Brevet FR2632392A1 — publié le 19891208

SYSTEME DE BLINDAGE La présente invention se rapporte à un perfec- tionnement de -la capacité de survie, et plus particu- lièrement à des systèmes destinés à accroitre la capa- cité de survie de véhicules blindés et similaires. Les véhicules et systèmes blindés sont conçus pour assurer une protection balistique proportionnée à une menace spécifique. En ce qui concerne ce type de véhicules et de systèmes, l'aptitude-à modifier facile- ment et rapidement la configuration du blindage ou à réparer rapidement un blindage endommagé en fonction des menaces particulières auxquelles le véhicule ou le sys- tème sont susceptibles d'être exposés, peut accroître la capacité de survie. De plus, des agencements qui rédui- sent la "signature" du véhicule (en termes de rayonne- ment électromagnétique, de rayonnement infrarouge, ou similaires) peuvent également contribuer à améliorer la capacité de survie. L'apparition d'un nouveau blindage de véhicules sur le terrain incite à la mise au point de nouvelles armes et munitions plus perfectionnées encore pour détruire ce nouveau blindage. Pour accroître la ca- pacité de survie, le blindage en applique a été propo- sé, c'est-à-dire un blindage supplémentaire appliqué par dessus le blindage de base conçu et fabriqué avec le véhicule ou système. Il a été proposé de fixer ce blin- dage d'applique au blindage de base par liaison adhési- ve, par boulonnage mécanique ou par fixation magnétique. Conformément à l'un des aspects de l'invention, il est prévu un système améliorant la capacité de sur- vie, système qui comprend une première structure d'at- tache séparable fixée sur- la surface du véhicule ou sys- tème dont on veut améliorer la capacité de survie, et un ensemble de tuiles de blindage, chaque tuile de blindage comportant des surfaces opposées ayant une seconde structure d'attache séparable complémentaire à la pre- mière structure d'attache séparable assujettie sur l'une de ses surfaces, une des structures d'attache séparable présentant un grand nombre d'éléments d'accrochage en saillie (par exemple du type en "crochet" ou en "pointe de lance") et l'autre structure d'attache coopérante présentant une structure complémentaire pouvant s'enga- ger de façon amovible dans les éléments d'accrochage. Chaque tuile de blindage comporte de plus des portions de surface de périmètre pour la juxtaposition d'apparie- ment avec des portions de surface de périmètre des tui- les de blindage contiguës en vue d'assurer une couche supplémentaire composite de blindage avec la structure d'attache qui continue à assurer la fixation de façon efficace, même lorsque les tuiles de blindage sont sou- mises à des forces de cisaillement importantes (par exemple lors d'un impact balistique et de l'éclatement d'une tuile contiguë) et qui possède des caractéristi- ques de dissipation de forces efficaces. De préférence, les structures d'attache à l'état assemblé, présentent une contrainte à la traction d'au moins environ 34500 pascals et une contrainte au cisaillement d'au moins environ 69000 pascals. De préférence, le système d'amélioration de la capacité de survie comprend de plus une structure de couverture souple, munie d'une structure d'attache sépa- rable du second type fixée sur la surface intérieure de la structure de couverture pour l'engagement réciproque de fixation avec la structure d'attache séparable du premier type. La structure de couverture comprend de préférence des caractéristiques de réduction de "signa- ture" (en termes de rayonnement électromagnétique, de rayonnement infrarouge, ou similaires, selon le cas) et dans un mode de réalisation particulier, elle est en caoutchouc silicone avec une matière particulaire enro- bée de réduction de signaux. Bien que la tuile de blin- dage puisse être réalisée en différentes matières, y compris en métaux et en matières réactives (par exemple explosives), dans des modes de réalisation particuliers, la matière de la tuile de blindage est une matière céramique telle que du carbure de bore, du carbure de silicium, de l'oxyde d'aluminium, du borure de titane, ou matières apparentes. De préférence, chaque tuile de blindage en céramique comporte des surfaces planes op- posées et elle présente au moins une épaisseur d'environ 1 cm, sa configuration est polygonale avec une longueur des surfaces de rives de périmètre d'au moins environ 4 cm. La structure d'attache séparable du premier type est liée à une surface plane de la tuile de blindage et la structure d'attache séparable du second type est liée à sa surface plane opposée. De préférence, l'une des structures d'attache séparable comprend une série de crochets qui s'étendent vers le haut à partit d'une portion de base, chaque cro- chet comprenant une portion de tige souple et une por- tion de tête, la portion de'tête comprenant une partie fléchissante inclinée faisant saillie latéralement et une surface de verrouillage située entre la portion de, surface fléchissante et la portion de tige pour venir en contact avec une portion de la structure d'attache co- opérante en relation de fixation. Bien que les éléments d'attache puissent être constitués par une variété de matières, y compris