Systeme de blindage multicouches Domaine technique de l'invention L'invention est relative<B>à</B> un système de blindage pour la protection contre des impacts mécaniques, notamment en provenance de projectiles tirés par armes<B>à</B> feu ou des éclats issus d'engins explosifs, et comprenant un matériau forme par un stratifié<B>à</B> composants multiples, comprenant une chape métallique rigide dotée d'une première tôle d'acier associée<B>à</B> une couche de composite<B>à</B> base de résine chargée par des fibres de renforcement. Etat de la technique <B>Il</B> est connu pour réaliser un matériau de blindage, d'associer une couche de composite<B>à</B> l'arrière d'une seule tôle d'acier, ou d'intercaler la couche de composite ou un espace vide entre deux tôles d'acier. Les performances de blindage d'un tel matériau restent néanmoins limitées pour un certain type de calibres de munitions. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste<B>à</B> réaliser un matériau de blindage capable de résister<B>à</B> des tirs de projectiles issus de munitions perforantes de tous calibres, et autorisant une tenue mécanique optimum assurant une tenue au multiimpactage, tout réduisant la masse surfacique par rapport<B>à</B> la tenue en acier. Le matériau de blindage selon l'invention est caractérisé en ce <B>-</B> la chape métallique comporte au moins une deuxième tôle d'acier intercalée entre la première tôle et la couche de composite, l'assemblage des tôles avec la couche de composite s'effectuant au moyen d'un revêtement de colle ayant au moins un composant essentiel compatible avec la résine la couche de composite, <B>-</B> chaque interface ménagé entre les différentes tôles étant agencé pour engendrer un effet de cisaillement et de déviation du projectile. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to a shielding system for protection against mechanical impacts, in particular from shots fired by weapons <B> to </ B>. > fire or shards from explosive devices, and comprising a material formed by a <B> multi-component laminate, comprising a rigid metal cap having a first sheet of steel associated with <B> to < / B> a resin-based <B> composite layer loaded with reinforcing fibers. State of the art <B> It </ B> is known to make a shielding material, to associate a layer of composite <B> to </ B> the back of a single sheet steel, or interposing the composite layer or a gap between two steel sheets. The shielding performance of such a material is nevertheless limited for a certain type of ammunition calibres. OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is to produce a shielding material capable of withstanding projectile shots from perforating munitions of all calibres, and allowing an optimum mechanical strength ensuring resistance to multiimpactage, while reducing the weight per unit area <B> to </ B> holding steel. The shielding material according to the invention is characterized in that <B> - </ B> the metal cap comprises at least one second sheet of steel interposed between the first sheet and the composite layer, the assembly of the sheets with the composite layer being effected by means of an adhesive coating having at least one essential component compatible with the resin composite layer, <B> - </ B> each interface formed between the different sheets being arranged to generate an effect shearing and deflection of the projectile.
<B>-</B> les différentes tôles d'acier présentent des duretes mécaniques identiques. Les différentes tôles d'acier peuvent présentent des duretés mécaniques identiques, mais il est également possible que la dureté mécanique de la deuxième tôle d'acier soit inférieure<B>à</B> celle de la première tôle. Selon un mode de réalisation préférentiel, l'épaisseur de la première tôle est supérieure<B>à</B> celle de la deuxième tôle et la dureté Brinell de la première tôle est supérieure<B>à</B> 200, de préférence comprise entre<B>300</B> et<B>630.,</B> tandis que celle de la deuxième tôle et des tôles suivantes est supérieure<B>à 100,</B> de préférence comprise entre<B>300</B> et 400. L'épaisseur de chaque tôle d'acier peut être comprise entre 2 mm et 20 mm. Selon une caractéristique de l'invention, au moins une des tôles en acier de la chape possède une composition<B>à</B> base de carbone, nickel, manganèse, silicium, soufre, phosphore molybdène. