BE897372A

BE897372A - Composition pyrotechnique generatrice de fumee opaque au rayonnement infrarouge et munition fumigene obtune

Info

Publication number: BE897372A
Application number: BE211233A
Authority: BE
Inventors: G Sauvestre; A Espagnacq
Original assignee: France Etat
Priority date: 1982-07-27
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1985-06-10
Also published as: FR2560186A1; CA1243209A; NL192923B; NO165102C; NL192923C; IT8322140A0; NL8302651A; IT1167194B; DE3326883A1; DE3326883C2; NO832727L; NO165102B; US4724018A; GB2158061A; FR2560186B1; GB2158061B

Abstract

Composition pyrotechnique fumigène destinée à la production d'un écran de fumée interdisant la transmission du rayonnement infrarouge d'une cible vers un capteur. Elle comprend un composé générateur, par décomposition thermique, de particules de carbone dont les dimensions sont comprises entre environ 1 et 14 micromètres et un système oxydo-réducteur réagissant à une température supérieure à 1000 degrés C et un liant. Le composé générateur de particules de carbone peut etre l'hexachloroéthane, le naphtalène, l'anthracène ou leur mélange, le réducteur peut etre une poudre métallique (magnésium) et l'oxydant l'hexachlorobenzène et/ou l'hexachloroéthane. Application à la réalisation d'artifices fumigènes.

Description


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  Description jointe à une demande de 
BREVET BELGE déposée par : ETAT   FRANCAIS   représenté par le Délégué
Général pour l'Armement ayant pour objet : Composition pyrotechnique génératrice de fumée opaque au rayonnnement infra- rouge et munition fumigène obtenue 

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 COMPOSITION PYROTECHNIQUE GENERATRICE DE FUMEE OPAQUE AU RAYONNEMENT INFRA-
ROUGE ET MUNITION FUMIGENE OBTENUE. 



   Le secteur technique de la présente invention est celui des compositions pyrotechniques fumigènes permettant de camoufler une cible quelconque en empêchant la transmission du rayonnement infrarouge émis par celle-ci pour la rendre indétectable par un capteur par exemple une caméra thermique. 



   Il existe actuellement très peu de publications relatives à la production d'un écran de fumée interdisant la transmission du rayonnement infrarouge émis par une cible vers un capteur et aucun auteur n'a proposé à ce jour l'utilisation d'une composition pyrotechnique pour produire un écran. de fumée opaque au rayonnement infrarouge. Par contre, de nombreuses études ont été faites sur les compositions fumigènes classiques produisant un nuage 
 EMI2.1 
 de fumée pour camoufler à l'oeil humain un engin quelconque. Ainsi, les comet positions pyrotechniques fumigènes à base d'hexachloroéthane d'oxyde de zinc sont bien connues de l'homme de l'art et on pourra à titre d'illustration se référer au brevet américain 2 939 779.

   Ce genre de composition est apte à générer une fumée blanche par production de chlorure de zinc ou de chlorure d'ammonium, le carbone étant alors transformé en gaz   carbonique.-Ce   genre de composition est tout à fait inefficace vis-à-vis des capteurs de rayonnement sensibles dans le domaine de longueur d'onde allant de 1 à   14 um.   



  Il est à noter qu'il faut tenir compte des fenêtres de transparence de l'at-   mosphère,   utilisées pour recevoir le rayonnement thermique. Les deux fenêtres plus particulièrement utilisées sont :   - la   fenêtre   3-5 um   - la fenêtre 7-14   um   On utilisera donc plus particulièrement ces deux fenêtres pour étudier la transmission ou l'absorbtion de ces compositions fumigènes. 



   Le rôle des compositions fumigènes opaques aux infrarouges est d'arrêter le rayonnement infrarouge émis par un corps quelconque soit par absorption, soit par diffusion, soit par diffraction, soit par surimpression thermique,   c'est-à-dire   par une émission thermique intense propre à la composition fumigène même (cas des leurres infrarouges) qui se superpose à l'image thermique de la cible à camoufler. 



