EP3913317B1 - Projectile sous calibré et procédé de neutralisation d'un objectif en mettant en oeuvre un tel projectile - Google Patents
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- EP3913317B1 EP3913317B1 EP21173987.5A EP21173987A EP3913317B1 EP 3913317 B1 EP3913317 B1 EP 3913317B1 EP 21173987 A EP21173987 A EP 21173987A EP 3913317 B1 EP3913317 B1 EP 3913317B1
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- F42C11/06—Electric fuzes with time delay by electric circuitry
- F42C11/065—Programmable electronic delay initiators in projectiles
Definitions
- the technical field of the invention is that of sub-caliber projectiles and in particular sub-caliber projectiles of the large caliber arrow shell type (caliber greater than 75 mm).
- Under-caliber projectiles are well known. They are made of a bar of perforating material, equipped with a conical front part, and carrying a stabilizing tail.
- the bar has a caliber much lower than that of the weapon which fires the projectile (bar with a diameter of 25 to 30 mm for a weapon caliber of 120 mm).
- the shot is made possible thanks to a sabot in the caliber of the weapon which releases the bar at the exit of the weapon tube.
- the high speed communicated to them as well as the mass of the bar give the bars a very high armor piercing capacity.
- thermobaric grenades The action of these thermobaric grenades is mainly exerted on the tail of the arrow projectile, the span of which is practically three times the caliber of the bar.
- the invention according to claim 8 also proposes a method of neutralizing an objective by using such a projectile.
- the subject of the invention is an under-calibrated arrow-type projectile configured to neutralize an objective
- a projectile comprising a perforating bar surrounded by a sabot made of light material and allowing the projectile to be fired into a weapon, a bar which is extended by a stabilizing tail, the tail being connected to the bar by a connecting means that can be broken, the break being initiated by a control means secured to the projectile, projectile characterized in that the control means comprises a chronometric module connected to a control interface programming and which is programmed before firing or during firing so as to ensure the rupture of the connecting means at a reference distance relative to the objective which is configured for the neutralization of the objective.
- the reference distance may be less than 200 meters.
- the reference distance could be less than 100 meters.
- the programming interface is a wired programming interface.
- the programming interface is an induction programming interface.
- the programming interface is a radio frequency programming interface.
- the projectile may include an explosive charge whose triggering will ensure the rupture of the connecting means and the projectile may also include a safety and arming device interposed between the explosive charge and the control means.
- the reference distance can be modified.
- FIG. 1 shows an arrow projectile 1 which conventionally comprises a shoe 2 made of light material (such as an aluminum alloy), shoe formed of several segments and which surrounds a sub-calibrated bar 3.
- a shoe 2 made of light material (such as an aluminum alloy), shoe formed of several segments and which surrounds a sub-calibrated bar 3.
- the bar is made of steel or a dense tungsten-based alloy.
- the bar has a conical front part 3a and carries at its rear part 3b a tailplane 4 ensuring its stabilization on trajectory.
- the sabot carries a belt 5, made of plastic, which ensures sealing against propellant gases when firing into the barrel of a weapon (not shown).
- the gases of the propellant charge exert their thrust at a part rear 6 of the shoe which is in caliber and which constitutes what is called the thrust plate.
- the sabot 2 is intended to allow the projectile to be fired into the weapon. It is made up of several segments (most often three) which surround the bar 3 and which are in contact two by two at the joint planes.
- the segments of the sabot 2 move away from the bar 3 under the action of the aerodynamic pressure which is exerted at the level of the front part (AV) of the sabot 2.
- Shape-matching means (not shown), for example a thread, are interposed between the shoe 2 and the bar 3 to ensure the driving of the latter.
- FIG 2 shows in an enlarged manner the rear part 3b of the bar 3 carrying the tail 4.
- the tail 4 comprises a tubular body 4a to which fins 4b are fixed.
- connection means L which here is of the threading/tapping connection type.
- the tubular body 4a of the tail 4 comprises a threaded housing 8 which engages on a threaded part 7 of the bar.
