Brevet FR2525974A1 — publié le 19831104

La présente invention se rapporte à un véhicule automobile pour fins militaires, en particulier à un blindé, comportant un ou plusieurs réservoirs de carburant. I1 est connu que la plupart des véhicules de combat, en particulier les blindés, sont généralement détruits en cas de guerre non pas par un coup les atteignant directement, mais par un coup atteignant leur réservoir et provoquant l'explosion et l'incendie du blindé. Les explosions secondaires et la chaleur intense qui se dégage instantanément dans le blindé, empêchent généralement l'équipage de se sauver lorsque le réservoir est touché par un projectile relativement inoffensif. La présente invention a par conséquent pour objet de faire fonctionner les véhicules automobiles pour fins militaires, en particulier les blindés, au moyen d'un carburant très ininflammable et d'utiliser des réservoirs dont le carburant, lorsqu'il est atteint ou traversé par un projectile, ne provoque aucune explosion secondaire et ne s'enflamme pas. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que pour empêcher la perte totale du blindé par incendie ou explosion lorsque les réservoirs à carburant sont atteints ou traversés par un projectile, ces réservoirs sont remplis d'un matériau accumulateur d'hydrogène qui, lors de son échauffement au-dessus de la température ambiante, restitue l'hydrogène à un système d'entratnement (moteur ou turbine) fonctionnant à l'hydrogène. Pour les véhicules à moteurs d'entratnement classiques, il est certes connu d'utiliser de l'hydrogène comme carburant à la place des hydrocarbures liquides. La raison en est qui l'avenir on n'aura ou ne ne disposera plus suffisamment d'hydrocarbures liquides produits à partir du pétrole. Par ailleurs, il y a de fortes chances pour que l'hydrogène puisse bientat être fabriqué économiquement en grande quantité, par exemple par électrolyse à haute température. L'inconvénient de l'hydrogène comme carburant réside toutefois dans le fait qu'on ne peut pas l'utiliser à l'état liquéfié et gazeux sous haute pression et que les réservoirs renfermant le matériau accumulateur d'hydrogène, ont au moine quatre fois le volume de ceux contenant des hydrocarbures.Comme le poids du matériau accumulateur est également élevé, la puissance massique et le rayon d'action des véhicules se trouvent considérablement diminués lorsqu'on utilise un système d'entratnement à hydrogène. On a été toutefois surpris de constater qu'il nty a aucun risque d'explosion ou d'incendie lorsque des réservoirs d'hydrogène sont atteints ou traversés par un projectile. Lorsqu'un réservoir est perforé, la pression et la température baissent immédiatement, si bien qu'il s'établit un équilibre réactionnel qui empêche l'hydrogène de s'échapper des matériaux accumulateurs. Ce n'est que dans de très rares cas isolés que, lorsqu'un réservoir d'hydrogène est atteint par un projectile, il se produit à l'extérieur du réservoir des explosions qui ne peuvent toutefois pas se propager et qui par conséquent restent absolument sans danger. L'autre inconvénient inhérent à l'emploi de l'hydrogène comme carburant et résidant dans le poids élevé des réservoirs remplis de matériaux accumulateurs peut, dans les véhicules automobiles pour fins militaires,en particulier les blindés, constituer un avantage du fait que ces réservoirs sont utilisés pour le blindage du véhicule et, pour les protéger contre les projectiles, sont constitués par des compartiments à double paroi isolés les uns des autres. En particulier, les réservoirs à hydrogène sont utilisés pour le blindage du fond ou de la partie supérieure du véhicule. Les véhicules blindés sont munis de blindages protecteurs au niveau de la plaque frontale et pour les protéger contre les projectiles arrivant sur le ctté sous un angle pouvant atteindre environ 45 . Ils sont assez vulnérables vis-à-vis des projectiles les atteignant par en haut et vis-à-vis de ceux qui traversent la plaque du fond (mines à charge creuse, projectiles pleins). Si, donc, on dispose les réservoirs d'hydrogène sur la plaque du fond, d'une part on renforce le blindage de cette partie particulièrement névralgique, et d'autre part, on abaisse le centre de gravité du véhicule suffisamment pour augmenter ses capacités d'évolution tous terrains. Une autre amélioration du blindage réside dans le fait que les réservoirs d'hydrogène sont placés aux endroits du véhicule qui nécessitent une protection contre les radiations neutroniques. Au cours d'essais, on a pu constater que les matériaux accumulateurs des réservoirs d'hydrogène opposaient une résistance considérable au rayonnement neutronique. Cet effet est mis en valeur dans le cas présent par le fait que le réservoir sert d'une part de réservoir de carburant, et d'autre part, d'enveloppe protectrice contre les projectiles et les radiations. Selon l'invention, il est avantageux que les réservoirs servant à l'accumulation de l'hydrogène soient remplis d'hydrures métalliques, par exemple ferrite de titane, lanthane-nickel ou analogue. Ces matériaux accumulateurs ont rait leur preuve et sont donc immédiatement utilisables. I1 est possible qu'à l'avenir on mette au point d'autres matériaux accumulateurs qui pourront être avantageusement utilisés pour l'objet de l'invention. Dans l'état actuel de la technique, le magnésium ne convient pas comme matériau accumulateur léger attendu qu'il est inflammable. I1 est possible que lton découvre des matériaux accumulateurs ininflammables à base de magnésium qui aient, d'une part, une bonne capacité d'accumulation et, d'autre part, un faible poids, de sorte que la puissance massique des véhicules ne serait que peu réduite par ces matériaux accumulateurs. