Brevet FR2331767A1 — publié le 19770610

L'invention concerne un système de dispersion d'une charge constituée par des éléments divers, et notamment un tel système permettant une répartition spatiale contrôlez desdits éléments. Ires techniques de dispersion de charges diverses sont en cours de développement. Un exemple de telles techniques est fourni par les systèmes de dispersion de leurres de contre-mesures destinés à décevoir les systèmes d'armes radars ou optiques. tes exigences techniques d'emploi impliquent que les systèmes de dispersion de charge - soient d'une application générale, c'est-à-dire, assurent la dispersion de charges constituées par des objets discrets, identiques ou non, déformables ou non et de formes diverses, notamment des éléments filiformes, des particules d'aérosols, des microsphères, des solueproJectiles, par exemple des fléchettes, des billes, etc ... par un fluide - permettent une séparation spatiale définie par des diagrammes espace-temps et vitesse-temps, tels que ceux possédant une symétrie plane, une symétrie cylindrique, conique ou sphérique, des directions privilégiées - fonctionnent, soit dans le vide, soit dans l'air ambiant ou tout autre milieu gazeux ;; - étant tout ou partie d'un ensemble statique ou mobile, le système puisse acquérir ses propriétés dynamiques par tout moyen, notamment par propulsion ou lancement par tube-canon. Diverses formes de-réalisation de systèmes, permettant de disperser une charge constituée par des éléments discrets, ont été proposées ou mises en oeuvre. Elles consistent à placer la charge dont les éléments ont été judicieusement disposés à 11 intérieur d'une enveloppe qui doit pouvoir être éliminée plus ou moins rapidement. Après élimination de cette enveloppe ou coiffe, suivant la nature des éléments, ceux-ci diffusent naturellement dans le milieu ambiant, la diffusion est provoquée par le flux d'air résultant de la vitesse propre de la charge. Cette forme de réalisation quoique simple présente un inconvénient majeur qui réside dans le fait que la distribution spatiale des éléments est loin d'etre optimale, étant aléatoire et incontrôlable. Pour pallier l'inconvénient précité, il a été proposé d'in-suffler un flux de gaz à l'intérieur de la charge dans le but d'améliorer la dispersion. Toutefois, des concentrations de ma tière demeurent présentes, tels que l'entremelement des éléments parfaitement illustré par le vocable "nid d'oiseaux" utilisé dans la technique de dispersion des leurres radar du type filiforme. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvé- nients précités de l'art antérieur et de satisfaire aux exigences technique s et opérationrwelles précédemment énoncées par la mise en oeuvre d'un ensemble de moyens. Selon une caractéristique de l'invention, les constituants de la charge sont placés à l'intérieur d'une enceinte, hermétique, mise sous pression, et pouvant entre détruite en totalité ou en partie quasi-instantaneent. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enveloppe constituant la partie destructible de l'enceinte est réalisée en un matériau fragmentable permettant que la dispersion procède par expansion gazeuse. Belon une autre caractéristique de l'invention la directivité du diagramme de dispersion est obtenue par une disposition particu lièvre des constituants de la charge. Selon une autre caractéristique de l'invention la densité de distribution spatiale des éléments. peut être prédéterminée en modifiant la porosité locale de la charge par l'addition aux éléments d'un matériau de calage. D'autres caractéristiques apparaîtront dans la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et qui do1xle à titre explicatif mais nullement limitatif, des formes générales de réalisation et une forme de réalisation particulièrement adaptée à un système de dispersion d'éléments filiformes. Sur ces dessins - La figure 1 représente schématiquement un dispositif de dispersion d'une charge suivant l'invention - la figure 2 représente schématiquement une forme de réalisation assurant une dispersion directionnelle - la figure 3 représente schématiquement une forme de réalisation assurant une densité de répartition prédéterminée - la figure 4 représente une vue en coupe d'un système de dispersion d'éléments filiformes. Dans toutes les figures des références alphanumériques semblables indiquent des éléments semblables. La figure 1 représente