Brevet FR2798927A1 — publié le 20010330

Le domaine de la présente invention est celui de la contre-mesure pour protéger une plate-forme qui est attaquée par une menace adverse, par exemple un missile guidé par un autodirecteur ou une munition dirigée par une conduite de tir. La protection de la plate-forme est souvent réalisée par un ensemble de moyens qui vont empêcher le dispositif guidant la menace de la diriger vers la plate-forme et même vont attirer cette menace à l'écart. La plate-forme à protéger peut être une plate- forme terrestre, navale ou aérienne. Plus particulièrement la présente invention concerne une charge active bi-mode et une munition de contre-mesure pour assurer la protection d'une plate- forme attaquée par une menace guidée par un autodirecteur bi-mode c'est-à-dire fonctionnant dans le domaine infrarouge et dans le domaine des ondes radars (ondes électromagnétiques millimétriques à centimétriques) . Ce type d'autodirecteur corrèle les informations issues de son détecteur infrarouge et de son radar pour déterminer si elles sont relatives à une même plate-forme. Les signatures infrarouge et radar (ou écho radar) produites par la charge active de la munition de contre- mesure ne sont prises en compte par l'autodirecteur de la menace si ces signatures représentent de façon plausible, notamment par leur étendue, par leur intensité, leur spectre et leur position spatiale une telle plate-forme. Le probleme est de réaliser une charge active bi- mode qui remplisse ces fonctions. on pourrait envisager pour produire cet effet d'utiliser une charge active produisant une signature infrarouge, cette charge utiliserait la combustion de composition pyrotechnique ou de produit pyrophorique et une charge active produisant une signature radar, cette charge utiliserait la dispersion de fibres métalliques ou métallisées souvent désignées par l'expression chaffs . Une telle approche suppose la réalisation de moyens complexes pour le déploiement des deux types de charges actives dans l'espace et dans le temps. Par ailleurs le brevet US 4 815 386 décrit des éponges, éventuellement métalliques, dont les alvéoles sont remplies de poudre pyrophorique. Mais ce type de charge active ne résout pas les problèmes précédemment évoqués. Si, pour une telle éponge métallique il y a bien signatures infrarouge et radar, l'écho radar est loin d'être optimum en intensité car les dimensions caractéristiques de l'éponge ne sont pas accordées avec la longueur d'onde du radar, et en étendue (Surface Equivalente Radar, SER) car il n'y a pas de dispersion spatiale suffisante de l'éponge. Enfin, de part sa masse, l'éponge remplie de poudre pyrophorique va avoir une vitesse descente assez élevée et les signatures infrarouge et radar seront trop fugaces dans le champ de détection de l'autodirecteur de la menace. La présente invention concerne une charge active bi-mode d'une munition de contre-mesure pour le leurrage dans le domaine infrarouge et le domaine radar ; ladite charge active bi-mode est essentiellement constituée de fibres de longueur adaptée dont l'âme est métallisée, les dites fibres sont assemblées en rondins formant au moins une galette et ladite galette est imprégnée d'un liquide pyrophorique et est protégée de tout contact avec l'air par une enveloppe fermée et étanche jusqu'au déploiement fonctionnel de la charge active. La munition de contre-mesure libère au moins une telle galette en un point donné de l'espace à l'écart la plate-forme à protéger. L'enveloppe protection de la galette est déchirée et les fibres métallisées sont dispersées lors de la libération charges actives. Les fibres métallisées dispersées forment un nuage de dipôles électriques qui vont réfléchir les ondes radar émises par la menace : l'écho radar détecté est d'autant plus intense que les fibres métallisées ont une longueur voisine de la moitié de celle de la longueur d'onde du radar de la menace et c' dans ce sens que l'on parle de la longueur adaptée des fibres métallisées. De plus le nombre de fibres dispersées intervient dans le dimensionnement de la Surface Equivalente Radar. Simultanément le liquide pyrophorique dispersé avec fibres va s'enflammer au contact de l'air et produire une signature infrarouge qui sera détectée par capteur approprié de la menace. Le dispositif de guidage de la menace va corréler les informations radar infrarouge données par ses détecteurs et les interpréter comme correspondant à une cible potentielle plausible et va diriger la menace vers cette région de l'espace. Avantageusement le liquide pyrophorique d'imprégnation de la galette comprend au moins un liquide pyrophorique choisi dans le groupe