Brevet FR2055712A1 — publié le 19710430

La présente invention est relative à un siège de construction stratifiée pour avion ou autre, réalisé en résine renforcée de fibres de verre à laquelle sont liées des plaques réfractaires constituant une ossature blindée adapté pour être fixé de façon réglable sur un dispositif de support classique, et qui bénéficie de l'avantage procuré par les résistances élevées à la traction et à la compression de l'ossature composite blindée, d'une façon telle que les contraintes de traction imposées aux fibres de verre sont transmises aux plaques réfractaires de manière à bénéficier des caractéristiques élevées de résistance à la compression que présentent les plaques de telle sorte que les deux caractéristiques de résistance des matières sont utilisées pour s'équilibrer mutuellement. Dans les récentes années s'est développée la fabrication de plaques de blindage extrêmement utiles dans lesquelles on utilise des plaques relativement minces ayant une densité élevée et fabriquées à partir de matières réfractaires telles que de l'alumine, le carbure de silicium, le carbure de bore et autres. Des ensembles composites de fibres de verre et de plaques réfractaires formées à partir de ces matières peuvent être fabriqués. que l'on monte dans des gilets pour la protection du personnel combattant et ces ensembles ont également été utilisées comme blindages lorsqu'on les dispose en des points vulnérables sur des véhicules militaires pour protéger les parties vitales des machines et le personnel disposé derrière le blindage. Les plaques réfractaires utilisées pour la fabrication des ensembles blindés composites peuvent être fabriquées suivant la technique du pressage à chaud. Ces plaques sont relativement minces et sont plus ou moins lourdes en fonction de la matière à partir de laquelle la plaque est fabriquée. De telles plaques, lorsqu'elles sont fabriquées de façon à réaliser un ensemble stratifié en fibres de verre sont capable d'arrêter des balles tirées par les armes de combat habituelles utilisées par le personnel d'infanterie par exemple. On a constaté que les plaques au carbure de bore sont particulièrement utiles pour la stratification avec une feuille de fibres de verre liées afin de constituer un blindage adapté pour être utilisé dans les avions, en raison du fait que pour une dimension et une épaisseur donnes de plaque, cet ensemble compo site présente la même capacité d'arrêt des projectiles que les autres types d'ensembles de plaques réfractaires et de fibres de verre, l'ensemble composite au carbure de bore étant cependant plus léger pour une capacité de blindage quelconque donnée. L'ensemble composite comportant du carbure de bore peut être utilisé aussi bien sur des avions que pour des gilets de protection du personnel, en particulier pour les équipages d'hélicoptères. L'invention fournit une adaptation particulière d'un ensemble composite de blindage utilisant en support en fibres de verre pour des plaques réfractaires, dans lequel les plaques réfractaires présentent toutes une résistance relativement élevée à la compression et qui prend avantage de la résistance à la traction des fibres de verre et de la résistance à la compression de telles plaques, pour la fabrication d'un siège blindé en forme pour le pilote, cette structure stratifiée supprimant la nécessité de porter un gilet de protection individuel. Ainsi, dans le cas d'un avion, le pilote bénéficie d'une plus grande liberté de mouvements pour pilo -ter l'aéronef tout en bénéficiant d'une protection totale contre les armes à feu légères au-tir desquelles il serait autrement exposé.L'ensemble composite blindé peut également être fabriqué de façon à-s'adapter aux formes, réduisant ainsi la quantité totale de matière et par conséquant le poids du blindage nécessaire pour obtenir la protection désirée. Du fait que les matières réfractaires sont relativement lourdes, cette économie est importante dans un avion. Le carbure de bore étant relativement plus léger que les autres plaques réfractaires, est particulièrement adapté pour être utilisé avec une couche de fibres de verre afin de constituer un blindage pour le pilote ou autre personnel dans de tels appareils. L'invention fournit un ensemble stratifié. utilisant des plaques réfractaires et une couche de résine renforcée de fibres de verre et liées de façon homogène et destiné à être utilisé comme siège dans un avion. Un tel ensemble de siège blindé stratifié peut être monté sur un support classique réglable destiné à soutenir le siège du pilote et grâce à l'inter-action de la couche de fibres de verre et de la couche de plaques réfractaires, on peut réaliser un ensemble de siège blindé relativement léger destiné à être utilisé dans un avion pour procurer pilote une protection à peu près totale. