FR2903770A1

FR2903770A1 - ELECTROMAGNETIC SANDWICH

Info

Publication number: FR2903770A1
Application number: FR9315918A
Authority: FR
Inventors: Klaus Sterzelmeier; Gunter Weihrauch; Erich Wollmann; Richard Maurer
Original assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Current assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 2008-01-18
Also published as: DE4244546A1; DE4244546C2

Abstract

L'invention concerne un sandwich électromagnétique doté d'un dispositif d'accélération, des éléments protecteurs placés sur le dispositif d'accélération et un système d'activation pour activer le mécanisme d'accélération comportant un dispositif privilégié de capteurs pour la détermination d'une menace. Selon l'invention, le sandwich comprend un système de bobines magnétiques (1), des couches conductrices (2) placées sur le système de bobines magnétiques (1) et portant les éléments protecteurs (3) proprement dits, en forme de plaques, ainsi qu'un dispositif d'activation qui inclut un système de condensateurs chargeables grâce à une alimentation électrique et dont la décharge sert à l'excitation du système de bobines magnétiques (1)The invention relates to an electromagnetic sandwich with an acceleration device, protective elements placed on the acceleration device and an activation system for activating the acceleration mechanism comprising a preferred device for sensors for the determination of a threat. According to the invention, the sandwich comprises a system of magnetic coils (1), conductive layers (2) placed on the system of magnetic coils (1) and carrying the protective elements (3) proper, in the form of plates, and an activation device which includes a capacitor system chargeable by means of a power supply and the discharge of which serves to energize the magnetic coil system (1)

Description

A Sandwich E(ectromagnétique L'invention concerne un sandwichSandwich E (ectromagnetic The invention relates to a sandwich

électromagnétique destiné à la défense contre les menaces (projectiles), selon l'énoncé de la revendication 1. On connaît plusieurs types de dispositifs servant à la défense contre ces menaces qui, par l'intermédiaire d'un accumulateur d'énergie et/ou de systèmes d'accélération adaptés, expulsent des éléments protecteurs appropriés avant l'impact ou au début de la pénétration du projectile assaillant et dont l'action dynamique sur ce dernier en réduit alors la puissance. Les systèmes d'accélération connus accélèrent les éléments protecteurs surtout grâce à des matières explosives ou des forces électromagnétiques. De tels dispositifs réactifs de protection ne développent leur effet protecteur que directe-ment lors de l'impact du projectile ou lors de sa pénétration. On fait alors une distinction entre le cas où des éléments plats sont accélérés de la manière la plus plane possible et entre le cas dit d'un domaine de détonation lors duquel l'accélération d'une partie de la plaque de protection est obtenue par la détonation locale de matières explosives. L'inconvénient de ces dispositifs connus de protection réside surtout dans le fait que des zones de détonations locales exigent une répartition segmentée de la matière explosive ou une matière explosive fortement flegmatisée qui ne s'amorce qu'insuffisamment voire pas du tout lors d'un impact par des projectiles flèches ou à haute énergie cinétique. En outre, la matière explosive représente constamment un danger latent car un amorçage intempestif est toujours possible. electromagnetic defense system for projectiles (projectiles) according to the statement of claim 1. There are several types of devices for the defense against these threats which, via an energy accumulator and / or adapted acceleration systems, expel appropriate protective elements before the impact or at the beginning of the penetration of the attacking projectile and whose dynamic action on the latter then reduces the power. Known acceleration systems accelerate the protective elements mainly through explosive materials or electromagnetic forces. Such protective reactive devices develop their protective effect only directly at the impact of the projectile or during its penetration. A distinction is then made between the case where flat elements are accelerated as flat as possible and between the so-called case of a detonation domain during which the acceleration of a portion of the protective plate is obtained by the local detonation of explosive materials. The disadvantage of these known protection devices lies above all in the fact that local detonation zones require a segmented distribution of the explosive material or a highly phlegmatized explosive material which does not start sufficiently or not at all during a impact by arrow projectiles or high kinetic energy. In addition, the explosive material constantly represents a latent danger because inadvertent priming is always possible.

