FR2683308A1 - Telescopic penetration member - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne le domaine des organes de pénétration par l'énergie cinétique sous forme de tiges longues, utilisés pour la traversée des blindages. The present invention relates to the field of kinetic energy penetration elements in the form of long rods, used for crossing shields.
L'efficacité d'un organe monolithique de pénétration par l'énergie cinétique pour la lutte contre les blindages dépend du rapport longueur-diamètre, appelé"rapport d'allongement". De manière générale, dans le cas d'un organe de pénétration de masse déterminée, son aptitude à la pénétration est accrue lorsque son rapport d'allongement est augmenté. Cependant, un certain nombre de problèmes sont posés par les organes de pénétration ayant un rapport d'allongement très grand, notamment des problèmes de stockage et de manutention, de défaut de résistance à la compression, de défaut de résistance à la traction et de défaut de résistance au flambage de l'organe de pénétration pendant le lancement, de stabilité aérodynamique en cours de vol, et de lacet, si bien que l'organe de pénétration vient frapper la cible avec un angle important. The effectiveness of a monolithic organ of penetration by kinetic energy for the fight against shields depends on the length-diameter ratio, called "aspect ratio". In general, in the case of a determined mass penetration member, its penetration ability is increased when its aspect ratio is increased. However, a certain number of problems are posed by the penetration members having a very large aspect ratio, in particular problems of storage and handling, lack of compressive strength, lack of tensile strength and defect buckling resistance of the penetrating member during launch, aerodynamic stability during flight, and yaw, so that the penetrating member strikes the target at a large angle.
Jusqu'à présent, on a proposé un certain nombre de modifications des organes classiques de pénétration par l'énergie cinétique afin que leurs performances soient accrues, la plupart de ces modifications concernant l'aug- mentation des performances de l'organe de pénétration contre un blindage distant ou réactif. Les brevets britan- niques n 2 110 799 et 2 193 561 et le brevet des Etats
Unis d'Amérique n 4 597 333 proposent l'utilisation d'un petit organe disposé avant l'organe de pénétration et qui est lancé avec l'organe principal de pénétration mais qui arrive avant lui sur la cible. Selon le brevet britannique n 2 110 799 et le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 597 333, l'organe préalable de pénétration se sépare de l'organe principal de pénétration avant d'arriver sur la cible et, pour cette raison, il doit avoir un vol stable.Hitherto, a number of modifications have been proposed to conventional kinetic energy penetrating members to enhance their performance, most of which relate to increasing the performance of the penetrating member against remote or reactive shielding. British patents 2 110 799 and 2 193 561 and the state patent
United States of America No. 4,597,333 proposes the use of a small organ disposed before the penetrating organ and which is launched with the main penetrating organ but which arrives before it on the target. According to British Patent No. 2,110,799 and United States Patent No. 4,597,333, the prior penetration organ separates from the main penetration organ before reaching the target and, for this reason , he must have a stable flight.
Dans le brevet britannique n 2 193 561, le petit organe de pénétration préalable est logé dans un carter cylindrique placé en avant de l'organe principal de pénétration et il est déployé par un explosif vers une position avancée. Dans toutes ces propositions, de petits organes préalables de pénétration sont disposés afin qu'ils assurent une interaction initiale de l'organe principal de pénétration avec la cible. Cependant, ils présentent tous l'inconvénient de ne pas augmenter les possibilités de pénétration de l'organe principal de pénétration.In British Patent No. 2,193,561, the small prior penetration member is housed in a cylindrical casing placed in front of the main penetration member and is deployed by an explosive to an advanced position. In all of these proposals, small preliminary penetration organs are arranged so that they ensure an initial interaction of the main penetration organ with the target. However, they all have the disadvantage of not increasing the possibilities of penetration of the main penetration member.