- the body 4a of the tail also contains, behind the threaded housing 8, an explosive charge 9 which can be initiated by a primer (not shown) which is incorporated in a safety and arming device 10.
- the security and arming device 10 is not shown in detail. Such components are classic and make it possible to ensure pyrotechnic safety during storage and handling of the projectile. They ensure misalignment of the pyrotechnic chain during these phases and cause alignment of the chain when the conditions for an effective shot are met.
- the security and arming device 10 can advantageously be produced using micro-machined technologies.
- the parts are micromachined or micro-etched on a wafer of a substrate, for example an insulating substrate.
- MEMS Micro Electro Mechanical System
- the safety and arming device 10 is connected to a control means 11 which is an electronic means comprising a chronometric module 11a which is programmed before firing or during firing.
- Programming can be carried out via a programming interface 12 which is housed at the rear of the tail 4 and which is connected to the control means 11, for example by a wired connection 13.
- the programming interface 12 could be constituted for example by a coil allowing remote programming, by induction, when loading the ammunition.
- the programming interface 12 could alternatively be a simple conductive ring which is connected to the base of the ammunition (not shown) by a wire passing through the propellant charge to allow a programming by contact once the ammunition is in the chamber of the weapon.
- the programming interface 12 could finally be a radio frequency sensor (or an antenna) configured to receive a programming signal over the air (for example in the frequency range from 2 GHz to 5 GHz).
- the programming interface 12 when the programming interface 12 is inductive or by contact, the programming is done before firing, whereas when the interface 12 is formed by a radio frequency antenna, the programming can optionally be done before firing. or when shooting.
- the control means 11 is kept at a distance from the rear of the tail 4 by a spacer 14.
- a tracer T can be provided behind the spacer 14.
- the control means 11 is defined so as to ensure the rupture of the connection means L at a distance, called reference distance Ref, from the target objective that we seek to neutralize.
- the rupture is ensured by the triggering of the explosive charge 9.
- This reference distance depends on the characteristics of the active protection system which equips the objective.
- the reference distance could be chosen less than 200 meters and even preferably less than 100 meters. But advantageously we can modify this reference distance to take into account the characteristics of the active protection system of the objective encountered, a protection system whose reaction time could, for example, have been measured by an observer.
- connection means L to break sufficiently late so that the stabilization of the bar is not disrupted and early enough so that the active protection system cannot act on the bar equipped with its tail.
- a vehicle V1 which wishes to neutralize an objective which is here a vehicle V2 first carries out telemetry of the vehicle V2, for example by a laser rangefinder coupled to the fire control which equips the vehicle V1 (conventional fire control and not shown).
- Fire control and telemetry means are classic means which equip all combat vehicles equipped with a weapon system S capable of firing under-calibrated projectiles (for example a smooth-bore cannon of 120mm to 140mm caliber).
- the distance ⁇ between the two vehicles is therefore determined.
- the fire control of the vehicle is then capable of calculating the flight time of the bar 3 to the vehicle V2, the ballistic characteristics of the projectile are in fact known and incorporated into shooting tables.
- the fire control is capable of determining the instant T2 on the trajectory at which the bar 3 will enter a zone Z surrounding the vehicle V2, zone Z having a radius which is equal to the reference distance Ref chosen by the operator and which may possibly be modified by the latter.
- the reference distance chosen is of the order of 100 meters.
- the tail unit 4 then follows its own trajectory and moves away from the bar 3.
- the V2 vehicle is equipped with an active defense means D projecting blast grenades. This means is ineffective against the bar 3 devoid of its tail which therefore reaches the vehicle without being deflected and with its maximum perforation capacities.
- the means of defense D will only be effective against tailplane 4 alone.
- thermobaric grenades will be projected towards the tail and not towards the bar itself.
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Description
- Le domaine technique de l'invention est celui des projectiles sous-calibrés et en particulier des projectiles sous-calibrés de type obus flèches de gros calibre (calibre supérieur à 75 mm).
