EP1072859B1 - Procédé de mise en place de fibres dans un étui - Google Patents

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EP1072859B1
EP1072859B1 EP00402042A EP00402042A EP1072859B1 EP 1072859 B1 EP1072859 B1 EP 1072859B1 EP 00402042 A EP00402042 A EP 00402042A EP 00402042 A EP00402042 A EP 00402042A EP 1072859 B1 EP1072859 B1 EP 1072859B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
skein
fibers
mold
fibre
stacking method
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00402042A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1072859A1 (fr
Inventor
Muriel Regis
Martial Bernard
André Espagnacq
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Giat Industries SA
Original Assignee
Giat Industries SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1072859B1 publication Critical patent/EP1072859B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/36—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information
    • F42B12/56—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information for dispensing discrete solid bodies
    • F42B12/70—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information for dispensing discrete solid bodies for dispensing radar chaff or infrared material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49801—Shaping fiber or fibered material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49885—Assembling or joining with coating before or during assembling

Definitions

  • the technical field of the invention is that of processes for placing fibers of length less than 10 mm in a case, especially for make a munition dispersing such fibers, by example to ensure masking or decoy in the infrared and / or millimeter range.
  • the main problem encountered with such ammunition is that of ensuring optimal filling of the ammunition with a maximum of fibers having a length scaled down.
  • the length of the fibers to be dispersed must be less than 10mm to ensure the effectiveness of the masking in the desired wavelength band.
  • the length of the fibers to be dispersed must be the same order of magnitude that the wavelength of the radiation at mask, i.e. fibers from 3 to 6 mm for masking in the millimeter range (infrared masking is also provided by carbon fibers due to the absorption of radiation by these. last).
  • the filling of ammunition is carried out by placing in bulk in the case. We do not provide thus an optimal filling of the case and the reproducibility of ammunition performance is not assured since the mass and / or distribution of the fibers may vary from ammunition to another.
  • the patent US5179778 thus describes a method of setting place fibers in an ammunition case. This process puts using a sleeve which is pulled with force important to ensure radial compaction of the fibers in a strand. A cutting of the strand into patties is then performed.
  • the method according to the invention thus allows in a way simple and inexpensive to ensure the establishment in a case of short fibers (less than 10mm) and in the form wafers whose diameter can be large (greater than 40mm) patties which may include recesses.
  • the solidified strand can be cut when it is in the mold, the mold having notches allowing the passage of a means cutting.
  • the solidified strand can be removed of the mold then surround the strand thus solidified with a retaining sheath before cutting the strand into patties.
  • the mold may include an imprint semi-cylindrical to give the solidified strand a half cylinder shape and then we will do everything first at least two identical strands that we then assemble in a single retaining sheath cylindrical.
  • the mold may include a cover comprising a semi-cylindrical profile allowing to arrange a half channel cylindrical axial on the solidified strand.
  • An axial channel can be made by drilling the strand or solidified pancakes.
  • the retaining sheath may be constituted by a heat-shrink tubing or by an envelope metallic.
  • the metal envelope may be a sieve with a mesh width of less than 140 micrometers.
  • the metal envelope can be made from a sheet wrapped around the strand and welded edge to edge.
  • the grouping of long fibers in strand can be made by winding a long fiber between two studs secured to a support.
  • the grouping of long fibers into strand can be made by winding on itself unidirectional fabric.
  • the solidifiable material may be water or carry water.
  • the solidifiable material may have a point of solidification above 0 ° C and a melting point or boiling below 150 ° C. It could be constituted with a wax.
  • the fibers will be carbon fibers or else glass fibers covered with a conductive material by for example aluminum, or organic fibers conductive.
  • a munition 1 obtained with the method according to the invention comprises a case 2, prefragmented or not, which is made for example in a plastic material such as plexyglas, polycarbonate or polyethylene and which is integral with a base 3, by metal example.
  • the base is intended to allow the fixing the ammunition on a launch system known type and not shown.
  • This launch system can for example be worn by an aircraft or by a land vehicle. he will conventionally include a guide tube for the ammunition and an ejection piston which will be pushed by a gas generating charge.
  • the case 2 contains a stack of pancakes 4 of carbon fibers.
  • Each wafer 4 has a thickness of less than 10mm and the fibers are arranged all parallel to each other others in each cake.
  • the fibers have a diameter of about 7 micrometers and they have a length equal to the thickness of the wafer.
  • wafers whose thickness will be between 3mm and 6mm.
  • Each wafer is surrounded by an outer sheath 5 which maintains the fibers.
  • This sheath is made in plastic or metal.
  • the sheath 5 could be omitted at condition to follow another mode of implementation described also thereafter.
  • Each wafer has an axial hole and the stack des- patettes 4 thus delimits an axial channel 6 to inside which is placed a cardboard tube 7 (or plastic) filled with a pyrotechnic charge of dispersion 8.
  • each wafer could carry a portion of tube (washer) the juxtaposition of different washers forming the tube 7.
  • the dispersion load 8 is constituted for example by a pyrotechnic composition combining Aluminum and potassium perchlorate (Al / KClO4) in the proportions respective by mass of 20 to 30% of aluminum for 80 to 70% KClO4 (preferred proportions 24% aluminum for 76% perchlorate).
