Brevet FR2771489A1 — publié le 19990528

PROTECTION REACTIVE DE BLINDAGE. La présente invention concerne une protection réactive de blindage devant être utilisée devant le blindage principal d'un objet à protéger et comportant un explosif compris entre deux plaques inertes.5 Dans la revue WEHRTECNIK n 8/1986 page 21 (rectangle en bas à droite), on indique que le blindage dit réactif ou postactif courant, dans lequel une charge explosive accélère des plaques d'acier de blindage lourdes dans la direction d'action d'un projectile percutant et à l'encontre de celle-ci, n'a qu'une faible efficacité contre les munitions à effet cinétique (par exemple, des projectiles perforants en métal lourd). Cela est dû surtout au fait qu'une munition à effet cinétique exerçant son impact sous un15 angle aigu n'est pas suffisamment détournée de sa direction d'action par une telle plaque, également dite active, et qu'un projectile perforant non suffisamment dévié, donc contraint à la pointe avec une composante de réaction principale en direction axiale, ne peut20 guère être détruit. De plus, des limites pratiques sont imposées à la charge explosive et à l'épaisseur d'une telle plaque inerte à accélérer par l'explosif, du fait que le blindage principal de l'obJet à protéger doit absorber les forces de réaction lors du déclenchement25 de la charge d'explosif et, par suite, l'énergie d'impact de la plaque de blindage accélérée dans la direction de tir, sans que cela entraîne, dans l'obJet à protéger, des forces d'accélération gênantes, donc des dérangements fonctionnels. En conséquence, l'invention a pour objet d'indiquer une protection de blindages réactive, efficace avec des quantités d'explosif aussi réduites que possibles, qui, en pouvant être réalisée avec une construction légère (donc de façon à pouvoir aussi être35 appliquée dans le cas d'un blindage moins lourd de l'objet à protéger>, apporte en particulier une 2 2771489 protection postactive contre le tir avec une munition à effet cinétique (KE), cette protection réactive de blindages de structure légère recherchée devant aussi, dans la mesure du possible, avoir un effet de protection contre le tir avec des projectiles constitués avec des explosifs, et même, dans la mesure du possible, contre des charges creuses à effet radiant, et pouvoir être remplacé facilement après destruction. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, on prévoit un revêtement brisant comportant une couche d'explosif brisante mince entre deux plaques d'acier de blindage minces derrière une charge de corps friables recouverte par une couche de recouvrement mince d'explosif difficilement amorçable par rapport à la couche brisante, entre des tôles d'arrêt dures à haute résistance, avec un élément de transmission de l'amorçage entre le revêtement brisant et la couche de recouvrement d'explosif.20 Cette solution, un blindage a cellules actives en métal léger pouvant être optimisé favorablement du point de vue de la technique de fabrication et facile à manipuler en cours d'utilisation, repose, en ce qui concerne ses mécanismes actifs de base, sur la25 combinaison de masses explosives extrêmement réduites disposées à intervalles mutuels dans la direction de tir, de résistance à l'amorçage différentes, qui sont découplées les unes des autres par des revêtements de matière absorbant de l'énergie, mais sont couplées30 fonctionnellement entre elles par une liaison de transmission d'amorçage. Selon l'énergie de tir appliquée, c'est d'abord celle des deux couches minces d'explosif, qui est la couche inférieure réactive ou la couche supérieure difficilement amorçable, qui est35 amorcée, et ensuite seulement l'autre couche d'explosif, pour, dans le premier cas, détruire un projectile perforant à effet cinétique par induction centrale d'ondes de choc et, dans le second cas, opposer une réaction de déviation à un projectile formé 3 2771489 d'explosif avec consommation d'énergie chaque fois par formation d'un cratère dans un revêtement de masses friables amorphes, comme par exemple un silicate (par exemple du verre de haute résistance) -de résistance à la pression accrue par incorporation par mélange de trioxyde de bore-alumineentre les deux couches minces d'explosif. Par contre, dans le cas d'une attaque par un dard de charge creuse, les deux couches d'explosif sont amorçées pratiquement en mème temps, avec pour effet que la couche d'explosif inférieure, enfermée entre des plaques d'acier de blindage minces, empêche la propagation ultérieure du dard de charge creuse entrant