FR2733313A1

FR2733313A1 - SHIELDING

Info

Publication number: FR2733313A1
Application number: FR9003717A
Authority: FR
Inventors: Gunther Gebhardt; Udo Rabe; Werner Full
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1989-03-23
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1996-10-25
Also published as: IT9047782A1; DE3909561C1; IT1263161B; IT9047782A0

Abstract

Un blindage 1 sûr contre des calibres de munitions allant jusqu'à 150 mm et des munitions à fragmentation de tous type et de toute taille se compose de carreaux en céramique (4, 5), respectivement en alliages métalliques à haute résistance 4, 5, disposés sur un matériau d'arrière plan (2) d'objectif tenace, au moyen d'une couche élastique (3) vulcanisée, du genre d'un film. Les carreaux en céramique (4, 5) sont reliés entre eux du côté périphérique au moyen d'une couche élastique (6) vulcanisable, du genre d'un film. Une couche élastique (8) de même type, également vulcanisable, recouvre les carreaux de céramique (4, 5).Safe armor 1 against ammunition calibers up to 150 mm and cluster munitions of all types and sizes consists of ceramic tiles (4, 5), respectively high-strength metal alloys 4, 5, arranged on a tough lens background material (2) by means of a vulcanized elastic film-like layer (3). The ceramic tiles (4, 5) are connected to each other on the peripheral side by means of an elastic, vulcanizable layer (6), like a film. An elastic layer (8) of the same type, also vulcanizable, covers the ceramic tiles (4, 5).

Description

Bl indaqe L'invention concerne un blindage composé d'au moins deux couchesBl indaqe The invention relates to a shield consisting of at least two layers

de matériau successives, qui présentent une dureté qui diminue et une déformabilité qui augmente, en allant de l'extérieur vers l'intérieur, la couche extérieure étant formée au moyen de carreaux disposés les uns à côté des autres et constitués d'un matériau très dur et cassant, qui sont fixés, au moyen de couches de base vulcanisables composées en matériau élastique, sur une matière d'arrière plan d'objectif, composée d'un matériau qui est toutefois tenace, et les interstices latéraux entre les carreaux étant également remplis du of successive materials, which have a decreasing hardness and an increasing deformability, going from the outside towards the inside, the external layer being formed by means of tiles arranged one next to the other and made of a very hard and brittle, which are fixed, by means of vulcanizable base layers composed of elastic material, on a lens background material, composed of a material which is however tenacious, and the lateral gaps between the tiles also being filled with

matériau élastique.elastic material.

Par la DE-PC 19 52 759, on connaît un blindage composé d'au moins deux couches successives de matériau, qui présentent une dureté décroissante et une déformabilité croissante, en allant de l'extérieur vers l'intérieur. La couche extérieur est formée de plaquettes de céramiques disposées les uns à côté des autres, qui sont reliées, au moyen d'un matériau élastique vulcanisable, à une couche de base et les unes contre les autres. Par cette disposition on assure que lors d'un impact d'un projectile, les plaquettes de céramique avec les couches du matériau élastique se comportent comme un système hydrostatique. Les efforts agissant perpendiculairement à l'arrière plan d'objectif et transversalement à celui-ci sont pour la plus grande part supportés par le frottement interne du matériau élastique. Cependant, du fait que les interstices entre les plaquettes sont relativement importants, il y a un inconvénient dans le fait que, dans le cas de l'impact d'un projectile dans l'interstice, les plaquettes sont pressées latéralement les unes loin des autres. C'est pourquoi le projectile traverse l'objectif largement sans être freiné. Un inconvénient supplémentaire est vu dans -2 - le fait que, lors de l'impact d'un projectile sur une céramique, la structure en céramique détruite par le projectile est accélérée de manière largement non freinée DE-PC 19 52 759 discloses a shield made up of at least two successive layers of material, which have decreasing hardness and increasing deformability, going from the outside to the inside. The outer layer is formed of ceramic plates placed next to each other, which are connected, by means of an elastic vulcanizable material, to a base layer and against each other. By this arrangement it is ensured that upon impact of a projectile, the ceramic plates with the layers of elastic material behave like a hydrostatic system. The forces acting perpendicular to the background of the objective and transverse thereto are for the most part supported by the internal friction of the elastic material. However, since the interstices between the plates are relatively large, there is a drawback in that, in the case of the impact of a projectile in the interstice, the plates are pressed laterally away from each other . This is why the projectile crosses the objective largely without being braked. An additional drawback is seen in -2 - the fact that, upon the impact of a projectile on a ceramic, the ceramic structure destroyed by the projectile is accelerated in a largely unbraked manner

