Brevet FR2897686A1 — publié le 20070824

La présente invention concerne un simulateur de chocs d'origine balistique ou pyrotechnique. Certains équipements (boîtiers, sièges, supports d'équipements, équipements divers) sont destinés à être intégrés dans un véhicule qui peut être soumis à des menaces produisant des chocs d'origine balistiques et/ou pyrotechniques. Afin de vérifier la tenue de ces équipements audits chocs et de pouvoir les dimensionner en conséquence, il est nécessaire de soumettre ces équipements à des chocs Io représentatifs de ces conditions. Dans le domaine des simulateurs de chocs, il est connu des machines d'essais utilisant des sollicitations de type hydraulique, pneumatique ou de chute. De telles machines d'essais sont bien adaptées à la reproduction des 15 sollicitations dites d'environnement mécanique, c'est-à-dire des accélérations induites sur un équipement par exemple par le roulage du véhicule, que ce dernier soit muni de roues ou de chenilles, ou encore par exemple le tir d'un canon porté par ce même véhicule. 20 Cependant, un spectre de réponse aux chocs (SRC) résultant d'un impact de projectile balistique (perforant ou non) sur la structure du véhicule ou de l'explosion d'une charge pyrotechnique (missiles, charge creuse, mines à effet de souffle, mines à charge formée), contre ou à proximité de 25 ladite structure présente des caractéristiques extrêmes (niveau d'accélération supérieur à 10000 m/s2, très haute fréquence des sollicitations soit fréquences supérieures à 10 kHz) que ne peuvent reproduire les machines d'essais connues. Le seul procédé connu et utilisé à ce jour est la 30 réalisation d'une maquette à l'échelle 1:1 du véhicule (appelée plus communément caisse de tir ou prototype d'évaluation balistique), maquette sur laquelle sont montés le ou les équipements à tester. Cette maquette ou caisse de tir, est ensuite soumise aux chocs balistiques et/ou 35 pyrotechniques. Ce procédé, se déroulant en fin du cycle de conception des produits, conduit à un coût important en cas de reprise de conception. La réalisation d'une telle maquette est de plus très coûteuse en soi. Un autre inconvénient est qu'une telle maquette risque d'être fortement détériorée voire détruite lors de l'essai. La présente invention remédie à ces différents inconvénients en permettant d'atteindre les niveaux de sollicitation requis sans pour autant nécessiter une réalisation complète et tardive d'une maquette d'un véhicule complet. Le simulateur selon l'invention n'est pas détruit par l'essai. Le simulateur permet de plus la réalisation de mesures et une reproductibilité des niveaux de sollicitations l0 dans des conditions représentatives des conditions qui seraient obtenues sur véhicule. L'invention a pour objet un simulateur de chocs balistiques ou pyrotechniques comprenant un support apte à accueillir au moins un dispositif à tester, un moyen de 15 sollicitation, au moins une plaque d'impact consommable intercalaire disposée entre ledit support et ledit moyen de sollicitation. La plaque d'impact est soumise à la déformation. Elle est consommable et permet de limiter la déformation du support 20 lui-même. Elle présente l'avantage de pouvoir être facilement remplacée, le support pouvant être conservé pour d'autres essais. Selon une autre caractéristique de l'invention, le simulateur comprend un moyen de suspension. 25 Un avantage de l'invention, conféré par la suspension du simulateur, est de simplifier toutes les conditions aux limites et assurer ainsi une bonne reproductibilité des résultats. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le 30 support peut être réalisé dans une tôle de matière et d'épaisseur représentative d'une structure d'un véhicule dans lequel le ou les dispositifs seront intégrés. Selon un premier mode de réalisation selon l'invention, le support est une plaque unique. 35 Selon un second mode de réalisation, le support est un caisson mécano soudé assemblé par un procédé de soudage représentatif d'une structure d'un véhicule dans lequel le ou les dispositifs seront intégrés. L'avantage de réaliser une structure en caisson est qu'il devient possible de tester un plus grand nombre d'équipements lors d'un seul essai. On réduit ainsi le coût des essais. Le caisson pourra être constitué de plaques assemblées à angles droits. La réalisation d'un caisson comportant des plaques assemblées à angles droits permet de faciliter la fabrication (meilleur appui pour les soudures). L'angle droit favorise aussi la transmission d'un choc sur les parois latérales à la Io paroi recevant le choc. Une telle conception simple du