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'épaisseur du revêtement de colle entre les couches successives est comprise entre<B>0,5</B> et 4 mm. Les fibres de renforcement de couche de composite sont agencées en sandwich, du type fibres de verre, de carbone, polyéthylène, polyimide ou d'aramide. <B>Il</B> est clair que les différentes tôles d'acier et la couche de composite peuvent être enrobées par un revêtement externe, notamment<B>à</B> base de résine de polyuréthane, pour la protection anti-corrosion interfaces. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné<B>à</B> titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: <B>-</B> la figure<B>1</B> est une vue schématique en coupe d'un matériau de blindage selon l'invention, <B>-</B> les figures 2 et<B>3</B> sont des vues identiques la figure<B>1</B> de deux variantes d'élaboration du matériau. <B> - </ B> the different steel sheets have identical mechanical hardnesses. The different steel sheets may have identical mechanical hardnesses, but it is also possible that the mechanical hardness of the second steel sheet is lower <B> than </ B> than that of the first sheet. According to a preferred embodiment, the thickness of the first sheet is greater than that of the second sheet and the Brinell hardness of the first sheet is greater than 200. preferably between <B> 300 </ B> and <B> 630., </ B> while that of the second sheet and subsequent sheets is greater than <100, preferably < B> 300 </ B> and 400. The thickness of each steel sheet can be between 2 mm and 20 mm. According to a feature of the invention, at least one of the steel sheets of the yoke has a composition <B> to </ B> based on carbon, nickel, manganese, silicon, sulfur, phosphorus molybdenum. According to another characteristic of the invention, the thickness of the adhesive coating between the successive layers is between <B> 0.5 </ B> and 4 mm. The composite layer reinforcing fibers are sandwiched, of glass fiber, carbon, polyethylene, polyimide or aramid type. <B> It </ B> is clear that the various steel sheets and the composite layer can be coated by an outer coating, especially <B> to </ B> based on polyurethane resin, for the protection against corrosion interfaces. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of an embodiment of the invention given as a non-limitative example, and represented in the accompanying drawings. wherein: <B> - </ B> Figure <B> 1 </ B> is a schematic sectional view of a shielding material according to the invention, <B> - </ B> FIGS. and <B> 3 </ B> are views identical to the figure <B> 1 </ B> of two material development variants.
Description d'un mode de réalisation preferentiel En référence<B>à</B> la figure<B>1,</B> un matériau de blindage, désigné par le repère général<B>10,</B> est constitué par un stratifié<B>à</B> couches multiples, composé d'une chape 12 métallique rigide associée<B>à</B> une couche de composite 14<B>à</B> base de résine chargée par des fibres de renforcement.DESCRIPTION OF A PREFERENTIAL EMBODIMENT Referring to FIG. 1, a shielding material, designated by the general reference numeral <B> 10, </ B> is constituted by a multi-layered laminate, consisting of a rigid metal screed associated with a resin composite layer loaded with resin reinforcing fibers.
La chape 12 comporte au moins deux tôles<B>12b</B> élémentaires en acier, accolées l'une<B>à</B> l'autre, et ayant des duretés décroissantes dans le sens de propagation du projectile, indiqué par la flèche La dureté Brinell de la première tôle 12a est supérieure<B>à</B> 200, de préférence comprise entre<B>300</B> et<B>630,</B> tandis que celle de la deuxième tôle<B>12b</B> possède une dureté supérieure<B>à 100,</B> de préférence pouvant se trouver entre<B>300</B> et 400. The yoke 12 comprises at least two steel sheets <B> 12b </ B> elementary, contiguous one <B> to </ B> the other, and having decreasing hardness in the direction of propagation of the projectile, indicated by the arrow The Brinell hardness of the first sheet 12a is greater than 200, preferably between 300 and 630, while that of the second sheet <B> 12b </ B> has a hardness greater than <B> at 100, </ B> preferably between <B> 300 </ B> and 400.