transversalement, tandis que la couche supérieure et éventuellement au moins une paroi d'explosif mince insérée en plus entre les couches de corps friables, sensiblement parallèlement à la contrainte, dévie les particules, projetées suivant la pointe du dard par des gaz d'explosif et des ondes de choc de détonation, de leur direction de déplacement antérieure, de sorte qu'elles subissent une perte d'énergie cinétique, en plus de la cession d'énergie au corps friable. Il est, dans ce cadre, particulièrement important que le bon effet de protection de ce blindage réactif, optimisé contre les projectiles perforants à effet cinétique, soit très largement indépendant de l'angle d'incidence dans le cas de l'attaque par un dard de charge creuse. D'autres variantes, développements, caracté- ristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, au moyen du dessin annexé, non à l'echelle et se limitant à l'essentiel, des exemples de réalisation et d'action préférés, dont: la figure 1 représente en coupe transversale la protection de blindage réactive, réalisée sous la forme d'un blindage à cellules actives, avec le mécanisme d'action contre des projectiles perforants à effet cinétique; 4 2771489 la figure 2 représente, en vue partielle à l'echelle agrandie, l'action de la cellule de protection de blindage active selon la figure 1 contre un projectile perforant en métal lourd; la figure 3 représente le mécanisme d'action d'une cellule de blindage réactive selon la figure 1, sous l'action du projectile d'une garniture de charge creuse formant projectile; la figure 4 représente un développement de l'élément de cellule active selon les figures 1 et respectivement 3 pour améliorer le mécanisme d'action lors de l'action de la pointe d'un revêtement de charge creuse formant projectile, et la figure 5 est une représentation partielle à echelle agrandie du mécanisme d'action contre le dard de charge creuse. Le blindage à cellules actives réactif ou post- actif représenté schématiquement en coupe sur le dessin annexé comprend une pluralité de cellules actives 12 contigues et le cas échéant également superposées, en observant un intervalle d'amortissement 10 sur le blindage principal 11 d'un objet à protéger. Les limites latérales peuvent aussi être biseautées en parallélogramme ou décalées en gradins, pour obtenir un recouvrement alternatif. Chaque cellule active 12 comporte à la base, en direction du blindage principal 11, deux plaques d'acier minces 13 entre lesquelles est comprise une couche très mince 14 d'explosif très brisant. La zone centrale de la cellule active 12, représentant au total environ la moitié de sa hauteur, comporte une charge friable 15 qui est constituée, par exemple, par des strates 16 de corps de verre en forme de plaques, qui s'étendent, comme la couche d'explosif35 très brisante 14, sensiblement parallèlement a la surface de base de la cellule active 12 et, par suite, au blindage principal 11 sous-Jacent. Au lieu de strates de corps de verre 16 continues, comme on l'a représenté sur le dessin aux fins de simplification, 2771489 des plaques individuelles constituant les corps de verre peuvent aussi être placées les unes à coté des autres dans chaque strate 16, pour pouvoir agir structuralement par le choix des allures des jonctions, sur la propagation d'une onde de choc transversalement aux strates de corps de verre 16, lorsque la cellule active 12 est attaquée par le haut. La charge de verre , y compris une couche de recouvrement mince 17 en explosif peu réactif, est encadrée des deux cotés, donc en haut et en bas, par des tôles d'arrêt dures très résistantes 18 (par exemple, en tôle d'acier du type 50 CrVIV) et elle repose, par l'intermédiaire d'une couche 19 absorbant les chocs, sur l'ensemble, appelé dans la suite, pour simplifier, couche brisante 20, de la couche d'explosif brisante mince 14 entre les plaques minces 13 en acier de blindage ou en acier dur très résistant. Un préblindage 21, comprenant une autre couche absorbant les chocs 22 au-dessous d'un blindage passif 23 (par exemple, réalisé sous la forme de plaque d'acier de blindage ou de plaque composite de céramique avec des matières composites renforcées aux fibres), peut, comme on l'a représenté, être incorporé au-dessus dans chaque cellule active 12 ou encore être placé séparément sur la cellule active 12. Ce préblindage 21 doit empêcher que le mécanisme d'action de la cellule active 12 se déclenche déjà sous l'action du tir par une munition classique de petit calibre, donc que le blindage réactif soit retiré de