FR3022619A1

FR3022619A1 - Dispositif de transfert d'impulsion et de quantite de mouvement

Info

Publication number: FR3022619A1
Application number: FR1000465A
Authority: FR
Inventors: Dorthe W Svane; Jorgen L Svane
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2015-12-25
Anticipated expiration: 2030-02-05
Also published as: US20160377386A1; US20170227332A1; US20150345912A1; US20180292180A1; DK178262B1; FR3022619B1; US10533827B2; DK200900389A1; DE102010008612A1; US9891025B2; US9677857B2; US9410771B2

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour la transmission d'un endroit à un autre de l'impulsion et de la quantité de mouvement, par exemple de l'onde de choc provenant d'une explosion ou de la quantité de mouvement d'objets créant un impact sur le dispositif, et est utilisé en premier lieu pour protéger des véhicules, des navires, des aéronefs et des bâtiments contre des impulsions et/ou des quantités de mouvement, par exemple en cas d'attaque sur ceux-ci avec des grenades, des bombes, des mines et similaires. Les principes physiques sont ceux de la conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie et la troisième loi de Newton, indiquant que pour toute action il existe une réaction égale mais en sens opposé. Lorsque le récepteur (1) est accéléré par l'onde de choc (9) qui arrive, il entre en collision avec le transmetteur (2) connecté à l'émetteur (3), et la quantité de mouvement est transférée à l'émetteur (3). Si le transfert n'est en lui-même pas suffisant pour amener la vitesse du récepteur (1) à un niveau acceptable, de l'énergie additionnelle et une quantité de mouvement sont ajoutées à travers le transmetteur (2).

Description

2 2 6 1 9 1 Dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de mouvement Renvoi à des demandes apparentées Cette demande revendique la priorité des demandes de brevet danois PA 2009 00176 et PA 2009 00389 déposées par les présents inventeurs respectivement le 6 février 2009 et le 21 mars 2009. Arrière-plan - Art antérieur Il est donné d-dessous une liste de documents d'art antérieur qui apparaissent actuellement pertinents : Publications de brevets ou de demandes de brevet : Numéro Déposant(s) ou breveté(s) Date W00239048 (A2) PRETORIUS GERHARDUS DIRK PETRU ; 2002-05-16 VAN NIEKERK BECKER RU 2003127462 (A) AFANAS'EV V.A. ; GEVLICH A.N. ; 2005-03-27 TAGIROV WO 2004106840(A1) JOYNT VERNON P. 2004-12-09 EP1382932 (A1) MEYER HELMUT 2004-01-21 DE19832662 (A1) HELD MANFRED 2000-02-03 W02005113330 (A1) HEYWARD GEORGE 71EICHARD RONAL 2005-12-01 US2004/0200347 (A1) GROSCH HERMANN 2004-10-14 3022619 2 La protection des véhicules, navires, aéronefs et bâtiments militaires et civils est devenue de plus en plus d'actualité, plus spécialement dans le combat contre des combattants n'appartenant pas à des Etats. Durant la guerre froide, la menace pesant sur les véhicules, 5 navires, aéronefs, bâtiments et installations militaires était clairement identifiée en termes d'armes fabriquées industriellement. Dans une guerre contre des combattants n'appartenant pas à un Etat, tels que des terroristes ou des insurgés, ceci n'est plus le cas. Les opposants asymétriques s'engagent rarement dans une confrontation 10 conventionnelle. Au lieu de cela, ils cherchent à frapper et détruire un véhicule, navire, aéronef ou bâtiment avec une attaque massive souvent en utilisant des explosifs sous la forme « d'engins explosifs improvisés » (IED ou « Improvised Explosive Devices »). Leur objectif est typiquement de faire du mal au maximum de gens afin de répandre la terreur, de se 15 faire de la publicité, etc... Au cours des âges, différentes armes ont été utilisées comprenant des explosifs, des charges creuses (SC ou « Shaped Charges ») et des mines à charge formée (EFP ou « Explosively forme(' projectiles »). Les 20 explosifs travaillent en déformant vers l'intérieur par exemple le côté d'un véhicule ou une plaque ventrale et de ce fait causent un dommage aux occupants. Les SC et EFP perforent par exemple le côté d'un véhicule ou une plaque ventrale et peuvent blesser directement les occupants.

