Les différentes phases du fonctionnement d'un tel projectile sont les suivantes: Le projectile est mis en place dans la chambre d'une arme et est tiré de façon conventionnelle, la pression des gaz qui s'exerce sur la partie arrière du sabot 6 pousse le projectile dans le tube, la ceinture 11 prend les rayures, réalise l'étanchéité et communique une vitesse de rotation qui sera de l'ordre de 500 tours/seconde à la sortie du tube de l'arme. Pendant toute cette phase canon, la pression qui s'exerce à l'arrière du sabot 6 est supérieure à-celle qui s'exerce sur lui au niveau de la partie interne du projectile. A la sortie du tube, c'est la pression interne qui devient prépondérante, provoquant la rupture de la vis de liaison 14. On dimensionnera cette dernière de telle manière que cette rupture intervienne dans les 100 premiers  The different phases of the operation of such a projectile are as follows: The projectile is placed in the chamber of a weapon and is fired in a conventional manner, the gas pressure exerted on the rear part of the sabot 6 grows. the projectile in the tube, the belt 11 takes the scratches, realizes the seal and communicates a rotational speed which will be of the order of 500 revolutions / second at the exit of the tube of the weapon. During all this gun phase, the pressure exerted on the back of the shoe 6 is greater than that exerted on it at the inner part of the projectile. At the exit of the tube, it is the internal pressure which becomes predominant, causing the rupture of the connecting screw 14. It will be dimensioned in such a way that this rupture occurs in the first 100

mètres parcourus par le projectile.  meters traveled by the projectile.

Pendant la phase canon les gaz ont pu pénétrer par les trous 12 à l'intérieur de l'enveloppe et provoquer l'initiation des éléments pyrotechniques d'allumage 13, ces éléments permettront de réaliser l'allumage de la charge  During the barrel phase the gases could penetrate through the holes 12 inside the casing and cause the initiation of the pyrotechnic ignition elements 13, these elements will make it possible to ignite the charge

propulsive 5. En jouant sur les caractéristiques de la-  propulsive 5. By playing on the characteristics of the-

composition à retard et de la composition d'allumage il est  delay composition and ignition composition it is

possible de réaliser cet allumage à un instant totalement.  possible to achieve this ignition at a time totally.

maîtrisé (de préférence dans le dixième de seconde suivant  controlled (preferably in the next tenth of a second

le tir).the shot).

Après la séparation du sabot et du projectile, les  After the separation of the hoof and the projectile, the

languettes prennent leur position déployée.  tongues take their deployed position.

L'inertie d'un tel projectile relativement à son axe est de l'ordre de 102 kg.m2 (pour un calibre de 105 mm, pénétrateur en Tungstène, enveloppe en carbone-époxy), et elle est trop faible pour assurer une gyrostabilisation (à titre de comparaison un obus explosif de même calibre a une inertie de l'ordre de 0,25 kg.m2). L'emploi d'un empennage conventionnel est rendu impossible en raison de la vitesse de rotation très élevée communiquée par le tube du canon (de  The inertia of such a projectile relative to its axis is of the order of 102 kg.m2 (for a caliber of 105 mm, Tungsten penetrator, carbon-epoxy envelope), and it is too weak to ensure a gyrostabilization (For comparison, an explosive shell of the same caliber has an inertia of the order of 0.25 kg.m2). The use of a conventional empennage is made impossible because of the very high speed of rotation communicated by the tube of the barrel (of

l'ordre de 500 tours/seconde), qui provoquerait sa rupture.  the order of 500 revolutions / second), which would cause its break.

Les trente languettes du dispositif de stabilisation selon l'invention sont équivalentes du point de vue aérodynamique à une jupe conique disposée à l'arrière de l'enveloppe, l'axe du cône coïncidant avec l'axe du projectile. Cette jupe va provoquer une modification de la traînée du projectile et une diminution en valeur absolue de la marge statique qui va permettre d'obtenir une trajectoire  The thirty tabs of the stabilization device according to the invention are aerodynamically equivalent to a conical skirt disposed at the rear of the envelope, the axis of the cone coinciding with the axis of the projectile. This skirt will cause a modification of the projectile drag and a decrease in absolute value of the static margin which will make it possible to obtain a trajectory

stable.stable.

