Brevet FR2547908A1 — publié le 19841228

Structure de paroi pour dispositifs de protection contre les engins perforants, tels que projectiles pleins et dards de charges creuses. La présente invention se rapporte à une structure de paroi pour dispositifs de protection contre les engins per forants, tels que projectiles pleins et dards de charges creuses, comportant des éléments de blindage séparés disposés en une ou plusieurs couches. Une structure de paroi du type précité est décrite dans la demande de brevet secret allemand P 28 li 735.1-15. Dans cette demande; les éléments de blindage séparés sont constitués par des corps formant obstacles qui > en cas dtimpact, peuvent tourner à grande vitesse autour d'un point fixe placé en leurcentre ou osciller à grande vitesse angulaire autour d'un axe situé dans leur zone périphérique afin qu un obstacle se trouve de façon répétée et en quantité suffisante dans la trajectoire du projectile ou du dard de charge creuse traversant le blinda- ge. Avec des structures de paroi du type précité, la présente invention a pour objet d'obtenir par des moyens simples et sans augmentation du poids une amélioration de l'effet de protection contre les engins perforants > tels que les projet tilles pleins et les dards de charges creuses Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait qe les éléments de blindage sont réalisés sous la forme de corps à déplacement libre susceptibles d'entre accélérés par llimpact d'un engin perforant et que, pour les mouvements de translation et/ou de rotation il est prévu un espace dégagé placé en aval dans le sens de l'action de l'engin perforant. Cette nouvelle conceptlon selon l'invention n'entralne aucune augmentation de poids et sa réalisation ne présente aucune difficulté A l'inverse des modes de réalisation actuels elle ne vise pas à allonger le traJet de pénétration de l'engin perforant en accumulant les obstacles sur sa trajectoire Bien au contraire, elle consiste en premier leu à retirer à l'engin perforant la plus grande partie de son énergie cynétique et à l'utiliser dans la structure de parol pour l'accélération, la déformation et la production de chaleur par frottement. Ce résultat est assure par la conception spéciale des éléments de blindage séparés.En effet, lors de l'impact d'un engin perforant, l'élément de blindage atteint se trouve entraîné et participe intégralement au déplacement dans l'espace dégagé prévu à cet effet, Pour ce faire, sur des trajets d'un ordre de grandeur correspondant de préférence à l'étendue des éléments de blindage transversalement au sens d'action de l'engin perforant cgest-å-dtre en l'occurance entre l'engin perforant et 11 élément de blindage touché, il s'agît d'enregistrer des vitesses relatives telles que leur phase de contact daterminante pour un transfert d'énergie subisse une dilata- tion notable dans le temps d'une valeur non encore atteinte jusqu'ici.Pendant ce grand intervalle de contact, le transfert de l'impulsion de l'engin perforant au corps à déplace- ment libre entraîné est particulièrement efficace lorsque ce dernier présente une masse de l'ordre de grandeur de celle de l'engin perforant ayant atteins son but. Dans le cas des corps à déplacement libre, pour lesquels on peut utiliser comme matériau, suivant la nature de la menace, aussi bien des matières minérales et des substances organiques que des métaux, la traversée de l'engin perforant dans la plupart des cas de coups au but ne se fait pas au niveau du centre de gravité du corps, Il en résulte non seulement un mouvement de translation, mais aussi un mouvement de rotation de ce dernier. Compte tenu de cette considération, il est recommandé dans les corps à déplacement libre de concentrer une grande partie de leur masse dans la zone périphérique et/ou de procéder à une fIxatIon forcée qui, en cas d'impact, provoque une rotation du corps à déplacement libre autour d'un point ou un axe situé en dehors de 1 zone dudit corps.De cette façon en effet une partie noble de l'énergie cinétique est enlevée à l'engin perforant uniquement pour l'accélération en rotation du corps à déplacement libre touche, et ce > d'autant plus que la distance entre ce dernier et le point ou l'axe de rotation est plus grande, attendu qu'en pareil cas le rayon d'inertie