Sabot de rejet stabilisé à ailettes perforantes

Les pénétrateursKE pour les chars modernes ont généralement un diamètre de 2 à 3 cm, et peuvent approcher les 80 cm de long ; à mesure que des conceptions de pénétrateurs-sabots plus efficaces structurellement sont développées, leur longueur tend à augmenter, afin de vaincre une profondeur de blindage en ligne de vue encore plus grande. Le concept de la défaite du blindage à l’aide d’un long pénétrateur à tige est une application pratique du phénomène de pénétration hydrodynamique, (voir hydrodynamique).

Pénétration fluideEdit

Malgré que les matériaux pratiques du pénétrateur et de la cible ne soient pas des fluides avant l’impact, à une vitesse d’impact suffisamment élevée, même les matériaux cristallins commencent à se comporter d’une manière hautement plastique semblable à un fluide, de sorte que de nombreux aspects de la pénétration hydrodynamique s’appliquent .

Les projectiles à longue tige pénètrent un fluide au sens littéral, en se basant simplement sur la densité du blindage de la cible et sur la densité et la longueur du pénétrateur. Le pénétrateur continuera à déplacer la cible sur une profondeur égale à la longueur du pénétrateur multipliée par la racine carrée des densités du pénétrateur et de la cible. On observe immédiatement que des pénétrateurs plus longs et plus denses pénétreront à des profondeurs plus importantes, ce qui constitue la base du développement des projectiles antiblindés à longue tige.

Les paramètres importants pour un pénétrateur à longue tige efficace sont donc une densité très élevée par rapport à la cible, une dureté élevée pour pénétrer les surfaces dures de la cible, une ténacité (ductilité) très élevée pour que la tige ne se brise pas à l’impact, et une résistance très élevée pour survivre aux accélérations de lancement du canon, ainsi qu’aux variabilités de l’impact sur la cible, comme le fait de frapper à un angle oblique et de survivre aux contre-mesures telles que le blindage réactif aux explosifs.

Tungstène et UraniumEdit

Le développement de formes lourdes de blindage réactif (comme le Kontakt-5 soviétique, puis russe), qui sont conçues pour cisailler et dévier les pénétrateurs à longue tige, a incité à développer des conceptions de pénétrateurs à énergie cinétique plus complexes, en particulier dans les plus récentes munitions antichars construites par les États-Unis.américaines. Néanmoins, bien que la géométrie des pénétrateurs puisse s’adapter aux contre-mesures des blindages réactifs, les matériaux de choix pour les projectiles à énergie cinétique à longue tige à pénétration profonde restent l’alliage lourd de tungstène (WA) et l’alliage d’uranium appauvri (DU). Ces deux matériaux sont très denses, durs, résistants, ductiles et très solides, autant de qualités exceptionnelles adaptées à la pénétration profonde des blindages. Néanmoins, chaque matériau présente ses propres qualités de pénétration uniques qui peuvent, ou non, constituer le meilleur choix pour une application antiblindage donnée.

Par exemple, l’alliage d’uranium appauvri est pyrophorique ; les fragments chauffés du pénétrateur s’enflamment après l’impact au contact de l’air, mettant le feu au carburant et/ou aux munitions dans le véhicule cible, contribuant ainsi de manière significative à la létalité derrière le blindage. En outre, les pénétrateurs à l’UA présentent une formation importante de bandes de cisaillement adiabatiques. On croit souvent à tort que, lors de l’impact, les fractures le long de ces bandes font que la pointe du pénétrateur perd continuellement de la matière, ce qui maintient la forme conique de la pointe, alors que d’autres matériaux, comme le tungstène non gainé, ont tendance à se déformer en un profil arrondi moins efficace, un effet appelé « champignon ». En fait, la formation de bandes de cisaillement adiabatiques signifie que les côtés du « champignon » ont tendance à se briser plus tôt, ce qui conduit à une tête plus petite à l’impact, même si elle sera toujours significativement « champignonée ».

