EP0767355B1 - Projectile d'exercice sous-calibré à énergie cinétique du type flèche - Google Patents

Projectile d'exercice sous-calibré à énergie cinétique du type flèche Download PDF

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EP0767355B1
EP0767355B1 EP96402050A EP96402050A EP0767355B1 EP 0767355 B1 EP0767355 B1 EP 0767355B1 EP 96402050 A EP96402050 A EP 96402050A EP 96402050 A EP96402050 A EP 96402050A EP 0767355 B1 EP0767355 B1 EP 0767355B1
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EP
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projectile
penetrator
practice
tail section
thread
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Jean-Pierre Bonamy
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Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
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Direction General pour lArmement DGA
Etat Francais
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means 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
    • F42B10/02—Stabilising arrangements
    • F42B10/04—Stabilising arrangements using fixed fins
    • F42B10/06—Tail fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B8/00—Practice or training ammunition
    • F42B8/12—Projectiles or missiles
    • F42B8/14—Projectiles or missiles disintegrating in flight or upon impact

Definitions

  • the technical sector of the present invention is that of cannon projectiles, and more particularly of sub-calibrated kinetic energy practice projectiles of the arrow type.
  • the corresponding real projectiles comprise a stabilizing stabilizer with low aerodynamic drag allowing a very large range of approximately 80 to 100 kilometers.
  • this range requires having a safety gauge incompatible with the dimensions of European shooting ranges.
  • Exercise projectiles are known, which are lighter than war projectiles, animated at a very high initial speed sometimes greater than the nominal speed of the projectiles they simulate, and provided with a tail unit whose drag is much greater than that of real projectiles.
  • Exercise projectiles are also known which consist of at least two parts separated by rupture locations, separable from each other by pyrotechnic delay disintegrators triggered when the projectile is fired. Projectiles of this type are described in patents FR 2,496,867 and FR 2,490,803, for example.
  • This projectile has a drawback due to the lack of fidelity of the decay distances, depending on the climatic conditions at the time of the firing.
  • the aim of the present invention is to remedy the drawbacks mentioned above, by proposing an under-calibrated kinetic energy exercise projectile of the arrow type perfectly simulating a real projectile, having the same mass, the same aerodynamic coefficient and a identical useful trajectory over approximately 3000 meters, corresponding to the useful combat distances generally encountered.
  • the present invention also aims to respect the limits imposed by the safety gauges of western ranges, by abruptly modifying the aerodynamic characteristics of the device to interrupt its flight after a predetermined duration.
  • Another object of the invention is to propose a very reliable and simple to carry out exercise projectile, and not being more expensive for its manufacture than an operational projectile.
  • the subject of the invention is a sub-calibrated kinetic energy exercise projectile of the arrow type, consisting of an penetrator and a stabilizer separable from one another during the flight of the projectile, characterized in that the penetrator and the tail unit comprise mechanical means for separating them after a predetermined flight time, by relative rotation of the tail unit relative to the penetrator under the effect of the aerodynamic forces exerted on the tail unit.
  • the mechanical means consist of an element, integral with the indenter, screwed onto a threaded part of the tail.
  • the element, integral and coaxial with the indenter may consist of an external thread with very fine pitch.
  • the exercise projectile comprises a cylinder placed in the rear extension of the thread, to ensure the coaxial guide of the tail before its separation from the indenter.
  • the length of the thread and that of the thread pitch are determined as a function of the predetermined flight time of the projectile.
  • This exercise projectile has the advantage of being very stable up to the usual combat distances, by reproducing identically the trajectory of the war munitions that it simulates.
  • Another advantage lies in the simplicity of operation of the mechanical means for separating the tail and the penetrator, ensuring very good reliability of the projectile while respecting the limits imposed by the safety templates of the ranges.
  • the invention also makes it possible to use most of the elements of the war projectile to produce this exercise projectile, thereby reducing production costs.
  • FIG. 1 represents a schematic view in longitudinal section of an exercise projectile according to the invention.