Les inventeurs ont constaté de manière surprenante que, lorsque la masse d'un organe de pénétration était répartie sous forme télescopique, avec une âme suivie d'un manchon creux de grand diamètre ou précédant un tel manchon, une augmentation importante des possibilités de pénétration pouvait tre obtenue (de 30 t) par rapport à un organe de pénétration ayant la mme masse et une longueur de lancement comparable à la longueur de l'organe de pénétration de type télescopique lorsqu'il est contracté. The inventors have surprisingly found that, when the mass of a penetration member is distributed in telescopic form, with a core followed by a large diameter hollow sleeve or preceding such a sleeve, a significant increase in the possibilities of penetration could be obtained (by 30 t) compared to a penetration member having the same mass and a launch length comparable to the length of the telescopic type penetration member when it is contracted.
Ainsi, l'invention concerne un organe télescopique de pénétration par l'énergie cinétique sous forme d'une longue tige, comprenant un premier élément d'organe de pénétration qui a une région formant un manchon et un second élément d'organe de pénétration qui a une région d'âme qui peut coulisser axialement dans la région de manchon du premier élément, les longueurs relatives des régions d'âme et du manchon étant telles que l'organe de pénétration peut tre déployé télescopiquement d'une configuration reculée dans laquelle la longueur de la combinaison du premier et du second élément est égale à L à une configuration allongée dans laquelle la longueur non séparée de la combinaison du premier et du second élément est au moins égale à 4L/3, la masse moyenne par unité de longueur de la région du manchon étant comprise entre 50 et 300 % (et de préférence entre 75 et 200 %) de la masse moyenne par unité de longueur de la région d'ame. Thus, the invention relates to a telescopic kinetic energy penetrating member in the form of a long rod, comprising a first penetrating member which has a region forming a sleeve and a second penetrating member which has a core region which can slide axially in the sleeve region of the first element, the relative lengths of the core regions and of the sleeve being such that the penetrating member can be deployed telescopically in a remote configuration in which the length of the combination of the first and second element is equal to L in an elongated configuration in which the length not separated from the combination of the first and of the second element is at least equal to 4L / 3, the average mass per unit length of the region of the sleeve being between 50 and 300% (and preferably between 75 and 200%) of the average mass per unit of length of the core region.
Lors du lancement de l'organe de pénétration avec sa configuration rétractée et de son déploiement à sa configuration allongée avant qu'il n'arrive sur la cible, les qualités de pénétration accrues d'un organe de pénétration ayant un rapport élevé d'allongement peuvent tre obtenues, sans certains au moins des problèmes normalement posés par un tel organe de pénétration. When launching the penetrating member with its retracted configuration and deploying it in its elongated configuration before it reaches the target, the increased penetration qualities of a penetrating member having a high ratio of elongation can be obtained without at least some of the problems normally posed by such a penetrating member.
Pour que l'organe de pénétration possède une masse répartie élevée ainsi qu'un rapport élevé d'allongement, chaque élément d'organe de pénétration a de préférence une masse volumique supérieure à 12 000 kg/m3, et la masse volumique de l'un quelconque des éléments ne diffère de préférence pas de plus de 25 t de celle de tout autre élément. Des matériaux qui conviennent pour les éléments de l'organe de pénétration sont l'uranium, le tungstène et les alliages de ces métaux. For the penetration member to have a high distributed mass as well as a high elongation ratio, each penetration member preferably has a density greater than 12,000 kg / m3, and the density of the any of the elements preferably does not differ by more than 25 t from that of any other element. Materials which are suitable for the elements of the penetrating member are uranium, tungsten and the alloys of these metals.
Dans la configuration allongée, la longueur non séparée de la combinaison du premier et du second élément de l'organe de pénétration est de préférence au moins égale à 3L/2. In the elongated configuration, the length not separated from the combination of the first and second elements of the penetrating member is preferably at least equal to 3L / 2.
Un ou plusieurs éléments télescopiques peuvent tre placés entre le premier et le second élément de l'organe de pénétration afin que la longueur déployée qui peut tre obtenue au maximum soit accrue. One or more telescopic elements can be placed between the first and the second element of the penetrating member so that the deployed length which can be obtained to the maximum is increased.
