Brevet FR2914737A1 — publié le 20081010

La présente invention concerne un leurre d'émission infrarouge, et en particulier elle concerne un leurre capable de créer un nuage provoquant des perturbations infrarouges destinées à dévier un engin qui s'approche et qui porte un système de poursuite infrarouge afin qu'il s'écarte de la cible qu'il vise. Un tel leurre connu, utilisé pour la création d'un nuage perturbateur, est décrit dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique n 4 624 186. Ce leurre comporte un carter qui contient des paillettes combustibles et un matériau favorisant l'allumage. Ces paillettes combustibles comportent un mince matériau de base, par exemple une feuille de papier ou de métal, sur lequel est comprimée une pâte incendiaire contenant du phosphore. Pendant l'utilisation, le matériau favorisant l'allumage crée une boule de feu qui traverse les paillettes combustibles en allumant la pâte incendiaire qui brûle en émettant un rayonnement infrarouge. Les systèmes de poursuite des engins qui approchent peuvent détecter ce rayonnement infrarouge et peuvent être déviés de leur cible vers le nuage infrarouge perturbateur. Un problème posé par ce leurre connu est que, en plus de la production d'une émission infrarouge, la pâte incendiaire contenant du phosphore, lorsqu'elle brûle, produit aussi des émissions visibles et ultraviolettes. Certains systèmes de poursuite de type "intelligent" peuvent utiliser cette émission ultraviolette pour décider d'ignorer certaines sources infrarouges et donc pour ne pas être déviés à distance de la cible initiale par de tels leurres. En outre, certains systèmes d'engins, par exemple ceux qui sont souvent utilisés dans les batteries antiaériennes au sol, nécessitent que des opérateurs humains effectuent l'acquisition initiale de la cible pour un engin particulier, avant que le système de poursuite infrarouge de cet engin ne le guide vers la cible acquise. Cette acquisition de cible est souvent réalisée visuellement et donc, surtout la nuit, l'éclairement de la cible par l'émission visible du leurre est-. indésirable. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 Un autre problème posé par ce leurre connu est que le phosphore a un spectre caractéristique d'émission infrarouge que certains systèmes de poursuite de type "intelligent" utilisent pour décider d'ignorer certaines sources infrarouges. La présente invention a pour objet un leurre qui ne pose pas certains au moins des problèmes précités. La présente invention concerne ainsi un leurre d'émission infrarouge qui comporte un récipient cassable, des paillettes combustibles placées dans le récipient, et un dispositif d'allumage des paillettes combustibles, caractérisé en ce que chacune des paillettes combustibles comporte un substrat fibreux contenant du carbone et sur une face au moins duquel une couche d'un matériau combustible a été déposée en phase vapeur, cette couche pouvant être utilisée pour l'allumage pratiquement simultané de toute la surface sur laquelle elle est déposée. Pendant l'utilisation, le récipient est déployé dans l'air et le dispositif d'allumage allume la couche du maté- riais combustible formé par les paillettes qui enflamme alors instantanément la surface du substrat sur laquelle est déposée la couche afin qu'une surface de combustion du substrat soit exposée et continue à brûler en jouant le rôle d'un émetteur d'un rayonnement infrarouge. Le récipient se casse alors afin que les paillettes combustibles qui brûlent soient distribuées et forment un nuage infrarouge perturbateur qui peut dévier un engin qui arrive et qui est équipé d'un système de poursuite infrarouge. Le rayonnement visible et ultraviolet associé aux pail- lettes combustibles qui brûlent est réduit par rapport à celui des leurres connus, au-dessous d'un niveau utile pour être interprété par les systèmes de poursuite intelligents ou les opérateurs humains. En outre, le carbone qui brûle et qui appartient au substrat émet une distribution d'intensité du rayonnement infrarouge correspondant pratiquement à celui du "corps noir" et qui est pratiquement analogue à la distribution donnée par des pièces métalliques chaudes d'une cible à proximité de l'échappement de la cible. De cette