l'objet à protéger, avant que la menace effective ne se présente. Les deux couches amortissantes 19,22 peuvent être en tissu métallique ou simplement réalisées sous la forme de charge de mousse dure (par exemple avec du poly- uréthane). Les deux couches minces d'explosif 14, 17 sont constituées de préférence, par cellule 12, de quelques grammes d'explosif lié par matière plastique, du type largement connu, par exemple par le brevet européen 3 6 481, en ajustant l'inflammabilité par le pourcentage d'incorporation de matière inerte en plus 6 2771489 de l'explosif lui-même. Pour faciliter le maniement, on introduit de préférence ces couches d'explosif 14, 17, lors de la constitution des cellules actives 12, sous forme de feuilles. L'ensemble de la structure de la cellule active 12 est entouré, de façon appropriée, par un boîtier 24 en tôle d'acier dur très résistant, pour éviter au maximum qu'une cellule active 12 réagissant à une sollicitation enflamme déjà également des cellules actives 12 éventuellement voisines sous l'action de la pression et des eclats, alors qu'elles n'ont encore à repousser aucun tir du blindage principal 11. Enfin, un élément de transmission d'allumage 25 conformé par exemple simplement en cordeau détonant, s'étend à travers la cellule active 12, entre la couche de recouvrement d'explosif 17 et la couche brisante 20 placée au-dessous de la charge de verre 15, qui, pour des raisons de facilité de fabrication, contrairement à la représentation de principe du dessin, ne doit pas traverser la charge de verre 15, mais peut suivre son bord, le long du boîtier 24 de la cellule active. Pour des raisons de fabrication également, l'accouplement de l'élément de transmission d'allumage 25 avec la cellule brisante 20 peut ne pas comporter de contact direct de la couche d'explosif très réactive 14; il suffit, comme on l'a représenté symboliquement, d'un accouplement par l'intermédiaire de l'une des plaques d'acier de blindage minces 13 qui bordent la couche d'explosif 14. On a déjà mentionné précédemment que la charge de verre 15 ne doit pas obligatoirement être constituée par des strates de corps de verres continues 16,mais peut être constituée de corps individuels, par exemple bout à bout. A ce propos, il peut convenir, pour un mécanisme d'action universel de la cellule active réactive 12, d'insérer, comme on l'a représenté sur la figure 4, sur sa hauteur, une subdivision de la charge de verre 15 par des cloisons de séparation 26 constituées par des couches minces d'explosif, qui sont couplées à la couche de recouvrement 17 et peuvent 7 2771489 présenter un réglage d'amorçage ayant à peu près la même inertie que celle-ci. L'intervalle libre de la distance d'amortissement 10 entre la face inférieure de la cellule active 12 et la surface du blindage principal 11 peut également, comme l'arrière-plan du préblindage 21, comporter une masse amortissante. Il convient alors cependant mieux de prévoir un stratifié de matière plastique, ou un treillis, renforcés aux fibres, qu'une simple charge de mousse dure, du fait que celle-ci a, en plus de l'effet d'amortissement, la propriété d'intercepter, pour épargner l'obJet au-dessous du blindage principal 11, des particules de tir et de cellules actives, ou en tout cas de les dévier de leur direction de déplacement instantanée, qui peut être dirigée, en cas de réaction de la cellule active 12 au tir, vers le blindage principal 11. On a représenté sur la figure 1 le mécanisme d'action en cas d'agression de la cellule active 12 d'un projectile perforant à effet cinétique 28 (figure 2), par exemple un barreau de métal lourd, représenté symboliquement; un tel projectile perfore encore le préblindage 21, même lorsque son impact n'est pas perpendiculaire, et ne provoque pas encore l'amorçage dans la couche de recouvrement d'explosif 17 ajustée de façon à être peu inflammable. Au lieu de cela, le projectile perforant 28 creuse un cratère dans la charge de verre 15 et son recouvrement 29 comprenant la tôle d'arrêt 18 et la couche de recouvrement d'explosif peu réactif 17, et il pénètre par sa pointe 35 jusqu'au centre de la cellule brisante 20. La couche d'explosif réactive 14 réagit ici (ce qui est représenté symboliquement par un éclair) et la couche de recouvrement d'explosif 17, est alors initiée, pratiquement sans retard, par l'intermédiaire de l'élément de transmission d'allumage 25, ce qui est représenté par la flèche d'effet 32. Le temps de propagation de l'onde de détonation entre les couches est choisie (par calcul correspondant à la