sous une forme schématique un système de base, réalisé selon l'invention. lie système comporte une charge (G), constituée par des éléments ou un fluide, disposée dans une enceinte hermétique constituée par une enveloppe destructible (E). lie gaz qui doit être mélangé à la charge est introduit par un queusot (Q) scellable ou pouvant être fermé par tout procédé connu. li'enveloppe (E), de forme cylindrique, est réalisé en tout ou en partie en un matériau qui peut être rendu fragmentable quasiinstantanément. Ce matériau peut etre en verre, en matériau similaire tel qu'une céramique, ou tout autre matériau fragmentable. Par des traitements appropriés tels que: mécaniques, thermiques, chimiques ou leurs combinaisons, on confère à cette enveloppe des propriétés mécaniques telles que contraintes réparties, internes ou superficielles. Par un apport d'énergie, appliqué en au moins un point de l'enveloppe, les contraintes sont libérées, provoquant la fragmentation de l'enveloppe. La libération des contraintes est initiée par un dispositif d'initiation (I) placé, ici, à l'une des extrémités de l'enveloppe (E). lia taille des fragments, leur projection à l'extérieur du système dépendent du matériau choisi et des méthodes de traitement appliquées à l'enveloppe. le dispositif d'initiation (I) de la fragmentation de l'enveloppe (E) fournit un apport d'énergie, il peut être un composant pyrotechnique, un percuteur mécanique, une source d'énergie thermique, ou tout autre moyen capable d'un apport d'énergie. Cette forme d'élimination de l'enveloppe, préalablement mise sous pression, permet de controler le processus de l'expansion gazeuse, tout en n'altérant nullement la répartition des constituants de la charge dans l'espace. La valeur de la pression du gaz présent à l'intérieur de l'enceinte est prédéterminée par les diagrammes de dispersion que l'on désire obtenir, et dépend en particulier do la nature des éléments ou constituants de la charge et de l'environnement à l'instant de la fragnnen-tation de l'enveloppe. Autrement dit, le gaz présent dans l'enceinte ne contribue pas à l'élimination de l'enveloppe. i7 rapidité d'élimination de l'enveloppe, inhérente au processus de fragmentation provoquée, permet au mélange éléments-gaz de s'épandre dans l'espace erviron- nant. La dispersion obtenue ici sera sensiblement omnidirection- nelle. La figure 2 représente selon l'invention une forme de réalisa ticn d'un système dont le diagi-arime de répartition est directionnel. L'enveloppe fragmentable (2), reprelsentée ici en coupe transversale5 a la forme d'un cylindre. La charge constituée par les éléments à disperser est disposée dans un secteur cylindrique (S) tandis que le reste de l'enceinte constituée par l'enveloppe est complé- tée par un matériau de remplissage (M) peu ou non fragmentable, métallique ou autre. lie di-spositif initiateur de la fragmentation de l'enveloppe, non figuré , est disposé ici à l'une des extrémités du cylindre. Etant donné la nature du matériau de remplissage, le gaz sous pression est essentiellement confiné dans le secteur cylindrique (S). Lorsque la fragmentation de l'enceinte est opérée, le gaz contenu dans le secteur (S) se détend en répartissant les éléments suivant la direction indiquée par les flèches sur la figure 2. La figure D représente une forme de réalisation, selon l'invention, d'un système de dispersion dont le diagramme de répartition est uniforme et omnidirectionnel. Dans les formes de réalisation précédentes oU les éléments à disperser et le gaz sont distribués d'une manière uniforme à l'intérieur de l'enceinte, la vitesse V d'un élément à un instant t, est donnée par la formule simplifiée et approximative : Vt= Kr K, est un coefficient numérique qui dépend de la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte et r la distance de cet élément à l'axe longitudinal du système. Autrement dit, au moment de la fragmentation de l'enveloppe les éléments sont animés d'une vitesse Sensiblement proportionnelle à leur distance à l'axe 0, O du système et fonction de la pression régnant à l'intérieur de l'en- ceinte. De plus, la densité dans une portion du nuage formé dépend directement de la densité de la charge régnant dans la partie de la charge dont elle est issue. On cherche généralement à obtenir une densité de répartition spatiale prédéterminée des éléments, et pour y parvenir on agit, à la construction, sur