Brevet FR2907207A1 — publié le 20080418

L'invention a pour objet un blindage réactif comportant un blindage principal, un dispositif susceptible d'agir sur le projectile et une première et une seconde plaque de blindage qui assurent, sous l'effet de l'impact du projectile, la commutation d'un circuit de commande activant le dispositif d'action sur le projectile. Un tel blindage est connu, par exemple par le brevet US 3 893 368 qui utilise la première et la seconde plaque comme éléments d'un commutateur se fermant sous l'effet de l'impact du projectile et amorçant une charge explosive, en forme de feuille mince, disposée perpendiculairement à l'axe de tir et destinée à perturber le projectile de sorte que celui-ci ne puisse plus perforer le blindage principal. Cet effet se trouve renforcé par les ondes de choc qui se propagent à la suite de l'amorçage de la charge d'explosif. Toutefois, contre des projectiles à haut pouvoir de perforation, en particulier contre des projectiles flèches, stabilisés aérodynamiquement, l'efficacité de ce type de blindage réactif n'est que faible. A partir d'essais, le déposant a constaté que ce type de blindage réactif présentait surtout une certaine efficacité contre des charges creuses en raison de la perturbation qu'il fait subit au jet. L'invention vise donc à définir un blindage réactif qui soit efficace non seulement contre des charges creuses, mais également contre des projectiles perforants cinétiques. L'invention, objet de la présente demande, atteint ce but par l'utilisation d'un blindage comportant un blindage principal, un dispositif susceptible d'agir sur le projectile, et une première et une seconde plaque de blindage qui assurent, sous l'effet de l'impact du projectile, la commutation d'un circuit de commande 2907207 2 activant le dispositif d'action sur le projectile, ce dispositif comportant un accélérateur électrique monté devant le blindage principal et orienté suivant la direction d'attaque du projectile, ainsi qu'un élément 5 d'intervention, accéléré électriquement et placé devant l'accélérateur. Conformément à l'invention, la première et la seconde plaque, placées devant le blindage principal, sont utilisées pour déclencher l'accélérateur qui se 10 trouve activé sous l'effet de l'impact du projectile et projette l'élément d'intervention en direction du projectile assaillant pour au-moins le perturber dans son action et l'empêcher de perforer le blindage principal. De préférence, l'accélérateur est du type 15 électromagnétique et l'élément d'intervention conçu pour être lancé par effet électromagnétique. A cet effet, on a intérêt à concevoir l'accélérateur sous forme de bobine(s) plate(s) disposée(s) en un ou plusieurs étages. L'élément d'intervention aura de préférence la 20 forme d'une plaque avec des dimensions correspondant à celles de la première et de la seconde plaque ou à celles du blindage principal pour assurer la protection sur l'ensemble de la surface. En partie, l'élément d'intervention se 25 présentant, le cas échéant, sous forme d'une plaque, sera constitué de préférence en aluminium pur, en argent ou en cuivre, c'est-à-dire en un matériau bon conducteur du courant, pour faciliter l'effet de répulsion. Le reste de l'élément peut en principe être en n'importe quel autre 30 matériau, le choix se faisant de préférence suivant des critères d'efficacité en balistique terminale. Il est recommandé de concevoir la première plaque, c'est-à-dire celle qui se trouve à l'avant, comme préblindage pour assurer ainsi, avec des dimensions 35 appropriées, une certaine protection contre les 2907207 3 intempéries, les projections de pierre et contre la mitraille du champ de bataille. A cet effet, il est également envisageable de munir la première plaque sur sa face avant d'un préblindage. 5 Une version particulièrement avantageuse de l'invention consiste à exploiter, par des mesures appropriées, un aspect qui apparaît déjà dans les versions décrites ci-dessus. En effet, dès que le projectile perfore la première plaque, il y a forcément 10 un cône d'éclat qui se détache de la face arrière de cette plaque. Si la différence de potentiel entre la première et la seconde plaque qui normalement doit être commutée par le projectile, est suffisamment élevée, et si la distance séparant la première plaque de la seconde 15 le permet, le cône d'éclats amorce un plasma qui sera engendré entre la première et la seconde plaque avant que le projectile n'atteigne la seconde plaque. Cet effet peut encore être renforcé si, entre la première et la seconde plaque, on place un matériau qui 20 favorise la formation d'un plasma. Comme matériau, on peut par exemple prévoir un matériau solide, fragile se fragmentant en petits éclats, tel que le verre, la céramique ou un autre