   On a déjà proposé l'utilisation d'un aérosol comprenant des fines gouttelettes ou des particules solides dispersées par un gaz vecteur pour masquer le rayonnement infrarouge d'un corps ;
Les brevets français 2 299 617 et 2 309 828   décrivent la   formation d'un aérosol liquide par réaction du tétrachlorure de titane ou d'étain avec l'eau selon la réaction :   TiCl +4H. 0 - Ti (OH)   + 4HC1. 

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 EMI3.1 
 



  On utilise cxot) ou bore/perchlorate de potassium le tétrachlorure de gouttelettes liquides hydrosolubles n'est guère et a une durée de vie très courte, inférieure à 20s et soit le volume du dispersant. On remarquera encore que ce de composition gouttelettes aJors une cor. position pyrotechnique dispersante, IorOn connaft également le   brevet français 2 396   265 qui décrit la dispersion de particules solides à partir d'une poudre minérale et d'un gaz vecteur. Il faut cependant maîtriser la granulométrie des particules contenues dans l'aérosol émis car seule une granulométrie finale voisine de la longueur d'onde du rayonnement à occulter est efficace.

   Or, on a constate que la production d'un aérosol de particules solides froides dont le diamètre serait compris entre 1 et 14 um ne permet pas de   supprimer l'image     thermique   de façon efficace et pendant un temps suffisant en raison de la sédimentation des particules qui intervient. Les durées de vie obtenues ne dépassent pas 25 secondes, sauf génération en continu de l'aérosol. 



   Les brevets français 2 294 422 et 2 294 432 décrivent des leurres infrarouges qui émettent, par combustion d'une composition pyrotechnique, une   flarne de haute   intensité définissant ainsi une source de   rayonneer. t infra-   rouge susceptible de se substituer à la source de rayonnement constituée par le moteur de l'aéronef dans   le système de guidage   de l'engin   lance   contre 
 EMI3.2 
 celui-ci. ne s'agit pas de créer 
Ilment infrarouge de la cible, rais de saturer le capteur. 



   Le but de la présente invention est une   nouvelle composition pyrotechni-   que produisant un écran interdisant la transmission du rayonnement infrarouge   pour camoufler totalement une   cible pendant un temps suffisant, c'est-à-dire de'40 à r0 s. 



   L'invention a donc pour objet une composition pyrotechnique destinée a la production d'une fumée opaque au rayonnement infrarouge d'une cible vers 
 EMI3.3 
 un capteur teur, par décomposition cnsio est ,    thermique, caractérisée en ce qu'elle comprend un compose généra-a une température supérieure à 1000 C   et un liant. 



   Le compose générateur de particules de carbone peut être constitué par l'hexachloroéthane, l'hexachlorobenzène, le naphtol, l'anthracène substitués 
 EMI3.4 
 ou non par.-le ou un mélange de ceux-ci. 



  Le réducteur peut . 

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 EMI4.1 
 La coiftpoit'. cu y-c .-9--   a.--. a 9 
 EMI4.2 
 suivant zo 25 parties - - r de -    chloreAvantageusement,   la poudre   métallique est une poudre de magnésium.   



   L'invention concerne également les munitions fumigènes comprenant une composition pyrotechnique pour produire une fumée opaque au rayonnement in-   frarouge.   



   Un avantage de la composition pyrotechnique et de la munition   on   solon l'invention réside dans le fait que le nuage de   fumée opaque à l'infra-   rouge est constitué de fines particules de carbone   générées   par voie   chili-   que de façon   homogène avec   un débit suffisant. 



   Un autre avantage réside dans le fait qu'il est possible de maîtriser les facteurs essentiels suivants : 
 EMI4.3 
 - -- nir un   débit massique suffisant,     - la température de co ; ibustion   qui doit être élevée et qui conditionne la bonne répartition granulométrique des particules de carbone. 



   D'autres avantages de la composition pyrotechnique fumigène seront mieur   compris a   la lumière du   complément de   description qui va suivre de modes particuliers de réalisation donnés à titre   d'exemple.   



