Brevet FR2316573A1 — publié le 19770128

La présente invention se rapporte à un écran métallique de protection contre l'impact et l'action exothermique d'une charge explosive perforante. Il est connu qu'une charge explosive perforante agit tant par son impact que par l'action exothermique accompagnant ce dernier et qui, soumettant tout obstacle a' un puissant dégagement de chaleur, facilite la pénétration de la charge proprement dite. Jusqu'ici, on a lutté contre ces effets combinés en augmentant simplement ltépaisseur de l'écran opposé à la charge, ce qui a pour effet d'alourdir considérablement le poids dudit écran sans augmenter proportionnellement sa résistance. La présente invention remédie à-ce défaut en prévoyant que l'écran métallique considéré est hérissé de tiges métalliques qui en empechent l'atteinte directe par la charge. En provoquant une explosion prématurée, ces tiges absorbent la plus grande partie de 11 énergie mécanique du choc et permettent une dissipation de l'énergie thermique, de sorte qu'une faible fraction seulement de ces deux énergies atteindra la surface de l'écran, qui y résistera donc sans qu'il soit nécessaire de lui conférer une épaisseur et un poids prohibitifs. Les tiges émergent de préférence perpendiculairement à la surface de l'écran, et comportent avantageusement une base et une tête réunies par une portion de section inférieure à ces dernières. Elles ont soit toutes la même longueur, soit deux longueurs différentes, et peuvent former, avec la plaque dont elles émergent, soit un ensemble mécano-soudé, soit une seule pièce venue directement d*-fonderie. Dans une forme de ra1isation particulière, la base et la tête des tiges sont de section carrée, tandis que la portion réunissant la base et la tête est de section circulaire, ce qui permet une disposition en damier desdites tiges. De toute tçon, l'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages seront mis en évidence, a' l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes de réalisation de cet écran Les figures 1 et 2 sont des vues de principe, en coupe transversale et de face, de l'écran et des tiges qui le hérissent, conformément à la première forme de réalisation; La figure 3 montre une f9rm9.~.d'exécution préférée d'une tige; La figure 4 est une vue en bout de la tige de la figure 3; La figure 5 est une vue en coupe transversale d'un écran hérissé de tiges telles que celles des figures 3 et 4; La figure 6 est une vue de face à plus petite échelle d'une plaque faisant partie de l'écran, elle-même porteuse des tiges;; La figure 7 est une vue en coupe transversale de cette plaque; La figure 8 est une vue en perspective, éclatée, des éléments métalliques de l'écran; La figure 9, enfin, est une vue partielle en coupe transversale qui se rapporte à la seconde forme de réalisation. Dans le premier exemple de réalisation, dont le principe est représenté aux figures 1 et 2, un écran métallique 1, présentant une face 2 exposée à l'impact de charges explosives perforantes, est hérissé de tiges 2 qui en émergent perpendiculairement à ladite face. Cette dernière est représentée plane, mais pourrait bien entendu, être aussi convexe, concave ou de tout autre prof. Cet écran agit de la manière suivante lors de l'impact d'une charge Ce n'est plus la plaque 1 nue qui subit l'impact mais, avant elle, les extrémités libres des tiges 2, ce qui provoque une explosion prématurée. La destruction éventuelle, partielle, de quelques tiges, absorbera la plus grande partie de l'énergie mécanique du choc reçu. Quant à l'énergie thermique, au lieu d'agir sans obstacle sur la plaque 1, elle se transmettra non seulement aux tiges environnantes, agissant en auelque sorte comme échangeurs de chaleur, mais se dissipera encore et en grande partie dans les espaces subsistant entre les tiges. Ainsi, une fraction gus ou moins petite seulement des deux énergies, mécanique et thermique, atteindra la face 2 de la plaque 1, qui y résistera sans qu'il soit nécessaire de lui conférer une épaisseur et un poids prohibitifs. Ii est naturellement de toute évidence que tant la plaque 1 que les tiges 2 seront, d'autre part, constituées d'alliages d'acier spéciaux, qu'il appartiendra à l'homme du métier de choisir. Il y aura avantage à sabler les tiges 2 et à les recouvrir d'un revêtement de tungstène pur, dont la résistance aux hautes températvres empêchera la fusion de l'acier qu'il enrobe. Dans la réalité, on aura avantage à utiliser des tiges et des dispositions de ces dernières telles quton va les décrire cl-après à titre d'exemple La tige selon l'exemple des figures 3 et 4 est, à