L'épaisseur de première tôle 12a est supérieure<B>à</B> celle de la deuxième tôle <B>12b. A</B> titre d'exemple, l'épaisseur de la première tôle 12a est de l'ordre de<B>6</B> mm, tandis que celle la deuxième tôle<B>12b</B> est voisine de<B>3</B> mm. Mais il est clair que l'épaisseur de chaque tôle<B>(1</B> 2a,<B>12b,</B> 12c<B>... )</B> peut être comprise entre 2 mm 20 mm selon le type d'applications. The thickness of first sheet 12a is greater <B> than </ B> that of second sheet <B> 12b. As an example, the thickness of the first sheet 12a is of the order of <B> 6 </ B> mm, while that of the second sheet <B> 12b </ B> is close. of <B> 3 </ B> mm. But it is clear that the thickness of each sheet <B> (1 </ B> 2a, <B> 12b, </ B> 12c <B> ...) </ B> can be between 2 mm 20 mm depending on the type of applications.
La composition la première tôle 12a en acier renferme des constituants<B>à</B> base de carbone, nickel, manganèse, silicium, soufre, phosphore, et molybdène. La deuxième tôle<B>1</B> en acier moins rigide, présente une composition<B>à</B> base de carbone, soufre, phosphore, et molybdène. Un revêtement de colle<B>16</B> est agencé dans l'interface entre les deux tôles 2a, <B>12b,</B> et dans l'interface entre la deuxième tôle<B>12b</B> et la couche de composite 14. The composition of the first sheet steel 12a contains constituents <B> to </ B> based on carbon, nickel, manganese, silicon, sulfur, phosphorus, and molybdenum. The second sheet <B> 1 </ B> of less rigid steel, has a composition <B> to </ B> based on carbon, sulfur, phosphorus, and molybdenum. A glue coating <B> 16 </ B> is arranged in the interface between the two sheets 2a, <B> 12b, </ B> and in the interface between the second sheet <B> 12b </ B> and the composite layer 14.
La colle renferme un composant essentiel compatible avec le type de résine présent dans couche de composite 14. L'épaisseur du revêtement de colle entre les couches successives est comprise avantageusement entre<B>0,</B> et 4mm, de manière<B>à</B> compenser les inégalités de planéité entre les faces accolées, et pour absorber les déformations par dilatations différentielles des couches. La mise en place du revêtement de colle<B>16</B> s'opère après un nettoyage complet par grenaillage et dégraissage des différentes faces des deux tôles 12a, <B>12b.</B> La colle du type polyuréthanne ou silicone, et assure l'assemblage des trois couches 12a,<B>12b,</B> 14 superposées en constituant un stratifié monobloc après une mise sous pression pendant un temps prédéterminé. The adhesive contains an essential component compatible with the type of resin present in the composite layer 14. The thickness of the adhesive coating between the successive layers is advantageously between <B> 0, </ B> and 4 mm, so <B > to </ B> compensate the inequalities of flatness between the contiguous faces, and to absorb the deformations by differential expansions of the layers. The installation of the adhesive coating <B> 16 </ B> is carried out after a complete cleaning by blasting and degreasing of the different faces of the two sheets 12a, <B> 12b. </ B> The glue of the polyurethane type or silicone, and assembles the three superimposed layers 12a, <b> 12b, </ b> 14 by forming a one-piece laminate after being pressurized for a predetermined time.