   Pour   préparer les compositions pyrotechniques selon l'invention c. n s'y   prend de la manière suivante ou de façon équivalente :   La poudre métallique est d'abord soumise à   un   étuvage à 50 'C envi-   ron pendant 24 heures. Les composés solides tels l'hexachlorobenzène et l'une 
 EMI4.4 
 thracène sont passés en tamis OR suite introduits tour à tour dans la cuve d'un malaxeur et malaxés pendant 15 i 30 partir du on réalise des comprimés un canal central sous une pression de 6. Pa. 



   AFSelon l'invention,'on utilise un   composé     générateur de particules de   carbone pour   produire un écran opaque au rayonnement infrarouge. On peut   donc utiliser les paraffines, les composés benzéniques condensés ou non (1) 
 EMI4.5 
 (naphtaléne, notamment L-'r doit fournir une température de combustion à 1000 C dr < . métall, aux oxydants classj . peuvent . ircr ] en utilisant un composé de carbone oit les composés lr' ou ----------------------------------- 

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 EMI5.1 
 éléments électronégatifs halogènes tels que le chlore et. : *** < * 0 4. 4. 0 a nateurs de particules de carbone, conviennent parfaitemeiit, et n 
 EMI5.2 
 associés à des composés carbonés non substitués.

   A titre d'exemple, le couple hexachlorobenzène-naphtalène permet de réaliser des compositions pyro- techniques générant une fumée intense opaque au rayonnement infrarouge. Bien entendu, on pourra utiliser un composé hydrocarboné substitué en combinaison avec un oxydant classique. Le liant en lui-même ne constitue pas une caractéristique de l'invention et il est utilisé pour renforcer la tenue mécanique de la composition. Cependant, on choisira de préférence les composés macromoléculaires du type fluorés qui participe à la réaction de combustion par l'apport de molécules de fluor très oxydant par exemple le polyfluorure de vinylidène, mais on peut cité également d'autres liants tels que le copolymère acétate, le copolymère acétochlorure de vinyle, le polys- 
 EMI5.3 
 t*'rcnc rdiculbiceun ccc*cl'Ticrcicths.cryltcdeieth"le st''sr et le néoprène.

   La proportion du liant utilisée peut être de l'ordre de 5 à 20 parties et mieux vaut ne pas dépasser 25 parties. 



   Pour chacune des compositions indiquées ci-après on a mesuré la vitesse de combustion, la tenue mécanique, le pouvoir d'occultation, le coefficient d'absorption ainsi que le vieillissement. 



   La vitesse de combustion est mesurée sur une éprouvette cylindrique de 3 cm de long et de 3 cm de diamètre réalisée par compression à    6-107   Pa. 



   Le pouvoir d'occultation est mesuré à l'aide d'une caméra thermique travaillant dans la bande 0,3-5, 6 um disposée à 4,5 m d'un émetteur constitué par une source étendue de 20 cm de côté portée à 2000C dans un tunnel- Le pouvoir d'occultation de la fumée peut être défini comme le temps pendant lequel l'image de la source étendue est partiellement ou totalement effacée par le passage de cette fumée entre la caméra et la source étendue. 



   Le coefficient d'absorption    A2 (m 1) est   mesuré sur une bande de longueur d'onde de 0,3 à   6 ; un   par application de la loi de Beer. 



   Dans le tableau I, on a rassemblé les résultats des mesures de vitesse de combustion et de tenue mécanique définis ci-après. 



   - combustion : on mesure la vitesse de combustion à l'air libre V (latm) et la vitesse de combustion sous la pression régnant à l'intérieur d'une munition fumigène V (P) prête à l'emploi ;   c'est-à-dire   constituée d'un pot fumigène   de36   cm de long et de 8 cm de diamètre ; - tenue mécanique : on mesure Smc (contrainte maximale en compression uniaxiale) et emc (déformation pour la contrainte maximale) - tenue au vieillissement : 1) on soumet les compositions pyrotechniques à des températures respectives de-40 C et   +51'C   pendant un mois et on mesure les caractéristiques mécaniques précédentes. 