- Les projectiles sous-calibrés (ou projectiles flèches) sont bien connus. Ils sont constitués d'un barreau en matériau perforant, doté d'une partie avant conique, et portant un empennage de stabilisation.
- Le barreau a un calibre bien inférieur à celui de l'arme qui tire le projectile (barreau de diamètre 25 à 30 mm pour un calibre d'arme de 120 mm).
- Le tir est rendu possible grâce à un sabot au calibre de l'arme qui libère le barreau à la sortie du tube de l'arme.
- Cette configuration classique permet d'obtenir une vitesse de barreau particulièrement importante (de l'ordre de 1700 mètres par seconde pour un barreau flèche tiré par une arme de 120mm de calibre). Les brevets
US4724769 etFR2842897 - La vitesse importante qui leur est communiquée ainsi que la masse du barreau donnent aux barreaux une très grande capacité de perforation des blindages.
- Cependant les barreaux des flèches sont aujourd'hui confrontés à des systèmes de protection active qui agissent par effet de souffle. Les véhicules équipés de tels systèmes de protection projettent ainsi vers le barreau une grenade qui incorpore un explosif de type thermobarique.
- Le souffle intense qu'engendre une telle grenade va agir sur le projectile cinétique et le dévier de sa trajectoire, réduisant ainsi son efficacité perforante.
- L'action de ces grenades thermobariques s'exerce essentiellement sur l'empennage du projectile flèche dont l'envergure est pratiquement le triple du calibre du barreau.
- On connaît par ailleurs par le brevet
FR2390703 - Un tel projectile sous calibré d'exercice dans lequel l'empennage est séparé du barreau sur trajectoire est également décrit par le brevet
US2002/0088897 . - On connaît aussi par le brevet
DE3933442 un projectile perforant dont l'empennage se sépare du barreau à l'impact sur une cible. Le but visé est d'empêcher que l'empennage ne vienne réduire la perforation de la cible. Un tel projectile est perturbé par les grenades à effet de souffle. Il ne peut pas non plus résoudre le problème de la résistance du projectile aux protections thermobariques. - C'est le but de l'invention selon la revendication 1 que de proposer un projectile sous calibré qui n'est pas ou peu perturbé par les protections modernes à effet de souffle.
- L'invention selon la revendication 8 propose également un procédé de neutralisation d'un objectif en mettant en oeuvre un tel projectile.
- Ainsi l'invention a pour objet un projectile sous calibré de type flèche configuré pour neutraliser un objectif, projectile comportant un barreau perforant entouré par un sabot réalisé en matériau léger et permettant le tir du projectile dans une arme, barreau qui est prolongé par un empennage stabilisateur, l'empennage étant relié au barreau par un moyen de liaison pouvant être rompu, la rupture étant initiée par un moyen de commande solidaire du projectile, projectile caractérisé en ce que le moyen de commande comprend un module chronométrique relié à une interface de programmation et qui est programmé avant tir ou lors du tir de façon à assurer la rupture du moyen de liaison à une distance de référence par rapport à l'objectif qui est configurée pour la neutralisation de l'objectif.
- Selon un mode particulier de réalisation, la distance de référence pourra être inférieure à 200 mètres.
- Avantageusement la distance de référence pourra être inférieure à 100 mètres.
- Selon un mode particulier de réalisation, l'interface de programmation est une interface de programmation par fil.
- Selon un mode particulier de réalisation, l'interface de programmation est une interface de programmation par induction.
- Selon un mode particulier de réalisation, l'interface de programmation est une interface de programmation par radio fréquence.
- Selon une variante, le projectile pourra comporter une charge explosive dont le déclenchement assurera la rupture du moyen de liaison et le projectile pourra également comporter un dispositif de sécurité et d'armement interposé entre la charge explosive et le moyen de commande.
