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"Procédé et composition permettant de réduire l'érosion de pièces soumises à l'action de gaz chauds, en partit culier de canons d'armes à feu"
La présente invention se rapporte à des compositions et des procédés d'application de celles-ci dans le but de
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.''-f réduire 1'érosion des pièces exposées à l'action de gaz ' ' ,1 chauds. En particulier, elle concerne des compositions et
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procédés pour réduire l'usure provenant normalement de ;. f\ charges propulsives connues utilisées dans les armes à feu, = "]/) la présente description visant à titre d'exemple non limitatif principalement cette utilisation.
Le terme "cartouche"
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désigne une douille, capsule, enveloppe ou un sachet contenant la charse propulsive pour une arme à feu, tandis que pour les petites armes et certains canons la cartouche porte en
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même temps le projectile. L'usure excessive des canons a constitué depuis l'in-
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"1" troduction des armes à feu.une difficulté sérieure; cependant,','
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elle devient particulièrement prononcée de nos jours par suite
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des charces de plus en plus puissantes qu'on utilise pour les cartouches modernes. Ainsi par exemple, la durée prévisible
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d'utilisation d'un gros canon peut être d'environ 250 coups, après quoi on doit le remplacer.
Cela comporte llïnconvénient évident d'être nuisible à la précision de l'arme après un certain nombre de coups et demande également de retirer l'arme du service pendant le remplacement. En utilisant les compositions additives conformes à l'invention la demanderesse
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a découvert que la durée d'un canon avec un tir suffisamment précis peut être allongé, afin de prolonger l'utilisation de ce canon; au lieu de se limiter à 250 coups, la capacité du canon peiit ainsi être augmentée jusqu'à 2000 coups ou plus avec un tir précis.
Bien qu'on ne connaisse pas exactement la cause de l'usure d'un canon, on admet cependant qu'elle provient de la fusion, du ramollissement, de l'attaque physique ou
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chimique de la surface intérieure lors du tir et d'une érosion partielle de la couche ramollie produite par l'action des gaz de combustion sortants.
En bref, l'usure du canon se trouve réduite grâce à la présente invention par incorporation à la cartouche d'un
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premier produit qui inhibe au départ de cette cartouche l'usure produite par élévation de température et érosion de la surface intérieure du canon. On suppose que cette inhibitiôn]) provient de la formation d'une couche qui résiste à l'érosion de cette surface au moment du tir. La cartouche contient également un second produit qui donne naissance à des gaz relativement froids comparativement aux produits chauds de combustion de la charge principale, et qui agit en isolant le canon par formation d'une couche de gaz froids entre les
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e gaz chauds propulsifs et le canon.
Los produits conformes à
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l'invention peuvent être utilisés avec tous les projectiles habituels afin de réduire les effets de l'usure normale'. les tentatives antérieures pour empêcher les effets délétères des charges sur les canons des armes à feu englobent l'utilisation du carbonate d'ammonium dans la cartouche, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 1187 779 au nom de Patten, pour produire des gaz relativement froids qui doivent entourer les produits de combustion de la charge propulsive principale et protéger ainsi la paroi du canon contre les effets se manifestant aux hautes températures.
En outre, le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2 131 353 au nom de Marsh indique divers additifs pour la poudre sans fumée ayant pour but de former dans la lumière de canon un dépôt servant à protéger ce dernier contre les effets de la rouille et de l'humidité et dos produits résiduels de combustion de la poudre utilisée dans le canon, mais non pas contre les effets d'érosion qui proviennent des Gaz de combustion au moment du tir. En conséquence, bien qu'on ait déjà proposé de former un dépôt résistant à la rouille et également de produire un isolement par des Gaz froids du canon, la présente invention vise au contraire la protection contre l'usure des pièces métalliques, protection qui est supérieure aux procédés connus.
L'invention a donc pour principal objet la formation d'inhibileurs résistant à la température et à l'érosion et servant à prolonger la durée des canons des armes à feu ou d'autres pièces métalliques exposées ù l'action des gaz chauds. En outre,' l'invention permet d'obtonir des couches isolantes gazeuses qui sont supérieures aux isolements décrits dans le brevet Patten précité, ceci par utilisation de matériaux plus efficaces' et d'une façon bien plus simple et plus économique, comme l'indiquera d'ailleurs la description qui va suivre.
L'invention a pour objet :
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- la réduction de l'usure d'une pièce qui est exposée
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à l'action de gaz chauds soumis à un écoulement rapide; - la réduction de l'érosion d'une " pièce métallique, * ,,')jj par exemple d'un canon d'une arme à feu, par incorporation
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à la cartouche utilisée dans l'arme d'un produit empêchent bzz cette érosion; "5 Tv la réduction de l'usure d'une pièce métallique par
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incorporation à une cartouche d'un produit qui forme une couche de gaz froids isolants résistant à la température et
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à l'érosion ou aux deux à la fois; - une disposition nouvelle de la charge additive par rapport à la charge propulsive;
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- les produits edditifs servant à réduire l'usure , Jj;
dans un canon, produits qui sont logée dans une cartouche 11¯' autour de la charge propulsive par fixation sur l'intérieur de la douille, sur une matière textile, ou sur un sachet
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oontommt la charge propulsive ou encore directement sur la charge. En outre, l'invention vise une couche additive pour une cartouche qui s'applique simplement et économiquement et qui reste en place grâce à des moyens de fixation appropriés
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Un avantaso particulier de la cartouche conforme à l'invention réside dans le fait que les caractéristiques des conditions balistiques antérieures ne sont pas modifiées
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comparativement à une charoe non traitée.