matière et 8 2771489 de la longueur de l'élément de transmission d'amorçage ) de façon que l'effet agisse dans la zone centrale du projectile perforant 28 pénétrant précisément. Ce mécanisme d'action W repose sur l'induction dans la matière du projectile perforant 18 d'ondes de choc de détonation déclenchées par la couche de recouvrement détonante 17 et entrant dans le cratère 30, qui y déclenchent des ondes réflexe superposées suffisamment importantes pour que (malgré la transmission de l'action par l'intermédiaire de l'entrefer du cratère ) des contraintes locales exagérées entraînent des points de fracture multiples 33 du projectile perforant 28. Une fois que la perforation de la charge de verre a déjà absorbé l'énergie cinétique du projectile perforant 28, son énergie de pénétration est alors encore consommée par destruction de la structure de masse derrière la pointe 35 du projectile perforant. Lorsque l'intervalle d'amortissement 10 entre la cellule active 12 et le blindage principal 11 comporte, comme on l'a mentionné, des mats d'interception 27, leur structure fibreuse produit en outre une déviation des parties individuelles du projectile perforant 28 plusieurs fois brisé, de la direction d'impact initiale, de sorte qu'on évite également une action multiple des parties de projectile perforant sur le blindage principal 11. On obtient une augmentation de la protection lorsqu'on réalise (comme on l'a représenté sur la figure 1) sous l'intervalle d'amortissement 10, sur le blindage principal 11, d'autres mécanismes d'action, pouvant être représentés sous la forme de modules passifs 40 avec des systèmes de tôles obliques pour dévier de leur direction les parties du projectile perforant 28 fragmenté.35 On obtient ainsi avec un minimum de dépense d'explosif (les couches d'explosif 14 et en particulier 17 n'ont même pas à présenter une hauteur de la moitié des diamètres courants de projectiles perforants) et sans que le blindage principal 11 ait à intercepter des 9 2771489 plaques inertes lourdes accélérées par l'explosif, une protection efficace contre les projectiles perforants 28 avec une cellule active 12 de structure légère réactive, le mécanisme réactif du blindage n'agissant Justement pas à partir de la pointe 35 du projectile perforant à l'opposé de son sens de pénétration, mais transversalement dans la zone centrale du projectile perforant 28, et sans la nécessité de contact matériel pour le mécanisme d'action W. La protection de blindages réactive selon l'invention a en outre pour grand avantage du point de vue de la technique d'utilisation d'être efficace non seulement, à la difference du blindage réactif antérieur, contre des projectiles 28 perforants à effet cinétique, mais d'offrir également, comme le blindage actif antérieur, une protection efficace du blindage principal d'objet 11 contre l'attaque par des charges creuses formant projectile, sans que l'on ait pour celà à s'éloigner de la structure de base, efficace contre les projectiles perforants, de la cellule active 12, décrite précédemment. En effet, le projectile 36 formé d'explosif (figure 3), plus lent par rapport à la pointe 35 du projectile perforant, et beaucoup plus grand en section droite, provoque, dès la perforation de la couche de recouvrement d'explosif 17, un point d'amorçage 31. Dans le sens de la flèche d'action 32, la couche de recouvrement 17 amorce, par l'intermédiaire de l'élément de transmission d'amorçage , la couche d'explosif 14 placée au-dessous de la charge de verre 15, et le mécanisme d'action W contre les projectiles formés d'explosif 36 consiste alors essentiellement en ce que, de la couche d'explosif fortement réactive 14, la plaque de blindage 13 superposée est accélérée à l'encontre du projectile 36, tandis que celui-ci trouve encore son passage vers le bas à travers les strates de corps de verre 16. Cela déforme le projectile 36 et dévie sa direction d'action, de sorte qu'il perd de la puissance de pénétration et ne représente plus de danger pour le 2771489 blindage principal 11. Du fait que les plaques d'arrêt 13 du revêtement brisant 20 ont une épaisseur seulement égale à celle de la couche d'explosif 14, le blindage principal 11 n'est pas, non plus, exposé à l'action de la plaque inférieure 13 s'écartant vers l'arrière sur l'intervalle d'amortissement 10. Enfin, la cellule active 12 optimisée en soi contre des projectiles perforants en métal lourd, agit même contre l'effet de pointe des revêtements de charge10 creuse formant des dards. Elle n'a pas, à ce propos, à craindre une