manière, le leurre selon l'invention peut jouer le rôle d'un leurre vis-à-vis des appareils de poursuite intelligents qui "observent" le spectre caractéristique d'émission infrarouge du phosphore. En outre, la combustion du carbone dans l'air produit des émissions gazeuses d'oxyde de carbone et d'anhydride carbonique qui sont caractéristiques des carburants pour avions lors de leur combustion. De cette manière, le leurre selon la présente invention peut jouer le rôle d'un leurre vis-à-vis des appareils de poursuite intelligents qui sont connus pour "suivre" les émissions gazeuses caractéristiques. Un autre avantage du leurre selon l'invention est que le carbone du substrat est conducteur de l'électricité, si bien que le nuage infrarouge peut aussi réfléchir le rayonnement radar incident, et assure ainsi une protection contre les engins guidés par radar. Pour que la réflexion des ondes radars par le nuage infrarouge perturbateur soit accrue, le substrat fibreux conducteur de l'électricité et contenant du carbone des paillettes combustibles peut en outre comporter un fil ou ruban conducteur de l'électricité, par exemple un fil d'aluminium, placé à la surface ou près de la surface et destiné à se séparer, après un temps prédéterminé, pour former des morceaux séparés conducteurs de l'électricité. Ces morceaux peuvent alors constituer un dipôle électrique qui conduit le rayonnement radar incident. De préférence, la longueur de ces morceaux séparés est accordée sur la longueur d'onde du radar afin que l'absorption soit maximale. Ce résultat peut être obtenu à l'aide de morceaux individuels de longueur convenable ou par utilisation d'un seul tronçon ayant des zones de faiblesse, par exemple des fractures, et réalisé ainsi afin qu'il se casse en morceaux séparés lorsqu'il est soumis à la chaleur dégagée par la combustion du substrat pendant un temps prédéterminé. Le temps au bout duquel ces morceaux se séparent du substrat peut être réglé par exemple d'après la profondeur à laquelle est placé le conducteur dans le substrat ou par. collage du conducteur à la surface du substrat par un agent adhésif destiné à présenter une défaillance lorsqu'il est soumis à la chaleur dégagée par la combustion du substrat pendant un temps prédéterminé. Les hommes du métier peuvent noter que différentes cibles nécessitent souvent des leurres qui donnent des caractéristiques différentes d'émission. Les cibles qui se déplacent rapidement, par exemple les avions, nécessitent souvent un nuage formant un leurre d'intensité élevée et à combustion rapide pour assurer leur protection alors que les cibles qui se déplacent plus lentement, par exemple les navires de grande dimension, nécessitent souvent un nuage perturbateur qui brûle plus lentement. Comme la durée de la combustion du substrat et donc ses caractéristiques d'émission, par exemple la longueur d'onde et la distribution d'intensité du rayonnement infrarouge, peuvent être réglées dans une certaine mesure par réglage de la quantité de carbone du substrat, les propriétés d'émission infrarouge du nuage perturbateur associé peuvent aussi être réglées. Il est évidemment essentiel que le substrat selon l'invention reste pendant un certain temps après la combustion de la couche combustible, et on a constaté que, à cet effet, la teneur en carbone du substrat devait être comprise entre 20 et 400 g/m2 et de préférence entre 50 et 150 g/m2. Des substrats qui conviennent peuvent être formés d'une couche consolidée de fibres, par exemple d'un feutre ou d'une étoffe tissée de carbone, par exemple d'une matière textile de rayonne carbonisée. En outre, la possibilité élevée de réglage des caractéristiques physiques de la couche combustible donnée par le dépôt en phase vapeur permet une reproduction fiable des propriétés d'émission du matériau pyrotechnique. Un autre avantage du dépôt en phase vapeur est qu'il augmente au maximum l'imbrication du carbone contenu dans le substrat et de la couche du matériau combustible à l'inter-face avec obtention d'une grande surface de contact intime entre les deux, puisque la couche du matériau combustible est directement déposée sur les fibres individuelles exposées du substrat qui contiennent du carbone ou sont recouvertes de carbone. La