2903770 Au contraire de tels dispositifs réactifs de protection, une méthode de type "actif' associée à un système de détection adapté prend en compte le projectile assaillant déjà durant sa phase d'approche, détermine le point de collision optimal et déclenche la projection des éléments protecteurs par le dispositif d'accélération. A cette fin, les dispositifs de type actif connus emploient surtout des éléments protecteurs accélérés électriquement, par exemple des corps projetés, qui sont disposés sur une bobine de propulsion. Avec ces dispositifs qui, par rapport aux systèmes équipés de matières explosives, offrent une sécurité nettement améliorée pour un moindre volume et un poids réduit, le temps de déclenchement est raccourci et l'accélération est mieux reproductible. Dans le cas des dispositifs de protection réactifs classiques, lors de l'excitation de la bobine de propulsion, les éléments protecteurs (corps à projeter) sont expulsés dans une direction à partir de l'objet à protéger, entraînant un important contrecoup qui soumet l'objet à protéger à un effet de recul. En partant de ce stade de la technique, l'invention doit être en mesure d'éliminer au moins un des inconvénients précédemment cités et d'offrir un système de protection permettant l'emploi de mécanismes de protection aussi bien réactifs qu'actif. Ceci doit notamment étre rendu possible en retenant la solution, plus avantageuse, d'un dispositif d'accélération électrique. Tel est le but des caractéristiques de la revendication 1. Cette solution se distingue en premier lieu par le fait que, dans la conception en sandwich, on forme un système de bobines électriques servant de dispositif d'accélération et sur lequel sont placées des couches conductrices portant chacune des éléments de protection en forme de plaques. Un arrangement de condensateurs changeables permet de commander le système magnétique. Selon un type de réalisation recommandé de l'invention, les couches conductrices et les éléments protecteurs correspondants sont placés des deux côtés du système magnétique. L'activation du "sandwich électromagnétique" objet de l'invention se fait de préférence par des capteurs, comme pour les dispositifs de protection actifs connus à ce jour. Comme on peut commander le processus d'accélération de manière extrémement précise en faisant varier le courant et son intensité, le dispositif objet de l'invention permet la création d'une sorte de cible mobile, déjà formée ou composée de plusieurs plaques, si nécessaire très rapidement après la détection d'une menace ou encore à un moment 3 2903770 optimisé par calcul, de manière à obtenir une réduction importante de la puissance de pénétration d'un projectile. Si l'on veut maintenir le dispositif de protection objet de l'invention prés à l'emploi, il suffit de maintenir le condensateur dans un état de charge prédéfini et adapté à l'emploi prévu. si le dispositif de protection n'est pas employé, il suffit de décharger le condensateur à travers une résistance de court-circuit qui peut ensuite rester connectée et servir de fusible. Le dispositif de protection est alors dans un état de sécurité totale, contrairement à un système doté de matières explosives dans lequel l'explosif présente un certain danger même en position sécurité. La contrainte que subit le corps à protéger du fait du choc de recul est également inférieure à celle existant dans le cas d'un mécanisme de protection réactif classique car les éléments protecteurs peuvent se déplacer à partir des deux côtés de la bobine propulsive. Pour éviter une détérioration des éléments protecteurs lors de la connexion électrique du système de bobines, il est possible et avantageux, selon un arrangement recommandé de l'invention, de prévoir deux ou plusieurs étages de systèmes de bobines et de relier chacun d'entre-eux à son propre dispositif d'activation ou bien de les commander tous par un dispositif d'activation commun. Par un choix approprié du sens de bobinage, il est en plus possible, en cas d'attraction entre les paires de bobines, d'améliorer l'effet de protection, surtout contre les charges creuses, dans la mesure où on choisit un matériau approprié comme par exemple le verre pour la couche intermédiaire entre les paires de bobines. Selon une réalisation recommandée de l'invention, le système de bobines est formé par des bobines plates car, dans de nombreux cas d'utilisation comme par exemple lors de son utilisation à l'intérieur d'une structure, le dispositif objet de l'invention doit être le plus court possible. Pour améliorer l'efficacité du sandwich électromagnétique objet de l'invention, il est avantageux, selon un arrangement recommandé de rznvention, de donner aux éléments de protection un mouvement de rotation en plus de leur accélération de translation. Ceci peut être obtenu, par exemple, en décalant latéralement, par rapport au centre, les éléments de protection disposés sur le système de bobines ou encore en donnant une forme de coin à ces éléments ou aux couches conductrices adjacentes. Il est alors possible de positionner et d'aligner les éléments protecteurs de manière adaptée à une menace.2903770 In contrast to such reactive protection devices, an "active" type method associated with a suitable detection system takes into account the projectile already assaulting during its approach phase, determines the optimal point of collision and triggers the projection of the elements. For this purpose, the known active-type devices mainly use electrically accelerated protective elements, for example thrown bodies, which are arranged on a propulsion coil. equipped with explosive materials, offer significantly improved safety for less volume and reduced weight, the tripping time is shortened and acceleration is more reproducible.In the case of conventional reactive protection devices, during the excitation of the propulsion coil, the protective elements (body to be sprayed) are expelled into a direction from the object to be protected, causing a significant backlash that subjects the object to protect to a setback. From this stage of the technique, the invention must be able to eliminate at least one of the aforementioned drawbacks and to provide a protection system allowing the use of both reactive and active protection mechanisms. This must in particular be made possible by retaining the more advantageous solution of an electric acceleration device. This is the purpose of the features of claim 1. This solution is distinguished first and foremost by the fact that, in the sandwich design, a system of electrical coils serving as an acceleration device is formed and on which conductive layers are placed. each carrying plate-like protection elements. A changeable capacitor arrangement makes it possible to control the magnetic system. According to a preferred embodiment of the invention, the conductive layers and the corresponding protective elements are placed on both sides of the magnetic system. The activation of the "electromagnetic sandwich" object of the invention is preferably by sensors, as for the active protection devices known to date. Since the acceleration process can be controlled in an extremely precise manner by varying the current and its intensity, the device that is the subject of the invention allows the creation of a kind of moving target, already formed or composed of several plates, if necessary. very quickly after the detection of a threat or at a time optimized by calculation, so as to obtain a significant reduction in the penetration power of a projectile. If it is desired to maintain the protective device object of the invention near the use, it is sufficient to maintain the capacitor in a predefined charge state and adapted to the intended use. if the protective device is not used, simply discharge the capacitor through a short-circuit resistor which can then remain connected and serve as a fuse. The protection device is then in a state of total security, unlike a system with explosive materials in which the explosive presents a certain danger even in the safety position. The stress on the body to be protected due to the recoil shock is also lower than that in the case of a conventional reactive protection mechanism because the protective elements can move from both sides of the propulsion coil. To avoid deterioration of the protective elements during the electrical connection of the coil system, it is possible and advantageous, according to a recommended arrangement of the invention, to provide two or more stages of coil systems and to connect each of them to its own activation device or to order them all by a common activation device. By appropriate choice of the winding direction, it is also possible, in case of attraction between the pairs of coils, to improve the protective effect, especially against the hollow charges, insofar as a suitable material is chosen. as for example the glass for the intermediate layer between the pairs of coils. According to a preferred embodiment of the invention, the system of coils is formed by flat coils because, in many cases of use as for example during its use inside a structure, the device object of the invention must be as short as possible. In order to improve the efficiency of the electromagnetic sandwich object of the invention, it is advantageous, according to a recommended arrangement of the invention, to give the protection elements a rotational movement in addition to their translation acceleration. This can be achieved, for example, by offsetting laterally, relative to the center, the protective elements disposed on the coil system or by giving a wedge shape to these elements or adjacent conductive layers. It is then possible to position and align the protective elements appropriately to a threat.