Les fibres de renforcement<B>(</B> du type fibres de verre, carbone ou aramide) sont compressées dans l'épaisseur de la couche de composite 14, et imprégnées par une matrice de résine, par exemple de polyester insaturé isophtalique de basse viscosité et réactivité moyenne.<B>Il</B> est clair que toute autre résine thermodurcissable ou thermoplastique peut être utilisée pour réaliser la couche de composite Un tel matériau de blindage<B>10</B> multicouches peut servir de paroi de protection contre des impacts en provenance de projectiles d'armes<B>à</B> feu ou d'éclats issus d'engins explosifs. L'impact s'effectue sur la face externe de la première tole 12a, la vitesse d'impact du projectile pouvant être de l'ordre de 800m/s. La dureté de la première tôle 12a est assimilable<B>à</B> la céramique, et provoque un fractionnement du projectile lors de la perforation de l'acier. La présence de l'interface entre les deux tôles 12a,<B>12b</B> engendre ensuite un effet de cisaillement du noyau dur du projectile, suivi d'une absorption de l'énergie cinétique dans la deuxième tôle<B>12b.</B> La couche de composite 14<B>à</B> l'arrière de la deuxième tôle <B>12b</B> forme un filet de retenue qui absorbe l'énergie résiduelle, et retient les fragments du projectile après sa désintégration dans la chape 12 métallique. The reinforcing fibers <B> (</ B> of the glass fiber, carbon or aramid type) are compressed in the thickness of the composite layer 14, and impregnated with a matrix of resin, for example isophthalic unsaturated polyester of low viscosity and medium reactivity. <B> It </ B> is clear that any other thermosetting or thermoplastic resin can be used to make the composite layer. Such multilayer shielding material can serve as a wall. protection against impacts from weapon projectiles <B> to </ B> fire or shards from explosive devices. The impact is made on the outer face of the first sheet 12a, the impact velocity of the projectile may be of the order of 800m / s. The hardness of the first sheet 12a is assimilable to the ceramic, and causes a splitting of the projectile during the perforation of the steel. The presence of the interface between the two sheets 12a, <B> 12b </ B> then generates a shearing effect of the hard core of the projectile, followed by an absorption of the kinetic energy in the second sheet <B> 12b </ B> The composite layer 14 <B> at </ B> the back of the second sheet <B> 12b </ B> forms a retaining net which absorbs the residual energy, and retains the fragments of the projectile after its disintegration in the metal screed 12.
L'association de la couche de composite 14 avec les deux tôles d'acier<B>1 12b</B> <B>à</B> duretés décroissantes procure un effet de blindage optimum, autorisant une multitude de points d'impacts sans risque d'éclatement de la première tôle<B>1</B> référence<B>à</B> la figure 2, un matériau de blindage<B>100</B> est similaire<B>à</B> celui la figure<B>1,</B> mais avec une troisième tôle 12c accolée entre la deuxième tôle<B>12b</B> et couche de composite 14. La dureté Brinell de troisième tôle 12c est inférieure<B>à</B> celle de la deuxième tôle<B>12b,</B> de manière<B>à</B> conserver l'effet de décroissance de dureté dans le sens de pénétration du projectile dans le matériau La succession des trois tôles 12a,<B>12b,</B> 12c avant la couche de composite 14 améliore le degré de protection contre les impacts. fonction de la tenue mécanique souhaitée, la chape 12 peut être formée par un plus grand nombre de tôles en acier de différentes épaisseurs. The combination of the composite layer 14 with the two steel sheets <B> 1 12b </ B> <B> with </ b> decreasing hardness provides an optimum shielding effect, allowing a multitude of impact points without risk of bursting of the first sheet <B> 1 </ B> reference <B> to </ B> in Figure 2, a shielding material <B> 100 </ B> is similar <B> to </ B> that the figure <B> 1, </ B> but with a third sheet 12c contiguous between the second sheet <B> 12b </ B> and layer of composite 14. The hardness Brinell third sheet 12c is lower <B > to </ B> that of the second sheet <B> 12b, <B> so <B> to </ B> retain the effect of decreasing hardness in the direction of penetration of the projectile in the material The succession three sheets 12a, 12b, 12c before the composite layer 14 improves the degree of protection against impacts. depending on the desired mechanical strength, the yoke 12 may be formed by a larger number of steel sheets of different thicknesses.
Sur la figure<B>3,</B> le matériau de blindage 200 correspond au stratifié du matériau <B>10</B> de la figure<B>1,</B> enrobé totalement par un revêtement externe<B>18</B> d'encapsulage empêchant tout effet de corrosion au niveau des interfaces des différentes couches. Le matériau du revêtement externe<B>18</B> renferme avantageusement une résine de polyuréthanne, ou tout autre type de résine anti-corrosion. In FIG. 3, the shielding material 200 corresponds to the <B> 10 </ B> material laminate of FIG. 1, fully encapsulated by an outer coating <B> > 18 </ B> encapsulation preventing any corrosion effect at the interfaces of the different layers. The outer coating material <B> 18 </ B> advantageously contains a polyurethane resin, or any other type of anti-corrosion resin.