dans la direction opposée à celle du vol du projectile. in the opposite direction to the flight of the projectile.

Concernant le projectile, il n'y a pas d'effet de Regarding the projectile, there is no effect of

freinage fortement réduit.greatly reduced braking.

C'est pourquoi le but de l'invention est de proposer un blindage présentant un effet amélioré d'arrêt du projectile, même dans la zone des interstices entre This is why the object of the invention is to provide a shielding having an improved effect of stopping the projectile, even in the area of the interstices between

les plaques en céramique.ceramic plates.

Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que les carreaux sont pourvus d'une couche de couverture en matériau élastique, adhérant rigidement, et que les couches élastiques latérales ainsi que la couche de base sont très minces, à savoir de l'épaisseur d'un film. Selon ce mode de réalisation, il est offert l'avantage que seuls sont endommagés les carreaux touchés ou, dans le cas o l'on touche un joint, seuls les carreaux directement touchés. Il n'y a pas destruction des carreaux voisins. L'effet d'arrêt requis du projectile se produit même dans le cas o un projectile touche au centre d'un interstice. La couche de couverture assure après la pénétration du projectile que le trou de pénétration du tir est largement obturé. La matériau détruit par le projectile est aggloméré autour du projectile par la couche de couverture élastique. L'effet According to the invention, this problem is solved by the fact that the tiles are provided with a covering layer of elastic material, rigidly adhering, and that the lateral elastic layers as well as the base layer are very thin, namely of the thickness of a film. According to this embodiment, the advantage is offered that only the affected tiles are damaged or, in the case where a joint is touched, only the tiles directly affected. There is no destruction of neighboring tiles. The required stop effect of the projectile occurs even if a projectile hits the center of a gap. The cover layer ensures after the penetration of the projectile that the penetration hole of the shot is largely closed. The material destroyed by the projectile is agglomerated around the projectile by the elastic cover layer. The effect

d'arrêt s'en trouve amplifié.stop is amplified.

Il est également important pour l'invention que le blindage selon l'invention soit susceptible d'être fabriqué économiquement par un processus unique de vulcanisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'épaisseur de la couche de couverture est optimisée par le fait qu'elle présente à peu près une épaisseur double de celle de la couche de base, l'épaisseur de la couche de base étant d'à peu près 1,0 à 10 % de celle de la - 3 - couche de carreaux. Ceci signifie que dans le cas d'une grande épaisseur de la céramique, la couche de couverture est en comparaison plus mince que dans le cas d'une It is also important for the invention that the shielding according to the invention is capable of being produced economically by a single vulcanization process. According to another characteristic of the invention, the thickness of the cover layer is optimized by the fact that it has approximately a thickness twice that of the base layer, the thickness of the base layer being d about 1.0 to 10% of that of the tile layer. This means that in the case of a large thickness of the ceramic, the covering layer is comparatively thinner than in the case of a

céramique mince.thin ceramic.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les largeurs d'interstice entre les carreaux sont optimisés, par le fait que l'interstice est d'à peu près 0,1 à 0,5 mm, pour une munition allant jusqu'à un calibre d'à peu près 15 mm il est à peu près d'un maximum de 0,2 mm, pour des calibres supérieurs de projectiles il est d'à peu près 1,5 mm. Les largeurs des interstices sont à peu près proportionnels au calibre du projectile, c'est-à-dire que plus le calibre du projectile est gros, plus grande est According to another characteristic of the invention, the gap widths between the tiles are optimized, by the fact that the gap is approximately 0.1 to 0.5 mm, for a munition up to a caliber of about 15 mm it is about a maximum of 0.2 mm, for higher calibers of projectiles it is about 1.5 mm. The widths of the interstices are roughly proportional to the caliber of the projectile, i.e. the larger the caliber of the projectile, the larger