25 Dans la période récente, une grande attention a été portée à la protection des objets en question. Le développement des aciers de blindage, de la céramique, du .Kevlar et d'un grand assortiment de matériaux composites a fortement réduit l'efficacité de telles attaques. Lors d'attaques à l'explosif, en particulier, la capacité de maintenir 3022619 3 l'intégrité structurelle du véhicule, du navire, de l'aéronef ou du bâtiment est cruciale pour la protection des occupants. En outre, les concepteurs ont essayé de répartir l'effet (éhergie et quantité de mouvement) de l'attaque à travers toute la structure. La réponse de l'opposant 5 asymétrique est par suite d'accroître la masse de la charge explosive. Il en résulte une accélération accrue dans la direction orientée vers l'intérieur (accélération locale) pour les surfaces des véhicules, navires, aéronefs ou bâtiments faisant face à l'explosion, mais également une accélération globale accrue de l'ensemble de la structure du véhicule, du navire, de 10 l'aéronef ou du bâtiment. Il s'ensuit que les occupants placés à l'intérieur de ces objets peuvent subir un dommage par suite d'un impact par la face interne d'une surface ou du fait de l'accélération globale qui peut aller jusqu'à des centaines de g (accélération due à la gravité, 9,81 m/s2). Pour protéger les occupants contre ces effets, il est créé un espace pour 15 permettre aux surfaces de faire saillie vers l'intérieur, sans avoir d'impact sur les occupants placés dans l'objet. De plus, on utilise également souvent différents matériaux et différentes géométries visant à minimiser la déflexion. Ceci peut aussi être obtenu, dans une certaine mesure, par des dispositifs d'amortissement à ressort et/ou des éléments d'écrasement 20 incorporés pour absorber l'énergie à un seuil de force donné. En ce qui concerne l'accélération globale, on utilise souvent des sièges et des planchers avec des matériaux absorbant les chocs. L'objet peut également être conçu de manière à présenter une forme qui fait dévier un objet ou une onde de pression qui arrive, par exemple des véhicules ayant un 25 ventre en forme de V. Un autre facteur important contre l'accélération globale est la masse de l'objet. Selon la deuxième loi de Newton, l'accélération est inversement proportionnelle à la masse de l'objet. Toutefois, le fait d'avoir un poids élevé est problématique dans un bon 302 2 6 19 4 nombre d'autres contextes, tels que la circulation tout terrain ou d'une manière générale, quant aux performances en vitesse et conduite. De façon générale, selon l'art antérieur, on a traité les menaces de 5 trois manières. En premier lieu, des matériaux résistants tels que des alliages d'acier trempé, des matériaux composites, etc ont été développés afin de résister aux souffles des explosions ainsi qu'aux capacités pénétrantes des projectiles et fragments. De tels matériaux sont utilisés comme matériaux récepteurs pour servir de blindage, dévier ou absorber.

