Brevet FR2705168A1 — publié le 19941118

L'objet de l'invention est un procédé pour masquer des cibles fixes ou mobiles, en particulier des objectifs militaires, à l'encontre d'une localisation par un rayonne- ment électromagnétique situé dans la gamme de longueurs d'onde de 1 mm à 1 m, par la production et la disposition, connues en soi, d'un corps écran gazeux, en brouillard, ou liquide, devant la cible, autour d'elle, ou sur elle, lequel corps absorbe, au moins partiellement le rayonnement électromagnétique émis par un radar de recherche pour localiser la cible. Le camouflage et le masquage des cibles fixes ou mobiles, comme tout d'abord des objectifs militaires, reposent, en dehors de dispositions structurelles de l'objectif considéré, comme l'emploi de matériaux électriquement non conducteurs ou l'absence de parties anguleuses, sur l'emploi de ce qu'on appelle des leurres, à savoir des feuilles, lamelles ou fibres métalliques ou électriquement conductrices qui sont réparties dans l'air par l'intermédiaire de la cible correspondante pour former un nuage, de sorte que de ce fait la cible est masquée vis-à-vis du rayonnement radar incident. Un tel rideau formant leurre marque cependant en même temps aussi la cible par un fort signal dans un grand espace, qui provient des leurres agissant comme des antennes accordées ou des antennes à large bande. Le rayonnement radar réfléchi par le rideau du leurre, fera que l'appareil de recherche correspondant reconnaîtra toujours qu'un objectif à protéger est camouflé. Par suite il faut continuellement que de nouveaux nuages de leurre, tendant à s'écarter de la cible, soient formés comme nouvelles cibles fictives pour éloigner la localisation par radar du but proprement dit. De plus des projectiles ou fusées équipés de têtes chercheuses à radar peuvent à nouveau localiser la cible après avoir traversé le nuage de leurre considéré et finalement l'atteindre avec une probabilité augmentée. Le camouflage ou masquage des cibles fixes ou mobiles au moyen des dispositions classiques devient de plus en plus inefficace ou même dangereux pour l'objectif avec les projectiles ou fusées modernes, intelligentes et guidées en fin de course. Par suite l'invention a pour objet de fournir un procédé pour camoufler des cibles fixes ou mobiles, en particulier des objectifs militaires, à l'encontre d'une localisation par un rayonnement électromagnétique dans la gamme des longueurs d'onde du radar (gamme qui va des millimètres aux mètres de longueur d'onde), dans lequel la cible peut être masquée par formation de corps écrans appropriés, tels qu'entre autres des nuages de gaz ou des brouillards, de façon que le rayonnement radar de la longueur d'onde incidente ne soit que peu ou pas du tout réfléchi dans la direction d'incidence. Le corps écran doit ainsi, autant que possible, fortement amortir --en fait absorber-- le rayonnement radar incident, de sorte qu'en pratique la localisation de la cible soit impossible. De cette façon, le camouflage classique de la cible au moyen de nuages de leurre est remplacé par un principe de masquage entièrement nouveau, qui n'est pas reconnaissable --et est indécelable dans la gamme des longueurs d'onde de radar pour une localisation par rayonnement électromagnétique. Des appareils équipés de têtes chercheuses à radar ou de radar de combat ne pourront donc absolument plus trouver une cible à cause de l'absence de tout rayonnement réfléchi exploita- ble et reconnaissable d'un tel corps écran. Conformément à l'invention, ------------------- àV--------------- --------- l'objet recherché ci- dessus est obtenu grâce au fait qu'on utilise, pour générer le corps écran, des composés chimiques minéraux et/ou organiques, gazeux et/ou liquides, lesquels a) absorbent, par suite de l'excitation des rotations des molécules, un rayonnement électromagnétique dans le domaine des longueurs d'onde de 1 mm à 1 m et émettent alors un rayonnement électromagnétique polychro- matique diffus et b) sont constitués par au moins trois atomes non alignés par molécule, et/ou c) présentent un spectre d'absorption de rotation quasi continu, et/ou d) ont un moment dipolaire de 0,1 à 10 debye, de