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les matériaux accumulateurs sont constitués par des corps solides poreux, par exemple réunis par frittage. Ces corps frittés offrent une bonne protection mécanique, en particulier vis-à-vis des projectiles pleins. I1 est en outre avantageux selon l'invention que les différents réservoirs d'hydrogène cloisonnés les uns par rapport aux autres soient remplis de matériaux accumulateurs de types différents. Comme les différents matériaux accumulateurs cèdent le gaz hydrogène à différentes températures, le gaz au démarrage à froid sera prélevé sur d'autres réservoirs qu'en marche continue Les réservoirs spéciaux prévus pour le démarrage sont remplis de matériaux accumulateurs qui cèdent le gaz hydrogène fixé à des températures relativement basses. Si le niveau de la température ambiante ne suffit pas à cet effet, on peut utiliser des dispositifs de chauffage électriques comme préchauffeurs. De cette façon, le blindé sera toujours prêt à partir au combat, même par temps très froid. Dans unesystèmatisation avantageuse de l'invention, le matériau accumulateur est chauffé par la chaleur dissipée du moteur dfentratnement et un capteur de pression à l'intérieur du réservoir interrompt l'amenée de chaleur au réservoir en cas de fuite provoquez par un projectile. Pour l'amenée de la chaleur, on peut, par exemple, soit faire passer les conduites d'échappe-ment du moteur d'entratnement à travers les réservoirs, soit dis poser des échangeurs de chaleur ou des caloducs de façon qu'un chauffage suffisant des matériaux accumulateurs soit assuré par la température ambiante. La quantité de chaleur nécessaire est exactement dosée par des thermostats et des régulateurs de débit. On s'efforce de réaliser un bilan thermique presque fermé dans lequel la chaleur dissipée par les gaz d'échappement et le rerroidissement du moteur d'entratnement est, si possible, entièrement amenée aux matériaux accumulateurs. Selon l'invention, il est en outre avantageux de disposer en plus des réservoirs d'hydrogène et du moteur à hydrogène, un moteur conventionnel et des réservoirs larguables et/ou incorporés à demeure pour les hydrocarbures liquides. Le moteur d'entralnement peut aussi être réalisé sous la forme d'un moteur à carburants multiples fonctionnant aussi bien à l'hydrogène gazeux qu'aux hydrocarbures liquides carburés. Lorsqu'il n'y a aucun risque de tir ennemi, le blindé circule alors avec le carburant conventionnel qui se trouve dans des réservoirs larguables placés par exemple sur son arrière. A l'engagement du combat, les réservrois, de préférence constitués par des fats, sont largués et le blindé fonctionne désormais uniquemçnt au gaz hydrogène.L'autonomie restante est en général suffisante pour un combat assez long, attendu que celui-ci n'absorbe la plupart du temps qu'une fraction de l'autonomie totale du blindé. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue latérale du blindé; la figure 2 est un schéma de principe du réservoir à hydrogène du blindé; la figure 3 est un schéma de principe du fonctionnement d'un moteur d'entratnement fonctionnant avec le gaz prélevé sur les réservoirs d'hydrogène. La figure 1 représente une vue latérale d'un blindé-2 constitué par une caisse 4 avecdhâssis 6 et chatnes 8, un moteur d'entratnement 10 et une tourelle 12 avec canon 14. La caisse 4 est blindée sur sa face avant 16 et est constituée par de la tôle d'acier dans les autres zones. Si, conformément à l'invention, on utilise comme moteur d'entratnement 10 un moteur fonctionnant à l'hydrogène gazeux, les réservoirs 18 (figure 2) sont remplis d'un matériau accumulateur 20 pour l'hydrogène gazeux. Dans l'exemple de réalisation, le fond 22 du blindé 2 est réalisé à double paroi et est rempli de matériaucaccumulateurs, par exemple de la ferrite de titane ou du lanthane-nickel. Le fond 22 est constitué par les doubles parois 24, 26 et est divisé par des cloisons 28 en différents compartiments 18 servant de réservoirs. Dans les différents réservoirs, on peut placer des matériaux accumulateurs différents. La figure 2 représente en outre schématiquement les canalisations des réservoirs d'hydrogène 18, une conduite collectrice 30 servant au remplissage des réservoirs par l'intermédiaire des tubulures 32, 5 36, 38. L'hydrogène gazeux est repris dans les réservoirs par les conduites de prélèvement 40 à 46 qui débouchent dans une conduite principale 50. Cette conduite est également visible sur la figure 3. Elle aboutit au moteur 10 qu'elle alimente en hydrogène gazeux servant de carburant. Le moteur