  • the cover is returned secured to case 2 by gluing its rim device 10 on the outer cylindrical surface of the case.
  • the cover could also be made of a single piece with case.
  • the base 3 carries a conventional ignition means 11 which is not described here in detail and which will include example a delay (pyrotechnic or electronic) which is intended to be triggered when the ammunition is fired and a inflammatory composition ensuring ignition of the charge dispersion pyrotechnics 8.
  • a conventional ignition means 11 which is not described here in detail and which will include example a delay (pyrotechnic or electronic) which is intended to be triggered when the ammunition is fired and a inflammatory composition ensuring ignition of the charge dispersion pyrotechnics 8.
  • the gas pressure following the ignition of this charge causes the case 2 to burst and disperse fibers constituting the pancakes.
  • a decoy ammunition may be made up using carbon fibers instead reflective flakes, for example filaments aluminum.
  • the external diameter of the pancakes is of the order of 70mm, the diameter of the axial channel 6 is around 15mm (it will vary depending on the nature of the case and the amount of charge 8 that is needed to break this case and scatter the fibers).
  • Fiber storage is perfectly uniform and symmetrical the surface density of fibers is around of 24,000 fibers per square millimeter.
  • Such ammunition allows reliably and reproducible the generation of a cloud of dimensions important.
  • a cloud 2 m in diameter with 40mm ammunition in diameter and 60mm long.
  • Such ammunition will be produced by implementing the method according to the invention.
  • a step A we first make a strand 12 fibers (carbon or aluminized glass or a aluminized organic material) parallel to each other.
  • the strand must have an equal number of fibers in section the number of fibers desired in a section of ammunition.
  • This strand 12 can be produced for example by winding continuous of a single fiber between two pads.
  • Figure 2 thus represents a tool 13 making it possible to produce a such winding.
  • the tool 13 includes a flat support 15 on which two cylindrical studs 14a, 14b are fixed.
  • a fiber 16 is wound between the two studs with a machine winding (not shown). Alternatively we can fix the support 15 in one turn to allow winding fiber.
  • the spacing of the studs 14a / 14b makes it possible to define the length of the strand 12.
  • the strand will be given a length compatible with the capabilities of the winding machine. We may if it is not too large, give the strand a length at least equal to the height of the stack of pancakes that we are trying to make.
  • the strand 12 can also be produced by winding of a unidirectional fiber fabric.
  • a unidirectional fiber fabric well known to the skilled person the fibers are all parallel and they are interconnected in the fabric by nylon threads which are perpendicular to them and which provide low mechanical strength in the direction perpendicular to the fiber.
  • FIG. 5 thus shows a strand 12 in the process of realization by winding around an axis 17 of a sheet 18 of a fabric comprising carbon fibers (or aluminized glass) oriented parallel to axis 17.
  • the second step of the process is an impregnation of the strand 12 with a material 19 solidifiable at a first temperature.
  • the material may advantageously be water. he may alternatively be a wax or a material organic with low melting or evaporation point.
  • the impregnation is carried out by dipping the strand 12 in a tank 20 filled with the impregnation material 19.
  • step C we lay the strand 12 thus impregnated in a mold 21.
  • Figure 3 shows a first embodiment of a such mold.
  • This mold includes two shells 22a and 22b which position themselves precisely in relation to each other by means of grooves 23 and tabs 24.
  • the shells 22a and 22b define a cavity cylindrical 25 whose diameter is the desired diameter for the pancakes 4.
  • the mold will be made for example of aluminum.
  • the initial strand is made by winding, preferably adopt a mold whose cavity 25 will have a length greater than the total length desired for stacking pancakes. So the ends of the strand where the fibers were wound on the pads 14 may be withdrawn. This ensures good homogeneity of the loading of fibers over the entire length of the ammunition.
  • step D the mold 21 is placed in a enclosure 26 allowing it to be brought to a first temperature T1 which is less than or equal to the solidification temperature of the impregnation material 19.
  • the enclosure will be constituted by a type freezer conventional or any other cooling system.
  • the mold 21 can be immersed in liquid nitrogen.
  • the solidified strand is removed from the mold and surrounds it (step E1) with a retaining sheath 5.
  • This retaining sheath will preferably be constituted by a metal envelope made from a sheet 27 of a stainless steel sieve from 20 to 140 micrometers thick.
  • the side of the nominal mesh of this sieve may vary between 30 and 210 micrometers.
  • the sheet is wrapped around the strand and it is welded edge to edge (for example laser or tinning) so as to form a sheath 5. It is also possible use a heat-sealable aluminum film.
  • the function of the sheath 5 is to ensure the maintenance peripheral fibers during the operations of cutting patties 4 as will be described by after. It will however be chosen thin enough to do not disturb the dispersion of the fibers during ammunition operation.
  • a heat-shrinkable plastic material for example a Kynar type heat shrink tubing (brand registered) offered by the company Raychem and whose shrinking temperature will be chosen below 150 ° C.
  • step E1 a machining of a axial channel 6 (by means of a turn).
  • This tube (cardboard or plastic) will function of ensuring the maintenance of fibers at the level of axial channel and during cutting operations wafers 4 as will be described later.