comparaison avec les blindages légers post-actifs très modernes contre les petites bombes de charge creuse, si l'on prévoit, comme on l'a mentionné précédemment, une subdivision verticale de la charge15 de verre 15 par des cloisons de séparation d'explosif 26. L'effet de cette structure comprenant la couche de recouvrement et la couche brisante correspond à celle de la protection active moderne dite double sandwich dans la mesure o elle est particulièrement active20 contre des têtes d'attaque à charge creuse avec charge avant (charge creuse tandem ou charge creuse double) et contre des têtes offensives à charge creuse de grand calibre. Selon la figure 4, le mécanisme d'action W repose alors ici sur le fait que le dard de particules25 37 très riche en énergie parce qu'extrêmement rapide et mince, amorce, en creusant un cratère 30 dans la charge de verre 15, la couche d'explosif peu inflammable 17 et la couche d'explosif inférieure réactive 14 pratiquement en même temps (de sorte que l'élément de30 transmission d'amorçage 25 n'a pas de contribution fonctionnelle lorsque la cellule active 12 subit une telle action). Le point d'amorçage supérieur 31 amorce en même temps les cloisons de séparation d'explosif 26, de sorte que la propagation d'ondes de détonation 38 à35 travers la charge de verre 15 entraîne des contraintes d'ondes de choc, auxquelles se superposent des émanations d'explosif 34, de la partie centrale du rayon de particules 37 dans le cratère 30, avec il 2771489 ralentissement simultané avec le creusement du cratère par la pointe 35 qui ouvre la marche. L'écoulement transversal de particules de forte énergie ainsi produit détruit presque complètement la pointe du dard de charge creuse et dévie fortement les particules de charge creuse de forte masse de leur direction d'action initiale. On utilise de préférence les cellules actives 12 décrites ici en combinaison avec des modules placés en arrière, optimisés sur l'action contre des dards de charge creuse dans le domaine des forts calibres de revêtement de charge creuse, pour obtenir en particulier une protection supplémentaire contre la pointe du dard 35 de charges creuses de gros calibre. 12 2771489 REVENDICATIONS. 1. Protection réactive de blindage devant être utilisée devant le blindage principal (11) d'un objet à protéger, comprenant un explosif compris entre des plaques inertes, caractérisé par un revêtement brisant (20) comportant une couche d'explosif (14) brisante mince entre deux plaques d'acier de blindage mince (13) derrière une charge de corps friables (15) recouverte par une couche de recouvrement mince d'explosif (17), difficilement amorçable par rapport à la couche brisante (14), entre des tôles d'arrêt dures de haute résistance (18), avec un élément de transmission de l'allumage (15) entre le revêtement brisant (20) et la couche de recouvrement d'explosif (17). 2. Protection selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est réalisée sous forme de cellule active (12), incorporée dans un boîtier (24) en tôle dure très résistante. 3. Protection selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'il est prévu une couche amortissante (19) entre la charge de verre (15) et le revêtement brisant (20). 4. Protection selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'un préblindage passif (21) est formé au plus haut dans la cellule active (12) ou au- dessus de la cellule active (12). 5.Protection selon la revendication 4, caractérisée en ce que le préblindage (21) comporte une plaque de blindage passive (23) au- dessus d'une couche amortissante (22). 6. Protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les couches amortissantes (19,22> sont prévues sous la forme de mousse dure. 7. Protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un intervalle de découplage (10) est constitué entre le revêtement brisant (20) et le blindage principal (11). 13 2771489 8. Protection selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'intervalle de découplage (10) comporte des treillis d'interception armés de fibre. 9. Protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce la charge de corps friables (15) est constituée par des strates de corps de verre (16) s'étendant sensiblement parallèlement au revêtement brisant (20) et au blindage principal (11) sous-Jacent. 10. Protection selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des cloisons de séparation d'explosif sont formées dans la charge (15) sensiblement transversalement à la couche de recou- vrement d'explosif (17) et accouplées à celle-ci.