FR2923003A1

FR2923003A1 - Shell for use as e.g. war shell for shooting target, has hollow body made of sintered iron and provided with strap and ballistic warhead, where strap and body are formed as single block, and insert extended till level of strap

Info

Publication number: FR2923003A1
Application number: FR0707449A
Authority: FR
Inventors: Jean Claude Dacher; Yann Menard
Original assignee: Nexter Munitions SA
Current assignee: Nexter Munitions SA
Priority date: 2007-10-24
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2009-05-01
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: FR2923003B1

Abstract

The shell (1) has a metallic hollow body (2) made of sintered iron and provided with a strap (6) and a ballistic warhead (4) at its rear and front parts, respectively, where the warhead is made of plastic material that is reinforced with fibers. The warhead is extended by the rear part that forms a cylindrical insert (5) housed in a cylindrical inner bore (3) of the body. The insert is extended till the level of the strap. A polymerized layer is interposed between the insert and the body. The strap and the body are formed as a single block.

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des obus et en particulier des obus d'exercice de moyen calibre (calibre inférieur ou égal à 50 mm). Lors de la conception d'un obus d'exercice on cherche à obtenir une masse et une géométrie d'obus qui soient les plus proches possibles de celles d'un obus de guerre. Cela afin d'assurer la même trajectoire balistique lors du tir. L'obus d'exercice doit cependant être dépourvu de chargement explosif et doit aussi se fragmenter à l'impact pour éviter Io les ricochets. Il est connu, notamment de FR-2229036, de réaliser un corps d'obus d'exercice en fer fritté. Un tel corps d'obus est destiné à se désintégrer à l'impact. Cependant même si FR-2229036 mentionne la possibilité de 15 réaliser la ceinture d'une façon monobloc avec le corps d'obus, une telle variante n'a pas donné satisfaction, la résistance d'un tel corps d'obus étant insuffisante pour permettre le tir. Ces obus ont donc le plus souvent été réalisés avec une ceinture rapportée. 20 Cependant les opérations de fabrication de ces obus se trouvent alors compliquées par l'opération de montage de la ceinture. L'invention a pour but de proposer un obus de structure simple et pouvant être produit au moindre coût, obus pouvant 25 être mis en oeuvre d'une façon fiable à partir d'une arme. L'obus selon l'invention a les mêmes caractéristiques balistiques qu'un obus explosif mais il se fragmente à l'impact en éclats ayant une portée réduite, il peut donc être utilisé comme obus d'exercice. 30 L'obus selon l'invention peut aussi être utilisé opérationnellement comme obus de guerre. Il se fragmente à l'impact sur une cible en produisant une gerbe d'éclats de portée réduite, donc ayant des effets collatéraux également réduits. 35 Ainsi, l'invention a pour objet un obus comportant un corps creux réalisé en fer fritté, le corps comportant à sa partie arrière une ceinture monobloc avec le corps et portant à sa partie avant une ogive balistique, obus caractérisé en ce que l'ogive balistique est prolongée par une partie arrière formant un insert qui se loge dans un alésage interne du corps, insert qui s'étend jusqu'au niveau de la ceinture. Suivant un mode particulier de réalisation, l'ogive balistique pourra être réalisée en une matière plastique, et éventuellement en une matière plastique renforcée de fibres. L'insert pourra comporter au moins une rainure longitudinale. L'insert pourra comporter au moins une collerette de Io serrage. La collerette de serrage pourra présenter un profil conique permettant de faciliter son introduction dans l'alésage. L'insert pourra comporter une partie conique qui sera en 15 appui sur une portée conique complémentaire aménagée sur le corps. Selon un autre mode de réalisation, l'obus pourra comporter une couche d'un matériau polymérisable qui sera interposée entre l'insert et le corps. 20 Avantageusement, le corps fritté pourra être soumis lors de sa fabrication à un traitement à la vapeur d'eau en vue de former un état de surface facilitant l'accrochage d'un revêtement de protection. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 25 description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un obus selon un mode de réalisation de l'invention, 30 -la figure 2 est une vue externe de l'ogive seule avec sa partie arrière formant insert, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un obus selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un obus 1 qui est constitué par un 35 corps 2 métallique prolongé par une ogive 4 en matière plastique. Le corps 2 comporte un alésage 3 cylindrique à l'intérieur duquel est positionné un insert globalement cylindrique 5 qui est formé d'une seule pièce avec l'ogive 4 et constitue ainsi une partie arrière de cette dernière. Suivant une caractéristique essentielle de l'invention, le corps 2 est réalisé en un matériau métallique fritté, de préférence en fer fritté, ou en une association de poudres métalliques comprenant essentiellement du fer (par exemple du fer avec du cuivre ou du bronze). Le corps 2 comporte à sa partie arrière une ceinture 6 qui est monobloc avec le corps 2. l0 On choisit de préférence le fer fritté car c'est un matériau bon marché et il présente par ailleurs une masse volumique proche de celle de l'acier qui sert habituellement à réaliser les corps d'obus de guerre. D'une façon classique le matériau fritté associera éventuellement au fer des 15 matériaux permettant de faciliter la mise en oeuvre du procédé de frittage (par exemple de la poudre de carbone ou de la paraffine). Il est donc possible, en adoptant un taux de compression, approprié, de donner à un corps d'obus réalisé en fer fritté 20 et comportant un alésage interne une masse globale sensiblement égale à celle d'un obus de guerre donné. Le procédé de frittage sera paramétré de façon à assurer au niveau de la ceinture 6 et du fond (ou culot) 7 du corps 2 une dureté supérieure ou égale à 90 HB/1,25/15,625 25 (HB/1,25/15,625 est la désignation normalisée pour un essai de dureté Brinell avec une bille de 1,25mm de diamètre appliquée avec un effort de 15,625 