La demanderesse a trouvé par exemple que la vitesse initiale à l'embouchure et la pression ne sont pas diminuées,
D'autres objets et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description qui va cuivre et des exemples non limitatifs ci-après, ainsi que du dessin annexé;
sur lequel '
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La fijsuro 1 est une vue en élévation avec arrachement . partiel, d'une cartouche contenant l'additif préféré conformer
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à l'invention, la figure 2 est une vue d'une feuille non pliée qu'on utilise pour l'incorporer à la cartouche conforme à la figure 1 la figure 3 est une vue latérale en élévation de la feuille de la figure 2, la figure 4 est une vue on élévation de la cartouche avec arrachement partiel, qui montre la modification conforme l'invention, la figure 5 est une vue en élévation frontale de la cartouche, avec arrachement partiel, correspondant à une variante de l'invention,
la figure 6 est une vue en élévation frontale de la cartouche avec arrachement partiel, montrant une autre variante conforme à l'invention, les figures 7 à 12 représentent également des vues en élévation de cartouches avec arrachements partiels correspon- dants à de nouvelles variantes de l'invention qui seront décrites plus loin. Bien entendu le dessin n'a qu'une valeur schématique et les mesures ne correspondent pas nécessairement à l'échelle véritable.
Selon l'invention, l'additif peut être constitué par ; un matériau formant une couche ou per un matériau formant un gaz froid, qui sont utilisés seuls. Cependant, selon un mode de mise en oeuvre préféré on incorpore à une cartouche , un additif qui est prévu pour produire lors du tir une couche, résistant à la température et à 2'érosion sur la surface intérieure du canon d'une arme, en mettant en suspension une substance formant cette couche dans les gaz chauds s'écoulant rapidement.
On admet que cette couche est constituée par des .. nitrures, oxydes ou carbures et qu'elle protège le canon contre les gaz produits, puis qu'elle est partiellement ¯, ', enlevée par les Gaz de combustion chauds qui se forment à la
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partie arrière de la charge. On peut appliquer ces additifs de différentes manières, mais en Général, on préfère que la substance formant la couche soit dispersée dans une couche continue de la seconde substance qui entoure la chargo propulsive.
En plaçant la substance additive autour de la charge, on obtient une très bonne couche isolante de gaz froids et en outre la première substance se trouve facilement et très uniformément mise en contact avec la surface intérieure du canon par l'action des Gaz de combustion. Cette couche résiste à l'action des gaz chauds et comme on va le décrire plus loin, elle est capable de produire une réduction aussi élevée que 90 % ou plus de l'usure normale du canon.
La prendre substance, c'est-à-dire celle qui forme la couche, contient do préférence un élément qui est capable de donner naissance à un nitrure, oxyde ou carbure fondant difficilement, est prise parmi les métaux suivants : l'aluminium, le bore, le titane, le vanadium, le chromo, le zirconium, le niobium, le molybdène, le hafnium, le tantale, le tungstène, l'uranium, le zinc ou le thorium. Bien qu'il soit possible d'utiliser l'un de ces éléments lui-même dans. la cartouche, un tel élément libre peut produire par combustion avec les Gaz propulsifs une température sensiblement supérieure' à celle des gaz chauds en cours d'écoulement et, quand on l'utilise sous forme d'un additif pulvérulent, il peut même sensiblement augmenter l'usure du canon.
Il est donc générale- ment préférable que la substance formant la couche soit constituée par un composé qui contient un ou plusieurs des éléments ci-dessus mais qui ne produit pas une élévation de température des gaz de combustion.
Les composés ci-après donnent de très bons résultats dans les cartouches et ils ont un effet similaire pour d'autres. pièces, en particulier des pièces exposées à des gaz chauds
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circulant rapidement ; le sel d'aluminium d'un acide minérf/,.,ll' en particulier le fluorure d'aluminium, le fluorure d'aluainium hydraté (M 3 3H 2 0), le fluorure double de potassium et dez4 t 'y titane, le fluorure de chrome, le pentoxyde de vanadium, , 1 '+1 l'oxyde de titane, l'oxyde de niobium (Nb205), l'oxyde de ;
tantale (Ta 295 ), l'oxyde de tunsstène (Tu03) et surtout les composés ci-après du zinc l'oxyde de zinc (ZnO)g le sulfure 11 de zinc (ZnS), le carbonate de sine (ZnC03), le phosphate de zinc (Zn3(P0)2), le fluorure de zinc (Zn?2)9 le chromate de zinc C2nCx,0,), le silicate de zinc (ZnS3.03), l'oxalate de zinc (7,no 204)1 l'erscniate de zinc (Zn3(AS04)2). La piopontion
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du zinc ou des composés de celui-ci dans la charge est de
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préférence de 0, 5 *a 10 4,' en poids de zinc, d'oxyde de zinc o des sels de zinc précités. Il est éonlement possible à'utiUr...
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des mélanges de zinc et d'oxyde de zinc ou de zinc et de composés de zinc.