intervient au carre. La rotation imprimée à un corps à déplacement libre lorsqu'11 est traversé par un engin perforant se révèle encore efficace d'un autre point de vue. Elle modifie en effet la direction de l'engin perforant ou tout au moins la position de ce dernier sur sa trajectoire. Cela provoque soit une dispersion en cas de changement de direction soit une augmentarton de la surface frontale en cas de changement de position. Dans les deux cas, il en résulte une dilution de la densité d'énergie ce qui rend superflu ou tout au moins facilite le-s autres mesures de protection à prendre. Une dilution de la densité d'énergie effective par effet de dispersion se produit également lorsque les corps à déplacement libre présentent du c8té entrée et du côté sortie de l'engin perforant une surface telle que l'entrée et la sortie de l'engin perforant s'effectuent sous des angles différents. Cela peut tre réalisé de différentes façons par exemple avec des corps à déplacement libre à surface convexe ou concave du côté entrée de l'engin perforant et surface concave ou convexe du côté sortie de ce dernier, avec des corps à déplacement libre qui ont une surface concave aussi bien du coté entrée que du côté sortie de l'engin perforant ou avec des corps à déplacement libre qui du cSté entrée et du caté sortie de l'engin perforant présentent des surfaces formées par des surfaces partielles différemment orientées. Comme mesures supplémentaires pour réaliser une décompo- sition intense de lténergle, il est recommandé d'utiliser pour les corps à déplacement libre des moyens d'amortissement du côté de l'espace dégage', par exemple des moyens qui servent en même temps d'organes permettant la translation et/ou la rotation des corps à déplacement libre et d'organes de raccordement entre ces derniers et les parois fixes côté opposé3 de l'espace dégagé. On entend par là entre autres des supports élastiques ou de préférence des éléments en matière plastique expansée à cellules ouvertes ou fermées venant s'appliquer sur toute leur surface sur les corps à déplacement libre et sur les parois de l'espace dégagé prévu pour leur évolution. Comme alternative intéressante, on peut également envlsager à cet effet des moyens d'amortissement sous forme de matières solides eompressibles, de liquides ou de gaz, L'invention s*maN ux eomprSse à aide de la descrip- tlon de modes de réalisation pris comme exemples mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente schématiquement une section de structure de paroi pour dispositifs de protection contre les engins perforants; les figures 2 à 12 représentent des sections de structure de paroi d même nature, mais modifiées par rapport à la figure 1. La figure 1 représente la structure 1 d'une cible. En amont de eelle-ei dans le sens 3 de l'action de l'engin perforant2 est par exemple placée une couche d'éléments de blindage séparés 5 disposés en laissant subsister un espace inter- médiaire 4 et servant de protection contre les engins perfo- rants 2 En ce qui concerne ces éléments de blindage 5, il T agit de corps à déplacement libre susceptibles d'être accélérés par un engin perforant les atteignant et dans le sens 3 de l'impact de ce dernier, l'espace intermédiaire 4 représentant l'espace dégagé servant à leur déplacenento Dans leur position initiale, ces corps à déplacement libre 5 se trouvent par exemple dans une matrice 6 pour laquelle des matières thermoplastiques, comme le polyamide en forme de tissu ou de bloc, ou des élastomères, comme le silicone, ayant un point de transition vitreuse en dessous de la température d'utilisa- talon la plus basse constituentdes matériaux appropriés. Sur la figure 2, des supports élastiques 7 servant d'organes de raccordement à caractéristiques d'amortissement, partent de la structure 1 de la cible, traversent l'espace dégagé 4 et aboutissent aux corps à déplacement libre dont on n'a reproduit qu'un seul exemplaire 5 par souci de clarté. La figure 3 diffère de la figure 2 par le fait que5 dans l'espace dégagé 4, les supports élastiques 7 sont remplacés par un élément mousse 8 à cellules ouvertes ou fermees mettant en contact sur toute leur surface la structure 1 de la cible et les corps à déplacement libre 5. Sur la figure 4, dans l'espace dégagé 4 entre la