la répartition des gaz et des constituants de la charge à l'intérieur de l'enceinte. Pour modifier ainsi cette répartition de gaz d'une partie de la charge à l'autre, on joue sur la porosité locale. On peut, pour cela, utiliser tout matériau à structure ouverte massive ou discontinue et, par exen- ple, utiliser des microsphères, des microbullesl ou tout autre matériau pulvérulent. lie diamètre de ces microsphères est, par exemple, de l'ordre de la fraction de millimètres. lia porosité du matériau de calage, ainsi formé est d'environ DC/o pour des billes d'un calibre uniforme, mais elle peut atteindre 10 % pour un mélange de microsphères de différents calibres ou l'adjonction de micreéléments de formes diverses. Sur la figure 7, Oll voit une coupe de l'enceinte constituée par l'enveloppe (E) et la charge (G). A titre d'exemple, les élé- ments de la charge sont distribués suivant trois zones concentriques : une zone centrale 21, caractérisée par l'absence d'un matériau de calage, les interstices entre les éléments discrets était remplis par le gaz, une zone intermédiaire (22) où les interstices sont remplis par un matériau de calage à forte porosité et une zone périphérique (23) où les interstices sont remplis par un ma tériau à faible porosité. Tors de l'élimination de l'enceinte les éléments situés à la périphérie de la charge auront une gamme de vitesse différente de celle de ceux situés dans la zone centrale, mais dans une moindre proportion que si le gaz avait été initialement uniformément réparti à l'intérieur de l'enceinte. Par ces moyens on contrôle la densité spatiale des éléments. lies figures 4a, 4b, 4c représentent, selon l'invention et à titre d'exemple, une vue en coupe, illustrant les détails de réalisation des moyens de 11 invention, appliqués à un système de dispersion d'une charge constituée par des éléments filiformes ou leurres radar, plus communément connus sous le vocable de "chafis'l dans la pratique anglo-saxonne. lie diagramme de dispersion que lton cherche à obtenir est sensiblement de symétrie cylindrique. lie système comporte : un support central (1), une enveloppe (E), deux flasques équipés ou embouts (2) et (3), la charge (C) à disperser rangee sur une structure (4). le support central (1) est constitué par un tube dont les fonctions sont - de supporter la structure (4) sur laquelle est rangée la charge 5 - de solidariser les deux embouts (2) et (3), - de ménager un passage (7) permettant la commande d'un générateur de C-AZ (5), - de permettre l'introduction du gaz sous pression dans 11 enceinte ainsi constituée par l'enveloppe (E) et les flasques associés (2) et (3). A cet effet, des orifices (9) sont pratiqués dans llépais- seur du tube. La fonction principale des flasques (2) et (3) équipés de joints toriques (6) est de rendre l'enceinte hermétique. En plus les flasques (2) et (3) supportent les moyens auxiliaires. lie flasque (2) porte le générateur de gaz (5) et une coiffe de protection (8) conférant conjointement un profil aérodynamique au système. lie flasque (3) porte le dispositif dtinitiation (L); sa fonction est aussi de recevoir un dispositif de lancement non figuré ici. Be-générateur de gaz (5) est constitué par un réservoir contenant une réserve de gaz sous pression, convenablement dimensionnée pour obtenir la masse de gaz nécessaire à la mise sous pression de ltenceinte. Ce réservoir, au lieu d'un gaz, peut contenir un liquide vaporisable à la température d'utilisation, ou même un produit délivrant par réaction chimique un ou des gaz compatibles avec les composante du système. De même, on peut utiliser la pression dynamique résultant du déplacement du dispositif. Les chaffs constituant la charge (E), ici représentée partiellement, sont rangés sur la structure (4) parallèlement à l'axe 0.0'. Les longueurs L1, L2, L3, des différents paquets de chaffs, sont déterminées par les bandes de fréquences électromagnétique des systèmes d'armes que l'on se propose de décevoir. La structure (4) comporte un trou axial permettant sa fixation sur le support central (1). Selon une caractériastique de cette forme de réalisation, l'enceinte n'est pas mise sous pression à la construction mais ultérieurement lors de l'emploi, de toute façon antérieurement à l'instant de la fragmentation commendée de l'enveloppe. Le dispositif d'initiation (I) de la fra@@entation de l'enveloppe (E) peut être réali sé par ne