des métaux, dans des modes de réali- sation particuliers, la portion de base et les crochets sont en matière de polymère thermoplastique tels que du nylon, du polypropylene ou matières apparentées, et la portion de base de la structure d'attache est liée de façon adhésive avec de l'époxyde ou matière similaire à sa surface de fixation. Dans un mode de réalisation particulier, la structure d'attache coopérante comprend un grand nombre de boucles. Les systèmes d'amélioration de la capacité de survie conformément à l'invention facilitent le montage d'éléments de blindage auxiliaires de même que leur en- lèvement et remise en place permettant de procéder faci- lement à des perfectionnements techniques ultérieurs du blindage. Il n'y a pas lieu d'apporter des modifications au blindage de base du véhicule ou système, pas plus que le système d'amélioration de la capacité de survie ne porte atteinte à l'intégrité de la structure du blindage de base. Sur le terrain, les tuiles de blindage endomma- gées pourront être facilement remplacées. Les interac- tions entre des tuiles de blindage contiguës et entre les tuiles de blindage et le blindage de base sont tel- les que l'impact destructeur d'un projectile sur une tuile n'entraîne qu'une détérioration minime et/ou un faible déplacement des tuiles contiguës. L'intégrité de la structure du système d'attache résiste aux chocs inhérents au système, vibrations, charges d'écrasement, etc.. Le blindage supplémentaire peut être stocké ou transporté séparément du véhicule pour mise en place sur le chantier lorsque l'on souhaite utiliser le blindage perfectionné et il peut également être appliqué sélectivement sur des parties souhaitées du véhicule, améliorant ainsi la polyvalence de ce dernier. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention découleront à la lecture de la description d'un mode de réalisation particulier en référence avec les dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'un véhicule blindé léger qui met en oeuvre un système de perfectionnement de capacité de survie conformément à l'invention, les vues agrandies des figures 1A, lB et 1C illustrant des configurations particulières des systèmes de perfection- nement de la capacité de survie conformément'à l'inven- tion; - la figure 2 est une vue en élévation d'un ensemble de tuiles de blindage conformément à l'inven- tion; - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'une portion de tuile de blindage'conformément à l'in- vention; - la figure 4 est une vue schématique en coupe de parties de composants du système de perfectionnement de la capacité de survie de la figure 1 en relation séparée; - la figure 5 est une vue schématique similaire des composants du système de perfectionnement de la capacité de survie de la figure 4 en relation attachée; - la figure 6 est un graphique montrant les ca- ractéristiques de tension/allongement d'un système de perfectionnement de la capacité de survie conformément à l'invention et d'un système de liaison adhésive; et - la figure 7 est une vue similaire à-la figure 1 d'un véhicule blindé léger montrant le remplacement de tuiles blindées sur le terrain. La figure 1 montre un véhicule léger à grande mobilité 10 qui comprend une caisse 12 montée sur une série de roues commandées 14 et une tourelle 16 sur la caisse 12. La caisse 12 est construite à partir d'une plaque blindée en acier t8 d'une épaisseur de 0,635 cm et comporte une structure d'attache 20 sur la surface extérieure de la caisse en acier. La structure 20 com- prend une série de crochets verticaux 22 qui sont so- lidaires de l'embase 24 et réalisés en nylon moulé par injection, l'embase 24 étant fixée sur la surface du blindage 18 avec de l'époxyde ou une autre substance adhésive appropriée. Les crochets 22 d'une hauteur d'en- viron 4 mm sont flexibles et facilitent l'engagement et le désengagement réciproque souple avec la structure complémentaire d'un élément d'attache séparable coopé- rant. La structure d'attache de recouvrement 20 est constituée par une plaque de recouvrement souple 30 qui assure une réduction de "signature" (telle que par exem- ple un pouvoir réfléchissant modifié par rapport au ra- yonnement électromagnétique, au rayonnement infrarouge ou similaires). La plaque de recouvrement 30 comprend un substrat en caoutchouc silicone dans lequel est enrobée une matière particulaire de réduction de signaux 28, la plaque 30 ayant une épaisseur d'environ 6 mm. La struc- ture d'attache 32 est fixée sur la surface intérieure de la plaque de recouvrement 30 au moyen d'une substance adhésive appropriée, structure d'attache 32 qui comprend un ensemble de boucles 34 en matière polymère, les bou- cles ayant des hauteurs d'environ 3 mm. Les crochets 22 de la structure d'attache 20 peuvent s'engager dans des boucles 34 de la plaque de recouvrement 30 dans la zone supérieure 26 montrée à la figure 1A. En d'autres emplacements de la caisse 12, une ou plusieurs couches de tuiles de blindage en céramique peuvent être intercalées entre la caisse 12 et la plaque de recouvrement 30, une seule couche de tuiles de blindage 40 étant prévue dans la zone latérale 36 comme cela est montré à la figure lB, et une double couche de tuiles de blindage 40 étant prévue dans la zone frontale 38 comme cela est montré à la figure 1C. Chaque tuile en céramique 40 est en carbure de bore d'environ 2 cm d'é- paisseur et présente une configuration hexagonale avec les sections de rive droite du périmètre ayant une lon- gueur d'environ 8 cm. Comme cela est montré à la figure 4, la structure d'attache séparable 44 similaire à la structure d'attache de recouvrement 32 est fixée sur la surface plane 42 de chaque tuile, et la structure d'at- tache séparable 48 du type à accrochage similaire à la structure d'attache de caisse 20 est assujettie sur la surface opposée 46. Une portion d'un ensemble de tuiles de blindage 40 assujettie sur la plaque de blindage 18 est montrée schématiquement à la figure 2. 