10 Dans les cas où il y a une grande quantité d'énergie et de quantité de mouvement, le blindage ne suffit pas pour empêcher que les occupants soient blessés. Dans de tels cas, on peut réduire l'énergie et la quantité de mouvement de deux façons afin de faire décroître les accélérations, la déflexion et/ou l'absorption. La déflexion est utilisée pour empêcher le 15 transfert d'énergie et de quantité de mouvement vers la structure, tandis que l'absorption est utilisée soit pour absorber l'énergie et la quantité de mouvement dans des zones moins critiques de la structure ou dans des systèmes de découplage, tels que des sièges suspendus. La déflexion minimise les forces agissant sur l'objet conduisant à des accélérations plus 20 faibles. L'absorption de son côté minimise les pics de force agissant sur un objet. En principe, 'Impulsion reste la même, d'où il en résulte que les forces agissantes, bien que présentant un pic plus bas, sont étirées dans le temps. Les dispositifs de déflexion et dbbsorption requièrent généralement un espace assez substantiel, ce qui dans la plupart des cas 25 n'est pas souhaitable pour des plates-formes militaires. Des conceptions plus nouvelles, telles que l'invention décrite dans le document W00239048 (A2) mentionné ci-dessus, semblent surmonter le problèMe d'avoir un grand espace occupé en transformant la partie 3022619 extérieure de la face réceptrice en un bouclier déflecteur au moyen de l'impulsion créée par des explosifs embarqués. Bien qu'un tel dispositif puisse atténuer l'accélération globale provoquée par l'impulsion de charges explosives petites à moyennes, il est extrêmement critique en terme de 5 temps car il doit fonctionner sur une échelle de temps de la submilliseconde. L'unité de commande doit initier les explosifs embarqués sur la base d'un très petit nombre d'échantillons de données, ce qui conduit potentiellement à des taux élevés de fausses alarmes. Il est même susceptible de rendre les choses encore pires en ce qui concerne 10 l'accélération locale, en amenant la plaque inférieure à se ballonner encore plus. C'est également le cas d'un scénario de combat face à un opposant plus fort, dans lequel les explosifs embarqués sont incapables de déployer le bouclier déflecteur du fait d'une impulsion opposée plus élevée provenant de la menace. Des menaces situées en dehors de l'axe par 15 rapport à l'axe longitudinal central du véhicule peuvent également provoquer des accélérations latérales (horizontales) additionnelles. Une autre approche nouvelle est donnée par l'invention décrite dans le document US2004/0200347 (A1) mentionné plus haut. L'énergie 20 et la quantité de mouvement sont empêchées d'être transférées à des parties critiques du véhicule, par exemple l'habitacle de l'équipage, par la séparation de roues et/ou de parties de la carcasse du véhicule. Contrairement à la précédente invention, ce concept présente une performance optimale lorsque la menace est en dehors de l'axe par 25 rapport à l'axe longitudinal central du véhicule. L'impulsion de l'explosion va néanmoins frapper les parties critiques du véhicule et il n'y a que l'énergie et la quantité de mouvement transmises à travers les roues et d'autres parties qui sont supprimées. Toutefois, ces parties non critiques ont également une masse, mais elles ne peuvent plus contribuer à réduire 3022619 6 l'accélération par exemple de l'habitacle de l'équipage. De plus, la fenêtre de temps pour transmettre la plupart de l'énergie et de la quantité de mouvement à travers des roues et des parties de la carcasse est en réalité très réduite, puisque cela est fait de façon prédominante sous la forme 5 d'ondes de choc. Ces ondes de choc sont elles-mêmes de toute façon susceptibles d'arracher ou d'ébranler les roues et autres parties de la carcasse. Il s'ensuit que le système doit être plus rapide que les ondes de choc se propageant à travers les essieux, etc. La vitesse du son dans l'acier est de plus de 5000 m/s. Pour la plupart des conceptions de 10 véhicules, ce dispositif doit fonctionner également sur une échelle de temps de la sub-milliseconde, ce qui donne lieu aux mêmes problèmes que ceux mentionnés plus haut ou à des problèmes similaires. Les deux inventions mentionnées ci-dessus souffrent de 15 l'incertitude concernant la position de la menace ainsi que du fait d'être extrêmement critiques en terme de temps. Bien qu'elles puissent réduire les quantités d'énergie et de quantité de mouvement transmises, le facteur prédominant gouvernant la protection contre les mines antivéhicules ou les explosions est la masse du véhicule du fait qu'elle est 20 indépendante de la position de la menace et réduit l'accélération de façon continue, quelle que soit la force. Dans les deux cas on essaye de réduire au moins les pics de force provenant de l'impulsion de l'explosion agissant sur le véhicule ou ses parties critiques.

25 Bien que les dispositifs de déflection et d'absorption aient permis d'améliorer les réalisations de l'art antérieur, ils ont atteint leurs limites lorsqu'ils sont utilisés sur des plates-formes de taille et de masse adaptées à des buts militaires ou autres.

3022619 Résumé de l'invention La présente invention a pour but d'empêcher ou de minimiser l'absorption de la quantité de mouvement - et ainsi les accélérations locale et globale - dans par exemple les parties protégées d'un véhicule, d'un navire, d'un aéronef ou d'un bâtiment. Cette invention comprend un dispositif de protection pour la transmission d'une impulsion et/ou d'une quantité de mouvement 10 provenant d'ondes de choc causées par des explosions et/ou provenant d'objets ayant causé un impact, de façon prédominante pour protéger des véhicules, des navires, des aéronefs ou des bâtiments, comprenant un récepteur 1 sous la forme d'une face, surface ou plaque absorbant l'impulsion et/ou la quantité de mouvement, et comprenant en outre : 15 a. Un transmetteur 2 auquel est transmise l'impulsion et/ou la quantité de mouvement ; b. Un émetteur 3 comprenant une masse éjectable. Des modes de réalisation préférentiels sont énumérés dans les 20 revendications dépendantes 2 à 17. Avantages Des niveaux de protection très élevés peuvent être obtenus même 25 pour des véhicules de combat conventionnels existants. A la fois les accélérations locale et globale sont supprimées, ce qui conduit à une déformation locale minimale et à un déplacement global minimum. Le premier facteur réduit la nécessité d'avoir une distance de sécurité entre les faces attaquées et les occupants. Le deuxième facteur permet d'avoir 3 0 2 2 6 19 une plus grande efficacité des sièges suspendus parce qu'ils ne sortent pas de leur course. Il y a une protection non seulement des occupants, mais 5 également du véhicule, navire, aéronef ou bâtiment lui-même, ce qui permet une grande disponibilité à coût réduit sur le théâtre des opérations. Il existe une faible sensibilité à la position de la menace, dès lors que l'énergie et la quantité de mouvement peuvent être transmises en dehors de toute la face ayant subi l'attaque. Bien qu'un fonctionnement 10 couronné de succès soit dépendant du temps pour certains modes de réalisation, il n'y a pas de nécessité de fonctionner avec une échelle de temps de la sub-milliseconde. Une possible redondance dans le processus d'activation pour de nombreux modes de réalisation due à une initiation mécanique de secours qui est praticable réduit le risque de retard ou de 15 mauvais fonctionnement dans le circuit d'activation primaire. Plusieurs modes de réalisation combinés sont possibles afin d'utiliser tous les avantages, qui sont compatibles avec l'art antérieur le plus récent, y compris les inventions des documents W00239048 (A2) et 20 US2004/0200347 mentionnés plus haut. Dessins - Figures Figure la: exemple d'un mode de réalisation passif d'un dispositif de 25 transfert d'impulsion et de quantité de mouvement utilisé pour la protection latérale d'un véhicule. Figure lb: exemple d'un mode de réalisation actif d'un dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de mouvement utilisé pour la protection latérale d'un véhicule.