Les proportions de ce mélange sont
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portioulicremont comprises entre 10 et 90 % en poids de zinc et 90 à 10 Sfl en poids d'oxyde do zinc, de préférence de z û 60 ; do zinc ot de 60 à 40 % d'oxyde do zinc, ce dernier
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étant cité comme exemple d'un composé du zinc. Les proportions
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du m'lance contenant le zinc ou les composés de zinc et de gaz la substance formant un Gaz froid) par exemple une c3,ra sont de préférence de 10 1' 90 ou de 30 à 70 en poids de ).l ' zinc ou de composés do zinc et de 90 à 10 % ou 70 à 30 % en poids de la substance formant un Gaz froid.
Il est également' " possible d'utiliser d'autres proportions do zinc ou do composés 4.9.a de zinc dans la charoc, par exemple 1 à z en poids, 1 à 6 d x¯ on poids ou de 2 à 4 % en poids de zinc ou de composés de = '-/" zinc, par exemple de ZnO et ZnS, tout en obtenant les mêmes ;jjr, effets. .. /.
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La seconde substance formant un gaz relativement froid
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contient invariablement une quantité notable de carbone, ' , ; /,Î , 4,
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J1 ...a..) r ^ c'est-à-dire environ O % en poids ou plus. 'On a obtenu les" ' meilleurs résultats en utilisant la cire comme substance gaz secondaire, de préférence de la paraffine (contenant enyirQ i' .0' .."-Ivf . 1..
85 5$ de carbone et ayant un point de fusion compris entre " ; 50 et 100 0) ou de l'ozokérite eo'ent le même point de fusion ,5. i ou un point de fusion plus élevé. Cependant on cite àomme ".f'". autres matières très appropriées les suivantes : .: ;t-::,: ' - une peinture à base de résine slkyde (contenant environ .
,j 1 t '..70 % de carbone) pcr exemple le produit commercial "Oh1nà-#" Laok" vendu par la Société Froxch Btlcltein and 00, de j Gothenbur (Suède).. ' '; ; );.,4 - une natiêre plastique(comme le polyéthylène, l'acétate de bzz cellulose, le lTyl:.J.L, etc) la cellulose (contenant approxima-; t 'ï'1 tivenent 40 9$ de carbone), le celluloïde (a1'proxim:t.tiVemet, . P" µ0 % de oorbone). une Graisse constituée par n'iMporte ' quelle' gPaisse lubrifiante par exemple une gelée de 1'étrole,t!. (pétrolatum)t une huile de pétrole ou une huile lubrifiante ; synthétique, épaissie avec un sel de métal d'un acide gpas...'.,' 'comme le palmitate d'aluminium, le palmitate de calcium rI> <1.(1 le stéarate de calcium, ou une huile épaissie avec de la ;. h=.wsF' bentonite qu'on utilise courrament pour graisoer les valves :"',;'1 bille.
D'autres cires comme la cérésine et.la cjio d'abeillè-4 bzz.0. autres a,rot aomma atx6s.re .,a oxe zij peuvent également sorvir. On peut aussi utiliser doo oompoaitiéna . ' .i" d'apprêt de l'industrie automobile, per exemple les " iipp8ba'i, produits pcr la Société Hinnesota llininz and Nanu.t'actU1':f.ne; 00, .,*
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Quand on utilise une cire on constate que dans les
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B L..... canons de petit calibre, l'efficacité est, d'autant pluto ccande 1 que le point de fusion de la cire est faible; cependant, il , lij ' .Vi est difficile dans la pratique d'utiliser une cire ayant un- ;,,],jµ '1 point de fusion inférieur 50"C. ,\ .,' .
Lora de la combustion de la charge, les réactions . Ê
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ci-après sont typiques pour le comportement de la seconde
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substance. ' ..=.µ; , ; " ..j i" , 1/ décomposition des molécules on leurs composantes ', ... ,,jj 2/ absorption do chaleur à partir de la charse par . ' .<.>' réduction du C0 et de la vapeur contenue dans , .a , , . ,, charge on 00 et M 2 + COp 00 -41.000 Cs.'¯' r,, a + Il 20 00 + Il -31.000 cale .).,-'.
Il ont égilenont possible que les substances organiques'.' mentionn6eG ci-dessus diminuent l'usure par une protection , ; ¯ ; mécanique du conon contre l'effet des gaz de combustion ¯, ; . = chmuda. On ne peut pas établir avec certitude le processus T': . précis ayant lieu au moment du tir, mais la réduction de Il z, l'usure duo à la prûsonco de ces substances est manifeste. ..i' . g> Loro de l'application de la première et de la seconde '.(:j. substance à don c4rtouches il est préférable d'utiliser ces ,µ. n.#é. produits en coMbinaison, par exemple une dispersion de la
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première substance dons une couche de la seconde substance
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qui forme un saz fr''id.
Do très faibles quantités de la ,; ',"(¯. ; première substance exercent un effet favorable tandis que des i\
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quantités trop landes exercent un effet inverse sur le pouvoir propulsif d'une cartouche d'un certain calibre.
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En ssnrcJL, la première substance doit constituer de 0903 20 ; en poids do la charce propulsive et aieux encore de 0,5. ' à 10 #' en poids de cette charge. Za chsrse propulsive type ,ir qu'on utilise ne produit que de faibles variations dans les ü résultats des essais et les pourcentages grécités sont donc =',",]) applicables à toutes les poudres habituelles à base simple, '. double ou triple. -' "¯/,f On a trouvé qu'on obtient un effet visible également ;ll,]) en utilisant la première substance au taux limite le plus bas ," fl/ en supposant que cette substance est appliquée sur un tissu ] , 1'/)/
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incorporé à la cartouche et que ce tissu est placé à l'intérieur
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do la douille autour de la oharso propulsive.