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va~suivre faite en se référant au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel la Fig. 1 est une vue en élévation latérale avec arrachement partiel d'un siège blindé selon l'invention ; la Fig. 2 est une vue en élévation de face avec arrachement partiel du siège représenté à la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1 ; la Fig. 4 est une vue détaillée de l'ensemble réglable de montage du siège montrant les montants de ce siège9 cette vue étant prise dans le sens de la ligne 4-4 de la Fig. 3. L'invention qui va etre décrite peut etre réalisée sous la forme d'un siège baquet classique tel que ceux que l'on utilise dans-un avion ou autre aéronef et tel qu'on les fabrique habituellement pour les hélicoptères et autres, le poids individuel de chaque pilote étant supporté par le siège qui est monté de façon réglabe sur des montants qui s'étendent dans leur ensemble verticalement à partir du plancher du véhicule.Comme on le voit à la Fig. 1, un siège 10 est soutenu de chaque eôté par des montants Il et 12 qui sont fixés sur le plancher de 3'avion. Le siège peut être déplacé dans son ensemble vers le haut et vers le bas d une façon à peu près verticale sur ces montants afin de positionner le siège dans l'attitude la plus confortable pour le pilote.Pour permettre un tel réglage du siège, ce dernier comporte des ferrures de support coulissantes appropriées 13 et 14 qui sont montées sur le catie arrière du dossier du siège afin de coopérer avec le montant ll et deux dispositifs réglables de montage analogues dont l'un 16 est représenté à la Fig. pw et destiné à coopérer avec le montant 12 En se reportant à la Fig 1, on a représenté dans un but de clarté un siège dans lequel la ferrure de support réglable 14 comporte une broche 17 qui traverse des trous appropriés- prévus dans la ferrure, afin de pouvoir pénétrer dans l'une onque d'une serie de trous 18 prévus dans le montant 11. D'une façon analogue, le dispositif de montage réglable 16 comporte une bro che 19 destinée à coopérer avec des trous appro-priés prévus dans le montant 12. Ainsi, le siège peut être élevé ou abaissé et fixé dans la position de réglage choisie pour chaque pilote. Bien entendu on peut remplacer les broches par un dispositif de serrage quelconque connu pour monter de façon réglable le siège sur les montants. Le siège 10 comprend un élément formant une couche interne 25 réalisée en une matière moulée à base de fibres de verre liées par une résine. Les techniques de moulage d'un élément renforcé avec des fibres de verre, pour réaliser des éléments relativement légers présentant une résistance à la traction relativement élevée sont bien connues. Suivant l'invention, l'élément 25 en résine renforcée de fibres de verre est réalisé de préférence sous la forme d'un siège baquet ayant un côté avant et un arrière avec un dossier relativement élevé adapté pour protéger la totalité du dos du pilote et s'étendant vers le haut afin de réaliser une protection autour de l'espace occupé par la tête du pilote.A l'extrémité supérieure du dossier,l'élément de siège en résine renforcée de fibres de verre comporte deux ailes 26 et 26a qui sont conçues de façon à entourer partiellement la teAte du pilote. on voit que la forme de la totalité de l'ensemble du siège est adaptée de façon à entourer à peu pres complètement le corps du pilote depuis ses genoux ausqutau sommet de sa tête. La face arrière de l'élément en résine armee de fibres de verre est adaptée pour permettre de fixer sur elle des tuiles ou écailles réfractaires afin de constituer un siège blinde stratifié monolithique. On peut fabriquer des tuiles réfractaires de section relativement mince et ayant des dimensions de l'ordre de, par exemple, lOcm. X lOem pouvaflG s'élever åusqura. environ 60cm X 75cl. En utilisant cette technique de moulage on peut fabriquer un modèle de tuiles individuelles qui peuvent être fixées par collage sur la face arrière du siege afin de former une couche complète 27 de tuiles ou écailles réfractaires sur le siege pour réaliser un ensemble composite qui est efficace pour arrenter les balles telles que celles tirées par les fusils classiques de l'armée. Suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, pour assurer les avantages