FR2741435A1 - Projectile permettant la dispersion d'un produit sur trajectoire - Google Patents

Abstract

Le secteur technique de l'invention est celui des projectiles permettant de disperser un produit sur trajectoire. Le projectile (1) est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de dispersion (6, 7) déclenchés à un instant donné sur trajectoire et qui provoquent une mise en mouvement du produit (5) par rapport à l'enveloppe (2) de façon à assurer son éjection hors de celle-ci.

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des projectiles permettant de disperser un produit.

Dans le domaine militaire, il souvent nécessaire de disperser sur une zone de terrain un produit ayant une fonction particulière.

On peut ainsi disperser un matériau de masquage pour protéger un objectif vis à vis d'une agression par un projectile guidé.

On peut également protéger un objectif en dispersant à quelque distance un matériau de leurrage qui a pour effet d'attirer à lui un projectile guidé.

On peut également envisager de disperser un produit de marquage (colorant) sur un objectif (personne ou véhicule) pour permettre sa reconnaissance ultérieure.

On pourra enfin chercher à neutraliser des personnes en dispersant sur elles un matériau aveuglant, lacrymogène, sédatif ou nauséeux.

I1 est connu d'avoir recours à des pulvérisations en statique au moyen d'un gaz vecteur, mais la portée de telles pulvérisations est très réduite.

Pour agir à des distances supérieures il est connu d'utiliser des projectiles, mais ceux-ci mettent généralement en oeuvre une combinaison complexe de moyens de découpe de l'enveloppe du projectile et de moyens de dispersion utilisant des explosifs. On regardera par exemple les brevets FR2645635 et FR2612287 qui décrivent de tels projectiles.

Ces projectiles sont donc volumineux et ne sont pas adaptés au tir par des armes portatives, par exemple dans le cadre d'opérations de maintien de l'ordre.

On connaît également par le brevet EP499033 un projectile lacrymogène de petit calibre dans lequel la dispersion du produit incapacitant est obtenue grâce à sa vaporisation par une composition chaude.

I1 n'est pas possible avec un tel projectile de maîtriser l'instant de dispersion de l'incapacitant sur trajectoire ni sa répartition sur le terrain.

C'est le but de l'invention que de proposer un projectile permettant de pallier de tels inconvénients.

Le projectile selon l'invention est de conception simple, peu coûteuse et particulièrement bien adaptée aux petits calibres (diamètre de projectile inférieur à 75mm).

Le projectile selon l'invention permet également de maîtriser aisément l'instant de dispersion du produit sur trajectoire ainsi que sa zone de répartition.

Ainsi l'invention a pour objet un projectile permettant de disperser sur trajectoire un produit et comprenant une enveloppe à l'intérieur de laquelle est disposé ledit produit, projectile caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de dispersion déclenchés à un instant donné sur trajectoire et qui provoquent une mise en mouvement du produit par rapport à l'enveloppe de façon à assurer son éjection hors de celle-ci.

Les moyens de dispersion pourront provoquer une mise en mouvement du produit avec une vitesse ayant même sens que la vitesse du projectile.

Ils pourront être définis au contraire de façon à provoquer une mise en mouvement du produit avec une vitesse ayant un sens opposé à celui de la vitesse du projectile.

Selon un mode particulier de réalisation, les moyens de dispersion peuvent comprendre une composition pyrotechnique génératrice de gaz.

Un piston peut être disposé entre la composition génératrice de gaz et le produit.

Selon un autre mode de réalisation, les moyens de dispersion peuvent comprendre des moyens de freinage assurant une brusque décélération du projectile sur trajectoire, le produit étant alors entraîné par inertie hors de l'enveloppe.

Ce mode particulier de réalisation permet d'assurer une répartition de la composition en avant du projectile tout en réduisant les risques de voir le corps de projectile impacter la cible.

I1 est donc particulièrement bien adapté aux applications anti-émeute dans lesquelles on cherche à éviter de blesser les personnes visées avec les débris de projectile.

Selon une variante, les moyens de freinage peuvent comprendre une composition génératrice de gaz éjectant les gaz hors de l'enveloppe suivant une direction sensiblement la même que celle de la vitesse du projectile
Selon une autre variante, les moyens de freinage peuvent comprendre un fil fixé au niveau d'une partie arrière de l'enveloppe et relié à un système de lancement fixe.

On pourra alors également prévoir un piston coulissant par inertie dans l'enveloppe de façon à venir entraîner le produit.

Ces deux dernières variantes de l'invention sont très avantageuses, car elles permettent de ne mettre en oeuvre aucune composition pyrotechnique à l'intérieur du projectile.

