Brevet FR2756915A1 — publié le 19980612

La présente invention concerne, pour la protection contre des projectiles, notamment à charge creuse, un dispo- sitif comportant, les unes derrière les autres avec intervalles libres, et notamment en oblique par rapport à la direction de tir principale, plusieurs couches individuelles et combinaisons de couches perturbatrices et de couches réactives, ces der- nières consistant notamment en des couches explosives et accé- lérant lesdites couches perturbatrices, qui troublent ensuite la trajectoire du projectile, ou du dard. Les projectiles à charge creuse engendrent par la détonation de leur charge explosive, et à l'aide du revêtement disposé dans la cavité de celle-ci, un "dard" d'une extrêmement forte énergie. Celui-ci est capable de perforer une épaisseur de plaques d'acier à haute résistance représentant de quatre à dix fois le calibre du projectile. Le dard doit cette puissance de perforation extrêmement élevée à sa forme étirée en longueur sans interruption, à faible distance entre la charge et le but, ou à la succession de ses particules, à plus grande distance, avec une durée d'action alors plus longue, ainsi qu'aux vitesses de sapointe extrêmement élevées, allant jusqu'à 12 000 m/s. Il en résulte en effet dans le matériau du but des pressions dyna- miques tellement fortes et durables que ledit matériau, quelles que soient pratiquement ses caractéristiques de rigidité, se trouve refoulé dans l'axe du dard avec formation d'un trou al- longé en forme de canal. On a déjà mis au point et appliqué des mesures de protection de nombreux genres contre l'arme hautement efficace que constituent les charges creuses. La plus immédiate, celle du renforcement du blindage, se trouve rapidement limitée dès que l'on ne peut plus admettre l'augmentation considérable de poids de construction qui en résulte. Liais, même sur les bâti- ments marins, dont le poids ne tire pas autant'à conséquence que celui des véhicules terrestres et surtout des aéronefs, on ne peut pas renforcer le blindage à la mesure de l'augmentation des puissances de perforation des charges creuses de gros calibre. Aussi délaisse-t-on de plus en plus la voie d'un renforcement progressif des blindages en faveur de nouvelles mesures destinées & réduire le poids et l'épaisseur de ceux-ci tout en augmentant leur résistance à la perforation. Des dispositifs de protection ainsi connus se composent de parois formées de plusieurs couches de matériaux différents. Ces réa- lisations particulières de parois ont pour but de retirer, dans le matériau de protection, son effet perforant au dard de charge creuse par dispersion et de l'y arrêter. On lutte aujourd'hui contre de tels dispositifs de protection de structure complexe au moyen de projectiles pleins allongés d'une densité matérielle et d'une dureté élevées qui, par suite de leurs grandes vitesses de vol, perforent simple- ment ces structures protectrices par leur énergie cinétique. Pour se protéger contre des projectiles pleins de ce genre, on tend, selon une évolution actuelle des blindages, à insérer en vue d'engendrer l'effet d'éclatement, dans des dis- positifs de protection à multiples couches comportant notam- ment à certains espacements les unes des autres plusieurs pa- rois et couches ou combinaisons de couches, des parois pertur- batrices avec des couches réactives, par exemple explosives, qui sont mises à feu directement ou indirectement par l'impact du projectile et projettent, dans leur réaction, ou détonation, subséquente, des couches perturbatrices inertes voisines dans la trajectoire d'entrée, ou de traversée, du projectile. Dans de tels dispositifs de protection, la destruc- tion d'un dard de charge creuse s'obtient par le hachage de celui-ci sur de grandes parties de sa longueur et par une dévia- tion supplémentaire de ses diverses particules. Ce dard, d'une extraordinaire puissance de perforation vis-à-vis d'une paroi homogène d'acier, se voit ainsi retirer son effet spécifique et reste arrêté en un cratère divergent dans une paroi blindée venant après de telles parois perturbatrices. Lesdites parois perturbatrices, notamment à couches explosives, sont également très efficaces contre les projectiles pleins précités, car les parties de paroi inertes projetées au loin avec une grande énergie cinétique par la détonation de la ioucne explosive devient ceux-ci