Quand on produit directement un revetetaont à l'intérieur do la douille avec bzz la première substance en combinaison avec la seconde substance, un tel revêtement no produit que difficilement un effet quelconque, ce qui provient de la conductivité thermique
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élevée de la douille qui empaoho la combustion suffisante ' , des Gaz du nev0tonont au moment du tir.
Si pour des raisons ,, .bzz pratiques, économiques et techniques# il est néanmoins désirable de placer un revêtement directement à l'intérieur de la douille on peut obtenir un certain effet quand la quantité
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du revêtement la partie supérieure de la douille est 'j '.:¯ , i ,f, ausmentée juoquea au moins 0,1 en poids de celui de la charge et de ^ 4éférenao jusqu'à 1 % en poids de la charge selon les dimensions du canon, ceci pour obtenir un effet r encore raisonnable. On peut expliquer cela par le fait que la partie inférieure du revêtement produit l'isolation
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thenmique néo aire . a1 ,.1 thermique nécessaire* Il est difficile d'établir une roEls fixe pour déterminer la quantité optimale de la seconde substance.
On
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obtient un effet faible et pratiquement insignifiant, avec une épaisseur de couche très mince, mais cet effet augments notablement quand l'épaisseur de la couche atteint une certaine valeur. On obtient de bons résultats en appliquant
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une couche d'une épaisseur suffisante do la seconde substance
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a la surface extérieure de la charge propulsive ou sur l'enveloppe contenant celle-ci, de préférence sur la surface
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intérieure de cette enveloppe ou sur la surface intérieure de la douille de la cartouche.
La partie de la couche qui est adjacente au coté
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frontal de la charge est plus efficace que la portie de la couche voisine de l' extréraité arrière de la charge; en réalité si la couche s'étend sur toute la longueur de la
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b ,i%>1
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chcrse, la moitié arrière de cette couche exerce un faible . bzz effet. Au contraire, la moitié frontale surtout à 1/3 du , front et en particulier 1/20 du front est la plus efficace -:" li( - pour abaorber la chaleur d'une partie des gaz propulsifs qui provoquent l'usure du canon.
Dans les canons lourds où. le temps de passée du projectile dans le canon est relativement long, par exemple dans des canons de 75 mm, la partie de la substance se trouvant au delà du 1/3 de la charge est très ', efficace, surtout quand on utilise la première substance et dans des cartouches pour de tels canons, cette substance est de préférence entourée au moins sur la moitié frontale et de préférence sur les 5/6 frontaux de la charge.
En termes Généraux, une couche d'une épaisseur donnée est d'autant plus efficace que la proportion de carbone est élevée. Cependant, certaines substances réagissent avec les gaz propulsifs plus rapidement que d'autres substances.
Ainsi une substance d'un taux élevé en carbone et qui réagit lentement peut présenter un effet moindre qu'une substance d'un taux plus-faible en carbone, mais réagissant plus rapidement. Cependant, la formule empirique indiquée ci-après pour déterminer l'épaisseur minimale de la couche a donné satisfaction pour les substances indiquées ci-dessus :
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z0"V"""' m/cm formule dans laquelle C désigne le calibre de l'arme à feu en cent3.m4tros; cm déaisne l'airo do cette couche. Le poids 1 de la seconde substance, telle qu'elle est mentionnée ci-dessus, qui entoure le 1/3 du front de la charge doit être compris
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entre 0, 05 et 30 , avantageusement entre 0, 5 et la % du poids total de la charge propulsive.
La formule indiquée ci-dessus s'exprime sous une forme
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plus générale encore pour s'appliquer à toutes les substances: 30Vo*'E* calories par cm2 de le surface de la couche,
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c'est-à-dire que la substance doit absorber lors de la réaction avec les gaz propulsifs 30 # C g. calories par cm2 de la surface de la couche.
On peut disperser la première substance par mélange mécanique dans l'ensemble de la charge propulsive. On obtient, par exemple, de bons résultats en dispersant du AlF3.3H2O (environ 1 % du poids de la charge) dans l'ensemble de la charge d'un canon de 37 Cependant on a pu obtenir des résultats d' une qualité surprenante en dispersant la première substance à l'état de fines particules dans l'ensemble de la seconde substance et en appliquant ce mélange sous forme d'une couche continue autour de la charge ou bien directement sur celle-ci ou bien sur un tissu recouvrant cette charge ou bien sur la paroi intérieure de la douille.
La principale raison pour maintenir séparés les additifs et la charge réside dans le fait que l'écoulement de gaz dans le canon est jusqu'à un certain point laminaire lors de la combustion de la charge. Il en résulte que si la première substance est dispersée uniformément dans toute la charge une partie notable de cette substance se trouvant au centre de la charge est entraînée par les gaz propulsifs au delà de la partie du canon où se produit normalement l'usure la plus importante, Pour obtenir par conséquent un effet meilleur, il est avantageux de disposer les substances additives de façon qu'elles entourent la charge.
Il est également recommandé de maintenir les additifs et la charge séparés, puisque de cette façon les additifs peuvent être adaptés de façon simple et peu coûteuse aux cartouches existantes, de façon à obtenir les résultats conformes à l'invention. En outre, une autre raison d'opérer ainsi réside dans le fait que les additifs exercent alors= un effet un peu moins nuisible sur la stabilité de la charge propulsive.