On accroît ainsi notablement le niveau de sécurité de celui ci.

Le piston pourra coopérer avec l'enveloppe par une liaison hélicoïdale d'une façon telle que la translation du piston entraîne également sa mise en rotation par rapport à l'enveloppe.

Avantageusement l'enveloppe est fermée par une grille au niveau d'une de ses extrémités sur laquelle est poussé le produit.

Le produit pourra être constitué par un liquide.

Dans ce cas, le liquide pourra être contenu dans un étui étanche disposé dans l'enveloppe.

De préférence, le produit sera constitué par un gel thixotrope.

Suivant une application particulière de l'invention, le gel thixotrope comprend un matériau incapacitant, tel du poivre en poudre ou une substance lacrymogène.

Par exemple, le gel thixotrope pourra comporter une poudre de silice ultra dispersée et de l'alcool isopropylique.

D'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels:
-La figure 1 représente en coupe longitudinale un projectile selon un premier mode de réalisation de l'invention,
-La figure 2 représente en coupe longitudinale un projectile selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
-La figure 3 montre un projectile selon un troisième mode de réalisation de l'invention,
-La figure 4 est une variante d'exécution de ce troisième mode de réalisation,
-Les figures 5a et 5b sont des vues partielles d'un mode particulier de réalisation d'un piston utilisé dans un projectile selon l'invention, la figure 5b étant une coupe transversale suivant le plan dont la trace est repérée en AA sur la figure 5a, cette dernière étant un coupe longitudinale suivant le plan repéré en BB sur la figure 5b.

En se reportant à la figure 1, un projectile 1 selon l'invention comporte une enveloppe 2 cylindrique qui est fermée à une de ses extrémité par un fond 3 et à l'autre extrémité par une grille 4.

L'enveloppe 2 est réalisée par exemple en matière plastique résistante comme le polyamide. Elle contient un produit 5 qui est destiné à être dispersé par le projectile.

Le produit 5 sera de préférence un gel thixotrope, c'est à dire un gel qui se trouve normalement à l'état figé, mais qui devient liquide lorsqu'il est soumis à une contrainte mécanique d'un certain niveau.

De tels gels sont connus dans le domaine par exemple de l'industrie alimentaire.

Ce gel thixotrope incorporera un matériau actif dont la nature dépendra du but recherché.

Dans une application de maintien de l'ordre on utilisera un matériau incapacitant, par exemple une poudre de poivre ou de piment ou un matériau lacrymogène.

On entend par matériau incapacitant un matériau pouvant mettre hors de combat une personne sans lui infliger de dommages sévères. On range par exemple dans cette catégorie les matériaux lacrymogènes, soporifiques ou provoquant des nausées.

A titre d'exemple on pourra réaliser un matériau constitué par
3% à 10% en masse de poudre de silice ultra dispersée,
80% à 90% en masse d'alcool isopropylique,
1% à 2% de poivre en poudre.

Du point de vue fabrication, on mélangera de façon homogène poivre et silice avant d'ajouter l'alcool.

Le projectile comporte également des moyens de dispersion du matériau 5 qui sont ici constitués par un piston 7 et une composition génératrice de gaz 6, solidaire du fond 3.

La composition génératrice de gaz 6 sera de préférence une composition fournissant un important volume de gaz avec une élévation limitée de la température, par exemple une composition à base d'azoture de sodium.

De telles compositions sont utilisées dans le domaine de l'automobile pour assurer le gonflage des coussins de sécurité.

On pourra se reporter aux brevets US5062367, FR2691706 ou
EP509655 qui décrivent des générateurs de gaz utilisables pour les sécurités automobiles.

On pourra par exemple utiliser une composition associant nitrocellulose et perchlorate de potassium.

Le fond 3 porte également des moyens d'initiation 8 de la composition 6.

D'une manière connue, les moyens d'initiation 8 comporteront une amorce 8a ainsi qu'un dispositif d'initiation de celle-ci à l'issue d'un certain intervalle de temps après le lancement du projectile. On pourra par exemple utiliser une fusée chronométrique électronique programmable avant tir.

Une telle fusée est bien connue de l'homme du métier.

Elle comprend un organe détectant le tir du projectile et elle décompte, à partir de cet instant de tir, l'intervalle de temps programmé.

A l'issue de celui-ci, elle commande l'initiation de l'amorce 8a.

Le piston 7 est monté coulissant dans l'enveloppe 2. Il porte à sa périphérie un joint torique d'étanchéité 9.