structure 1 de la cible et les corps à déplacement libre 5 se trouve une masse compressible 93 par exemple sous forme de liquide ou de gaz, remplissant totalement cet espace, Les figures 5 à 7 représentent des anodes de réalisation dans lesquels les corps à déplacement libre 5 sont en mesure d'exécuter un mouvement de rotation dans une section 4a de l'espace dégagé 4. Dans la section restante, voisine de la structure 1 de la cible et désigne Par 4b, de l'espace dégagé 4, sont placés des ressorts 10 (figure 5) ou des masses se compressibles 11, 12 (figures 6 et 7)/trouvant à l'état solide, liquide ou gazeux et servant à l'smortlssement. Sur la figure 8, un mode de réalisation selon la figure 2 est intégré dans une chambre 13 d'un blindage à cloisons. La figure 9 représente deux chambres 14 et 15, situées l'une derrière l'autre dans le sens 3 de l'impact de l'engin performant, d'un blindage à cloisons, la chambre 14 renfermant un mode de réalisation selon la figure 3 et la chambre 15 un mode de réalisation selon la figure 2. La figure 10 représente un corps à déplacement libre 16 pendant la traversée excentrique d'un engin perforant 17. En pareil cas, l'impulsion de l'engin perforant 17 est transmise tout au moins en partie au corps à déplacement libre 16 en lui imprimant un mouvement de translation 18 et un mouvement de rotation 19. Par suite du mouvement de translation 18, le corps à déplacement libre 16 reste un intervalle de temps relativement grand en prise avec l'engin perforant 17, avec comme résultat positif un transfert efficace d'énergie. Le mouvement de rotation 19 est celui qui provoque un basculement de l'engin perforant 17S c'est-à-dire celui qui modifie sa position relative par rapport à la -trajectoire 20 ou modifie simplement cette trajectoire 20. Le résultat est une augmentation de la surface frontale dans le sens de la trajectoire 20 et par conséquent une dilution de la densité d'énergie. La figure 11 représente la façon dont un dard de charge creuse 22 ainsi qu'un projectile 23 se déplaçant en translation sur une trajectoire 21 aboutit à une chambre 24 d'un blindage à cloisons 25, Dans la chambre 24, un grand nombre de corps à déplacement libre 26 à 28 de petites dimensions sont disposés en plusieurs couches, et ce, en laissant subsister des espaces dégagés 29 pour leur déplacement . I1 est recommandé en pareil cas de noyer tout au moins en partie les corps à déplacement libre 26 à 28 dans un tissu de polyamide) des plaques de po'lamide, de-la céramique ou des élastomères, que lton a renoncé à représenter par souci de clarté. En ce qui concerne les corps à déplacement libre 26 à 28, il s'agit en l'occurrence de corps à tangente varialbe, afin que, pour les ralsons précitées, entrée de l'engin perforant dans un corps à déplacement libre s'effectue sous un angle différent de celui de la sortie. Dans le cas des corps à déplacement libre 26, la tangente varialbe est réallsée avec surface convexe ou concave du côté de l'entrée de engin perforant et surface concave ou convexe du càté de la sortie de ce dernier. Avec les corps à déplacement libre bic encaves 27, on obtient non seulement une tangente variable2 mais aussi une concentration des masses dans la périphérie des corps, ce qui constitue un avantage comme déjà expliqué. En ce qui concerne les corps à déplacement libre 28, c'est finalement leur forme polyédri que spéciale peu coûteuse à fabriquer qui garantit la tangente variable. La figure 12 représente la trajectoire 31 d'un engin perforant à travers la structure 32 d'une cible cloisonnée qui délimite un espace dégagé 33. Dans cet espace dégagé 33, un corps à déplacement libre 34 est mont de façon à pouvoir tourner sur deux axes autour d'un point 36, par exemple à l'aide d'un réseau 35. Compte tenu de cette disposition, l'impulsion de l'engin perforant provoque un mouvement de translation du corps à déplacement libre 34 dans le sens 31 et un mouvement de rotation de ce même corps 34 sur la trajectoire 37 autour du point 36. Le grand rayon d'inertie a comme conséquence positive une grande consommation d'énergie pour 1 'accé- lération en rotation. REVENDICATION5 1. Structure de paroi pour dispositifs de protection contre les engins perforants tels que projectiles pleins et dards de charges creuses, comportant des éléments de blindage séparés diposés en une ou plusieurs, couches > caractérisée par le fait que les éléments de blindage sont réalisés sous la forme de corps à déplacement libre (5? 