CH642166A5 - Amortisseur de recul d'une arme automatique a tir rapide. - Google Patents

Description

La présente invention a trait à un amortisseur de recul d'une arme automatique à tir rapide telle que, par exemple, un canon monté sur un aéronef.

On sait que les armes automatiques, notamment les canons d'aéronefs, par exemple de calibre 30, sont actuellement conçues de façon à tirer à des cadences de plus en plus rapides. Simultanément,

la vitesse initiale des projectiles tend à s'accroître. Il en résulte que les structures porteuses de l'arme subissent des sollicitations de plus en plus importantes qui, dans le cas d'un aéronef, ne peuvent pas être compensées par un renforcement de la structure qui doit rester la plus légère possible.

On connaît déjà des amortisseurs de recul destinés à être interposés entre l'arme et la structure, notamment dans le cas d'aéronefs, et permettant d'exercer un amortissement efficace de façon à communiquer à la structure un effort réparti dans le temps et ne présentant aucune amplitude instantanée trop élevée. En particulier, l'amortisseur décrit dans le brevet français N° 71.06918 permet d'exercer sur la partie mobile de l'arme un effort de freinage, transmis à la structure, uniquement pendant la phase de recul, l'effort de freinage étant supprimé pendant la phase inverse de retour en position. De tels amortisseurs, malgré leurs excellentes propriétés, présentent cependant l'inconvénient d'être complexes, lourds et encombrants. En outre, leur raideur n'est pas adaptée de façon optimale à des conditions de fonctionnement à cadences différentes, alors que l'on tend de plus en plus à prévoir des armes susceptibles de posséder au moins deux cadences différentes de tir.

La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et de fournir un amortisseur de recul de conception simple et économique, d'un poids et d'un encombrement réduits et permettant d'amortir, dans des conditions optimales, et en particulier avec un déplacement minimal, les efforts correspondant à des cadences de tir très élevées mais différentes.

L'invention a pour objet un amortisseur de recul d'une arme automatique à tir rapide, disposé entre une partie reculante de l'arme et une partie fixe guidant la partie reculante, pour exercer un effort d'amortissement sur la partie reculante pendant le mouvement de recul et pour n'exercer aucun effort d'amortissement pendant le mouvement de retour, caractérisé par la fait qu'il comporte des moyens d'amortissement susceptibles d'amortir ladite partie reculante pendant n'importe quelle portion de la course de recul, lesdits moyens étant associés à des premiers moyens élastiques récupérateurs pour présenter une première raideur pour une permière cadence de tir, et des seconds moyens élastiques récupérateurs susceptibles d'être actionnés uniquement lorsque l'amplitude du recul dépasse une certaine valeur et présentant une élasticité leur permettant, en association avec les premiers moyens, de présenter une seconde raideur, plus élevée, pour une seconde cadence de tir plus élevée.

Conformément à une forme de réalisation préférée de l'invention, lesdits moyens d'amortissement comportent, entre la pièce fixe et la pièce reculante, une chambre, de préférence de forme annulaire, obturée en ses extrémités antérieure et postérieure par des organes d'étanchéité permettant à la chambre de conserver son volume pendant les mouvements de la partie reculante, ladite chambre étant divisée, par une première cloison solidaire de la pièce reculante et par une seconde cloison solidaire de la partie fixe, en trois volumes, à savoir, un volume antérieur, un volume intermédiaire et un volume postérieur, remplis d'un fluide d'amortissement, le volume intermédiaire étant susceptible de communiquer avec les deux autres volumes, lors du mouvement de recul qui réduit la valeur dudit volume intermédiaire, par des passages d'étranglement, et étant susceptible d'être relié, lors du mouvement de retour qui augmente sa valeur, avec ces volumes par des passages de grande largeur, lesdits seconds moyens élastiques comprenant au moins un coussin amortisseur élastique, de préférence en élastomère, interposé entre la pièce reculante et la pièce fixe, de façon à être comprimé entre elles lorsque l'amplitude du recul devient suffisamment importante pour que ledit coussin, porté par l'une des pièces, vienne en contact avec une surface de compression portée par l'autre pièce.

Dans d'autres formes de réalisation de l'invention, la chambre peut être divisée autrement, par exemple en deux volumes dont les variations simultanées se compensent.

Les cadences, dans le sens de la présente invention, sont au moins de 500 coups/min et, de préférence pour la première cadence,

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de l'ordre de 1100 coups/min et, pour la seconde cadence, de l'ordre de 1800 coups/min.