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 EMI6.1 
 T =n-Lnl'lJ 
 EMI6.2 
 titunLs i. *) . e tfttj. 



  * (, Il   49 :.." :. :.. 
 EMI6.3 
 



  - csi (selon les O OA tiO On réalise les diverses compositions suivantes sous forme ps aux indications précédentes on) nu : ; ui ; c d'une'pjj. t- la pci.'lc dCOMPOSITION 1 - 20 parties de poudre de   magnésium,   - 80 parties   d'hexachlorobcnzcne,   - 10 parties de naphtalène, -10partiesdepolyfluoruredevinylidèné. 



  COMPOSITION 2 - 20 parties de poudre de magnésium, - 70 parties d'hexachlorobenzène,   - 10 parties ag naphtalene, 5 parties de neoprene.    



  COMPOSITION 3 
 EMI6.4 
 - 20 parties de nagnesiun, - - 10 de de poudre5 parties de polyfluorure de   vinylidcnc.   



    COilOSITIOIJ   4 
 EMI6.5 
 - 5 parties de poudre de magnésium, - 5 parties è'1aexachloroéthane, - de naphtalène,    18,- 20   parties de paraffine chlorée -20partiesdepolyfluoruredevinylidène. 



    COMPOSITION   5 - 20 parties de poudre de magnésium, -80partiesd'hexachlorobenzène, - 5 parties d'acétate de polyvinyle,   COt. : POSITIO : J   G   - 20   parties de poudre de   magnésium,     - 00 parties d'he > : achlorobenzene,    - 20 parties de polyfluorure de vinylidène. 



  COMPOSITION 7   - 20   parties de poudre de magnésium   - 80   parties de pentachloronaphtol - 10 parties de naphtalène - 10 parties de polyfluorure de vinylidène COMPOSITION 8   - 20   parties de poudre de   maqnésium   - 90 parties d'un mélange de   trichloronaphtalène   et de tétrachloronaphtalène (50-52 - 10 parties de polyfluorure de vinylidène 

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 TABLEAU 1 Critères 
 EMI7.1 
 
<tb> 
<tb> V <SEP> latm <SEP> (mm/s) <SEP> 0, <SEP> 57 <SEP> 
<tb> VP <SEP> (mm/s) <SEP> 0,1
<tb> Smc <SEP> (10 <SEP> Pa) <SEP> 178 <SEP> 
<tb> emc <SEP> % <SEP> 0, <SEP> 87 <SEP> 
<tb> Smc <SEP> (105pa) <SEP> -40oC <SEP> 175
<tb> après <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> +510C <SEP> 144
<tb> emc <SEP> (%)-40 C <SEP> 1, <SEP> 01
<tb> après <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> :

   <SEP> +510C <SEP> 0,77
<tb> Perte <SEP> de <SEP> masse <SEP> (%) <SEP> : <SEP> -40oc <SEP> -0, <SEP> 7
<tb> après <SEP> 7 <SEP> jours <SEP> à <SEP> : <SEP> +51 C <SEP> 1,8
<tb> Perte <SEP> de <SEP> masse <SEP> (%) <SEP> : <SEP> -40 C <SEP> -0,8
<tb> après <SEP> 1 <SEP> mois <SEP> à <SEP> +510C <SEP> 4
<tb> Dilatation <SEP> (%) <SEP> après: <SEP> -40 C <SEP> néant
<tb> 1 <SEP> mois <SEP> à <SEP> : <SEP> +51 C <SEP> +0, <SEP> 2
<tb> csF <SEP> %) <SEP> sous <SEP> 353 <SEP> N <SEP> 0
<tb> csi <SEP> (%) <SEP> sous <SEP> 100 <SEP> J <SEP> 0
<tb> 
 
Les résultats obtenus montrent que les propriétés physiques et chimiques des comprimés de composition préparés selon l'invention ne varient pas au cours du temps. 



