FR2632059A1 - Armour, particularly for protection against projectiles with hollow charges - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un blindage, notamment pour véhicules auto-propulsés de combat tels que des chars, destiné à protéger ces derniers, en particulier, contre les projectiles à charge creuse. The present invention relates to armor, in particular for self-propelled combat vehicles such as tanks, intended to protect the latter, in particular, against hollow charge projectiles.
Les blindages connus sont en général de structure homogène en acier. On sait que le jet formé à l'impact des projectiles à charge creuse avec de tels blindages pénètre à l'intérieur de ceux-ci à une vitesse de tordre de plusieurs kilomètres à la seconde. Ce jet entraîne le fluage du blindage en formant un cratère de diamètre nettement plus important que celui du jet. Dans ce mode de pénétration, le seul moyen susceptible de contrarier la progression du jet est la résistance oppose axialement au jet par le métal du blindage. The known shields are generally of homogeneous steel structure. We know that the jet formed on impact of hollow charge projectiles with such armor penetrates inside them at a speed of twisting several kilometers per second. This jet causes the shielding to creep, forming a crater with a much larger diameter than that of the jet. In this mode of penetration, the only means capable of thwarting the progression of the jet is the resistance opposed axially to the jet by the metal of the shielding.
Pour résister aux impacts des charges creuses on est ainsi amené à choisir de très fortes épaisseurs de blindage, ce qui augmente corrélativement le poids du véhicule blindé au détriment des performances et de la mobilité de celui-ci. To resist the impacts of hollow charges, it is thus necessary to choose very large armor thicknesses, which correlatively increases the weight of the armored vehicle to the detriment of its performance and mobility.
On a tenté d'augmenter l'efficacité des blindages par des matériaux autres que l'acier. Ainsi on a proposé d'utiliser des plaques de verre ou de céramique noyées dans un matériau absorbant l'onde de choc. Ces blindages présentent une efficacité améliorée par rapport à ceux en acier. En effet, lors de la pénétration du jet dans le verre ou la céramique, ce dernier subit au contact du jet une transformation de structure qui se traduit par une modification locale de volume. Cette dernière tend à refermer le cratère formé par le jet. Ce phénomène induit des forces radiales qui ralentissent la vitesse du jet. Ces forces radiales s'ajoutent à la force axiale précitée opposée par le métal, de sorte quton accroît sensiblement I'efficacite du blindage.Toutefois cette augmentation d'efficacité des blindages à base de plaques de verre ou de céramique est peu importante par rapport à celle des plaques en acier, car l'effet ralentisseur des forces radiales précitées est relativement faible. Attempts have been made to increase the effectiveness of shielding with materials other than steel. Thus it has been proposed to use glass or ceramic plates embedded in a material absorbing the shock wave. These shields have improved efficiency compared to those made of steel. In fact, when the jet penetrates the glass or the ceramic, the latter undergoes a structural transformation on contact with the jet, which results in a local change in volume. The latter tends to close the crater formed by the jet. This phenomenon induces radial forces which slow down the speed of the jet. These radial forces are added to the above-mentioned axial force opposed by the metal, so that the shielding efficiency is appreciably increased. that of steel plates, because the retarding effect of the above-mentioned radial forces is relatively weak.
L'invention concerne un blindage, notamment pour la protection contre les projectiles à charge creuse, caractérisé en ce qu'il comprend des blocs en matériau à base de silice ou en céramique entourés par une paroi en matériau rigide ayant une impédance acoustique supérieure à celle du matériau constituant lesdits blocs, la paroi dudit matériau rigide étant revêtue extérieurement au moins en partie par une couche d'un explosif capable d'être amorçé lors de l'impact du projectile avec le blindage. The invention relates to a shield, in particular for protection against projectiles with a hollow charge, characterized in that it comprises blocks of silica-based material or ceramic surrounded by a wall of rigid material having an acoustic impedance greater than that of the material constituting said blocks, the wall of said rigid material being coated externally at least in part by a layer of an explosive capable of being primed upon impact of the projectile with the armor.