Les moyens d'étanchéité obturant ladite chambre en ses extrémités antérieure et postérieure sont, de préférence, des membranes en élastomère déformable, adhérentes à la fois à la partie fixe et à la partie reculante. Du fait que, dans la forme de réalisation préférée, pendant le mouvement de recul, les volumes délimités par lesdites membranes tendent à s'accroître et reçoivent l'excédent de liquide passant par les orifices d'étranglement, les membranes sont soumises à des efforts de pression très faibles, ces efforts restant très faibles lors du mouvement de retour, puisque l'évacuation, hors de ces volumes, s'effectue par de larges passages vers le volume intermédiaire.

Le cas échéant, les membranes peuvent être remplacées par des joints d'étanchéité glissants, en raison de la faible pression à laquelle les joints se trouveraient soumis.

Afin de réduire l'encombrement, les premiers moyens récupérateurs peuvent consister en un ressort récupérateur hélicoïdal disposé à l'intérieur du volume intermédiaire et prenant appui, à ses deux extrémités, sur les parois séparant le volume intermédiaire des volumes antérieur, respectivement postérieur.

D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel:

La fig. 1 représente une vue en élévation avec demi-coupe d'un amortisseur de recul selon l'invention.

La fig. 2 représente une vue de profil gauche de cet amortisseur.

On se réfère aux fig. 1 et 2 qui représentent un amortisseur de recul conçu pour le montage d'un canon de 30 destiné à être porté par un aéronef et réalisé pour fonctionner avec deux cadences de tir, l'une plus faible à 1100 coups/min et une autre plus élevée à 1800 coups/min.

On voit sur le dessin que la pièce 1 ou partie reculante de l'arme est composée, en fait, de trois pièces cylindriques consécutives la, lb et le, ladite pièce étant destinée à coulisser à l'intérieur de la partie ou pièce fixe 2 composée, en fait, d'une première pièce sensiblement cylindrique 2a et d'une deuxième pièce consécutive 2b. La flèche F indique le sens du mouvement de recul. Le guidage de la partie reculante 1 dans la partie fixe 2 s'effectue grâce à une portée interne d'une pièce fixe 2c ayant la forme d'un anneau à section transversale en U ouvert vers l'arrière et fixé à la partie antérieure de la pièce fixe 2 pour permettre le glissement et le guidage de la surface externe de la partie la de la pièce reculante. Le guidage s'effectue également par la portée interne de la partie postérieure de la pièce 2b permettant le guidage et le coulissement de la surface externe de la pièce le. On voit, d'autre part, que cette partie postérieure de la pièce 2b présente une surface sphérique 3 en forme de rotule susceptible de coopérer avec une portée sphérique interne d'une pièce annulaire 4 munie d'une pluralité d'orifices 4a permettant le vissage de cette pièce annulaire 4 sur la structure dont elle fait, en quelque sorte, partie. Le bord postérieur de la pièce 2b porte encore un coussin annulaire en élastomère 5 rendu adhérent audit bord et contre lequel peut venir buter un épaulement 6 terminant la pièce le du côté arrière, afin de former un amortissement de sécurité à la fin du mouvement de retour en position antérieure de la pièce reculante 1.

Comme on le voit sur le dessin, le diamètre externe de la pièce 1 dans la zone lb est nettement inférieur au diamètre interne de la pièce 2 dans la zone 2a, ce qui délimite, entre lesdites deux pièces 1 et 2, un espace annulaire allongé. Cet espace forme une chambre annulaire délimitée, à sa partie antérieure, par une membrane en élastomère 7 qui possède, comme on le voit sur la fig. 1, en position de repos, une courbure destinée à autoriser une déformation suffisante de la membrane. La membrane 7 est rendue adhérente, à sa périphérie intérieure, à une bague 7a, bloquée sur la pièce lb, alors que la surface extérieure périphérique de la membrane 7 est rendue adhérente à une bague 7b, bloquée contre la face interne de la pièce 2a fixe.

D'une façon symétrique, l'extrémité postérieure de la chambre est obturée par une membrane postérieure 8 semblable à la membrane 7 et rendue adhérente aux deux bagues: l'une interne, 8a, solidaire de la pièce lb, et l'autre externe, 8b, solidaire de la pièce fixe 2a. La chambre, ainsi délimitée entre les membranes 7 et 8, possède un volume constant, quelle que soit la position axiale relative entre la pièce 1 et la pièce 2 pendant le mouvement de recul ou le mouvement de retour. L'épaisseur et la nature de l'élastomère formant les membranes 7 et 8 sont déterminées de façon que la déformation des membranes pendant le recul et le retour n'entraîne qu'une faible résistance élastique et qu'un faible amortissement interne.