composants pyrotechniques places sur la périphérie de l'extrémité de l'enveloppe. Les moyens annexes tels que les eccurités et les allumeurs pyrotechniques, le percu- teur du réservoir et sa commande, connus de l'homme de l'art ne sont pas décrits. lie système, objet de l'invention, peut entre utilisé dans les cas où l'on veut, d'une manière contrôlée, éjecter et disperser une charge constituée par des éléments ou un fluide et tout particu- lièrement lorsque l'opération de dispersion doit être effectuée à distance. lie système peut être utilisé dans les applications nili- taires et civiles. Des applications particulièrement intéressantes peuvent être la mise en oeuvre rapide de leurres destinés à décevoir les système mes d'armes, 11 ensemencement localisé de l'espace, de l'atmosphère ou du sol. REVENDICATIONS 1. Système de e dispersion d'une charge permettant de contrôler la répartition spatiale de ses constituant 's caracterise en ce qutil comporte une enceinte hermétique et destructible contenvt la dite charge mélangée à un ga comprimé. 2. Système de dispersion d'une charge selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enceinte est formée en tout ou partie par une enveloppe (E) fragmentable quasi-instantanément et est équipée d'un dispositif d'initiation (I) destiné à initier la fragmentation de ladite enveloppe. D. Système de dispersion d'une charge selon la revendication 2,caractérisé en ce que l'enveloppe (E) est susceptible d'être rendu fragmentable par une opération de traitement thermique, mécanique ou chimique, ou une combinaison des trois. 4. Système de dispersion d'une charge selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'initiation (I) de la fragmentation de l'enveloppe (E) est une source d'énergie sus- ceptible de libérer les contraintes préétablies dans ladite en en loppe. 5. Système de dispersion d'une charge; selon la revendit tion 1, caractérisé en ce que ladite enceinte comporte un queusot destiné à introduire le gaz comprimé à la construc-tion du système, le mélange charge-gaz comprimé étant ainsi réalisé en permanence. 6. Système de dispersion d'une charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte comporte un générateur de gaz sous pression et des moyens permettant de transférer le gaz dudit générateur avant fragmentation de l'enveloppe, le mélange charge-gaz comprimé étant ainsi réalisé avant la fragmentation. 7. Système de dispersion d'une charge, selon la revendication 1, permettant de disperser lesdits constituants suivant une direction donnée, caractérisé parle fait que la charge (C) est localisée dans un secteur (S) pratiqué dans un matériau de remplissage de l'enceinte. 8. Système de dispersion d'une charge, selon la revendication 1, permettant d'obtenir une densité de répartition prédéterminée le long des directions de propagation des constituants de ladite charge, caractérisé par le fait que la charge est rendue hétérogène par mélange avec un matériau de calage, ledit mélange étant réalisé de telle manière à assurer la dite répartition. 9. Système de dispersion d'une charge, selon la revendication f, dans lequel les constituants de la charge sont des éléments filiformes, tels que des leurres, caractérisé en ce que la dite enceinte comporte une enveloppe cylindrique fragmentable, fermée à ses deux extrémités par des flasques rendus solidaires par un support central traversant llenceinte, ledit support central supportant une structure porte-charge. 10. Système de dispersion d'une charge, selon les revendications 6 et 9, caractérisé par le fait que ledit générateur de gaz sous pression est disposé sur l'un desdits flasques, extérieurement à l'enceinte, et est recouvert par une coiffe assurant un profil aérodynamique au système. 11. Système de dispersion d'une charge selon les revendications 2 et 9, caractérisé par le fait que llun des deux flasques comporte le dispositif d'initiation (I) et constitue la pièce d'a aptation destinée à recevoir un dispositif de lancement du système. 12. Système de dispersion d'une charge selon la revendication 9, caractérisé par le fait que ledit support central est un tube, supportant une structure porte-charge, assurant la liaison entre le réservoir de gaz et l'enceinte et permettant de ménager un passage à la commande du réservoir de gaz. 13. Projectile caractérisé en ce qu'il est équipé d'un système de dispersion d'une charge selon 11 invention.