matière pyrotechnique résultante présente une résistance considérable à l'allumage spontané. Cependant, en grande partie à cause de ce contact intime, l'allumage contrôlé de la couche combustible à un emplacement choisi quelconque s'étend de manière pratiquement simultanée dans toute la couche. Un contact interfacial intime et, en conséquence, le transfert d'allumage par la couche combustible, sont en outre accrus grâce à la nature des opérations de dépôt en phase vapeur qui sont réalisées habituellement dans des atmosphères pratiquement dépourvues d'oxygène, par exemple en atmosphère inerte à basse pression ou sous vide, si bien que tout film inhibiteur d'oxyde qui pourrait se former evitre la couche du matériau combustible et le substrat contenant le carbone est évité. En outre, le dépôt en phase vapeur empêche pratiquement la dégradation des propriétés avantageuses du matériau de base du substrat de type textile (telles que la flexibilité, la résistance mécanique et la ténacité) au cours de la fabrication du produit pyrotechnique. L'épaisseur et la composition de la couche du matériau combustible sont choisies de manière que l'allumage progresse de façon fiable et rapide dans la couche combustible et crée suffisamment d'énergie pour établir la combustion à la surface du substrat. Lorsque la couche est trop épaisse, la réaction peut progresser d'elle-même trop lentement pour assurer un allumage rapide nécessaire du substrat, du fait de la conduction excessive de chaleur de l'interface à la couche du matériau combustible elle-même. Lorsqu'elle est trop mince, la quantité de chaleur créée par la combustion de la couche est trop faible pour provoquer l'allumage du substrat. Pour cette raison, l'épaisseur de la couche du matériau combustible déposée sur une face au moins du substrat doit être comprise entre 5 et 200 m par face et de préférence entre 20 et 80 pm par face. Comme le substrat est à la fois poreux et compressible, la mesure de l'épaisseur d'une couche quelconque déposée en réalité sur le substrat peut être imprécise. Les épaisseurs de couches indiquées sont en réalité les épaisseurs de couches déposées simultanément sur un substrat non poreux de référence, par exemple un ruban adhésif, placé dans la chambre de dépôt avec le substrat fibreux contenant le carbone. Les matériaux métalliques combustibles conviennent particulièrement bien comme couche du matériau combustible puisque, lorsqu'ils sont déposés par une opération de dépôt en phase vapeur, les matériaux combustibles forment une couche très poreuse. Cette couche poreuse forme une surface très étendue sur laquelle peut se produire la réaction d'oxydation et facilite ainsi une dispersion rapide de l'allumage dans la couche combustible. La couche métallique combustible peut être formée soit d'un seul métal ou de deux métaux ou plus déposés sous forme de couches séparées, soit d'un alliage ou d'un composé intermétallique, soit d'une combinaison quelconque de couches individuelles d'alliages, de métaux et de composés intermétalliques. Dans une variante, des ensembles multicouches du type de la "'Termite" peuvent être utilisés et comprennent des couches d'un métal et d'un oxyde métallique qui alternent, l'oxyde étant formé par réglage de la quantité d'oxygène transmise dans la chambre de réaction du système de dépôt en phase vapeur, et pouvant comprendre par exemple des couches d'aluminium et d'oxyde de fer qui alternent. Quelle que soit la constitution de la couche combustible d'un matériau métallique, le métal choisi est de préférence d'un type qui réagit rapidement à l'air en dégageant suffisamment de chaleur lorsqu'il est allumé pour provoquer une combustion du substrat contenant du carbone. En conséquence et du fait de sa grande disponibilité, il est particulièrement avantageux que la couche combustible soit du magnésium. La couche du matériau métallique peut comprendre un autre métal ou alliage d'un autre métal, notamment des métaux connus pour réagir vigoureusement avec l'air, tel que l'aluminium, le bore, le béryllium, le calcium, le strontium, la baryum, le sodium, le lithium et le zirconium. Une couche de magnésium ou d'un alliage de magnésium ayant une épaisseur comprise entre 40 et 60 m par face est particulièrement