Brevet FR3053455A1 — publié le 20180105

La présente invention concerne un opercule flexible pour conteneur de missile. On sait qu'un opercule de conteneur a pour fonction de fermer hermétiquement le conteneur afin de protéger un missile installé dans ce conteneur. L'opercule doit pouvoir s'ouvrir afin de laisser passer le missile ou les gaz de propulsion lors du tir de ce dernier. Généralement, les opercules se divisent en deux catégories : - des opercules fragmentables, qui sont réalisés en général en matériaux composites ; et - des mécanismes à ouvertures automatiques, le plus généralement métalliques. Ces solutions présentent différents inconvénients. Plus précisément, les inconvénients de ces solutions sont : - pour les opercules en matériaux composites : - la présence de débris projetés à des vitesses élevées dans diverses directions, ces débris présentant un danger pour les équipements à proximité, et même parfois pour le missile lui-même ; et - dans certains cas, un effort important sur le radôme du missile lors de la traversée de l'opercule en phase de départ ; et 20 - pour les mécanismes à ouvertures automatiques : - une gestion plus complexe de la sécurité afin de garantir l'ouverture ; - une masse beaucoup plus importante ; et - un coût de fabrication élevé. La présente invention a pour objet de pallier au moins certains de ces 25 inconvénients. Plus précisément, elle a pour objet de remédier au problème des débris présentant un danger pour les équipements, tout en garantissant un effort modéré sur le radôme du missile, une faible masse et un coût de fabrication réduit. La présente invention concerne un opercule flexible, destiné à être 30 monté sur un conteneur de missile et apte à s'ouvrir sous une poussée. Selon l'invention, l'opercule flexible comporte : 3053455 2 - une couche dite principale, formée d'un matériau composite constitué d'au moins un tissu et d'au moins un élastomère ; et - au moins une couche dite auxiliaire, formée d'un matériau composite constitué également d'au moins un tissu et d'au moins un élastomère, ladite 5 couche auxiliaire étant solidarisée de ladite couche composite sur l'une des faces de cette dernière, ladite couche auxiliaire comprenant des zones en forme de pétales, séparées les unes des autres par des lignes dites de fragilisation, ladite couche principale et ladite au moins une couche auxiliaire formant une pièce composite. 10 Ainsi, grâce à l'invention, le ou les tissus qui sont introduits dans l'élastomère pour former la pièce composite assurent la tenue mécanique de l'opercule flexible qui est, de plus, rendu hermétique grâce notamment à l'élastomère. De plus, ladite au moins une couche auxiliaire (comprenant des zones en forme de pétales définissant des lignes de fragilisation) permet de 15 diriger une découpe précise de l'opercule flexible, le long desdites lignes de fragilisation, ce qui permet une ouverture facilitée. En outre, la pièce en matériau composite présente une grande souplesse (ou flexibilité), ce qui permet à l'opercule flexible de revenir, après une ouverture, vers une position proche de la position avant l'ouverture. On obtient ainsi un opercule flexible qui permet d'éviter la génération de débris (présentant un danger pour les équipements), tout en garantissant un effort modéré sur le radôme du missile, une faible masse et un coût de fabrication réduit. De façon avantageuse, l'opercule flexible comporte : - deux couches auxiliaires agencées de part et d'autre de la couche principale. De préférence, les deux couches auxiliaires sont agencées, avec leurs zones en forme de pétales, symétriquement, par rapport à un plan sensiblement central de la couche principale ; et - un revêtement antifriction sur une face dite interne destinée à être placée 30 vers l'intérieur du conteneur. Ce revêtement antifriction permet notamment de limiter les frottements lors du passage du missile. 