la largeur de l'interstice rempli de matériau élastique. the width of the gap filled with elastic material.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on obtient le meilleur effet d'arrêt du fait que les carreaux sont en céramique ou en alliages métalliques à haute résistance et la plaque d'arrière plan peut être constituée des matériaux suivantes: plaques métalliques, résine renforcée par du Kevlar4, des fibres de verre, des fibres de carbone, etc, la couche de base et la couche de couverture peuvent consister en matériau élastique à base de tous les élastomères courants du commerce, par exemple caoutchouc naturel, caoutchouc au styrol-butadiène, caoutchouc au nitrile, caoutchouc au polypropylène, According to another characteristic of the invention, the best stopping effect is obtained because the tiles are made of ceramic or high-strength metal alloys and the background plate can be made of the following materials: metal plates, resin reinforced with Kevlar4, glass fibers, carbon fibers, etc., the base layer and the cover layer may consist of elastic material based on all the common elastomers on the market, for example natural rubber, styrofoam rubber. butadiene, nitrile rubber, polypropylene rubber,

caoutchouc au silicone, caoutchouc à l'éthylène- silicone rubber, ethylene rubber

propylène, etc. Selon une autre caractéristique de l'invention, on propose un blindage déterminé pour une munition de petit calibre, comme une munition de pistolet ou d'arme de poing (on entend par munition de petit calibre une munition allant jusqu'à 15 mm), par le fait que l'épaisseur des matériaux ainsi que de la matière d'arrière plan d'objectif sont à peu près identiques, l'épaisseur correspondant à peu près au diamètre du projectile pour des projectiles à noyau dur allant jusqu'à un calibre à peu près 150 mm. Pour des calibres - 4 - de projectile plus importants, le blindage doit être déterminé de façon que le projectile soit encore stoppé propylene, etc. According to another characteristic of the invention, a specific armor is proposed for a small caliber ammunition, such as a pistol or handgun ammunition (by small caliber ammunition is meant ammunition up to 15 mm), by the fact that the thickness of the materials as well as of the background material of the objective are almost identical, the thickness corresponding approximately to the diameter of the projectile for projectiles with hard core going up to a caliber about 150 mm. For larger projectile sizes, the shielding must be determined so that the projectile is still stopped

dans les limites du blindage.within the limits of the shielding.

Le matériau élastique vulcanisable peut être fabriqué à base de tous les élastomères courants du commerce (par exemple caoutchouc naturel, caoutchouc au styrol-butadiène, caoutchouc au nitrile, caoutchouc au polypropylène, caoutchouc au silicone, caoutchouc à The vulcanizable elastic material can be made from all the common elastomers on the market (for example natural rubber, styrol-butadiene rubber, nitrile rubber, polypropylene rubber, silicone rubber,

l'éthylène-propylène, etc.).ethylene-propylene, etc.).

La rigidité des couches est si élevée que lors d'essais de traction, la fissure a lieu dans la couche, et toutefois pas dans les zones de bordure. Il ne se produit aucun décollement de la couche sur les corps vulcanisés. La fonction de protection du blindage selon l'invention, extrêmement léger, est assumée une première fois à l'aide de couches élastiques très minces. Les carreaux forment entre eux et avec la couche d'arrière plan d'objectif un système quasi-compact, pouvant vibrer, avec des zones perturbatrices définies par les couches élastiques. Ces dernière n'absorbent qu'une partie très faible des ondes de choc. La liaison proposée des composants individuels du blindage, par l'intermédiaire de matériaux élastiques, empêche le décollement sur une grande surface des carreaux sur le matériau d'arrière plan, tel qu'il se produit dans le cas des autres The rigidity of the layers is so high that during tensile tests, the crack takes place in the layer, and however not in the edge areas. There is no peeling of the layer on the vulcanized bodies. The protective function of the shielding according to the invention, which is extremely light, is assumed for the first time using very thin elastic layers. The tiles form between them and with the objective background layer a quasi-compact system, which can vibrate, with disturbing zones defined by the elastic layers. The latter absorb only a very small part of the shock waves. The proposed connection of the individual shielding components, by means of elastic materials, prevents the detachment over a large area of the tiles from the background material, as occurs in the case of the others.