Lorsque l'organe de pénétration est allongé, son élément le plus en avant a de préférence un diamètre au moins égal à 0,5d, d étant le diamètre maximal d'un élément quelconque de l'organe de pénétration, si bien que toutes les parties de l'organe de pénétration peuvent passer sans perturbation dans un cratère formé par l'élément disposé le plus en avant. When the penetrating member is elongated, its most forward element preferably has a diameter at least equal to 0.5d, d being the maximum diameter of any element of the penetrating member, so that all of the parts of the penetrating member can pass undisturbed through a crater formed by the most forwardly disposed member.
Les éléments sont retenus de préférence afin qu'ils ne puissent pas se séparer complètement, par un dispositif d'arret qui comprend avantageusement un collier raccordé à une extrémité du premier organe de pénétration. The elements are preferably retained so that they cannot separate completely, by a stop device which advantageously comprises a collar connected to one end of the first penetration member.
Un dispositif d'absorption d'énergie est de préfé- rence disposé afin qu'il limite la rentrée d'un élément de l'organe de pénétration dans un autre, afin que les contraintes agissant sur les éléments de l'organe de pénétration pendant le lancement soient réduites. Ce dispositif d'absorption d'énergie comporte avantageusement deux chambres dont l'une contient un corps d'une matière visqueuse telle que du plomb, raccordé par un orifice disposé afin que la matière visqueuse s'écoule par l'orifice pendant le lancement de l'organe de pénétration. An energy absorption device is preferably arranged so that it limits the re-entry of one element of the penetrating member into another, so that the stresses acting on the elements of the penetrating member during the launch be reduced. This energy absorption device advantageously comprises two chambers, one of which contains a body of a viscous material such as lead, connected by an orifice arranged so that the viscous material flows through the orifice during the launching of the penetrating organ.
L'organe de pénétration comprend de préférence un dispositif destiné à provoquer son allongement en cours de vol, ce dispositif comprenant avantageusement un ensemble de queue qui a pour rôle de provoquer l'allongement de l'organe de pénétration sous l'action des forces de traînée aérodynamique agissant sur l'élément qui peut tre déployé vers l'arrière. Le dispositif d'allongement peut comprendre avantageusement, dans une variante, une charge qui dégage du gaz, de préférence une charge explosive dont l'amorçage est réalisé par un capteur de proximité lié à un amorceur. The penetration member preferably comprises a device intended to cause its elongation during flight, this device advantageously comprising a tail assembly which has the role of causing the elongation of the penetration member under the action of the forces of aerodynamic drag acting on the element which can be deployed rearward. The extension device may advantageously comprise, in a variant, a charge which gives off gas, preferably an explosive charge, the initiation of which is carried out by a proximity sensor linked to an initiator.
Lorsqu'un dispositif d'absorption d'énergie est destiné à limiter le recul d'un élément de l'organe de pénétration par rapport à un autre élément et lorsque l'allongement télescopique est réalisé par une charge qui dégage un gaz, un piston est de préférence incorporé afin qu'il puisse coulisser dans la région du manchon du premier élément de l'organe de pénétration, entre le second élément de l'organe de pénétration et le dispositif d'absorption d'énergie. Le rôle de ce piston est de venir au contact d'un organe d'arret avant l'amorçage de la charge de manière que la poussée de la charge ne soit pas absorbée par le dispositif d'absorption d'énergie. When an energy absorption device is intended to limit the recoil of an element of the penetrating member with respect to another element and when the telescopic extension is produced by a load which gives off a gas, a piston is preferably incorporated so that it can slide in the region of the sleeve of the first element of the penetration member, between the second element of the penetration member and the energy absorption device. The role of this piston is to come into contact with a stop member before initiating the load so that the thrust of the load is not absorbed by the energy absorption device.
Le dispositif d'amorçage peut avantageusement tre raccordé à un capteur destiné à recevoir un signal d'un emplacement distant. The priming device can advantageously be connected to a sensor intended to receive a signal from a remote location.
