Brevet FR2802630A1 — publié le 20010622

La présente invention concerne un blindage, notamment pour véhicules autopropulsés combat tels que des chars, et destinés à protéger ces derniers en particulier contre les pro jectiles à énergie cinétique du type flèche. On connaït des blindages à réaction dynamique qui mettent à profit l'énergie du projectile pour créer une réaction qui en assure la perturbation, comme les blindages réactifs qui font intervenir une couche d'explosif confinée entre deux pla ques métalliques. Cet explosif détone à l'impact du projectile. L'énergie de détonation transférée sous forme d'énergie cinétique aux autres matériaux constitutifs du blindage, par exemple deux plaques d'acier, perturbe le projectile notamment pendant sa phase de pénétration dans la plaque métallique avant. Les blindages réactifs lourds sont surtout utilisés contre les charges creuses qui forment un jet perforant pour amorcer l'explosif. Cependant, on constate que l'efficacité de tels blindages face à la menace des projectiles 8 énergie cinétique de gros calibre est problématique et est directement liée à l'amorçage de l'explosif. Le but de la présente invention est l'amélioration de l'amorçabilité des blindages réactifs lourds pour la protection contre les projectiles du type flèche, par une mise en forme de l'interface entre l'explosif et la plaque arrière du blindage. Pour ce faire, l'invention a pour objet un blindage réactif notamment pour la protection contre les projectiles du type flèche, comprenant une couche d'explosif comprise entre une plaque avant, et une plaque arrière en un matériau dont l'impédance acoustique est supérieure à celle de l'explosif, caractérisé en ce que la plaque arrière présente une pluralité de cavités au moins partiellement remplies d'explosif et ouvertes vers la couche d'explosif. Dans des variantes de réalisation, les cavités pré- sentent une forme hémisphérique ou une forme de calotte sphérique ou une forme conique. De préférence, les demi-sphères présentent un diamètre inférieur au rayon du projectile et sont réparties uniformément sur la plaque arrière. L'analyse fine de 1 propagation des trains d'ondes de contraintes issus de la zone d'impact en suivant les régimes transitoires dynamiques permet d'étudier avec précision la sol licitation réellement perçue par l'explosif. En effet, l'étude préalable de la configuration classique où la couche d'explosive est plane le long de la plaque arrière a montré l'importance de la plaque arrière sur l'intensité de cette sollicitation incidente. Un pic de 60 kbars est observé au contact de cette plaque. La configuration du blindage selon l'invention exploite la fonction amplificatrice de la plaque arrière au moyen d'une mise en forme de l'interface entre l'explosif et la plaque arrière appropriée. Les formes proposées sont des cavités rem- plies d'explosif, aptes à focaliser les contraintes provenant sur la plaque arrière en certains points précis de la couche explosive. D'autres caractéristiques et avantages du blindage selon l'invention apparaîtront à la lecture suivante de la description détaillée de divers modes de réalisation, non limitatifs, en référence au dessin sur lequel - la figure 1 montre schématiquement l'agencement des éléments constitutifs du blindage, - les figures 2 à 4 montrent des détails de réalisation des cavités pratiquées dans la plaque arrière. Sur 1 a figure 1, on volt un projectile 1 du type à énergie cinétique, par exemple un barreau ou pénétrateur en al liage de tungstène, venant en impact, ici sous incidence nulle, sur la plaque avant 2, par exemple en acier, du blindage multi couche. Ce blindage réactif présente une couche 3 d'explosif confinée entre la plaque avant 2 et la plaque arrière 4, elle aussi en acier par exemple. Ces plaques peuvent être constituées par du verre, des céramiques, de l'uranium et de façon générale, la plaque arrière au moins doit présenter une impédance acoustique supérieure à celle de l'explosif. Sur cette plaque arrière 4, ont été pratiquées, par un usinage connu, des cavités 5, montrées en détail sur les figures 2 à 4. Ces cavités sont disposées régulièrement à l'interface entre l'explosif 3 et la plaque arrière 4, les centres des ouvertures étant équidistants et séparés d'une distance voisine de 2,5 fois le rayon du projectile. Sur la figure 2, ces cavités sont hémisphériques et présente un diamètre de préférence inférieur au rayon du projectile 1. Par exemple, le diamètre des demi-sphères est voisin de la moitié du rayon du projectile, et de l'ordre de l'épaisseur de la couche d'explosif. La figure 3 montre une cavité en forme de calotte sphérique, de diamètre sensiblement plus important que cette dimension, tandis que la figure 4 montre une cavité de forme conique, d'angle au sonnet voisin de 120' et de diamètre voisin de la dimension radiale de l'agress faite par le projectile. Des formes plus complexes peuvent être envisagées. Les cavités peuvent être totalement ou partiellement remplies d'explosif. Les résultats sont traduits par les valeurs de trois signaux de pressions prélevés au travers de la couche explosive. Le premier est situé au voisinage de la plaque avant, le