Lors de l'impact du jet, l'explosif s'amorce et engendre dans le bloc en matériau à base de silice ou en céramique atteint par ce jet, une compression qui tend à refermer le cratère formé par le jet en freinant ainsi la progression de ce dernier dans ce bloc. Cette compression s'ajoute à celle engendrée par la réflexion sur la paroi en matériau rigide de l'onde de choc formée lors de l'impact du jet. La conjugaison des effets dûs à l'explosif et à la réflexion précitée augmente considérablement la protection apportée par le blindage. Upon impact of the jet, the explosive initiates and generates in the block of silica-based material or ceramic reached by this jet, a compression which tends to close the crater formed by the jet, thus slowing the progression of the latter in this block. This compression is added to that generated by the reflection on the wall of rigid material of the shock wave formed during the impact of the jet. The combination of the effects due to the explosive and to the above-mentioned reflection considerably increases the protection provided by the shielding.
De plus, grâce- à l'effet de l'explosif, il est possible de réduire considérablement l'épaisseur de la paroi en matériau rigide, ce qui permet d'alléger le blindage. In addition, thanks to the effect of the explosive, it is possible to considerably reduce the thickness of the wall of rigid material, which makes it possible to lighten the shielding.
Selon une version avantageuse de l'invention, la couche d'explosif est comprise entre la paroi précitée de matériau rigide et une autre paroi de matériau rigide ayant une impédance acoustique quelconque. Cette seconde paroi en matériau rigide, permet de concentrer les effets de l'explosif vers le jet. According to an advantageous version of the invention, the layer of explosive is between the aforementioned wall of rigid material and another wall of rigid material having any acoustic impedance. This second wall made of rigid material allows the effects of the explosive to be concentrated towards the jet.
Selon une version préférée de l'invention, la couche d'explosif recouvre uniquement la paroi en matériau rigide qui n'est pas directement exposée aux impacts des projectiles, la couche d'explosif étant ainsi disposée sensiblement dans la direction du jet. La compression engendrée par la couche d'explosif est ainsi sensiblement radiale relativement au jet, ce qui est favorable au freinage de la progression de ce dernier. According to a preferred version of the invention, the layer of explosive covers only the wall of rigid material which is not directly exposed to the impacts of projectiles, the layer of explosive thus being disposed substantially in the direction of the jet. The compression generated by the explosive layer is thus substantially radial relative to the jet, which is favorable to braking the progression of the latter.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Other features and advantages of the invention will appear in the description below.
Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un eSément de blindage conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un autre élément de blindage conforme à l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un blindage conforme à l'invention comprenant plusieurs éléments de blindage,
- la figure 4 est une variante d'élément de blindage.In the accompanying drawings given by way of nonlimiting examples
FIG. 1 is a view in axial section of a shielding element according to the invention,
FIG. 2 is a view in axial section of another shielding element according to the invention,
FIG. 3 is a view in longitudinal section of a shield according to the invention comprising several shielding elements,
- Figure 4 is a variant of the shielding element.
Dans la réalisation de la figure 1, l'élément de blindage 1 comprend un bloc parallélépipédique ou cylindrique en verre 2 entouré par des parois 3 et 4 en un matériau rigide d'impédance acoustique supérieure à celle du verre, comme par exemple l'acier. In the embodiment of FIG. 1, the shielding element 1 comprises a parallelepipedic or cylindrical block of glass 2 surrounded by walls 3 and 4 of a rigid material with an acoustic impedance greater than that of glass, such as for example steel .
Les parois 3 et 4 peuvent être collées au bloc de verre 2 ou encore être fixées à ce dernier au moyen de boulons. The walls 3 and 4 can be glued to the glass block 2 or even be fixed to the latter by means of bolts.
Les parois en matériau rigide 4 sont revêtues extérieurement pas une couche d'un explosif 5 présentant une sensibilité suffisante pour pouvoir etre amorcé lors de l'impact d'un projectile à charge creuse sur l'élément de blindage 1. Cette sensibilité est toutefois insuffisante pour permettre l'amorçage de l'explosif par des projectiles de petit calibre qui ne sont pas susceptibles de traverser la paroi en acier 3 ou le pré-blindage en acier existant généralement en amont de cette paroi 3. The walls of rigid material 4 are coated on the outside with a layer of an explosive 5 having a sufficient sensitivity to be able to be initiated upon the impact of a projectile with a hollow charge on the shielding element 1. This sensitivity is however insufficient to allow the initiation of the explosive by small caliber projectiles which are not likely to pass through the steel wall 3 or the steel pre-armor generally existing upstream of this wall 3.