Les tests ont montré que le trou percé par un projectile à l’uranium appauvri est d’un diamètre plus étroit que celui d’un projectile similaire en tungstène ; et bien que les deux matériaux aient presque la même densité, dureté, ténacité et résistance, en raison de ces différences dans leur processus de déformation, l’uranium appauvri a tendance à pénétrer davantage une longueur équivalente d’alliage de tungstène contre des cibles en acier. Néanmoins, l’utilisation de l’uranium appauvri, malgré certaines caractéristiques de performance supérieures, n’est pas sans controverse politique et humanitaire, mais reste le matériau de choix pour certains pays en raison de considérations de coût et de disponibilité stratégique par rapport au tungstène.

Conception du sabotModification

Compliquant les choses, lorsque le déploiement à l’étranger des forces militaires ou les marchés de vente à l’exportation sont considérés, un sabot conçu spécifiquement pour lancer un pénétrateur à l’UA ne peut pas simplement être utilisé pour lancer un pénétrateur WA de substitution, même avec exactement la même géométrie de fabrication. Les deux matériaux se comportent de manière sensiblement différente sous des forces de haute pression et d’accélération de lancement élevées, de sorte que des géométries de matériaux de sabot entièrement différentes (plus épaisses ou plus fines à certains endroits, si cela est même possible), sont nécessaires pour maintenir l’intégrité structurelle dans le trou.

Les vitesses typiques des munitions APFSDS varient selon les fabricants et la longueur/les types de bouche à feu. À titre d’exemple typique, l’arme américaine General Dynamics KEW-A1 a une vitesse initiale de 1 740 m/s (5 700 pieds/s). Cette vitesse est à comparer aux 914 m/s (3 000 ft/s) d’une cartouche de fusil (armes légères) typique. Les munitions des SPDA fonctionnent généralement dans une fourchette de 1 400 à 1 800 m/s. Au-delà d’une certaine vitesse d’impact minimale nécessaire pour surmonter de manière significative les paramètres de résistance des matériaux de la cible, la longueur du pénétrateur est plus importante que la vitesse d’impact ; comme l’illustre le fait que le modèle de base M829 vole près de 200 mètres/seconde plus vite que le modèle plus récent M829A3, mais n’est qu’environ la moitié de la longueur, totalement inadéquate pour vaincre les réseaux de blindage de pointe.

Souvent, le plus grand défi d’ingénierie consiste à concevoir un sabot efficace pour lancer avec succès des pénétrateurs extrêmement longs, approchant maintenant 800 mm (2 ft 7 in) de longueur. Le sabot, nécessaire pour remplir l’alésage du canon lors du tir d’un projectile de vol long et mince, est un poids parasite qui soustrait à la vitesse initiale potentielle de l’ensemble du projectile. Le maintien de l’intégrité structurelle de l’alésage d’un projectile de vol aussi long sous des accélérations de dizaines de milliers de g n’est pas une entreprise triviale, et la conception des sabots est passée de l’utilisation, au début des années 1980, d’aluminiums de qualité aérospatiale facilement disponibles, à faible coût et à haute résistance, comme les 6061 et 6066-T6, à l’aluminium 7075-T6 à haute résistance et plus coûteux, à l’acier maraging et à l’aluminium 7090-T6 expérimental à ultra-haute résistance, jusqu’aux plastiques renforcés de fibres de graphite à la pointe de la technologie et incroyablement coûteux, afin de réduire encore la masse parasite du sabot, qui pourrait représenter près de la moitié de la masse de lancement du projectile entier.

Les pétales du sabot de rejet se déplacent à une vitesse initiale si élevée que, lors de la séparation, ils peuvent continuer sur plusieurs centaines de mètres à des vitesses qui peuvent être mortelles pour les troupes et endommager les véhicules légers. Pour cette raison, même au combat, les artilleurs de chars doivent être conscients du danger pour les troupes à proximité.

La flechette sablée était le pendant de l’APFSDS dans les munitions de fusil. Un fusil permettant de tirer des flechettes, le Special Purpose Individual Weapon, était en cours de développement pour l’armée américaine, mais le projet a été abandonné.

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