FR2731512A1 - Transparent armoured panel to protect vehicle against projectiles - Google Patents
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Abstract
Description
Panneau de blindage transparent
Le secteur technique de la présente invention est celui des matériaux utilisables pour le blindage des parties transparentes d'un véhicule léger comme ceux utilisés pour le transport de personnalités, ou de fonds ou d'objets précieux.Transparent armor panel
The technical sector of the present invention is that of materials which can be used for the shielding of transparent parts of a light vehicle such as those used for the transport of personalities, or of funds or precious objects.
Pour protéger un véhicule contre les projectiles de petit calibre, on utilise généralement au niveau des parties transparentes un assemblage de plaques de verre dont l'épaisseur est adaptée au niveau de l'agression dont on veut se prémunir. L'inconvénient de cet assemblage réside dans le fait que l'on aboutit rapidement à des masses très importantes de l'ordre de 60, voire 100, voire 190 kg/m (selon munition), ce qui est très pénalisant pour leur mise en oeuvre. D'autre part, la masse de matériau à utiliser conduit très souvent à modifier la structure support du véhicule, ce qui augmente le coût de la protection. To protect a vehicle against small caliber projectiles, an assembly of glass plates is generally used at the transparent parts, the thickness of which is adapted to the level of aggression which one wishes to guard against. The disadvantage of this assembly lies in the fact that it quickly leads to very large masses of the order of 60, even 100, or even 190 kg / m (depending on ammunition), which is very disadvantageous for their implementation. artwork. On the other hand, the mass of material to be used very often leads to modifying the support structure of the vehicle, which increases the cost of protection.
Le but de la présente invention est de fournir un matériau utilisable dans la réalisation de panneaux de blindage d'une masse considérablement réduite pour le même niveau de protection et ne nécessitant aucune modification du véhicule lors de sa mise en oeuvre. The object of the present invention is to provide a material which can be used in the production of armor panels of a mass considerably reduced for the same level of protection and which does not require any modification of the vehicle during its implementation.
L'invention a donc pour objet un panneau de blindage transparent pour véhicule résistant aux projectiles de petit calibre, utilisable pour la protection d'un véhicule notamment pour le transport de fonds, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une première couche d'un premier matériau transparent, d'une seconde couche d'un matériau à blindage munie de perforations et d'une troisième couche d'un second matériau transparent. The subject of the invention is therefore a transparent armor panel for a vehicle resistant to small caliber projectiles, usable for the protection of a vehicle, in particular for the transport of funds, characterized in that it consists of a first layer of a first transparent material, a second layer of a shielding material provided with perforations and a third layer of a second transparent material.
D'une manière générale, la seconde couche du panneau de blindage est une plaque métallique ou composite, et de préférence une tôle d'acier à blindage, une tôle métallique d'acier et d'alliage d'aluminium, ou une tôle métallique revêtue de céramique. Generally, the second layer of the shielding panel is a metal or composite plate, and preferably a shielded steel sheet, a metal sheet of steel and aluminum alloy, or a coated metal sheet of ceramic.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les perforations dans la seconde couche sont de forme circulaire, oblongue, carrée, rectangulaire ou hexagonale, et chaque perforation à une dimension inférieure au calibre des projectiles. According to another characteristic of the invention, the perforations in the second layer are of circular, oblong, square, rectangular or hexagonal shape, and each perforation has a dimension less than the caliber of the projectiles.
Selon une réalisation préférée de l'invention, une lame d'air est ménagée entre chaque plaque. According to a preferred embodiment of the invention, an air space is provided between each plate.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les première et troisième couches de matériau transparent sont choisies parmi les composés minéraux tels le verre ou les composés organiques tels les polycarbonates, ces couches étant par exemple constituées par au moins une plaque de verre et par au moins une plaque de polycarbonate. According to another characteristic of the invention, the first and third layers of transparent material are chosen from mineral compounds such as glass or organic compounds such as polycarbonates, these layers being for example constituted by at least one glass plate and by at minus a polycarbonate sheet.