avantageuse, par exemple lors-qu'elle est déposée sur une face ou deux d'un textile carbonisé de rayonne de viscose. Pour que la durée de stockage du leurre émettant les infrarouges soit prolongée et que les propriétés de l'allumage des paillettes combustibles soient stabilisées, une couche protectrice peut être déposée sur la couche du matériau combustible. Le revêtement protecteur peut être constitué avantageusement d'une couche déposée en phase vapeur constituée d'un métal moins réactif, par exemple de titane ou d'aluminium (dans le cas où un métal plus facilement combustible est utilisé, par exemple du magnésium) avec une épaisseur comprise entre 0,1 et 10 m et de préférence ne dépassant pas 1 m, ou il peut être formé d'un revêtement non métallique déposé sur la couche du matériau combustible par des tech- niques classiques de dépôt par pulvérisation ou au trempé. Les paillettes combustibles peuvent en outre comprendre, de manière très avantageuse, un oxydant déposé sur 20 le substrat. Cet oxydant forme une source d'oxygène disponible pour accroître la vitesse de transfert d'allumage dans la couche combustible, pour que le substrat continue à brûler dans des conditions dans lesquelles la quantité d'oxygène atmosphérique est limitée (par exemple lorsque des 25 paillettes sont allumées dans un récipient hermétique), avec réglage dans une certaine mesure du temps de combustion et donc des caractéristiques d'émission infrarouge du substrat. Lorsque le substrat comporte une couche constituée de fibres, telle qu'une étoffe de carbone, qui peut absorber un 30 liquide, il est alors commode de déposer sur ce substrat l'oxydant en solution. Des oxydants qui conviennent sont des sels minéraux hydrosolubles tels que des nitrates, nitrites, chlorates et perchlorates métalliques. Par exemple, lors-qu'une étoffe de carbone passe dans une solution aqueuse de 35 nitrate de potassium à 5 % en poids par poids, le temps de combustion est réduit mais, lorsqu'elle passe dans une solution aqueuse de phosphate de potassium à 5 % en poids par poids, son temps de combustion augmente. 15 8 Le récipient cassable à partir duquel les paillettes combustibles sont dispersées peut être du type couramment utilisé dans les leurres connus, par exemple comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 624 186, comprenant de façon générale une boîte ayant une extrémité ouverte qui est fermée par un couvercle amovible afin que, pendant l'utilisation, le couvercle soit projeté soit par la pression du gaz dégagé par les paillettes combustibles lorsqu'elles brûlent, soit par une charge à retard habituellement destinée à chasser le couvercle par explosion après que le dispositif d'allumage a allumé les paillettes. Dans une variante, un sabot mobile placé à l'intérieur de la boîte ayant une extrémité ouverte et autour des paillettes combustibles et un dispositif coopérant de propulsion peuvent être utilisés pour retirer le couvercle. Cette disposition présente l'avantage de permettre la protection par le sabot des paillettes contre un écrasement possible lorsque le couvercle est retiré, car cet écrasement pourrait provoquer un tassement des paillettes qui forment des agglo- mérats de matériau d'émission infrarouge qui brûlent. Le dispositif de propulsion peut par exemple comprendre un piston repoussé par un ressort ou chassé par une explosion et qui, pendant l'utilisation, est destiné à déplacer le sabot contre le couvercle pour assurer son extraction. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation d'un leurre d'émission infrarouge selon l'invention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une paillette combustible en coupe partielle ; la figure 2 est une micrographie électronique d'une fibre exposée d'un substrat de la paillette combustible de la figure 1 ; la figure 3 est un graphique représentant la variation d'intensité relative du rayonnement infrarouge total émis par la paillette de la figure 1 au cours du temps ; et la figure 4 est une coupe d'un magasin de leurres selon la présente invention. On se réfère maintenant à la figure 1 ; une paillette 1 d'un matériau combustible est constituée d'un substrat carbonisé 2 de rayonne de viscose ayant des couches combustibles 3, 4 constituées