dans leur trajectoire: ils sortent alors de cette dernière en basculant autour de leur centre de gravité et frappent en partie de travers une paroi blindée suivante, si bien qu'une forte part de leur énergie cinétique inhérente se trouve perdue pour la direction de perforation. L'histoire militaire offre de nombreux exemples de la compétition continuelle entre armes offensives et mesures défensives appropriées. Si les dispositifs de protection de type complexe précités,à plusieurs couches séparées par des in- tervalles, assurent bien une large immunité contre des armes à charge creuse équivalentes, il n'en reste pas moins que les dispositifs défensifs envisagés jusqu'à présent n'offrent pas une protection complète contre des charges creuses de puissance spécifique extrême. De telles charges creuses à charges explo- sives de très grande densité, en même temps que qualité, de puissance du fait de leur homogénéité et de leur non-fissuration et à revêtements de cavité précis ainsi que définition optimale de la distance d'allumage par rapport au but engendrent en ef- fet un dard de charge creuse très allongé, avec un fort gra- dient de vitesse, sa pointe pouvant atteindre une vitesse de 12 km/s tandis que son extrémité arrière n'a qu'une vitesse de rattrapement de l'ordre de 500 m/s. Pour troubler de façon ef- ficace un tel dard, il faudrait, entre les couches perturba- trices, chassées par la détonation de la couche explosive mise à feu par la pointe du dard, et les parois protectrices les plus voisines, un intervalle assez grand pour que le temps de vol desdites couches perturbatrices corresponde au temps de passage de l'ensemble du dard à travers les intervalles des couches précitée. Du fait de ce dard de charge creuse allongé et de sa vitesse de passage relativement élevée par suite de la vitesse relativement basse de sa partie restante par rapport à la vitesse de sa pointe et à la vitesse minimale de vol, tout de même assez élevée, qu'il faut aux couches perturbatrices pour intervenir encore avec une pleine efficacité, on aboutirait alors à des épaisseurs de paroi qui ne seraient plus admissibles du point de vue de la construction, notamment pour des objets à protéger qui soient mobiles. A condition d'accepter une pro- fondeur inhabituelle de l'ensemble de la paroi, il serait certes possible de maîtriser par des dispositifs de protection à nom- breuses chambres successives de perturbation les différentes zones de vitesse, rattachées naturellement entre elles sans dis- continuité, d'un dard de charge creuse allongé. Lais même de tels dispositifs de protection spéciaux ne seraient plus entière- ment efficaces contre des charges creuses combinées présentant des intervalles d'allumage définis, c'est-à-dire réglés d'après la structure des dispositifs en question, entre une charge creuse avant destinée à mettre à feu les couches détonates, qui servent à accélérer les couches perturbatrices, et une charge de perfo- ration suivante. Ladite charge de perforation n'agit en effet contre le dispositif de protection qu'à un instant tel que les couches perturbatrices qui précèdent la paroi protectrice extérieure sont déjà parties ou de nouveau au repos dans cette dernière. L'invention a pour objet un dispositif de protection hautement efficace, même contre des projectiles à charge creuse d'une grande puissance spécifique de perforation, qui constitue une défense optimale contre un dard allongé à fort gradient de vitesse ou contre un dard perturbateur suivi à intervalle de temps défini d'un dard de perforation ou encore d'un autre pro- jectile arrière tel qu'un projectile plein. Ce dispositif de protection est caractérisé par le fait que la ou les couches perturbatrices expulsées sont frei- nées, après un temps de vol déterminé, notamment chaque fois par une ou plusieurs couches retardatrices disposées, avec un intervalle libre, des deux côtés en direction du projectile. Il faut entendre par ce "temps de vol déterminé" celui qui est consacré à combattre la zone antérieure du dard. L'effet militaire de l'invention réside de façon tout à fait générale dans la perturbation et la destruction efficaces même de dards de charge creuse allongés à gradient de vitesse élevé, extrêmement riches en énergie, par l'intervention sur toute leur longueur de parties de couche ou de paroi déplacées, les couches retardatrices entraînées en