L'invention est maintenant décrite à titre illustratif en référence aux figures qui suivent et sur lesquelles :
la figure 1 représente un organe télescopique de pénétration en deux partie selon l'invention ayant un sabot associé, prt au lancement ;
la figure 2 représente l'organe de pénétration de la figure 1 dans sa configuration allongée ;
la figure 3 représente une variante de l'invention en configuration allongée ; et
la figure 4 et une coupe de la partie arrière d'un organe télescopique de pénétration selon l'invention ayant une charge explosive destinée à provoquer l'allongement de l'organe de pénétration.The invention is now described by way of illustration with reference to the figures which follow and in which:
Figure 1 shows a telescopic penetration member in two parts according to the invention having an associated shoe, ready to launch;
Figure 2 shows the penetrating member of Figure 1 in its elongated configuration;
FIG. 3 represents a variant of the invention in an elongated configuration; and
Figure 4 and a section through the rear part of a telescopic penetration member according to the invention having an explosive charge intended to cause the elongation of the penetration member.
L'organe de pénétration et le sabot représentés sur la figure 1 comprennent un certain nombre d'éléments qui sont bien connus dans la technique des organes de pénétration à tiges allongées, et on ne les décrit donc pas en détail. Ces éléments comprennent des ailettes postérieures 1 qui sont raccordées à la section la plus en arrière de l'organe de pénétration, un sabot 2 qui entoure l'organe de pénétration pendant le lancement mais qui est séparé aérodynamiquement de l'organe de pénétration peu après la sortie de la bouche, un joint d'obturation 3 qui empche les fuites du gaz de propulsion entre le sabot et le canon pendant le lancement, et un organe 4 à cavité de réception d'air qui est un prolongement antérieur du sabot et dont le rôle est de supporter l'extrémité antérieure de la tige pendant le lancement et de séparer aérodynamiquement le sabot de l'organe de pénétration en cours de vol. The penetrating member and the shoe shown in Figure 1 include a number of elements which are well known in the art of elongated rod penetrating members, and therefore are not described in detail. These elements include rear fins 1 which are connected to the rearmost section of the penetration member, a shoe 2 which surrounds the penetration member during launching but which is aerodynamically separated from the penetration member shortly after. the outlet from the mouth, a sealing joint 3 which prevents leaks of the propellant gas between the shoe and the barrel during launching, and a member 4 with air reception cavity which is an anterior extension of the shoe and whose the role is to support the anterior end of the rod during launching and to aerodynamically separate the shoe from the penetrating member during flight.
L'organe de pénétration comprend un premier élément 5 ayant un diamètre externe d1 et une région 6 de manchon. The penetrating member comprises a first element 5 having an external diameter d1 and a sleeve region 6.
Un second élément 7 de l'organe de pénétration ayant un diamètre externe d2 (= 0,6d1) et une région d'âme 8 est disposé télescopiquement dans le premier élément. Les deux éléments de l'organe de pénétration sont de préférence formés du mme métal ou du mme alliage métallique de masse volumique élevée, par exemple de tungstène ou d'uranium appauvri. A l'extrémité arrière du second élément, une portée 9 est disposée en saillie afin qu'elle supporte le second élément dans un trou 10 formé dans le premier élément de l'organe de pénétration. Un collier 11 est vissé à l'extrémité avant du premier élément et a pour rôle de supporter le second élément en permettant son coulissement. A second element 7 of the penetrating member having an external diameter d2 (= 0.6d1) and a core region 8 is arranged telescopically in the first element. The two elements of the penetrating member are preferably formed from the same metal or from the same metallic alloy with a high density, for example tungsten or depleted uranium. At the rear end of the second element, a bearing surface 9 is arranged in projection so that it supports the second element in a hole 10 formed in the first element of the penetration member. A collar 11 is screwed to the front end of the first element and has the role of supporting the second element by allowing it to slide.