A l'intérieur de la chambre étanche ainsi délimitée, la partie de pièce reculante lb porte une pièce circulaire 9 à section transversale en équerre dont la base est solidaire de la pièce lb et dont la branche radiale forme, à l'intérieur de la chambre, une paroi de séparation s'étendant jusqu'au voisinage de la surface interne de la pièce 2a pour réaliser, entre cette surface et cette branche, un faible passage d'étranglement 10. La branche ou partie radiale de la pièce 9 présente encore une pluralité d'orifices 9a angulairement espacés et susceptibles d'être obturés par un clapet de non-retour 11, repoussé en position de fermeture par un faible ressort 12 prenant appui sur une rondelle 13 bloquée sur la pièce lb et munie de larges passages 13a.

De façon similaire, du côté de la membrane 8, la pièce 2a porte une pièce annulaire 14 à section en équerre délimitant un étroit passage d'étranglement 15 entre l'extrémité de sa branche et la surface externe de la pièce lb, cette branche présentant des clapets de non-retour 16 en face de ses orifices 14a, le clapet étant repoussé en position de fermeture par un ressort 17 s'appuyant sur une rondelle 18 laissant un large passage 18a et solidaire de la pièce 2a.

Les parois formées par les branches radiales des pièces annulaires 9,14 séparent ainsi la chambre en trois volumes, à savoir, un volume antérieur 19 s'étendant entre la pièce 9 et la membrane 7, un volume intermédiaire 20 s'étendant entre les deux pièces 9 et 14, et un volume postérieur 21 s'étendant entre la pièce 14 et la membrane postérieure 8. A l'intérieur du volume intermédiaire 20, un fort ressort récupérateur 22 s'appuie, d'une part, sur la rondelle antérieure 13 et, d'autre part, sur la rondelle postérieure 18. Enfin, les trois volumes ainsi déterminés dans la chambre sont complètement remplis d'une huile d'amortissement ayant une viscosité comprise, de préférence, entre 100 et 500000 cSt.

Les seconds moyens élastiques comportent un coussin en élastomère 23 porté par la face antérieure de la pièce 2c et contre lequel peut venir s'appliquer un épaulement périphérique 24 porté par la pièce la à partir du moment où le recul a été suffisamment important pour autoriser l'épaulement 24 à venir au contact du coussin 23.

Le fonctionnement est le suivant:

A partir de la position de repos représentée sur la fig. 1, on tire une rafale à une cadence de 1100 coups/min. Le mouvement de recul, dans le sens de la flèche F de la pièce 1 à l'intérieur de la pièce fixe 2, va rapprocher la pièce annulaire 9 de la pièce annulaire 14 qui reste fixe. Le volume intermédiaire 20 va donc diminuer. L'augmentation de pression qui en résulte dans la chambre 20 entraîne l'expulsion de l'huile à travers les passages d'étranglement 10 et 15 vers les chambres 19 et 21 dont l'accroissement de volume total compense exactement la diminution du volume 20. Pendant ce temps, les clapets 11 et 16 sont hermétiquement fermés par la surpression régnant dans la chambre intermédiaire 20. L'étranglement de l'huile à travers les passages étroits 10 et 15 provoque un effet intense d'amortissement, et cela jusqu'à la fin du mouvement de recul,

l'effort de freinage étant transmis à la pièce 2.

Pendant ce temps, le ressort récupérateur 22 se comprime, d'abord tout seul, puis, une fois que la butée 24 est venue au contact du coussin 23, il continue à se comprimer, de même que le coussin 23, jusqu'au point mort arrière.

A la fin du mouvement de recul, le ressort récupérateur 22 et le coussin 23 vont se décomprimer et chasser, cette fois-ci, la pièce 1 vers l'avant. Ce faisant, le volume 20 tend à augmenter et les volumes 19 et 21 à diminuer, ce qui provoque une inversion de la

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différence de pression entre les volumes et, par conséquent, l'ouverture immédiate des clapets 11 et 15 et le passage rapide de l'huile depuis les chambres 19 et 21 vers la chambre 20, et cela avec seulement une augmentation minime de la pression dans ces deux derniers volumes. Le freinage pendant le mouvement de retour est donc pratiquement nul et sa faible valeur provient, principalement, de l'amortissement provoqué par la déformation des membranes 7 et 8.

Le second coup de la rafale est tiré pendant ce mouvement d'avance, après que l'épaulement 24 s'est nettement éloigné du coussin 23. Cela provoque un nouveau recul, mais d'amplitude plus limitée, n'occasionnant que peu ou pas de contact avec le coussin 23, et la pièce 1, pendant le reste de la rafale, va osciller autour de la position moyenne, en trait mixte sur le dessin, l'amortissement se produisant à chaque phase du recul.

A titre d'exemple, un isolateur de vibrations ainsi conçu avec un écartement au repos de 20 mm entre le coussin 23 et l'épaulement 24 présente, pour une distance moyenne de recul de l'ordre de 14 mm, une raideur de l'ordre de 25 daN/mm.

