Brevet FR2706997A1 — publié le 19941230

a présente invention concerne un dispositif de protection d'une structure blindée contre des projectiles à haute énergie cinétique. La structure blindée à protéger est du genre comportant au moins un blindage principal, offrant une certaine résistance à lézard d1un projectile grâce à son épaisseur et à sa solidité propre, et au moins un blindage auxiliaire plus mince que le blindage principal et écarté de celui-ci d'une certaine distance du c8té à protégeri De telles structures, dites "à préblindage" sont connues. Beur but essentiel est de provoquer à l'impact la destruction des projectiles à charge creuse ou des projectiles explosifs, à une certaine distance du blindage principal. Boutefas, sur des projectiles à énergie cinétique élevée, et notamment sur de tels projectiles stabilisée par empennage, lteffet des structures blindées précitées est faible, à moins d'augmenter de manière prohibitive ltépaisseur, donc le poids, du blindage auxiliaire. te but de l'invention est de remédier aux inconvénients précites, en permettant de réaliser sur une structure blindée du genre indiqué un dispositif de protection assurant, d'une part une protection au moins égale à celle des systèmes connus quant aux projectiles explosifs et aux projectiles à charge creuse, mais en outre a'autre part une protection sensiblement supérieure contre les projectiles à haute énergie cinétique. L'invention vise un dispositif de protection d'une structure blindée contre des projectiles à haute énergie cinétique cette structure comporte au moins un blindage principal, prévu pour offrir une certaine résistance en raison de son épaisseur et de sa solidité, et au moins un blindage auxiliaire plus mince que le blindage principal et écarté de celui-ci du c8té à protéger. Selon l'invention, le dispositif précité est caractérisé en ce que le blindage auxiliaire, du c8té opposé au blindage principal, comporte des moyens d'accélération pouvant être déclenchés par la proximité ou l'impact d'un projectile incident, pour projeter le blindage auxiliaire vers le blindage principal à une vitesse qui réduit la vitesse relative d'impact du projectile sur le blindage auxiliaire. tes moyens dtaccélération, déclenchés par le projectile incident, projettent le blindage auxiliaire en lui communiquant une vitesse qui admet une composante orientée dans le sens du mouvement du projectile. La vitesse relative de celui-ci,lors de son impact effectif sur le blindage auxiliaire, se trouve ainsi réduite au point que la perforation habituelle du blindage auxiliaire nta plus lieu, meme avec des projectiles à haute énergie cinétique. tes essais effectués montrent que la projection du blindage auxiliaire tend à provoquer un dérapage de la pointe du projectile, souvant accompagné d'une déformation de celui-ci. t'efficacité du dispositif de protection ainsi traduite de manière concrète sur le projectile est d'autant plus grande que l'angle dtincidence du projectile est élevé. En effet, le blindage auxiliaire se trouve généralement projeté vers le blindage principal, mais la composante de sa vitesse suivant la direction du projectile devient particulièrement élevée dans le cas considéré. Les projectiles à haute énergie cinétique doivent en général conserver au moment de l'impact effectif une certaine vitesse résiduelle, dite "vitesse critique" sous peine de perdre toute efficacité. Cette vitesse critique dépend notamment de la nature du projectile du blindage, et des divers matériaux en présence, ainsi que de la valeur de l'incidence du projectile mesurée habituellement entre l'axe d'arrivée de celui-ci et la normale au blindage, au point d'impact. Pour des projectiles à noyau dur tirés contre un blindage en acier de résistance courante, de l'ordre de 1.400 N/mm2 par exemple, avec une -incidence de 600, la vitesse critique précitée est habituellement comprise entre 400 et 700 mètres par seconde, suivant la forme de l'ogive du projectile notamment. Pour des projectiles-aiguilles, la vitesse critique-est comprise entre 700 m/sec et 1.000 m/sec environ. Si la vitesse effective d'impact est inférieure à cette vitesse minimale, il s'ensuit une forte réduction de l'efficacité balistique terminale du