On rappelle que la marge statique est la distance entre  Remember that the static margin is the distance between

le centre de gravité du projectile et le foyer des forces-  the center of gravity of the projectile and the focus of the

aérodynamiques s'exerçant sur celui-ci.  aerodynamics acting on it.

Un projectile qui ne tourne pas sera d'autant plus stable que le foyer des forces aérodynamiques sera plus éloigné du centre de gravité et en arrière de celui-ci (marge statique importante, au moins égale au calibre) . Par contre un projectile gyrostabilisé sera d'autant plus stable que sa marge statique sera plus faible en valeur absolue (le foyer des forces aérodynamiques se trouvant en avant du centre de  A projectile that does not rotate will be all the more stable as the focus of the aerodynamic forces will be further away from the center of gravity and behind it (significant static margin, at least equal to the caliber). On the other hand, a gyrostabilized projectile will be all the more stable as its static margin will be smaller in absolute value (the focus of the aerodynamic forces being in front of the center of

gravité du projectile).gravity of the projectile).

Pour un projectile gyrostabilisé, cette stabilité est appréciée habituellement au moyen d'un coefficient, dit coefficient de stabilité essentielle, qui dépend de la vitesse de rotation et de la géométrie du projectile. Un projectile est gyrostabilisé lorsque ce coefficient est  For a gyrostabilized projectile, this stability is usually appreciated by means of a coefficient, said coefficient of essential stability, which depends on the speed of rotation and the geometry of the projectile. A projectile is gyrostabilized when this coefficient is

supérieur à 1,5.greater than 1.5.

Un projectile à faible inertie longitudinale (de l'ordre de 10-2 kg/m2) et ne comportant pas la jupe proposée par l'invention ne peut être gyrostabilisé. En effet, le foyer des forces aérodynamiques se trouve alors trop éloigné du  A projectile with low longitudinal inertia (of the order of 10-2 kg / m2) and not including the skirt proposed by the invention can not be gyro-stabilized. Indeed, the focus of the aerodynamic forces is then too far from the

centre de gravité.center of gravity.

A titre d'exemple le projectile de la Figure 1 (de calibre 105 mm), sans la jupe selon l'invention, a son foyer aérodynamique situé sur l'axe du projectile et sensiblement à la mi-hauteur de la carène 8, c'est à dire à environ 240 mm en avant du centre de gravité du projectile, le coefficient de stabilité essentielle est alors de l'ordre de  By way of example, the projectile of FIG. 1 (of caliber 105 mm), without the skirt according to the invention, has its aerodynamic focus located on the axis of the projectile and substantially at the mid-height of the hull 8, c ie about 240 mm in front of the center of gravity of the projectile, the essential stability coefficient is then of the order of

0,5 et le projectile est instable.0.5 and the projectile is unstable.

En disposant une jupe sensiblement conique, l'axe du cône coïncidant avec l'axe du projectile, à la partie arrière de ce dernier, on rapproche le foyer des forces aérodynamiques du centre de gravité du projectile tout en le maintenant en avant de celui-ci et on diminue donc la marge  By arranging a substantially conical skirt, the axis of the cone coinciding with the axis of the projectile, at the rear part of the latter, the focus is brought closer to the aerodynamic forces of the center of gravity of the projectile while maintaining it in front of it. here and we reduce the margin

statique en valeur absolue.static in absolute value.

On positionnera cette jupe de façon à assurer un coefficient de stabilité essentielle supérieur à 1,5. De façon pratique il suffira de la positionner de telle sorte que le cercle de base du cône coïncide pratiquement avec  This skirt will be positioned so as to ensure an essential stability coefficient greater than 1.5. In practice, it will be sufficient to position it so that the base circle of the cone substantially coincides with

l'arrière de l'enveloppe.the back of the envelope.