  • an arrow calibrated kinetic energy exercise projectile of the arrow type mainly consisting of a penetrator 1, a tail unit 2 located at the rear of the projectile, an intermediate piece 3 ensuring the connection between the indenter 1 and the tail 2, and a separable shoe 4.
  • the indenter 1 and the intermediate part 3 are made integral and coaxial by any known means, for example a thread 5 which cannot be removed during the ballistic lifetime of the projectile.
  • the intermediate part 3 and the tail unit 2 are made coaxial by means of an adjusted cylinder 7 and secured by means of a connection by very fine pitch thread 6.
  • the length of the thread 6 and that of the adjusted cylinder 7 are substantially equivalent.
  • the length and the very fine pitch of the thread 6 are determined as a function of the flight time of the projectile of approximately two seconds after the exit from the barrel.
  • the operation of the exercise projectile is as follows.
  • the cylindrical adjustment 7 guides the tail unit until its final separation from the intermediate part 3.
  • the threaded part 6 has a very fine pitch thread of the order of 0.25 to 1 mm over a length about 50 mm.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Le secteur technique de la présente invention est celui des projectiles pour canons, et plus particulièrement des projectiles d'exercice sous-calibrés à énergie cinétique du type flèche.
  • Les projectiles réels correspondants, animés d'une très grande vitesse initiale, comportent un empennage stabilisateur à faible traînée aérodynamique permettant une portée très grande d'environ 80 à 100 kilomètres.
  • Lors des exercices de tirs, cette portée nécessite de pouvoir disposer d'un gabarit de sécurité incompatible avec les dimensions des champs de tir européens.
  • Pour simuler le tir réel de ces projectiles de guerre, il convient de disposer d'un projectile d'exercice ayant les mêmes caractéristiques aérodynamiques que celles du projectile réel, ainsi qu'une trajectoire identique jusqu'aux distances habituelles de combat, pouvant atteindre 3000 mètres. Pour rester à l'intérieur des gabarits de sécurité des champs de tir, la portée maximale de ce projectile doit être limitée à 10 kilomètres environ.
  • Dans ce domaine, plusieurs réalisations ont déjà été proposées.
  • On connaît des projectiles d'exercice, plus légers que les projectiles de guerre, animés d'une très haute vitesse initiale parfois supérieure à la vitesse nominale des projectiles qu'ils simulent, et munis d'un empennage dont la traînée est bien supérieure à celle des projectiles réels.
  • La similitude de la trajectoire de ces projectiles d'exercice avec celle d'un projectile réel est donc très imparfaite.
  • Compte tenu de la forte traînée de l'empennage, ce type de projectile d'exercice ne peut pratiquement pas être utilisé au-dessus de 1500 mètres, à cause d'une forte sensibilité au vent à partir de cette distance.
  • On connaît également des projectiles d'exercice constitués par au moins deux parties séparées par des emplacements de rupture, dissociables l'une de l'autre par des désintégrateurs pyrotechniques à retard déclenchés au moment du tir du projectile. Des projectiles de ce type sont décrits dans les brevets FR 2 496 867 et FR 2 490 803, par exemple.
  • L'inconvénient majeur de ce type de projectiles réside dans sa fiabilité insuffisante, liée à une trop grande complexité du dispositif pyrotechnique.
  • On connaît aussi le brevet FR 2 412 049 qui décrit un projectile d'exercice se désintégrant automatiquement pendant le vol, par ablation aérothermique des pièces d'assemblage réunissant les constituants du corps du projectile.
  • Ce projectile présente un inconvénient dû au manque de fidélité des distances de désintégration, en fonction des conditions climatiques à l'instant du tir.
  • Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients rappelés ci-dessus, en proposant un projectile d'exercice sous-calibré à énergie cinétique du type flèche simulant parfaitement un projectile réel, en ayant la même masse, le même coefficient aérodynamique et une trajectoire utile identique sur environ 3000 mètres, correspondant aux distances utiles de combat généralement rencontrées.
  • La présente invention a également pour but de respecter les limites imposées par les gabarits de sécurité des champs de tir occidentaux, en modifiant brutalement les caractéristiques aérodynamiques de l'engin pour interrompre son vol après une durée prédéterminée.
  • Un autre but de l'invention est de proposer un projectile d'exercice très fiable et simple à réaliser, et n'étant pas plus coûteux pour sa fabrication qu'un projectile opérationnel.
  • Pour ce faire, l'invention a pour objet un projectile d'exercice sous-calibré à énergie cinétique du type flèche, constitué d'un pénétrateur et d'un empennage dissociables l'un de l'autre pendant le vol du projectile, caractérisé en ce que le pénétrateur et l'empennage comportent des moyens mécaniques pour les séparer après une durée de vol prédéterminée, par rotation relative de l'empennage par rapport au pénétrateur sous l'effet des forces aérodynamiques s'exerçant sur l'empennage.