même temps assumant la fonction d'autres couches perturbatrices, supplémentaires. En dehors des dards de charge creuse, on obtient un effet équiva- lent contre d'autres projectiles tels que des projectiles pleins, notamment en barres. Dans un mode de réalisation préféré, l'intensité de la ou des couches explosives, la masse des couches perturba- trices, les intervalles libres entre les couches retardatrices et les couches perturbatrices d'une part, les couches ou parois suivantes d'autre part>et enfin la masse des couches retarda- trices sont calculés en sorte que la zone antérieure, rapide, du dard soit encore atteinte par les couches perturbatrices en mouvement et sa zone restante par les couches retardatrices et les couches perturbatrices déplacées ensemble. Suivant une autre particularité de l'invention, le dispositif comporte une couche, ou paroi, frontale mobile qui, en mouvement avec une couche perturbatrice et une couche retar- datrice, agit encore sur la zone restante du dard. Le dispositif de protection peut comporter, de proche en proche et chaque fois avec un intervalle libre, une paroi frontale mobile, une couche retardatrice extérieure, la combi- naison d'une couche perturbatrice extérieure, d'une couche explosive et d'une couche perturbatrice intérieure, une couche retardatrice intérieure et une paroi intérieure non mobile. Les couches retardatrices sont constituables par un matériau élastique, par exemple par de l'acier à ressorts. Cela permet d'obtenir un choc plus élastique entre les couches per- turbatrices et elles-mêmes, d'o une perturbation du dard par une couche retardatrice progressant dans la direction initiale de la couche perturbatrice et par ladite couche perturbatrice renvoyée en direction opposée. Au lieu des couches retardatrices, un autre moyen de freinage des couches perturbatrices sur leur trajet, ou dans leur mouvement, vers la paroi mobile ou fixe la plus proche, notamment en vue de leur imposer un cours de vitesse progressif, consiste à placer devant elles, dans le sens de leur déplace- ment, des couches ou corps compressibles ou élastiques, par exemple en caoutchouc. On peut aussi appliquer cette mesure devant les couches retardatrices, c'est-à-dire en corrélation avec de telles couches. L'invention donne la possibilité de lutter efficace- ment contre des dards de charge creuse d'une puissance spéci- fique extrême par des moyens de construction qui maintiennent des dimensions encore admissibles du dispositif de protection. Elle permet en effet une "adaptation cinétique constructive"de ce dernier aux conditions de vitesse de tout le dard de charge creuse, ou à ses temps de passage à travers les diveres zones de paroi, par laquelle on peut commander les vitesses de vol, ou la durée d'intervention, des couches perturbatrices et des plaques retardatrices et par conséquent, en tout état de cause, leur action itérative appropriée sur la trajectoire du dard. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré schématiquement par le dessin annexé qui joint à une représentation fragmentaire d'un dispositif selon ladite invention un diagramme, de parcours en fonction du temps, explicatif de son fonctionnement. Ce dispositif de protection comprend, de proche en proche, une paroi frontale i à déplacement limité, une couche retardatrice extérieure 2, la combinaison d'une couche pertur- batrice extérieure 3, d'une couche explosive médiane 5 et d'une couche perturbatrice intérieure 4, une couche retardatrice in- térieure 6 et une paroi intérieure non mobile 7, avec des in- tervalles libres respectifs a, b, c et d de 80, 80, 100 et 150 mm. Toutes ces parois, ou couches, de protection 1 à 7 sont inclinées d'un angle de 60 par rapport à la normale à la direc- tion du tir, ou à la trajectoire de vol du dard de charge creuse. Sur le diagramme, on a porté en abscisse A, à l'é- chelle 1/5, le trajet en millimètres parcouru à travers le dis- positif de protection. On retrouve sur cet axe A les inter- valles libres a à d entre les parois ou couches ainsi que les trajets de traversée de couches ld, 2d, 3d, 4d, 5d, 6d et 7d, lesquels représentent, pour l'inclinaison, ou incidence, consi- dérée,le double de l'épaisseur des parois ou couches correspon- dantes. Lesdits trajets de traversée ld à 7d sont en même temps transférés, verticalement, à l'intérieur du diagramme. L'axe des ordonnées O est celui 