FR2771487A1

FR2771487A1 - ACTIVE PROTECTION DEVICE FOR ARMORED VEHICLES, COMPRISING A FACEPLATE AND AN EXPLOSIVE LAYER PROVIDED BEHIND THE FACEPLATE

Info

Publication number: FR2771487A1
Application number: FR8717665A
Authority: FR
Inventors: Steffen Schumann; Johannes Bol; Hans Joachim Esser
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1999-05-28
Also published as: GB2327114B; GB8729427D0; DE3643850C1; GB2327114A

Abstract

a) L'invention concerne un dispositif de protection active de véhicules blindés.b) Ce dispositif se compose d'une plaque frontale et d'une couche explosive prévue derrière la plaque frontale (2), séparée de celle-ci par une couche d'air sur une plaque active qui, lors de l'explosion de la charge explosive (7), subit une accélération et la couche explosive ainsi que la plaque active sont subdivisée en des zones de façon qu'à l'impact d'un projectile (4) ayant une énergie cinétique suffisante, seule la zone de la charge explosive associée à la surface d'impact soit déclenchée, dispositif caractérisé en ce que les zones situées dans la direction de tir probable sont reliées les unes aux autres par une liaison pyrotechnique (1).c) L'invention s'applique aux dispositifs de protection active de véhicules blindés.a) The invention relates to an active protection device for armored vehicles. b) This device consists of a front plate and an explosive layer provided behind the front plate (2), separated from the latter by a layer of air on an active plate which, during the explosion of the explosive charge (7), undergoes an acceleration and the explosive layer as well as the active plate are subdivided into zones so that on impact of a projectile (4) having sufficient kinetic energy, only the zone of the explosive charge associated with the impact surface is triggered, device characterized in that the zones located in the probable firing direction are connected to each other by a pyrotechnic link (1). C) The invention applies to active protection devices for armored vehicles.

Description

"Dispositif de protection active de véhicules blindés,"Active protection device for armored vehicles,

composé d'une plaque frontale et d'une couche explosi- composed of a front plate and an explosive layer

ve prévue derrière la plaque frontale" La présente invention concerne un dispositif de protection active de véhicules blindés, dispositif ve provided behind the front plate "The present invention relates to an active protection device for armored vehicles, device

ve prévue derrière la plaque frontale, séparée de cel- ve provided behind the front plate, separated from it

le-ci par une couche d'air sur une plaque active qui, lors de l'explosion de la charge explosive, subit une this by an air layer on an active plate which, when the explosive charge explodes, undergoes a

accélération et la couche explosive ainsi que la pla- acceleration and the explosive layer as well as the

que active sont subdivisée en des zones de façon qu'à l'impact d'un projectile ayant une énergie cinétique suffisante, chaque fois seulement la zone de la charge that active are subdivided into zones so that on impact of a projectile having sufficient kinetic energy, each time only the zone of the charge

explosive associée à la surface d'impact soit déclen- explosive associated with the impact surface is triggered

chée.chée.

Dans le domaine de la protection des véhicu- In the area of vehicle protection

les blindés contre les obus à énergie cinétique élevée encore appelés obus KE ou les obus à charge creuse, on armored against high kinetic energy shells also called KE shells or hollow charge shells, we

distingue entre une protection passive et une protec- distinguishes between passive protection and protection

tion active.active tion.

En protection passive, on utilise en général des plaques en acier de blindage très résistant et ces plaques sont disposées suivant une inclinaison aussi In passive protection, plates made of very resistant armor steel are generally used and these plates are arranged at an inclination also

grande que possible par rapport à la direction proba- as large as possible in relation to proba-

ble de tir pour augmenter ainsi l'épaisseur d'acier firing beam to thereby increase the thickness of steel

que doit traverser le projectile, et rendre plus dif- that the projectile must cross, and make more diff

ficile la pénétration de la pointe du projectile. Les blindages connus se composent en général de plusieurs plaques d'acier montées parallèlement l'une à l'autre avec un espace intermédiaire en recevant une matière de moindre densité comme par exemple de l'aluminium, the penetration of the point of the projectile. The known shields generally consist of several steel plates mounted parallel to one another with an intermediate space receiving a material of lower density such as for example aluminum,