  • step F We proceed to step F to cut into patties 4 of the strand 12 fitted with its sheath 5 and tube 28.
  • the thickness of the wafers will be less than 10mm and preferably between 3 and 6 mm.
  • the cutting is carried out using for example a grinder 29 (or by laser cutting). We will maintain the temperature of the strand at a low level in order to avoid decohesion of the fibers.
  • step G we place them (step G) in an oven 30 brought to a second temperature T2 chosen so as to eliminate the solidifiable material 19 (by evaporation or fusion).
  • a sheath in the form of a screen ensures porosity which facilitates the removal of the material 19 without however free the fibers.
  • Each wafer 4 will have at its surface outer sheath portion 5 and at the level of the axial channel a portion of the tube 28.
  • the material filling the tube was eliminated with that which retained the fibers.
  • Sheath 5 and tube 28 ensure a certain mechanical strength of each wafer 4, facilitating the subsequent mounting of the wafers in the case 2 of the ammunition (step H).
  • Load can be itself placed in a tube or be poured loose in the axial channel 6.
  • step H then occurs before step G).
  • a mold 21 can be used according to that shown in Figure 4a.
  • This mold differs from the previous one in that the shell upper 22b takes the form of a flat cover. The mold therefore delimits an internal semicylindrical cavity 31.
  • the advantage of such an embodiment is allow a better loading density to be obtained, compression and insertion of fibers into the mold being facilitated.
  • the axial bore is drilled after sheath assembly.
  • Figure 4b shows a variant of this mode of embodiment, variant in which the cover 22b of the mold has a semi-cylindrical profile 32 which allows to arrange a half cylindrical axial channel on the strand.
  • two strands 12a, 12b are produced having a form of half cylinder and they are assembled using a sheath 5 including the tube 28 containing the material solidified.
  • step E3 This variant of the process is shown diagrammatically in the figure 6 (step E3).
  • Figures 7 and 8 show a mold used in a third embodiment of the invention.
  • This mold like that of FIG. 3 delimits a cylindrical axial cavity 25.
  • each shell 22a, 22b has notches 33 allowing passage cutting means, for example disc, saw, water jet or laser.
  • the mold 21 will advantageously include bores axial 34 which allow the operation of drilling the strand directly inside the mold. After drilling the axial channel (before or after cutting the pancakes), we will have a tube 28 filled with a material solidified.
  • Drilling and cutting operations take place so directly after step D and we get pancakes that can be placed in a case of ammunition.
  • Steaming should preferably be carried out directly after placement in the case. It is also possible to place the stack of cut washers in a tube light paper or cardboard or a porous material that can allow the solidification material to escape.
  • the stack will be steamed with this tube porous then the assembly will be placed in the case of the ammunition.
  • steps F or G we will stack the number of pancakes desired (which can therefore come from several strands) in a case to make ammunition (step H).
  • Ammunition produced with such a process will notably allow the dispersion of carbon fibers or conductive in order to achieve masking or decoy in the desired wavelength band.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Description

Le domaine technique de l'invention est celui des procédés permettant de mettre en place des fibres de longueur inférieure à 10 mm dans un étui, notamment pour réaliser une munition dispersant de telles fibres, par exemple pour assurer un masquage ou un leurrage dans le domaine infrarouge et/ou millimétrique.
On connaít déjà, notamment par le brevet US5659147, des munitions permettant de disperser sur trajectoire des fibres de carbone ou bien des fibres de verre aluminisées. Ces munitions sont utilisées pour la défense rapprochée des aéronefs ou des véhicules blindés contre la menace des missiles dotés d'un autodirecteur radar opérant dans la bande millimétrique (fréquences de 17 à 94 Ghz et plus particulièrement de 35 à 94 GHz).
Le principal problème rencontré avec de telles munitions est celui d'assurer un remplissage optimal de la munition avec un maximum de fibres ayant une longueur réduite. En effet la longueur des fibres à disperser doit être inférieure à 10mm afin d'assurer l'efficacité du masquage dans la bande de longueur d'ondes souhaitée.
La longueur des fibres à disperser doit être du même ordre de grandeur que la longueur d'onde du rayonnement à masquer, soit des fibres de 3 à 6 mm pour un masquage dans la gamme millimétrique (un masquage infra rouge est également assuré par les fibres de carbone en raison de l'absorption du rayonnement par ces. dernières) .
Généralement le remplissage des munitions est effectué par mise en place en vrac dans l'étui. On n'assure pas ainsi un remplissage optimal de l'étui et la reproductibilité des performances de la munition n'est pas assurée puisque la masse et/ou la répartition des fibres peut varier d'une munition à l'autre.
On connaít également des munitions dans lesquelles les fibres courtes (fibres de verre aluminisées) sont rangées en galettes de faible diamètre (inférieur à 40mm pour des fibres de longueur supérieure ou égale à 5mm). Une telle solution permet d'améliorer la densité de chargement.
Le brevet US5179778 décrit ainsi un procédé de mise en place de fibres dans un étui de munition. Ce procédé met en oeuvre un manchon qui est tiré avec une force importante pour assurer un compactage radial des fibres en un toron. Une découpe du toron en galettes est ensuite réalisée.