préférence d'au moins environ 2 debye, et/ou e) possèdent un moment d'inertie de 15 x 10-40 à 10OOx 10-40 g.cm2, et que, dans le cas de composés gazeux, on utilise des compo- sés tels qu'ils procurent un amortissement de l'intensité rayonnée incidente d'au moins 5 dB/m pour une pression normale et la température ambiante. Le procédé selon l'invention repose ainsi sur la découverte que, pour former le corps écran, qui est par exemple un nuage de gaz ou de brouillard constitué par le composé chimique gazeux ou liquide chaque fois à utiliser sur la cible ou autour d'elle, ou un corps plat multicellulaire en forme de feuille ou d'éponge, dans lequel le composé chimique considéré est disposé, ou une couche protectrice formant une émulsion dans laquelle est inclus le composé chimique liquide considéré ou éventuellement aussi un composé chimique gazeux et peut être disposée par exemple comme enduit sur la cible, on utilise un système qui absorbe complètement, autant que possible, le rayonnement électromagnétique monochromatique émis chaque fois pour la recherche de la cible et qui le transforme en rayonnement électromagné- tique polychromatique diffus, de sorte que ni le corps écran ni l'objet à protéger par ce corps écran ne peuvent être localisés au moyen d'un radar. Dans le procédé selon l'invention on utilise ainsi, comme composés chimiques pour former le corps écran considé- ré, n'importe quels composés minéraux et/ou organiques, gazeux et/ou liquides, qui possèdent la propriété de transformer l'énergie des ondes de radio et micro-ondes monochromatiques dans la gamme des longueurs d'onde de radar tout d'abord en énergie de rotation des molécules, et de ce fait d'émettre un rayonnement électromagnétique polychromatique diffus. Les composés à utiliser selon l'invention sont constitués par au moins trois atomes par molécule, non alignés, ce qui fait que les trois moments d'inertie principaux de la molécule considérée diffèrent de zéro et présentent un spectre d'absorption de rotation quasi continu. Ils ont un moment dipolaire de l'ordre de grandeur de 1 debye, à savoir dans la région de 0,1 à 10 debye en général, la valeur limite inférieure pour le moment dipolaire de ces composés se montant de préférence au moins à 2 debye environ. De plus les composés appropriés à la mise en oeuvre du procédé de l'invention ont un moment d'inertie de 15 x 10-40 à -40 2 1000 x 10 g.cm. Finalement, conformément à l'invention, si les composés adoptés dans les conditions d'utilisation sont gazeux, on utilise alors de préférence seulement des composés tels qu'ils procurent un amortissement de l'intensité incidente d'au moins 5 dB/m sow la pression normale et à la température ambiante, sinon l'épaisseur du corps écran à former devrait prendre des valeurs difficiles à obtenir. Des composés ayant les caractéristiques indiquées plus haut possèdent toujours, à température constante, un maximum d'absorption pour une longueur de micro- onde déterminée et, pour une longueur d'onde constante, un maximum d'absorption à une température déterminée. Les composés à employer dans l'invention sont par suite choisis, en fonction de la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique monochromatique à absorber, de façon à être particulièrement absorbants pour une longueur d'onde déterminée fournie par l'émetteur radar et à une température d'utilisation déterminée. En fonction du rayonnement électromagnétique émis pour la localisation de l'objectif considéré, on utilise aussi de préférence, pour former le corps écran considéré, des mélanges de plusieurs composés chimiques différents, qui sont choisis chacun en fonction des longueurs d'onde de plusieurs rayonnements monochroma- tiques différents à absorber. De cette façon on peut employer des mélanges de composés différents et les adapter pour que ces mélanges absorbent particulièrement bien sur plusieurs longueurs d'onde de radar et à des températures différentes. Si on forme de préférence, selon le procédé de l'invention, des nuages de gaz et/ou aussi des brouillards formant le corps écran, alors les composés gazeux et/ou aussi liquides mis en oeuvre à chaque fois ne doivent pas réagir, dans