'es temps, exprimés en microsecondes. On a représenté devant le dispositif de protection une charge creuse 8 avec une charge explosive 9, un revêtement 10 pour la cavité de charge creuse et une fausse ogive de pro- jectile 11 conique sur la pointe de laquelle se trouve une fusée percutante 12 qui heurte justement la paroi frontale 1 et dé- clenche de la façon habituelle l'allumage de la charge creuse 8 à l'extrémité arrière de la charge explosive 9. La formation du dard de charge creuse, extrêmement riche en énergie, par la réaction détonante de la charge explosive et l'effet de la puis- sance de détonation sur le revêtement, d'o résulte le phéno- mène de collapsus,ou désintégration, est bien connu. Le dard, à l'état naissant en vertu de ce phénomène, est représenté en tant que "ligne de collapsus" SK sur le diagramme. Sur cette ligne, on a distingué par exemple, selon le dessin, douze di.v- sions qui sont les points d'origine de parties de dard ú12 à $1 parmi lesquelles la partie S12 présente la vitesse de vol d'environ 12 mm/=s, la plus élevée, tandis que la partie la plus lente Si vole à environ 1 mm/ps. La pointe, ou partie S12, du dard perfore avec perte d'énergie, ou de vitesse et de masse, la paroi frontale l, la couche retardatrice 2 et la combinaison de couches 3, 4, 5, mais la couche explosive 5 est déjà allumée auparavant, direc- tement ou indirectement, par ladite partie de dard Sl2, dont on peut admettre qu'elle se sera consurée, ou épuisée, au plus tard dans la couche retardatrice 6 ou dans la paroi intérieure 7. La détonation de la couche explosive 5 a pour effet d'accé- lérer dans la $irection de la flèche Xv la couche perturbatrice extérieure 3/dans la direction Xh la couche perturbatrice in- térieure 4 de telle façon que la première 5 atteint par suite de sa masse une vitesse de vol à la normale d'environ 2 km/s ou une vitesse en oblique, sur l'axe du projectile ou du dard, de 4 mm/1.s, tandis que la seconde 4 prend, de par sa masse plus grande, une vitesse de vol à la normale de 1,O km/s ou une vi- tesse oblique de 2 mm/j-s. D'o, sur un intervalle libre b de mm, suivant l'axe du projectile, entre les couches pertur- batrice et retardatrice extérieures 3 et 2, un temps de vol de is de la couche perturbatrice extérieure 3 et, sur un inter- valle libre c de lO0 mm suivant ce même axe du projectile, entre les couches perturbatrice et retardatrice intérieures 4 et 6, un temps de vol de 50 1s de la couche perturbatrice intérieure 6. Les trajets d'intervention sont désignés par Xvd et Mhd sur le diagramme. On admet comme point de départ que l'allumage de la couche explosive 5 a lieu à un instant tel que les couches perturbatrices 3 et 4 se mettent en mouvement 50 es après le départ de la pointe S12 du dard. Les trajets d'intervention Xvd et Xhd permettent de voir quelles zones, ou parties, du dard seront itérativement combattues, ou atteintes, par les couches perturbatrices 3 et 4 pendant le temps de vol de celles- ci: il s'agit là des parties S12 à $10 pour la couche pertur- batrice extérieure 3 et S12 à S9 pour la couche perturbatrice intérieure 4. Sans les couches retardatrices 2 et 6, les cou- ches perturbatrices extérieure et intérieure 3 et 4 poursui- vraient leur vol, la première jusqu'à la paroi frontale l, la seconde jusqu'à la paroi intérieure 7, È. des vitesses en oblique, suivant l'axe du projectile,sensiblement constantes, de respectivement 4 et 2 mm/ys. Ce mouvement est représenté sur le diagranmJe, à partir des couches retardatrices 2 et 6, par des trajets d'intervention en trait discontinu, c'est-à- diee supposés, Xvdg et Xhdg tels que la ccuche perturbatrice extérieure 3 ne hacherait plus que les parties de dard S8 et s? et la couche perturbatrice intérieure 4 les parties SB à S6. le freinage des vitesses des couches perturbatrices 3 et 4 dé à l'entralnement des couches retardatrices 2 et 6 permet d'inter- venir itérativement dans d'autres parties du dard, la paire de couches extérieures 2, 3 atteignant encore en plus les parties de dard S6 à S3, soit au total S9 à S3, et la paire de couches intérieures 4, 6 les parties S5 à S3, soit au total S8 à S3, comme permettent de le voir les trajets d'intervention Yvd et Yhd. La disposition mobile de la paroi frontale 1 provoqu.