Ce procédé est complexe et rien n'assure que les fibres resteront solidaires des galettes ainsi découpées, notamment lorsque le diamètre des galettes est supérieur à 40mm, que leur épaisseur est comprise entre 3 et 7 mm et qu'elles présentent des évidements pour mettre en place une ou plusieurs charges pyrotechniques de dispersion.
C'est le but de l'invention que de proposer un procédé permettant de pallier de tels inconvénients.
Le procédé selon l'invention permet ainsi d'une façon simple et peu coûteuse d'assurer la mise en place dans un étui de fibres courtes (inférieures à 10mm) et sous forme de galettes dont le diamètre peut être important (supérieur à 40mm) galettes pouvant comporter des évidements.
Ainsi l'invention a pour objet un procédé de mise en place de fibres de longueur inférieure à 10mm dans un étui, notamment de munition, procédé comprenant les étapes suivantes:
  • on réalise au moins un regroupement de fibres longues en au moins un toron,
  • on imprègne le ou les torons avec un matériau solidifiable à une première température,
  • on dispose le ou les torons ainsi imprégnés dans un moule,
  • on solidifie le ou les torons placés dans le moule en le portant à la première température,
  • on découpe le ou les torons à l'état solidifié obtenus en au moins deux galettes ayant chacune pour épaisseur la longueur souhaitée pour les fibres,
  • on élimine le matériau solidifiable en portant les galettes à une deuxième température avant ou après mise en place des galettes dans l'étui.
La découpe du toron solidifié pourra être réalisée lorsque celui ci se trouve dans le moule, le moule comportant des encoches permettant le passage d'un moyen de découpe.
On pourra alternativement retirer le toron solidifié du moule puis entourer le toron ainsi solidifié avec une gaine de maintien avant de découper le toron en galettes.
Le moule pourra comprendre une empreinte hémicylindrique permettant de donner au toron solidifié une forme de demi cylindre et on réalisera alors tout d'abord au moins deux torons identiques que l'on assemblera ensuite dans une seule gaine de maintien cylindrique.
Le moule pourra comporter un couvercle comportant un profil hémicylindrique permettant d'aménager un demi canal axial cylindrique sur le toron solidifié.
On pourra réaliser un canal axial par perçage du toron ou des galettes solidifiés.
Après réalisation du canal axial dans le toron solidifié et avant réalisation de la découpe, on pourra avantageusement disposer à l'intérieur du canal axial un tube rempli du même matériau d'imprégnation et à l'état solidifié.
La gaine de maintien pourra être constituée par une gaine thermorétractable ou encore par une enveloppe métallique.
Dans ce cas, l'enveloppe métallique pourra être un tamis ayant une largeur de maille inférieure à 140 micromètres.
L'enveloppe métallique pourra être réalisée à partir d'une feuille enroulée autour du toron et soudée bord à bord.
Le regroupement de fibres longues en toron pourra être réalisé par enroulement d'une fibre longue entre deux plots solidaires d'un support.
Alternativement, le regroupement de fibres longues en toron pourra être réalisé par enroulement sur lui même d'un tissu unidirectionnel.
Le matériau solidifiable pourra être de l'eau ou comporter de l'eau.
Le matériau solidifiable pourra avoir un point de solidification supérieur à 0°C et un point de fusion ou d'ébullition inférieur à 150°C. Il pourra être constitué par une cire.
Les fibres seront des fibres de carbone ou bien des fibres de verre recouvertes d'un matériau conducteur par exemple l'aluminium, ou bien des fibres organiques conductrices.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
  • la figure 1 représente en coupe longitudinale une munition obtenue avec le procédé selon l'invention,
  • la figure 2 représente en perspective un outillage de réalisation d'un toron selon un mode particulier de réalisation de l'invention,
  • la figure 3 représente en coupe transversale un premier exemple de moule utilisé dans une mode particulier de réalisation de l'invention,
  • la figure 4a représente en coupe transversale un deuxième exemple de moule utilisé dans une mode particulier de réalisation de l'invention,
  • la figure 4b est une variante de réalisation du moule selon la figure 4a,
  • la figure 5 représente en perspective un mode particulier de réalisation d'un toron,
  • la figure 6 schématise la succession des principales étapes du procédé selon l'invention,
  • les figures 7 et 8 représentent un troisième exemple de moule utilisé dans une mode particulier de réalisation de l'invention, la figure 7 étant une coupe transversale de ce moule suivant le plan repéré BB sur la figure 8, la figure 8 étant elle même une coupe longitudinale de ce moule suivant le plan repéré AA sur la figure 7.
En se reportant à la figure 1, une munition 1 obtenue avec le procédé selon l'invention comprend un étui 2, préfragmenté ou non, qui est réalisé par exemple en une matière plastique du type plexyglas, polycarbonate ou polyéthylène et qui est solidaire d'un culot 3, par exemple en métal. Le culot est destiné à permettre la fixation de la munition sur un système de lancement de type connu et non représenté.
Ce système de lancement pourra par exemple être porté par un aéronef ou encore par un véhicule terrestre. Il comportera d'une manière classique un tube de guidage pour la munition et un piston d'éjection qui sera poussé par une charge génératrice de gaz.