On constate ainsi, pour un projectile de calibre 105 mm, qu'avec une jupe constituée par trente languettes dont la longueur est de 50 mm, et faisant avec l'axe du projectile un angle de l'ordre de 10 , le foyer des forces aérodynamiques se trouve à environ 20 mm en avant du centre de gravité, le coefficient de stabilité essentielle est  Thus, for a projectile of caliber 105 mm, with a skirt constituted by thirty tongues whose length is 50 mm, and making with the axis of the projectile an angle of the order of 10, the focus of the forces aerodynamics is approximately 20 mm forward of the center of gravity, the essential stability coefficient is

alors de 1,6 et le projectile est gyrostabilisé.  then 1.6 and the projectile is gyrostabilized.

Il convient de noter que, toutes les caractéristiques dimensionnelles étant égales par ailleurs, ce projectile équipé d'une telle jupe et tiré à partir d'un tube lisse ne serait pas stabilisé car.le foyer des forces aérodynamiques  It should be noted that, all the dimensional characteristics being equal, this projectile equipped with such a skirt and pulled from a smooth tube would not be stabilized because the focus of the aerodynamic forces

se trouve en avant du centre de gravité.  is in front of the center of gravity.

En fait pour qu'il y ait stabilité dans ce cas il faudrait comme cela a déjà été précisé dans le préambule, disposer un empennage de dimensions importantes qui puisse rejeter le foyer aérodynamique à au moins un calibre en arrière du centre de gravité, solution pénalisante du point de vue encombrement et qui en outre provoquera une augmentation de la traînée du projectile, et donc une  In fact for there to be stability in this case it would be necessary, as already stated in the preamble, to have an empennage of large dimensions that can reject the aerodynamic focus at least one caliber behind the center of gravity, penalizing solution from the clutter point of view and which in addition will cause an increase in the projectile drag, and therefore a

diminution de la portée.decrease in scope.

Pourvu que le foyer des forces aérodynamiques se trouve en avant du centre de gravité et à une distance suffisamment réduite pour qu'il y ait stabilité, la hauteur de la jupe peut être quelconque, mais on peut cependant noter que, pour une valeur d'angle constante, des jupes dont la hauteur est trop importantes vont avoir un diamètre de base très supérieur au diamètre du projectile- ce qui va entraîner une augmentation de la trainée et donc une diminution de la  Provided that the focus of the aerodynamic forces is in front of the center of gravity and at a sufficiently small distance for stability, the height of the skirt may be arbitrary, but it may be noted that for a value of constant angle, skirts whose height is too high will have a base diameter much greater than the diameter of the projectile-which will cause an increase in the drag and therefore a decrease in the

portée du projectile.scope of the projectile.

De façon pratique on dimensionnera la jupe de telle sorte que, dans sa position déployée, le rapport du diamètre de l'enveloppe du projectile sur celui du plus grand cercle de  Conveniently, the skirt will be dimensioned such that, in its deployed position, the ratio of the diameter of the shell of the projectile to that of the largest circle of

base du cône de la jupe (D) ne soit pas inférieur à 70%.  base of the cone of the skirt (D) is not less than 70%.

De même, on choisira une valeur comprise entre 5' et - pour le demi-angle au sommet du cône de la jupe afin de  Similarly, a value between 5 'and - for the half-angle at the top of the cone of the skirt will be chosen in order to

réduire la trainée occasionnée par cette-dernière.  reduce the drag caused by this last.

On voit ainsi le principal avantage de l'invention qui est de fournir un dispositif de stabilisation qui permette de tirer un projectile de faible inertie  This shows the main advantage of the invention, which is to provide a stabilization device that makes it possible to fire a projectile of low inertia.

longitudinale dans un tube rayé.longitudinal in a striped tube.

Il devient ainsi possible de concevoir un projectile à statoréacteur comportant un pénétrateur en matériau lourd, tel le tungstène, projectile qui puisse être tiré à partir d'un tube rayé. Le statoréacteur permet ainsi d'obtenir un projectile dont la portée ou l'efficacité terminale est notablement augmentée par rapport aux projectiles de type  It thus becomes possible to design a ramjet projectile comprising a penetrator made of heavy material, such as tungsten, a projectile that can be fired from a striped tube. The ramjet thus makes it possible to obtain a projectile whose range or terminal efficiency is notably increased compared to projectiles of the type

flèche conventionnels.conventional arrow.