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La mise en oeuvre préférée de l'invention correspond
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" '1"µ à la figure 1, selon laauelle la cartouche comporte une enveloppe métallique 20, une charge propulsive 24 formée de manière bien connue par des bandes de poudre et le projectile
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28.
Autour de la change 24 se trouve une enveloppe en tissu 32 qui peut 6tre en m matériau quelconque, de préférence "'Î en rayonne ou en coton, en soie ou autres produits appropriée. La section supérieure de l'enveloppe 32 comporte plusieurs fentes verticales 36 (représentées sur le dessin avec une longueur partielle) pour former des rabats 40 comme l'indique la figure 2. Ces rabats sont disposés pour se recouvrir par
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pliage au-dessus de la surface supérieure de la charge propulsive 24, Le tissu 32 est enduit ou à la fois enduit et imprégné avec une couche 44 de l'additif composé par de
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l'oxyde de tungstène en poudre (TuOx) dispersé dans de la cire de paraffine (point de fusion environ 70*0), en utilisant de préférence une partie en poids de cire pour deux parties en poids d'oxyde dç tungstène.
Ce dernier présente avantageuse ment une structure analogue au tal, car des particules petites ont généralement donné de meilleurs résultats pour toutes les premières substances. Avec un canon de 75 mm dans lequel on utilise une poudre habituelle à base triple, composée principalement de nitrocellulose, de nitroguanidine. et de nitroglycérine (indice calorifique 850) on obtient les
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, ' j meilleurs résultats en utilisant les additifs à raison de 3 % en poids par rapport à la charge propulsive.
On prépare le produit de revêtement additif en faisant fondre la cire et en la mélangeant ensuite avec de l'oxyde de
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tfingsténe en poudre; après cela, on applique l'enduit sur le tissu à l'épaisseur désirée et on le laisse refroidir. Le rapport de l'épaisseur entre le haut et le bas de la coucher
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44 appliquée sur les rabats 40 est sensiblement la même que , =µB
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l'épaisseur maximale sur les cotés de la charge.
Le tissu enduit qui présente avantageusement la moitié à 5/6 de la longueur de la charge peut être enroulé autour des bandes formant la charge ou maintenu en place dans la douille à mesure qu'on remplit celle-ci avec la charge propulsive. Après cela, on replie les rabats 40 et on place le projectile 28 par-dessus les rabats comme l'indique la -figure 1.
Le tissu enduit de l'additif ainsi appliqué sur la charge présente les avantages suivants ;
1/ il maintient en place la partie la plus épaisse de la couche 44 autour de la partie supérieure de la charge 24 . où elle offre 3'effet le plus favorable, comme on l'a expliqué plus haut;
2/ on a trouvé qu'avec des rabats 40 enduits, on obtient de meilleurs résultats que sans rabats;
on admet que ces résultats proviennent du fait que les rabats s'ouvrent lors de la combustion de la charge en direction de l'avant pour libérer le produit additif dans la partie avant de la douille et parfois directement dans la portion critique du canon voisine de la chambre de combustion, où l'érosion est généralement la plus forte, afin d'y introduire les additifs à une concentration plus élevée que celle qui existe sur les côtés de la charge qui est introduite dans le canon;
3/ la section conique de la couche 44 se trouvant sur la longueur de la charge 24 contient l'additif à un emplacement où elle est consumée sensiblement de manière uniforme ou libérée de la charge sur toute la longueur de cette dernière
Si on le désire, on peut fixer le tissu 32 sur la paroi intérieure de la douille avec une colle ou par un moyen approprié pour le maintenir en place.
Sur la figure 4 la disposition de la première substance et de la seconde substance par rapport à la charge est la
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même que pour la figure 1, la couche 44 étant recouverte d'une couche de papier 48 ou d'un autre matériau combustible et approprié, afin de protéger davantage la première et la seconde substance des effets de la chaleur ou des vibrations.
La figure 5 présente une cartouche avec une douille 11"
52, une charge 56 et un projectile 60. Une couche 64 supplémentaire contenant la première et la seconde substance en dispersion, à placer autour de la charge sur la surface intérieure de la douille 52 au voisinage de la surface de la couche 64 de l'additif, est constituée facultativement par une feuille 68 en un matériau approprié, combustible, par exemple en papier, celluloïde, coton-poudre, papier paraffiné, tissu léger, etc.... La couche 64 s'étend sur une longueur substantielle de la douille jusqu'à un point très voisin de la partie inférieure du projectile 60.
Cela comporte l'avantage que le produit additif est immédiatement disponible sous une forme fortement concentrée pour protéger la partie du canon qui est généralement la plus sévèrement attaquée,
Ainsi tous les modes de mise en oeuvre de l'invention indiquent qu'il est désirable de placer au moins une partie de l'additif aussi près que possible dans l'extrémité avant de la douille ou, selon une variante, d'utiliser les rabats qui remplissent apparemment la même mission quand on tire la cartouche.
L'adhésivité de la seconde substance elle-même est généralement suffisante pour maintenir avec sûreté la couche additive sur la paroi de la douille, en particulier quand la première substance est dispersée dans une couche de laque cellulosique ou d'une peinture à base de résine alkyde, par exemple.