projectile. C'est aussi le cas des projectiles à haute énergie cinétique, stabilisés par rotation ou par un empennage, et présentant par exemple un allongement supérieur à 5 environ. tes moyens d'accélération prévus par l'invention comportent par exemple une couche explosive, ou plusieurs couches, pour répartir suffisamment vite une partie de énergie du projectile incident sur une zone relativement étendue du blindage auxiliaire. De préférence, dans l'état actuel de la technique, les moyens d'accélération précités comportent une seule couche explosive, susceptible entre mise en détonation par l'impact du projectile incident. Comme la vitesse de détonation des explosifs est sensiblement supérieure à la vitesse d'impact des projectiles à haute énergie cinétique, la vitesse de projection du blindage auxiliaire provoquée par la détonation de la couche explosive pourra atteindre une valeur très élevée au moment de l'impact effectif du projectile. Ceci pourra suffire à réduire la vitesse relative du projectile au point d'empêcher la perforation habituelle du blindage auxiliaire. Pour assurer lXamorçage correct de la couche explosive sans avoir recours à des artifices spéciaux, on peut avantageusement prévoir en outre un revêtement métalliqle, constitué par exemple par une tôle mince, sur la couche explosive, du côté opposé au blindage principal. Comme on l'expose ci-après, des essais ont montré que la meilleure efficacité du dispositif de protection correspond à un écart de l'ordre de 10 à 100 fois l'épaisseur du blindage auxiliaire, entre celui-ci et le blindage principal. Les épaisseurs du blindage auxiliaire et de la couche ex- plosive sont choisies, dans une large mesure, suivant les caractéristiques des projectiles incidents envisagés et suivant les considérations prévues pour l'impact de ces projectiles0 Cependant, dans de nombreux cas, et notamment pour la protection de véhicules blindés, il suffira de prévoir un blindage auxiliaire de quelques millimètres d'épaisseur seulement, pour un blindage principal de quelques centimètres par exemple. La couche explosive pourra présenter sensiblement la meme épaisseur que le blindage auxiliaire. Si c'est une couche explosive qui doit assurer la projection du blindage auxiliaire, il est avantageux de réaliser le blindage auxiliaire en plusieurs Gléments séparés; associés chacun à des moyens d'accélération particuliers. On pourra meme se borner à compartimenter seulement la couche explosive en éléments séparés, dont chacun s'il est atteint pourra détacher de son support un élément correspondant du blindage auxiliaire; pour communiquer à cet élément ltaccélération requise. Dans ce cas; le dispositif sera conçu de telle manière que des éléments explosifs avoisinants ne puissent s1 amorcer simultanément par influence. tans de nombreux cas; il suffira de disposer devant le blindage principal un blindage auxiliaire mince associé à des moyens d'accélération, comme indiqué ci-dessus. On peut cependant prévoir aussi un dispositif comportant plusieurs blindages auxiliaires du genre indiqué, pourvus chacun de ses propres moyens d' accélération0 t1 autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description dEun mode de réalisation préféré, présenté ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels ta figure 1 est un schéma qui montré en coupe un dispositif de protection conforme à l'invention ta figure 2 est unr diagramme de composition des vitesses à considérer, montrant la réduction de la vitesse effective d2impact du projectile sur le blindage auxiliaire; grave gu dispositif de la figure l. Dans le mode de réalisation représenté schématiquement sur la figure 1; le blindage principal 1; prévu pour offrir une certaine résistance au tir d'un projectile en raison de son épaisseur, est associé à un blindage auxiliaire 2;' ou préblindage, plus mince que le blindage principal 1 et écarté de celui-ci du côté à protégera Par exemple, les deux blindages 1, 2 sont sensiblement parallèles et inclinés d'environ ~ 300 par rapport à l'axe d'arrivée d'un projectile correspondant à une ligne en traits interrompus représentée dans le sens horizontal sur la figure l-o On suppose qu'un projectile à haute énergie cinétique atteint le blindage auxiliaire 