3022619 9 Figure 2a: exemple d'un mode de réalisation actif d'un dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de mouvement utilisé pour la protection ventrale d'un véhicule - avant l'activation. Figure 2b: exemple d'un mode de réalisation actif d'un dispositif de 5 transfert d'impulsion et de quantité de mouvement utilisé pour la protection ventrale d'un véhicule - pendant l'activation. Figure 3a exemple de configuration de transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation capable d'ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement utilisant une source d'énergie basée sur la 10 pyrotechnie ou des explosifs. Figure 3b : exemple de configuration de transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation capable d'ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement utilisant une source d'énergie électrique. Figure 4a exemple d'un mode de réalisation d'émetteur 3 avec du liquide 15 ou de la poudre / des granulés. Figure 4b exemple d'un mode de réalisation d'émetteur 3 avec du liquide ou de la poudre / des granulés - pendant l'activation. Figure 5 : schéma de principe d'un canon électrique (à rails). Figure 6 : schéma de principe d'un canon à bobines.

20 Figure 7: exemple d'un dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de mouvement Figure 8: exemple d'un dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de mouvement Figure 9: exemple d'un dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de 25 mouvement Description détaillée Un but de l'invention est d'empêcher ou de minimiser 30 l'absorption de quantité de mouvement - et ainsi des accélérations locale et globale - dans par exemple les parties protégées d'un véhicule, navire, aéronef ou bâtiment. Ceci est réalisé à l'aide d'un dispositif de protection, comme indiqué initialement, qui est particulier en ce qu'il comprend en outre un 3022619 10 transmetteur 2 conçu pour transmettre une impulsion et/ou une quantité de mouvement à un émetteur 3 comprenant une masse éjectable. Les principes physiques gouvernant ce dispositif sont ceux de la 5 conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie et la troisième loi de Newton selon laquelle pour chaque action il existe une réaction égale mais opposée. Lorsque le récepteur 1 est accéléré par l'onde de choc qui arrive 10 ou un objet ayant une quantité de mouvement, le récepteur 1 transmet sa quantité de mouvement à l'émetteur 3 à travers le transmetteur 2. Avec cela, l'émetteur 3 est éjecté hors du véhicule, navire, aéronef ou bâtiment. Dans le cas d'un dispositif passif où aucune énergie ni quantité de mouvement n'est ajoutée dans le transmetteur 2, le récepteur 1 perd sa 15 quantité de mouvement au profit à la fois du transmetteur 2 et de l'émetteur 3. Dans le cas suivant totalement inélastique, on considère que le transmetteur 2 et l'émetteur 3 ont une vitesse initiale nulle et que la vitesse du transmetteur 2 reste nulle après le transfert de quantité de mouvement 20 mrvri + mt0 + meO = mrvr2 + mt O + meve (1) Ve r(va vr2) (2) me 25 Où. mr est la masse du récepteur 1, Vrl est la vitesse du récepteur 1 immédiatement avant le transfert de quantité de mouvement à travers le transmetteur 2, (générée par une impulsion et/ou une quantité de mouvement externe), 30 vr2 est la vitesse du récepteur 1 après le transfert de la quantité de mouvement, mt est la masse du transmetteur 2, me est la masse de l'émetteur 3 et 3022619 11 vc est la vitesse de l'émetteur 3 après le transfert de la quantité de mouvement, On a pour l'énergie 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 (3) -myri +-mi() +-- me 0 =- +- m,0 +- mVe- 2 2 2 2 2 2 2 , - En insérant l'équation (2) dans l'équation (3) et en simplifiant, on a Vr2 = 2 (4) I meVe Mi 5 10 L'énergie et la quantité de mouvement peuvent être fournies par exemple à travers des matériaux pyrotechniques et explosifs ou en 15 utilisant des champs électromagnétiques. En ajoutant la quantité de mouvement H, correspondant à l'énergie E, celles-ci sont ajoutées dans la partie gauche des équations (1) et (3) respectivement. D'où il s'ensuit que l'équation (4) est réécrite en 20 vr2 rnTVri2 -meve2 - 2E (5) mr En optimisant les valeurs des termes, la masse du récepteur 1, mr, et la masse de l'émetteur 3, me, ainsi que la quantité de mouvement ajoutée, H, et l'énergie appliquée en entrée, E, il est possible de réduire la 25 vitesse du récepteur 1, vr2, après le transfert de l'impulsion et de la quantité de mouvement, jusqu'à une valeur quasi nulle ou en dessous d'une valeur donnée. En général, le récepteur 1 est arrêté, habituellement avant qu'il 30 entre en collision avec les parties protégées du véhicule, du navire, de l'aéronef ou du bâtiment. On empêche ainsi ou on minimise les 3022619 12 accélérations locale et/ou globale du véhicule, du navire, de l'aéronef ou du bâtiment. En mesurant la vitesse du récepteur 1 avant l'impact, vil, un système de commande rapide est capable de commander la quantité ajoutée de quantité de mouvement et d'énergie afin d'ajuster la réponse dans une plage donnée. C'est en particulier le cas avec un système électrique.