  • De préférence, les moyens mécaniques sont constitués par un élément, solidaire du pénétrateur, vissé sur une partie filetée de l'empennage.
  • L'élément, solidaire et coaxial du pénétrateur, peut être constitué d'un filetage externe à pas très fin.
  • De préférence, le projectile d'exercice comporte un cylindre placé dans le prolongement arrière du filetage, pour assurer le guidage coaxial de l'empennage avant sa séparation du pénétrateur.
  • De préférence, la longueur du filetage et celle du pas du filetage sont déterminées en fonction de la durée de vol prédéterminée du projectile.
  • Ce projectile d'exercice présente l'avantage d'être très stable jusqu'aux distances habituelles de combat, en reproduisant à l'identique la trajectoire des munitions de guerre qu'il simule.
  • Un autre avantage réside dans la simplicité de fonctionnement des moyens mécaniques de séparation de l'empennage et du pénétrateur, assurant une très bonne fiabilité du projectile dans le respect des limites imposées par les gabarits de sécurité des champs de tir.
  • Outre ces avantages, l'invention permet également d'utiliser la plupart des éléments du projectile de guerre pour réaliser ce projectile d'exercice, réduisant ainsi les coûts de production.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description détaillée, non limitative, ci-dessous.
  • Cette description sera faite en regard de la figure 1 qui représente une vue schématique en coupe longitudinale d'un projectile d'exercice selon l'invention.
  • En référence à la figure 1, on voit un projectile d'exercice sous-calibré à énergie cinétique du type flèche constitué principalement d'un pénétrateur 1, d'un empennage 2 situé à l'arrière du projectile, d'une pièce intermédiaire 3 assurant la liaison entre le pénétrateur 1 et l'empennage 2, et d'un sabot 4 séparable.
  • Le sabot 4, éliminé après que le projectile ait quitté la bouche du canon, ne faisant pas partie de la présente invention, n'est donc pas décrit plus en détail.
  • Le pénétrateur 1 et la pièce intermédiaire 3 sont rendus solidaires et coaxiaux par tout moyen connu, par exemple un filetage 5 non démontable pendant la durée de vie balistique du projectile.
  • La pièce intermédiaire 3 et l'empennage 2 sont rendus coaxiaux grâce à un cylindre ajusté 7 et solidaires par l'intermédiaire d'une liaison par filetage à pas très fin 6.
  • La longueur du filetage 6 et celle du cylindre ajusté 7 sont sensiblement équivalentes.
  • On détermine la longueur et le pas très fin du filetage 6 en fonction de la durée de vol du projectile d'environ deux secondes après la sortie du canon.
  • Le fonctionnement du projectile d'exercice est le suivant.
  • Après la mise à feu du projectile et sa sortie du tube du canon, des forces aérodynamiques s'exercent sur l'empennage 2 créant un couple de dévissage, généré par le chanfreinage du bord d'attaque ou de fuite des ailettes, qui entraîne le dévissage progressif de cet empennage 2 jusqu'à ce qu'il se désolidarise de la pièce intermédiaire 3.
  • Jusqu'au dévissage complet de l'empennage, l'ajustement cylindrique 7 guide l'empennage jusqu'à sa séparation définitive de la pièce intermédiaire 3.
  • La séparation de l'empennage et du pénétrateur déstabilise le projectile qui tombe alors très rapidement sur le sol.
  • Pour respecter les gabarits de sécurité des champs de tir, et pour une munition d'un calibre de 105 mm par exemple, la partie filetée 6 présente un filetage à pas très fin de l'ordre de 0,25 à 1 mm sur une longueur d'environ 50 mm.
  • Lors du vissage de l'empennage sur la pièce intermédiaire 3, il convient de respecter un couple de serrage suffisamment faible, afin que la séparation de ces deux éléments, par rotation relative de l'empennage par rapport au pénétrateur, s'effectue bien après la durée de vol prédéterminée.

Claims (5)

  1. Projectile d'exercice sous-calibré à énergie cinétique du type flèche, constitué d'un pénétrateur (1) et d'un empennage (2) dissociables l'un de l'autre pendant le vol du projectile, caractérisé en ce que le pénétrateur et l'empennage comportent des moyens mécaniques (6, 7) pour les séparer après une durée de vol prédéterminée, par rotation relative de l'empennage par rapport au pénétrateur sous l'effet des forces aérodynamiques s'exerçant sur l'empennage.
  2. Projectile d'exercice selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens mécaniques sont constitués par un élément (3), solidaire du pénétrateur (1), vissé sur une partie filetée (6) de l'empennage (2).
  3. Projectile d'exercice selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément (3), solidaire et coaxial du pénétrateur (2), est constitué d'un filetage externe (6) à pas très fin.
  4. Projectile d'exercice selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un cylindre (7) placée dans le prolongement arrière du filetage (6), pour assurer le guidage coaxial de l'empennage avant sa séparation du pénétrateur.
  5. Projectile d'exercice selon la revendication 4, caractérisé en ce que la longueur du filetage (6) et celle du pas du filetage sont déterminées en fonction de la durée de vol prédéterminée du projectile.
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