Un dispositif d'absorption d'énergie 12 est placé à l'ex- trémité arrière du trou 10 et comporte une chambre arrière 13 et une chambre avant 14 reliées par un canal 15. La chambre avant 14 est remplie d'une matière visqueuse telle que le plomb et a des dimensions lui permettant de loger un prolongement arrière 16 du second élément de l'organe de pénétration.An energy absorption device 12 is placed at the rear end of the hole 10 and comprises a rear chamber 13 and a front chamber 14 connected by a channel 15. The front chamber 14 is filled with a viscous material such that lead and has dimensions allowing it to accommodate a rear extension 16 of the second element of the penetrating member.
La longueur totale de la combinaison du premier et du second élément de l'organe de pénétration dans la configuration rentrée représentée sur la figure 1 est égale à L. The total length of the combination of the first and second elements of the penetration member in the retracted configuration shown in FIG. 1 is equal to L.
Le déplacement de l'organe de pénétration est maintenant décrit en référence aux figures 1 et 2. The displacement of the penetration member is now described with reference to FIGS. 1 and 2.
Lorsque l'organe de pénétration subit une accélération dans un canon de lancement, sous l'action du sabot 2, le second élément 7 recule légèrement par rapport au premier élément 5 de l'organe de pénétration. Ce déplacement relatif s'accompagne, dans le dispositif 34 d'absorption d'énergie, du déplacement de la matière visqueuse 17 de la chambre avant 14 à la chambre arrière 13 par le passage 15 comme indiqué sur la figure 2. Cette opération d'absorption d'énergie empche une défaillance du second élément de l'organe de pénétration sous l'action de la force élevée d'accélération qui lui est appliquée sur une section relativement réduite. Peu après la sortie du sabot et de l'organe de pénétration du canon, le sabot est séparé arodynamiquement de l'organe de pénétration. A proximité de la cible, un capteur 42 de proximité déclenche un mécanisme de libération et permet aux forces aérodynamiques élevées de traînée agissant sur les ailettes postérieures 1 de retarder l'élément externe par rapport à l'élément interne et de provoquer l'allongement de l'organe de pénétration à la configuration représentée sur la figure 2. When the penetration member undergoes an acceleration in a launching cannon, under the action of the shoe 2, the second element 7 recedes slightly relative to the first element 5 of the penetration member. This relative movement is accompanied, in the energy absorption device 34, by the movement of the viscous material 17 from the front chamber 14 to the rear chamber 13 through the passage 15 as indicated in FIG. 2. This operation of energy absorption prevents failure of the second element of the penetrating member under the action of the high acceleration force applied to it over a relatively small section. Shortly after the sabot and the barrel penetrating member exit, the sabot is separated aerodynamically from the penetrating member. Close to the target, a proximity sensor 42 triggers a release mechanism and allows the high aerodynamic drag forces acting on the rear fins 1 to delay the external element relative to the internal element and cause the elongation of the penetrating member in the configuration shown in FIG. 2.
La séparation totale des éléments de l'organe de pénétration est empchée par la coopération de la portée 9 du second élément 7 avec la face d'arret 20 tournée vers l'arrière sur le collier 11. L'augmentation de longueur de la combinaison du premier et du second élément à la longueur L'augmente le rapport d'allongement de l'organe de pénétration et augmente considérablement ses possibilités de pénétration.The total separation of the elements of the penetration member is prevented by the cooperation of the bearing surface 9 of the second element 7 with the stop face 20 turned towards the rear on the collar 11. The increase in length of the combination of the first and second element lengthwise It increases the aspect ratio of the penetration member and considerably increases its penetration possibilities.
Pour que la stabilité de 1organe de pénétration en vol soit accrue, il peut tre déployé à la configuration allongée représentée sur la figure 4 à proximité de la cible par une charge explosive 26 qui est placée dans le trou 28 à l'extrémité arrière du second élément 7. La charge explosive 26 est amorcée par un détonateur 44 qui est commandée par un capteur 42 de proximité placé à l'extrémité avant du second élément 7 de l'organe de pénétration. Le capteur de proximité est relié au détonateur 44 par un fil 30. So that the stability of the penetration member in flight is increased, it can be deployed in the elongated configuration shown in FIG. 4 near the target by an explosive charge 26 which is placed in the hole 28 at the rear end of the second element 7. The explosive charge 26 is initiated by a detonator 44 which is controlled by a proximity sensor 42 placed at the front end of the second element 7 of the penetration member. The proximity sensor is connected to the detonator 44 by a wire 30.