De plus, cette couche 5 d'explosif est dans l'exemple décrit comprise entre la paroi 4 précitée et une autre paroi 6 de matériau rigide ayant une impédance acoustique quelconque. In addition, this layer of explosive 5 is in the example described between the above-mentioned wall 4 and another wall 6 of rigid material having any acoustic impedance.
Cette paroi 6 peut également être en acier. Sur la figure 1 on voit d'autre part que les parois 4 et 6 qui entourent l'explosif 5 sont sensiblement parallèles à la direction d'impact du jet 7, de sorte que ces parois ne sont pas directement exposées à ce dernier. This wall 6 can also be made of steel. In FIG. 1, it can also be seen that the walls 4 and 6 which surround the explosive 5 are substantially parallel to the direction of impact of the jet 7, so that these walls are not directly exposed to the latter.
La couche 5 est de préférence constituée par des particules d'explosif secondaire enrobées dans un liant en matière plastique tel que par exemple un polymère élastomère , de façon à réaliser la couche 5 sous la forme d'une feuille souple facile à manipuler. Cette feuille est de préférence collée aux parois 4 et 6 de manière à assurer un contact intime avec ces parois. The layer 5 is preferably formed by particles of secondary explosive coated in a plastic binder such as for example an elastomeric polymer, so as to produce the layer 5 in the form of a flexible sheet easy to handle. This sheet is preferably glued to the walls 4 and 6 so as to ensure intimate contact with these walls.
On donne ci-après à titre d'exemple numérique, les caractéristiques d'un élément de blindage conforme à la figure 1
- Dimension du bloc de verre 2 : 150 à 250 mm
- Epaisseur des plaques d'acier 3 et 4 : 5 mm
- Epaisseur des plaques d'acier 6 : 10 mm
Nature et caractéristiques de la couche d'explosif 5
- Epaisseur : 1 à 3 mm
- Nature : penthrite (99%) + caoutchouc synthétique (11%)
- Sensibilité de l'explosif : 1,2 kg m selon la norme CSI, sensibilité négative à l'impact par balle à 826 m/s.The following gives, by way of a digital example, the characteristics of a shielding element in accordance with FIG. 1
- Glass block 2 dimension: 150 to 250 mm
- Thickness of steel plates 3 and 4: 5 mm
- Thickness of steel plates 6: 10 mm
Nature and characteristics of the explosive layer 5
- Thickness: 1 to 3 mm
- Nature: penthrite (99%) + synthetic rubber (11%)
- Sensitivity of the explosive: 1.2 kg m according to the CSI standard, negative sensitivity to bullet impact at 826 m / s.
- Vitesse de détonation : 6 500 à 7 100 m/s. - Detonation speed: 6,500 to 7,100 m / s.
On va maintenant expliquer en référence à la figure 1, les effets techniques du blindage conforme à l'invention. We will now explain with reference to Figure 1, the technical effects of the shielding according to the invention.
Lors de l'impact d'un projectile à charge creuse avec l'élément de blindage 1, le jet 7 traverse d'abord la paroi 3, puis pénètre dans le bloc de verre 2 en formant un trou 8. Ce trou 8 présente un resserrement à sa partie arrière 8a. Ce resserrement est da aux deux phénomènes suivants dont les effets se conjuguent. Upon impact of a hollow charge projectile with the shielding element 1, the jet 7 first crosses the wall 3, then enters the glass block 2 by forming a hole 8. This hole 8 has a tightening at its rear part 8a. This tightening is due to the following two phenomena whose effects combine.
Les ondes de chocs engendrées par le jet 7 se réfléchis- sent sur les parois 3 et 4 en acier étant donné que l'impédance acoustique de ces dernières est supérieure à celle du verre. The shock waves generated by the jet 7 are reflected on the steel walls 3 and 4 since the acoustic impedance of the latter is greater than that of glass.