2903770 4 Selon un autre arrangement recommandé de r invention, il peut toutefois être également avantageux de prévoir plusieurs systèmes de bobines placés cite-à-cbte et pouvant être commandés sélectivement par le dispositif d'activation. Lors de cette réaction électromagnétique limitée à une certaine zone, les systèmes de bobines peuvent être plus ou moins éloignés les uns des autres, en fonction du comportement des plaques extérieures de protection qui recouvrent ici tous les systèmes de bobines. D est ainsi possible, lors de l'excitation sélective d'un système de bobines, d'activer localement une partie de la plaque de protection. Les systèmes de bobines du sandwich électromagnétique objet de l'invention doivent être fabriqués dans un matériau ayant une très grande conductibilité et, grâce à l'utilisation de couches de fibres de verre renforcées, ils peuvent améliorer de manière décisive l'effet protecteur contre les charges creuses. D est ainsi possible, avec le sandwich électromagnétique objet de l'invention, de réaliser des mécanismes de protection aussi bien réactifs qu'actifs et dont les montages mécaniques et électriques sont simples. L'objet de l'invention est encore explicité davantage par les dessins schématisés joints, qui représentent : Fig. 1 a Coupe longitudinale à travers un exemple de réalisation du sandwich électromagnétique objet de l'invention. Fig. lb Coupe longitudinale à travers un exemple de réalisation correspondant à la figure la, après activation du dispositif de protection et où la vitesse d'impact de la menace dépasse nettement celle des éléments protecteurs accélérés. Fig. 1c Coupe longitudinale selon la figure lb, mais la vitesse d'impact de la menace est ici nettement inférieure à celle des éléments protecteurs accélérés. Fig. 2a Coupe longitudinale à travers un deuxième exemple de réalisation du sandwich électromagnétique objet de l'invention. Fig. 2b Coupe longitudinale selon la figure 2a lors de l'activation du dispositif de protection. Fig. 3a Coupe longitudinale à travers un troisième exemple de réalisation du sandwich électromagnétique objet de l'invention. Fig. 3b Coupe longitudinale selon la figure 3a lors de l'activation du dispositif de protection.According to another preferred arrangement of the invention, however, it may also be advantageous to provide a plurality of coiled-in coil systems selectively controllable by the activation device. During this electromagnetic reaction limited to a certain area, the coil systems may be more or less distant from each other, depending on the behavior of the outer protection plates which cover here all the coil systems. It is thus possible, during the selective excitation of a coil system, to locally activate a portion of the protection plate. The electromagnetic sandwich coil systems which are the subject of the invention must be made of a material having a very high conductivity and, thanks to the use of reinforced glass fiber layers, they can decisively improve the protective effect against hollow charges. It is thus possible, with the electromagnetic sandwich object of the invention, to provide protective mechanisms that are both reactive and active and whose mechanical and electrical assemblies are simple. The object of the invention is further clarified by the accompanying diagrammatic drawings which show: FIG. 1 a longitudinal section through an exemplary embodiment of the electromagnetic sandwich object of the invention. Fig. Longitudinal section through an embodiment corresponding to Figure la, after activation of the protective device and where the speed of impact of the threat clearly exceeds that of the accelerated protective elements. Fig. 1c Longitudinal section according to Figure lb, but the speed of impact of the threat is here significantly lower than that of the accelerated protective elements. Fig. 2a longitudinal section through a second embodiment of the electromagnetic sandwich object of the invention. Fig. 2b longitudinal section according to Figure 2a during activation of the protective device. Fig. 3a longitudinal section through a third embodiment of the electromagnetic sandwich object of the invention. Fig. 3b longitudinal section according to Figure 3a during activation of the protective device.