L'étui 2 renferme un empilement de galettes 4 de fibres de carbone.
Chaque galette 4 a une épaisseur inférieure à 10mm et les fibres sont rangées toutes parallèles les unes aux autres dans chaque galette. Les fibres ont un diamètre de l'ordre de 7 micromètres et elles ont une longueur égale à l'épaisseur de la galette. On réalisera de préférence des galettes dont l'épaisseur sera comprise entre 3mm et 6mm.
Chaque galette est entourée d'une gaine externe 5 qui assure le maintien des fibres. Cette gaine est réalisée en matière plastique ou en métal. On pourra par exemple utiliser une matière plastique thermorétractable. On choisira une gaine thermorétractable définie pour avoir un diamètre après rétreint égal à celui de la galette et dont la température de rétreint sera inférieure à la température de décomposition des fibres (inférieure à 150°C).
On pourra également utiliser une feuille ou un tissu d'acier inox de 20 à 140 micromètres d'épaisseur. Le mode de mise en place de la gaine et de réalisation des galettes sera décrit par la suite.
A titre de variante la gaine 5 pourrait être omise à condition de suivre un autre mode de mise en oeuvre décrit également par la suite.
Chaque galette comporte un trou axial et l'empilement des- galettes 4 délimite ainsi un canal axial 6 à l'intérieur duquel est disposé un tube 7 en carton (ou en matière plastique) rempli d'une charge pyrotechnique de dispersion 8.
Alternativement chaque galette pourrait porter une portion de tube (rondelle) la juxtaposition des différentes rondelles formant le tube 7.
La charge de dispersion 8 est constituée par exemple par une composition pyrotechnique associant Aluminium et perchlorate de potassium (Al/KClO4) dans les proportions respectives en masse de 20 à 30% d'aluminium pour 80 à 70% de KClO4 (proportions préférées 24% d'aluminium pour 76% de perchlorate).
Un couvercle 9 fragmentable, par exemple en matière plastique, ferme l'étui 2. Le couvercle est rendu solidaire de l'étui 2 par collage de son rebord périphérique 10 sur la surface cylindrique externe de l'étui. Le couvercle pourrait également être réalisé d'une seule pièce avec l'étui.
Le culot 3 porte un moyen d'allumage 11 classique qui n'est pas décrit ici en détails et qui comportera par exemple un retard (pyrotechnique ou électronique) qui est destiné à être déclenché lors du tir de la munition et une composition inflammatrice assurant l'allumage de la charge pyrotechnique de dispersion 8.
La pression de gaz consécutive à l'allumage de cette charge provoque l'éclatement de l'étui 2 et la dispersion des fibres constituant les galettes.
On génère ainsi un nuage de fibres assurant un masquage dans le domaine millimétrique et/ou infrarouge (ou une autre fonction par exemple des courts circuits électriques). Une munition de leurrage pourra être constituée en utilisant à la place des fibres de carbone des paillettes réfléchissantes, par exemple des filaments d'aluminium.
Le diamètre externe des galettes est de l'ordre de 70mm, le diamètre du canal axial 6 est de l'ordre de 15mm (il variera en fonction de la nature de l'étui et de la quantité de charge 8 qui est nécessaire pour rompre cet étui et disperser les fibres).
Il est ainsi possible de grouper dans chaque galette 4 près de 88 millions de fibres de 6mm de long. Avec un empilement de galettes de 100 mm de haut on groupe ainsi dans une même munition près de 1,5 milliards de fibres.
Le rangement des fibres est parfaitement homogène et symétrique la densité surfacique de fibres est de l'ordre de 24.000 fibres au millimètre carré.
Une telle munition permet d'une façon fiable et repreductible la génération d'un nuage de dimensions importantes. On a ainsi obtenu à titre d'exemple un nuage de 2 m de diamètre avec une munition de 40mm de diamètre et 60mm de long.
A titre de variante on pourra également remplacer les fibres de carbone par des fibres de verre recouvertes d'aluminium ou des rubans aluminisés ou par des fibres organiques conductrices ou à base de polymère conducteur.
Une telle munition sera réalisée en mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.
Le procédé va maintenant être décrit en référence principalement à la figure 6 qui schématise les différentes étapes conduisant à la munition.
Dans une étape A on réalise tout d'abord un toron 12 de fibres (de carbone ou de verre aluminisé ou d'un matériau organique aluminisé) parallèles entre elles. Le toron devra comporter en section un nombre de fibres égal au nombre de fibres souhaitées dans une section de munition.
Ce toron 12 peut être réalisé par exemple par bobinage continu d'une seule fibre entre deux plots. La figure 2 représente ainsi un outillage 13 permettant de réaliser un tel bobinage.
L'outillage 13 comprend un support plan 15 sur lequel sont fixés deux plots cylindriques 14a, 14b. Une fibre 16 est enroulée entre les deux plots avec une machine de bobinage (non représentée). Alternativement on pourra fixer le support 15 à un tour pour permettre l'enroulement de la fibre.