l'origine, de profil carré, avec une base et une tête 4 présentant cette forme, la base étant pourvue d'un téton 5 facilitant sa mise en place et sa fixation sur une plaque. Entre base et tête carrées, en 6, la pa-rtie centrale de la tige est cylindrique et de section inférieure à celle du carré, sa section circulaire s'-nscrivant dans le carré comme le montre Ja figure 4. les tiges sont disposées en étroit contact les unes avec les autres, en sorte de former, vues en bout, un damier tel que partiellement représenté à la figure 6 très schématique. La figure 5 les montre en vue de côté et l'on voit qu'il en est prévu des plus courtes 2 et des plus longues 8, implantées dans une plaque 9. La manière de faire alterner les tiges courtes et longues ressort de la figure 6, où les courtes 7 sont ombrées par des pointillés et les longues 8 comportent une croix. Entre les deux séries de tiges apparaissent des vides prismatiques de section carrée. Cette dieposition et le profil évidé des tiges laissent voir qu'il subsiste entre ces dernières de grands espaces, propres à assurer une bonne dissipation de l'énergie thermique. Outre ce qui vient d'etre décrit, l'écran complet comportera de préférence encore, du côté opposé aux tiges, une isolation thermique 11, recouverte d'une seconde plaque métallique 12 et d'une seconde isolation thermique 32, le tout étant enfin fixé sur une pièce métallique 14 à protéger. En 32 est représentée une vis de montage et en 16 un joint à recouvrement de deux plaques 9 consécutives. Les plaques 9 et les tiges 2 et 8 qu'elles supportent seront enfin 2assemblées de préférence comme un tout formant une unité, tel que représenté à la figure 7, en ce sens que, d'une part, les tiges sont soudées à la plaque 9 et aue, d'autre part, leurs arêtes en contact sont soudées entre elles, les soudures à la plaque devant être particulièrement résistantes. En lieu et place d'un tel.assemblage mécano-soudé, il serait aussi possible d'obtenir l'ensemble de ia figure 7'venu directement de fonderie. La vue en perspective éclatée de la figure 8 permet d'expliquer une manière préférée d'obtenir un écran des plus efficaces possible. On y retrouve la plaque 9, son joint à recouvrement 16, les tiges supportées par cette plaque (partiellement représentées), la seconde plaque 12 en acier réfractaire et la pièce métallique à protéger 14. Entre les plaques et cette pièce se placeront les isolations thermiques non représentées, qui auront l'épaisseur des entretoises t2, le tout étant assemblé par des vis de montage telles que la vis 18. Une partie des entretoises 32 sera soudée sous la plaque 9 et l'autre sur la pièce 14. A titre de sécurité supplémentaire, on enduira les faces en regard des plaques 9, 12 et de la pièce 14 en contact avec les deux isolations thermiques d'une pellicule de céramique fondue, constituant une isolation thermique supplémentaire, appliquée par proåection. Quant aux isolations thermiques intermédiaires, elles pourront par exemple hêtre constituées d'une pite d'oxyde de zirconium, de molybdène pulvérulent et de silicate de soude, formant ensemble un ciment réfractaire que l'on peut couler entre les plaques et qui, en sèchant, devient très dur. A titre indicatif, enfin, et pour fixer un ordre de grandeur, les tiges pourront avoir une longueur de l'ordre de 160 mm pour les courtes et 175 mm pour les longues, sur une base carrée d'approximativement 40 mm de côté, l'épaisseur de la plaque 9 faisant corps avec elles pouvant être de 30 mm, mais il est bien entendu qu'aucune de ces données n'est limitative. Le second exemple concerne une amélioraton de l'écran le rendant apte à résister à des charges qui, en plus de l'action exothermique, exercent un effet abrasif en facilitant l'action perforante. À la figure 9 correspondant au second exemple, les tiges sont désignées par 2i, chacune d'elles possédant une embase carrée 20, une-partie centrale cylindrique 21 et une extrémité libre carrée 22, semblable à l'embase, elle-même fixée dans la plaque g les tiges sont contiguës , c'est-à-dire se touchent par les arêtes de leurs parties carrées, par lesquelles elles sont soudées les unes aux autres ou encore sont venues d'une seule pièce, le tout comme cela a été déjà décrit dans le précédent exemple. Mais en plus de cela, l'extrémité libre de chaque tige est, dans le cas présent, surmontée d'un chapeau 24 (vu en coupe sur la tige de droite), constitué de particules granuleuses de tungstène, enrobées d'un acier chrome carbone vanadium, tandis que les embases des tiges sont, de leur côté, prises dans une masse i faite de corindon de grain correspondant