2903770 Fig. 4a Représentauon en perspective du bobinage du système de bobines selon le deuxième exemple de réalisation de la figure 2. Fig. 4b Représentation en perspective du bobinage du système de bobines selon le troisième exemple de réalisation de la figure 3. Fig. 5 et 6 A chaque fois une coupe longitudinale à travers un exemple de réalisation du sandwich électromagnétique objet de l'invention, analogue à la figure 1, et où les couches conductrices sont positionnées sur le système de bobines avec un décalage latéral par rapport au milieu. Fig. 7 et 8 A chaque fois une coupe longitudinale à travers un autre exemple de réalisation du sandwich électromagnétique objet de l'invention, analogue à la figure 1, et où les éléments protecteurs sont en forme de coins. Fig.2903770 Fig. 4a perspective representation of the winding of the coil system according to the second embodiment of FIG. 4b Perspective representation of the winding of the coil system according to the third embodiment of FIG. 5 and 6 Each time a longitudinal section through an embodiment of the electromagnetic sandwich object of the invention, similar to Figure 1, and wherein the conductive layers are positioned on the coil system with a lateral shift relative to the medium . Fig. 7 and 8 Each time a longitudinal section through another embodiment of the electromagnetic sandwich object of the invention, similar to Figure 1, and wherein the protective elements are wedge-shaped. Fig.