Un piston coulissant 32 est disposé afin qu'il soit en contact glissant avec le trou 10 de manière qu'il forme une surface indéformable contre laquelle peut réagir la pression de la charge explosive 26 lors de la détonation. A sliding piston 32 is arranged so that it is in sliding contact with the hole 10 so that it forms a non-deformable surface against which the pressure of the explosive charge 26 can react during detonation.
Une extrémité avant du piston 32 est au contact d'une cavité 34 de l'extrémité arrière du second élément 7.A front end of the piston 32 is in contact with a cavity 34 of the rear end of the second element 7.
L'extrémité arrière du piston 32 peut coulisser dans la chambre avant 14 du dispositif 34 d'absorption d'énergie.The rear end of the piston 32 can slide in the front chamber 14 of the energy absorption device 34.
Le déplacement vers l'arrière du second élément 7 et du piston 32 par rapport au dispositif 34 d'absorption d'éner- gie et du premier élément 5 est limité par le contact d'une première surface annulaire 36, tournée vers l'arrière et formée sur le piston, contre une seconde surface annulaire 38 de l'avant du dispositif 34 d'absorption d'énergie. Le projectile est réalisé de manière que ce contact soit produit au moment où la charge 26 détone. La pression de la charge 26 agit alors à la face avant 40 du piston et écarte le second élément 7 du piston 32 le long du trou formé dans le premier élément 5 de l'organe de pénétration si bien que celui-ci est allongé télescopiquement.The rearward movement of the second element 7 and of the piston 32 relative to the energy absorption device 34 and of the first element 5 is limited by the contact of a first annular surface 36, turned towards the rear and formed on the piston, against a second annular surface 38 of the front of the energy absorption device 34. The projectile is produced so that this contact is produced when the charge 26 detonates. The pressure of the load 26 then acts on the front face 40 of the piston and spreads the second element 7 of the piston 32 along the hole formed in the first element 5 of the penetrating member so that the latter is telescopically elongated.
La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'invention dans lequel l'élément 21 de l'organe de pénétration qui est le plus en avant comporte une région tubulaire 22 et l'élément 23 qui est le plus en arrière a une région 24 d'âme et des ailettes postérieures 25. Les procédés de déploiement de cet organe de pénétration à sa configuration allongée sont les mmes que ceux qu'on a décrits précédemment pour le mode de réalisation présenté sur les figures 1 et 2, mis à part le fait que la région d'âme 24 se déplace vers l'arrière et non vers l'avant par rapport à la région tubulaire, sous l'action des forces de traînée produites sur les ailettes postérieures. FIG. 3 represents a second embodiment of the invention in which the element 21 of the penetration member which is furthest forward comprises a tubular region 22 and the element 23 which is furthest back has a region 24 of core and posterior fins 25. The methods of deploying this penetration member in its elongated configuration are the same as those described above for the embodiment presented in FIGS. 1 and 2, apart from the fact that the core region 24 moves backwards and not forwards with respect to the tubular region, under the action of the drag forces produced on the rear fins.
Claims (13)
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Citations (6)
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| GB103833A (en) * | 1916-01-06 | 1917-02-15 | Benjamin Dunk | An Improved Explosive Projectile. |
| US3842741A (en) * | 1973-06-07 | 1974-10-22 | Us Army | Subprojectile launched from telescopic tubes |
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| DE3904625A1 (en) * | 1989-02-16 | 1990-08-30 | Diehl Gmbh & Co | Sub-calibre projectile |
| US5005781A (en) * | 1989-03-27 | 1991-04-09 | Hughes Aircraft Company | In-flight reconfigurable missile construction |
-
1991
- 1991-06-17 FR FR9107409A patent/FR2683308B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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