les conditions d'utilisation, avec l'humidité de l'air, car de telles réactions chimiques pourraient altérer gravement le comportement d'absorption correspondant. Pour le procédé selon l'invention on peut en principe envisager, pour la formation de corps écrans apppropriés, tous les composés chimiques satisfaisant aux caractéristiques indiquées plus haut. Habituellement, pour former des corps écrans gazeux, on préfère des composés chimiques gazeux. On peut aussi obtenir des corps écrans sous forme de nuages par une vaporisation fine appropriée de composés chimiques liquides, et naturellement, on emploie surtout des composés chimiques liquides pour former des corps écrans liquides. De préférence on utilise, pour produire les corps écrans, des composés halogénocarbonés ou des composés halogénohydrocarbonés de bas poids moléculaire, qui peuvent être aussi bien sous forme liquide que, de préférence, sous forme gazeuse. Dans cette catégorie rentrent les composés chlorofluorocarbonés ou chlorofluoro- hydrocarbonés aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, asymétriques, de bas poids moléculaire, qui éventuellement contiennent aussi des atomes de brome de préférence en proportion restreinte, et qui sont, soit des liquides, soit, et de préférence, des gaz. On peut trouver dans le commerce de tels composés, par exemple sous les appellations Frigène ou Fréon. On a constaté que les composés halogénohydrocarbonés suivants étaient particulièrement appropriés: le monochlo- roéthane, le 1,1-difluoroéthane, le 2-chloro-1,1,1- trifluoroéthane et le 1-chloro-1,1,1-difluoroéthane; car ceux-ci produisent, par exemple, pour un rayonnement radar d'une longueur d'onde de 3,2 mm, un amortissement de l'ordre de 10,2, 18,28 et 30 dB/m sous une pression normale et à la température ambiante. De plus ces composés halogénocarbonés sont également gazeux. On a constaté aussi que les composés halogéno- hydrocarbonés, et aussi les composés halogénocarbonés suivants étaient particulièrement appropriés: le 1,1- difluoroéthylène, le dibromodifluorométhane, le 2,- chloropropane, le 2-chloro-1,1,1-trifluoroéthane, le 1,1,2trichlorotrifluoroéthane et le trichlorofluorométhane, qui procurent par exemple, pour un rayonnement radar d'une longueur d'onde de 3,2 mm environ, un amortissement de l'ordre de 45, 29, 27, 19, 15 et 12 dB/5 mm d'épaisseur de couche sous la pression normale et à la température ambiante et qui sont alors liquides. Les corps écrans nécessaires pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention peuvent être n'importe quels corps gazeux, en forme de nuages, ou liquides dessus qui sont disposes par/l7 cible, ou autour d'elle ou sur elle. Les dispositions servant à la formation de tels corps écrans, qui reposent sur les composés chimiques à choisir.selon l'invention, sont dans le cadre des possibilités habituelles du spécialiste. De plus, pour cela on peut utiliser n'importe quels méthode et dispositif connus grâce auxquels les nuages de gaz ou brouillard sont formés, à tout endroit d'utilisation correspondant, à partir des composés chimiques à utiliser conformément à l'invention. Pour des raisons de facilité de répartition et de la réduction de volume, des appareils nécessaires pour le remplissage, la réception et la répartition consécutive de chaque composé chimique, les composés chimiques gazeux sont de préférence soutirés sous pression de bouteilles, bombes, grenades ou autres dispositifs appropriés, de sorte qu'ils s'y trouvent à l'état liquide. Naturellement les composés chimiques liquides peuvent être soutirés également de tels dispositifs, cependant il n'est pas nécessaire d'avoir une pression pour leur gazéification. La pression ou d'autres moyens auxiliaires appropriés sont cependant ici nécessaires pour diviser le liquide à l'endroit de l'utilisation correspondante dans la zone de la cible et sur celle-ci et former le nuage, ou même la nappe de gaz, souhaités. Le choix et la conformation des dispositifs qui sont appropriés à la production de forme d'utilisation appropriée de composés chimiques gazeux ou liquides et à la formation de corps écrans correspondants, sont également dans le cadre des possibilités