9 Coupe longitudinale à travers un autre exemple de réalisation du sandwich électromagnétique où le système de bobines est composé de bobines plates placées côte-à-côte. Sur les figures, les mêmes symboles désignent toujours des éléments ou composants identiques ou similaires. La figure 1 a montre la coupe longitudinale d'un sandwich électromagnétique et présente le système de bobines magnétiques 1 à proximité immédiate duquel se trouvent placés, des deux côtés, deux plaques ou disques 2 réalisés dans un matériau bon conducteur et portant les éléments protecteurs 3 proprement dits. Le système de bobines 1 est composé de préférence d'une ou de plusieurs bobines plates bobinées avec du fil plat dont la largeur est orientée perpendiculairement au plan des bobines 1. Cependant, d'autres sections de fils sont également possibles, par exemple circulaires ou carrées. Pour obtenir un bon effet protecteur contre les charges creuses et pour garantir une bonne tenue mécanique et thermique, il est avantageux que les bobines et le fil soient réalisés en cuivre/béryllium. Les plaques ou disques 2, qui sont relativement minces, ont une fonction correspondant à celle d'un conducteur (couche conductrice). Les éléments protecteurs 3 proprement dits sont quant à eux réalisés dans des plaques épaisses et les matériaux entrant alors en ligne de compte sont tous les matériaux ou cou- 2903770 cher de matériaux servant habituellement de protection en balistique terminale comme par exemple les matériaux à base de fibres de verre ou de carbone renforcées, les structure composites ou encore les sandwiches de matières explosives. Pour une conductibilité électrique suffisamment bonne des éléments protecteurs 3, réalisés par exemple en al-liage de tungstène cuivre ou de tungstène/argent, ces éléments protecteurs 3 peuvent remplir des fonctions de conducteur et remplacer les plaques ou disques 2 (couche conductrice). Au titre de la source de courant servant à exciter le système de bobines 1, il est prévu d'employer l'impulsion de courant issue d'un condensateur 4 à haute énergie dont la dé-charge peut être commandée à travers un commutateur 5 et une liaison vers le système de bobines 1. Si un projectile 6 se rapproche maintenant de ce sandwich électromagnétique, par exemple sous la forme d'une charge creuse ou d'un barreau élancé stabilisé aérodynamiquement, le commutateur 5, qui est de préférence un éclateur, sera déclenché, juste avant l'impact, par un dispositif adéquat de capteurs non représenté sur le dessin et le condensateur 4 sera déchargé, ce qui va provoquer la décharge d'un choc de courant de très grande amplitude dans le système de bobines 1. Dans les couches conductrices 2 apparaissent des courants tourbillonnaires qui sont dirigés de manière à être repoussés par le champ magnétique du système de bobines 1. La conséquence en est que les conducteurs 2 et les éléments protecteurs 3 concernés sont accélérés des deux côtés par une force importante qui leur communique, partant du système de bobines 1, un mouvement de translation dans la direction normale à la bobine. Le projectile 6 percute alors une cible multiplaques déjà en mouvement. La force qui est à l'origine de l'accélération qui expulse les conducteurs 2 et les éléments protecteurs 3 concernés du système de bobines 1 peut être pilotée grâce à une variation de l'impulsion de courant. Deux cas fondamentaux d'interaction entre sandwich et menace, et qui dépendent du rapport des vitesses des composants individuels, sont représentés sur les figures lb et 1c. La figure 1 b montre le cas où la vitesse d'impact de la menace 6 est nettement supérieure à celle des éléments protecteurs 3 accélérés. Le projectile 6 ne pénètre alors pas seule-ment dans le sandwich électromagnétique, mais le traverse. Un effet protecteur amélioré par rapport aux dispositifs usuels peut être obtenu par le fait que la plaque en mouvement (plaque conductrice 2 et élément protecteur 3) vers l'objet protégé tire le nez du projectile vers le bas alors que la plaque qui s'éloigne atteint le projectile environ au milieu et en dévie l'arrière vers le haut. D en résulte, au moins, une importante déformation du projectile, voire sa cassure. Dans tous les cas, l'axe d'action du projectile n'est 2903770 plus identique à sa trajectoire, ce qui permet d'obtenir une importante réduction de la puissance de pénétration. C'est toujours le cas avec les projectiles à charge creuse, en raison des vitesses de jet élevées qui entralnent un écoulement latéral permanent des divers segments, donc une réduction très prononcée de la profondeur de pénétration. La figure le donne une représentation schématique du cas où le projectile 6 n'atteint plus que relativement lentement l'élément protecteur arrière. La vitesse de la plaque de protection arrière est si élevée que le très important angle d'impact effectif du projectile ne lui permet plus de pénétration. Comme le montre la figure 1, la première réalisation d'un sandwich électromagnétique objet de l'invention implique un perçage dans l'élément protecteur arrière ou inférieur pour permettre le passage des conducteurs électriques jusqu'au connecteur interne du système de bobines 1. Cet affaiblissement "de facto" d'un des deux éléments protecteurs 3 peut cependant être largement négligé en raison du mouvement des plaques lors de l'impact d'un projectile. Ainsi que le montrent les formes de réalisation recommandées suivantes, l'emploi de deux ou de plusieurs couches de bobines plates peut permettre d'éviter ce perçage. La forme de la réalisation présentée sur la figure 2 correspond, dans l'ensemble, à celle de la figure 1; le système de bobines 1 n'est cependant plus composé d'une bobine plate monocouche mais de plusieurs épaisseurs, par exemple de deux bobines plates superposées, dont les connections internes sont reliées. Les deux amenées de courant peuvent ainsi parvenir au système de bobines de l'extérieur. Dans cette forme de réalisation, le sens de bobinage des multiples couches de bobines plates est choisi de manière à ce que, lors d'une excitation, une mince épaisseur isolante 7 soit intercalée entre les bobines plates. Comme pour la première forme de réalisation, les éléments protecteurs 3 sont expulsés en même temps que les conducteurs 2 à partir des deux côtés du système de bobines 1. La représentation en perspective de la figure 4a met en évidence le bobinage du système de bobines. Lors de la représentation de la géométrie des bobines, on a choisi ici une forme carrée mais d'autres formes sont possibles telles que circulaires, ovales, elliptiques ou polygonales, ce qui facilite