2 suivant l'axe précité, c'est-àdire suivant une incidence de 600 environ, mesurée par rapport à la normale, au point d'impact. Appelons Vpr la vitesse du projectile au moment de l'impact, qui a pour effet de projeter le blindage auxiliaire 2 dans le sens d'une vitesse Vp1 normale au blindage 2, et effectivement atteinte par celui-ci avant que le projectile ne puisse avoir une action notable, notamment de perforation sur ce blindage auxiliaire 2. La composante de la vitesse normale-Vp1 suivant l'axe d'arrivée du projectile est représentée par Vplx (figure 2). La vitesse d'impact relative du projectile se trouve donc ramenée à la valeur résiduelle Var off inférieure à Vpr l'invention a précisément pour objet de réduire cette vitesse résiduelle Vpr eff au point de rendre impossible la pénétration du projectile à travers le blindage auxiliaire. Conformément à 11 invention, le blindage auxiliaire 2 est en effet pourvu de moyens d'accélération du côté opposé au blindage principal 1. Ces moyens d'accélération peuvent etre déclenchés par la proximité ou par l'impact d'un projectile incident, afin de projeter le blindage auxiliaire vers le blindage principal à une vitesse qui a pour effet de réduire la vitesse d'impact relative du projectile sur le blindage auxiliaire. Dans le mode de réalisation qu'on décrit ici à titre d'exemple, les moyens d'accélération du blindage auxiliaire 2 (figure 1) comportent une couche d'explosif 3 prévuepour détoner au choc du projectile incident. De préférence, la couche d'explosif 3, sur son coté opposé au blindage principal 1, porte un revetement métallique 4, par exemple constitué d'une tôle d'acier mince, ayant pour effet d'améliorer l'amorçage de la couche explosive 3, comme on l'expose ci-après. A ce titre, la tôle d'acier mince 4 fait partie des moyens d'accélération du blindage auxiliaire 2. D'ailleurs, comme on le verra, sa faible épaisseur ne peut contribuer par elle-m8me à réduire sensiblement la pénétration d'un projectile perforant à haute énergie cinétique. te blindage auxiliaire 2 nta lui-meme qu'une faible influence directe sur la penétration du projectile précité. L'expérience a montré en effet qu'il suffit pour réaliser le blindage auxiliaire 2 d'une plaque d'acier ordinaire, ou même d'alliage léger du genre "duralumin", alors que le blindage principal 1 doit entre réalisé en acier spécial de haute qualité. On a effectué sur éprouvettes un programme d'essais de tir et de pénétration, avec un blindage principal 1 de 25 mm d'épaisseur en un tel acier spécial. te blindage auxiliaire 2, écarté de 40 mm du blindage principal avait seulement 2 mm d'épaisseur. La couche explosive 9 avait une épaisseur comprise entre 1,2 mm et 1,7 mm et le revêtement d'acier mince 4 une épaisseur de 1 mm. tes caractéristiques et épaisseurs précitées, notamment pour la couche explosive 3 et le blindage auxiliaire 2 ont été choisies de manière à obtenir une valeur de 300 à 500 m/s pour la vitesse de projection du blindage auxiliaire 2 en direction du blindage principal 1, sous l'effet de la détonation de la couche 3. lies projectiles de perforation utilisés, tirés par un canon de 20 mm suivant la direction horizontale des figures 1 et 2, donc sous une incidence de 600, étaient des projectiles- aiguilles en alliage lourd à base de tungstène, ou des projectiles en métal de grandedureté, ou encore des projectiles à noyau dur en arbre de tungstène. Certains projectiles sous-calibrés avaient un diamètre de 4 mm, pour une longueur de 60 mm. La vitesse d'impact Vpr sur le revêtement 4 était comprise entre 1.000 et 1.600 mètres par seconde. Dans tous les cas, la vitesse résiduelle Ver. off effective pour l'impact sur le blindage auxiliaire 2 a été fortement diminuée, au point que la profondeur de pénétration constatée dans le blindage principal 1, derrière le blindage auxiliaire 2, a été seulement de l'ordre de 3 mm. Cette pénétration fortement réduite est à comparer à une pénétration de 18,5 mm, constatée dans le blindage principal 1 en l'absence de la couche explosive 3. Autrement dit, la profondeur de pénétration s'est trouvée réduite de 80 environ, grâce au dispositif de protection conforme à l'invention. D'autres essais, réalisés avec des projectiles à noyau