déca Newton). Ce choix de dureté contribue à assurer la tenue mécanique du corps de l'obus lors du tir dans une arme et lors de sa 30 trajectoire balistique. En effet, les obus en fer aggloméré selon l'art antérieur sont le plus souvent compactés à froid et sont alors trop fragiles pour prendre les rayures et sortir intacts du tube de l'arme. Ces projectiles comportent donc le plus souvent 35 une ceinture rapportée. Les procédés de frittage des poudres de fer sont bien connus de l'Homme du Métier. Ils comprennent une étape de compaction à froid dans un moule ayant la forme externe de l'obus et à l'aide d'un poinçon délimitant l'alésage interne du corps. Cette étape de compaction est suivi d'une étape de traitement thermique ou frittage à une température de l'ordre de 500 à 800 °C. The technical field of the invention is that of shells and in particular exercise shells of medium caliber (caliber less than or equal to 50 mm). When designing an exercise shell one seeks to obtain a mass and a geometry of shells that are as close as possible to those of a shell of war. This is to ensure the same ballistic trajectory when firing. The exercise shell must, however, be free of explosive charges and must also break up on impact to avoid ricochets. It is known, in particular from FR-2229036, to make a body of sintered iron exercise shells. Such a shell body is destined to disintegrate on impact. However, even if FR-2229036 mentions the possibility of making the belt in a monobloc manner with the shell body, such a variant has not been satisfactory, the resistance of such a shell body being insufficient to allow the shot. These shells were most often made with a belt reported. However, the manufacturing operations of these shells are then complicated by the operation of mounting the belt. The object of the invention is to provide a shell of simple structure that can be produced at the lowest cost, which shell can be used reliably from a weapon. The shell according to the invention has the same ballistic characteristics as an explosive shell, but it breaks up in the splinter impact with a reduced range, so it can be used as an exercise shell. The shell according to the invention can also be used operationally as a shell of war. It breaks up on impact on a target by producing a sheaf of shards of reduced range, thus having collateral effects also reduced. Thus, the invention relates to a shell comprising a hollow body made of sintered iron, the body having at its rear part a monoblock belt with the body and carrying at its front part a ballistic ogive, shell characterized in that the Ballistic warhead is extended by a rear portion forming an insert which is housed in an internal bore of the body, which extends to the level of the belt. According to a particular embodiment, the ballistic ogive may be made of a plastic material, and possibly a fiber reinforced plastic material. The insert may comprise at least one longitudinal groove. The insert may comprise at least one collar of Io clamping. The clamping flange may have a conical profile to facilitate its introduction into the bore. The insert may comprise a conical portion which will bear on a complementary conical bearing surface fitted on the body. According to another embodiment, the shell may comprise a layer of a polymerizable material which will be interposed between the insert and the body. Advantageously, the sintered body may be subjected during its manufacture to a steam treatment to form a surface condition facilitating the attachment of a protective coating. The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment, a description given with reference to the accompanying drawings and in which: - Figure 1 is a longitudinal sectional view of a shell according to an embodiment of the invention; FIG. 2 is an external view of the ogive alone with its rear part forming an insert; FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a shell according to another embodiment; of the invention. Figure 1 shows a shell 1 which is constituted by a metal body 2 extended by a plastic ogive 4. The body 2 comprises a cylindrical bore 3 inside which is positioned a generally cylindrical insert 5 which is formed integrally with the ogive 4 and thus constitutes a rear portion of the latter. According to an essential characteristic of the invention, the body 2 is made of a sintered metal material, preferably of sintered iron, or of a combination of metal powders essentially comprising iron (for example iron with copper or bronze). The body 2 comprises at its rear part a belt 6 which is integral with the body 2. The sintered iron is preferably chosen because it is a cheap material and it also has a density close to that of the steel. which is usually used to make the shell bodies of war. In a conventional manner the sintered material will optionally associate with the iron materials to facilitate the implementation of the sintering process (eg carbon powder or paraffin). It is therefore possible, by adopting a compression ratio, appropriate, to give a shell body made of sintered iron 20 and having an internal bore a global mass substantially equal to that of a given war shell. The sintering process will be parameterized so as to ensure at the level of the belt 6 and the bottom (or base) 7 of the body 2 a hardness greater than or equal to 90 HB / 1.25 / 15.625 (HB / 1.25 / 15.625 is the standard designation for a Brinell hardness test with a 1.25mm diameter ball applied at 15.625 deca Newton force). This choice of hardness contributes to ensuring the mechanical strength of the body of the shell when firing into a weapon and during its ballistic trajectory. Indeed, the shells iron agglomerate according to the prior art are most often compacted cold and are then too fragile to take the stripes and leave intact the tube of the weapon. These projectiles therefore most often have an attached belt. Sintering processes of iron powders are well known to those skilled in the art. They include a cold compaction step in a mold having the outer shape of the shell and using a punch delimiting the internal bore of the body. This compaction step is followed by a heat treatment or sintering step at a temperature of the order of 500 to 800 ° C.