au tamis NO 60 aggloméré avec du ciment électro-fondu, du silicate de soude, ou de la bakélite ou tout autre liant non fusible. La hauteur des chapeaux peut par exemple être de 6 à 10 mm, et celle des embases de l'ordre de 20 à 30 mm. le dépôt de tungstène peut par exemple se faire a' l'arc électrique ou de préférence sous plasma. Dans le premier exemple, il était prévu que la plaque supportant les tiges pouvait être recouverte d'une autre plaque en acier réfractaire prise entre deux isolations thermiques. Dans le présent exemple, une telle plaque est également prévue en 26, précédée dtune couche 22 de corindon dont le grain correspondra au tamis NO 60, ajouté à un mélange à 50 % d'oxyde de zirconium aggloméré par un silicate de potasse ou de la bakélite fondue, et suivie d'une isolation thermique 28. La pièce métallique à protéger se trouve enfin en 29, derrière l'isolation thermique précitée. Dans le premier exemple1 il était aussi prévu des tiges de deux longueurs différentes, alternant les unes avec les autres. Cela est aussi possible dans le cas du second exemple, mais on donnera ici la préférence à un ensemble de tiges ayant toutes la même longueur. Les chapeaux des tiges atteignent une dureté très élevée et, outre qu'ils supportent des températures très élevées, offrent une résistance pratiquement totale à l'abrasion. Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation décrites ci-dessus àtitre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes présentant des moyens équivalents. REVENPICÂPI0NS '1,- Ecran métallique de protection contre l'impact et l'action exothermique d'une charge explosive perforante, caractérisé en ce qu'il est hérissé de tiges métalliques qui en empêchent l'atteinte directe par la charge. 2.- Ecran selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges en émergent perpendiculairement à sa surface. 3.- Ecran selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sa surface est plane. 4.-Ecran selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sa surface est convexe. 5.- Ecran selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sa surface est concave. 6.- Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les tiges sont recowertes d'un revêtement de tungstène pur. 7.- Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les tiges comportent une base et une tête réunies par une portion de section inférieure à ces dernières. 8.- Ecran selon la revendication 7, caractérisé en ce que la base et la tête des tiges sont de section carrée, tandis que la portion réunissant la base et la tête est de section circulaire. 9.- Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que toutes les tiges ont la même longueur. 10.- Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce ou'il comporte des tiges de deux longueurs différentes. 11.- Ecran selon la revendication 8 et l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que les tiges sont en étroit contact 1es unes avec les autres en sorte de former, vues en bout, un damier, comportant des cases vides dues à l'absence de tiges. 12.- Scran selon l'une quelconoue des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que du côté opposé aux tiges, il comporte une isolation thermique recouverte d'une plaque en acier réfractaire et d'une seconde isolation thermique 13.- Ecran selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dos de sa plaque de base et les deux faces de la plaque en acier réfractaire sont enduits d'une pellicule de céramique appiquee par projection 14.- Ecran selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce oue les isolations thermiques sont constituées d'une pâte de zirconium, HF molybdène pulvérulent et de silicate de soude. 15.- Ecran selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce cue les lys layions ther-ques sont constituées de corindon ajouré a un mélange â 50 wó d'oxyde de zirconium aggloméré par un silicate de potasse ou de la bakélite fondue. 16.- crn selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en cc que toutes les extrémités libres des tiges métalliques le hérissant sont surmontées d'un chapeau de particules le tungstène enrobées d'un acier chrome carbone vanadium, tards que la base des tiges est prise dans une masse de corindon ag-gloréré avec du ciment électro-fondu, du silicate de soude ou de la bakélite fondue. 1?.- Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les tiges et la plaoue dont elles émergent forment un ensemble mécano-soudé. 18.- Ecran selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les tiges et la plaque dont elles émergent sont en une pièce venue de fonderie.