caisson présente l'avantage de simplifier les calculs dimensionnant l'énergie à mettre en oeuvre par le moyen de sollicitation en fonction de la sollicitation souhaitée au niveau de l'équipement 15 testé. Selon un premier mode de réalisation, le moyen de sollicitation est un projectile balistique venant percuter la ou les plaques d'impact. Selon un second mode de réalisation, le moyen de 20 sollicitation est une charge pyrotechnique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la charge pyrotechnique peut être fixée sur la plaque d'impact. Selon une autre caractéristique de l'invention, le simulateur comprend encore une plaque de fixation disposée 25 entre le support et le dispositif testé. Une telle plaque de fixation permet avantageusement une mise en oeuvre plus aisée de multiples moyens de fixation ou interfaces d'équipements à tester lors d'une campagne, sans modification du support. 30 D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 présente une vue schématique en coupe de 35 l'invention avec une plaque support, - la figure 2 présente une vue d'ensemble d'un caisson selon l'invention suspendu, - la figure 3 présente une vue d'ensemble d'un caisson 4 dans lequel sont disposés plusieurs équipements à tester, - la figure 4 présente un caisson selon l'invention équipé d'un moyen de sollicitation balistique, - la figure 5 présente un caisson selon l'invention apte 5 à recevoir une sollicitation pyrotechnique. La figure 1 présente selon une vue en coupe le principe du simulateur selon l'invention. Le simulateur comprend un support 1 apte à accueillir sur un de ses côtés au moins un dispositif 2 à tester. Sur un autre de ses côtés, afin de ne 10 pas risquer d'endommager directement le dispositif à tester 2, le support 1 est soumis à une sollicitation de choc, produite par un moyen de sollicitation 3. Les énergies mises en oeuvre par le moyen de sollicitation étant très importantes afin de reproduire des chocs balistiques ou pyrotechniques, 15 une plaque d'impact 4 est avantageusement intercalée entre le support 1 et le moyen de sollicitation 3. Ainsi, la déformation que risque de produire le moyen de sollicitation 3 lors de son action sur le support 1 est partiellement ou en grande partie subie par la plaque d'impact 4, alors même 20 que le support 1 est préservé. Le choc produit est cependant transmis à l'équipement testé 2 par l'intermédiaire du support 1. La plaque d'impact 4, avantageusement consommable, peut être remplacée tout en conservant le support 1. Tel qu'illustré à la figure 1 ou 2, le simulateur 25 comprend avantageusement un moyen de suspension 5. Un mode de réalisation illustratif d'un tel moyen de suspension 5 est illustré à la figure 2. Le support 1 est ici un caisson 10 tel que décrit ultérieurement. Ce caisson 10 comprend un moyen de suspension 5. Ce moyen 5 comprend au moins un anneau 30 51 solidaire du simulateur. Des élingues 53 reliant lesdits anneaux 51 à au moins un point fixe, ici un portique ou une poutrelle 52, permettent de suspendre le simulateur. Une telle suspension de par la souplesse conférée par les élingues 53 libère le simulateur de contraintes pouvant être 35 causées par des conditions aux limites contraignantes lors de la sollicitation. On assure ainsi la reproductibilité des sollicitations apportées au support d'un essai à l'autre ce qui fiabilise le moyen d'essai. Il est important pour un tel simulateur de reproduire au niveau de l'équipement à tester 2 des conditions représentatives des conditions réellement subies sur le véhicule. Aussi, le support 1 est réalisé dans une tôle de matière et d'épaisseur représentative d'une structure d'un véhicule. La matière peut ainsi être de l'acier à blindage, de l'alliage d'aluminium à blindage, un matériau composite ... Dans un premier mode de réalisation le support 1 est une plaque unique. Dans un second mode de réalisation, le support 1 est un caisson 10 mécano soudé. Ceci est illustré aux figures 2 à 5. Pour les raisons de représentativité précédemment évoquées, l'assemblage du caisson 10 est réalisé par un procédé de soudage identique à celui utilisé pour le mode d'assemblage sur un véhicule afin que le caisson 10 soit représentatif d'une structure d'un véhicule. En se référant à la figure 3, le caisson 10 est avantageusement constitué de plaques frontales 11, verticales 12 et horizontales 13 assemblées à angles droits par des soudures 14. Les équipements à tester 2 peuvent être placés sur l'une ou l'autre de ces plaques 11, 12, 13 afin d'être soumis à des sollicitations dont les directions et les intensités sont indicatives des sollicitations