deuxiè me au milieu de la couche explosive, le troisième au point ou la pression atteint son maximum. Dans le cas des cavités hémisphériques, les niveaux de pression induits dans l'expl 'f à l'arrivée des ondes de contrainte se trouvent très amoindris par la traversée de la plaque avant. Quelle que soit la configuration, le premier pic de pression atteint la valeur de 45 kbars à l'interface avant. Ce pic initial est suivi du signal réfléchi sur la surface de la plaque. La conjonction de ces deux sollicitations est réalisée à un instant déterminé , en un point situé à une distance déterminée du fond de la cavité. Le niveau atteint en ce point, supérieur à 100 kbars, est à comparer à celui obtenu dans le cas de plaques planes où celui-ci était de 60 kbars à l'interface arrière. Des zones de surpression de géométries variables suivant la forme des cavités sont engendrées par ces cavités. Cependant, il faut noter qu'une cavité de diamètre 6 mm c'est-à-dire de même valeur que l'épaisseur de la couche d'explosif est la plus performante du point de vue pression maximale atteinte. Dans le cas des calottes sphériques et cavité conique, la profondeur de la cavité est réduite de moitié par rapport au cas hémisphérique de diamètre 6 mm alors que le diamètre de l'empreinte sur la plaque arrière est inchangé. On observe que les niveaux de pression engendrés par le parcours des ondes de contraintes incidentes sont sensiblement diminués au voisinage de la cavité ; la pression maximale dans les deux cas est de 110 kbars à comparer aux 140 kbars obtenus dans le cas de la cavité hémisphérique de même diamètre d'empreinte. Dans le cas de la cavité en calotte sphérique, la zone sollicitée est localisée plus à l'intérieur de la couche explosive que dans le cas de la cavité conique. Les résultats sont résumés ci-dessous, en indiquant la pression initiale maximale atteinte dans l'explosif et loca- lisation par rapport au fond de la cavité. FORME DE LA CAVITE P kbars Cas de référence 60 Hémisphérique Diamètre 3 mm 110 Diamètre 6 mm 140 Diamètre 12 mm 135 Calotte sphérique 110 Calotte conique 110 La technique antérieure a montré les influences res- pectives de la plaque avant qui transmet à l'explosif la solli- citation incidente issue de la zone d'impact et de la plaque arrière qui renforce le niveau de cette sollicitation. Le blindage selon l'invention met en oeuvre cette fonction amplificatrice qui a conduit à proposer des géométries d'interface comprenant des cavités. Ainsi, une cavité d'interface focalise les ondes de contrainte réfléchies dans une zone située à l'intérieur de la couche explosive. Cette situation est favorable à l'apparition d'un point chaud capable d'initier la détonation. Parmi les modes de réalisation la forme hémisphérique se révèle la plus performante dès que son diamètre atteint un seuil minimal situé ici entre 3 et 6 mm. Une empreinte hémisphérique de diamètre voisin de la moitié du rayon de l'agression provoquée par le projectile, et de l'ordre de l'épaisseur de la couche explosive (6 mm) semble devoir réaliser un bon compromis par rapport aux diamètres 3 et 12 mm pour le blindage actif présentant une plaque avant en acier d'une épaisseur de 25 mm et une plaque arrière en acier d'épaisseur de 20 mm. Le cas de la calotte sphérique, qui à diamètre d'empreinte égal, nous est moins performante que la cavité hémisphérique, montre que la géométrie de l'interface peut sans doute être optimisée. La cavité conique de même profondeur que la calotte sphérique présente quant à elle l'avantage d'éviter d'occulter des régions de l'explosif lorsque l'incidence devient non nulle. REVENDICATIONS 1 - Blindage réactif notamment pour la protection contre les projectiles du type flèche, comprenant une couche d'explosif comprise entre une plaque avant, et une plaque arrière en un matériau dont l'impédance acoustique est supérieure à celle de l'explosif, caractérisé en ce que la plaque arrière présente une pluralité de cavités au moins partiellement remplies d'explosif et ouvertes vers la couche d'explosif. 2 - Blindage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cavités présentent une forme hémisphérique. 3 - Blindage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cavités présentent une forme de calotte sphérique. 4 - Blindage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cavités présentent une forme conique. 5 - Blindage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les demi-sphères présentent un diamètre inférieur au rayon du projectile. 6 - Blindage selon la revendication 5, caractérisé en ce que les demi-sphères présentent un diamètre de l'ordre de la moitié du rayon du projectile et voisin de l'épaisseur de la couche d'explosif. 7 - Blindage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qui concerne les cavités sont réparties uniformément sur la plaque arrière, les centres des ouvertures étant équidistants d'une longueur de l'ordre de 2, 5 fois le rayon du projectile. 8 - Blindage selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que les plaques avant et arrière sont métalliques. 9 - Blindage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les plaques avant et arrière sont en acier.