Brevet FR2771487A1 — publié le 19990528

"Dispositif de protection active de véhicules blindés, composé d'une plaque frontale et d'une couche explosi- ve prévue derrière la plaque frontale" La présente invention concerne un dispositif de protection active de véhicules blindés, dispositif composé d'une plaque frontale et d'une couche explosi- ve prévue derrière la plaque frontale, séparée de cel- le-ci par une couche d'air sur une plaque active qui, lors de l'explosion de la charge explosive, subit une accélération et la couche explosive ainsi que la pla- que active sont subdivisée en des zones de façon qu'à l'impact d'un projectile ayant une énergie cinétique suffisante, chaque fois seulement la zone de la charge explosive associée à la surface d'impact soit déclen- chée. Dans le domaine de la protection des véhicu- les blindés contre les obus à énergie cinétique élevée encore appelés obus KE ou les obus à charge creuse, on distingue entre une protection passive et une protec- tion active. En protection passive, on utilise en général des plaques en acier de blindage très résistant et ces plaques sont disposées suivant une inclinaison aussi grande que possible par rapport à la direction proba- ble de tir pour augmenter ainsi l'épaisseur d'acier que doit traverser le projectile, et rendre plus dif- ficile la pénétration de la pointe du projectile. Les blindages connus se composent en général de plusieurs plaques d'acier montées parallèlement l'une à l'autre avec un espace intermédiaire en recevant une matière de moindre densité comme par exemple de l'aluminium, une matière céramique ou une matière synthétique ren- forcée par des fibres. Pour la protection active d'un blindage on place une couche d'explosif entre deux plaques d'acier; à l'impact d'un projectile KE ou d'un projectile de charge creuse, la couche d'explosif se déclenche et ac- célère les deux plaques d'acier de ce montage en san- dwich de manière que la matière toujours nouvelle de la plaque agisse avec une vitesse élevée sur le projectile pour le détruire et le dévier et diminuer ainsi sa puissance de perforation. Un dispositif de protection particulièrement actif contre les obus KE se compose d'une plaque fron- tale relativement épaisse (par exemple en acier de blindage de 40 millimètres) d'une couche d'explosif avec une couche d'air et une plaque active plus mince (par exemple une plaque d'acier de blindage de 15 mil- limètres), ces différentes couches et plaques étant in- clinées par rapport au projectile incident, par exemple un angle de 45' ou moins. Lorsque la vitesse du projec- tile est suffisante, la plaque frontale se déforme et amorce la couche d'explosif. L'explosif qui détone lors de la perforation de la plaque frontale, accélère la plaque active à une vitesse supérieure à 300 m/s. La position inclinée de la plaque active par rapport à la direction du tir conduit lors de la traversée de cette plaque par le projectile, en permanence, de la nouvelle matière de plaque (acier blindé) dans la trajectoire, ce qui se traduit par une déviation ou une destruction pratiquement complète du projectile. Pour arriver à un blindage actif de recouvrement de surface qui assure une protection contre plusieurs impacts sur des en- droits différents, si possible même très rapprochés, il faut prévoir une segmentation, c'est-à-dire une subdi- vision des zones d'environ 300 x 500 mm et par un en- tourage en acier d'épaisseur correspondante, on bloque les zones de façon que celles-ci puissent agir indépen- damment l'une de l'autre. Cette segmentation peut, tou- tefois, entraîner une limitation de la protection en particulier pour des impacts de projectiles KE au ni- veau du bord des zones, car le projectile quitte la plaque active de la zone sur laquelle se trouve le point d'impact et arrive dans une zone voisine dans la- quelle pénètre le projectile sans qu'il ne se produise de détonation. La présente invention a ainsi pour but de créer un procédé de combinaison explosive de zones voi- sines dans la direction de tir de façon, qu'en cas d'impact dans la plaque périphérique d'une zone, la zone voisine dans la direction du tir soit activée et assure ainsi une protection sans faille. A cet effet, l'invention concerne un disposi- tif du type ci-dessus caractérisé en ce que les zones situées dans la direction de tir probable sont reliées les unes aux autres par une liaison pyrotechnique. Suivant une caractéristique avantageuse, les plaques frontales ont des canaux pour combiner les zo- nes, canaux dans lesquels sont chargées des bandes d'explosif. Ces canaux doivent être suffisamment rap- prochés pour qu'un canal soit touché avec certitude lors de la pénétration d'un projectile de gros calibre. Pour des raisons de fabrication, il est avan- tageux de subdiviser la plaque frontale en deux couches et de fraiser dans la face arrière de la plaque péri- phérique située dans la direction de tir de la première couche, des canaux en forme de rainure, recouverts par la seconde couche. De cette manière, les canaux ainsi formés sont recouverts par la charge explosive princi- pale. Les entretoises entre les canaux sont avantageu- sement arrondies ou en forme de demi-cylindres de façon à éviter, lors de la détonation