l'adaptation à l'objet à protéger lors de la construction. La forme de la réalisation présentée sur la figure 3 correspond, dans l'ensemble, à celle de la figure 2; le sens de bobinage des bobines plates est cependant conçu pour que les bobines se repoussent mutuellement lors d'une excitation. La figure 4b reproduit en perspective le sens de bobinage du système de bobines.9 Longitudinal section through another embodiment of the electromagnetic sandwich where the system of coils is composed of flat coils placed side by side. In the figures, the same symbols always designate identical or similar elements or components. FIG. 1a shows the longitudinal section of an electromagnetic sandwich and shows the system of magnetic coils 1 in the immediate vicinity of which two plates or discs 2 made of a good conducting material and carrying the protective elements 3 are placed on both sides. properly so called. The coil system 1 is preferably composed of one or more flat coils wound with flat wire whose width is oriented perpendicularly to the plane of the coils 1. However, other wire sections are also possible, for example circular or square. To obtain a good protective effect against the hollow charges and to ensure good mechanical and thermal resistance, it is advantageous that the coils and the wire are made of copper / beryllium. The plates or discs 2, which are relatively thin, have a function corresponding to that of a conductor (conductive layer). The protective elements 3 themselves are made in thick plates and the materials that come into consideration are all materials or materials usually used for protection in terminal ballistics such as for example reinforced glass or carbon fibers, composite structures or sandwiches of explosive materials. For a sufficiently good electrical conductivity of the protective elements 3, made for example in alloy tungsten copper or tungsten / silver, these protective elements 3 can perform functions of conductor and replace the plates or discs 2 (conductive layer). As a source of current for exciting the coil system 1, it is intended to use the current pulse from a high energy capacitor 4 whose discharge can be controlled through a switch 5 and a link to the coil system 1. If a projectile 6 is now approaching this electromagnetic sandwich, for example in the form of a hollow charge or a slender rod stabilized aerodynamically, the switch 5, which is preferably a spark gap , will be triggered, just before the impact, by a suitable sensor device not shown in the drawing and the capacitor 4 will be discharged, which will cause the discharge of a current shock of very large amplitude in the system of coils 1 In the conductive layers 2 there are swirl currents which are directed to be repelled by the magnetic field of the coil system 1. The consequence is that the conductors 2 and the protective elements 3 concerned are accelerated on both sides by a large force which communicates to them, starting from the system of coils 1, a translational movement in the direction normal to the coil. The projectile 6 then hits a multiplaques target already in motion. The force which is at the origin of the acceleration which expels the conductors 2 and the protective elements 3 concerned from the coil system 1 can be controlled by a variation of the current pulse. Two basic cases of interaction between sandwich and threat, which depend on the ratio of the speeds of the individual components, are shown in Figs. 1b and 1c. Figure 1b shows the case where the impact speed of the threat 6 is significantly higher than that of the accelerated protective elements 3. The projectile 6 does not penetrate only the electromagnetic sandwich, but passes through it. An improved protective effect compared to the usual devices can be obtained by the fact that the moving plate (conductive plate 2 and protective element 3) towards the protected object pulls the nose of the projectile downwards while the plate that moves away reaches the projectile in the middle and deviates the rear upwards. This results, at least, a significant deformation of the projectile, or even its break. In all cases, the axis of action of the projectile is no longer identical to its trajectory, which makes it possible to obtain a significant reduction in the power of penetration. This is always the case with hollow charge projectiles, because of the high jet speeds which cause a permanent lateral flow of the various segments, thus a very pronounced reduction of the depth of penetration. The figure gives a schematic representation of the case where the projectile 6 reaches only relatively slowly the rear protective element. The speed of the rear protection plate is so high that the very large angle of effective impact of the projectile no longer allows it to penetrate. As shown in FIG. 1, the first embodiment of an electromagnetic sandwich that is the subject of the invention involves drilling in the rear or bottom protective element to allow the passage of the electrical conductors to the internal connector of the coil system 1. This "De facto" weakening of one of the two protective elements 3 can however be largely neglected due to the movement of the plates during the impact of a projectile. As shown by the following recommended embodiments, the use of two or more layers of flat coils can prevent this drilling. The form of the embodiment shown in FIG. 2 corresponds, in general, to that of FIG. 1; however, the coil system 1 is no longer composed of a monolayer flat coil but of several thicknesses, for example of two superposed flat coils, the internal connections of which are connected. Both current leads can thus reach the coil system from the outside. In this embodiment, the winding direction of the multiple layers of flat coils is chosen so that, during excitation, a thin insulating thickness 7 is interposed between the flat coils. As for the first embodiment, the protective elements 3 are expelled at the same time as the conductors 2 from both sides of the coil system 1. The perspective view of Figure 4a shows the winding of the coil system. When representing the geometry of the coils, a square shape has been chosen here, but other shapes are possible such as circular, oval, elliptical or polygonal, which facilitates adaptation to the object to be protected during construction. . The form of the embodiment shown in FIG. 3 corresponds, overall, to that of FIG. 2; the winding direction of the flat coils, however, is designed so that the coils repel each other during an excitation. Figure 4b shows in perspective the winding direction of the coil system.