- L'invention a également pour objet un procédé de neutralisation d'un objectif en mettant en oeuvre un tel projectile sous calibré ainsi qu'un système d'arme pouvant tirer ce projectile et équipé d'une conduite de tir, procédé caractérisé par les étapes suivantes :
- on réalise une télémétrie de l'objectif à partir du système d'arme équipé d'un moyen de télémétrie ;
- on calcule un instant de déclenchement de la rupture du moyen de liaison tel que cette rupture intervienne à une distance de référence de l'objectif ;
- on programme avant tir ou lors du tir le module chronométrique du moyen de commande du projectile avec cet instant de déclenchement.
- Avantageusement, la distance de référence pourra être modifiable.
- L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
- [
Fig. 1 ] montre l'architecture générale d'un projectile sous calibré de type flèche ; - [
Fig. 2 ] est une vue agrandie de la partie arrière du barreau portant l'empennage ; - [
Fig. 3a ] schématise un véhicule blindé engageant un autre véhicule blindé ; - [
Fig. 3b ] schématise la mise en oeuvre du projectile et du procédé selon l'invention. - La
figure 1 montre un projectile flèche 1 qui comporte d'une façon classique un sabot 2 réalisé en matériau léger (tel qu'un alliage d'aluminium), sabot formé de plusieurs segments et qui entoure un barreau 3 sous-calibré. - Le barreau est en acier ou bien en un alliage dense à base de tungstène.
- Le barreau comporte une partie avant 3a conique et porte à sa partie arrière 3b un empennage 4 assurant sa stabilisation sur trajectoire.
- Le sabot porte une ceinture 5, réalisée en matière plastique, et qui assure l'étanchéité aux gaz propulsifs lors du tir dans le tube d'une arme (non représenté).
- Lors du tir, les gaz du chargement propulsif (non représenté) exercent leur poussée au niveau d'une partie arrière 6 du sabot qui est au calibre et qui constitue ce qu'on appelle la plaque de poussée.
- Une telle configuration générale d'un projectile sous calibré stabilisé par empennage (projectile flèche) est bien connue. On pourra notamment considérer les brevets
FR2521717 FR2661739 - Le sabot 2 est destiné à permettre le tir du projectile dans l'arme. Il est constitué de plusieurs segments (le plus souvent trois) qui entourent le barreau 3 et qui sont en contact deux à deux au niveau de plans de joints.
- A la sortie du tube de l'arme les segments du sabot 2 s'écartent du barreau 3 sous l'action de la pression aérodynamique qui s'exerce au niveau de la partie avant (AV) du sabot 2.
- L'écartement des segments conduit à la rupture de la ceinture 5 et le sabot libère donc le barreau 3 qui poursuit sa trajectoire.
- Des moyens à concordance de forme (non représentés), par exemple un filetage, sont interposés entre le sabot 2 et le barreau 3 pour assurer l'entraînement de ce dernier.
- La
figure 2 montre de façon agrandie la partie arrière 3b du barreau 3 portant l'empennage 4. L'empennage 4 comporte un corps 4a tubulaire sur lequel sont fixées des ailettes 4b. - On voit que l'empennage 4 est lié au barreau 3 par un moyen de liaison L qui est ici de type liaison filetage/taraudage. A cet effet le corps tubulaire 4a de l'empennage 4 comporte un logement taraudé 8 qui s'engage sur une partie filetée 7 du barreau.
- Le corps 4a de l'empennage renferme également, en arrière du logement taraudé 8, une charge explosive 9 qui peut être initiée par une amorce (non représentée) qui est incorporée dans un dispositif de sécurité et d'armement 10.
- Le dispositif de sécurité et d'armement 10 n'est pas représenté en détails. De tels composants sont classiques et permettent d'assurer les sécurités pyrotechniques lors des stockages et manipulations du projectile. Ils assurent un désalignement de la chaîne pyrotechnique au cours de ces phases et provoquent l'alignement de la chaîne lorsque les conditions d'un tir effectif sont réunies.