L'autre extrémité de l'enveloppe 2 est fermée par une grille 4, fixée à l'enveloppe par collage ou sertissage, et dont les dimensions de maille seront choisies en fonction de la viscosité (statique et dynamique) du matériau à disperser et des dimensions du matériau actif incorporé au gel.

On choisira pratiquement une grille dont les dimensions de maille sont supérieures de 20% à la granulométrie du matériau actif.

On pourra utiliser une grille d'acier inoxydable ayant une dimension de maille de l'ordre de 40ruz.

L'avantage d'utiliser un gel thixotrope est qu'il n'y a aucun risque de voir le produit 5 couler hors de l'enveloppe en l'absence de contraintes mécaniques. Les problèmes d'étanchéité se trouvent donc pratiquement éliminés.

On prévoira simplement une feuille mince 10 (par exemple en papier), collée sur la grille à l'extérieur du projectile, pour empêcher la pénétration d'impuretés provenant de l'extérieur.

Un anneau élastique fendu 11 est mis en place dans une gorge annulaire de l'enveloppe 2. Cet anneau permet d'empêcher éjection du piston 7 hors de l'enveloppe 2 lors du fonctionnement du projectile.

Le fonctionnement de ce projectile est le suivant.

Avant tir, on programme les moyens d'initiation 8 en introduisant le retard à l'issue duquel la dispersion doit être effectuée.

A l'instant souhaité, la composition génératrice de gaz 6 est initiée. Les gaz provoquent une forte augmentation de pression à l'intérieur de l'enveloppe 2. La pression s'exerce sur le piston 7 qui pousse le matériau 5 contre la grille 4.

La pression a pour effet de liquéfier le gel thixotrope 5. Ainsi c'est un matériau liquide qui se trouve poussé au travers de la grille 4 et qui se disperse sous forme de fines gouttelettes transportant le matériau actif. Le papier 10 est déchiré par la pression.

Le piston est retenu par l'anneau 11 et ne sort pas de l'enveloppe 2. Dans le cas d'une utilisation du type maintien de l'ordre, il ne risque donc pas de venir blesser les personnes visées
A titre de variante il serait possible de ne pas prévoir de piston 7, la pression de gaz suffisant généralement à expulser le gel. Le piston présente l'avantage d'isoler le matériau à disperser des gaz propulsifs, ce qui évite l'échauffement ou la dégradation du matériau.

Le projectile représenté à la figure 1 peut être tiré suivant deux directions différentes.

Il peut être animé d'une vitesse V1 telle que la grille 4 se trouve en avant sur sa trajectoire.

Dans ce cas le produit se trouve éjecté hors de l'enveloppe avec une vitesse ayant même sens que la vitesse du projectile. La vitesse d'éjection du produit 5 est alors la résultante de la vitesse du projectile et de celle communiquée par la composition 6.

Un tel mode de réalisation permet de disperser plus largement le produit.

Le projectile 1 peut au contraire être tiré avec une orientation inverse et se trouver alors animé d'une vitesse
V2 telle que la grille 4 se trouve en arrière sur sa trajectoire.

Dans ce cas, le produit se trouve éjecté hors de l'enveloppe avec une vitesse ayant un sens opposé à celui de la vitesse du projectile.

Il en résulte un freinage du produit dispersé qui permet de localiser la dispersion relativement précisément par rapport à l'instant d'initiation.

La figure 2 représente un projectile selon un deuxième mode de réalisation.

Dans ce mode de réalisation le projectile comporte un culot 12 qui a la forme d'un boîtier délimitant un logement interne qui renferme une charge propulsive 13. Le boîtier est fermé par un couvercle vissé 14 qui porte des moyens d'initiation 8 de la charge propulsive.

La charge propulsive 13 constitue un moyen de freinage du projectile 1 sur sa trajectoire.

Comme dans le mode précédent, les moyens d'initiation 8 comprendront une fusée chronométrique électronique programmable.

La charge propulsive 13 pourra être une composition génératrice de gaz du type de celles décrites précédemment.

On pourra également choisir une poudre propulsive à base de nitrocellulose ou un bloc de propergol.

Le logement interne du boîtier 12 communique avec l'extérieur du projectile 1 par des canaux 15, inclinés par rapport à l'axe 16 du projectile 15.

Ce projectile est destiné à être tiré avec une orientation telle que le boîtier se trouve en arrière sur la trajectoire. Le projectile est alors animé d'une vitesse V1 dont l'orientation est donnée sur la figure 2.

Les canaux 15 sont régulièrement répartis angulairement et sont orientés vers l'avant du projectile.

L'enveloppe 2 du projectile est collée au culot 12. Elle est fermée à sa partie avant par une grille 4 obturée par une feuille 10.