- encore une intervention itérative dans la partie restante aussi du dard de charge creuse, c'est-à-dire dans les parties S2 et S1, du fait que ladite paroi frontale 1 est également poussée par l'arrivée sur elle de lapaire de couches 2, 3. Le traJet d'in- tervention correspondant est désigné par Zvd. Comme on le voit d'après l'exemple de réalisation ci- dessus, l'invention permet d'attaquer le dard de charge creuse sur toute sa longueur, malgré son fort gradient de vitesse, par des parois et couches en mouvement, si bien que, par une inser- tion oblique continue de matériau dans la trajectoire du dard, celui-ci se trouve entièrement perturbé et finalement détruit ou privé de son effet perforant. On obtient un résultat équiva- lent sur des projectiles massifs de différents genres, ceux-ci étant perturbédans leur trajectoire de vol comme on l'a déjà - 'annoncé. Il faut encore noter que l'intervention, sur les parties de dard antérieures présentant des vitesses extrêmes et par conséquent une très haute énergie, des couches perturba- trices 3 et 4, qui, par suite de l'invention, sont déplaçables à vitesse élevée dans cette zone, peut s'effectuer avec une forte insertion de matériau dans la traJectoire du projectile, en sorte que l'on atteint une relativement longue 4urée d'inter- vention sans que l'on ait après cela à réduire l'intensité de la lutte contre les parties de dard suivantes. REMVNDICATIONS 1 - Dispositif de protection contre des projectiles, notamment à charge creuse, comportant, les uns derrière les autres avec intervalles libres, et notamment en oblique par rapport à la direction de tir principale, plusieurs couches in- dividuelles et combinaisons de couches perturbatrices et de couches réactives, ces dernières consistant notamment en des couches explosives et accélérant les couches perturbatrices, qui troublent ensuite la traJectoire du projectile, ou du dard, dispositif caractérisé par le fait que la ou les couches per- turbatrices chassées sont freinées, après un temps de vol dé- terminé, notamment chaque fois par une ou plusieurs couches disposées, avec un intervalle libre, des deux c8tés en direc- tion du projectile. 2 - Dispositif de protection se la revendication 1 caractérisé par le fait que l'intensité de la ou des couches explosives, la masse des couches perturbatrices, les inter- valles libres entre les couches retardatrices et, d'une part les couches perturbatrices, d'autre part les couches ou parois suivantes, et enfin la masse des couches retardatrices sont calculés en sorte que la zone antérieure, plus rapide, du dard soit encore atteinte par les couches perturbatrices en mouve- ment, et de mime sa zone restante par les couches perturba- tric4s et les couches retardatrices déplacées ensemble. : 3 - Dispositif de protection selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comporte une couche, ou paroi, frontale mobile qui, en mouvement avec une couche perturba- trice et une couche retardatrice, agit encore sur la zone res- tante du dard. 4 - Dispositif de protection selon la revendication 3 caractérisé par le fait qu'il comporte, de proche en proche, chaque fois avec un intervalle libre, une paroi frontale mo- bile, une couche retardatrice extérieure, la combinaison d'une couche perturbatrice extérieure, d'une couche explosive médiane et d'une couche perturbatrice intérieure, une couche zetarda- trice intérieure et une paroi intérieure non mobile. - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que les couches retardat-rices sont constituées par aun a.tériau élas- tique, par exemple par de l'acier à ressorTs. 6 - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications i à 4 caractérisé par le fait que les couches retardatrices sont constituées par un matériau non élastique ou plastique, par exemple par du plomb ou du cuivre. 7 - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications i à 6 caractérisé par le fait que les couches retardatrices sont constituées par un matériau élas- tique ou plastique sur leur c8té tourné vers les couches per- turbatrices et par un matériau dur, tel que de l'acier de blindage, sur leur autre côté. 8 - Dispositif de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que devant les couches perturbatrices et/ou les couches retardatrices, dans le sons de leur déplacement, sont placés des couches ou corps compressibles ou élastiques, par exemple en caoutchouc, pour freiner lesdites couches et leur imposer notamment un cours de vitesse progressif.