EP0651228A1 - Armour module for ballistic protection of a structure - Google Patents

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EP0651228A1 EP94402074A EP94402074A EP0651228A1 EP 0651228 A1 EP0651228 A1 EP 0651228A1 EP 94402074 A EP94402074 A EP 94402074A EP 94402074 A EP94402074 A EP 94402074A EP 0651228 A1 EP0651228 A1 EP 0651228A1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41H5/0492Layered armour containing hard elements, e.g. plates, spheres, rods, separated from each other, the elements being connected to a further flexible layer or being embedded in a plastics or an elastomer matrix

Abstract

Armour module of the type comprising a casing (1) surrounding a stack of armour elements, this module being intended for protecting a vulnerable structure, characterised in that it includes a set of spacers (7, 15) applied on each internal face of the casing (1) in order to define a free space, between the stack and the casing, receiving an injectable or pourable wedging material (13) which can be polymerised in situ. The invention applies, for example, to the protection of vehicles, boats, aircraft and stationary structures. <IMAGE>

Description

Le secteur technique de la présente invention est celui des moyens de protection de structures diverses à l'aide de modules de blindage indépendants vis-à-vis des agressions balistiques.The technical sector of the present invention is that of means for protecting various structures using independent shielding modules against ballistic attacks.

La protection adaptative de structures, telles des véhicules, des bateaux, des avions ou des ouvrages fixes, implique la réalisation de modules indépendants renfermant des concepts de blindage adaptés à la menace. Ainsi, ces structures peuvent être conçues pour recevoir des protections amovibles et donc adaptables à la mission ou aux souhaits de l'utilisateur sans autre modification. Ces structures peuvent également recevoir des surprotections de manière momentanée.Adaptive protection of structures, such as vehicles, boats, planes or fixed structures, involves the production of independent modules containing armor concepts adapted to the threat. Thus, these structures can be designed to receive removable protections and therefore adaptable to the mission or the wishes of the user without any other modification. These structures may also receive temporary protections.

Ces modules renferment des matériaux de toutes sortes qui peuvent être insoudables, ou inusinables, et qu'il faut maintenir rigidement à l'intérieur de caissons qui seront fixés à la structure à protéger.These modules contain materials of all kinds which can be unsealable, or indestructible, and which must be rigidly maintained inside boxes which will be fixed to the structure to be protected.

Ces matériaux devront être calés entre eux d'une part et par rapport à l'enveloppe d'autre part, de façon à ce qu'ils puissent subir sans dommage et sans altération de leurs caractéristiques balistiques, les vibrations, les accélérations et les efforts provoqués par les conditions de roulage et de tir des véhicules qui les supportent. Il doit en être de même vis-à-vis des dilatations provoquées par les conditions climatologiques, tel le soleil ou le froid par exemple, et la résistance à tous les facteurs risquant d'entraîner leur destruction par vieillissement ou corrosion.These materials must be wedged together on the one hand and relative to the envelope on the other hand, so that they can undergo without damage and without alteration of their ballistic characteristics, vibrations, accelerations and efforts caused by the driving and shooting conditions of the vehicles which support them. It must be the same with regard to the expansions caused by climatological conditions, such as the sun or the cold for example, and the resistance to all the factors likely to lead to their destruction by aging or corrosion.

Le but de la présente invention est de fournir un module de blindage répondant aux impératifs exposés ci-dessus, tout en conservant ses caractéristiques initiales pendant toute sa durée d'utilisation.The object of the present invention is to provide a shielding module which meets the requirements set out above, while retaining its initial characteristics throughout its period of use.

Un autre but de la présente invention est de fournir un module de blindage simple à fabriquer et à agencer pour protéger la structure en cause.Another object of the present invention is to provide a shielding module that is simple to manufacture and to arrange to protect the structure in question.

Un autre but de la présente invention est de permettre la réalisation de modules de blindage de formes variées.Another object of the present invention is to allow the production of shielding modules of various shapes.