10 Modes de réalisation particuliers Selon un mode particulier de réalisation, un dispositif de protection comprend un transmetteur 2 et un émetteur 3. Le transmetteur 2 transfère de l'énergie et une quantité de mouvement depuis un 15 récepteur 1, c'est-à-dire une face ou surface soumise à une attaque, jusqu'à un émetteur 3 qui est éjecté dans une direction à peu près opposée à celle de l'attaque. Le récepteur 1 peut être en forme de V, avec le « fond » du V 20 faisant face à l'impulsion qui arrive ou aux objets ayant une quantité de mouvement. Il provoque une déflexion partielle de ceux-d, de telle sorte que la quantité de mouvement absorbée dans le récepteur 1 est réduite. Le récepteur 1 peut dans certains cas être intégré directement dans la surface (côté, fond, toit, plafond ou paroi) qu'il protège.

25 Le récepteur peut être réalisé en un ou plusieurs matériaux avec une vitesse acoustique élevée. Dans des expérimentations, de tels matériaux ont montré des performances meilleures en termes de dissipation des ondes de choc. Un matériau typique peut être un acier de 30 haute résistance. Le récepteur 1 peut également être réalisé en un ou plusieurs matériaux présentant une résistance balistique élevée (limite balistique). Ceci est crucial pour éviter que des objets ayant une quantité de mouvement perforent le récepteur 1 et par suite provoquent un impact sur les parties à protéger du véhicule, du navire, de l'aéronef ou des 3022619 13 bâtiments. On a comme possibilités de matériaux un acier de blindage, des céramiques et du Kevlar. Dans d'autres cas, le récepteur 1 peut être constitué 5 entièrement ou partiellement de matériaux avec une faible vitesse acoustique et une grande élasticité pour réduire la pression dynamique, à laquelle on se réfère également en tant que pression réfléchie. Ceci réduit l'impact du choc et la pression réfléchie maximale de façon significative. Toutefois, l'impulsion totale provenant de l'onde de choc 9 n'est en 10 principe pas réduite, lorsque la durée de l'impulsion est prolongée. En faisant cela, on gagne un temps additionnel pour l'initiation et le fonctionnement des éléments ajoutant de l'énergie et une quantité de mouvement. Un matériau approprié peut être constitué par certains polymères de haute densité (HDP).

15 Le transmetteur 2 peut être réalisé sous la forme d'un organe passif, tel que des tiges continues ou des tuyaux remplis de fluide qui peuvent transporter la quantité de mouvement du récepteur 1 à l'émetteur 3. En particulier, dans le cas passif - mais également dans le cas réactif 20 ou actif - il est crucial que les propriétés du matériau (par exemple la masse et la raideur) et la configuration soient harmonisées pour le récepteur 1 et pour l'émetteur 3 afin d'obtenir le transfert maximum de quantité de mouvement dans une plage donnée.

25 Le transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation est capable d'ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement lorsqu'il est réalisé en tant que cylindres allongés continus contenant une substance énergétique et un piston interne. La substance énergétique de nature pyrotechnique ou explosive est allumée ou initiée et ajoute une quantité 30 de mouvement à la fois à l'émetteur 3 et de là au récepteur 1- dans des directions opposées - selon le même principe que dans un canon, où l'émetteur 3 correspond au boulet devant être lancé et le récepteur 1 correspond au canon à recul.