Selon un exemple préféré de réalisation, la première couche est constituée de deux plaques de verre et la troisième couche de deux plaques de polycarbonate, par exemple. According to a preferred embodiment, the first layer consists of two glass plates and the third layer of two polycarbonate plates, for example.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les perforations de la deuxième couche sont réalisées de manière perpendiculaire ou inclinée par rapport à sa surface. According to another characteristic of the invention, the perforations of the second layer are made perpendicular or inclined relative to its surface.
Un avantage de la présente invention réside dans une réduction de masse de l'ordre de 50 %. An advantage of the present invention lies in a reduction in mass of the order of 50%.
Un autre avantage de l'invention réside dans la simplicité de réalisation du panneau qui ne met en oeuvre que des techniques classiques d'assemblage. Another advantage of the invention lies in the simplicity of production of the panel which uses only conventional assembly techniques.
D'autres caractéristiques, avantages et résultats de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture du complément de description donné ci-après en relation avec des dessins sur lesquels
- les figures 1 et 2 sont des vues en coupe de deux exemples de réalisation du panneau selon l'invention,
- la figure 3 illustre différentes variantes de réalisation de la seconde couche,
- la figure 4 illustre une variante de réalisation du panneau selon l'invention,
- la figure 5 illustre un mode de réalisation du panneau selon l'invention,
- la figure 6 illustre la réalisation d'un ensemble mixte constitué d'un panneau classique et d'un panneau selon l'invention.Other characteristics, advantages and results of the invention will appear more clearly on reading the additional description given below in relation to the drawings in which
FIGS. 1 and 2 are sectional views of two exemplary embodiments of the panel according to the invention,
FIG. 3 illustrates different alternative embodiments of the second layer,
FIG. 4 illustrates an alternative embodiment of the panel according to the invention,
FIG. 5 illustrates an embodiment of the panel according to the invention,
- Figure 6 illustrates the embodiment of a mixed assembly consisting of a conventional panel and a panel according to the invention.
L'invention concerne donc l'assemblage d'un matériau opaque fortement ajouré avec des matériaux transparents pour obtenir un complexe blindé suffisamment transparent et donc considérablement allégé par rapport aux assemblages blindés de matériaux transparents seuls. The invention therefore relates to the assembly of a highly perforated opaque material with transparent materials to obtain a sufficiently transparent shielded complex and therefore considerably reduced compared to the shielded assemblies of transparent materials alone.
Ces matériaux se présentent sous la forme de couches que l'on assemble par collage sur l'ensemble de leur surface ou bien seulement au niveau de leur périphérie en laissant une lame d'air entre elles. Le matériau opaque se présente sous la forme d'une tôle dont l'épaisseur est adaptée en fonction de la menace, c'est-àdire du type de projectile pour être apte à l'arrêter, comme par exemple l'acier, l'aluminium ou un matériau composite. Le fait d'ajourer par des perforations le matériau opaque n'affecte pas ses propriétés de blindage dans la mesure où le diamètre ou l'écart entre deux parties pleines adjacentes est inférieur au diamètre du projectile constituant la menace. Les aciers à blindage disponibles sur le marché conviennent parfaitement à cette utilisation. Une forte proportion de perforations permet une vision acceptable à travers le matériau.Ainsi, 50 % de vide constitue une proportion acceptable. Bien entendu, plus le matériau opaque est épais, plus le pourcentage de vide pourra être élevé. A cette couche, on y adjoint de part et d'autre une couche de matériau totalement transparent dont le rôle est d'arrêter les résidus balistiques provenant de la destruction du projectile sur le matériau opaque. Les matériaux transparents peuvent être constitués par du verre ou un polycarbonate ou tout autre matériau minéral ou organique. La première couche, côté externe, doit être disposée de manière à assurer une protection contre les phénomènes atmosphériques et climatiques : pluie, vent, poussières, chaleur ou froid ou des agressions extérieures de nature chimique, tels des gaz.La troisième couche, côté interne, doit assurer une protection contre la poussière, la vapeur d'eau susceptible d'entraîner des problèmes de condensation et doit absorber les résidus balistiques pouvant être dangereux. Ces deux couches ayant des fonctions différentes peuvent être de nature différente ou associées de façon plus complexe en vue des objectifs recherchés. These materials are in the form of layers which are assembled by gluing over their entire surface or else only at their periphery, leaving an air space between them. The opaque material is in the form of a sheet whose thickness is adapted according to the threat, that is to say the type of projectile to be able to stop it, such as steel, aluminum or a composite material. Perforating the opaque material with perforations does not affect its shielding properties insofar as the diameter or the gap between two adjacent solid parts is less than the diameter of the projectile constituting the threat. The armor steels available on the market are perfectly suited for this use. A high proportion of perforations allows acceptable vision through the material, so 50% vacuum is an acceptable proportion. Of course, the thicker the opaque material, the higher the percentage of void. To this layer, there is added on each side a layer of completely transparent material whose role is to stop the ballistic residues from the destruction of the projectile on the opaque material. The transparent materials can consist of glass or a polycarbonate or any other mineral or organic material. The first layer, external side, must be arranged in such a way as to provide protection against atmospheric and climatic phenomena: rain, wind, dust, heat or cold or external aggressions of a chemical nature, such as gases. The third layer, internal side , must provide protection against dust, water vapor liable to cause condensation problems and must absorb ballistic residues which may be dangerous. These two layers having different functions can be of different nature or associated in a more complex way for the desired objectives.