D'une façon préférée, on fera subir au corps 2 un traitement à la vapeur d'eau après son frittage. Une telle disposition bien connue de l'Homme du Métier permet de réduire la porosité de surface ce qui améliore la résistance à la corrosion du matériau du corps. Ce traitement de surface 10 facilite par ailleurs l'accrochage d'un revêtement de protection ultérieur, par exemple une peinture ou une métallisation. On pourra, avant de pratiquer un tel traitement, imprégner superficiellement le corps au niveau de la ceinture 6 avec un matériau lubrifiant (par exemple une 15 peinture lubrifiante). Un tel procédé de frittage assure l'obtention d'une porosité relativement faible du corps d'obus (de l'ordre de 15 %). La densité reste cependant suffisante pour permettre le 20 tir tout en conservant l'intégrité du corps. La présence d'un alésage interne 3 permet par ailleurs de réduire la masse globale de l'obus à une valeur proche de celle d'un obus de guerre. Ce niveau de porosité confère une ductilité qui permet à 25 la ceinture 6 de jouer pleinement son rôle lors du tir . prendre les rayures du tube de l'arme pour assurer l'entraînement de l'obus en rotation et garantir l'étanchéité aux gaz de propulsion. L'insert 5 remplit sensiblement tout le volume interne de 30 l'alésage 3. Ainsi, suivant une caractéristique importante de l'invention, l'insert 5 s'étend jusqu'au niveau de la ceinture 6 et il assure un soutien mécanique du matériau du corps 2 à ce niveau. Une telle disposition permet de garantir la tenue mécanique du corps d'obus 2 lors du tir dans le 35 tube. La matière plastique de l'ogive 4 et de l'insert 5 sera de préférence renforcée par des fibres, par exemple des fibres de verre. Une telle disposition permet de limiter la déformabilité de l'insert 5 et renforce la tenue mécanique au niveau de la ceinture 6. La figure 2 montre une ogive 4 seule avant sa mise en place dans un corps 2 d'obus. In a preferred manner, the body 2 will be subjected to steam treatment after sintering. Such an arrangement well known to the skilled person reduces the surface porosity which improves the corrosion resistance of the body material. This surface treatment 10 also facilitates the attachment of a subsequent protective coating, for example a paint or a metallization. It is possible, before carrying out such treatment, to superficially impregnate the body at the level of the belt 6 with a lubricating material (for example a lubricating paint). Such a sintering process ensures a relatively low porosity of the shell body (of the order of 15%). The density remains however sufficient to allow firing while maintaining the integrity of the body. The presence of an internal bore 3 also makes it possible to reduce the overall mass of the shell to a value close to that of a shell of war. This level of porosity confers a ductility which allows the belt 6 to play its full role during the firing. take the scratches of the barrel of the weapon to ensure the training of the rotating shell and guarantee the imperviousness to propulsion gases. The insert 5 substantially fills the entire internal volume of the bore 3. Thus, according to an important feature of the invention, the insert 5 extends to the level of the belt 6 and provides mechanical support for the body material 2 at this level. Such an arrangement makes it possible to guarantee the mechanical resistance of the shell body 2 when firing into the tube. The plastic material of the ogive 4 and the insert 5 will preferably be reinforced by fibers, for example glass fibers. Such an arrangement makes it possible to limit the deformability of the insert 5 and strengthens the mechanical strength at the level of the belt 6. FIG. 2 shows an ogive 4 alone before it is put into place in a body 2 of shells.