Le dispositif selon l'invention permet également d'alléger l'enveloppe ce qui autorise, à masse égale, l'emploi d'un pénétrateur plus lourd et augmente encore  The device according to the invention also makes it possible to lighten the envelope, which makes it possible, for an equal mass, to use a heavier indenter and increases even further.

l'efficacité terminale du projectile.  the terminal efficiency of the projectile.

Un avantage du mode de réalisation précédemment décrit est qu'il permet de simplifier la réalisation de la jupe selon l'invention en discrétisant celle ci. La forme conique est ainsi approximée par un ensemble de languettes. Les essais en soufflerie ont montrés qu'un nombre N de languettes dont les dimensions sont telles que, dans leur position déployée, les extrémités libres des languettes couvrent au moins 70% du plus grand cercle de base du cône de la jupe, donne une bonne approximation aérodynamique de cette-dernière dans les conditions habituelles de tir d'un  An advantage of the embodiment described above is that it simplifies the production of the skirt according to the invention by discretizing it. The conical shape is thus approximated by a set of tongues. Wind tunnel tests have shown that a number N of tabs whose dimensions are such that, in their deployed position, the free ends of the tongues cover at least 70% of the largest base circle of the cone of the skirt, gives a good aerodynamic approximation of this-last under the usual firing conditions of a

projectile de gros calibre à partir d'un tube rayé.  large caliber projectile from a striped tube.

D'autres variantes sont également possibles.  Other variants are also possible.

Les languettes pourront être en nombre plus réduit, il sera possible par exemple de prévoir quatre languettes présentant un profil sensiblement cylindrique de façon à pouvoir adopter une position repliée le long de l'enveloppe, mais ayant une découpe telle que leur extrémité libre soit plus large que leur extrémité fixée à l'enveloppe. Il y aura encore un recouvrement des languettes dans les positions repliée et déployée, la forme de la jupe obtenue étant sensiblement conique. Il est possible de prévoir d'autres -moyens de verrouillage en position déployée pour les languettes. Ainsi la tige épaulée 19 et le logement radial 20 pourront être coniques, la conicité assurant le blocage en position  The tongues may be smaller in number, it will be possible for example to provide four tabs having a substantially cylindrical profile so as to adopt a folded position along the envelope, but having a cut such that their free end is wider that their end attached to the envelope. There will still be overlap of the tongues in the folded and unfolded positions, the shape of the skirt obtained being substantially conical. It is possible to provide other locking means in the deployed position for the tabs. Thus the shouldered stem 19 and the radial housing 20 may be conical, the conicity ensuring the locking in position

dépioyée.dépioyée.

Il est enfin possible d'utiliser le dispositif de stabilisation proposé par l'invention avec un projectile autopropulsé de type fusée comme celui décrit dans le brevet US4573412 cité dans le préambule, l'invention autorisant alors le tir de ce projectile à partir d'un tube rayé conventionnel. Mais l'emploi du dispositif de stabilisation selon l'invention pour un projectile de type statoréacteur permettra d'obtenir, (comme cela 'a été noté dans le  Finally, it is possible to use the stabilization device proposed by the invention with a rocket type self-propelled projectile such as that described in US Pat. No. 4,537,312 cited in the preamble, the invention then allowing this projectile to be fired from a conventional striped tube. But the use of the stabilization device according to the invention for a ramjet type projectile will make it possible to obtain (as noted in FIG.