une matière céramique ou une matière synthétique ren- a ceramic material or synthetic material

forcée par des fibres. Pour la protection active d'un blindage on place une couche d'explosif entre deux plaques d'acier; à l'impact d'un projectile KE ou d'un projectile de forced by fibers. For active protection of a shield, a layer of explosive is placed between two steel plates; at the impact of a KE projectile or a projectile of

charge creuse, la couche d'explosif se déclenche et ac- shaped charge, the explosive layer is triggered and ac-

célère les deux plaques d'acier de ce montage en san- celebrates the two steel plates of this assembly in san-

dwich de manière que la matière toujours nouvelle de la plaque agisse avec une vitesse élevée sur le projectile pour le détruire et le dévier et diminuer ainsi sa dwich so that the always new material of the plate acts with a high speed on the projectile to destroy it and deflect it and thus decrease its

puissance de perforation.punching power.

Un dispositif de protection particulièrement A particularly protective device

actif contre les obus KE se compose d'une plaque fron- active against KE shells consists of a front plate

tale relativement épaisse (par exemple en acier de blindage de 40 millimètres) d'une couche d'explosif avec une couche d'air et une plaque active plus mince relatively thick layer (eg 40mm armor steel) of an explosive layer with an air layer and a thinner active plate

(par exemple une plaque d'acier de blindage de 15 mil- (for example a 15 mil armor plate

limètres), ces différentes couches et plaques étant in- limiters), these different layers and plates being

clinées par rapport au projectile incident, par exemple clinches in relation to the incident projectile, for example

un angle de 45' ou moins. Lorsque la vitesse du projec- an angle of 45 'or less. When the speed of the projection

tile est suffisante, la plaque frontale se déforme et amorce la couche d'explosif. L'explosif qui détone lors de la perforation de la plaque frontale, accélère la plaque active à une vitesse supérieure à 300 m/s. La position inclinée de la plaque active par rapport à la direction du tir conduit lors de la traversée de cette plaque par le projectile, en permanence, de la nouvelle matière de plaque (acier blindé) dans la trajectoire, ce qui se traduit par une déviation ou une destruction pratiquement complète du projectile. Pour arriver à un blindage actif de recouvrement de surface qui assure tile is sufficient, the front plate deforms and initiates the explosive layer. The explosive which detonates during the perforation of the front plate, accelerates the active plate at a speed greater than 300 m / s. The inclined position of the active plate relative to the direction of the firing conducted during the crossing of this plate by the projectile, permanently, of the new material of plate (armored steel) in the trajectory, which results in a deviation or almost complete destruction of the projectile. To achieve an active surface covering shielding which ensures

une protection contre plusieurs impacts sur des en- protection against multiple impacts on

droits différents, si possible même très rapprochés, il different rights, if possible even closely spaced, there

faut prévoir une segmentation, c'est-à-dire une subdi- a segmentation, i.e. a subdi-

vision des zones d'environ 300 x 500 mm et par un en- vision of the areas of approximately 300 x 500 mm and by a

tourage en acier d'épaisseur correspondante, on bloque les zones de façon que celles-ci puissent agir indépen- turning in steel of corresponding thickness, the zones are blocked so that they can act independently

damment l'une de l'autre. Cette segmentation peut, tou- each other. This segmentation can,

tefois, entraîner une limitation de la protection en However, limit the protection in

particulier pour des impacts de projectiles KE au ni- particularly for impacts of KE projectiles at the

veau du bord des zones, car le projectile quitte la plaque active de la zone sur laquelle se trouve le calf from the edge of the zones, because the projectile leaves the active plate of the zone on which the

point d'impact et arrive dans une zone voisine dans la- point of impact and arrives in a neighboring area in the-

quelle pénètre le projectile sans qu'il ne se produise which penetrates the projectile without it happening

de détonation.detonation.

La présente invention a ainsi pour but de The object of the present invention is therefore to

créer un procédé de combinaison explosive de zones voi- create an explosive combination process of surrounding areas

sines dans la direction de tir de façon, qu'en cas d'impact dans la plaque périphérique d'une zone, la zone voisine dans la direction du tir soit activée et sines in the direction of fire so that in the event of impact in the peripheral plate of an area, the neighboring area in the direction of fire is activated and

assure ainsi une protection sans faille. thus provides flawless protection.

