FR2768504A1 - Projectile a deformation controlee - Google Patents

Abstract

- Projectile à très haute déformabilité. - Selon l'invention, le projectile est composé d'au moins une enveloppe souple et élastique (1, 2) chargé d'un produit fluide (3), sa déformation n'intervenant qu'à l'impact et non au départ du tir pour lancer une masse cohérente, d'un diamètre suffisant pour limiter la pénétration lors des impacts avec répartition rapide de l'énergie par élargissement instantané lors de l'impact. Applications : opérations de maintien de l'ordre public.

Description

PROJECTILE A DEFORMATION CONTROLEE
La présente invention a pour objet un projectile à déformation contrôlée destiné en particulier, mais non exclusivement, à la neutralisation à faible distance d'individus ou d'animaux dans les opérations courantes de maintien de l'ordre et qui ne provoque pas de lésions irréversibles.

On connaît déjà divers projectiles dits de neutralisation destinés aux opérations de maintien de l'ordre, de formes diverses, sphériques ou bâton, agissant par effet de choc grâce à l'énergie cinétique transformée lors du contact sur la cible. Ces projectiles ont tous en commun, quel que soit leur calibre, (calibre 12 de chasse 18 mm., 35, 37, 38, 44 et 56 mm.) d'être légers et animés de grandes vitesses, leur déformabilité au moment de l'impact restant toute relative et dans presque tous les cas dépendante des qualités élastiques des matériaux utilisés.

Ces grandes vitesses sont liées au fait que pour obtenir un effet de choc suffisant en se basant sur les critères d'énergie de la munition et une bonne précision, la vélocité à la bouche du lanceur doit être élevée. La masse du projectile à mettre en mouvement est faible, d'où une charge propulsive élevée pour obtenir une combustion correcte et des départs réguliers. Ces munitions s'apparentent donc au fonctionnement des projectiles classiques. La rigidité relative de la surface de ces projectiles est nécessaire afin d'éviter toute déformation en vol qui nuirait à la précision à de telles vitesses.

Du fait de cette rigidité et des qualités élastiques élevées, la surface d'impact reste relativement peu différente du calibre initial. De plus, le choc étant pseudo-élastique, une partie de l'énergie E = 1/2mV2 du projectile est perdue en rebond et chaleur de déformation.

Ce dernier point est d'autant plus vrai que la cible présente des parties dures. Pour pallier cet inconvénient, des fabricants proposent des mécanismes de rupture en plusieurs parties ou d'étirement du type ressort qui ne sont que des façons détournées de consommer l'énergie pour éviter le rebond et allonger la durée du choc afin de se rapprocher de l'effet d'un choc mou.

La fragmentation est écartée car non seulement on s'éloigne d'un choc mou mais on peut de plus créer des lésions localisées sévères.

En fait, si l'énergie réellement dissipée dans la cible est un critère indiscutable, il suppose que le choc puisse être assimilé à un choc mou ou toute la quantité de mouvement
Q = mv est transférée du projectile à la cible uniformément.

Pour ce faire, il faut que le projectile présente à l'impact une très grande déformabilité et une élasticité minimisée sur l'axe de l'impact afin d'éviter tout rebond.

C'est l'objet de la présente invention qui pallie les inconvénients des munitions classiques en obtenant une quantité de mouvement importante à des vitesses plus faibles, maximise la surface d'impact compte tenu de la très forte déformabilité liée à une élasticité quasi nulle dans l'axe de tir et donc permet de rester très reproductible quel que soit l'endroit touché de la cible (dur ou mou) en terme d'énergie déposée par unité de surface, et par conséquent plus facile à adapter pour ne pas provoquer de lésions irréversibles.

Selon l'invention, le projectile à très haute déformabilité à l'impact destiné à la neutralisation par effet de choc est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une enveloppe souple, élastique et extensible remplie d'au moins un produit fluide. Ce produit fluide peut être une poudre ou un produit à faible granulométrie.