26 2392 Comme cela est montré à la figure 3, la struc- ture d'attache 48 comprend une portion d'embase 50 et une série de crochets 52, dont chacun comprend une por- -tion de tige souple 54, une surface infléchie 56 et une surface de verrouillage 58. On comprendra que d'autres configurations d'éléments d'accrochage (en forme de "flèches" ou de "pointes de lance" peuvent être utili- sées. Les éléments d'accrochage 22 de la structure d'at- tache séparable 20 assujettis à la caisse 12 sont de configuration similaire. Des structures d'attache sépa- rables coopérantes 32, 44, comprennent des boucles en fil de nylon ou en fil métallique 34 fixées sur la pla- que d'embase 60. Des structures d'attache séparables 44, 48, sont assujetties sur les tuiles de blindage 40 au moyen d'agents de liaison 62. Les figures 4 et 5 montrent des vues transversa- les schématiques de composants du système de perfection- nement de la capacité de survie, ces composants étant montrés en relation séparée à la figure 4 et en relation attachée à la figure 5. La force de fixation de l'ensemble d'attache du système de perfectionnement de la capacité de survie est fonction de la configuration, de la densité et de la matière des crochets 22, (52) ainsi que de la dimension, du nombre et de la matière des boucles 34. Dans un mode de réalisation particulier, les structures d'attache 22, 34, en relation attachée, présentent une contrainte à la traction d'environ 48300 pascals ou un total de 801 new- tons sur une surface de 167 cm2 pour chaque tuile 40; et une contrainte au cisaillement d'environ 103500 pas- cals ou un total de 1735 newtons pour la surface de 167 cm d'une tuile 40. L'agencement du système d'atta- che confère des caractéristiques de réception et d'ab- sorption'de la force de compression. - Ia relation tension-allongement des agencements d'attache crochet/boucle soumis à des forces latérales (de cisaillement) est reproduite sur le graphique de la figure 6. Comme cela est indiqué par la ligne 70, lors- que les crochets 22 (52) sont engagés dans les boucles 34, la relation tension-allongement de la force d'atta- che est maintenue à un niveau élevé lorsqu'une tuile 40 est soumise à une force de cisaillement croissante, les boucles 34 cédant mais les crochets 22 (52) reprenant les boucles contiguës 34 et continuant à assurer une grande efficacité d'attache. Ainsi, le système d'attache présente des caractéristiques d'absorption d'énergie contrairement à un système d'adhérence, par exemple celui montré par la courbe 72 à la figure 6, qui assure une résistance aux forces de cisaillement jusqu'à une pointe 74, mais fait défaut lorsque l'adhésif de liaison est rompu et lorsque la tuile n'est alors plus fixée sur le substrat de blindage 18. Comme cela est montré à la figure 2, un missile balistique qui a frappé la tuile 40A tranfère l'énergie aux six tuiles environnantes 40B, et chacune des tuiles immédiatement contiguës 40 B transmet de façon corres- pondante l'énergie aux douze tuiles environnantes 40C. Le système de blindage fournit ainsi une dissipation progressive de l'énergie et conserve pratiquement l'in- tégrité du blindage. Comme cela est montré à la figure 7, les tuiles de blindage 40 peuvent être amenées sur le terrain dans des conteneurs de transport appropriés 80. Dans chaque conteneur 80, les tuiles 40 possèdent les structures d'attache complémentaires 44, 48 sur leurs surfaces op- posées et peuvent être facilement et rapidement montées -sur le véhicule 10 sur le terrain. Par exemple, au cas o les tuiles de blindage 40 seraient endommagées sur la partie de surface frontale 38 comme cela est indiqué par la référence 82, on pourra dénuder le recouvrement de réduction de signature 30, enlever les tuiles endomma- gées (par exemple à l'aide d'un outil du type pied de biche ou pince levier) et les remplacer par des tuiles neuves 40 que l'on met en place simplement en exerçant - une pression sur la tuile 40 en direction de la caisse 12 pour engager les structures d'attache complémentai- res. Après le remplacement des tuiles, le recouvrement est réassujetti sur la couche de tuiles extérieures également par une simple action de pression. Une section auxiliaire de structure de recouvrement 30 peut être fixée sur la zone endommagée 84 si on le souhaite. De façon similaire, d'autres tuiles 40 peuvent être rempla- cées ou ajoutées sur le terrain selon le cas, par exem- ple en 86 sur la surface latérale 