A cet effet, l'invention concerne un disposi- To this end, the invention relates to a device

tif du type ci-dessus caractérisé en ce que les zones situées dans la direction de tir probable sont reliées tif of the above type characterized in that the areas in the likely direction of fire are connected

les unes aux autres par une liaison pyrotechnique. to each other by a pyrotechnic link.

Suivant une caractéristique avantageuse, les According to an advantageous characteristic, the

plaques frontales ont des canaux pour combiner les zo- front plates have channels to combine the zo-

nes, canaux dans lesquels sont chargées des bandes nes, channels in which bands are loaded

d'explosif. Ces canaux doivent être suffisamment rap- explosive. These channels must be sufficiently fast

prochés pour qu'un canal soit touché avec certitude for a channel to be hit with certainty

lors de la pénétration d'un projectile de gros calibre. during the penetration of a large caliber projectile.

Pour des raisons de fabrication, il est avan- For manufacturing reasons, it is advan-

tageux de subdiviser la plaque frontale en deux couches tageux to subdivide the front plate into two layers

et de fraiser dans la face arrière de la plaque péri- and mill in the back of the peri-plate

phérique située dans la direction de tir de la première couche, des canaux en forme de rainure, recouverts par la seconde couche. De cette manière, les canaux ainsi spherical located in the firing direction of the first layer, groove-shaped channels, covered by the second layer. In this way, the channels as well

formés sont recouverts par la charge explosive princi- formed are covered by the main explosive charge

pale. Les entretoises entre les canaux sont avantageu- blade. The spacers between the channels are advantageous-

sement arrondies ou en forme de demi-cylindres de façon roundly or in the shape of half-cylinders so

à éviter, lors de la détonation de la charge principa- to be avoided when detonating the main charge

le, le couplage de l'onde de choc dans l'entretoise et the, the coupling of the shock wave in the spacer and

l'explosion correspondante des coins, ce qui provoque- the corresponding explosion of the corners, which causes-

rait l'initialisation de la couche de signalisation. initializes the signaling layer.

Cette réalisation des entretoises se traduit, lors de la détonation de la charge principale d'une zone, par une forte augmentation de la surface d'appui même pour This realization of the spacers results, during the detonation of the main charge of an area, by a large increase in the bearing surface even for

une faible déformation de la partie de la plaque fron- slight deformation of the part of the front plate

tale comprise entre la couche principale et la couche de signalisation. On évite ainsi l'initialisation de la between the main layer and the signaling layer. This avoids the initialization of the

couche de signalisation par effet d'écrasement. signaling layer by crushing effect.

Pour monter les bandes d'explosifs, il faut To mount the strips of explosives,

que les cloisons séparant les différentes zones compor- that the partitions separating the different areas

tent des ouvertures pour le passage des bandes. Ces cloisons sont soudées à la plaque frontale selon l'état try openings for the passage of bands. These partitions are welded to the front plate according to the state

de la technique. L'amorçage de la couche principale ex- of technique. The priming of the main layer ex-

plosive résulte du fait que les couches de séparation plosive results from the fact that the separating layers

ont des ouvertures sur la couche principale dans la di- have openings on the main layer in the di-

rection de tir.rection of shooting.

Les bandes de feuilles d'explosif de signali- Strips of signal explosive sheets

sation doivent être dimensionnées pour garantir une dé- sation must be sized to guarantee a de-

tonation sous l'effet de la plus petite libération d'é- tonation under the effect of the smallest release of

nergie des bandes. Des bandes d'explosif de 0,5 mm à 1 mm d'une feuille d'explosif fixées par de la matière energy bands. Explosive strips 0.5 mm to 1 mm from an explosive sheet fixed by material

synthétique, se sont avérées intéressantes. synthetic, have proven to be interesting.