   Dans le tableau II, on a rassemblé les valeurs obtenues pour le coefficient d'absorption A et le pouvoir d'occultation. 
 EMI7.2 
 
<tb> 
<tb> 



  TABLEAU <SEP> II <SEP> POUVOIR <SEP> D'OCCULTATION <SEP> @@ <SEP> 2 <SEP> à <SEP> 5,6 <SEP>  m
<tb> AA# <SEP> durée <SEP> d'occultation <SEP> durée <SEP> d'occultation
<tb> 0,3 <SEP> à <SEP> 6 <SEP>  m <SEP> totale <SEP> en <SEP> s <SEP> partielle <SEP> en <SEP> s
<tb> 1 <SEP> 0,95 <SEP> 8 <SEP> 45
<tb> 2 <SEP> 0 <SEP> 50
<tb> 3 <SEP> 7 <SEP> 60
<tb> 4 <SEP> 0,92 <SEP> 2,5 <SEP> 20
<tb> 5 <SEP> 0, <SEP> 76. <SEP> 0 <SEP> 5
<tb> 6 <SEP> 1,03
<tb>

Claims

EMI8.1

HE\ll t-Co'-position de fu'r. ejnent vers un capteur, caractérisée en ce qu'elle comprend un compose générateur, par décomposition thermique, de particules de carbone dont les dimensions sont comprises entre environ let 14 nm et un système oxydo-réducteur reagis- sant une température supéricure a 1000 C et un liant.

2 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé générateur de particules de carbone est constitué par l'hexachloroéthar. e, substitués ou non par le chlore l'hexachlorobenzène, le naphtalène, l'anthracène/ou un mélange de ceux-ci.

3-Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le réducteur est choisi parmi les poudres métalliques et en ce que l'oxydant est repréenté par l'hexachlorobenzène, l'hexachloroéthane ou leur mélange.

- Composition selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend le système ternaire suivant : - 15 â 25 parties en poids de poudre métallique, - 50 à 85 parties en poids d'hexachlorobenzène ou d'hexachloroéthane, EMI8.2 - 0 à 30 parties de naphtalene.

5 - Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce que la poudre métallique est une poudre de magnésium.

6 - Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte les constituants suivants : - 20 parties de poudre de magnesium, -80partiesd'hexachlorobenzène, -10partiesdenaphtalène, -10partiesdeliantreprésentépardupolyfluoruredevinylidène.

7 - Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte les constituants suivants : - 20 parties de poudre de Magnésium, EMI8.3 - - de naphtalene, - de liant le néoprône. 70 parties d'hexachlorobenzêne,6-Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte les constituants suivants : - 20 parties de poudre de magnésium, -70partiesd'hexachlorobenzène, - 10 parties de naphtalene, 5 parties de liant représenté par le polyfluorurc-de vinylinene. <Desc/Clms Page number 9> EMI9.1 9-Composition ri': e 'cH. , tc les constitua) rclol :

la rcvcndicat-ion 5, caract- 20 parties de poudre de magnésium, - 70 parties d'hcxachlorobcnzene, -10partiesdenaphtalène, - 10 parties de liant représenté par le polyfluorure de vinylidène.

10-Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte les constituants suivants : EMI9.2 - 5 parties de poudre de magnésium, - 5 parties d'hcxachlorocthane, 10,- 30 parties de naphtalène, - 20 parties de paraffine chlorée, - 20 parties de liant représenté par le polyfluorure de vinylidène.

11 - composition selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte les constituants suivants : - 20 parties de poudre de magnésium, EMI9.3 - parties d'hexachlorobenzène, - 12-Composition 5, caractérisée ce qu'ell' . les conbtituants suivants : - 20 parties de poudre de maqnésium, EMI9.4 "-80 - de polyfluorure de vinylidène. 13-Composition la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte les constituants suivants : - 20 parties de poudre de magnésium, - 80 parties de pentachloronaphtol, - 10 parties de naphtalène, - 10 parties de polyfluorure de vinylidène.

14-Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte les constituants suivants : - 20 parties de poudre de magnésium, - 90 parties d'un mélange 50-50 de trichloronaphtalène et de tétrachloronaphtalène.

15-Application d'une composition pyrotechnique selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 à la réalisation de munitions fumigènes.