3022619 14 Dans certains modes de réalisation, le transmetteur 2 est capable d'ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement, par exemple sous la forme de tiges avec des bobines 21 ou des rails 2e et des armatures 2h 5 capables d'assurer un travail mécanique lorsqu'ils sont traversés par un courant électrique. Ces principes sont connus sous les noms de « arme à bobine » (ou « coil ») et « canon électrique (ou « railgun »). Le principe du canon électrique est plus particulièrement souhaitable, du fait que la réaction à l'action du récepteur 1 est communiquée à travers le champ 10 transportant la quantité de mouvement, directement à l'extrémité arrière des rails 2e où elle agit directement sur l'émetteur 3. Dans les deux procédés, le transmetteur 2 sert de canon de la même manière que décrit ci-dessus.

15 Le transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation est capable d'ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement de façon réactive par rapport au mouvement relatif du récepteur 1 par rapport au transmetteur 2 et à l'émetteur 3 par exemple, par des cartouches amorces ou par un commutateur électrique sensible au mouvement, qui commute 20 le courant lorsque la distance parcourue par le récepteur 1 ou la vitesse qu'il a acquise dépassent un seuil prédéterminé. Ceci évite la nécessité d'avoir des capteurs qui peuvent être inhibés par de la boue, de l'eau, un blocage ou autre.

25 Le transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation est capable d'ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement de façon active en réagissant à un signal provenant d'un capteur. Des capteurs, tels des radars, des capteurs de pression ou des thermocouples peuvent être utilisés pour pré-activer le transmetteur 2, de telle sorte que le récepteur 1 3022619 15 reçoive une quantité de mouvement dans une direction qui s'éloigne du véhicule, du navire, de l'aéronef ou du bâtiment avant qu'une explosion ou des objets ayant une quantité de mouvement aient un impact sur le récepteur 1. Ceci permet de réduire la puissance (l'énergie par unité de temps) et rend l'éjection de l'émetteur 3 moins violente, ce qui réduit le risque pour les tiers. L'émetteur 3 est la partie qui doit éloigner la quantité de mouvement du véhicule, du navire, de l'aéronef ou du bâtiment protégé.

10 En fonction de la situation et de la plate-forme que l'on utilise, il peut être avantageux d'obtenir soit une vitesse élevée, soit une vitesse réduite. Sans tenir compte de la direction ou de la zone dans laquelle il est éjecté, il est important qu'il soit conduit à l'arrêt aussi rapidement que possible, pour éviter ou minimiser le risque pour les tiers. L'émetteur 3 proposé 15 dans cette invention présentera par conséquent souvent la forme de réservoirs en matériau se désintégrant contenant du liquide ou de la poudre / des granulés. Celui-ci peut également être noyé dans de la résine pour accroître l'absorption de l'énergie et de la quantité de mouvement lorsqu'il se désintègre durant l'accélération. Une fois que l'émetteur 3 est 20 accéléré du fait de la quantité de mouvement obtenue du transmetteur 2, on peut chercher à ajouter un choc mécanique qui désintègre le réservoir et seuls le liquide ou la poudre / les granulés sont éjectés dans la direction ou zone souhaitée. Le liquide et la poudre / les granulés vont rapidement perdre de la quantité de mouvement du fait de la résistance de l'air et/ou 25 de la gravité. Si on le juge nécessaire, le réservoir usagé peut être équipé d'un système de parachute. Dans des cas spéciaux, l'émetteur 3 est le récepteur 1 opposé.

3022619 16 L'émetteur 3 peut en principe être placé de façon arbitraire à l'endroit d'où l'éjection est considérée comme appropriée. Dans des cas spéciaux, l'émetteur 3 est un gaz qui est éjecté comme un flux supersonique. Le transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation est entièrement ou partiellement contenu dans ou entouré par l'émetteur 3, par exemple en lançant l'émetteur 3 à travers le transmetteur 2 - comme un boulet lancé d'un canon - ou de façon alternative, comme un flux 10 supersonique - de façon similaire à une fusée. Selon certains modes de réalisation, le transmetteur 2 est intégré au récepteur 1, de telle sorte qu'au moins des portions de l'énergie ou de la quantité de mouvement ajoutées ont lieu dans le récepteur 1. De plus, certains modes de réalisation peuvent comprendre un système multi-étages récepteur 1 - 15 transmetteur 2 - émetteur 3 pour réaliser le transfert d'impulsion et de quantité de mouvement. Ceci permet de réduire les effets locaux de l'initiation et du fonctionnement des éléments ajoutant de l'énergie et de la quantité de mouvement car ceux-ci sont répartis.

20 Le transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation est étroitement intégré dans l'émetteur 3 de sorte qu'au moins des portions de l'énergie et de la quantité de mouvement ajoutées ont lieu dans l'émetteur 3.

25 Le transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation est étroitement intégré dans le récepteur 1 de sorte qu'au moins des portions de l'énergie et de la quantité de mouvement ajoutées ont lieu dans le récepteur 1.