habituelles du spécialiste. Pour masquer des cibles fixes ou même mobiles, en particluer des objectifs militaires, par rapport à une localisation par un rayonnement électromagnétique dans la gamme des longueurs d'ondes de radars on peut également employer, à la place de la formation de nuages de gaz ou de brouillard, des dispositifs de protection avec lesquels le composé chimique, gazeux ou liquide, correspondant est enfermé dans un corps ou des matériels quelconques, sous la forme desquels de tels corps protec- teurs peuvent être disposés autour de la cible et/ou sur celle-ci. La forme liquide est préférée du fait que, sinon, le volume nécessaire est trop grand. Des corps en feuilles plates multicellulaires, par exemple, sont appropriés à cet usage, le composé chimique corres- pondant se trouvant dans lesdites cellules. Des exemples de tels corps à feuilles sont constitués par les construc- tions du genre matelas pneumatique ou des corps en feuilles comportant une série de cavités, en forme de lentilles, tels que ceux qui sont utilisés entre autres, également pour emballer des objets fragiles et délicats. En outre, le composé chimique liquide approprié selon l'invention et, même avec certaines limitations, un composé gazeux, peut être incorporé dans des substances supports le protégeant contre une évaporation, en formant des pâtes du genre émulsion, lesquelles peuvent être alors disposées par exemple comme couches de protection ou enduit protecteur sur la cible correspondante. Enfin, surtout les composés chimiques liquides, mais également, avec certaines limitations, les composés chimiques gazeux, peuvent être enfermés dans des structures du genre éponge ou cage et être utilisés sous cette forme. Tous les corps de ce genre peuvent être également pourvus éventuellement d'un enduit protecteur pour éviter des évaporations non souhaitées du composé chimique correspondant. L'application pratique du procédé selon l'invention, à savoir la production de corps écrans correspondants à partir des composés chimiques à choisir selon l'invention, ne procure ainsi aucun problème pour le spécialiste et, selon l'invention, il est seulement essentiel que les corps-écrans correspondants soient construits en appliquant l'enseignement ici donné, à savoir qui reposent sur des composés chimiques sous forme liquide ou de préférence gazeuse qui remplissent les caractéristiques citées en particulier. La découverte de composés chimiques qui agissent comme protection à l'égard du radar sur des longueurs d'ondes de radars des températures d'utilisation déterminées et, qui sont utilisables ainsi avec le procédé selon l'invention n'offre aucune difficulté de principe aux spécialistes, en particulier avec référence aux données et explications fournies plus haut. Tous les composés chimiques construits de façon asymétrique possèdent en fait un moment dipolaire et peuvent donc essentiellement absorber des ondes radio ou des micro-ondes ou les transformer en rayonnements électromagnétiques polychromati- ques, les différences quantitatives de la capacité d'absorption pouvant être assez fortes. Il reste seulement à déterminer par voie empirique pour savoir pour quelles longueurs d'ondes de radar et à quelles températures les composés liquides ou gazeux appropriés à l'absorption sont particulièrement absorbants. Dans ce cas, pour un choix plus poussé, on considèrera surtout les substances chimiques dont les molécules sont constituées par au moins trois atomes, car de telles molécules, contraire- ment aux molécules à deux atomes ne possèdent fréquemment aucun spectre d'absorption à lignes, mais un spectre d'absorption de rotation quasicontinu. Avec des spectres à lignes la longueur d'ondes de radar incidente rayonnée, pour la localisation, pourrait se situer dans l'intervalle entre deux lignes d'absorption. Il est essentiel, pour que le procédé selon l'invention soit approprié, que les composés chimiques correspondants soient de préférence gazeux ou même liquides, car les molécules peuvent en général exécuter dans des gaz, ou même dans des liquides à faible densité de tassement des molécules, des rotations libres ou limitées, ce qui est indispensable