matériau de ce genre. Ce matériau peut être appliqué sur la face arrière de la première 25 plaque faisant face à la seconde plaque. Lorsque l'espace entre la première et la seconde plaque est fermé, le matériau susceptible d'engendrer le plasma peut être un gaz ou un mélange de gaz à faible énergie d'ionisation ; de tels gaz ou mélanges de gaz sont bien connus par leur 30 application dans d'autres domaines de la technique. Conformément à une autre version préférentielle de l'invention, la première plaque est branchée à l'un des pôles d'une source de tension, relié à la masse, et la seconde plaque est branchée sur l'autre pôle de la 35 source, par l'intermédiaire de l'accélérateur. On peut 2907207 4 également utiliser un accumulateur d'énergie à induction. De cette manière on assure une commutation correcte lorsque le projectile établit le contact entre la première et la seconde plaque. Toutefois, lorsque la 5 tension délivrée par la source est suffisamment élevée, il se produit, comme mentionné ci-dessus, une décharge par plasma sous l'effet des éclats détachés par la perforation de la première plaque. Le courant d'intensité élevé, commuté par cette décharge déclenche 10 l'accélération de l'élément d'intervention puisqu'il traverse également l'accélérateur électromagnétique. Ainsi la première et la seconde plaque fonctionnent comme un interrupteur à décharge par arc, bien connu dans la technique des courants forts. On retrouve les avantages 15 d'un tel commutateur pour l'invention, en particulier en ce qui concerne la commutation des courants intenses de l'ordre du mégaampère et sa totale insensibilité par rapport à la position. Afin de pouvoir disposer du courant de tension 20 et d'intensité élevées, nécessaire pour déclencher l'accélération de l'élément d'intervention, on utilisera de préférence comme source de tension un condensateur ou une batterie de condensateurs. Mais, comme on l'a déjà signalé, on peut également utiliser un accumulateur 25 d'énergie à induction. Dans une autre version préférentielle de l'invention, la première plaque ne sert qu'à protéger la seconde plaque, laquelle assure la fonction de commutation proprement dite. Dans ce cas, la seconde 30 plaque est constituée par une mince feuille de contact sur laquelle sont branchés les circuits pour le déclenchement de l'accélérateur. L'avantage de cette solution réside dans la sélectivité par rapport à la menace : seule une menace importante, par exemple un 35 projectile-aiguille suffisamment rapide et/ou long ou un 2907207 5 jet de charge creuse de grande longueur, sera susceptible d'établir le contact entre la première plaque et la feuille de contact. Les projectiles courts ou lents et les jets de charges creuses qui, tout en perforant la 5 première plaque, n'atteignent pas la seconde plaque et ne constituent donc pas, de ce fait, une menace sérieuse, ne déclenchent pas l'accélérateur. Celui-ci reste disponible pour fonctionner face à une menace "plus sérieuse". Les schémas ci-joints qui illustrent des 10 exemples d'application de l'invention, donnent de plus amples détails et font apparaître des avantages et des caractéristiques supplémentaires. Sur ces schémas : - la figure 1 représente une première version de 15 l'invention avec une décharge de plasma entre une première et une seconde plaque ; et - la figure 2 représente une autre version de l'invention avec une seconde plaque constituée par une mince feuille de contact. 20 La figure 1 montre un schéma très simplifié d'une première version de l'invention. En suivant l'axe de tir d'un projectile 7 (tiré de la gauche vers la droite de cette figure 1), on trouve successivement une première plaque 1, une seconde plaque 25 2, un élément d'intervention 3, un accélérateur à bobine plate 5 et un blindage principal 4. La face arrière de la première plaque 1 est couverte d'un matériau favorisant la formation d'un plasma, par exemple une couche de verre ou de céramique. 30 Le pôle négatif d'une source de tension 6 représentée schématiquement et qui peut être, par exemple, une batterie de condensateurs, est relié à la première plaque 1 et à la masse. Ainsi, la première plaque constitue, dans le sens électrotechnique, une 35 protection contre tout contact inopiné. 