Lors d'un choc ou arrêt brutal sur la cible visée le projectile s'écrase selon l'axe du tir et se déforme radialement (cas d'un impact à incidence normale sur une surface plane). Du fait de l'inertie, les grains de produit sont comprimés dans l'axe du tir à vitesse quasi nulle (par rapport à la surface de la cible). La déformation radiale produite par cette mise en pression provoque une dilatation radiale instantanée de l'enveloppe élastique et permet d'obtenir une répartition homogène de l'énergie transférée à la cible. Le résultat obtenu dépend, bien entendu du diamètre de l'enveloppe et de la masse granulaire introduite. Le projectile déformable destiné à neutraliser par effet de choc, peut être lancé par une arme à feu, pneumatique ou mécanique, et peut être ou non encartouché, propulsé par poudre, gaz ou ressort. La présente invention vise à répartir la force de l'impact sur une surface agrandie de manière à ne pas créer de traumatismes trop importants. Par proximité et dans les exemples cités cidessous, on entendra une distance de zéro à 50 mètres.

Le produit utilisé pour remplir l'enveloppe souple est caractérisé par une granulométrie allant de moins de 1 micron à 100 microns, selon le coefficient de frottement surfacique du produit utilisé, quelle que soit son origine, et garde une cohésion suffisante lors du passage dans le tube de lancement et durant le vol pour empêcher toute déformation indésirable. Il peut s'agir par exemple mais de façon non limitative d'un produit ou d'un ensemble de produits pulvérulents à granulométrie de l'ordre du micron, ou de billes creuses ou non en verre, en PVC ou en téflon (PTFE) ayant des diamètres allant jusqu'à 100 microns, ou d'un assemblage quelconque de ces types de produits.

Il est également possible d'utiliser, en association ou non avec ces produits en grains ou en billes, une matière homogène, hautement déformable, élastique et pouvant subir des allongements importants.

Les poids varient suivant les diamètres, vitesses et origines du produit. Par exemple, à la lumière des essais: 1 kg de produit pulvérulent, tel que de la farine alimentaire ne45, produit pris pour exemple, de granulométrie d'environ 1/1000è de millimètre permet de réaliser 20 projectiles de 40 mm., dont le diamètre réel est de 45 mm. et de poids de 50 grammes à la fermeture des enveloppes. Ces projectiles subissent une légère déformation pour permettre leur introduction dans le tube ou l'étui (cartouche) et après l'accélération de départ, reprennent leur forme naturelle en se contractant (passant d'une forme ovoïde à une forme sphérique). L'inertie du produit de remplissage déforme l'enveloppe, peu de produit granulaire reste au centre et la majorité du produit est éjecté à la périphérie de l'enveloppe. La déformation qui nuirait à la précision ne peut se produire lors du tir, le projectile étant moulé et maintenu par le tube de tir une fois le matériau de remplissage en place, forçant légèrement par rapport au diamètre nominal dudit tube (forme forcée ovoïde, redevenant plus ou moins sphérique après sa sortie du tube).

La résistance et le diamètre à vide de la ou des enveloppes sont fonction de la masse du ou des produits de remplissage, de la vitesse et du calibre choisis. La masse du ou des produits de remplissage est fonction de la vitesse et du calibre choisis. Pour un diamètre de 40 mm. du tube de tir, le diamètre du projectile vide doit être environ de 30 mm.

Le diamètre de 40 à 45 mm. est obtenu après introduction et tassement de 50 grammes de produit de remplissage. Le diamètre final du projectile est obtenu par tassement et il est possible de faire varier les poids dans un même calibre, dans une plage de + ou - 25%, quel que soit le calibre. De la pression du compactage dépend la surface instantanée obtenue à l'impact (toutes choses égales par ailleurs).