pour l'excitation nécessaire avec le procédé selon l'invention pour les rotations de molécules. Les atomes ou molécules des substances solides ne peuvent par contre exécuter aucune rotation, de sorte que leur emploi est obligatoirement exclu du procédé selon l'invention. En recherchant les composés qui sont particulièrement absorbants pour une longueur d'ondes et une température déterminées, il faut tenir compte de ce que la longueur d'ondes pour laquelle un certain genre de molécules possède un maximum d'absorption à une température fixée augmente avec le moment d'inertie ou les moments d'inertie de la molécule. Quand la température s'élève, le maximum se déplace vers les longueurs d'ondes plus courtes. Les composés absorbant les rayonnements radar à utiliser dans le procédé selon l'invention peuvent être également combinés en principe avec d'autres compo- sés, pourvu qu'il n'y ait pas de réaction chimique avec ces autres composés, comme par exemple avec l'humidité de l'air, car de telles réactions peuvent altérer gravement le comportement d'absorption. Dans ce cas il faut tenir compte qu'avec des composés purs, et également avec des dilutions des composés selon l'invention absorbant les rayonnements radar avec d'autres composés chimiques non réagissants, l'amortissement des ondes radar, mesuré en décibels par mètre (dB/m) est proportionnel à la quantité par unité de volume du composé absorbant le rayonnement radar. Plus grand est l'amortissement d'un composé, plus faible est la quantité nécessaire pour le masquage et donc pour la protection de la cible considérée. Dans le domaine de longueur d'ondes, particulière- ment important du point de vue militaire, autour de 3,2 mm ou avec des fréquences voisines de 94 GHz, qui est utilisé de préférence avec les têtes de recherche radar et avec des températures qui se trouvent dans le domaine de plus ou moins 30 C autour de la température ambiante, certains composés halogénohydrocarbonés ou halogénocarbonés gazeux asymétriques à bas point moléculaire, qui peuvent être choisis dans le groupe des Frigènes ou des Fréons qu'on trouve dans le commerce, possèdent des valeurs d'amortissement élevées. Pour une série de tels composés gazeux parmi lesquels les substances préférées ont été déjà mentionnées on obtient, sous la pression normale et à la température ambiante, dans la gamme de longueurs d'ondes qui vient d'être indiquée les valeurs d'amortissement figurant dans le Tableau I suivant, danslequel la valeur d'amortis- sement de l'air qui est 0, est indiquée également pour la comparaison: TABLEAU I Amortissement Nos. successifs Composés en dB/m i CC1 2F2 -3,0 2 CBrC1F2 4,0 3 CCl F3 - 0,4 4 CBr F3 - 1,0 CF4 (+ 1,2) 6 CF3-CF2Cl -3,2 7 CH3-CH2C1 - 10,2 8 CF3-CH2Cl -28 9 CH3C1 - 3,2 CH3-CF2C 1 -30 il CHF2-CH3 - 18 12 CClF2- CClF2 - 3,4 13 CHClF2 - 5, 4 14 CHF3 - 1,8 Air 0 Il faut tenir compte avec les valeurs d'amortisse- ment indiquées qu'un amortissement de par exemple 30 dB/m signifie que l'intensité des ondes radar émises par l'émetteur d'une couche de 1 mètre d'épaisseur du gaz sur le trajet émetteur-objectif-récepteur est affaiblie au total par le facteur 106 par rapport à l'intensité qui serait enregistrée par le récepteur de radar en l'absence de cette couche de gaz. Pour différents composés liquides qui sont appropriés conformément à l'invention et qui ont déjà été également mentionnés, on obtient, sous une pression normale et à la température ambiante, dans la gamme de longueurs d'ondes particulièrement importante du point de vue militaire, autour de 3,2 mm ou à des fréquences voisines de 94 GHz et avec des températures qui sont situées dans le domaine de plus ou moins 30 C autour de la température ambiante, les valeurs d'amortissement qu'on lit sur le tableau II. TABLEAU II Amortissement Nos. successifs Composés en dB/m H2CCl2 - 45 516 2CBr2F2 -29 17 (CH3)2CHCl - 27 18 F3C-CH2Cl -19 19 C12FC-CC1F2 - 15 CCl3F - 12 Air à Les composés à utiliser de préférence avec le procédé selon l'invention, faisant partie du groupe des Frigènes ou des Fréons possèdent en plus de leur valeur d'amortissement relativement haute et même extrême- ment haute également encore l'avantage