- Compte tenu des dimensions réduites du corps tubulaire 4a, on pourra avantageusement réaliser le dispositif de sécurité et d'armement 10 suivant les technologies micro usinées. Dans de tels dispositifs les pièces sont microusinées ou micro gravées sur une plaquette d'un substrat, par exemple d'un substrat isolant. Cette technologie connue sous le nom de MEMS (Micro Electro Mechanical System) permet aujourd'hui de réaliser des micro mécanismes en mettant en oeuvre une technique proche de celle permettant de réaliser les circuits intégrés électroniques.
-
- Le dispositif de sécurité et d'armement 10 est relié à un moyen de commande 11 qui est un moyen électronique comprenant un module chronométrique 11a qui est programmé avant tir ou lors du tir.
- La programmation pourra être réalisée par l'intermédiaire d'une interface de programmation 12 qui est logée à l'arrière de l'empennage 4 et qui est reliée au moyen de commande 11, par exemple par une liaison filaire 13.
- L'interface de programmation 12 pourra être constituée par exemple par une bobine permettant une programmation à distance, par induction, lors du chargement de la munition.
- L'interface de programmation 12 pourra être alternativement une simple bague conductrice qui est reliée au culot de la munition (non représenté) par un fil traversant la charge propulsive pour permettre une programmation par contact une fois la munition dans la chambre de l'arme.
- L'interface de programmation 12 pourra enfin être un capteur radio fréquence (ou une antenne) configuré pour recevoir un signal de programmation par voie hertzienne (par exemple dans la gamme des fréquences de 2 GHz à 5 GHz).
- On notera que, lorsque l'interface de programmation 12 est inductive ou par contact, la programmation se fait avant le tir, alors que lorsque l'interface 12 est formée par une antenne radio fréquence, la programmation peut au choix être faite avant le tir ou lors du tir.
- Le moyen de commande 11 est maintenu à distance de l'arrière de l'empennage 4 par une entretoise 14. On pourra prévoir un traceur T logé en arrière de l'entretoise 14.
- Le moyen de commande 11 est défini de façon à assurer la rupture du moyen de liaison L à une distance, dite de référence Ref, de l'objectif visé que l'on cherche à neutraliser. La rupture est assurée par le déclenchement de la charge explosive 9. Cette distance de référence dépend des caractéristiques du système de protection active qui équipe l'objectif.
- D'une façon générale la distance de référence pourra être choisie inférieure à 200 mètres et encore préférentiellement inférieure à 100 mètres. Mais avantageusement on pourra modifier cette distance de référence pour tenir compte des caractéristiques du système de protection active de l'objectif rencontré, système de protection dont le temps de réaction aura pu par exemple être mesuré par un observateur.
- Le but est de provoquer la rupture du moyen de liaison L suffisamment tard pour que la stabilisation du barreau ne soit pas perturbée et suffisamment tôt pour que le système de protection active ne puisse agir sur le barreau équipé de son empennage.
- Les
figures 3a et3b schématisent le mode de fonctionnement du projectile et le procédé selon l'invention. - Tout d'abord (
figure 3a ) un véhicule V1 qui souhaite neutraliser un objectif qui est ici un véhicule V2 réalise tout d'abord une télémétrie du véhicule V2, par exemple par un télémètre laser couplé à la conduite de tir qui équipe le véhicule V1 (conduite de tir classique et non représentée). - Les conduites de tir et les moyens de télémétrie sont des moyens classiques qui équipent tous les véhicules de combat équipés d'un système d'arme S susceptible de tirer des projectiles sous calibrés (par exemple un canon lisse de 120mm à 140mm de calibre).
- La distance Δ entre les deux véhicules est donc déterminée. La conduite de tir du véhicule est alors capable de calculer le temps de vol du barreau 3 jusqu'au véhicule V2, les caractéristiques de balistique du projectile sont en effet connues et incorporées dans des tables de tir.
- La conduite de tir est capable de déterminer l'instant T2 sur trajectoire auquel le barreau 3 va entrer dans une zone Z entourant le véhicule V2, zone Z ayant un rayon qui est égal à la distance de référence Ref choisie par l'opérateur et qui pourra éventuellement être modifiée par ce dernier. Ici la distance de référence choisie est de l'ordre de 100 mètres.