2907207 6 Le pôle positif de la source de tension 6 est branché à la borne d'un accélérateur à bobine plate 5 dont l'autre borne est reliée à la seconde plaque 2. Il est évident que les branchements de la source de-tension 5 6 peuvent être faits en inversant la polarité. Le mode d'action du blindage réactif conforme à l'invention est le suivant : Dès qu'un projectile assaillant 7 a perforé le premier préblindage 1, un cône d'éclats 8 se détache de 10 la face arrière de la première plaque 1. Ce cône d'éclats induit une décharge de plasma dans l'espace entre la première plaque 1 et la seconde plaque 2, et ceci avant que le projectile 7 ait atteint la position indiquée sur la figure, c'est-à-dire soit entré en contact avec la 15 seconde plaque 2. Plus tard, lorsque ce contact est établi, le projectile 7 assure la jonction entre les deux plaques 1, 2 et permet le passage d'un courant de forte intensité. A ce propos, il est signalé que les matériaux 20 classiques utilisés pour les projectiles, par exemple les alliages lourds, sont aussi ceux qui en électrotechnique servent à réaliser les barreaux de contact pour les commutateurs à hautes performances. Le mode d'action décrit ci-dessus montre 25 clairement que le blindage réactif conforme à l'invention, constitue également une protection très efficace contre des projectiles à charge creuse. En effet, dès que sous l'action du cône d'éclats 8 et/ou du jet de la charge creuse, l'arc de plasma se trouve amorcé 30 entre la première plaque 1 et la seconde plaque 2, le jet de la charge creuse se trouve immédiatement soumis aux contraintes thermiques du plasma. L'effet protecteur mécanique important est assuré par l'élément d'intervention 3 qui, étant simultanément accéléré par le 35 dispositif à bobines plates 5, se trouve projeté contre 2907207 7 le projectile à charge creuse ou contre son jet et perturbe la pénétration. Lors d'une expérimentation d'un tel blindage réactif à échelle réduite, on a pu confirmer son- 5 efficacité. Même avec des énergies électriques faibles de seulement 120 J, on a réussi à perturber de petites charges creuses de 20 mm de calibre de manière très nette, ce qui s'est traduit par une réduction d'environ 30 % de leur pouvoir de pénétration résiduel. 10 Un avantage particulièrement important du blindage réactif conforme à l'invention, résulte du fait qu'il ne nécessite pas la mise en oeuvre d'un dispositif complexe de détection du projectile et qu'en outre, il permet de se passer d'un commutateur compliqué à hautes 15 performances. Il en résulte une économie en poids, en encombrement, en pertes électriques et en frais d'investissement et en plus, comme ce blindage ne comporte pas d'éléments risquant de se détériorer, il garde son efficacité même en cas de stockage pendant une 20 longue période. Par le principe même du concept, exposé ci-dessus, la précision de la réaction dans le temps est parfaitement assurée. Etant donné que la réaction du blindage conforme à l'invention se produit exactement à l'endroit de 25 l'impact du projectile, la surface à protéger peut être subdivisée en petits modules ce qui se traduit par une réduction de l'énergie à mettre en oeuvre ou, à énergie constante de la source de tension, par une protection plus dynamique. 30 Il est évident que la première et la seconde plaques 1, 2 constituant des éléments d'un "commutateur de haute performance", doivent être en matériaux bons conducteurs de l'électricité. On peut, en outre, prévoir un blindage supplémentaire, rapporté sur la face externe, 35 comme indiqué ci-dessus. 2907207 8 Par ailleurs, il y a lieu de mentionner que le blindage réactif, conforme à l'invention, présente une structure relativement compacte. Ceci est dû au fait que l'accélération électromagnétique ne nécessite que des 5 trajets relativement courts. Par exemple, avec un accélérateur électromagnétique comportant des bobines d'un diamètre de 100 mm, l'accélération est terminée au bout d'un trajet de 20 mm environ, ce qui signifie que l'élément d'intervention a alors atteint sa vitesse 10 finale. La durée de la phase d'accélération est donc également très courte et, en principe, inférieure à 100 microsecondes. De ce fait, le blindage réactif conforme à l'invention est donc susceptible d'assurer la protection même contre des projectiles présentant une vitesse à 15 l'impact très élevée. Dans une deuxième version de l'invention, représentée sur la figure 2, la première plaque 11 est conçue comme un préblindage et se trouve placée à une distance prédéterminée, suivant la direction de tir du 20 projectile 17, devant la seconde plaque 12, constituée par une mince feuille de contact. Le matériau de la première plaque 11 et son épaisseur, ainsi que sa distance par rapport à la seconde plaque 12, sont choisis de manière à ce que lors de la perforation de la première 25 plaque 11 par un projectile 17 (ou par un jet de charge creuse), celui-ci atteigne la seconde plaque 12, s'il représente une menace sérieuse. A une distance appropriée derrière la seconde plaque 12 sont placés, comme dans la première version de 30 la figure 1, un élément d'intervention 13, un accélérateur à bobine plate 15 et le blindage principal 14. Dans la version présentée par la figure 2, la première plaque 11 est reliée à la masse. La seconde 35 plaque 12, qui sert