Cette réflexion engendre à l'intérieur du verre 2 une compression qui a pour effet de perturber radialement la progression du jet 7 (voir flèches F).This reflection generates a compression inside the glass 2 which has the effect of radially disturbing the progression of the jet 7 (see arrows F).
A l'effet précité, s'ajoute celui procuré par l'explosion de la couche 5 d'explosif. Cet explosif 5 est amorcé par l'onde de choc du projectile. L'explosion ainsi engendrée comprime le verre 2, ce qui induit dans ce dernier des forces qui s'additionnent aux forces F précitées. To the aforementioned effect, is added that provided by the explosion of the layer 5 of explosive. This explosive 5 is initiated by the shock wave of the projectile. The explosion thus generated compresses the glass 2, which induces in the latter forces which are added to the aforementioned forces F.
Le cumul des forces précitées appliquées radialement au jet 7 entraine une perturbation considérable de la vitesse de progression du jet dans le verre 2. The combination of the above-mentioned forces applied radially to the jet 7 causes a considerable disturbance in the speed of progression of the jet in the glass 2.
L'effet perturbateur dû à l'explosif 5 est prépondérant par rapport à celui induit par la réflexion sur les parois 3 et 4. Pour une masse de blindage identique à celle des blindages connus, le blindage conforme à l'invention est beaucoup plus efficace. The disturbing effect due to the explosive 5 is preponderant compared to that induced by the reflection on the walls 3 and 4. For a shielding mass identical to that of the known shields, the shielding according to the invention is much more effective .
En effet, les essais ont permis de montrer que gråce à l'invention on pouvait obtenir un gain de 80 à 86% de masse surfacique par rapport aux blindages en acier homogène classiques. In fact, tests have made it possible to show that, thanks to the invention, it was possible to obtain a gain of 80 to 86% of areal mass compared to conventional homogeneous steel armorings.
On a constaté par ailleurs, que le blindage conforme à l'invention était encore plus performant que ceux décrits dans les demandes de brevets français nO 78 14 829 et nO 78 19 951 du Demandeur. En effet, dans le cas des blindages décrits dans ces demandes de brevets, la pré-contrainte appliquée sur le verre ou la céramique par le confinement rigide extérieur est limitée par la résistance intrinsèque du verre et de la céramique, ce qui n'est pas le cas pour les blindages conformes à l'invention, où aucune force notable n'est appliquée sur le bloc de verre 2. It has also been found that the shielding according to the invention was even more efficient than those described in French patent applications Nos. 78 14 829 and 78 78 951 of the Applicant. Indeed, in the case of the shields described in these patent applications, the pre-stress applied to the glass or the ceramic by the external rigid confinement is limited by the intrinsic resistance of the glass and the ceramic, which is not the case for the shields according to the invention, where no significant force is applied to the glass block 2.
Par ailleurs, dans les réalisations précitées la précontrainte qui s'applique en permanence sur le verre ou la céramique, nécessite d'utiliser des parois de confinement relativement épaisses ce qui n'est pas le cas pour le blindage conforme à l'invention. Ainsi, dans le cas du blindage conforme à l'invention on peut utiliser des parois 3, 4 et 6, par exemple en acier relativement mince , ce qui permet d'alléger le blindage. Furthermore, in the abovementioned embodiments, the prestressing which is permanently applied to glass or ceramic, requires the use of relatively thick confinement walls, which is not the case for the shielding according to the invention. Thus, in the case of the shield according to the invention, walls 3, 4 and 6, for example made of relatively thin steel, can be used, which makes it possible to lighten the shield.
Dans la réalisation représentée sur la figure 2 on a représenté un bloc de verre 2A de forme tronconique ou tronpyramidale. On voit sur cette figure que les parois latérales 9 et 11 disposées de part et d'autre de la couche d'explosif 10 convergent dans la direction du jet 7. In the embodiment shown in Figure 2 there is shown a glass block 2A of frustoconical or tronpyramidal shape. It can be seen in this figure that the side walls 9 and 11 arranged on either side of the explosive layer 10 converge in the direction of the jet 7.