proczees par la légèreté du carbure de bore, on fabrique des tuiles réfractaires ayant une épaisseur d'approximativement 7,6 à 10 mm. Un modèle de tuile individuelle peut entre réalisé, qui peut astre fixée par collage en un ensemble venu de matière sur la face arrière du siège en fibres de verre, les bords adjacents de toutes-les tuiles étant disposés en contact étroit. Les tuiles peuvent être assemblées sur le siège en fibres de verre au moyen d'une colle appropriée, l'une des résines du type epoxy convenant parfaitement pour cet usage. Suivant l'invention, on réalise des tuiles en carbure de bore relativement légères ayant une densité de l'ordre de 2,3 jusqu'à la densité théorique de 2,51 grammes par centimètre cube avec une résistance à la compression de l'ordre de 28,000 Kg/cm2. On a fabriqué une tuile en carbure de bore ayant une épaisseur de 6,35 mm jusqu a environ 15,25 mm destinée à être utilisée sur une forme en fibres de verre afin de réaliser des plaques de blindage classiques telles que celles qui sont actuellement utilisées au combat. Dans la région des ferrures de support réglables telles que 13, 14 et 16, la couche 27 est constituée par des tuiles individuelles et est conçue pour présenter un bord qui s' ajuste étroitement contre les quatre côtés d'une plaque de revêtement métallique 30 qui constitue une partie de chacun des dispositifs de montage réglables.Les plaques de revêtement 30 sont adaptées chacune pour être montées en contact étroit avec la surface arrière du siège en fibres de verre et il est prévu une plaque avant 31 associée destinée à venir en contact avec la partie avant de la couche de fibres de verre du siège pour répartir la charge qui doit être transmise par le siège aux montants 11 et 12 par l'intermédiaire des ferrures de support des dispositifs de montage lorsque le siège est occupé. I1 est essentiel que chacune des plaques de revêtement arrière 30 et avant 31 présente une surface relativement grande pour venir en contact avec la couche de résine armée de fibres de verre du siège afin de répartir la charge de façon à éviter tout clivage de l'élément en résine et en fibres de verre lorsque le siège est soumis à des conditions de charge variables en cours d'utilisation. On a réalisé un siège blindé suivant l'invention dans lequel la couche de fibres de verre du siège baquet avait une épaisseur de 6,35mm et une couche de carbure de bore d'une épaisseur de 9,50 mm qui était liée de façon homogène au côté arrière de la couche de résine cernée de fibres de verre au moyen d'une colle au polysulfate (Proseal). Un tel blindage est capable d'arrêter une balle d'un calibre de 7,62mm animée d'une vitesse initiale de 790 m/s. La couche en carbure de bore a été réalisée en fabriquant des tuiles réfractaires plus petites disposées de façon telle que leurs côtés peuvent être étroitement ajustés ensemble et sont en contact avec tous les côtés des plaques 30.Dans ce siège particulier, ces plaques avaient une-largeur de 11,68 cm, une hauteur de 7,1 cm et une épaisseur de 12,7 mm afin de coopérer avec des plaques d'aluminium 31 disposées sur le côté interne du siège, les plaques internes ayant une largeur de 11,68 cm, une hauteur de 6,6 cm et une épaisseur de 3,17 mm. On a essayé un tel siège en lui appliquant des G dans tous les sens dans des conditions analogues à celles rencontrées dans les conditions du combat aérien et on a trouvé que ce siège était absolument approprié pour soutenir en pilote de poids moyen même lorsque l'élément soutenant le poids, dans la pratique, -est en fait une poutrelle en porte-à-faux. Le siège décrit est complété en lui ajoutant des panneaux latéraux 35 qui peuvent être boulonnés sur des rebords latéraux appropriés du siège baquet.De tels panneaux sont de préférence en une matière stratifiée de fibres de verre et de carbure de bore, adaptés pour procurer- au pilote une protection latérale supplémentaire. En se reportant à la Fig. 1, lorsqu'un pilote de poids moyen occupe le siège, le centre de gravité de sa masse est normalement situé un peu en avant du dossier et au-dessus de la surface inférieure ou- fond du siège'comme indiqué par la croix portant la référence CG. On voit que le fond du siège décrit forme dans son ensemble un dispositif de support-en porte-à-faux et, au cours de l'utilisation normale du siège, en particulier dans un avion lorsque l'on sort d'une-ressource par exemple, un nombre de G relativement élevé est appliqué s-ur la partie inférieure du siège. L'ensemble en résine armée de fibres de verre du fond du-siège est