La partie arrière (ou insert 5) comporte au moins une rainure longitudinale 8 qui s'étend sur sensiblement toute la longueur de l'insert (ici l'insert comporte trois rainures régulièrement réparties angulairement et une seule est visible sur cette figure en coupe). Cette rainure 8 est destinée à permettre l'évacuation de l'air lors de la mise en place de l'insert 5 dans le corps 2 de l'obus. Par ailleurs, l'insert 5 comporte au moins une collerette de serrage 9 qui est disposée au niveau d'une partie avant de l'insert 5, en arrière de l'ogive 4. L'insert représenté ici comporte quatre collerettes 9 séparées par des gorges 11. Chaque collerette de serrage 9 présente un profil conique 10 permettant de faciliter son introduction dans l'alésage 3 du corps 2. Le diamètre de chaque collerette 9 est légèrement supérieur à celui de l'alésage 3. Ainsi lors de l'introduction de l'insert 5 dans l'alésage 3, les collerettes 9 se trouvent déformées. Le matériau de chaque collerette 9 peut se loger dans la gorge 11 qui est immédiatement située derrière elle. Chaque gorge 11 a un diamètre qui est inférieur au diamètre de l'alésage 3 pour permettre ce passage de matière. Sur la figure 1 on a représenté par des traits fins les collerettes de serrage 9 après leur déformation. Le rebord arrière de chaque collerette empêche l'extraction ultérieure de l'insert. On assure ainsi, avec un simple montage sous presse, une solidarisation complète de l'insert 5 et du corps 2 de l'obus. Il est bien entendu possible de réaliser un insert 5 qui serait lié au corps 2 par un autre moyen. On pourrait par exemple fixer l'insert 5 au corps 2 par filetage ou bien par collage. The rear portion (or insert 5) has at least one longitudinal groove 8 which extends over substantially the entire length of the insert (here the insert has three grooves regularly distributed angularly and only one is visible in this sectional figure) . This groove 8 is intended to allow the evacuation of air during the introduction of the insert 5 in the body 2 of the shell. Furthermore, the insert 5 comprises at least one clamping flange 9 which is disposed at a front portion of the insert 5, behind the ogive 4. The insert shown here comprises four flanges 9 separated by grooves 11. Each clamping flange 9 has a conical profile 10 to facilitate its introduction into the bore 3 of the body 2. The diameter of each collar 9 is slightly greater than that of the bore 3. Thus during the introduction of the insert 5 into the bore 3, the collars 9 are deformed. The material of each collar 9 can be housed in the groove 11 which is immediately located behind it. Each groove 11 has a diameter which is smaller than the diameter of the bore 3 to allow this passage of material. In Figure 1 there is shown by fine lines the clamping collars 9 after deformation. The rear rim of each collar prevents the subsequent extraction of the insert. This ensures, with a simple mounting in press, a complete connection of the insert 5 and the body 2 of the shell. It is of course possible to make an insert 5 which would be linked to the body 2 by another means. For example, the insert 5 could be fixed to the body 2 by threading or by gluing.