L'écartement des plots 14a/14b permet de définir la longueur du toron 12. On donnera au toron une longueur compatible avec les capacités de la machine à bobiner. On pourra si elle n'est pas trop importante, donner au toron une longueur au moins égale à la hauteur de l'empilement de galettes que l'on cherche à réaliser.
On pourra également, si la longueur de la munition est trop importante, réaliser plusieurs torons qui seront découpés ensuite (avec le procédé décrit ci après) pour réaliser les galettes. On associera ensuite le nombre de galettes approprié pour obtenir une munition de longueur donnée.
Il est possible ainsi de réaliser d'une façon précise un toron 12 ayant une longueur donnée et comportant le nombre de fibres souhaité.
A titre d'exemple pour une munition destinée à recevoir 12 galettes de 40 mm de diamètre et de 5 mm d'épaisseur et renfermant 24000 fibres de 7 micromètres de diamètre au mm2, on pourra bobiner 322 m de fibre entre deux plots espacés de 140mm. Le nombre de galettes obtenu avec un tel toron est supérieur à 15, seules 12 galettes seront retenues pour la munition.
Le toron 12 peut également être réalisé par enroulement d'un tissu de fibres unidirectionnel. Dans un tel tissu bien connu de l'Homme du Métier les fibres sont toutes parallèles et elles sont reliées entre elles dans le tissu par des fils nylon qui leur sont perpendiculaires et qui assurent une faible résistance mécanique dans le sens perpendiculaire à la fibre.
La figure 5 montre ainsi un toron 12 en cours de réalisation par l'enroulement autour d'un axe 17 d'une feuille 18 d'un tissu comprenant des fibres de carbone (ou de verre aluminisé) orientées parallèlement à l'axe 17.
On enroulera par exemple 150m à 200m d'un tissu unidirectionnel en fibres de carbone de 7 micromètres de diamètre pour réaliser un toron ayant la même densité que celui de l'exemple précédent.
En se reportant à la figure 6, la deuxième étape du procédé (étape B) est une imprégnation du toron 12 avec un matériau 19 solidifiable à une première température.
Le matériau pourra avantageusement être de l'eau. Il pourra alternativement être une cire ou un matériau organique à bas point de fusion ou d'évaporation.
L'imprégnation est réalisée en plongeant le toron 12 dans un bassin 20 rempli du matériau d'imprégnation 19.
A la troisième étape (étape C) on dispose le toron 12 ainsi imprégné dans un moule 21.
A titre de variante et pour simplifier l'étape de bobinage, on pourra réaliser plusieurs torons qui seront juxtaposés ensuite dans le même moule.
La figure 3 montre un premier mode de réalisation d'un tel moule. Ce moule comprend deux coquilles 22a et 22b qui se positionnent précisément l'une par rapport à l'autre par l'intermédiaire de rainures 23 et de languettes 24.
Les coquilles 22a et 22b délimitent une cavité cylindrique 25 qui a pour diamètre le diamètre souhaité pour les galettes 4.
Le moule sera réalisé par exemple en aluminium.
Lorsque le toron initial est réalisé par bobinage on adoptera de préférence un moule dont la cavité 25 aura une longueur supérieure à la longueur totale souhaitée pour l'empilement de galettes. Ainsi les extrémités du toron où les fibres étaient enroulées sur les plots 14 pourront être retirées. On assure ainsi une bonne homogénéité du chargement de fibres sur toute la longueur de la munition.
On pourra également réaliser plusieurs torons plus courts que la longueur souhaitée pour l'empilement. On facilitera ainsi le refroidissement ultérieur du toron et la découpe des galettes. Le nombre de galettes souhaité sera obtenu avec plusieurs torons et sera ensuite empilé dans la munition.
A l'étape D (figure 6) on dispose le moule 21 dans une enceinte 26 permettant de le porter à une première température T1 qui est inférieure ou égale à la température de solidification du matériau d'imprégnation 19.
Pour une imprégnation avec de l'eau on portera le moule à une température T1 de l'ordre de -30°C.
L'enceinte sera constituée par un congélateur de type classique ou tout autre système de refroidissement. Alternativement on pourra plonger le moule 21 dans de l'azote liquide.
Suivant un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, on retire le toron solidifié du moule et on l'entoure (étape E1) avec une gaine de maintien 5.
Cette gaine de maintien sera de préférence constituée par une enveloppe métallique réalisée à partir d'une feuille 27 d'un tamis en acier inoxydable de 20 à 140 micromètres d'épaisseur. Le côté de la maille nominale de ce tamis pourra varier entre 30 et 210 micromètres. La feuille est enroulée autour du toron et elle est soudée bord à bord (par exemple au laser ou encore par étamage) de façon à former une gaine 5. Il est également possible d'utiliser un film d'aluminium thermosoudable.
La fonction de la gaine 5 est d'assurer le maintien des fibres périphériques au cours des opérations de découpe des galettes 4 comme cela sera décrit par la suite. Elle sera cependant choisie suffisamment mince pour ne pas perturber la dispersion des fibres lors du fonctionnement de la munition.
A titre de variante on pourra utiliser pour réaliser la gaine 5 un matériau plastique thermorétractable, par exemple une gaine thermorétractable de type Kynar (marque déposée) proposée par la société Raychem et dont la température de rétreint sera choisie inférieure à 150°C.