alors soumis à des charges qui tendent à ltincurver vers le bas vers le plancher du véhicule, ces contraintes imposant à la couche de fibres de verre une contrainte de traction. Lorsque -la couche de fibres de verre commence à se déformer, lorsque cette contrainte de traction staccroit, elle -tend à déplacer la tuile de blindage fixée de façon homogène sur le côté inférieur de la couche de fibres de verre. En raison de l'inter-action de la couche de-fibres de verre en tension et delta tuile rigide qui est venue de matière avec la face arrière de la couche de fibres de verre, une force de compression est appliquée sur la matière de la tuile réfractaire. Du fait que la tuile choisie pour être liée de façon homogène sur la face inférieure de la couche de fibres de verre présente une résistance élevée à la compression, il est évident que les contraintes développées sur les diverses parties du siège sont entièrement supportées par l'inter-action des différentes parties aussi longtemps que teur limite de charge n t est pas dépassée. La couche de fibres de verre est disposée pour supporter la tension et du fait qu'elle présente une excellente résistance à la traction, le siège demeure intact aussi longtemps que les fibres de verre ne sont pas étirées au-delà de leur limite élastique.Si la contrainte de traction s'accrolt d'une façon telle qu'elle tend à déformer la couche de fibres de verre, la contrainte est immédiatement transférée à la couche de tuiles réfractaires liée de façon homogène avec la couche de fibres de verre. Dans ce changement de conditions, les forces de compression commencent à se développer dans la tuile au même moment, et l'on voit que des forces importantes peuvent être absorbées dans l'ensemble stratifié décrit qui permet au siège une résistance totale dans toutes les conditions auxquelles le siège composite est normalement soumis dans les conditions de vol. D'une façon analogue, on comprend que dans la partie du siège qui soutient le dos du pilote, en considérant le montage du siège sur des montants ï1 et 12 au moyen de dispositifs de ferrures de support réglables 13, 14 et 16 comme représenté à la Fig. 4, les charges développées dans les différentes eouches de l'ensemble stratifié blindé sont réparties de façon à imposer une contrainte de traction à la partie avant en fibres de verre de l'ensemble et que la tuile réfractaire est mise sous compression.Ainsi, lorsque le nombre de G s'åccroit sur le fond du siège soutenu en porte-à-faux,/e produit une tendance à osciller autour de la ferrure de support réglable 14, une réaction de la ferrure 13 s'opposant à cette tendance, de telle sorte que la ferrure 13 est mise en tension tandis que la ferrure inférieure 14 est soumise à des forces de compression.Si l'on considère un point à mi-distance entre les ferrures de support réglables 13 et 14, on voit que lorsqu'un nombre de G est appliqué vers le bas sur le fond du siège, la couche de fibres de verre se trouvant entre les ferrures 13 et 14 tend à tourner autour d'un axe qui se trouve à peu près horizontal et en travers des dispositifs 14 et 16, astreignant les fibre de verre à s incurver en direction du dos du pilote de sorte que la couche de fibres de verre est mise sous tension.Lorsque la couche de fibres de verre est soumise à une contrainte qui tend à l'étirer, les tuiles réfractaires liées de façon homogène à la surface du dossier du siège sont mises en compression de telle sorte qu a nouveau les forces de traction et de compression tendant à déformer les éléments séparés de l'ensemble du siège sont commandées et sont dirigées de façon à être appliquées sur les couches- individuelles ou éléments de l'ensemble stratifié qui sont mieux adapté pour absorber les charges de traction et de compression. Comme on l'a inaiqué plus haut) bien que lron ait proposé d'utiliser des tuiles en carbure de bore pour les coller sur la face arrière d'un siège d'avion, il est évident que des couches réalisées en d'autres matières réfractaires ayant de bonnes caracéristiques de résistance a la compression peuvent être utilisées pour réaliser un blindage composite. Des tuiles réfractaires en alumine ou carbure de silicium ou en une combinaison des différentes matières utilisées habituellement pour ce type d'ensemble de blindage stratifié en fibres de verre comportant des tuiles, peuvent être utilisées.Lorsque le siège doit etre utilisé dans un véhicule marIn ou terrestre dans lequel le poids ne constitue pas un problème critique, ces autres formes de tuiles réfractaires peuvent entre utilisées