On choisit le matériau formant la couche 68 de façon à obtenir au moins un léger effet de refroidissement (comme celui que produit la seconde substance) au départ du coup, mais cette couche sert surtout à retenir la couche 64 de
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l'additif en place et aussi a la protéger des influences , délétères. Bien entendu, la couche 68 n'est pas essentielle mais désirable quand on veut par exemple conserver les cartouches, s'en servir dans des climats tropicaux ou les transporter sur un mauvais terrain.
Il peut être désirable de protéger davantage et de maintenir en position le produit additif en améliorant la liaison entre la douille et la couche 64 de l'additif. On obtient ce résultat en conditionnant la douille de façon qu'elle retienne plus solidement la couche additive.
Ainsi, selon la figure 5, l'aire de la surface intérieure de la douille entrant en contact avec la couche 64 peut être recouverte d'une mince couche de colle ou d'un autre produit approprié pour obtenir une surface rugueuse avant l'application de la couche 64 de l'additif. On peut aussi appliquer un tissu assez grossier mais mince, par exemple de la gaze, etc...
sur la surface intérieure de la douille au moyen d'un adhésif approprié pour mettre en place et maintenir la seconde substance ainsi que la première substance dispersée dans celle-ci,
Selon une variante, la première et la seconde substance, par exemple la cire et 1'oxyde de tungstène, peuvent être retenue sur la paroi de la douille par imprégnation dans une couche ou dans un matériau poreux dont les pores forment des interstices en connexion, par exemple un produit mousse ou du caoutchouc mousse ou encore une matière plastique mousse.
Etant donné que le caoutchouc peut lui-même servir de substance de refroidissement, on peut appliquer la première substance sous forme d'une suspension sur le matériau poreux et laisser sécher le tout.
La figure 6 représente une cartouche similaire à celle de la figure 5 avec une couche 80 additive disposée sur la surface intérieure de la douille 84 autour d'une charge 88,
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mais sans intercaler la matière textile ou le papier mince
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intermédiaire qui sépare la charge de la couche 80. Dans ce .'."4 cas, la couche 80 présente sur toute sa longueur une épaisseur
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uniforme. ,,j,jµ Zen exemples non limitatifs ci-après ce rapportent À,',Ô)]/ diverses formes de cartouches avec projectile selon l'invention, pour r'utilisation dans un canon anti-char de 37 mmg dont le canon est on acier au chrome et la charge propulsive une poudre à double base contenant de la nitroglycérine, ayant
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i 4ti, un indice calorifique de 1150 calories.
La charge pèse 220 f.n et elle est disposée en bandes ayant chacune 225 x 12 x 0,65 mm Les douilles et cartouches ont sur toutes les figures du
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dessin une longueur de 250 mm.
La cartouche représentée sur la figure 7 comporte une douille 100, une charge 104 formée par des bandes liées
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ensemble par un cordon love et une couche 110 de pentoxyde de ' vanadium en poudre dispersée dans une peinture de résine alkyda qui e.'l , appliquée sur la partie supérieure de la paroi intérieure de la douille de la cartouche. Le pentoxyde de vanadium reprenante 60 % en poids de cette couche, L'épaisseur de la couche est de 0,5 mm pour une longueur de 50 mm et le poids est de 3 g.
Pour la cartouche indiquée sur la figure 8, on utilise par exemple du fluorure d'aluminium ou une autre première substance qui est contenue dans le sachet 114 placé à l'intérieur du sac 118 en matière textile. La réduction de l'usure que produit cette cartouche n'est pas aussi important
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que celle qu'on obtient avec la cartouche de la figure 7, probablement parce que l'additif n'entoure pas complètement la charge.
La cartouche représentée sur la figure 9 comprend une
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douille 120, des bandes de poudre 124 liées par un cordon 128r
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et une couche additive 132. La première substance, par 'exemple "lt le fluorure d'aluminium pulvérulent (A1'.g0) est contenu ;,,I<: dans une bague de matière plastique, par exemple en po11éthyl&nf
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placée à l'extrémité supérieure de la douille de la cartouche..',;:
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{''l', 'Dans cette variante de l'invention la couche de l'additif es% Si,"> relativement épaisse et courte. L'augmentation de la section . transversale de cette couche permet à la pressbn des gaz de bzz ....,1' chasser aisément le produit depuis la douille jusque dans le 1 canon.
1'], #,,, La cartouche indiquée sur la figure 10 est senaiblement 'i#1 Identique à celle de la figure 7 cependant le pentoxyde de µ¯) vanadium 135 n'est pas dispersé dans une peinture de résine il)/ alkyde, mais S'3xé sur le coté intérieur de la douille à l' a1de <' f, d'un adhésif non organique.
La cartouche représentée sur la figure 11 comporte .!' une douille 134-. une charge 138 contenue dans le sachet de , 11 textile et un raV8tement>2 sur la partie supérieure de la .j;¯,¯ charge; ce revêtement s'étend vers le bas sur 10 cm à partir zij lt.>%i> du sommet et il est formé par une laque cellulosique contenants ...t.4"ilc 70 de pentoxyde de vanadium. Le poids du revêtement se monter :,1 à 50 mg par am . bzz La aantouche ñdiquée sur la ,figure 12 comporte une ,}i ,
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douille 146, une charge 150 et une longueur de matière textile.1}
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154 qui entoure la partie supérieure des bandes de poudre - ,.:t ,'" ': pour former une couche qui contient les deux substances.