36. Le système de perfectionnement de la capacité de survie comprend une tuile de blindage munie d'iu'ne struc- ture d'attache qui assure une absorption d'énergie et continue à assurer la fixation lorsqu'elle est exposée à des forces de cisaillement importantes résultant par exemple de la détonation d'un missile explosif sur une tuile de blindage contiguë. Les forces appliquées aux tuiles contiguës 40 peuvent être ajustées en fonction du système d'attache et sont atténuées par le transfert' d'énergie aux tuiles adjacentes et par la résistance élevée aux glissements des structures d'attache sans toutefois dépasser les'limites de traction ou compres- sion des tuiles de blindage 40. Bien que l'on ait montré et décrit un mode de réalisation particulier de l'invention, différentes variantes apparaîtront à l'homme de l'art, et par con- séquerrt, l'invention n'est pas limitée au mode de réa- lisation décrit ou à ses détails, et des aménagements peuvent y être apportés dans la limite et la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de blindage en applique qui présente des caractéristiques d'absorption d'énergie et assure une dissipation d'énergie progressive comprenant - une structure d'attache séparable d'un premier type (20) fixée sur la surface d'un véhicule (10) dont on souhaite accroître la capacité de survie, plusieurs tuiles de blindage (40), chaque tuile de blindage (40) présentant une surface plane (42), - une structure d'attache séparable d'un second type (44) et complémentaire à la structure d'attache sépara- ble du premier type (20) assujettie à la surface plane (42) de chaque tuile de blindage (40), l'une de ces structures d'attache séparable comportant un grand nom- bre d'éléments d'accrochage (22,52) et l'autre structure d'attache coopérante présentant une structure compléinen- taire pouvant s'engager de façon amovible dans les élé- ments d'accrochage (22,52), chaque tuile (40) ayant des portions de surface de périmètre en juxtaposition d'ap- pariement avec des portions de surface de périmètre de tuiles contiguëspour fournir une couche de blindage supplémentaire composite sur le véhicule (10). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les structures d'attache séparables (20,44,48) en relation attachée, présentent une résistance à la traction d'au moins environ 34500 pascals et une résis- tance au cisaillement d'au moins environ 69000 pascals. 3. Système selon l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que chaque tuile de blindage (40) présente une épaisseur d'au moins environ I cm et une configuration polygonale avec des segments de surface de rive de son périmètre qui ont au moins une longueur d'environ 4 cm. 4. Système selon la revendication 4, caractérisé 1 1 en ce que chaque tuile (40) comporte au moins cinq seg- ments de surface de rive de périmètre. 5. Système selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la tuile de blindage (40) est en matière céramique telle que du car- bure de bore, du carbure de silicium, de l'oxyde d'alu- minium, du borure de titane ou similaire. 6. Système selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que chaque tuile de blindage (40) présente des surfaces planes opposées, une structure d'attache séparable du premier type (20) étant liée sur une surface plane et la structure d'attache séparable du second type (44) étant liée sur sa surface plane opposée. 7. Système selon l'une quelconque des-revendica- -tions précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend de plus - une structure de recouvrement souple (32) avec une structure d'attache séparable du second type (44) assu- jettie sur la surface intérieure de cette structure de recouvrement pour l'engagement réciproque de fixation avec la structure d'attache séparable du premier type (20). 8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que la structure de recouvrement (32) comporte des caractéristiques de réduction de signature. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que la structure de recouvrement (32) est en ca- outchouc silicone et comporte une matière particulaire de réduction de signaux enrobée dans celui-ci. 10. Système selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'élément- d'accrochage de l'une des structures d'attache sépara- bles (29,44,48) comprend une portion de tige (54) et une portion de tête qui fait saillie latéralement à partir d'un côté de celle- ci, la portion de tête comprenant une portion de fléchissement inclinée et une surface de verrouillage située entre la portion de surface de flé- chissement (56) et la portion de tige pour l'engagement dans une portion de la structure d'attache coopérante du second type (44) en relation de fixation. 11. Système selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'une des structures d'attache séparable (20,44,48) est un élément solidaire en matière polymère thermoplastique moulée qui comprend les éléments d'accrochage.et une portion d'em- base (24), et en ce que cette portion d'embase est liée de façon adhésive à la surface sur laquelle elle est montée; et en ce que la structure complémentaire pou- vant s'engager de façon amovible comprend un grand nom- bre de portions de boucles (34).