En moyenne pour un projectile de 40 mm. et un poids de 50 grammes lancé à 60m/s, l'impact relevé dans la plastiline à 170C a un diamètre supérieur à 75 mm. pour un enfoncement de quelques millimètres. Soit une énergie déposée de façon quasi uniforme de 2 J/cm2 pour une quantité de mouvement transmise de 30 N.m/s. A titre de comparaison, les munitions élastiques sphériques creuses de calibre très voisin actuellement commercialisées et reconnues comme les plus proches du critère non létal, encore mal déterminé, délivrent sur un diamètre inférieur à 40 mm. une énergie de 9 J/cm2 pour une quantité de mouvement transmise légèrement inférieure.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre de modes de réalisation particuliers, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins annexés qui représentent: - La figure 1, une vue en coupe d'un projectile selon l'invention; - Les figures 2 à 5, la déformation du projectile au cours de l'impact lorsque le projectile contient uniquement des produits en grains ou en billes, de diamètres inférieurs à 100 microns; - Les figures 6 à 9, la déformation du projectile, dans un second mode de réalisation où le projectile contient également une matière homogène, hautement déformable, élastique et pouvant subir des allongements importants.

Sur la figure 1 qui est une vue en coupe verticale d'un projectile, on distingue - une structure à double enveloppe 1,2 remplie par le composant de remplissage 3.

- la fermeture définitive de la ou des enveloppes 1,2, est assurée par tout moyen connu tel que: soudure, collage, ligature etc..

L'enveloppe 1 est, par exemple en caoutchouc . Elle peut être doublée par une seconde enveloppe 2 afin d'offrir une meilleure résistance mécanique en fonction des vitesses de vol. I1 est important que les enveloppes soient mises sous tension afin de conserver une élasticité qui, vu la faible inertie du départ et la tenue assuré par le tube de tir lui permettra de conserver sa forme, donc sa précision, seule l'inertie au moment de l'arrêt instantané sur la cible permettant la déformation définitive.

Dans l'exemple représenté, le projectile est inclus dans un étui ou cartouche 13 qui renferme au dessous du projectile une bourre 10, une charge propulsive 11 et une amorce 12.

Mais tout autre moyen de propulsion peut être utilisé.

Sur les figures 2 à 5, on peut suivre les différentes phases de modification du projectile à l'impact sur la cible 0, relevées d'après essais. On constate sur la figure 3, qu'après une pénétration minime dès 11 impact zone A, le produit de remplissage se dilate radialement sous l'effet de la compression axiale due à l'inertie du mouvement dans l'axe du tir comme montré par les flèches (non référencées).

Cette dilatation radiale, due au glissement des grains les uns sur les autres, exerce une pression radiale sur la ou les enveloppes, constituée(s) d'un matériau élastique capable de s'allonger sans rupture jusqu'à la formation totale de la zone B (figure 4). Après l'impact, l'élasticité de la ou des enveloppes ramène la zone B à des dimensions moins importantes.

L'inertie en zone A, qui correspond à la zone de contact primaire, voit sa puissance décroître sans augmentation de pénétration par évasion du produit de remplissage en zone B, étalant ainsi l'impact sur une large zone.

La zone C (figure 5) montre l'étalement de l'impact primaire qui devient maximum. Ce résultat final est dû à l'interaction entre l'élasticité de l'enveloppe ou des enveloppes (1 et/ou 2) et la masse du produit 3.

Afin de minimiser la zone C due à la compression de la matière sur l'axe du tir, il est possible de placer également dans le projectile une matière 4 (figures 6 à 92.

La matière 4 retenue est homogène, hautement déformable, élastique et peut subir des allongements importants. Dans les figures 6 à 9, cette matière 4, de densité plus élevée que la matière compactée 3 décrite en regard des figures 1 à 5, est placée dans une version préférée de l'invention, au fond de l'enveloppe 1, de façon à se situer à l'avant du projectile lors du tir, selon une épaisseur correspondant à peu près en volume à l'enfoncement observé en zone C (figure 5). Cette matière 4 peut par exemple être déposée selon la forme d'un disque ou d'un secteur sphérique.

Lors de l'impact (figure 7), la matière plastique est soumise à la pression et s'aplatit, à cet instant sa déformation absorbe une partie de l'accélération normalement reçue par la cible, créant ainsi une zone C moins profonde et de surface supérieure.