préambule), le meilleur compromis coût-efficacité.  preamble), the best cost-effectiveness compromise.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1-Dispositif de stabilisation pour un projectile (1) autopropulsé à faible moment d'inertie longitudinal et destiné à être tiré par un tube rayé, et en particulier pour un projectile comprenant un pénétrateur (3) en matériau lourd, tel le tungstène, et une enveloppe (2) en matériau léger, de type composite, dispositif caractérisé en oe qu'il comprend une jupe (31), de forme générale sensiblement conique, l'axe du cône coïncidant avec l'axe du projectile (1), jupe solidaire de l'enveloppe (2) au niveau de la partie arrière du projectile et maintenue par un moyen de liaison dans une position repliée lorsque le projectile est dans le tube de l'arme, et se déployant à la sortie dudit tube.  1-Stabilization device for a projectile (1) self-propelled with a low longitudinal moment of inertia and intended to be pulled by a striped tube, and in particular for a projectile comprising a penetrator (3) of heavy material, such as tungsten, and an envelope (2) of light material, of composite type, characterized in that it comprises a skirt (31) of generally conical general shape, the axis of the cone coinciding with the axis of the projectile (1), skirt secured to the casing (2) at the rear part of the projectile and held by a connecting means in a folded position when the projectile is in the barrel of the weapon, and deploying at the outlet of said tube. 2-Dispositif de stabilisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le demiangle au sommet du cône de la jupe est compris entre 5 et 15 lorsque cette dernière est en position déployée, et en ce que le rapport du diamètre extérieur de l'enveloppe (2) sur le diamètre (D) du plus grand cercle de base du cône de la jupe (31) est supérieur 2-stabilizing device according to claim 1, characterized in that the half-angle at the top of the cone of the skirt is between 5 and 15 when the latter is in the deployed position, and in that the ratio of the outside diameter of the casing (2) on the diameter (D) of the largest base circle of the cone of the skirt (31) is greater ou égal à 70%.or equal to 70%. 3-Dispositif de stabilisation selon une des revendi-  3-Stabilizing device according to one of the cations 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de liaison  1 or 2, characterized in that the connecting means est constitué par un sabot (6) lié en rotation à l'enve-  is constituted by a shoe (6) rotatably connected to the enve- loppe (2), ce sabot maintenant la jupe en position repliée.  loppe (2), this shoe now the skirt in the folded position. 4-Dispositif de stabilisation selon une des revendi-  4-stabilization device according to one of the cations 1 à 3, caractérisé en ce que la jupe est constituée par un certain nombre N de languettes (9), rendues solidaires de l'enveloppe (2) par une de leurs extrémités au niveau d'une génératrice circulaire de l'enveloppe et régulièrement réparties le long de cette génératrice, le nombre N et la largeur des languettes étant tels que dans leur position déployée les extrémités libres des languettes couvrent au moins 70% du plus grand cercle de base du cône  cations 1 to 3, characterized in that the skirt is constituted by a number N of tabs (9), made integral with the casing (2) by one of their ends at a circular generatrix of the envelope and regularly distributed along this generator, the number N and the width of the tongues being such that in their deployed position the free ends of the tongues cover at least 70% of the largest base circle of the cone de la jupe (31).of the skirt (31). -Dispositif de stabilisation selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de blocage en  -Stabilization device according to claim 4, characterized in that it comprises a locking means in position déployée de chaque languette.  deployed position of each tongue. 6-Dispositif de stabilisation selon une des revendi-  6-stabilization device according to one of the cations 3 à 5, caractérisé en ce que le sabot (6) porte une  cations 3 to 5, characterized in that the shoe (6) bears a ceinture de guidage (11) destinée à venir réaliser.  guide belt (11) intended to come to realize. l'étanchéité aux gaz propulsifs dans le tube de l'arme.  Sealing propulsive gases in the barrel of the weapon. 7-Dispositif de stabilisation selon une des revendi-  7-stabilization device according to one of the claims cations 3 à 6, caractérisé en ce que le sabot (6) porte au moins un trou (12) faisant communiquer la partie interne du  3 to 6, characterized in that the shoe (6) carries at least one hole (12) communicating the inner part of the projectile avec l'extérieur.projectile with the outside. 8-Dispositif de stabilisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le sabot (6) porte en regard des trous (12) et au niveau de la partie interne du projectile, un  8-Stabilizing device according to claim 7, characterized in that the shoe (6) bears against holes (12) and at the inner part of the projectile, a - élément pyrotechnique d'allumage (13).  - pyrotechnic ignition element (13). 9-Dispositif de stabilisation selon une des revendi-  9-stabilization device according to one of the claims cations 3 à 8, caractérisé en ce que le sabot (6) est rendu  cations 3 to 8, characterized in that the shoe (6) is rendered solidaire du projectile (1) au niveau du pénétrateur (3).  secured to the projectile (1) at the penetrator (3). -Projectile autopropulsé du type statoréacteur équipé-  Self-propelled projectile of the type equipped ramjet d'un dispositif de stabilisation selon une des revendi-  of a stabilizing device according to one of the cations 1 à 9.cations 1 to 9.
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