L'invention a donc pour objet un module de blindage du type comportant une enveloppe entourant un empilement d'éléments de blindage, destiné à la protection d'une structure vulnérable, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de cales appliqué sur chaque face interne de l'enveloppe pour délimiter un espace libre entre l'empilement et l'enveloppe recevant un matériau de calage injectable ou coulable, polymérisable in situ.The subject of the invention is therefore a shielding module of the type comprising a casing surrounding a stack of shielding elements, intended for the protection of a vulnerable structure, characterized in that it comprises a set of shims applied to each face internal envelope to delimit a free space between the stack and the envelope receiving an injectable or pourable cushioning material, polymerizable in situ.

Selon une caractéristique de l'invention, le matériau de calage est constitué par une résine polyuréthane qui présente une épaisseur d'au moins 0,5 mm.According to a characteristic of the invention, the cushioning material consists of a polyurethane resin which has a thickness of at least 0.5 mm.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'empilement des éléments de blindage est composé de quatre éléments choisis dans l'ensemble constitué par les matériaux suivants : verre, caoutchouc, métal, matériau organique, céramique...According to another characteristic of the invention, the stack of shielding elements is composed of four elements chosen from the group consisting of the following materials: glass, rubber, metal, organic material, ceramic ...

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, une couche de mousse est placée entre deux plaques consécutives de densité de 0,20.According to yet another characteristic of the invention, a layer of foam is placed between two consecutive plates with a density of 0.20.

Selon un exemple de réalisation de l'invention, l'enveloppe du module de blindage est constituée par un caisson à l'intérieur duquel l'empilement est placé et un couvercle fixé au caisson par exemple par soudage.According to an exemplary embodiment of the invention, the envelope of the shielding module is constituted by a box inside which the stack is placed and a cover fixed to the box, for example by welding.

En variante, cette enveloppe peut être constituée par un ensemble de plaques appliquées sur les faces correspondantes de l'empilement, fixées les unes aux autres par exemple par soudage.As a variant, this envelope may consist of a set of plates applied to the corresponding faces of the stack, fixed to each other for example by welding.

Enfin, le module de blindage peut présenter une enveloppe de profil rectangulaire, en T, en Z, trapézoïdal ou en portion de couronne et, d'une manière plus générale, une enveloppe dont le profil peut être adapté à la structure à protéger.Finally, the shielding module can have a rectangular profile, T, Z, trapezoidal or crown portion and, more generally, an envelope whose profile can be adapted to the structure to be protected.

Un avantage de la présente invention réside dans le fait que les modules de blindage peuvent être réalisés à partir de n'importe quel type d'élement de blindage.An advantage of the present invention lies in the fact that the shielding modules can be produced from any type of shielding element.

Un autre avantage réside dans le fait que la forme des modules peut être adaptée en fonction de la structure à protéger, sans aménagement particulier de celle-ci, hormis les moyens de fixation des modules à ladite structure.Another advantage lies in the fact that the shape of the modules can be adapted as a function of the structure to be protected, without any particular arrangement thereof, apart from the means for fixing the modules to said structure.

D'autres avantages et caractéristiques seront mieux explicités dans la description ci-après de modes de réalisations particuliers donnés à titre d'exemple en relation avec les dessins sur lesquels :

  • la figure 1 est une vue en coupe transversale du module d'un premier mode de réalisation,
  • la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une autre mode de réalisation, et
  • les figures 3 à 7 illustrent schématiquement diverses réalisations de profils de modules.
Other advantages and characteristics will be better explained in the description below of particular embodiments given by way of example in relation to the drawings in which:
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the module of a first embodiment,
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of another embodiment, and
  • Figures 3 to 7 schematically illustrate various embodiments of module profiles.