Suivant un développement avantageux de l'in- Following an advantageous development of in-

vention, ces bandes d'explosif sont gainées par un tube vention, these strips of explosive are sheathed by a tube

en matière synthétique ou un tube métallique. Ce gaina- made of synthetic material or a metal tube. This gaina-

ge ne diminue pas l'initialisation par l'impact de l'o- ge does not decrease initialization by the impact of o

bus, mais évite toute initialisation accidentelle par bus, but avoids accidental initialization by

des micro-éclats à l'arrivée d'obus de petit calibre. micro-chips on the arrival of small caliber shells.

Comme pour des impacts dans la plage périphérique d'une zone, du fait de l'incidence probablement inclinée de As for impacts in the peripheral range of an area, due to the probably inclined incidence of

l'obus, la détonation de la charge principale d'explo- the shell, the detonation of the main explosive charge

sif dans la zone concernée ne se produit probablement pas pour assurer la protection et comme cette explosion n'est pas souhaitable dans le cadre d'impacts multi- sif in the area concerned probably does not occur for protection and as this explosion is not desirable in the context of multi-impact

ples, la charge principale est conçue dans cette surfa- ples, the main load is designed in this surface

ce périphérique de façon à ne pas être amorcée lorsqu'un obus à charge creuse frappe cette surface, mais que, si la zone subit par ailleurs un impact, il y ait toutefois détonation de cette charge principale. Il est avantageux que ce problème puisse se résoudre par this device so as not to be fired when a hollow charge shell hits this surface, but that, if the area is otherwise impacted, there is however detonation of this main charge. It is advantageous that this problem can be solved by

la suppression de la couche d'air dans la charge prin- the removal of the air layer in the main charge

cipale ou par la suppression des perforations de la feuille explosive de la charge principale au niveau de la surface périphérique. Ces moyens se traduisent par or by removing perforations from the explosive sheet of the main charge at the peripheral surface. These means translate into

une désensibilisation différemment accentuée de la sen- differently accentuated desensitization

sibilité à l'impact de la charge principale. sensitivity to the impact of the main load.

Une autre possibilité de réalisation de l'in- Another possibility of carrying out the

vention dans ce sens consiste à utiliser un explosif peu sensible, comme par exemple de la nitroguanidine (NiGu) dans la surface périphérique car cette charge ne peut être amorcée par l'impact d'un projectile ni par les pressions engendrées par la pénétration ou par l'onde de choc mais détone à l'amorçage de la charge Vention in this sense consists in using an insensitive explosive, such as for example nitroguanidine (NiGu) in the peripheral surface because this charge cannot be initiated by the impact of a projectile nor by the pressures generated by penetration or by the shock wave but detonates when the charge starts

principale dans les autres parties de la zone. main in other parts of the area.

Suivant une réalisation avantageuse de l'in- According to an advantageous realization of the in-

vention, les bandes d'explosif sont disposées de façon à être reliées toujours par des charges d'amplification à la charge principale de la zone probablement la plus Note, the explosive strips are arranged so as to always be connected by amplification charges to the main charge in the area probably the most

proche dans la direction du tir.close in the direction of the shot.

EXEMPLE:EXAMPLE:

On a constaté, de manière expérimentale, que It has been found, experimentally, that

le mode de réalisation du dispositif de combinaison ex- the embodiment of the combination device ex-

plosive de zones voisines représentée aux figures 1, 2 plosive of neighboring areas shown in Figures 1, 2

et 3, satisfait à la condition technique posée ci- and 3, satisfies the technical condition posed above

dessus pour un projectile lourd en tungstène (projecti- top for a heavy tungsten projectile (projecti-

le WSM) d'un diamètre de 20 mm à 30 mm et d'une vitesse WSM) with a diameter of 20 mm to 30 mm and a speed

initiale supérieure à 1 200 m/s.initial greater than 1,200 m / s.

La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 montre le concept de base d'un dispositif de combinaison explosive de zones voisines The present invention will be described in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows the basic concept of a device for explosively combining neighboring areas

dans la direction de tir à l'aide d'un mode de réalisa- in the direction of fire using an embodiment

tion possible de la surface périphérique dans la direc- possible peripheral surface in the direction

tion de tir, pour la protection contre des projectiles en tiges, - la figure 2 est une vue de dessus de la plaque frontale avec le marquage de la position des bandes de feuilles explosives, firing, for protection against rod projectiles, - Figure 2 is a top view of the front plate with the marking of the position of the strips of explosive sheets,

- la figure 3 est une coupe selon la ligne A- - Figure 3 is a section along line A-

A' de la figure 2.A 'of figure 2.