qu'ils subiraient sur le véhicule, en situation réelle. L'assemblage à angle droit offre l'avantage de simplifier les calculs dimensionnant l'énergie à mettre en oeuvre par le moyen de sollicitation en fonction de la sollicitation souhaitée au niveau de l'équipement testé 2. Ces calculs permettent de déterminer en simulation numérique l'intensité de la sollicitation à appliquer. En se référant à présent à la figure 4, le moyen de sollicitation 3 selon un premier mode de réalisation est un projectile balistique 31. Un tel projectile 31 est choisi en fonction de l'intensité de la sollicitation souhaitée. Ce projectile 31 est tiré de manière à venir percuter le simulateur au niveau de la plaque d'impact 4. La forme du projectile 31 est avantageusement choisie afin de transmettre un choc déterminé au simulateur sans pour autant produire de perforation du caisson 10. Ainsi, on pourra retenir par exemple une forme de boulet. Ce projectile 31 est déterminé afin qu'une éventuelle déformation soit limitée à la ou aux seules plaques d'impact 4 et qu'ainsi la déformation du caisson 10 soit réduite. En se référant maintenant à la figure 5, le moyen de sollicitation selon un second mode de réalisation est une charge pyrotechnique 32. Ladite charge 32 est fixée sur la plaque d'impact 4 puis elle est initiée de manière à produire l0 un effet pyrotechnique sur la plaque d'impact 4 (effet particulier la direction F - Cf. Figure 1). La disposition de la charge 32 sont choisies afin de un choc déterminé au simulateur et afin qu'une déformation soit limitée à la seule plaque placée directement au contact de la plaque d'impact 4 intercalaire. 20 Les niveaux d'intensité de chocs obtenus dépendent de l'énergie cinétique du projectile 31 ou de la masse, de la forme et du type d'explosif employé en relation avec la masse du simulateur complet : support 1 ou caisson 10 avec tous les équipements à tester 2. La taille du caisson 10 et donc sa 25 masse peuvent être adaptées en fonction d'une énergie de projectile 31 ou d'une masse de charge pyrotechnique 32 donnée. Avantageusement, les équipements 2 peuvent être fixés sur au moins une plaque de fixation rapportée 6 qui est à son 30 tour fixée au support 1. Ceci permet de simplifier la réalisation d'un essai en préparant différents moyens de fixation des équipements et en évitant une modification du support 1. L'invention permet ainsi d'une façon simple de tester aux 35 chocs de nature pyrotechniques tout équipement d'un véhicule (boîtiers ou cartes électroniques, composants mécaniques électroniques ou optiques, écrans, viseurs...) ainsi que les moyens de fixation de ces équipements. Ces tests peuvent suivant en masse et la transmettre éventuelle 15 d'impact 4. Le cas échéant, la plaque d'impact 4 pourra être renforcée. Selon un mode particulier la charge pyrotechnique 32 est être effectués sans attendre la réalisation d'un véhicule complet et ils permettent de définir d'une façon plus souple la structure du véhicule lui-même. REVENDICATIONS 1. Simulateur de chocs balistiques et/ou pyrotechniques, caractérisé en ce qu'il comprend : - un support (1) apte à accueillir au moins un dispositif 5 à tester (2), - au moins un moyen de sollicitations (3), - au moins une plaque d'impact (4) intercalaire disposée entre ledit support (1) et ledit moyen de sollicitations (3). 2. Simulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce l0 qu'il comprend un moyen de suspension (5). 3. Simulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (1) est réalisé dans une tôle de matière et d'épaisseur représentative d'une structure d'un véhicule. 4. Simulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce 15 que le support (1) est une plaque unique. 5. Simulateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support (1) est un caisson (10) mécano soudé assemblé par un procédé de soudage représentatif d'une structure d'un véhicule. 20 6. Simulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le caisson (10) est constitué de plaques (11, 12, 13) assemblées à angles droits. 7. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de sollicitation (3) est 25 un projectile balistique (31) venant percuter la plaque d'impact (4). 8. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moyen de sollicitation (3) est une charge pyrotechnique (32). 30 9. Simulateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la charge pyrotechnique (32) est fixée sur la plaque d'impact (4) intercalaire. 10. Simulateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une plaque 35 de fixation (6) disposée entre le support (1) et le dispositif testé (2).