procédés de jointoiement.jointing processes.

D'autres buts, avantages et caractéristiques de Other purposes, advantages and features of

l'invention apparaîtront à la lecture de la description the invention will appear on reading the description

suivante d'un mode de réalisation de l'invention, faite following of an embodiment of the invention, made

à titre non limitatif et en regard du dessin annexé. without limitation and with reference to the attached drawing.

La figure unique représente un blindage en section transversale. Un blindage i pour munition de petit calibre se compose d'une plaque d'arrière plan 2, d'une couche de base 3, de carreaux en céramique 4,5, d'une couche latérale 6, du genre en film, située dans un interstice 7 - 5 - et d'une couche de couverture 8. L'ensemble des couches 3,6,8 sont vulcanisée en un processus opératoire, sous The single figure shows a cross-section shield. An armor i for small caliber ammunition consists of a background plate 2, a base layer 3, ceramic tiles 4.5, a side layer 6, of the film type, located in a gap 7 - 5 - and a covering layer 8. All of the layers 3, 6, 8 are vulcanized in an operating process, under

l'influence de la pression et de la température. the influence of pressure and temperature.

Les couches 3,6,7 relient d'une part directement les éléments de blindage voisins, tels que les carreaux en céramique 4,5, à la plaque d'arrière plan 7, et relie The layers 3,6,7 connect on the one hand directly the neighboring shielding elements, such as the ceramic tiles 4,5, to the background plate 7, and connects

d'autre part les carreaux en céramique 4,5 entre eux. on the other hand the ceramic tiles 4.5 between them.

On propose les composants individuels suivants: Matière plastique, renforcée de fibre de verre 2 7,0 mm couche de base 3 0,5 mm carreaux en céramique 4,5 8,0 mm couche de couverture 8 1,0 mm Lors du tir sur le centre du carreau, il y a production d'un trou en forme d'entonnoir dans le carreau en céramique 5. Le projectile est éffrité sur la pointe par la poussière de céramique agglutinée par la couche de couverture 8 et décomposé en fragments du fait des ruptures de contrainte. La poussière de céramique (comprimée) freine fortement les fragments du projectile qui ont été captés par le matériau d'arrière plan 2 déformable plastiquement. Les carreaux 5 voisins ne présentent aucune fissure. C'est pourquoi ils exercent The following individual components are available: Plastic, glass fiber reinforced 2 7.0 mm base layer 3 0.5 mm ceramic tiles 4.5 8.0 mm cover layer 8 1.0 mm When fired at in the center of the tile, there is production of a funnel-shaped hole in the ceramic tile 5. The projectile is crumbled on the point by the ceramic dust agglutinated by the covering layer 8 and decomposed into fragments stress breaks. The ceramic dust (compressed) strongly brakes the fragments of the projectile which have been captured by the plastically deformable background material 2. The neighboring 5 tiles have no cracks. This is why they exercise

encore un rôle actif de protection. still an active protective role.

Dans le cas d'un tir sur l'interstice 7, l'effet In the case of a shot on gap 7, the effect

d'arrêt du projectile se produit de manière identique. Projectile arrest occurs identically.

Les carreaux en céramique 4,5 présentent chacun une moitié de trou en forme d'entonnoir. Le cratère de tir est un peu plus profond que dans le cas d'un tir au The 4.5 ceramic tiles each have half a funnel-shaped hole. The shooting crater is a little deeper than in the case of a shooting

centre du carreau en céramique 5.center of ceramic tile 5.