- C'est cet instant T2 qui est l'instant de déclenchement programmé avant tir ou lors du tir dans le module chronométrique 11a.
- La
figure 3b montre le barreau 3 sur trajectoire à deux instants différents : - à l'instant T1 le barreau 3 est sur sa trajectoire normale et il comporte son empennage stabilisateur 4. Le dispositif de sécurité et d'armement 10 s'est armé comme suite au tir ;
- à l'instant T2 le barreau 3 entre dans la zone Z. Le moyen de commande 11 commande la rupture du moyen de liaison L entre le barreau 3 et l'empennage 4.
- Après la rupture du moyen de liaison L, le barreau 3 poursuit sa trajectoire jusqu'au véhicule V2. La distance qui lui reste à couvrir est suffisamment réduite pour qu'il n'y ait pas de déstabilisation du barreau du fait de la perte de l'empennage 4.
- L'empennage 4 suit alors sa trajectoire propre et s'éloigne du barreau 3.
- Le véhicule V2 est équipé d'un moyen de défense active D projetant des grenades à effet de souffle. Ce moyen se trouve inefficace contre le barreau 3 dépourvu de son empennage qui atteint donc le véhicule sans être dévié et avec ses capacités de perforation maximales. Les moyens de défense D n'auront une efficacité que contre l'empennage 4 seul.
- On notera que, du fait de l'éjection de l'empennage, les capacités de perforation du barreau sont également augmentées.
- On notera également que l'éjection de l'empennage est assimilable à l'éjection d'un leurre susceptible d'attirer vers lui le dispositif de défense active D. Il est donc probable que les grenades thermobariques seront projetées vers l'empennage et non vers le barreau lui-même.
Claims (9)
- Projectile sous calibré (1) de type flèche configuré pour neutraliser un objectif (V2), projectile comportant un barreau (3) perforant entouré par un sabot (2) réalisé en matériau léger et permettant le tir du projectile dans une arme, barreau (3) qui est prolongé par un empennage stabilisateur (4), l'empennage étant relié au barreau (3) par un moyen de liaison (L) pouvant être rompu, la rupture étant initiée par un moyen de commande (11) solidaire du projectile, projectile caractérisé en ce que le moyen de commande (11) comprend un module chronométrique (11a) relié à une interface de programmation (12) et qui est configuré pour être programmé avant tir ou lors du tir de façon à assurer la rupture du moyen de liaison (L) à une distance de référence (Ref) par rapport à l'objectif (V2) qui est configurée pour la neutralisation de l'objectif.
- Projectile sous calibré selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distance de référence (Ref) est inférieure à 200 mètres.
- Projectile sous calibré selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance de référence (Ref) est inférieure à 100 mètres
- Projectile sous calibré selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'interface de programmation (12) est une interface de programmation (12) par fil.
- Projectile sous calibré selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'interface de programmation (12) est une interface de programmation (12) par induction.
- Projectile sous calibré selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'interface de programmation (12) est une interface de programmation (12) par radio fréquence.
- Projectile sous calibré selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une charge explosive (9) dont le déclenchement assure la rupture du moyen de liaison (L) et en ce qu'il comporte un dispositif de sécurité et d'armement (10) interposé entre la charge explosive (9) et le moyen de commande (11).
- Procédé de neutralisation d'un objectif en mettant en oeuvre un projectile sous calibré (1) selon une des revendications précédentes ainsi qu'un système d'arme pouvant tirer ce projectile et équipé d'une conduite de tir, procédé ayant les étapes suivantes :- on réalise une télémétrie de l'objectif (V2) à partir du système d'arme équipé d'un moyen de télémétrie ;- on calcule un instant de déclenchement de la rupture du moyen de liaison (L) tel que cette rupture intervienne à une distance de référence (Ref) de l'objectif ;- on programme avant tir ou lors du tir le module chronométrique (11a) du moyen de commande (11) du projectile avec cet instant de déclenchement.
- Procédé de neutralisation d'un objectif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la distance de référence est modifiable.
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