formé par les tria lkylaluminiums-triéthylaluminium, triméthylaluminium - les tialkybores - triéthlylbore, triméthylbore,.. - et les organosilanes. Le liquide pyrophorique d'imprégnation sera eventuellement dilué dans un solvant de ces liquides et préférentiellement ce solvant sera un hydrocarbure liquide - hexane,... - . La sélection d'un seul liquide pyrophorique, d'un mélange et/ou d'une dilution dans un solvant permet de régler la durée, l'intensité et le spectre du rayonnement infrarouge émis par la charge active et de la dimensionner du point de vue infrarouge. exemple on peut créer un rayonnement intense, à assez haute température, mais d'assez courte durée pour simuler une plate-forme aérienne du type avion, ou un rayonnement faible, à basse température et d'assez longue durée pour simuler une plate-forme terrestre ou navale. Avantageusement la métallisation de 'âme des fibres de la charge active est faite avec un métal bon conducteur de l'électricité, ce métal est choisi dans le groupe comprenant l'aluminium, la cadmium, cuivre, l'or, le fer, le nickel, le platine, le rhodium, 'argent, le tungstène, le zinc, dans la présente application le nickel est préféré. L'épaisseur de la couche de métallisation sera comprise entre 5 Mm environ 25 Mm environ et préférentiellement entre 5 Mm environ et 10 Mm environ. Les fibres utilisées pour la réalisation de ces charges actives auront une âme de préférence de section circulaire. Pour avoir des fibres relativement légères en grand nombre, pour un volume donné, le diamètre de l'âme des fibres sera compris entre 10 Mm environ et 200 Mm environ et préférentiellement entre 15 environ et 25 Mm environ. Dans une première réalisation l'âme fibres métallisées est en un matériau non pyrolysable tel que par exemple le verre, le carbure de silicium, le bore, le verre étant le matériau préféré. Les fibres métallisées sont pleines. L'imprégnation de la galette par liquide pyrophorique intéresse alors les seuls interstices entre les fibres rassemblées en rondins le liquide pyrophorique rempli ces interstices. rattachent à ce premier mode de réalisation, les rondins de fibres métallisées dont l'âme est en matériau éventuellement pyrolysable mais pour lesquels il n'y a pas eu d'opération de pyrolyse. Dans une deuxième réalisation, l'âme des fibres métallisées est en un matériau organique pyrolysable. Cette âme est détruite par pyrolyse : les fibres métallisées sont creuses et, si la pyrolyse a été complète il ne reste plus, pour chaque fibre qu'un tube formé par le revêtement de métallisation. L'imprégnation par le liquide pyrophorique intéresse alors, les interstices entre les fibres mais aussi parties creuses à l'intérieur des fibres. Les polymères donnant des fibres pyrolysables à des températures moyennes de environ 300 à 500 C conviennent pour ce genre d'application, le matériau préféré pour cette utilisation est le polypropylène. présente invention concerne aussi un procédé de fabrication de la charge active bi-mode selon l'invention procédé tel que à partir d'une galette de rondins de fibres les interstices entre les fibres sont remplis de liquide pyrophorique par capillarité ou par immersion, cette opération se faisant sous atmosphère de gaz inerte, - la galette ainsi imprégnée est protégée de l'air. Selon une variante de ce procédé - l'âme pyrolysable des fibres métallisées rassemblées en galette détruite en portant, sous flux d'air chaud la galette à une température élevée de façon à assurer la pyrolyse du matériau de l'âme et éviter l'oxydation du métal, température de l'air chaud lors de cette opération est comprise entre environ 400 C et environ C. - les interstices entre fibres et l'intérieur des fibres sont, comme précédemment, remplis de liquide pyrophorique capillarité ou par immersion, cette opération se faisant sous atmosphère de gaz inerte, - la galette ainsi imprégnée est protégée de l'air. Cette invention concerne aussi une munition de contre-mesure pour protéger une plate-forme donnée, ladite munition comprenant notamment des moyens de lancement, des dispositifs de sécurité et des systèmes de dispersion, et est telle qu elle comporte au moins une charge active bi-mode fabriquee selon la description précédente. Les charges actives sont rassemblées en forme de galette ou même d'empilement de galettes dont le diamètre est voisin du calibre de la munition. Les moyens de lancement de la munition sont par exemple du type mortier ou du type moteur ' propergol solide. Les dispositifs de sécurité sont type de ceux qui équipent habituellement les munitions de contre-mesure sécurité de bouche, sécurité d'impact rapproché. systèmes de dispersion