La E4ii longueur de la matière textile ainsi enrobée d'une peinture \'J;' ,i 158 de résine aJ.1Q'de contient du fluorure d'aluminium en ,i i yi>., poudre à raison d'environ 60 % du poids de a couche séchée. 1 Éli La longueur du revêtement 154 s'étend vers le bas sur 10 om bzz depuis le sommet de la charge propulsive. Le poids de cette , )1. '( :!t"
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'fil
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couche est de 70 mg/cm2.. Çi >1 + On a effectué des essais avec un canon automatique de = y
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20 mm dans lequel on a utilisé des cartouches habituelles et des cartouches contenant les différentes modifications de la première substance mélangée mécaniquement et dispersée dans
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l'ensemble de la poudre. La poudre utilisée est une poudre à 7 trous à la nitro-cellulose et le poids total de la charge est de 37 g.
La vitesse initiale à l'embouchure est de 840 m/ ¯f seconde et chaque essai comporte deux séries de tirs comportant chacune 25 coups, Le canon porte une chemise et une partie rainurée. Après le tir, on retire cette chemise et on mesure son usure par pesée,
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<tb>
<tb> Première <SEP> substance <SEP> Réduction <SEP> du <SEP> poids <SEP> Usure <SEP> en <SEP> % <SEP>
<tb>
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###.###.# -----±1-b5-----..
Néant 131,6 100 1 AlF 9595 72 1 % Alp 3* 3H2O 1419 11 1 µ Kg Ti F6 80,1 60
La première substance peut être placée dans la douille d'une autre manière que celle décrite ci-dessus; on peut par exemple l'enfermer dans une feuille mince de la charge propulsive contenant la première substance ou on peut
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l'appliquer sous forme de couche sur du cellulotde ou sur une feuille analogue.
Le tableau ci-après indique les différentes dispositions
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..;.E pour la première et la seconde substance en utilisant un canon", de 37 mm ainsi que la réduction de l'usure d'une chemise amovible selon des essais similaires à ceux décrits plus haut. '
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Première Arrangement Usure en % l ' substance arrangement Usure en % :'
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<tb>
<tb> L'usure <SEP> sans <SEP> additif
<tb> étant <SEP> admise <SEP> à <SEP> 100 <SEP> % <SEP>
<tb>
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Alh3 . 3Eg0 Placé dans une feuille de charge 20 %
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<tb>
<tb> entourant <SEP> la <SEP> charge <SEP> propulsive. <SEP> , <SEP>
<tb> Epaisseur <SEP> 0,8 <SEP> mm <SEP> et <SEP> contenant <SEP> 25%
<tb>
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en poids de hl'3 . 3H20 1 ..
Cr F5 Contenu dans une feuille entou- 20 %
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<tb>
<tb> rant <SEP> la <SEP> charge <SEP> et <SEP> formée <SEP> par <SEP> lt
<tb> produit <SEP> de <SEP> charge, <SEP> Epaisseur <SEP> 0,8
<tb> mm <SEP> et <SEP> contenant <SEP> 20% <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP>
<tb>
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CrF3 Ho 05 Mo 07 dispersé dans du vernis 35 su 3 ("Ferbo-Laok")appliqué sur une feuille de cellulotde de 0,15 , µ '
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<tb>
<tb> mm <SEP> d'épaisseur <SEP> enroulée <SEP> autour
<tb> de <SEP> la <SEP> charge.
<tb> id. <SEP> Longueur <SEP> de <SEP> la <SEP> couche <SEP> 10 <SEP> cm, <SEP> 6 <SEP> g <SEP> 35 <SEP> % <SEP>
<tb>
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de Mo ^5 appliqués sur la feuille '., NaaU04 Na Tu 0 appliqué en une couche 65 9 , xagTuo, x une feuille de 0,15 mm d'é- sur une'feuille de 0,15 mm - .
paisseur en cellulotde enroulée
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<tb>
<tb> autour <SEP> de <SEP> la <SEP> charge. <SEP> Longueur <SEP> de
<tb> la <SEP> couche <SEP> 10 <SEP> cm.
<tb>
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Or '1z Laque cellulosique appliquée sur 40 96 7"
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<tb>
<tb> la <SEP> surface <SEP> interne <SEP> de <SEP> la <SEP> douille
<tb> et <SEP> contenant <SEP> 25 <SEP> g/cm2 <SEP> (approxima-
<tb>
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tivement 70%) de CrF3' La longueur de l'enduit est de 5 ou.
NagB,0 Dispensé état pulvérulent dans ' ' 't; Na2B402 Dispersé à l'état pulvérulent dans 75 % '; la charge à raison de 2,5% en ' l ¯;1'<
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<tb>
<tb> poids <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> propulsive
<tb>
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'f'.' Or (l10), En poudre dispersée dans l'ensemble 50 i y ' ' 3 3 de la charge raison de 1,2 % ,,i., en poids de celle-ci. . ' j;
,,
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<tb>
<tb> Tu <SEP> 0 <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> paraf- <SEP> Moins <SEP> de <SEP> 5 <SEP> % <SEP> . <SEP>
<tb> fine <SEP> déposée <SEP> sur <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la
<tb> douille. <SEP> Longueur <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> épaisseur
<tb>
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z 5 mm et contenant 50 % en poids .,.