L'enveloppe 2 reçoit une ampoule 17 qui contient un matériau incapacitant 5. Le matériau est ici un liquide, par exemple une composition lacrymogène de type connu, telle le
CS (Ortho-Chlorobenzylidènemalonitrile).

L'ampoule est réalisée en un matériau fragile par exemple un polyéthylène d'épaisseur réduite.

Un piston 7 est disposé en appui contre le boîtier 12, il porte sur son rebord périphérique un joint d'étanchéité 9.

Le piston comportera avantageusement des aspérités 7a permettant de briser l'ampoule 17.

Le fonctionnement de ce projectile est le suivant.

Le projectile est animé sur trajectoire d'une certaine vitesse Vl. A l'issue de l'intervalle de temps programmé avant tir, la charge propulsive 13 est initiée.

Elle génère des jets de gaz qui sont éjectés hors de l'enveloppe par les canaux 15. L'orientation des canaux est choisie telle que ces jets de gaz provoquent un freinage du projectile. On dimensionnera la charge propulsive de façon à assurer un freinage brutal (décélération de l'ordre de 2000 à 17000 m/s2).

Cette décélération provoque le déplacement par inertie du piston 7 à l'intérieur de l'enveloppe 2.

Le piston brise l'ampoule 17 et il pousse le matériau 5 hors de l'enveloppe au travers de la grille 4 qui assure la nébulisation du matériau 5.

A titre de variante, il est bien entendu possible de remplacer l'ampoule et le matériau liquide 5 par un matériau sous forme de gel thixotrope comme décrit précédemment.

Dans ce cas la seule inertie du matériau, appliqué brutalement contre la grille 4 lors de la décélération du projectile, suffira à le liquéfier et à le disperser au travers de la grille 4.

A titre de variante il est possible de mettre en oeuvre d'autres moyens de freinage, par exemple des moyens de freinage aérodynamique pour le projectile.

On pourra par exemple disposer à la partie arrière du projectile un sac gonflable déployé par les gaz engendrés par la composition génératrice de gaz 6 dont l'initiation sera commandée sur trajectoire.

On se reportera avantageusement au brevet Fur2704054, dont l'ensemble de la description est inclu ici par référence, et qui décrit de façon détaillée un dispositif de freinage aérodynamique de projectile par sac gonflable.

On dimensionnera le sac et le générateur de gaz de façon à assurer la décélération brutale nécessaire à la dispersion du produit 5 par inertie.

D'autres moyens de freinage sont possibles, par exemple un freinage aérodynamique réalisé par des ailettes, repliées sur trajectoire le long de l'enveloppe du projectile et dont le déploiement est commandé par les moyens d'initiation 8.

La figure 3 représente un mode de réalisation préféré de l'invention.

Le projectile 1 comprend une enveloppe 2, réalisée par exemple par moulage de polyamide, et qui est comporte un fond 2a. L'enveloppe est fermée à son extrémité par une grille 4 recouverte de la feuille d'étanchéité 10.

Elle renferme un matériau 5 sous la forme d'un gel thixotrope incorporant un matériau actif.

Le fond 2a de l'enveloppe porte un prolongement axial 18 sur lequel est fixé un fil 19. L'autre extrémité du fil 19 est reliée à un système de lancement fixe 20.

Le fil constitue ici les moyens de freinage du projectile sur trajectoire.

Le système de lancement 20 représenté ici est un tube posé au sol. Il pourrait également être constitué par une arme portative tenue par un tireur.

La longueur de fil 19 est déterminée en fonction de la distance à laquelle on souhaite réaliser la dispersion.

Lorsque le projectile atteint la distance souhaitée, le fil 19 se tend et provoque un freinage brutal du projectile.

Ce freinage provoque l'appui par inertie du matériau 5 contre la grille 4. Il en résulte comme précédemment une liquéfaction du gel et sa dispersion au travers de la grille 4.

Ce mode de réalisation est particulièrement bon marché en raison du faible nombre de pièces utilisées et de l'absence de fusée électronique.

Il est également très sûr car il ne met en oeuvre aucun matériau pyrotechnique.

La figure 4 est une variante de la précédente dans laquelle un piston 7 est prévu à l'intérieur de l'enveloppe 2. Lors du freinage du projectile, l'inertie du piston vient pousser le gel contre la grille.

Cette variante est préférée lorsque l'inertie du gel est insuffisante pour assurer sa complète dispersion lors du freinage. Il est possible, en jouant sur la masse du piston, de moduler la vitesse d'éjection du matériau donc les caractéristiques spatiales de la dispersion.