3022619 17 Le transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation est réalisé comme un système à boucles multiples qui permet de placer des sources d'énergie à la périphérie du système et d'avoir des boucles de courant dans deux directions - à la fois vers le récepteur 1 et vers 5 l'émetteur 3. Ceci permet de réduire les effets locaux des courants élevés de commutation et du fonctionnement des éléments ajoutant de l'énergie et une quantité de mouvement puisque ceux-ci sont répartis. Description détaillée des dessins 10 Dans ce qui suit, l'invention est expliquée en relation avec des dessins schématiques en se fondant sur des exemples pour montrer comment elle peut être mise en oeuvre sur un véhicule terrestre.

15 Fig. la, Fig. lb, Fig. 2a et Fig. 2b : Les figures sont basées sur un dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de mouvement qui est utilisé comme protection du côté et du ventre d'un véhicule contre une explosion et/ou fragmentation. Sur les figures on montre comment l'explosion 10 engendre une onde de choc 9 qui vient former un impact 20 sur le récepteur 1. Le côté gauche de la Fig. la et de la Fig. lb montre une collision avec un objet 11 ayant une quantité de mouvement, et sur le côté droit de la Fig. la et de la Fig. lb on a illustré une onde de choc 9 d'une explosion 10. Le fonctionnement de l'invention illustrée sur la Fig. la et la Fig. lb est seulement montré pour l'impulsion provenant de l'onde de 25 choc 9. Sur la Fig. 2b, on a représenté l'onde de choc 9 comme provenant d'une explosion 10 située sous le ventre du véhicule. Le fonctionnement de l'invention selon la Fig. 2b est seulement représenté pour l'onde de choc 9 venant sous le ventre du véhicule. Le récepteur 1, qui a reçu la quantité de mouvement 4, à partir de l'onde de choc 9, la transfère en 3022619 18 tant que forces 5 au transmetteur 2. Des réactions 6 à ces forces sont engendrées par suite de l'accélération de l'émetteur 3, qui a gagné une quantité de mouvement 8, et le cas échéant également par de l'énergie et une quantité de mouvement additionnelles dans le transmetteur 2 - voir 5 les Fig. 3a et 3b. De ce fait, les forces de réaction 6 ajoutent une quantité de mouvement 7 au récepteur 1. Si le système est correctement accordé, la quantité de mouvement 7 et la quantité de mouvement 4 s'annulent. Fig. 3a : exemple de configuration de transmetteur 2 utilisé dans certains 10 modes de réalisation capables d'ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement. Le transmetteur 2 comprend un cylindre 2b et deux pistons 2a qui s'éloignent l'un de l'autre lorsque la source d'énergie 2c située entre eux est libérée. L'énergie 2c et la quantité de mouvement engendrées dans cet exemple montrent la combustion d'un matériau 15 pyrotechnique ou la détonation d'une substance explosive. Une quantité de mouvement 7, 8 est ainsi ajoutée au récepteur 1 et à l'émetteur 3. Fig. 3b : exemple de configuration de transmetteur 2 utilisé dans certains modes de réalisation capables d'ajouter de l'énergie et une quantité de 20 mouvement. Le transmetteur 2 comprend un corps de guidage 2d et deux rails 2e, qui sont parcourus par le courant électrique 2f et un piston de guidage 2g et une armature 2h. Le piston de guidage 2g et l'armature 2h sont électriquement isolés l'un de l'autre. Lorsque le courant est commuté, par exemple par l'armature 2h qui est poussée entre les rails 2e, la force 25 de Lorentz agit sur le courant 2f à travers l'armature 2h, qui agit à son tour sur ce dernier, et ensuite à travers le piston de guidage 2g et enfin redescend vers le récepteur 1. La réaction à cette force est communiquée à travers le champ vers l'extrémité arrière des rails 2e.

3022619 19 Fig. 4a et Fig. 4b : exemple d'un mode de réalisation de l'émetteur 3 avec du liquide ou de la poudre / des granulés. L'émetteur 3 sur les Fig. 4a et 4b est conçu pour une éjection verticale, par exemple depuis le toit d'un véhicule. La quantité de mouvement 8 est transmise à travers le 5 transmetteur 2 et continue à travers une plaque d'accélération 3a jusqu'à la masse éjectable de l'émetteur 3, emmagasinée dans les réservoirs 3b. Dans l'exemple représenté, l'écran 3c est monté de manière à éviter des débris dans une direction non désirée. Le champ de circulation désiré 3d après la désintégration des réservoirs 3b est représenté sur la Fig. 4a. Il 10 est à noter qu'à la fois le contenu et la résistance des réservoirs 3b peuvent varier de sorte que (à l'intérieur d'un même émetteur 3), on peut avoir un fluide dans certains réservoirs et de la poudre / des granulés dans d'autres. Dans des modes de réalisation simples on peut avoir par exemple des réservoirs d'eau et des sacs de sable.