3053455 3 En outre, de façon avantageuse, ladite au moins une couche auxiliaire est liée à ladite couche principale par des coutures, ce qui permet d'assurer une bonne tenue des zones en forme de pétales. Ces coutures participent également au maintien lors du procédé de fabrication de l'opercule flexible. 5 Avantageusement : - au moins certaines desdites coutures sont agencées le long des lignes de fragilisation, ce qui permet de renforcer le maintien le long des lignes de fragilisation ; - au moins certaines desdites coutures sont agencées transversalement 10 auxdites lignes de fragilisation ; - des coutures sont prévues sur l'ensemble de la surface des zones en forme de pétales ; - les zones en forme de pétales sont agencées de sorte que les lignes de fragilisation sont orientées radialement par rapport au centre de l'opercule 15 flexible. Dans un mode de réalisation préféré : - le matériau composite formant ladite au moins une couche auxiliaire est identique au matériau composite formant la couche principale. Dans le cadre de la présente invention, le matériau composite formant la couche auxiliaire 20 peut également être différent du matériau composite formant la couche principale ; - les lignes de fragilisation sont remplies d'élastomère. La présente invention concerne également un conteneur de missile, qui comporte au moins un opercule flexible tel que décrit ci-dessus. 25 La présente invention concerne, en outre, un système d'arme qui comprend au moins un tel conteneur de missile. Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une coupe transversale schématique d'un mode de réalisation préféré d'un opercule flexible selon l'invention. 3053455 4 La figure 2 une coupe transversale schématique d'un autre mode de réalisation d'un opercule flexible selon l'invention. Les figures 3 et 4 sont deux vues schématiques en plan, illustrant des modes de réalisation différents de lignes de fragilisation d'un opercule flexible. 5 La figure 5 est une vue en plan similaire à celle de la figure 3 avec un mode d'agencement particulier de coutures. La figure 6 est une vue schématique, en perspective, de moyens de fixation d'un opercule flexible. L'opercule flexible 1 illustrant l'invention et représenté de façon 10 schématique sur la figure 1 est destiné à être monté sur un conteneur de missile (non représenté). Ce conteneur de missile fait partie d'un système d'arme (également non représenté). L'opercule flexible 1 a pour fonction de fermer hermétiquement le 15 conteneur afin de protéger un missile installé dans le conteneur. L'opercule flexible doit pouvoir s'ouvrir afin de laisser passer le missile ou les gaz de propulsion lors d'un tir de ce dernier. Pour ce faire, l'opercule flexible 1 est configuré pour s'ouvrir sous une poussée. Dans le cadre de la présente invention, cette poussée peut être 20 générée lors d'un tir par un contact de l'opercule flexible par le missile, ou bien par une surpression interne générée par des moyens dédiés ou par des gaz de propulsion du missile. Selon l'invention, l'opercule flexible 1 comporte, comme représenté sur les figures 1 et 2 : 25 - au moins une couche (ou peau) composite, dite couche principale 2. Cette couche principale 2 est formée complètement (sur toute sa surface) d'un matériau composite 9 constitué d'au moins un tissu et d'au moins un élastomère ; et - au moins une couche (ou peau) composite supplémentaire, dite couche 30 auxiliaire 3, 4. Chacune desdites couches auxiliaires 3 et 4 est formée d'un matériau composite 10 constitué d'au moins un tissu et d'au moins un 3053455 5 élastomère. Chaque couche auxiliaire 3, 4 est liée (ou solidarisée ou unie) à ladite couche composite 2 sur l'une des faces 2A, 2B de cette dernière. De plus, chaque couche auxiliaire 3, 4 comprend une pluralité de zones 6 (constituées de matériau composite 10) en forme de pétales, par 5 exemple de forme triangulaire, qui sont séparées les unes des autres par des lignes de séparation, dites lignes de fragilisation 5. Ces lignes de fragilisation 5, exemptes de tissu, sont remplies d'élastomère (du matériau composite 10), comme représenté en noir sur les figures 1 et 2. 