A l'étape E1 on procédera également à l'usinage d'un canal axial 6(au moyen d'un tour).
Après usinage du canal axial 6 on disposera à l'intérieur de celui ci un tube 28 rempli du matériau d'imprégnation 19 à l'état solidifié.
Ce tube (en carton ou en matière plastique) aura pour fonction d'assurer le maintien des fibres au niveau du canal axial et au cours des opérations de découpe des galettes 4 comme cela sera décrit par la suite.
Bien entendu on évitera au cours des opérations (manipulations, soudage, perçage) un échauffement excessif du toron 12 susceptible de conduire à sa décohésion.
Il suffira de plonger régulièrement le toron dans de l'azote liquide afin d'assurer son maintien à l'état solidifié.
On procède à l'étape F à la découpe en galettes 4 du toron 12 équipé de sa gaine 5 et du tube 28.
L'épaisseur des galettes sera inférieure à 10mm et de préférence comprise entre 3 et 6 mm.
La découpe est réalisée à l'aide par exemple d'une disqueuse 29 (ou bien par découpe laser). On maintiendra la température du toron à un niveau faible afin d'éviter la décohésion des fibres.
Pour cela on pourra réaliser une découpe sous eau et/ou on refroidira périodiquement le toron en le plongeant dans l'azote liquide.
Une fois les galettes 4 découpées, on les place (étape G) dans une étuve 30 portée à une deuxième température T2 choisie de façon à éliminer le matériau solidifiable 19 (par évaporation ou fusion).
L'emploi d'une gaine sous forme de tamis assure une porosité qui facilite l'élimination du matériau 19 sans pour autant libérer les fibres.
Avec de l'eau il suffira d'adopter une étuve portée à T2=60°C.
Chaque galette 4 comportera au niveau de sa surface externe une portion de gaine 5 et au niveau du canal axial une portion du tube 28. Le matériau remplissant le tube s'est éliminé avec celui ayant retenu les fibres. Gaine 5 et tube 28 assurent une certaine tenue mécanique de chaque galette 4, facilitant le montage ultérieur des galettes dans l'étui 2 de la munition (étape H).
Il suffit ensuite d'introduire une charge pyrotechnique de dispersion dans le canal axial. La charge pourra être elle même disposée dans un tube ou bien être versée en vrac dans le canal axial 6.
A titre de variante et lorsque le diamètre des galettes est très important (supérieur à 60mm) pour une épaisseur réduite (inférieure à 6mm), on pourra placer les galettes dans l'étui lorsqu'elles sont encore à l'état solidifié. On disposera alors l'étui équipé des galettes à l'intérieur de l'étuve pour assurer l'évacuation du matériau solidifiable (l'étape H intervient alors avant l'étape G).
A titre de variante on pourra également réaliser le perçage du canal axial après découpe des galettes et avant étuvage.
Selon un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention on pourra utiliser un moule 21 conforme à celui représenté à la figure 4a.
Ce moule diffère du précédent en ce que la coquille supérieure 22b affecte la forme d'un couvercle plan. Le moule délimite donc une cavité interne 31 hémicylindrique.
Avec un tel moule on réalise un toron ayant une forme de demi cylindre. On réalise ainsi deux torons identiques solidifiés que l'on assemble ensuite dans une seule gaine de maintien cylindrique 5.
Un tel mode de réalisation présente pour avantage de permettre d'obtenir une meilleure densité de chargement, la compression et l'insertion des fibres dans le moule étant facilitées.
Le perçage de l'alésage axial est réalisé après assemblage de la gaine.
La figure 4b montre une variante de ce mode de réalisation, variante dans laquelle le couvercle 22b du moule comporte un profil hémicylindrique 32 qui permet d'aménager un demi canal axial cylindrique sur le toron.
Là encore on réalise deux torons 12a,12b ayant une forme de demi cylindre et on les assemble à l'aide d'une gaine 5 en incluant le tube 28 renfermant le matériau solidifié.
Cette variante du procédé est schématisée à la figure 6 (étape E3).
L'avantage d'une telle variante est que le canal axial 6 est obtenu directement sans qu'il soit nécessaire de réaliser un perçage.
Les figures 7 et 8 montrent un moule utilisé dans un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention.
Ce moule comme celui de la figure 3 délimite une cavité axiale cylindrique 25.
Il diffère du précédent en ce que chaque coquille 22a,22b comporte des encoches 33 permettant le passage d'un moyen de découpe, par exemple disque, scie, jet d'eau ou laser.
Avec ce mode particulier de réalisation du moule il n'est pas nécessaire d'entourer le toron solidifié avec une gaine.
C'est le moule lui même qui assure le maintien des fibres périphériques du toron lors de l'opération de découpe des galettes. L'inertie thermique du moule facilite le maintien du toron à l'état solidifié.
Le moule 21 comportera avantageusement des alésages axiaux 34 qui permettent de réaliser l'opération de perçage du toron directement à l'intérieur du moule. Après perçage du canal axial (avant ou après découpe des galettes), on disposera un tube 28 rempli d'un matériau solidifié.