Dans le cas du schéma de principe représenté à la figure 1 de la combinaison de zones voisines dans In the case of the block diagram represented in FIG. 1 of the combination of neighboring zones in

la direction de tir, on place dans la surface périphé- the direction of fire, we place in the peripheral surface

rique de la plaque frontale 2, des bandes d'une feuille de signalisation d'explosif 1. La séparation vis-à-vis de la charge principale de la zone doit être conçue de façon qu'à la détonation de la charge principale, il ne risk of the front plate 2, of the strips of an explosive signal sheet 1. The separation from the main charge of the zone must be designed so that when the main charge is detonated, it born

se produise pas d'amorçage de la feuille de signalisa- no signal sheet priming occurs

tion. Pour assurer cela et garantir un fonctionnement tion. To ensure this and to guarantee a functioning

correct du dispositif, il faut prendre les mesures sui- correct device, take the following measures

vantes:touts:

- on dimensionne les bandes de feuilles de signalisa- - the strips of signal sheets are sized

tion d'explosif pour arriver à une détonation certaine explosive to achieve a certain detonation

pour une libération aussi réduite que possible d'éner- for a release as reduced as possible to energize-

gie par la bande; - il faut que la surface périphérique de la plaque gie by the band; - the peripheral surface of the plate must be

frontale 2 soit subdivisée selon la figure 3 en des ca- front 2 is subdivided according to FIG. 3 into boxes

naux 3 et des entretoises 8 pour que la bosse formée par l'impact d'un projectile KE provoque toujours dans au moins une rainure l'amorçage de la bande de feuille de signalisation d'explosif logée dans cette rainure; nals 3 and spacers 8 so that the bump formed by the impact of a KE projectile always causes in at least one groove the initiation of the strip of explosive signal sheet housed in this groove;

- les entretoises 8 entre les canaux 3 ont été arron- - the spacers 8 between the channels 3 have been rounded

dies ou réalisées sous forme de demi-cylindres pour qu'à la détonation de la charge principale, pour éviter le couplage de l'onde de choc dans l'entretoise et l'explosion correspondante des coins qui entraînerait l'amorçage de la feuille de signalisation; dies or made in the form of half-cylinders so that at the detonation of the main charge, to avoid coupling of the shock wave in the spacer and the corresponding explosion of the corners which would cause the priming of the sheet of signage;

- une réalisation arrondie ou semi-cylindrique des en- - a rounded or semi-cylindrical realization of the

tretoises se traduit lors de la détonation de la charge principale d'une zone en une forte augmentation de la surface d'appui même pour une faible déformation de la partie de la plaque frontale comprise entre la charge tretoises results in the detonation of the main charge of an area in a large increase in the support surface even for a small deformation of the part of the front plate between the charge

principale et la charge de signalisation. On évite ain- main and signaling load. We thus avoid

si l'amorçage de la feuille de signalisation par effet d'écrasement; l'enrobage de la bande de feuille de signalisation if the initiation of the signaling sheet by crushing effect; coating the signal sheet strip

avec une mince couche de matière synthétique n'influen- with a thin layer of synthetic material does not influence

ce pas l'amorçage sous l'effet de l'impact d'un projec- this is not priming under the effect of the impact of a projection

tile mais évite l'amorçage accidentel par micro- tile but avoids accidental ignition by micro-

projectiles lors de l'arrivée de projectiles de petit calibre; - la fixation des bandes de feuille d'explosif dans les canaux évite que le fonctionnement ne soit détérioré, projectiles upon arrival of small caliber projectiles; - the fixing of the strips of explosive sheet in the channels prevents the functioning from being deteriorated,

par exemple, par des secousses pendant les déplace- for example, by shaking while moving

ments. Le mode de réalisation possible du dispositif de combinaison explosive de zones voisines selon les ment. The possible embodiment of the device for explosively combining neighboring areas according to the

figures 1, 2, 3 satisfait aux conditions posées ci- Figures 1, 2, 3 satisfies the conditions set out above