chacune de magnésium d'environ 40 gm d'épaisseur, déposées en phase vapeur pratiquement sur toute la surface des faces respectives 5, 6 du substrat. D'autres couches de titane 7, 8 formant une couche protectrice sont déposées en phase vapeur avec une épaisseur d'environ 0,5 pm sur les surfaces exposées 9, 10 de la couche combustible 3, 4. Le substrat 2 est formé à partir d'un ruban de rayonne de viscose contenant des fibres de 110 g/m2, ayant une dimen- lion de 2,5 x 10 x 0,015 cm. Le ruban est alors carbonisé en présence d'un agent d'activation d'un sel de cuivre et d'un précurseur oxydant d'un sel de potassium au voisinage de 1 200 C, par un procédé classique de carbonisation par pyrolyse comprenant quatre étapes : une carbonisation préalable au cours de laquelle le solvant, l'eau et les monomères physiquement adsorbés sont chassés, une carbonisation (entre 300 et 500 C) au cours de laquelle de l'oxygène, de l'azote et des halogènes sont 25 chassés, et une conjugaison et une réticulation se pro- duisent entre les motifs de carbone, une déshydrogénation (entre 500 et 1 200 C) qui augmente l'interconnexion du carbone conjugué, et un recuit (supérieur à 1 200 C) dans lequel le maté-30 riau prend une structure plus cristalline et les défauts sont progressivement chassés. Le substrat 2 ainsi formé est très poreux et il porte de l'oxyde de plomb formant un oxydant absorbé à sa surface. Les couches 3, 4, 7, 8 sont déposées par un appareil- 35 lage classique de dépôt sous vide (non représenté). Le matériau formant la source de dépôt peut se trouver dans une nacelle séparée de vaporisation (non représentée) et vaporisé soit par chan[ age de la nacelle soit par balayage de 10 la surface de la source de dépôt par un faisceau électronique en atmosphère inerte, par exemple d'argon gazeux. Dans une variante, la source peut être une barre d'un matériau soumis à une évaporation par pulvérisation par un magnétron ou à l'aide d'une bobine d'induction. Le magnésium est directement déposé à la surface exposée du substrat 2 pour la formation des couches 3, 4 du matériau combustible. La figure 2 est une micrographie électronique à un grandissement de 1 400 représentant une fibre exposée carbonisée 11 à la surface du substrat ayant un dépôt radial 12 de 5 E.cm de magnésium. La paillette combustible 1 ainsi fabriquée peut subir une découpe des bords avant utilisation afin que le substrat non revêtu 2 soit retiré. La variation habituelle d'intensité de l'émission totale du rayonnement infrarouge par le matériau représenté sur la figure 1 au cours du temps est représentée sur la figure 3. On peut noter sur cette figure que les paillettes de ce mode de réalisation brûlent en émettant un rayonnement infrarouge utile pendant une période d'environ 40 s. Ces paillettes sont alors entassées dans un récipient cassable 13 pour la formation du leurre représenté sur la figure 4. Le récipient cassable 13 comporte un carter 14 ayant une extrémité ouverte fermée de manière étanche par un couvercle 15 maintenu en coopération par ajustement par poussée. Un sabot 18 est placé à l'intérieur du carter 14 et entoure les paillettes combustibles 1 et comporte un couvercle combustible 19 formé par exemple de carton, fermant l'extrémité du sabot 18 près du couvercle 15. Un allumeur 16 qui contient une charge pyrotechnique d'éjection et un piston 17 sont placés dans le carter 14 vers l'extrémité opposée au couvercle 15 et constituent un dispositif de propulsion du sabot 18. Les paillettes combustibles 1 comprennent des disques du substrat fibreux contenant du carbone, ayant chacun un trou central par lequel passe un train 20 d'allumage. Pendant l'utilisation, la charge pyrotechnique de projection contenue dans l'allumeur 16 est allumée, par exemple par une amorce électrique normale (non représentée), pour la production de gaz chauds. Ces gaz enflamment le train d'allumage 20 et chassent le piston 17 qui déplace le sabot 18 contre le couvercle 15 qui est poussé à l'extérieur du carter 14 lorsqu'il est soumis à une pression prédéterminée par le sabot 18 et le piston 17 si bien qu'il laisse une extrémité ouverte par laquelle le sabot 18 et les paillettes 1 peuvent être projetés par le piston 17. Lorsque le sabot 18 est entraîné contre