avec des fibres de verre pour fabriquer un blindage utilisable sur ces aChicules. Le siège suivant l'invention peut avoir d'autres applications me plus générales dans tous les cas où une charge lourde doit être transportée . On a constate que l'ensemble de siège composite est relativement layer et adapté pour supporter des conditions de charge inhabituellement élevées. Le siège suivant l'invention supporte ces charges sous une forme plus compacte et par conséquent il s'est révélé utile dans de nombreuses situations inhabituelles dans lesquelles des ersemhle-s relativement massifs tels qu'utilisés jusqu'à présent A+aie-.t lnEcessaires. REVENDICATIONS 1. Siège baquet blindé pour véhicule militaire, en particulier pour avion ou autre, adapté pour être monté en porte-à-faux, caractérisé en ce qu'il comprend un élément en forme ayant des surfaces avant et arrière pour soutenir le pilote du véhicule sur sa face avant, ledit élément étant formé d'une matière relativement légère ayant une résistance élevée à la traction, une couche réfractaire étant liée de façon homogène à la face arrière dudit élément, ladite couche réfractaire ayant une caractéristique élevée de résistance à la compression, afin de réaliser un ensemble stratifié auquel des charges notables peuvent être appliquées lorsque le véhicule est en cours d'utilisation, ces charges tendant à étirer l'élément moulé en forme ayant une résistance élevée à la traction, mais étant supportées et absorbées dans la matière réfractaire liée de façon homogène audit élément et ayant une résistance élevée à la compression, qui empêche ainsi toute déformation nuisible de l'élément ayant une résistance élevée à la traction, grâce à quoi on obtient un siège composite léger. 2. Siège blindé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément ayant une résistance élevée à la traction est un ensemble venu de matière en résine armée de fibres de verre. 3. Siège blindé suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la couche réfractaire est constituée par un certain nombre de blocs ajustés entre-eux et se trouvant en contact étroit les uns avec les autres le long de tous leurs bords jointifs. 4. Siège blindé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits blocs sont réalisés en une composition de carbure de bore comprimée à chaud. 5. Siège blindé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche réfractaire est fixée sur ledit élément en fibres de verre. 6. Siège baquet composite blindé pour véhicule militaire tel qu'un avion ou autre, adapté pour être soutenu par l'intermédiaire de deux montants verticaux espacés fixés sur le véhicule L caractérisé en ce qu'il comprend un élément moulé en une résine armée de fibres de verre colportant des surfaces avant et arrière pour soutenir le pilote du véhicule sur sa face avant, ledit élément en fibres de verre étant réalisé de façon à représenter une résistance élevée à la traction, une couche relativement mince d'une matière réfractaire liée- de façon homogène à -la face arrière dudit élément, ladite couche réfractaire étant constituée par une matière ayant une résistance élevée à-la compression et-présentant une résistance élevée à l'impact de projectiles d'un calibre donné, des moyens pour monter de façon réglable ledit siège composite sur lesdits montants verticaux, lesdits moyens comprenant des dispositifs de ferrures de support espacées coopérant avec chacun desdits montants, chacun desdits dispositifs de ferrures coopérant avec son montant respectif en des points espacés d'une façon relativement grande, un dispositif de fixation pour soutenir l'ensemble de siège composite sur les dispositifs de ferrures espacés, ce dispositif de fixation comprenant des patins d'appui en contact avec la face avant dudit élément en résine armée de fibres de verre afin de répartir largement les charges sur la surface de la couche de résine armée de fibres de verre pour empêcher tout clivage de cette couche lorsque le siège est soumis à des charges particulièrement élevées. 7. Siège suivant -la revendication 6, caractérisé en ce que la mince couche de matière réfractaire est constituée par des tuiles ajustées entre-elles et se trouvant en contact étroit ensemble le long de leurs bords jointifs. 8. Siège suivant la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites tuiles sont en carbure de bore comprimé à chaud. 9. Siège suivant les revendications 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que la couche de matière réfractaire est constituée par du carbure de bore comprimé à chaud.