La figure 1 illustre un premier mode de réalisation du panneau selon l'invention constitué d'une première couche 1 telle une plaque de verre, d'une seconde couche 2, d'une plaque d'acier à blindage et d'une troisième couche 3 telle une plaque de verre. La couche 2 est munie d'un certain nombre de perforations 4 qui permettent à un observateur placé du côté de la plaque 3 de voir à travers les plaques 1 et 2. Ces perforations 4 traversent de part en part la plaque 2 et sont espacées d'une distance d de matière assurant l'intégrité mécanique de celle-ci. Figure 1 illustrates a first embodiment of the panel according to the invention consisting of a first layer 1 such as a glass plate, a second layer 2, a shielded steel plate and a third layer 3 like a glass plate. The layer 2 is provided with a certain number of perforations 4 which allow an observer placed on the side of the plate 3 to see through the plates 1 and 2. These perforations 4 pass right through the plate 2 and are spaced apart. 'a distance d of material ensuring its mechanical integrity.
La figure 2 illustre un autre mode de réalisation suivant lequel la première couche 1 est constituée de deux plaques 5 et 6 de même épaisseur, par exemple du verre, d'une seconde couche 2 identique à la couche intermédiaire de l'exemple précédent et d'une troisième couche 3 constituée de deux plaques 7 et 8 soit en verre ou en polycarbonate, soit d'une plaque de verre suivie d'une plaque de polycarbonate. FIG. 2 illustrates another embodiment according to which the first layer 1 consists of two plates 5 and 6 of the same thickness, for example glass, of a second layer 2 identical to the intermediate layer of the previous example and d 'A third layer 3 consists of two plates 7 and 8 either glass or polycarbonate, or a glass plate followed by a polycarbonate plate.
Les deux exemples précédents illustrent des réalisations symétriques, mais on pourrait adopter également une configuration asymétrique ou toute autre combinaison. The two preceding examples illustrate symmetrical embodiments, but one could also adopt an asymmetrical configuration or any other combination.
La couche 2, en matériau opaque en lui-même, peut recevoir des perforations ayant des configurations différentes. Sur la figure 3, on a illustré des perforations à section circulaire 9, oblongue 10, carrée 11, rectangulaire 12 ou hexagonale 13, ou toute autre forme géométrique. Ces perforations sont disposées de façon alignée ou décalée. Les différents formes peuvent être associées entre elles suivant le confort recherché pour l'observateur. La réalisation des perforations peut être effectuée de manière classique par exemple par usinage, fonderie, forgeage, estampage, découpe laser ou plasma, jet d'eau, électroérosion, brochage, grignotage, poinçonnage, etc... Layer 2, made of an opaque material in itself, can receive perforations having different configurations. In Figure 3, there are illustrated perforations with circular section 9, oblong 10, square 11, rectangular 12 or hexagonal 13, or any other geometric shape. These perforations are arranged in an aligned or offset manner. The different shapes can be associated with each other according to the comfort desired for the observer. The perforations can be carried out in a conventional manner, for example by machining, foundry, forging, stamping, laser or plasma cutting, water jet, EDM, broaching, nibbling, punching, etc.