15 Fig. 5 : Cette figure est seulement incluse pour illustrer le principe théorique de la force de Lorentz dans un canon électrique et par suite ne sera pas décrite de façon plus détaillée.

20 Fig. 6 : schéma de principe d'un canon à bobine. Le courant circule à travers les bobines individuelles selon la position du boulet pour maintenir une accélération continue. Fig. 7: exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif de transfert 25 d'impulsion et de quantité de mouvement dans lequel le transmetteur est intégré à l'émetteur 3. L'émetteur 3 est éjecté à travers le transmetteur 2. Fig. 8 : exemple de mode de réalisation multi-étages d'un dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de mouvement.

3022619 20 Fig. 9 exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif de transfert d'impulsion et de quantité de mouvement dans lequel le récepteur 1 contient une source d'énergie et de quantité de mouvement et est 5 intégrée avec les transmetteurs 2, dans une configuration mufti-étages avec plusieurs émetteurs 3. Les transmetteurs 2 peuvent avoir une puissance décroissante pour répartir les effets des décharges d'énergie et de quantité de mouvement. Le dispositif peut également être configuré en tant que système en cascade multi-étages. De façon similaire, le dispositif 10 peut être conçu avec des sources d'énergie et de quantité de mouvement situées dans l'émetteur 3.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de protection pour la transmission d'une impulsion et/ou d'une quantité de mouvement à partir d'ondes de choc causées par des explosions et/ou à partir de l'impact d'objets, de façon prédominante pour protéger des véhicules, des navires, des aéronefs ou des bâtiments, ayant un récepteur (1) sous la forme d'une face, surface ou plaque absorbant l'impulsion et/ou la quantité de mouvement, et comprenant en outre a. un transmetteur (2) auquel est transmise l'impulsion et/ou la quantité de mouvement ; b. un émetteur (3) comprenant une masse éjectable.
2. Dispositif de protection selon la revendication 1, dans lequel le récepteur (1) présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : il est une plaque couvrant la zone souhaitée, il est intégré dans la face qu'il doit protéger, il a une forme en V afin de dévier 'Impulsion et/ou les objets ayant une quantité de mouvement, il est réalisé en un matériau ayant une vitesse sonique de 6000 m/s ou plus, il est réalisé en acier de blindage, en céramique ou en Kevlar.
3. Dispositif de protection selon la revendication 1, dans lequel le transmetteur (2) présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - il comprend des tiges traversantes ou des tubes remplis de fluide, 3022619 22 il comprend un matériau énergétique (2c) allumable sous la forme d'une substance pyrotechnique ou explosive, pour ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement à l'émetteur (3), et de là également au récepteur (1), en allumant ou faisant 5 détoner le matériau énergétique (2c) situé à l'intérieur de ou adjacent à l'une ou les deux extrémités du transmetteur (2), il comprend une armature (2h), des rails (2e) ou des bobines (2i) pour ajouter de l'énergie et une quantité de mouvement à l'émetteur (3) et de là aussi au récepteur (1), en commutant un 10 courant électrique (2f) dans l'armature (2h), les rails (2e) ou les bobines (2i) situés à l'intérieur de ou adjacents à l'une ou les deux extrémités du transmetteur (2).
4. Dispositif de protection selon la revendication 3, dans lequel le 15 matériau énergétique (2c) est libéré de façon réactive par le mouvement du récepteur (1) frappant des cartouches amorces (13) ou par des commutateurs sensibles au mouvement commutant le courant électrique (2f). 20
5. Dispositif de protection selon la revendication 3, comprenant en outre un capteur (12), où le matériau énergétique (2c) est libéré ou le courant électrique (2f) est commuté activement par un signal provenant dudit capteur (12). 25
6. Dispositif de protection selon la revendication 5, où ledit capteur (12) comprend un radar, un transducteur de pression ou un thermocouple. 3022619 23
7. Dispositif de protection selon la revendication 1, où la masse éjectable de l'émetteur (3) est dans un réservoir en un matériau pouvant se désintégrer. 5
8. Dispositif de protection selon la revendication 1, dans lequel l'émetteur (3) présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes il comprend une masse éjectable de gaz, de fluide, de poudre ou de granulés, 10 il est lancé à travers le transmetteur (2), il est un gaz libéré à travers le transmetteur (2) en tant que flux supersonique.
9. Dispositif de protection selon la revendication 8, dans lequel ladite poudre ou lesdits granulés sont mélangés avec de la 15 résine.