Sur la figure 8, la zone B se crée en contournement de la zone A occupée par la matière homogène.

Sur la figure 9, le matériau 4 utilisé étant absorbant vis à vis des ondes de choc, l'onde réfléchie sur la cible est atténuée et la quantité de matière restant dans l'axe de la zone C est diminuée. L'impact est ainsi mieux réparti et l'enfoncement observé est atténué.

Le produit de remplissage 3 peut être inerte ou inclure un composant de coloration disparaissant au bout de quelques jours permettant une identification rapide d'un individu.

Plus généralement le produit 3 peut inclure un ou des produits actifs permettant un repérage ultérieur de la cible, tel que colorant (dans le spectre visible ou non) ou un produit odorant (détectés par exemple à l'aide de capteurs ou d' animaux spécialement dressés)
Dans une autre application, le projectile selon l'invention peut être projeté à des vitesses d'au moins 150 mètres/seconde, (ce qui interdit son usage direct contre une personne). Il est alors capable de percer une fenêtre ou une porte classique. L'enveloppe se déchire et éclate au moment du choc, libérant instantanément son contenu sous un énorme volume (nuage) de particules de produit, vu sa masse. Le projectile pourra alors contenir par exemple, de façon préférentielle, un produit de neutralisation chimique en poudre de type OC (oléorésine capsicum) ou ses dérivés,
Capsaicine, CN(2-chloroacétophénone) ou CS (O chlorobenzylidènemalononitrile) ou CR (dibenzoxazépine). Ce projectile, tiré à distance permet donc une neutralisation de masse sans risques de feu liés aux artifices fumigènes classiques dans un local fermé. Lors de la déchirure de l'enveloppe, le produit actif est propulsé en avant par sa propre inertie par sa vitesse, dépassant les limites d'élasticité de la ou les enveloppes. Le projectile traverse et éclate au passage de l'obstacle, réduisant de façon notable les risques de choc direct sur un individu situé de l'autre côté de l'obstacle.

Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS 1/ Projectile à très haute déformabilité à l'impact destiné à la neutralisation, par effet de choc, d'individus ou animaux, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une enveloppe souple (1,2), élastique et extensible remplie d'au moins un produit fluide (3,4) qui, lors d'un choc ou impact sur la cible choisie se déforme radialement par rapport à l'axe de tir.
2. 2/ Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit (3) est constitué de un ou plusieurs solides divisés en grains ou billes de granulométrie inférieur à 100 microns.
3. 3/ Projectile selon la revendication 2, caractérisé en ce que le produit (3) est composé d'un ou plusieurs produits pulvérulents de granulométrie de l'ordre du micron et tassés dans l'enveloppe (1).
4. 4/ Projectile selon la 2, caractérisé en ce que le produit (3) est composé de billes creuses ou non de produits à faible coefficient de frottement de surface, telles que billes de verre, téflon ou PVC, de diamètre inférieur à 100 microns et tassés dans l'enveloppe (1).
5. 5/ Projectile selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit (4) est une matière homogène, hautement déformable, élastique et pouvant subir des allongements importants.
6. 6/ Projectile selon la revendication 5, caractérisé en ce que le produit (4) est déposé au fond de l'enveloppe (1,2) selon un disque ou un secteur sphérique situé à l'avant du projectile.
7. 7/ Projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la résistance et le diamètre de l'enveloppe (1,2) sont proportionnels à la masse du produit (3).
8. 8/ Projectile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que son énergie au moment de l'impact est inférieure à 90 joules pour une vitesse inférieure à 60 mètres/seconde.
9. 9/ Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les enveloppes (1,2) sont telles qu'elles éclatent ou se déchirent lors d'un impact à plus de 150 m/s.
10. 10/ Projectile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il contient un produit chimique neutralisant en poudre.
11. 11/ Projectile selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il contient au moins un colorant et/ou au moins un produit odorant.