dur en carbure de tungstène de 6 mm de calibre et de 25 mm de long, ont fait apparattre une réduction encore plus fortedde la profondeur de pénétration. On peut résumer comme suit les avantages procurés par l'invention - te dispositif proposé est simple. Il permet cependant de réduire d'une manière importante la pénétration des projectiles à énergie cinétique élevée, et notamment des "projectilesaiguilles" à forte vitesse d'impact, ayant un allongement supérieur à cinq calibres environ. - Aucun matériau spécial n'est nécessaire à la réalisation du dispositif proposé. La qualité du blindage auxiliaire mince 2 joue en effet un rôle négligeable. La structure de base correspond sensiblement à une disposition classique. Des structures blindées déjà existantes peuvent donc être modifiées sans difficulté pour recevoir l'invention. te dispositif proposé peut aussi être réalisé sur des préblindages à structure en caisson. - L'invention permet une réduction importante du poids total du blindage pour une efficacité donnée. Elle peut être réalisée en plusieurs couches. te dispositif de protection ainsi obtenu est peu sensible à la géométrie du blindage comme à celle du projectile. - Un avantage particulier et essentiel de l'invention tient au fait que le dispositif de protection proposé n'affecte en aucune manière l'efficacité de la protection éventuellement réalisée par ailleurs à l'égard des autres moyens offensifs connus. En particulier, il est très facile de combiner le dispositif conforme à l'invention avec des dispositifs de protection déjà prévus contre des projectiles à charge creuse, par exemple pour la protection des véhicules blindés. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qu'on vient de décrire à titre d'exemple, et on peut y apporter de nombreuses variantes sans sortir du domaine de l'invention. REVEEDICADIONS 1 Dispositif de protection d'une structure blindée contre des projectiles à haute énergie cinétique, cette structure comportant au moins un blindage principal prévu pour offrir une certaine résistance en raison de son épaisseur et de sa solidité, et au moins un blindage auxiliaire plus mince que le blindage principal et écarté de celui-ci d'une certaine distance du côté à protéger, caractérisé en ce que le blindage auxiliaire, du c8té opposé au blindage principal, comporte des moyens d'accélération pouvant être déclenchés par la proximité ou l'impact d'un projectile incident, pour projeter le blindage auxiliaire vers le blindage principal à une vitesse qui réduit la vitesse relative dtimpact du projectile sur le blindage auxiliaire. 2. Dispositif conforme à la revenRication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accélération du blindage auxiliaire comportent sur celui-ci une couche explosive susceptible d'erre mise en détonation par l'impact d'un projectile. 3. Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que, du côté opposé au blindage principal, la couche explosive comporte un revêtement tel qu'une tôle métallique mince, pour favoriser l'amorwcage de la couche explosive. 4. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le blindage auxiliaire est écarté du blindage principal d'une distance comprise entre 10 et 100 fois l'épaisseur du blindage auxiliaire. 5i Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la couche explosive et le blindage auxiliaire ont une épaisseur du meme ordre. 6. Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'épaisseur du blindage auxiliaire est de l'ordre du dixième de l'épaisseur du blindage principal. 7. Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que au moins la couche explosive est subdivisée en éléments séparés dont chacun peut agir isolément. 8. Procédé de déformation, de destruction ou de déviation des projectiles à énergie cinétique élevée servant à la lutte contre les objectifs blindés, caractérisé par le fait que, pour les cibles simples ou multiples, une couche peut être portée, au moyen d'un dispositif accélérateur, à une vitesse qui ramène la vitesse d'impact effective du projectile au-dessous de la valeur critique. 9. Dispositif pour réaliser le procédé conforme à la revendication 8, caractérisé par le fait que la couche à accélérer est accélérée au moyen d'un explosif.