Si maintenant, au lieu d'une rafale à 1100, on tire une rafale à 1800 coups/min, le mouvement de recul va prendre une amplitude moyenne de 22 mm, cette fois-ci suffisante pour que l'épaulement 24 vienne déformer le coussin 23 pendant toute la rafale. Le dispositif étant déterminé pour que l'oscillation de la pièce 1 dans la pièce 2, pendant la suite de la rafale, s'effectue dans la zone dans laquelle l'épaulement 24 est au contact du coussin 23, on comprend que la raideur se trouve augmentée. La raideur de l'ensemble, pendant cette rafale à grande vitesse, est alors de 65 daN/mm.

Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réali-5 sation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme ou de matériau.

Ainsi, à la place des membranes 7 et 8, on pourrait utiliser des joints d'étanchéité glissants, par exemple des joints portés par la pièce 2 et coulissant sur la surface extérieure de la pièce 1 ou, inversement, la pression faible qui règne dans les chambres antérieure 19 et postérieure 21 étant suffisamment faible pour autoriser une telle solution.

15 Par ailleurs, les coussins en élastomère, notamment le coussin 23, pourraient être remplacés par des coussins amortisseurs d'une autre nature, par exemple en fil métallique tricoté.

D'autre part, les cloisons 9,14 pourraient être inversées, de façon que le volume intermédiaire s'agrandisse pendant le recul et 20 reçoive le liquide étranglé chassé des volumes externes qui diminuent, ou encore la chambre pourrait n'être divisée qu'en deux volumes au lieu de trois, ces solutions présentant l'inconvénient d'établir une forte pression sur les éléments d'étanchéité tels que 7 ou 8.

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2 feuilles dessins

Claims (7)

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1. Amortisseur de recul d'une arme automatique à tir rapide, disposé entre une partie reculante de l'arme et une partie fixe guidant la partie reculante, pour exercer un effort d'amortissement sur la partie reculante pendant le mouvement de recul et pour n'exercer pratiquement pas d'effort d'amortissement pendant le mouvement de retour, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'amortissement (10,15,19, 20,21) susceptibles d'amortir la partie reculante (1) pendant n'importe quelle portion de la course de recul, lesdits moyens étant associés à des premiers moyens élastiques récupérateurs (22) pour présenter une première raideur pour une première cadence de tir, et des seconds moyens élastiques récupérateurs (23,24) susceptibles d'être actionnés uniquement lorsque l'amplitude du recul dépasse une certaine valeur et présentant une élasticité leur permettant, en association avec les premiers moyens, de présenter une seconde raideur, plus élevée, pour une seconde cadence de tir plus élevée.

2. Amortisseur de recul selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'amortissement comportent, entre la partie fixe (2) et la partie reculante (1), une chambre obturée en ses extrémités antérieure et postérieure par des organes d'étanchéité (7, 8) permettant à la chambre de conserver son volume pendant les mouvements de ladite partie reculante, ladite chambre étant divisée en au moins deux volumes dont l'un diminue de façon complémentaire à l'augmentation de l'autre pendant le recul pour faire passer un fluide d'amortissement d'une chambre à l'autre par des passages d'étranglement (10,15).

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REVENDICATIONS

3. Amortisseur de recul selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite chambre est divisée, par une première cloison (9) solidaire de la partie reculante (1) et par une seconde cloison (14) solidaire de la partie fixe (2), en trois volumes, à savoir, un volume antérieur (19), un volume intermédiaire (20) et un volume postérieur (21), remplis d'un fluide d'amortissement, le volume intermédiaire (20) communiquant avec les deux autres volumes, lors du mouvement de recul qui réduit la valeur dudit volume intermédiaire, par des passages d'étranglement (10,15), et étant susceptible d'être relié, lors du mouvement de retour qui augmente sa valeur, avec les deux autres volumes par des passages de grande largeur (9a, 14a).

4. Amortisseur de recul selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits seconds moyens récupérateurs comportent au moins un coussin élastique (23) interposé entre la partie reculante (1) et la partie fixe (2), de façon à être comprimé entre elles lorsque l'amplitude de recul devient suffisamment importante pour que ledit coussin (23) vienne au contact avec une surface de compression (24).

5. Amortisseur de recul selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits organes d'étanchéité obturant ladite chambre en ses extrémités antérieure et postérieure sont des membranes en élas-tomère déformable (7, 8), adhérentes à la fois à la partie fixe (1) et à la partie reculante (2).

6. Amortisseur de recul selon la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits premiers moyens récupérateurs comprennent un ressort récupérateur hélicoïdal (22), disposé à l'intérieur du volume intermédiaire (20).

7. Amortisseur de recul selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la raideur des premiers moyens récupérateurs est de 25 daN/mm environ et que la raideur de l'ensemble des premiers et seconds moyens récupérateurs est de 65 daN/mm environ.