Grâce à cette disposition, la compression du bloc de verre 2A engendrée lors de l'explosion de la couche d'explosif 10 crée des forces F2 qui donnent lieu à une compression F3 appliquée dans une direction opposée à celle de la progression du jet 7. Cette composante F3 entraîne ainsi un ralentissement du jet 7 encore plus efficace que dans le cas de la figure 1. Thanks to this arrangement, the compression of the glass block 2A generated during the explosion of the explosive layer 10 creates forces F2 which give rise to compression F3 applied in a direction opposite to that of the progression of the jet 7. This component F3 thus causes a deceleration of the jet 7 even more effective than in the case of FIG. 1.
Dans la réalisation selon la figure 3, on a représenté un blindage comprenant une série d'éléments de blindage 12 juxtaposés et superposés. Chaque élément de blindage 12 comprend un bloc parallélépipédique de verre 13. Chaque bloc de verre 13 comporte deux côtés adjacents recouverts par une feuille d'explosif 14 comprise entre deux parois en acier 15 et 16. In the embodiment according to Figure 3, there is shown a shield comprising a series of shielding elements 12 juxtaposed and superimposed. Each shielding element 12 comprises a parallelepipedal block of glass 13. Each glass block 13 has two adjacent sides covered by a sheet of explosive 14 comprised between two steel walls 15 and 16.
Les différents blocs de verre 13 sont assemblés de façon que les côtés revêtus des blocs 13 soient appliqués contre les côtés non revêtus des blocs adjacents.The different glass blocks 13 are assembled so that the coated sides of the blocks 13 are applied against the uncoated sides of the adjacent blocks.
Ainsi les blocs de verre 13 sont entièrement confinés à l'intérieur des parois d'acier 15 et 16 disposées de part et d'autre de la feuille d'explosif 14. On obtient ainsi une structure de blindage simple à réaliser,de structure sensiblement homogène et comportant des zones mortes (où le blindage est inactif) d'étendue relativement faible
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.Thus, the glass blocks 13 are entirely confined inside the steel walls 15 and 16 arranged on either side of the explosive sheet 14. A shielding structure which is simple to produce, of substantially structure, is thus obtained. homogeneous and comprising dead zones (where the shielding is inactive) of relatively small extent
Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous modifications can be made to them without departing from the scope of the invention.
Ainsi dans le cas d'un blindage destiné à être exposé aux projectiles 7 suivant un angle d'incidence i aigu, une couche d'explosif 17 (voir figure 4) peut être disposée entre deux parois 18 et 19, par exemple en acier, directement exposées aux projectiles 7. Les autres parois de confinement du bloc de verre 20 peuvent être constituées par de simples plaques d'acier 21 et 22. Dans ce cas, le verre 20 est pré-contraint sous l'effet de l'explosion de la couche d'explosif 17. Cette pré-contrainte engendre dans le verre 20 des forces dirigées dans toutes les directions et qui ralentissent la progression du jet 7 , comme dans le cas des réalisations précédentes. Thus in the case of a shield intended to be exposed to projectiles 7 at an acute angle of incidence i, a layer of explosive 17 (see FIG. 4) can be placed between two walls 18 and 19, for example of steel, directly exposed to the projectiles 7. The other confining walls of the glass block 20 may consist of simple steel plates 21 and 22. In this case, the glass 20 is pre-stressed under the effect of the explosion of the explosive layer 17. This pre-stress generates in the glass 20 forces directed in all directions and which slow the progression of the jet 7, as in the case of the previous embodiments.
On peut également prévoir des dispositions intermédiaires entre celles des réalisations selon les figures 1 et 4. It is also possible to provide intermediate arrangements between those of the embodiments according to FIGS. 1 and 4.
Par ailleurs, les différents éléments de blindage peuvent encore être séparés entre eux par un matériau amortisseur des ondes de chocs comme par exemple de la mousse de polyuréthane ou de polyéthylène ou encore une matière fibreuse-. Furthermore, the different shielding elements can also be separated from one another by a shock-absorbing material such as polyurethane or polyethylene foam or even a fibrous material.
Claims (7)
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