2903770 Pour ces formes de réalisation, tes couches conductrices 2 peuvent, en principe, être supprimées; elles sont cependant, de préférence, conservées pour améliorer l'efficacité globale du sandwich électromagnétique. La mince couche isolante 7 à utiliser avec des bobines multicouches n'est, a priori, nécessaire qu'en raison de la résistance électrique au claquage. Toutefois, avec le dispositif présenté sur la figure 2, elle peut, en balistique terminale, renforcer l'effet protecteur. Si cette mince couche isolante 7 est réalisée, par exemple, en verre ou en matériaux semblables au verre (céramiques ou matériaux renforcés par fibres de verre), la compression (électromagnétique) améliore encore l'effet protecteur en particulier contre les charges creuses. Deux autres exemples de réalisation d'un sandwich électromagnétique objet de l'invention sont montrés sur les figure 5 et 6. Les couches conductrices 2 placées sur le système de bobines 1 à une ou plusieurs couches, ainsi que les éléments protecteurs 3 correspondants, sont ici excentrées et décalées latéralement. Lors de l'excitation du système de bobines, on obtient ainsi non seulement une accélération de translation de l'élément protecteur mais également un mouvement de rotation simultané. Par rapport à l'axe de tir supposé horizontal, pour un dispositif correspondant à la figure 5a, ceci mène à une incidence décroissante des couches conductrices 2 et des éléments protecteurs 3 (figure 5b). L'expérience montre que la trajectoire de translation du centre de gravité de l'élément protecteur ne dévie que de quelques degrés par rapport à la direction normale à la plaque de protection au repos, alors que la direction que l'on souhaite donner au mouvement de rotation peut être pilotée au moyen de décalages latéraux. La figure 6 montre un dispositif semblable à celui de la figure 5 mais où les éléments protecteurs 3 ainsi que les couches conductrices 2 correspondantes sont positionnés hors du milieu du système de bobines 1 de manière à ce qu'une excitation de ce système de bobines 1 donne à l'élément protecteur, outre une accélération de translation, une incidence croissante (fig. 6b) par rapport à l'axe de tir horizontal. Il est ainsi pratiquement possible d'obtenir que des sandwiches électromagnétiques objets de invention qui n'ont pu être positionnés que sous un angle peu favorable sur l'objet à protéger puissent tout de même placer leurs éléments protecteurs dans une position favorable à une protection de balistique terminale. Les figures 7 et 8 présentent des dispositifs semblables à ceux des figures 6 et 5. Lors de l'excitation du système de bobines 1, _ le mouvement de rotation supplémentaire de :'ap 2903770 l'élément protecteur n'est cependant pas obtenu par le fait que les etéments protecteurs 3 ainsi que les couches conductrices 2 sont décalés latéralement sur le système de bobines mais parce que les éléments protecteurs 3 et/ou les couches conductrices 2 sont conçus en forme de coins. Comme le centre de gravité des éléments protecteurs 3 et/ou des couches conductrices 2 se situe hors de l'axe du système de bobines, on obtient également un mouvement de rotation. Les deux exemples de réalisation cités ci-dessus peuvent bien entendu être combinés. A titre d'exemple, une réalisation conforme aux figures 6 et 8 entraîne une augmentation de la surface de la cible vue du projectile attaquant. Ceci est particulièrement avantageux lorsqu'un sandwich électromagnétique de forme relativement compacte est destiné à protéger une surface cible relativement importante. La figure 9 présente une autre forme de réalisation du sandwich électromagnétique objet de l'invention. Le système de bobines 1 se compose de plusieurs bobines plates réalisées en une ou plu-sieurs couches placées côte-à-côte à une distance plus ou moins grande. Alors qu'à toutes les bobines plates, mono ou multicouches, correspondent des couches de conducteurs 2 dimensionnées en conséquence, la plaque de protection 3 recouvre toutes les bobines plates du système de bobines 1 ainsi que les couches conductrices 2. Les dispositifs d'activation du système de bobines peuvent être interconnectés ou être excités individuellement. Lors de l'approche d'un projectile/menace 6, il est ainsi possible, à l'aide d'une unité de capteur et de commande non représentés ici, de sélectionner et d'activer le système de bobines dans la zone prévue d'impact. Ce mécanisme de protection peut être désigné par l'appellation explicite de "domaine local de réaction électromagnétique". Comme tous les exemples précédents, il faut noter que cette forme d'arrangement d'un sandwich électromagnétique objet de l'invention peut également être réalisée unilatérale-ment. ÀOFor these embodiments, the conductive layers 2 may, in principle, be suppressed; however, they are preferably preserved to improve the overall efficiency of the electromagnetic sandwich. The thin insulating layer 7 for use with multilayer coils is, a priori, necessary only because of the electrical resistance to breakdown. However, with the device shown in Figure 2, it can, in terminal ballistics, enhance the protective effect. If this thin insulating layer 7 is made, for example, of glass or glass-like materials (ceramics or glass-fiber reinforced materials), (electromagnetic) compression further enhances the protective effect especially against hollow charges. Two other embodiments of an electromagnetic sandwich object of the invention are shown in FIGS. 5 and 6. The conductive layers 2 placed on the system of coils 1 with one or more layers, as well as the corresponding protective elements 3, are here eccentric and offset laterally. During the excitation of the coil system, not only is there an acceleration of translation of the protective element but also a simultaneous rotational movement. With respect to the supposedly horizontal firing axis, for a device corresponding to FIG. 5a, this leads to a decreasing incidence of the conductive layers 2 and the protective elements 3 (FIG. 5b). Experience shows that the translation trajectory of the center of gravity of the protective element deviates only a few degrees from the normal direction of the protective plate at rest, whereas the direction that is to be given to the movement rotation can be controlled by means of lateral offsets. FIG. 6 shows a device similar to that of FIG. 5 but where the protective elements 3 as well as the corresponding conductive layers 2 are positioned out of the middle of the coil system 1 so that an excitation of this coil system 1 gives the protective element, in addition to translational acceleration, an increasing incidence (Figure 6b) with respect to the horizontal axis of fire. It is thus practically possible to obtain that electromagnetic sandwiches which are objects of invention which could only be positioned at an unfavorable angle on the object to be protected can still place their protective elements in a position favorable to protection of the environment. terminal ballistics. FIGS. 7 and 8 show devices similar to those of FIGS. 6 and 5. When energizing the coil system 1, the additional rotational movement of the protective element is not obtained by the fact that the protective elements 3 and the conductive layers 2 are offset laterally on the coil system but because the protective elements 3 and / or the conductive layers 2 are designed in the form of corners. Since the center of gravity of the protective elements 3 and / or the conductive layers 2 lies outside the axis of the coil system, rotation is also obtained. The two embodiments mentioned above can of course be combined. By way of example, an embodiment according to FIGS. 6 and 8 causes an increase in the surface of the target seen from the attacking projectile. This is particularly advantageous when a relatively compact electromagnetic sandwich is intended to protect a relatively large target surface. Figure 9 shows another embodiment of the electromagnetic sandwich object of the invention. The system of coils 1 consists of several flat coils made of one or more layers placed side by side at a greater or lesser distance. While all the flat coils, mono or multilayer, corresponding conductor layers 2 correspond accordingly, the protective plate 3 covers all the flat coils of the coil system 1 and the conductive layers 2. The activation devices of the coil system can be interconnected or energized individually. When approaching a projectile / threat 6, it is thus possible, with the aid of a sensor and control unit (not shown here), to select and activate the system of coils in the zone provided for in FIG. 'impact. This protection mechanism may be referred to as the "local electromagnetic response domain". As all the previous examples, it should be noted that this form of arrangement of an electromagnetic sandwich object of the invention can also be carried out unilaterally. AO