10 Ladite couche principale 2 et ladite au moins une couche auxiliaire 3, 4 forment ainsi une pièce composite 8 monobloc. Dans un mode de réalisation préféré, le matériau composite 10 formant la ou les couches auxiliaires 3, 4 est identique au matériau composite 9 formant la couche principale 2. 15 La couche composite 2 et la ou les couches auxiliaires 3, 4 forment donc une pièce composite 8 flexible qui, grâce à sa flexibilité (ou souplesse), permet à l'opercule flexible 1 de revenir, après une ouverture, vers une position qui est proche de sa position avant l'ouverture, comme précisé ci-dessous. 20 L'agencement de la ou des couches auxiliaires 3, 4 avec des zones 6 en forme de pétales permet de diriger une découpe précise du matériau composite (élastomère/tissu), le long des lignes de fragilisation 5 formées entre ces zones 6. En outre, le ou les tissus qui sont insérés dans l'élastomère pour 25 former le matériau composite 9, 10 assurent la tenue mécanique de l'opercule flexible 1. Ce ou ces tissus sont réalisés, en particulier, à base de fibres de carbone ou de fibres de verre, ou bien de fibres textiles (polyester, polyamide,...). Le matériau composite 9, 10 permet également, grâce à l'élastomère, 30 de rendre l'opercule flexible 1 hermétique. L'élastomère peut être réalisé en 3053455 6 différentes matières. De préférence, cet élastomère est de type butyle, néoprène, silicone, ... Dans un premier mode de réalisation préféré, représenté sur la figure 1, l'opercule flexible 1 comporte deux couches auxiliaires 3 et 4 qui sont 5 agencées de part et d'autre de la couche principale 2, respectivement sur les faces 2A et 2B de cette dernière. Les deux couches auxiliaires 3, 4 sont agencées, avec leurs zones 6 en forme de pétales, symétriquement, par rapport à un plan P sensiblement central de la couche principale 2 de forme générale plane. Ainsi, les zones de 10 fragilisation sont situées à la même position de part et d'autre de la couche principale 2. Par ailleurs, dans un second mode de réalisation simplifié, représenté sur la figure 2, une seule couche auxiliaire 3 (tissu/élastomère) est prévue sur la face 2A externe de la couche principale 2 (tissu/élastomère), c'est-à-dire 15 sur la face 1A qui sera dirigée vers l'extérieur du conteneur dans la position montée de l'opercule flexible 1. Ceci permet de limiter les efforts nécessaires à l'ouverture. Sur la figure 1, on a égarement représenté les faces internes 1B et 2B de l'opercule flexible 1 et de la couche principale 2. 20 Par ailleurs, comme représenté sur les figures 1 et 2, l'opercule flexible 1 comporte, de plus, un revêtement antifriction 11 sur la face interne 1B, qui est donc destinée à être placée vers l'intérieur du conteneur. Ce revêtement antifriction 11 permet, notamment, de limiter les frottements lors du passage du missile à travers l'opercule flexible 1. 25 Le revêtement antifriction 11 est réalisé par exemple à partir d'un matériau métallique, ce qui permet, en plus de réduire le coefficient de friction, d'assurer une continuité électrique. Les zones 6 permettent donc de créer les lignes de fragilisation 5, ce qui facilite le déchirement du matériau composite 9 (tissu/élastomère) de la 30 couche principale 2 suivant des directions précises. De préférence, les lignes 3053455 7 de fragilisation 5 sont agencées radialement par rapport au centre 12 de l'opercule flexible 1, comme représenté sur les figures 3 à 5. En fonction de la taille du missile et de l'opercule, les lignes de fragilisation 5 sont plus ou moins nombreuses, par exemple deux lignes 5 orientées selon les diagonales comme sur les exemples des figures 3 et 5 ou quatre lignes orientées selon les diagonales et les médiatrices des côtés comme représenté sur l'exemple de la figure 4. D'autres formes peuvent bien entendu être prévues pour les lignes de fragilisation dans le cadre de la présente invention. 