Le module de blindage illustré sur la figure 1 comprend une enveloppe 1 constituée d'un caisson 2 et d'un couvercle 3 réunis par une soudure 4. L'enveloppe peut être en acier, en alliage d'aluminium ou de titane, et en tout matériau métallique ou non métallique adapté au souhait de l'utilisateur. Bien entendu, l'enveloppe peut être réalisée en acier à blindage et participer de ce fait à la résistance contre la perforation. L'épaisseur de l'enveloppe est fonction des dimensions extérieures adoptées, de la masse totale et éventuellement du mode de fixation sur la structure. Concrètement, un module de l'ordre de 30kg et d'un volume de 13dm3 présente une enveloppe 1 d'épaisseur comprise entre environ 1 et 5 mm.The shielding module illustrated in FIG. 1 comprises an envelope 1 made up of a box 2 and a cover 3 joined by a weld 4. The envelope can be made of steel, aluminum alloy or titanium, and any metallic or non-metallic material adapted to the user's wishes. Of course, the envelope can be made of armored steel and thereby participate in the resistance against perforation. The thickness of the envelope depends on the external dimensions adopted, the total mass and possibly the method of attachment to the structure. Concretely, a module of the order of 30 kg and a volume of 13 dm3 has an envelope 1 of thickness between approximately 1 and 5 mm.

Le caisson 2 est muni sur son fond 5 d'un ensemble de cales 7 régulièrement espacées en résine de calage polymérisée maintenues à l'aide d'une colle compatible avec sa nature afin d'éviter tout déplacement de celles-ci. Des cales sont également collées sur les parois latérales 6 du caisson 2. Ces cales 7 peuvent être du type cylindrique ou parallélépipédique mais de hauteur égale de façon à délimiter un espace à peu près constant entre l'enveloppe et l'ensemble des élements de blindage. Elles peuvent se présenter également sous la forme de plaques.The box 2 is provided on its bottom 5 with a set of shims 7 regularly spaced in polymerized setting resin maintained with an adhesive compatible with its nature in order to avoid any displacement of these. Shims are also glued to the side walls 6 of the box 2. These shims 7 can be of the cylindrical or parallelepiped type but of equal height so as to delimit an almost constant space between the envelope and all of the shielding elements . They can also be in the form of plates.

Quatre éléments de blindage par exemple sous la forme de plaques 8, 9, 10 et 11 sont placées à l'intérieur de l'enveloppe 2 et appliquées l'une contre l'autre en cas de besoin par des cales supplémentaires. On fixe alors le couvercle 3 par soudage.Four shielding elements, for example in the form of plates 8, 9, 10 and 11 are placed inside the casing 2 and applied against each other if necessary by additional shims. The cover 3 is then fixed by welding.

L'espace libre entre l'enveloppe 1 et les plaques 8-11 est comblé par coulée, par gravité ou par injection à l'aide d'une résine polymérisable, par exemple une résine polyuréthanne. Après durcissement de cette résine, on obtient la couche 13 de matériau de calage dont les caractéristiques physiques de résistance en compression et au fluage sont suffisantes pour maintenir en place les plaques 8-11. Bien entendu, des trous d'introduction 12 et des évents 14 sont prévus pour assurer une répartition adéquate du matériau de calage. Il n'est pas indispensable de prévoir les trous 12 et les évents 14 sur le couvercle 3. Ceux-ci peuvent se trouver sur n'importe quelle paroi, leur position et leur diamètre sont fixés suivant la forme, les dimensions de l'enveloppe et la commodité de remplissage. Après polymérisation de la résine, les trous de coulée 12 et les évents 14 sont obturés par des bouchons filetés, ou soudés ou fixés par un procédé quelconque, si la paroi de l'enveloppe est suffisamment épaisse pour ne pas porter à fusion sa face interne en contact avec le matériau de calage 13.The free space between the casing 1 and the plates 8-11 is filled by casting, by gravity or by injection using a polymerizable resin, for example a polyurethane resin. After hardening of this resin, one obtains the layer 13 of cushioning material whose physical characteristics of compressive strength and creep are sufficient to hold the plates 8-11 in place. Of course, insertion holes 12 and vents 14 are provided to ensure an adequate distribution of the wedging material. It is not essential to provide the holes 12 and the vents 14 on the cover 3. These can be on any wall, their position and their diameter are fixed according to the shape, the dimensions of the envelope. and convenience of filling. After polymerization of the resin, the tap holes 12 and the vents 14 are closed by threaded plugs, or welded or fixed by any process, if the wall of the envelope is thick enough not to bring its internal face to fusion in contact with the packing material 13.