de la charge principa- le, le couplage de l'onde de choc dans l'entretoise et l'explosion correspondante des coins, ce qui provoque- rait l'initialisation de la couche de signalisation. Cette réalisation des entretoises se traduit, lors de la détonation de la charge principale d'une zone, par une forte augmentation de la surface d'appui même pour une faible déformation de la partie de la plaque fron- tale comprise entre la couche principale et la couche de signalisation. On évite ainsi l'initialisation de la couche de signalisation par effet d'écrasement. Pour monter les bandes d'explosifs, il faut que les cloisons séparant les différentes zones compor- tent des ouvertures pour le passage des bandes. Ces cloisons sont soudées à la plaque frontale selon l'état de la technique. L'amorçage de la couche principale ex- plosive résulte du fait que les couches de séparation ont des ouvertures sur la couche principale dans la di- rection de tir. Les bandes de feuilles d'explosif de signali- sation doivent être dimensionnées pour garantir une dé- tonation sous l'effet de la plus petite libération d'é- nergie des bandes. Des bandes d'explosif de 0,5 mm à 1 mm d'une feuille d'explosif fixées par de la matière synthétique, se sont avérées intéressantes. Suivant un développement avantageux de l'in- vention, ces bandes d'explosif sont gainées par un tube en matière synthétique ou un tube métallique. Ce gaina- ge ne diminue pas l'initialisation par l'impact de l'o- bus, mais évite toute initialisation accidentelle par des micro-éclats à l'arrivée d'obus de petit calibre. Comme pour des impacts dans la plage périphérique d'une zone, du fait de l'incidence probablement inclinée de l'obus, la détonation de la charge principale d'explo- sif dans la zone concernée ne se produit probablement pas pour assurer la protection et comme cette explosion n'est pas souhaitable dans le cadre d'impacts multi- ples, la charge principale est conçue dans cette surfa- ce périphérique de façon à ne pas être amorcée lorsqu'un obus à charge creuse frappe cette surface, mais que, si la zone subit par ailleurs un impact, il y ait toutefois détonation de cette charge principale. Il est avantageux que ce problème puisse se résoudre par la suppression de la couche d'air dans la charge prin- cipale ou par la suppression des perforations de la feuille explosive de la charge principale au niveau de la surface périphérique. Ces moyens se traduisent par une désensibilisation différemment accentuée de la sen- sibilité à l'impact de la charge principale. Une autre possibilité de réalisation de l'in- vention dans ce sens consiste à utiliser un explosif peu sensible, comme par exemple de la nitroguanidine (NiGu) dans la surface périphérique car cette charge ne peut être amorcée par l'impact d'un projectile ni par les pressions engendrées par la pénétration ou par l'onde de choc mais détone à l'amorçage de la charge principale dans les autres parties de la zone. Suivant une réalisation avantageuse de l'in- vention, les bandes d'explosif sont disposées de façon à être reliées toujours par des charges d'amplification à la charge principale de la zone probablement la plus proche dans la direction du tir. EXEMPLE: On a constaté, de manière expérimentale, que le mode de réalisation du dispositif de combinaison ex- plosive de zones voisines représentée aux figures 1, 2 et 3, satisfait à la condition technique posée ci- dessus pour un projectile lourd en tungstène (projecti- le WSM) d'un diamètre de 20 mm à 30 mm et d'une vitesse initiale supérieure à 1 200 m/s. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 montre le concept de base d'un dispositif de combinaison explosive de zones voisines dans la direction de tir à l'aide d'un mode de réalisa- tion possible de la surface périphérique dans la direc- tion de tir, pour la protection contre des projectiles en tiges, - la figure 2 est une vue de dessus de la plaque frontale avec le marquage de la position des bandes de feuilles explosives, - la figure 3 est une coupe selon la ligne A- A' de la figure 2. Dans le cas du schéma de principe représenté à la figure 1 de la combinaison de zones voisines dans la direction de tir, on place dans la surface périphé- rique de la plaque frontale 2, des bandes d'une feuille de signalisation d'explosif 1. La séparation vis-à-vis de la charge principale de la zone doit être conçue de façon qu'à la détonation de la charge principale, il ne se produise pas d'amorçage de la feuille de signalisa- tion. Pour assurer cela et garantir un fonctionnement correct du dispositif, il faut prendre les mesures sui- vantes: - on dimensionne les bandes de feuilles de signalisa- tion d'explosif pour arriver à une détonation certaine pour une libération aussi réduite que possible d'éner- gie par la bande; - il faut que la surface périphérique de la plaque frontale 2 soit subdivisée selon la figure 3 en des ca- naux 3 et des entretoises 8 pour que la bosse formée par l'impact d'un projectile KE provoque toujours dans au moins une rainure l'amorçage de la bande de feuille de signalisation d'explosif logée dans cette rainure; - les entretoises 8 entre les canaux 3 ont été arron- dies ou réalisées sous forme de demi-cylindres pour qu'à