16, 26 à 28, 34) susceptibles d'être accélérés par l'impact d'un engin perforant (2, 22 23) et qu'un espace dégagé ( 4, 29, 33) pour les mouvements de translation et/ou de rotation est prévu en aval dans le sens 3, 20, 21, 31) de l'action de l'engin perforant. 2. Structure de paroi selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les corps à déplacement libre (5, 16, 26 à 28, 34) présentent une masse de l'ordre de grandeur de celle de l'engin perforant susceptible de les atteindre, 3. Structure de paroi selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les corps à déplacement libre (27) présentent une concentration de leur masse dans la zone périphérique. 4. Structure de paroi sion l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les corps à dép placement libre (34) sont maintenus par une fixation (35) telle que ces derniers lors de l'impact d'un engin perforant exécutent un mouvement de rotation autour d'un point ou d'un axe (36) situé en dehors de la zone du corps. 5. Structure de paroi selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'espace dégagé (4,29, 33) dans le sens (3, 20, 21, 31) de l'action de l'engin perforant présente tout au moins une étendue de l'ordre de grandeur de celle du corps à déplacement libre (5, 16 > 26 à 28, 34) transversalement au sens (3, 20, 21, 31) de l'action de l'engin perforant. 6. Structure de paroi selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les corps à déplacement libre 15) dans leur position initiale sont entourés par une matrice (6) tout au moins par zone. 7. Structure de paroi selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la matrice (6) est en matière thermoplastique telle que le polyamide. 8. Structure de paroi selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la matrice (6) est réalisée en un élastomère avec point de transition vitreuse situé en dessous de la température d'utilisation la plus basse. 9. Structure de paroi selon la revendlcatlon 1 ou 5, caractérisée par le fait que des moyens d'amortissement (7 > 12) pour les corps à déplacement libre (5) sont prévus du coté de l'espace dégagé (4). 10. Structure de paroi selon la revendication 9, caractérisée par le fait que les moyens d'amortissement sont en meAme temps réalisés sous la forme d'organes de raccordement (7 > 8) entre les corps à déplacement libre (5) et les parois fixes (1) du côté de l'espace dégagé opposé à ces derniers. 11. Structure de paroi selon la revendication 10, caractérisée par le fait que des supports élastiques (7) servent d'organes de raccordement,, 12. Structure de paroi selon la revendication 10, caractérisée par le fait que des élements (8) en matière plastique expansées à cellules ouvertes ou fermées s'appliquant de préférence sur toute leur surface sur les corps à déplacement libre (5) et les parois (1) de l'espace dégagé servent d'organes de raccordement., 13. Structure de paroi selon la revendication 9, caractérisée par le fait que des matières solides compresslbles, des liquides ou des gaz (11 12) servent de moyens d'amortissement. 14. Structure de paroi selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les corps à déplacement libre (26 à 28) du cAoté.entrée de l'engin perforant et du côté sortie de ce dernier ont une surface telle que l'angle d'en- trée et l'angle de sortie de l'engin perforant présentent des valeurs différentes. 15. Structure de paroi selon la revendication 14, caractérisée par le fait que les corps à déplacement libre (26) du côté entrée de l'engin perforant présentent une surface convexe ou concave et du caté sortie de l'engin perforant une surface concave ou convexe. 16. Structure de paroi selon la revendication 14, caractérisée par le fait que les corps à déplacement libre (27) du côté entrée et du caté sortie de l'engin perforant présentent des surfaces concaves. 17. Structure de paroi selon la revendication 14, caractérisée par le fait que les corps à déplacement libre (28) du côté entrée et du côté sortie de l'engin perfprant présentent des surfaces formées par des surfaces partielles différemment orientées.