10 Par ailleurs, dans un mode de réalisation préféré, notamment pour assurer une bonne tenue des pétales, chaque couche auxiliaire 3, 4 est liée à la couche principale 2 par des coutures 13 et 14 (figures 3 à 5). Ces coutures 13 et 14, par le maintien supplémentaire qu'elles fournissent, apportent une aide au déchirement de la couche principale 2 au niveau des lignes de 15 fragilisation 5. Ces coutures 13 et 14 participent également au maintien du tissu des couches auxiliaires 3 et 4 sur la couche principale 2, lors du procédé de fabrication de l'opercule flexible. Elles sont réalisées de façon usuelle à partir de fils, par exemple en polyamide, qui correspondent, de préférence mais non exclusivement, aux fils des tissus utilisés pour former les matériaux 20 composites 9 et 10. De préférence, certaines coutures 13 sont agencées dans les zones 6, parallèlement aux lignes de fragilisation 5, suivant des lignes de couture 15, ce qui permet de faciliter le déchirement le long des lignes de fragilisation 5. En outre, dans un mode de réalisation particulier, représenté sur la 25 figure 5, certaines coutures 14 sont agencées transversalement auxdites lignes de fragilisation 5. Par ailleurs, dans un mode de réalisation particulier (non représenté), des coutures peuvent être prévues sur l'ensemble de la surface des zones 6 en forme de pétales. La répartition de ces coutures peut alors prendre 30 différentes formes. 3053455 8 L'opercule flexible 1, tel que décrit ci-dessus, présente notamment les avantages suivants : - une ouverture et une re-fermeture facilitées ; - un coût de fabrication réduit ; 5 - une masse réduite ; - une absence de génération de débris. À titre d'illustration, l'opercule flexible 1 peut être conçu pour des conteneurs de dimensions variables, et en particulier : - pour un conteneur cylindrique, de diamètre compris entre 100 mm 10 (millimètres) et 1000 mm ; ou - pour un conteneur parallélépipédique, de section comprise entre 100x100 mm et 1000x1000 mm. De plus, l'opercule flexible 1 est conçu, de préférence, pour tenir des pressions comprises entre 1 et 5 bars, et pour s'ouvrir à partir de 5 bars. 15 On présente, à présent, de façon générale, un procédé de fabrication d'un opercule flexible 1 tel que décrit ci-dessus. Ce procédé de fabrication comprend, notamment, les étapes suivantes : - une étape de mise en place du tissu de la couche principale 2 à partir de fils imprégnés ; 20 - une étape de mise en place du tissu de la ou des couches auxiliaires 3, 4, avec une fixation à l'aide de coutures 13, 14 sur le tissu de la couche principale 2 ; et - une étape d'assemblage des différentes couches 2, 3 et 4 de l'opercule flexible par vulcanisation. 25 On précise également le fonctionnement de l'opercule flexible 1. Lors de la génération d'une poussée pour ouvrir l'opercule flexible 1 fermant le conteneur, en vue d'un tir d'un missile installé dans le conteneur, à partir d'une certaine pression (par exemple 5 bars), l'opercule flexible 1 (et plus particulièrement la pièce composite 8 et le cas échéant également le 30 revêtement antifriction 11) se déchire selon les lignes de fragilisation 5, et les pétales 6 flexibles ainsi libérées se courbent vers l'extérieur pour ouvrir 305 34 5 5 9 l'opercule flexible 1 et libérer le passage pour le missile. Après la sortie du missile du conteneur, les pétales 6 flexibles reviennent, grâce à leur flexibilité, vers une position initiale pour que l'opercule flexible 1 soit proche de sa position avant l'ouverture afin de permettre la fermeture de la porte de 5 l'alvéole. Comme représenté sur la figure 6, plusieurs éléments 16 (ou brides), par exemple en acier inoxydable, en particulier quatre éléments 16 en forme d'équerre, permettent de brider l'opercule flexible 1 sur le conteneur (non représenté). 