la détonation de la charge principale, pour éviter le couplage de l'onde de choc dans l'entretoise et l'explosion correspondante des coins qui entraînerait l'amorçage de la feuille de signalisation; - une réalisation arrondie ou semi-cylindrique des en- tretoises se traduit lors de la détonation de la charge principale d'une zone en une forte augmentation de la surface d'appui même pour une faible déformation de la partie de la plaque frontale comprise entre la charge principale et la charge de signalisation. On évite ain- si l'amorçage de la feuille de signalisation par effet d'écrasement; l'enrobage de la bande de feuille de signalisation avec une mince couche de matière synthétique n'influen- ce pas l'amorçage sous l'effet de l'impact d'un projec- tile mais évite l'amorçage accidentel par micro- projectiles lors de l'arrivée de projectiles de petit calibre; - la fixation des bandes de feuille d'explosif dans les canaux évite que le fonctionnement ne soit détérioré, par exemple, par des secousses pendant les déplace- ments. Le mode de réalisation possible du dispositif de combinaison explosive de zones voisines selon les figures 1, 2, 3 satisfait aux conditions posées ci- dessus pour un obus en métal lourd tungstène (projecti- le en forme de tige WSM) d'un diamètre de 20 à 30 mm et une vitesse de projectile supérieure à 1 200 m/s. Cette figure montre la nécessité de la combinaison sur le plan des explosifs des zones voisines de la direction du tir. Du fait de l'impact du projectile qui se fait sous un angle très aplati, lors du tir à l'extrémité de la zone comme cela est représenté ou de manière analo- gue, il n'y a pas d'effet d'alternance entre le projec- tile 4 et la plaque active de la zone objet du tir. L'initialisation de la charge principale 7 de ce champ n'est pas nécessaire. L'effet de protection s'obtient du fait que le projectile amorce une bande de feuille de signalisation en explosif d'une largeur par exemple o10 égale à 6 mm et d'une épaisseur de 0,5 mm, si bien que la charge principale de la zone adjacente à la trajec- toire représentée à la figure, est amorcée par la char- ge amplificatrice 6, telle que représentée. R E V E N D I C A T I O N S 1) Dispositif de protection active de véhi- cules blindés, dispositif composé d'une plaque frontale et d'une couche explosive prévue derrière la plaque frontale (2), séparée de celle- ci par une couche d'air sur une plaque active qui, lors de l'explosion de la charge explosive (7), subit une accélération et la cou- che explosive ainsi que la plaque active sont subdivi- sée en des zones de façon qu'à l'impact d'un projectile (4) ayant une énergie cinétique suffisante, seule la zone de la charge explosive associée à la surface d'im- pact soit déclenchée, dispositif caractérisé en ce que les zones situées dans la direction de tir probable sont reliées les unes aux autres par une liaison pyro- technique (1). ) Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la combinaison avec la feuille de matière explosive (1) est noyée dans la plaque frontale (2) du dispositif de protection active. 3") Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que les plaques avant des zones combinées comportent des canaux (3) dans lesquels sont insérées les bandes d'explosif (1). ) Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que les canaux (3) de la plaque frontale (2) sont juxtaposés suffisam- ment pour qu'à la pénétration d'un projectile (4) de gros calibre, au moins un canal soit touché avec certi- tude. 5 ) Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque frontale est subdivisée en deux couches de sorte que la surface périphérique située du côté arrière dans la di- rection du tir de la première couche (2) comporte des canaux fraisés (3) recouverts par la seconde couche O10 (5), les canaux (3) ainsi formés sont séparés de la charge principale (7) par la seconde couche. 6') Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 4 et 5, caractérisé en ce que les entre- toises d'appui (8) entre les canaux (3) sont arrondies de façon à n'avoir qu'un contact linéaire entre deux couches (5). 7') Dispositif selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que les canaux transversaux (9) des zones et des couches de séparation (5) ont des ouvertures dans la direction de tir vers la charge explosive principale. ) Dispositif selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les bandes d'explosif (1) sont constituées par une feuille d'explosif liés par de la matière synthétique, ayant une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 1 mm. ) Dispositif selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les bandes d'explosif (2) sont gai- nées par un tube en matière synthétique ou un tube mé- tallique. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la charge principale (7) d'une zone présente une configuration d'explosif (10) au niveau de son bord situé dans la di- rection de tir ou encore un explosif et qui ne sont pas amorcés par l'impact d'un obus. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les bandes d'explosif sont disposées de façon à être toujours re- liées par des charges amplificatrices (6) à la charge principale de la zone suivante dans la direction de tir.