dessus pour un obus en métal lourd tungstène (projecti- top for a heavy metal tungsten shell (projecti-

le en forme de tige WSM) d'un diamètre de 20 à 30 mm et une vitesse de projectile supérieure à 1 200 m/s. Cette figure montre la nécessité de la combinaison sur le plan des explosifs des zones voisines de la direction du tir. Du fait de l'impact du projectile qui se fait sous un angle très aplati, lors du tir à l'extrémité de the rod-shaped WSM) with a diameter of 20 to 30 mm and a projectile speed greater than 1,200 m / s. This figure shows the necessity of the combination of explosives from areas close to the direction of fire. Due to the impact of the projectile which is made at a very flattened angle, when firing at the end of

la zone comme cela est représenté ou de manière analo- the area as shown or analogously

gue, il n'y a pas d'effet d'alternance entre le projec- gue, there is no effect of alternation between the projection

tile 4 et la plaque active de la zone objet du tir. L'initialisation de la charge principale 7 de ce champ n'est pas nécessaire. L'effet de protection s'obtient du fait que le projectile amorce une bande de feuille de signalisation en explosif d'une largeur par exemple o10 égale à 6 mm et d'une épaisseur de 0,5 mm, si bien que tile 4 and the active plate of the target area. The main load 7 of this field is not initialized. The protective effect is obtained by the fact that the projectile initiates a strip of explosive warning sheet with a width for example o10 equal to 6 mm and a thickness of 0.5 mm, so that

la charge principale de la zone adjacente à la trajec- the main load of the area adjacent to the path

toire représentée à la figure, est amorcée par la char- roof shown in the figure, is initiated by the char-

ge amplificatrice 6, telle que représentée. amplifying ge 6, as shown.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1) Active vehicle protection device

shielded cells, device composed of a front plate and an explosive layer provided behind the front plate (2), separated from the latter by a layer of air on an active plate which, during the explosion of the

explosive charge (7), undergoes acceleration and

explosive as well as the active plate are subdivided

located in areas so that on impact from a projectile (4) having sufficient kinetic energy, only the

explosive charge area associated with the surface of the

pact is triggered, device characterized in that the zones located in the direction of probable firing

are connected to each other by a pyro-

technical (1).

) Device according to claim 1, ca-

characterized in that the combination with the sheet of explosive material (1) is embedded in the front plate

(2) of the active protection device.

3 ") Device according to any one of the re-

vendications 1 and 2, characterized in that the front plates of the combined areas have channels (3)

in which the explosive strips (1) are inserted.

) Device according to any one of the re-

vendications 1 to 3, characterized in that the channels

(3) of the front plate (2) are juxtaposed enough

so that when a projectile (4) of

large caliber, at least one channel is touched with certi-

study.

5) Device according to any one of the re-

vendications 1 to 4, characterized in that the front plate is subdivided into two layers so that the

peripheral surface located on the rear side in the di-

rection of the firing of the first layer (2) comprises milled channels (3) covered by the second layer O10 (5), the channels (3) thus formed are separated from the

main charge (7) by the second layer.

6 ') Device according to any one of the re-

vendications 4 and 5, characterized in that the

support rods (8) between the channels (3) are rounded so as to have only a linear contact between two

layers (5).

7 ') Device according to any one of the re-

Vendications 1 to 6, characterized in that the transverse channels (9) of the zones and the separation layers (5) have openings in the direction of firing towards the

main explosive charge.

) Device according to claim 2, ca-

characterized in that the strips of explosive (1) consist of an explosive sheet linked by synthetic material, having a thickness of between

0.5 mm and 1 mm.

) Device according to claim 2, ca-

characterized in that the explosive strips (2) are cheerful

born by a plastic tube or a meteor tube

metallic. ) Device according to any one of

claims 1 to 9, characterized in that the charge

main (7) of a zone has a configuration

explosive (10) at its edge located in the di-

rection of fire or an explosive and which are not

initiated by the impact of a shell.

) Device according to any one of

Claims 1 to 10, characterized in that the strips

explosives are arranged so that they are always

linked by amplifying charges (6) to the main charge of the following zone in the firing direction.