Les figures Sa et Sb montrent une variante de réalisation dans laquelle la surface interne de l'enveloppe 2 porte trois rampes hélicoïdales 21a, 21b et 21c décalées de 1200 les unes des autres.

Ces rampes coopèrent avec des rainures complémentaires aménagées sur la surface cylindrique externe du piston 7.

Avec une telle variante la translation du piston s'accompagne également de sa mise en rotation par rapport à l'enveloppe.

Il en résulte une meilleure déstabilisation du jet de matériau donc une meilleure répartition spatiale suivant les directions radiales du projectile.

Diverses variantes sont possibles pour l'invention.

Il est ainsi possible de combiner entre elles les caractéristiques des différents modes de réalisation précédemment décrits.

On pourra notamment prévoir des rampes hélicoïdales pour les pistons des figures 1, 2 et 4.

On pourra utiliser un matériau liquide contenu dans une ampoule pour les variantes des figures 1, 3 et 4.

On pourrait également disposer un matériau liquide directement à l'intérieur de l'enveloppe sans prévoir d'ampoule. Dans ce cas on prévoira des moyens d'étanchéité supplémentaires pour éviter tout écoulement hors de l'enveloppe pendant les phases de stockage et de manipulation.

Il suffira par exemple de remplacer la feuille de papier 10 par un couvercle de matière plastique thermosoudé à l'enveloppe. L'épaisseur du couvercle sera choisie suffisamment mince pour qu'il se trouve brisé lors de la mise en pression du matériau.

On pourra bien évidemment mettre en oeuvre l'invention avec des matériaux actifs de natures très différentes suivant l'objectif recherché.

On pourra ainsi incorporer au gel thixotrope une poudre de carbone ou bien une poudre métallique afin d'assurer une fonction de masquage ou de leurrage.

On pourra aussi incorporer dans le gel thixotrope un colorant pour permettre un marquage de cible.

On pourra également utiliser comme matériau dispersable un colorant liquide contenu ou non dans une ampoule.

Claims (16)

REVEND I CAT IONS

1-Projectile (1) permettant de disperser sur trajectoire un produit (5) et comprenant une enveloppe (2) à l'intérieur de laquelle est disposée ledit produit, projectile caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de dispersion (6,7,13,19) déclenchés à un instant donné sur trajectoire et qui provoquent une mise en mouvement du produit (5) par rapport à l'enveloppe (2) de façon à assurer son éjection hors de celle-ci.

2-Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dispersion provoquent une mise en mouvement du produit (5) avec une vitesse ayant même sens que la vitesse du projectile.

3-Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dispersion provoquent une mise en mouvement du produit (5) avec une vitesse ayant un sens opposé à celui de la vitesse du projectile.

4-Projectile selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de dispersion comprennent une composition pyrotechnique génératrice de gaz (6).

5-Projectile selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de dispersion comprennent un piston (7) disposé entre la composition génératrice de gaz (6) et le produit (5).

6-Projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de dispersion comprennent des moyens de freinage (13,19) assurant une brusque décélération du projectile (1) sur trajectoire, le produit (5) étant alors entraîné par inertie hors de l'enveloppe (2).

7-Projectile selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de freinage comprennent une composition génératrice de gaz (13) éjectant les gaz hors de l'enveloppe (2) suivant une direction sensiblement la même que celle de la vitesse du projectile (1).

8-Projectile selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de freinage comprennent un fil (19) fixé au niveau d'une partie arrière de l'enveloppe (2) et relié à un système de lancement fixe (20).

9-Projectile selon une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens de dispersion comprennent un piston (7) coulissant par inertie dans l'enveloppe (2) de façon à venir entraîner le produit (5).

10-Projectile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une partie périphérique du piston (7) coopère avec l'enveloppe (2) par une liaison hélicoïdale d'une façon telle que la translation du piston (7) entraîne également sa mise en rotation par rapport à l'enveloppe.

11-Projectile selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'enveloppe (2) est fermée par une grille (4) au niveau d'une de ses extrémités sur laquelle est poussé le produit (5).

12-Projectile selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le produit est un liquide.

13-Projectile selon la revendication 12, caractérisé en ce que le liquide est contenu dans un étui étanche (17) disposé dans l'enveloppe (2).

14-Projectile selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le produit est un gel thixotrope.

15-Projectile selon la revendication 14, caractérisé en ce que le gel thixotrope comprend un matériau incapacitant, tel du poivre en poudre ou une substance lacrymogène.

16-Projectile selon la revendication 15, caractérisé en ce que le gel thixotrope comprend une poudre de silice ultra dispersée et de l'alcool isopropylique.