Le blindage selon l'invention présente un poids spécifique par unité de surface très faible, qui est inférieur à 40 kg/m2 dans le cas d'un effet d'arrêt de projectile d'un calibre de 7,62 mm. En outre, il y a une protection contre les fragmentations. Ce blindage convient ainsi aussi bien pour la protection civile des - 6 - personnels, des véhicules, etc, qu'également pour le The shielding according to the invention has a very low specific weight per unit area, which is less than 40 kg / m2 in the case of a projectile arresting effect of a caliber of 7.62 mm. In addition, there is protection against fragmentation. This shielding is therefore suitable both for the civil protection of personnel, vehicles, etc., and also for the

domaine militaire.military domain.

La forme géométrique des carreaux est de préférence carrée ou hexagonale. Un chanfreinage spatial n'est pas nécessaire. La fabrication est de ce fait très économique. La couche de couverture 8 est avantageuse pour l'utilisation du blindage i dans les milieux agressifs, ainsi que pour le camouflage des appareils pourvus du The geometric shape of the tiles is preferably square or hexagonal. Spatial chamfering is not necessary. Manufacturing is therefore very economical. The cover layer 8 is advantageous for the use of the shielding i in aggressive environments, as well as for the camouflage of the devices provided with the

blindage.shielding.

Un mélange approprié de substances dans la couche de couverture permet d'obtenir un effet supplémentaire dans la protection contre l'éclairement aux infra-rouges et au radar. An appropriate mixture of substances in the cover layer provides an additional effect in the protection against infrared and radar lighting.

La couche de couverture est simple à décontaminer. The cover layer is easy to decontaminate.

Claims

1. Shielding composed of at least two successive layers of material, which have a decreasing hardness and an increasing deformability, going from the outside towards the inside, the outside layer being formed by means of tiles arranged one at a time. side of the others and made of a very hard and brittle material, which are fixed, by means of vulcanizable base layers composed of elastic material, on a lens background material, composed of a material which is however tenacious , and the lateral gaps between the tiles also being filled with elastic material, characterized in that the tiles (4,5) are provided with a covering layer (8) of elastic material, rigidly adhering, and that the elastic layers ( 6) lateral as well as the base layer (3) are very thin, namely of

the thickness of a film.

2. Armor according to claim 1, characterized in that the cover layer (8) has approximately a thickness twice that of the base layer (3), the thickness of the base layer being approximately around 1.0 to

% of that of the tile layer (4,5).

3. Armor according to claim 2, characterized in that the gap (7) is approximately 0.1 to 0.5 mm, for ammunition up to a caliber of approximately mm it is about a maximum of 0.2 mm, for higher calibers of projectiles it is about 1.5 mm.

4. Shielding according to claim 1, characterized in that the tiles (4,5) are made of ceramic or high-strength metal alloys and the background plate (2) can be made of the following materials: metal plates, resin reinforced with Kevlar, glass fibers, carbon fibers, etc., the base layer (3) and the cover layer (8) can consist of elastic material based on all the common elastomers on the market, for example rubber natural, styrol-butadiene rubber, nitrile rubber, polypropylene rubber, silicone rubber, ethylene-propylene rubber, etc.

5. Shielding according to claim 1, characterized in that the thickness of the materials (4,5) as well as of the background material of the objective are approximately identical, the thickness corresponding approximately to the diameter of the projectile for hard-core projectiles

up to a caliber of about 150 mm.

6. Armor according to claim 1, characterized in that the armor is effective against a hard core ammunition up to a caliber of approximately 150 mm, as well as against fragmentation projectiles of all types. The shielding dimensioning is determined in

depending on the threat.

7. Shielding according to claim 1, characterized in that for flat angles of impact of the projectile and in order to reinforce the gap situated between the tiles (4,5), a covering layer of metallic alloys is used. high resistance which is vulcanized on the tiles (4,5). The minimum thickness depends on the threat and is at least one millimeter. A weight reduction of about 50% is made possible by

the use of perforated sheets.