de ne pas réagir avec lhumidité de l'air, d'être non combustible et non toxique, facilement maniable et éventuellement pouvant être liquéfié et en outre ce sont des produits techniques facilement disponibles. De façon très générale les composés absorbants le rayonnement radar, surtout ceux qui sont gazeux et, avec certaines limites, aussi les composés liquides, présentent la propriété qu'ils peuvent être soufflés pour former une nappe de gaz, ou dispersés pour former un brouillard, servant de corps écrans pour l'objet à protégeren très peu de temps et ainsi, même pendant le trajet d'un projectile équipé d'une tête chercheuse. Les dispositions nécessaires pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et pour le choix des composés chimiques qui sont nécessaires dans ce cas pour former les corps écrans souhaités peuvent être ob- tenus sans autre complication par le spécialiste en se référant aux explications ci-dessus, de sorte qu'il n'y a pas besoin d'explications complémentaires. REVENDICATIONS 1.Procédé pour masquer des cibles fixes ou mobiles, en particulier des objectifs militaires, à l'encontre d'une localisation par un rayonnement électromagnétique situé dar3 la gamme de longueurs d'onde de 1 mm à 1 m, par la production et la disposition, connues en soi d'un corps écran gazeux, en brouillard, ou liquide, devant la cible, autour d'elle, ou sur elle, lequel corps absorbe, au moins partiellement le rayonnement électromagnétique émis par un radar de recherche pour localiser la cible, caractérisé en ce qu'on utilise, pour générer le corps écran, des composés chimiques minéraux et/ou organiques, gazeux et/ou liquides, lesquels a) absorbent, par suite de l'excitation des rotations des molécules, un rayonnement électromagnétique dans le domaine des longueurs d'onde de 1 mm à 1 m et émettent alors un rayonnement électromagnétique polychromatique diffus et b) sont constitués par au moins trois atomes non alignés par molécule, et/ou c) présentent un spectre d'absorption de rotation quasi continu, et/ou d) ont un moment dipolaire de 0,1 à 10 debye, de préférence d'au moins environ 2 debye, et/ou e) possèdent un moment d'inertie de 15 x 10-40 à 1000 x 10-40 g. cm, et que, dans le cas de composés gazeux, on utilise des composés tels qu'ils procurent un amortissement de l'intensité rayonnée incidente d'au moins 5 dB/m pour une pression normale et la température ambiante. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composés chimiques sont choisis en fonction de la longueur d'onde du rayonnement électromagnétique monochromatique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise des mélanges de plusieurs composés chimiques différents, qui sont choisis chacun en fonction des longueurs d'onde de plusieurs rayonnements monochromati- ques différents à absorber. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise, comme corps écran, des nappes de gaz et/ou brouillard et à cet effet des composés chimiques ne réagissant pas avec l'humidité de l'air. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise, comme composés chimiques, des composés halogénocarbonés ou des composés halogénohydrocarbonés asymétriques de bas poids moléculaire. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise comme composés chimiques des composés chlorofluorocarbonés ou chlorofluorohhydrocarbonés aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, asymétriques, de bas poids moléculaire, qui éventuellement contiennent aussi des atomes de brome. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on emploie,comme composés chimiques du monochloroé- thane et/ou du 1,1-difluoroéthane et/ou du 2-chloro- 1,1,1-trifluoroéthane et/ou du 1-chloro-1,1-difluoroéthane. 8. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on emploie, comme composés chimiques du 1,1- dichloroéthylène et/ou du dibromodifluorométhane et/ou du 2- chloropropane et/ou du 2-chloro-1,1,1-trifluoro-éthane et/ou du 1,1,2-trichlorotrifluoroéthane et/ou du trichloro- fluorométhane. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on produit, comme ou nua2es corps écran des nappes/de gaz, des amas de brouillard, des recouvrements ou des couches protectrices.