La figure 4 illustre une variante de réalisation selon laquelle la couche 2 est munie de perforations inclinées 14 par rapport à la surface extérieure. Cette inclinaison des perforations peut être rendue nécessaire lorsqu'on veut soit orienter la vision de l'observation dans une direction précise soit permettre la vision dans un panneau incliné. FIG. 4 illustrates an alternative embodiment according to which the layer 2 is provided with inclined perforations 14 relative to the external surface. This inclination of the perforations can be made necessary when one wants either to orient the vision of the observation in a precise direction or to allow the vision in an inclined panel.
L'assemblage de la tôle perforée avec les matériaux transparents est réalisé pour former un double vitrage emprisonnant la tôle comme représenté sur la figure 5 où l'on voit que la couche 1 est placée à une faible distance de la couche 2 laissant une lame d'air 15 et que la couche 3 est séparée de la couche 2 par une autre lame d'air 16. La cohésion de l'ensemble est maintenue par un joint 17 qui peut être métallique ou en caoutchouc, ou une colle plastique, adhérent à la couche 1 et pénétrant faiblement dans les lames d'air à la périphérie du panneau. Un joint périphérique souple est préféré car il autorise des différences de coefficient de dilatation des matériaux des couches 1, 2 et 3. L'air emprisonné peut être déshumidifié pour assurer une absence de buée et une meilleure isolation thermique et acoustique.A titre de variante, le joint d'étanchéité 17 peut être réalisé in situ sur les vitrages existants d'un véhicule. The assembly of the perforated sheet with the transparent materials is carried out to form a double glazing trapping the sheet as shown in Figure 5 where we see that layer 1 is placed a short distance from layer 2 leaving a blade d air 15 and that layer 3 is separated from layer 2 by another air space 16. The cohesion of the assembly is maintained by a seal 17 which may be metallic or rubber, or a plastic adhesive, adhering to layer 1 and penetrating weakly into the air gaps at the periphery of the panel. A flexible peripheral seal is preferred because it allows differences in the coefficient of expansion of the materials in layers 1, 2 and 3. The trapped air can be dehumidified to ensure freedom from fogging and better thermal and acoustic insulation. , the seal 17 can be produced in situ on the existing glazing of a vehicle.
L'assemblage selon l'invention favorise l'hétérogénéité des volumes ainsi composés et l'absence de liaison rigide entre les différentes couches favorise la résistance du panneau à la pénétration des projectiles. The assembly according to the invention promotes the heterogeneity of the volumes thus composed and the absence of rigid connection between the different layers promotes the resistance of the panel to the penetration of projectiles.
Il va de soi que le panneau selon l'invention peut se présenter sous une forme quelconque, par exemple plane ou bombée. It goes without saying that the panel according to the invention can be in any form, for example flat or curved.
Le panneau selon l'invention peut être combiné à un panneau classique comme le montre la figure 6. Le panneau classique référencé 18 est constitué de trois couches de verre disposées derrière la première couche 1, par exemple la vitre d'un véhicule. Ce panneau classique est alors encadré par le panneau selon l'invention à l'aide d'un joint 19 autorisant la présence des lames d'air 15 et 16 et d'une autre lame d'air 20 en avant du panneau classique. Cette structure combinée peut être utilisée pour des parties du véhicule dont on veut assurer la transparence maximum suivant une faible surface. Il en est ainsi le cas lorsqu'on veut pour le conducteur du véhicule assurer une visibilité parfaite. The panel according to the invention can be combined with a conventional panel as shown in FIG. 6. The conventional panel referenced 18 consists of three layers of glass arranged behind the first layer 1, for example the window of a vehicle. This conventional panel is then framed by the panel according to the invention with the aid of a seal 19 authorizing the presence of the air knives 15 and 16 and another air knife 20 in front of the conventional panel. This combined structure can be used for parts of the vehicle for which it is desired to ensure maximum transparency along a small area. This is the case when the driver of the vehicle is to ensure perfect visibility.
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