La nature des plaques 8-11 est tout à fait classique ; elle peut être du verre, du caoutchouc, du métal, un matériau organique. A titre indicatif, la plaque 8 est en métal, la plaque 9 en céramique, la plaque 10 en caoutchouc et la plaque 11 en métal, ces plaques ayant une épaisseur de 10mm.The nature of the plates 8-11 is entirely conventional; it can be glass, rubber, metal, an organic material. As an indication, the plate 8 is made of metal, the plate 9 is made of ceramic, the plate 10 is made of rubber and the metal plate 11, these plates having a thickness of 10mm.

La figure 2 illustre une variante de réalisation montrant toutefois la position des cales 15 collées sur les parois latérales 6 du caisson 2. Dans cette réalisation, l'empilement de plaques est constitué par exemple de trois plaques 16, 17 et 18 de blindage. Entre ces plaques, on prévoit une couche de mousse 19 de densité comprise entre environ 0,05 et 0,20. Elle assure une réserve de dilatation. En effet, si on utilise des matériaux constituant les plaques 16-18 ayant des coefficients de dilatation supérieurs à celui de l'enveloppe 1, il est nécessaire de prévoir des réserves de dilatation de façon à absorber les augmentations de volume, sans contraindre dangereusement la structure du caisson. La résine du matériau de calage 13 présente une certaine élasticité mais est tout de même incompressible. Le fluage s'effectue donc au niveau de la couche 19 de mousse.FIG. 2 illustrates an alternative embodiment, however showing the position of the shims 15 bonded to the side walls 6 of the box 2. In this embodiment, the stack of plates consists for example of three shielding plates 16, 17 and 18. Between these plates, a layer of foam 19 with a density of between approximately 0.05 and 0.20 is provided. It provides a reserve of expansion. Indeed, if materials constituting the plates 16-18 are used having expansion coefficients greater than that of the envelope 1, it is necessary to provide expansion reserves so as to absorb the increases in volume, without dangerously constraining the box structure. The resin of the wedging material 13 has a certain elasticity but is nonetheless incompressible. Creep therefore takes place at the level of layer 19 of foam.

Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, l'enveloppe 1 se présente sous la forme d'un caisson 2 et d'un couvercle 3. Mais, il est possible de réaliser un caisson en assemblant des parois autour des éléments de blindage 8-11 ou 16-19 des parois par exemple par soudage, agrafage ou sertissage. Le matériau de calage 13 est bien entendu obtenu comme précédemment.In the embodiment of Figures 1 and 2, the casing 1 is in the form of a box 2 and a cover 3. However, it is possible to make a box by assembling walls around the shielding elements 8-11 or 16-19 of the walls, for example by welding, stapling or crimping. The wedging material 13 is of course obtained as above.

Sur la figure 3, on a représenté des modules 20 parallélépipédiques à profil rectangulaire disposés autour de la structure à protéger 21 du côté de la menace.In Figure 3, there is shown rectangular modules 20 with rectangular profile arranged around the structure to be protected 21 on the side of the threat.

Pour parfaire la protection, les modules 22 présentent un profil en T sur la figure 4. On diminue ainsi le risque lié à l'impact d'un projectile au niveau de la jointure de deux modules. La figure 5 montre le même type de perfectionnement où les modules 23 présentent une forme en Z.To complete the protection, the modules 22 have a T profile in FIG. 4. The risk linked to the impact of a projectile at the level of the junction of two modules is thus reduced. FIG. 5 shows the same type of improvement where the modules 23 have a Z shape.