10 Une application possible de l'invention concerne un conteneur d'un lanceur de missiles, qui est embarqué sur un navire. Un tel conteneur comporte généralement une série d'alvéoles, chaque alvéole étant destinée à recevoir un missile placé dans son conteneur. La partie supérieure d'une alvéole débouche au niveau du pont du navire et est fermée, en dehors des 15 phases de lancement, par une porte. La partie inférieure d'une alvéole comporte une ouverture de communication débouchant dans une chambre destinée à recevoir les gaz,émis lors du lancement d'un missile. Les parties supérieure et inférieure de chaque conteneur sont obturées de manière étanche, par un couvercle muni d'un opercule flexible haut, tel que l'opercule 20 flexible 1 précisé ci-dessus, et par un fond muni, par exemple, également d'un opercule flexible bas tel que l'opercule flexible 1. Le volume intérieur du conteneur est, en général, rempli d'un gaz inerte en surpression par rapport à l'atmosphère. Lors du lancement du missile, une porte de l'alvéole est ouverte, et le missile est mis à feu. Les gaz de propulsion font alors 25 augmenter la pression et la température de manière importante à l'intérieur du conteneur, ce qui perfore l'opercule flexible haut du conteneur (et le cas échéant ouvre l'opercule flexible bas). Après le tir, le ou les opercules flexibles reviennent à peu près dans leur position initiale et la porte de l'alvéole est refermée. 30 REVENDICATIONS1. Opercule flexible, destiné à être monté sur un conteneur de missile et apte à s'ouvrir sous une poussée, caractérisé en ce qu'il comporte : - une couche (2) dite principale, formée d'un matériau composite (9) constitué d'au moins un tissu et d'au moins un élastomère ; et - au moins une couche (3, 4) dite auxiliaire, formée d'un matériau composite (10) constitué également d'au moins un tissu et d'au moins un élastomère, ladite couche auxiliaire (3, 4) étant solidarisée de ladite couche composite (2) sur l'une des faces (2A, 2B) de cette dernière, ladite couche auxiliaire (3, 4) comprenant des zones (6) en forme de pétales, séparées les unes des autres par des lignes (5) dites de fragilisation, ladite couche principale (2) et ladite au moins une couche auxiliaire (3, 4) formant une pièce composite (8). 2. Opercule flexible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux couches auxiliaires (3, 4) agencées de part et d'autre de la couche principale (2). 3. Opercule flexible selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux couches auxiliaires (3, 4) sont agencées, avec 20 leurs zones (6) en forme de pétales, symétriquement, par rapport à un plan (P) sensiblement central de la couche principale (2). 4. Opercule flexible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une couche auxiliaire (3, 4) est liée à 25 ladite couche principale (2) par des coutures (13, 14). 5. Opercule flexible selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins certaines (13) desdites coutures sont agencées le long des lignes de fragilisation (5). 6. Opercule flexible selon des revendications 4 et 5, 30 caractérisé en ce qu'au moins certaines (14) desdites coutures sont agencées transversalement auxdites lignes de fragilisation (5). 3053455 11 7. Opercule flexible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des coutures sont prévues sur l'ensemble de la surface des zones (6) en forme de pétales. 5 8. Opercule flexible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones (6) en forme de pétales sont agencées de sorte que les lignes de fragilisation (5) sont orientées radialement par rapport au centre (12) de l'opercule flexible (1). 10 9. Opercule flexible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau composite (10) formant ladite au moins une couche auxiliaire (3, 4) est identique au matériau composite (9) formant la couche principale (2). 15 10. Opercule flexible selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lignes de fragilisation (5) sont remplies d'élastomère. 11. Opercule flexible selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un revêtement antifriction (11) sur une face dite interne (1A) destinée à être placée vers l'intérieur du conteneur. 12. Conteneur de missile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un opercule flexible (1) selon l'une 25 quelconque des revendications 1 à 11. 13 Système d'arme, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un conteneur de missile selon la revendication 12.