de feuille de contact, est branchée à 2907207 9 une borne d'un circuit électronique de commande 21 qui comporte une seconde borne branchée sur l'interrupteur 20. L'accélérateur à bobine plate 15 est relié à une 5 des bornes de l'interrupteur 20, l'autre borne étant branchée sur le pôle négatif d'une source de tension 16, représentée schématiquement et pouvant être, par exemple, une batterie de condensateurs. Le pôle positif de la source de tension 16 est relié à l'autre borne de 10 l'accélérateur à bobine plate 15. La figure 2 montre le cas de l'impact d'un projectile 17 constituant une menace sérieuse. Après perforation de la première plaque 11, le projectile 17 atteint la seconde plaque 12 et établit le contact avec 15 la masse de cette seconde plaque 12, la première plaque 11 étant de toute manière branchée à la masse. Cette mise à la masse est détectée par le circuit électronique de commande 21 qui active l'interrupteur 20 pour établir la liaison avec la source de tension 16. L'accélérateur à 20 bobine plate 15 se trouve ainsi mis sous tension et projette l'élément d'intervention 13 en direction du projectile 17. REVENDICATIONS 1. Blindage réactif comportant un blindage principal, un dispositif susceptible d'agir sur un projectile, et, une première et une seconde plaques de blindage qui assurent, sous l'effet de l'impact du projectile, la commutation d'un circuit de commande activant le dispositif d'action sur le projectile, caractérisé par le fait que le dispositif susceptible d'agir sur le projectile (7) comporte un accélérateur électrique (5), monté devant le blindage principal (4) et orienté suivant la direction d'attaque du projectile (7), ainsi qu'un élément d'intervention (3), accéléré électriquement et placé devant l'accélérateur (5). 2. Blindage conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que l'accélérateur est un accélérateur électromagnétique (5) et que l'élément d'intervention (3) est conçu de manière à pouvoir être accéléré par effet électromagnétique. 3. Blindage conforme à la revendication 2, caractérisé par le fait que l'accélérateur (5) est constitué par une ou des bobine(s) plate(s) disposée(s) en un ou plusieurs étages. 4. Blindage conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément d'intervention (3) se présente sous forme d'une plaque. 5. Blindage conforme a l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément d'intervention (3) est en partie en aluminium pur ou en cuivre. 6. Blindage conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la première plaque (1) constitue un préblindage. 7. Blindage conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la première plaque (1) comporte un préblindage sur sa face avant. 2907207 11 8. Blindage conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'entre la première plaque (1) et la seconde plaque (2) est placé un matériau susceptible d'engendrer un plasma. 5 9. Blindage conforme à la revendication 8, caractérisé par le fait que le matériau se trouvant entre la première plaque (1) et la seconde plaque (2) est un matériau fragile, se fragmentant en petits éclats, tel que du verre ou de la céramique. 10 10. Blindage conforme à la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que le matériau mentionné se trouve appliqué sur la face arrière de la première plaque (1) faisant face à la seconde plaque (2). 11. Blindage conforme à la revendication 8, 15 caractérisé par le fait que le matériau susceptible d'engendrer un plasma, est un gaz ou un mélange de gaz à faible énergie d'ionisation. 12. Blindage conforme à l'une des revendications 2 à 11, caractérisé par le fait que la première plaque 20 (1) est branchée à un pôle négatif d'une source de tension (6), relié à la masse et que la seconde plaque (2) est branchée sur l'autre pôle positif de la source (6), par l'intermédiaire de l'accélérateur (5). 13. Blindage conforme à la revendication 12, 25 caractérisé par le fait que la source de tension (6) est constituée par un condensateur ou une batterie de condensateurs. 14. Blindage conforme à la revendication 6, caractérisé par le fait que la seconde plaque (12), 30 placée derrière la première plaque (11) qui fait office de préblindage, est constituée par une mince feuille de contact, branchée sur le circuit de commande (21, 20) assurant le déclenchement de l'accélérateur (15). 15. Blindage conforme à la revendication 14, 35 caractérisé par le fait que la première plaque (11) est 2907207 12 branchée à la masse et que la seconde plaque (12) est branchée, par l'intermédiaire d'un circuit électronique de commande (21) au commutateur (20) placé entre un pôle (négatif) d'une source de tension (16) et l'accélérateur 5 (15) dont l'autre borne est reliée à l'autre pôle (positif) de la source de tension (16).