déclenchables par préprogrammation ou par télécommande permettant d'une part déchirer les enveloppes de protection des rondins constitutifs des galettes et d'autre part de disperser les fibres métallisées dans l'espace. présente invention résout le problème était de créer avec une seule charge active un effet bi-mode une signature infrarouge et une signature radar simultanées dans le temps et localisées au même point de l'espace. Les fibres métallisées, de très faible diamètre sont légères et vont donc avoir, une fois dispersées, une très faible vitesse de descente donc la signature radar sera d'assez longue durée. De plus la combustion du liquide pyrophorique va aussi produire des courants d'air chaud ascendants et turbulents qui vont favoriser le vol du nuage de fibres et aussi donner aux fibres des orientations aléatoires réduisant l'effet de polarisation horizontale des chaffs classiques. Le choix du liquide pyrophorique d'imprégnation règle la durée de la combustion et le spectre infrarouge rayonné. Enfin cette charge utile bi-mode a un très bon indice constructif puisque pratiquement tout son volume apparent comporte des éléments qui participent au leurrage. dessous l'invention est exposée plus en détail à l'aide de figures représentant une réalisation particulière. figure 1 représente schématiquement la coupe longitudinale d'une fibre métallisée. La figure 2 représente la vue d'une galette selon l'invention. Pour la lisibilité de la figure 1 les dimensions transversales de la fibre sont très exagérées rapport à sa longueur. La fibre 1 comporte un revêtement métallique extérieur 2 ; le revêtement métallique préférentiellement en nickel il a été réalisé par une opération de galvanoplastie. A l'intérieur on trouve une partie 3 de l'âme polymérique de la fibre, dans ce cas particulier l'opération de pyrolyse de l'âme n'a pas été complète et il reste cette partie tubulaire 3. L'opération de pyrolyse est expliquée par la suite. La partie creuse 4 de la fibre sera remplie d'un liquide pyrophorique comme expliqué par ailleurs. figure 2 représente une galette selon l'invention. Ladite galette 10 a, dans cet exemple de réalisation, sensiblement la forme d'un secteur circulaire de 60 d'ouverture et l'épaisseur de cette galette correspond à la longueur des fibres métallisees cette longueur étant adaptée, comme précédemment défini, à la longueur d'onde du radar à leurrer. cette figure le tracé en trait interrompu 11 définit le contour idéal de la galette. La courbure de la partie extérieure 12 correspond au rayon intérieur du conteneur de la charge utile et la courbure de la partie intérieure 13 correspond au rayon extérieur du dispositif de dispersion, en général une canne de dispersion axiale contenant une charge pyrotechnique. La charge utile est un assemblage dans le cas présent de 6 de ces galettes 10 autour du dispositif de dispersion, puis un empilement de tels assemblages sur toute la hauteur du conteneur. Dans la galette 10 sont groupés des rondins 30,31,32, de quelques millimètres de diamètre ; ces rondins étant constitués d'une multitude de fibres 20 parallèles les unes aux autres, ces rondins 30,31,32 sont déformables et pouvant être groupés pour remplir au mieux le volume délimité par le tracé 11. Cette galette qui a été imprégnée par un liquide pyrophorique est protégée de l'air par une enveloppe fine mais étanche qui n'est pas ici représentée, mais qui correspond a peu près au tracé 11. Eventuellement plusieurs galettes peuvent etre empilées dans une même enveloppe formant ainsi une sorte de quartier, l'assemblage de plusieurs quartiers autour du dispositif de dispersion formant la charge utile, la forme de l'enveloppe protectrice aménagée pour cette configuration. Pour la fabrication d'une galette de charge active selon l'invention on part d'une fibre de grande longueur ou d'un fil (de verre ou de polypropylène, par exemple) qui est métallisé par un dépôt de métal, préférentiellement de nickel. Le dépôt, d'assez faible épaisseur 5,4m environ à lol,m environ, est réalisé de façon habituelle par galvanoplastie ou tout autre procédé. La réalisation d'une galette de charge active comprend ensuite les étapes suivantes, dont les premières sont aussi utilisées pour la fabrication des charges à chaffs classiques - enroulement de la fibre métallisée sur un cylindre, sur une ou plusieurs couches, - les fibres sont alors coupées selon une génératrice du cylindre, - elles sont trempées dans un bain lubrifiant et l'ensemble des fibres est enroulé dans un papier étamé pour former un rondin, - le rondin est coupé dans les longueurs souhaitées (longueur de fibres adaptée à la longueur 'onde du radar à