Le perçage et les opérations de découpe interviennent donc directement après l'étape D et on obtient des galettes qu'il est possible de disposer dans un étui de munition.
L'étuvage sera de préférence réalisé directement après mise en place dans l'étui. Il est possible également de placer l'empilement des rondelles découpées dans un tube de papier ou carton léger ou d'un matériau poreux pouvant laisser s'évacuer le matériau de solidification.
L'étuvage de l'empilement sera réalisé avec ce tube poreux puis l'ensemble sera disposé dans l'étui de la munition.
Diverses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi il est possible d'associer indifféremment un toron réalisé suivant la technique de la figure 2 ou un toron suivant la figure 5 avec n'importe lequel des moules décrits en référence aux figures 3, 4a, 4b, 7 et 8.
Il est possible également de réaliser un moule suivant la figure 3 équipé d'un noyau cylindrique amovible (représenté par les pointillés 35 à la figure 3). Ce noyau sera maintenu en appui sur des portées de la coquille 22a et on placera dans la cavité 25 du moule plusieurs torons tout autour du noyau. On obtiendra ainsi, après solidification et retrait du noyau, un toron unique solidifié incorporant un canal axial.
On pourra réaliser plusieurs torons de longueur réduite et ayant le diamètre souhaité pour les galettes. Après les étapes F ou G on empilera le nombre de galettes souhaitées (qui pourront donc provenir de plusieurs torons) dans un étui pour réaliser une munition (étape H).
Les munitions réalisées avec un tel procédé permettront notamment la dispersion de fibres de carbone ou conductrices dans le but de réaliser un masquage ou un leurrage dans la bande de longueur d'ondes souhaitée.
On pourra également réaliser des munitions permettant de disperser de telles fibres de carbone ou conductrice dans le but de neutraliser les systèmes électriques, tels les centrales électriques ou les postes de transformation en créant des courts circuits.

Claims (17)

  1. Procédé de mise en place de fibres de longueur inférieure à 10mm dans un étui (2), notamment de munition, comprenant les étapes suivantes:
    on réalise au moins un regroupement de fibres longues en au moins un toron (12),
    on imprègne le ou les torons avec un matériau (19) solidifiable à une première température,
    on dispose le ou les torons ainsi imprégnés dans un moule (21),
    on solidifie le ou les torons placés dans le moule en le portant à la première température,
    on découpe le ou les torons (12) à l'état solidifié ainsi obtenus en au moins deux galettes (4) ayant chacune pour épaisseur la longueur souhaitée pour les fibres,
    on élimine le matériau solidifiable (19) en portant les galettes à une deuxième température avant ou après mise en place des galettes dans l'étui (2).
  2. Procédé de mise en place de fibres selon la revendication 1, caractérisé en ce que la découpe du toron solidifié (12) est réalisée lorsque celui ci se trouve dans le moule (21), le moule comportant des encoches (33) permettant le passage d'un moyen de découpe.
  3. Procédé de mise en place de fibres selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on retire le toron (12) solidifié du moule (21) puis' on entoure le toron ainsi solidifié avec une gaine de maintien (5) avant de découper le toron en galettes (4).
  4. Procédé de mise en place de fibres selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moule (21) comprend une empreinte hémicylindrique (31) permettant de donner au toron solidifié une forme de demi cylindre et en ce qu'on réalise tout d'abord au moins deux torons identiques que l'on assemble ensuite dans une seule gaine de maintien cylindrique (5).
  5. Procédé de mise en place de fibres selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moule (21) comporte un couvercle (22b) comportant un profil hémicylindrique (32) permettant d'aménager un demi canal axial cylindrique sur le toron solidifié (12).
  6. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on réalise un canal axial (6) par perçage du toron (12) ou des galettes solidifiés.
  7. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'après réalisation du canal axial (6) dans le toron solidifié et avant réalisation de la découpe, on dispose à l'intérieur du canal axial un tube (28) rempli du même matériau d'imprégnation (19) et à l'état solidifié.
  8. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la gaine de maintien (5) est constituée par une gaine thermorétractable.
  9. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que la gaine de maintien (5) est constituée par une enveloppe métallique.
  10. Procédé de mise en place de fibres selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique (5) est un tamis ayant une largeur de maille inférieure à 140 micromètres.
  11. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique (5) est réalisée à partir d'une feuille (27) enroulée autour du toron (12) et soudée bord à bord.
  12. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le regroupement de fibres longues en toron (12) est réalisé par enroulement d'une fibre longue (16) entre deux plots (14a,14b) solidaires d'un support (15).
  13. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le regroupement de fibres longues en toron (12) est réalisé par enroulement sur lui même d'un tissu unidirectionnel (18).
  14. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le matériau solidifiable (19) est de l'eau ou comporte de l'eau.
  15. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le matériau solidifiable a un point de solidification supérieur à 0°C et un point de fusion ou d'ébullition inférieur à 150°C.
  16. Procédé de mise en place de fibres selon la revendication 15, caractérisé en ce que le matériau solidifiable est une cire.
  17. Procédé de mise en place de fibres selon une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres de carbone ou bien des fibres de verre recouvertes d'un matériau conducteur par exemple l'aluminium, ou bien des fibres organiques conductrices.
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