n'est représenté que schématiquement et est constitué par le carter 54, les culasses 56 et l'arbre de sortie 58. Les conduites d'échappement débouchent dans une conduite collectrice 60 à partir de laquelle un branchement 62 va vers les réservoirs 18 et les traverse. Le débit dans le branchement 62 est réglé par un thermostat 64, c8té moteur, et une valve 66, le débit de la conduite d'amenée de gaz 50 étant en outre mesuré en 65 et une vanne d'arrêt 68, placée-à l'extrémité de la conduite d'échappement 60, est actionnée au moyen d'une conduite de commande 70.Pendant le démarrage, la totalité de la chaleur des gaz d'échappement est envoyée à travers les réservoirs 18 afin d'y créer un niveau de température suffisant pour assurer un écoulement gazeux vers le moteur. Si la chaleur des gaz d'échappement ne suffit pas à cet effet, le matériau accumulateur est chauffé au moyen d'un chauffage électrique non représenté. Lorsque l'un des réservoirs 18 est atteint ou traversé par un projectile, les canalisations correspondantes sont bloquées à la main ou par exemple par des capteurs de pression qui annoncent la chute de pression dans le réservoir. I1 est donc recommandé de monter parallèlement le dispositif de remplissage, les conduits d'échappement des gaz ainsi que les caloducs (conduits chauds) des différents réservoirs ou encore de réunir ces réservoirs en groupes qui sont alors raccordés pour fonction ner en parallèle. Les explosions par gaz explosifs précités qui peuvent se produire lorsqu'un réservoir est atteint par un projectile, sont rendues inoffensives par le fait qu'au moins les éléments de paroi des réservoirs qui touchent à l'habitacle de l'équipage sont revêtus d'un matériau élastique (par exemple une feuille de polyéthylène de plusieurs millimètres d'épaisseur). Si un réservoir de ce type est atteint, le trou de pénétration dans la paroi du blindage et dans le réservoir reste ouvert, si bien que l'hydrogène gazeux se trouvant légèrement sous pression peut détonner avec une explosion inoffensive, tandis que le trou de sortie du réservoir se ferme à nouveau sous l'effet de la feuille élastique et une explosion par gaz explosif qui pourrait se produire à l'intérieur du blindé et mettre l'équipage en danger, n' n'est plus à craindre. REVENDICATIONS 1. Véhicule automobile pour fins militaires,en particulier blindé, comportant un ou plusieurs réservoirs de carburant, caractérisé par le fait que pour empêcher la perte totale du blindé par incendie ou explosion lorsque les réservoirs à carburant sont atteints ou traversés par unprojectile, ces réservoirs sont remplis d'un matériau accumulateur d'hydrogène par fixation et qui, en cas d'échauffement au-dessus de la température ambiante, restitue l'hydrogène à un système d'entratnement (moteur ou turbine) fonctionnant à l'hydrogène. 2. Véhicule automobile selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les réservoirs d'hydrogène, pour protéger le véhicule contre les projectiles, sont constitués par des compartiments à double paroi cloisonnés les uns par rapport aux autres. 3. Véhicule automobile selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les réservoirs d'hydrogène servent au blindage du fond et/ou de la partie supérieure du véhicule. 4. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les réservoirs d'hydrogène sont installés aux endroits du véhicule qui nécessitent une protection contre les radiations neutroniques. 5. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les réservoirs d'accumulation de l'hydrogène sont remplis d'hydrures métalliques par exemple ferrite de titane, lanthane-nickel ou analogue. 6. Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les matériaux accumulateurs sont constitués par des corps solides poreux, par exemple réunis par frittage. 7. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les différents réservoirs d'hydrogène cloisonnés les uns par rapport aux autres, sont remplis de matériaux accumulateurs de types différents. 8. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le matériau accumulateur est chauffé par la chaleur dissipée du moteur d'entratnement et qu'un capteur de pression interrompt l'apport thermique au réservoir en cas de fuite des réservoirs. 9. Véhicule automobile selon l'une quelconque des re vendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'on fait passer à travers les réservoirs des conduites tubulaires transportant la chaleur. 10. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les matériaux accumulateurs sont chauffés au moyen de caloducs. 11. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait quten plus des réservoirs d'hydrogène et du moteur à hydrogène, on prévoit un moteur conventionnel et des réservoirs larguables et/ou incorporés à demeure pour des hydrocarbures liquides. 12. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le moteur d'entratnement réalisé sous rorme de moteur à carburants multiplies, peut fonctionner à l'hydrogène ou aux hydrocarbures. 13. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que les parois des réservoirs d'hydrogène sont tout au moins partiellement revetues d'un matériau élastique.