leurrer), les rondins ainsi découpés ont environ icm de diamètre et des hauteurs de quelques millimètres à quelques centimètres - les rondins sont rassemblés en galettes dont le diamètre est voisin du calibre de la munition de contre-mesure souvent de 40 et 60mm environ - si les fibres métallisées ont une âme polymérique on procède à la pyrolyse de ce polymère en chauffant par air la galette, la température choisie est telle que d'une part elle assure la destruction du polymère et que d'autre part elle n'oxyde pas le métal recouvrant l'âme la fibre ; cette température est préférentiellement comprise entre 400 C environ et 500 C environ. - on procède ensuite à l'imprégnation de la galette par le liquide pyrophorique préparé par ailleurs, l'imprégnation se fait par capillarité par immersion dans le liquide pyrophorique, cette opération se fait sous atmosphère inerte, les fibres métallisées ont une âme non pyrolysable, donc sont pleines, l'imprégnation par liquide pyrophorique ne concerne que les interstices entre les fibres et la periphérie de la galette, si par contre les fibres ont une âme pyrolysable qui a été détruite selon le procédé précedemment décrit et donc sont creuses, l'imprégnation par le liquide pyrophorique va concerner aussi la partie intérieure des fibres. - la galette ainsi imprégnée est enfermée dans une enveloppe fermée de façon étanche, l'enveloppe est dans une matière compatible avec le liquide pyrophorique, - les galettes, ainsi protégées par leur enveloppe, sont assemblées dans la munition de contre mesure. Revendications 1. Charge active bi-mode, pour le leurrage dans le domaine radar et infrarouge, essentiellement constituée de fibres (1,20) de longueur adaptée et dont l'âme est métallisée, les dites fibres étant assemblées en rondins (30,31,32 ... ) formant au moins une galette (10) caractérisée en ce que ladite galette est imprégnée par un liquide pyrophorique et est protégée de l'air par une enveloppe fermée et étanche. Charge active bi-mode, selon la revendication , caractérisée en ce que le liquide pyrophorique 'imprégnation comprend au moins un liquide pyrophorique choisi dans le groupe formé par les trialkyaluminiums, trialkylbores, les organosinales. Charge active bi-mode, selon la revendication , caractérisée en ce que le liquide pyrophorique 'imprégnation est dilué dans un solvant. Charge active bi-mode, selon la revendication , caractérisée en ce que la métallisation des fibres est faite avec un métal bon conducteur de l'électricité. Charge active bi-mode, selon la revendication 4 caractérisée en ce que l'épaisseur de cette couche de métallisation (2) est comprise entre 5 um environ et 25 environ. . Charge active bi-mode, selon l'une des revendication 1 à 5 caractérisée en ce que les fibres métallisées ont une âme (3) dont le diamètre est compris entre 10 Am environ et 200 Am environ. 7 Charge active bi-mode selon la revendication 6 caractérisée en ce que les fibres métallisées ont une en matériau non pyrolysable et que l'imprégnation de galette par le liquide pyrophorique concerne notamment les interstices entre les fibres. Charge active bi-mode, selon la revendication 6 caractérisée en ce que les fibres métallisées ont une âme en matériau pyrolysable qui est détruite par pyrolyse avant l'imprégnation de la galette le liquide pyrophorique, l'imprégnation par le liquide pyrophorique concernant les interstices entre les fibres et la partie creuse (4) des fibres. 9 Charge active bi-mode selon la revendication 8 caractérisée en ce que les fibres métallisées une en polypropyléne. 10. Procédé de fabrication de la charge active ' mode selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce - les interstices entre les fibres sont remplis de liquide pyrophorique, cette opération se faisant sous atmosphère de gaz inerte, - la galette ainsi imprégnée est protégée de l' Procédé de fabrication de la charge active ' mode selon l'une des revendications 1 à 5, 8 et 9 caractérisé ce que - l'âme pyrolysable des fibres métallisées est détruite en portant, sous flux d'air chaud, la galette à une température de façon à assurer la pyrolyse du matériau de l'âme et éviter l'oxydation du métal, - les interstices entre les fibres et l'intérieur des fibres sont remplis de liquide pyrophorique capillarité, cette opération se faisant sous atmosphère de gaz inerte, - galette ainsi imprégnée est protégée l'air. 12. Munition de contre-mesure, pour protéger plate- forme, comprenant notamment des moyens de lancement, des dispositifs de sécurité et des systèmes de dispersion caractérisée en ce que ladite munition comporte au moins une charge active bi-mode selon l'une des revendications 1 à 9.