Sur la figure 6, les modules 24 présentent un profil trapézoïdal, ce qui assure un emboîtement diminuant les effets de l'impact d'un projectile au niveau de la jointure.In FIG. 6, the modules 24 have a trapezoidal profile, which ensures a decreasing nesting the effects of the impact of a projectile at the joint.

Sur la figure 7, la structure 21 à protéger présente un profil cylindrique. Les modules 25 présentent alors une forme en portion de couronne.In FIG. 7, the structure 21 to be protected has a cylindrical profile. The modules 25 then have a crown portion shape.

Bien entendu, les formes de réalisation des modules peuvent être quelconque ou combinées entre elles pour parfaire, si besoin est, la protection de la structure 21 à protéger.Of course, the embodiments of the modules can be arbitrary or combined with one another to perfect, if necessary, the protection of the structure 21 to be protected.

Claims (10)

Module de blindage du type comportant une enveloppe (1) entourant un empilement d'éléments de blindage, destiné à la protection d'une structure vulnérable, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble de cales (7,15) appliqué sur chaque face interne de l'enveloppe (1) pour délimiter un espace libre entre l'empilement et l'enveloppe recevant un matériau de calage (13) injectable ou coulable, polymérisable in situ.Shielding module of the type comprising an envelope (1) surrounding a stack of shielding elements, intended for the protection of a vulnerable structure, characterized in that it comprises a set of shims (7,15) applied to each face internal of the envelope (1) to delimit a free space between the stack and the envelope receiving a wedging material (13) injectable or pourable, polymerizable in situ. Module de blindage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau de calage (13) est constitué par une résine polyuréthanne.Shielding module according to claim 1, characterized in that the cushioning material (13) consists of a polyurethane resin. Module de blindage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau de calage (13) présente une épaisseur d'au moins 0,5mm.Shielding module according to claim 1 or 2, characterized in that the wedging material (13) has a thickness of at least 0.5mm. Module de blindage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'empilement est composé de quatre éléments (8-11), sous forme de plaque, choisis dans l'ensemble constitué par les matériaux suivants : verre, caoutchouc, métal, matériau organique.Shielding module according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the stack is composed of four elements (8-11), in the form of a plate, chosen from the assembly consisting of the following materials: glass, rubber, metal, organic material. Module de blindage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche de mousse (19) est placée entre deux plaques (17,18) consécutives.Shielding module according to one of the preceding claims, characterized in that a layer of foam (19) is placed between two consecutive plates (17,18). Module selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couche de mousse a une densité comprise entre environ 0,05 et 0,20.Module according to claim 5, characterized in that the foam layer has a density between approximately 0.05 and 0.20. Module de blindage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe (1) est constitué par un caisson (2) à l'intérieur duquel l'empilement d'éléments de blindage est placé et un couvercle (3) fixé au caisson par exemple par soudage.Shielding module according to one of the preceding claims, characterized in that the casing (1) consists of a box (2) inside which the stack of shielding elements is placed and a cover (3) fixed to the box, for example by welding. Module de blindage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'enveloppe (1) est constituée par un ensemble de plaques appliquées sur les faces correspondantes de l'empilement, fixées les unes aux autres par exemple par soudage.Shielding module according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the casing (1) consists of a set of plates applied to the corresponding faces of the stack, fixed to each other for example by welding. Module de blindage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe (1) est munie de trous de remplissage (12) et d'évents (14).Shielding module according to any one of the preceding claims, characterized in that the casing (1) is provided with filling holes (12) and vents (14). Module de blindage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il présente une enveloppe (1) de profil rectangulaire, en T, en Z, trapézoïdal ou en portion de couronne.Shielding module according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it has an envelope (1) of rectangular profile, in T, in Z, trapezoidal or in crown portion.
EP94402074A 1993-10-04 1994-09-19 Armour module for ballistic protection of a structure Expired - Lifetime EP0651228B1 (en)

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