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<tb>
<tb> de <SEP> TuO2, <SEP> bien <SEP> que <SEP> 50-70 <SEP> % <SEP> donnent
<tb> également <SEP> de <SEP> bons <SEP> résultats. <SEP> On
<tb>
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peut aussi utiliser du Ifb20c::
avec 'i, ' le même bon résultat.;' "" , . .<. .., ,
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<tb>
<tb> Zn <SEP> 0 <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> para±- <SEP> moins <SEP> de <SEP> 5 <SEP> % <SEP> / <SEP> ) <SEP>
<tb> fine <SEP> déposée <SEP> à <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la
<tb> douille. <SEP> Longueur <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> épaisseur
<tb> 0,5 <SEP> mm, <SEP> contenant <SEP> 40 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> de <SEP> ZnO <SEP> et <SEP> 60 <SEP> % <SEP> / <SEP> de <SEP> cire.
<tb>
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<tb>
<tb>
Zn <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> paraf- <SEP> moine <SEP> de <SEP> 5 <SEP> %
<tb> fine, <SEP> comme <SEP> dans <SEP> l'exemple <SEP> avec
<tb> TuO2 <SEP> et <SEP> ZnO, <SEP> mais <SEP> avec <SEP> 67 <SEP> % <SEP> en
<tb> poids <SEP> de <SEP> Zn <SEP> et <SEP> 33 <SEP> % <SEP> du <SEP> poids <SEP> de
<tb> cire.
<tb>
Ta2O5 <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> paraf- <SEP> moins <SEP> de <SEP>
<tb> fine <SEP> déposée <SEP> à <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la
<tb> douille. <SEP> Longueur <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> épaisseur
<tb> 0,5 <SEP> mm. <SEP> Taux <SEP> de <SEP> 50 <SEP> de <SEP> Ta2O5
<tb> Ti <SEP> O2 <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> pare.:- <SEP> moins <SEP> de <SEP> 5 <SEP> %
<tb> fine <SEP> déposée <SEP> à <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la
<tb> douille. <SEP> Longueur <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> épaisseur
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> Taux <SEP> de <SEP> TiO2 <SEP> 50 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
La disposition ci-après de la première et de la seconde substance dans une cartouche d'un canon de 75 mm réduit l'usure du canon en acier jusqu'à 10 % de la valeur préalable, c'est-à-dire qu'on obtient une réduction de 90 %.
La longueur du tissu enduit de cire de paraffine ayant un point de fusion de 70 C est enroulée sur les 3/4 avant d'une douille métallique habituelle contenant une poudre à double base de nitrocellulose et nitroglycérine. On disperse dans la cire de l'oxyde de tungstène en poudre et celui--ci forme 50 % en poids du mélange de cire et d'oxyde de tungstène, le poids de la matière textile enduite étant de 3 % en poids de la charge. On effectue des essais similaires avec des résultats sensiblement aussi bons quand on utilise du TiO2 à la place du TuO3, pris dans les mêmes quantités.
Des essais similaires donnant des résultats tout aussi : bons (usure inférieure à 10 %) sont effectués avec un mélange de 40 % en poids de ZnO et 60 % en poids de cire et éventuelle-, ment de 67 % en poids de Zn et 33 % en poids de cire.
D'autres produits pouvant former la première substance sont l'oxyde de zirconium ZrO2 et l'oxyde double de sodium et de molybdène (Na2 Mo O4).
La première substance réduit l'usure du canon plus loin à partir de la chambre que les secondes substances. En outre, la seconde substance de refroidissement peut coopérer
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avec la première substance en produisant un'environnement plus favorable, du point de vue physique et chimique, à la formation d'une température efficace et d'une couche résistant à 7.' érosion. Ainsi une cartouche comportant les deux substances présente une usure moindre du canon qu'une cartouche qui ne contient qu'une seule de ces substances.
Bien qu'on préfère utiliser la première et la seconde substance conjointement dans une seule couche d'additif, comme décrit ci-dessus, il est également possible d'obtenir une diminution sensible de l'usure du canon en utilisant individuellement l'une ou l'autre de ces substances. Selon les figures 1 à 12, la seconde substance peut être utilisée seule et placedans une douille de la manière représentée et décrite pour les diverses couches d'additif selon les positions et arrangements prévus. La quantité relative de la seconde substance déjà mentionnée doit être comprise entre environ 0,5 et 30 % en poids de la charge pour toutes les poudres habituelles.
Des essais avec des cartouches de 37 mm décrits ci-dessus sans composés métalliques formant la première substance ont également été effectués. On obtient les meilleurs résultats avec une couche de paraffine sur la paroi intérieure de la douille; cette couche a une longueur de 50 mm et une épaisseur de 0,6 mm ; son poids total est de 3,5 gr. et le point de fusion de la cire est de 50 C.
L'usure produite par une telle cartouche est seulement de 5 %, c'est-à-dire qu'on obtient une réduction de 95 %* Avec une peinture de résine alkyde ne contenant pas de particules de pentoxyde de vanadium, l'usure est de 30 %, ce qui correspond à une réduction de 70 %; avec une laque cellulosique correspondant à la figure 11, l'usure est de 50 % et avec une longueur de matière textile enduite de résine alkyde selon la figure 12, l'usure est de 30
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Pour faciliter l'application il est préférable de disperser la première substance dans la charge de poudre, quand elle est utilisée seule, ou de placer une quantité de cette substance au sommet des bandes formant la charge pour lui permettre de migrer dans l'espace compris entre les bandes.
La quantité de la première substance à utiliser pour son application individuelle est la même que celle qu'on utilise en combinaison avec une seconde substance.