le couvercle 15, le train 20 d'allumage allume les paillettes 1 et le couvercle combustible 19 si bien que les paillettes 1 sortent de l'intérieur du carter 14. De manière générale, la dispersion des paillettes 1 peut être modifiée par sélection d'une charge de projection d'allumeur ou d'un train d'allumage 20 qui crée plus ou moins de gaz. Par exemple, lorsqu'on utilise un train d'allumage 20 qui comprend un matériau ayant un substrat de PTFE revêtu de magnésium déposé en phase vapeur comme décrit de façon générale dans le brevet britannique GB-B-2 251 434, une petite quantité de gaz est créée si bien que les paillettes 1 sont dispersées sur une plus petite étendue que, par exemple, alors qu'un cordon d'allumage de magnésium/"Viton"/"Teflon" (MTV), disponible dans le commerce auprès de M.L. Aviation Limited, Middle Wallop, Hanpshire, Angleterre, crée des quantités utiles de gaz qui augmentent la région dans laquelle les paillettes 1 sont dispersées. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Leurre d'émission infrarouge, comprenant un récipient cassable (13), des paillettes combustibles (1) placées dans le récipient et un dispositif (16, 20) d'allumage des paillettes combustibles (1), caractérisé en ce que chacune des paillettes combustibles (1) possède un substrat fibreux (2) contenant du carbone, à une face ou aux deux faces (5, 6) duquel pratiquement une couche (3, 4) d'un matériau combustible est déposée en phase vapeur, la couche, pendant l'utilisation, pouvant s'allumer de manière pratiquement simultanée sur toute la surface sur laquelle elle est déposée. 2. Leurre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en carbone du substrat (2) est comprise entre 15 20 et 400 g/m2. 3. Leurre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en carbone du substrat (2) est comprise entre 50 et 150 g/m2. 4. Leurre selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que le substrat (2) est formé d'une couche consolidée de fibres (11). 5. Leurre selon la revendication 4, caractérisé en ce que le substrat (2) est formé d'un tissu de carbone. 6. Leurre selon la revendication 5, caractérisé en ce 25 que le tissu de carbone est formé d'un textile de rayonne carbonisé. 7. Leurre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche (3, 4) du matériau combustible a une épaisseur comprise entre 5 et 30 200 m. 8. Leurre selon la revendication 7, caractérisé en ce que la couche (3, 4) du matériau combustible a une épaisseur comprise entre 20 et 80 m. 9. Leurre selon l'une quelconque des revendications 35 précédentes, caractérisé en ce que la couche (3, 4) du matériau combustible comprend un matériau métallique combustible contenant des métaux choisis dans le groupe qui comprend le magnésium, l'aluminium, le bore, le béryllium, le calcium,le strontium, le baryum, le sodium, le lithium et le zirconium. 10. Leurre selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche combustible (3, 4) est une couche de magnésium ayant une épaisseur comprise entre 40 et 60 m. 11. Leurre selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche d'un métal moins réactif (7, 8) déposée en phase vapeur sur la surface exposée (9, 10) de la couche (3, 4) du matériau combustible. 12. Leurre selon la revendication 11, caractérisé en ce que la couche du métal moins réactif (7, 8) est formée d'une couche de titane ou d'aluminium ayant une épaisseur comprise entre 0,1 et 10 m. 13. Leurre selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche (7, 8) du métal moins réactif ne dépasse pas 1 u.m. 14. Leurre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le substrat (2) comporte un oxydant déposé à sa surface. 15. Leurre selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'oxydant est un sel minéral hydrosoluble. 16. Leurre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient cassable (13) possède une boîte ayant une extrémité ouverte possédant un couvercle amovible (15), un sabot (18) mobile à l'intérieur, et un dispositif (16, 17) de propulsion coopérant avec le sabot (18) et destiné à déplacer celui-ci contre le couvercle amovible (15). 17. Leurre selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif de propulsion comporte un piston (17) qui peut être projeté par une explosion.