Brevet FR2488390A1 — publié le 19820212

Le développement de nouvelles fibres , et l'évolution des technologies de mise en oeuvre de matériaux composites utilisant ces fibres comme élément constitutif principal d'une construction à la fois légère et solide, permet de remplacer de nombreux composants métalliques dans la réalisation de structures de projectiles et de missiles Cependant, ces différents matériaux composites ne satisfont pas systématiquement à tous les emplois, et ils nécessitent des dispositions particulières tant dans le choix des composants de base (fibres et résines, par exemple), que dans la conception technique des structures et dans la technologie de mise en oeuvre. Les éléments structurels à parois minces, comme les enveloppes des projectiles antichars, par exemple, subissent des contraintes composées de compression axiale et de pression radiale. Le principe meme du comportement d'un enroulement filamentaire ne permet pas de répondre directement au problème posé par ltexistence de de ces contraintes. La présente invention apporte une solution à ce problème en constituant l'enveloppe (mince) par au moins deux couches superposées d'enroulements filamentaires différents, organisées pour absorber les efforts de compression axiale, d'une part, et éventuellement les efforts de pression radiale, d'autre part. On obtient ainsi, selon l'invention, une construction légère et solide, spécifiquement plus performante que ne le serait une construction équivalente métallique. Sans sortir du cadre de l'invention, la construction filamentaire peut présenter des épaulements,des filetages ou des bossages, sans que cela nécessite l'exécution d'usinages ultérieurs. On rappelle qu'une pièce en fibres bobinées, par exemple un cylindre creux, soumise à un effort de compression suivant son axe longitudinal, nécessite une disposition des fibres telle que l'axe de ces fibres fasse un angle bu le plus petit possible avec l'axe de cet effort. Mais cet effort de compression induit, pour certaines valeurs critiques, des efforts de flambage dans la pièce, d'où des efforts de flexion dans les fibres, ce qui est défavorable. I1 est donc nécessaire de maintenir circonférentiellement la nappe axiale des fibres pour que celles-ci travaillent en compression. C'est précisément ce que permet le procédé selon l'invention. Le dessin ci-joint montre un exemple, non limitatif, de réalisation de ce type de pièce selon l'invention. I1 est bien précisé, cependant, qu'il s'agit uniquement d'exemple, que tous autres modes de construction, formes, proportions, dispositions, etc, peuvent entre également utilisés sans sortir du cadre de l'invention. I1 est d'ailleurs rappelé que, si l'exemple traité se rapporte à un projectile à charge creuse, l'invention s'applique également à tous autres projectiles, bombes, obus, etc. La Figure unique du dessin représente une vue en demi-coupe longitudinale d'un projectile explosif qui se compose d'une enveloppe (A) selon l'invention, en bobiné complexe (fibre de verre, dellkevlar" de carbone ou autre), d'un revêtement de charge creuse (B), et d'un chargement en explo sif (C). Selon l'invention, pour réaliser l'enveloppe (A), on bobine sur un mandrin,ou sur une autre pièce du sous-ensemble à constituer, d'abord une première série de nappes de fibres (1) (par exemple fibre de carbone, exemple non limitatif), selon un angle d'enroulement 1 > ( le plus proche possible de O" (à définir dans chaque cas, selon l'intensité de l'effort, la forme de la pièce ...), et on renforce radialement cette nappe par le bobinage d'une deuxième série de nappes de fibres (2) selon un angle d'enroule ment $ le plus proche possible de 90" (à définir aussi dans chaque cas, selon la largeur de nappes et la forme de la pièce). Selon l'invention, la forme intérieure, qui doit être de révolution, peut etre engendrée, par rotation autour de son axe de révolution XX', par une droite parallèle ou non à cet axe, par certaines courbes ou certaines lignes brisées (3). Dans le cas de certaines lignes brisées, on peut réaliser, selon l'invention, les épaulements par un enroulement préalable d'une série de nappes de fibres (4), selon un angle d'enroulement g le plus proche possible de 90" (à définir dans chaque cas, selon la largeur des nappes et la forme de l'épaulement). Ces enroulements préalables (4) assurent, par un remplissage préalable, une bonne transmission des efforts aux fibres du premier enroulement (1), d'angle Q( Dans le cas où l'on souhaite réaliser une pièce comportant un filetage (5) ou bossage ou renflement, annulaire ou non (6), on réalise ceux-ci, selon l'invention, par surmoulage après l'exécution du double enroulement (1) - (2), et avant de polymériser la pièce. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour la réalisation de pièces de révolution chargées en explosif, telles que, notamment, corps de charge, enveloppe de tête militaire, roquettes ou missiles, engendrées par rotation, autour de l'axe de révolution, d'une directrice parallèle ou non parallèle à cet axe, la directrice étant une droite ou une ligne courbe ou une ligne brisée, travaillant en compression et en pression radiale, caractérisé par l'utilisation d'au moins deux couches superposées d'enroulements filamentaires constitués de fibres telles que fibres minérales, les fibres de l'une des couches (1) faisant, avec le grand axe de la pièce de révolution, un angle proche de 0 , les fibres de l'autre couche (2), ou des autres couches, faisant avec cet axe un angle voisin de 90". 2 - Procédé de réalisation de pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas d'une forme intérieure complexe, telle que ligne brisée, on utilise des enroulements préalables partiels, autour desquels sont ensuite effectués lesdits enroulements superposés. 3 - Procédé de réalisation de pièces suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des bossages, filetages, renflements, annulaires ou non, que doit comporter la pièce sont rapportés par surmoulage après l'exécution des enroulements superposés, et avant polymérisation de la pièce. 4 - Pièces de révolution chargées en explosif, telles que, notamment, corps de charge, enveloppe de tête militaire, roquettes ou missiles, réalisées conformément au procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.