Claims

claims

1. Electromagnetic sandwich for defense against threats, comprising: an acceleration device, protective elements placed on the acceleration device and for activating the acceleration mechanism, an activation system including a privileged device of sensors for the determination of the threat, and characterized in that the accelerating device is a system of magnetic coils (1), the conductive layers (2) are placed on the system of magnetic coils (1) and carry each protective elements (3) the activation device comprises a capacitor system chargeable by means of a power supply and the discharge of which serves to energize the magnetic coil system (1)

2. Electromagnetic sandwich according to claim 1, characterized in that the system of magnetic coils (1) is composed of a system of coils with one or more layers (Figure 2a) whose activation devices are interconnected or provided to be connected to a common activation device.

3. Electromagnetic sandwich according to claim 2, characterized in that the coil system is composed of flat coils wound with flat wire.

4. Electromagnetic sandwich according to one of claims 1 to 3, characterized in that the conductive layers (2) and the corresponding protective elements (3) are fixed on both sides on the system of magnetic coils (1).

5. Electromagnetic sandwich according to one of claims 1 to 4, characterized in that the conductive layers (2) and the corresponding protective elements (3) are placed in the middle of the system of magnetic coils (1). 2903770

6. Electromagnetic sandwich according to one of claims 1 to 4, characterized in that the conductive layers (2) and the corresponding protective elements (3) are offset laterally (Figures 5a and 6a) relative to the center of the coil system. magnetic (1) on which they are placed.

7. Electromagnetic sandwich according to one of claims 1 to 6, characterized in that the conductive layers (2) or the protective elements (3) are wedge-shaped (Figures 7a and 8a).

8. Electromagnetic sandwich according to one of claims 1 to 4, characterized in that the system of magnetic coils (1) is composed of several coil systems placed side-by-side (Figure

9) which can be selectively activated by the activation device. 9. Electromagnetic sandwich according to claim 8, characterized in that each coil system corresponding conductive layers (2) dimensioned accordingly and that the protective plates (3) cover all the coil systems.