Lors du tir, l'intégrité du corps d'obus est assurée grâce aux caractéristiques de dureté du corps 2 et à la présence de l'insert 5 en dessous de la ceinture 6. A l'impact sur une cible, l'ogive 4 communique une contrainte radiale au corps 2 qui se fragmente. Le matériau mis en œuvre génère des fragments de masse réduite et dont la portée est également réduite. Les effets collatéraux sont donc réduits. La fragmentation intervient même pour des angles d'impact supérieurs à 45° par rapport à la normale à la cible. On évite donc les ricochets. On notera que cet obus engendre néanmoins une gerbe d'éclats lors de la traversée d'une cible. Il peut donc parfaitement être utilisé comme obus de guerre même si son efficacité est plus réduite que celle d'un obus explosif ou fragmentable conventionnel (mettant en œuvre par exemple du tungstène ou de l'acier fragilisé). A titre de variante, il est possible de disposer au fond de l'alésage 3 du corps d'obus 2 un volume d'un matériau polymérisable, par exemple une colle ou une résine. Lors de la mise en place de l'insert 5, ce dernier chassera ce matériau qui s'écoulera le long des rainures 8 et remplira tous les jeux séparant le corps 2 et l'insert 5. Suivant le matériau mis en œuvre, on pourra accélérer la solidification de ce matériau par séchage ou chauffage. During firing, the integrity of the shell body is ensured thanks to the hardness characteristics of the body 2 and the presence of the insert 5 below the belt 6. At impact on a target, the warhead 4 communicates a radial stress to the body 2 which is fragmenting. The material used generates fragments of reduced mass and whose range is also reduced. Collateral effects are therefore reduced. Fragmentation occurs even at impact angles greater than 45 ° compared to the normal target. We therefore avoid ricochets. Note that this shell nevertheless generates a sheaf of fragments when crossing a target. It can therefore perfectly be used as a shell of war even if its effectiveness is smaller than that of a conventional explosive or fragmentable shell (using, for example, tungsten or weakened steel). Alternatively, it is possible to have at the bottom of the bore 3 of the shell body 2 a volume of a polymerizable material, for example an adhesive or a resin. During the introduction of the insert 5, the latter will chase this material which will flow along the grooves 8 and fill all the games separating the body 2 and the insert 5. Depending on the material used, it will be possible to accelerate the solidification of this material by drying or heating.

Un tel mode de réalisation permet d'assurer un montage sans jeu de l'insert 5 et d'un corps d'obus 2 malgré les dispersions dimensionnelles de ces éléments. Le matériau mis en œuvre permettra par ailleurs d'assurer une solidarisation par collage du corps 2 et de l'insert 5. Such an embodiment makes it possible to ensure a play-free assembly of the insert 5 and of a shell body 2 despite the dimensional dispersions of these elements. The material used will also ensure bonding of the body 2 and the insert 5 by bonding.

La figure 3 montre un obus suivant un autre mode de réalisation de l'invention. Ce mode diffère du précédent en ce que l'ogive 4 est raccordée au prolongement 5 formant insert par une partie conique 12 qui est en appui sur une portée conique complémentaire 13 aménagée sur le corps 2. Ainsi, la partie avant 14 du corps 2 est amincie et a une résistance mécanique moindre que celle du reste du corps 2. On facilite ainsi la rupture à l'impact sur une cible. Figure 3 shows a shell according to another embodiment of the invention. This mode differs from the previous one in that the nose 4 is connected to the extension 5 forming an insert by a conical portion 12 which bears on a complementary conical bearing surface 13 arranged on the body 2. Thus, the front portion 14 of the body 2 is thinned and has less mechanical strength than the rest of the body 2. It thus facilitates the impact rupture on a target.

On a encore représenté ici par des traits fins les collerettes de serrage 9 portées par l'insert 5. Comme cela a été précisé précédemment, il est bien entendu possible de remplacer de telles collerettes par un simple collage.5 Here again is shown by fine lines the clamping collars 9 carried by the insert 5. As has been mentioned above, it is of course possible to replace such collars by a simple bonding.

Claims

1. shell (1) comprising a hollow body (2) made of sintered iron body having at its rear part a belt (6) integral with the body and carrying at its front part a ballistic ogive (4), shells characterized in that that the ballistic ogive (4) is extended by a rear part (5) forming an insert which is housed in an internal bore (3) of the body (2), insert (5) which extends to the level of the belt (6).

2. Shell according to claim 1, characterized in that the ballistic ogive (4) is made of a plastic material optionally reinforced with fibers.

3. Shells according to one of claims 1 or 2, characterized in that the insert (5) comprises at least one longitudinal groove (8).

4. Shells according to one of claims 1 to 3, characterized in that the insert (5) comprises at least one clamping flange (9).

5. Shells according to claim 4, characterized in that the clamping flange (9) has a conical profile (10) to facilitate its introduction into the bore (3).

6. Shell according to one of claims 1 to 5, characterized in that the insert comprises a conical portion (12) which bears on a conical bearing surface (13) complementary arranged on the body (2).

7. Shell according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a layer of a polymerizable material which is interposed between the insert (5) and the body (2).

8. Shells according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sintered body (2) is subjected during its manufacture to a steam treatment to form a surface condition facilitating the clinging. a protective coating.