CA2072979C - Utilisation d'un materiau pulverulent pour camouflage dans le domaine infrarouge - Google Patents
Utilisation d'un materiau pulverulent pour camouflage dans le domaine infrarougeInfo
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Abstract
Le secteur technique de l'invention est celui des matériaux pulvérulents destinés à être répandus par des moyens de dispersion de façon à produire un nuage de camouflage efficace dans le domaine infrarouge. Le matériau selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une poudre dont les grains sont recouverts d'un enrobage chimiquement inerte vis-à-vis du grain, résistant aux températures inférieures ou égales à la température de dispersion, et ne s'oxydant pas à l'air libre. La présente invention peut être appliquée aux dispositifs générateurs de fumée.
Description
~ ~7:~g7~
UTILISATION D'UN ~AT~RIAU PULV~RUT-~T POUR CAMOUFLAGE
DA~S T-~ DOMATNE INFRAROUG~
Le domaine de la présente invention est celui des matériaux pulvérulents destinés à être répandus par des moyens de dispersion de fac,on à produire un nuage de camouflage.
On connaît déjà depuis longtemps des compositions fumigènes qui sont efficaces dans le domaine visible (de 0.4 ~m à 0.8 ~m), ces compositions comprennent le plus souvent un oxydant associé à un réducteur et à un composé sublimable, on se reportera par exemple au brevet US2939779 qui décrit une composition à base d'hexachloréthane et d'oxyde de zinc.
La réaction entre ces deux composés produit un écran de fumée grise mais qui ne peut masquer la transmission du rayonnement infrarouge (longueur d'onde de 0.8 ~m à 14 ~m), en outre le composé obtenu est fortement corrosif et toxique.
Le document Statutory Invention USH769 publié le 3 avril 1990 par le Bureau des brevets des E.U. prévoit de réaliser un masquage dans le domaine optique au moyen de particules de dioxyde de titane dont la granulométrie est de l'ordre de 0. 3 micromètres. Ces particules sont enrobées de siloxane dans le but d'empêcher la détonation du nuage obtenu.
Le masquage obtenu n'empêche pas la transmission du rayonnement infrarouge.
Il est connu également de produire des brouillards de fines gouttelettes en vaporisant des huiles au moyen de compresseurs de gaz mais ces brouillards sont également trans-parents dans le domaine infrarouge.
Le brevet FR2396265 propose de disperser les particules solides d'une poudre minérale à l'aide d'un gaz propulseur.
Lorsque la granulométrie moyenne de la poudre est homogène et proche de la longueur d'onde du rayonnement à
occulter on peut obtenir un masquage infrarouge, cependant on a pu constater que, lors d'une dispersion à froid des 7 ~
particules décrites par ce brevet, il se produisait une agglomération de ces dernières qui nuisait à l'opacité
recherchée.
On a aussi cherché à obtenir un masquage à la fois dans les domaines visibles et infrarouge en vaporisant une huile chargée d'une poudre minérale.
Par exemple le brevet US4484195 décrit un dispositif fumigène dispersant au moyen d'une turbine des particules d'aluminium mélangées à du gas oil.
Un tel dispositif est très décevant puisque les particules d'aluminium se dégradent fortement lors de la dispersion.
Le document Statutory Invention USH360 publié le 3 novembre 1987 par le Bureau des brevets des E.U. décrit une grenade fumigène efficace dans le domaine infrarouge et utilisant de fines particules de laiton ou d'aluminium disposées dans un liquide volatil. Une telle disposition permet de réduire l'énergie de dispersion et empêche l'agglomération des particules.
En fait l'agglomération n'est pas interdite de façon suffisamment efficace et les performances du masquage infrarouge obtenu sont décevantes. En outre une telle grenade ne peut masquer que des surfaces de dimensions réduites et pendant un temps limité.
C'est un premier but de l'invention que de fournir un matériau pulvérulent destiné à produire des fumées donnant un masquage infrarouge meilleur que celui des matériaux selon l'état de la technique.
L'invention propose également un dispositif généra-teur de fumée adapté à ce type de matériau.
La présente, invention vise une utilisation d'un matériau pulvérulent comprenant au moins une poudre ayant des grains recouverts d'un enrobage chimiquement inerte vis-à-vis des grains, pour produire un nuage de camouflage efficace dans un domaine infrarouge, le matériau étant mis en oeuvre par dispersion à partir d'une suspension du matériau pulvérulent ~2 V
7 ~ ~ 7 ~ ~r 2a dans un liquide vecteur, l'enrobage des grains résistant à des températures inférieures ou égales à une température de dispersion et ne s'oxydant pas à l'air libre et au contact du liquide vecteur pour des températures inférieurs ou égales à la température de dispersion, la poudre après enrobage ayant une granulométrie moyenne comprise entre 1 ~m et 15 ~m.
Cet enrobage pourra être un composé de silice et d'alumine et la granulométrie moyenne de la poudre enrobée sera choisie comprise entre 1 ~m et 15 ~m.
,i ~
_~ 3 La poudre pourra contenir au moins un des composants suivants: Fer, Aluminium, Zinc, Bore, Cuivre, Chrome, alliages ou oxydes de ces métaux, carbone, polytetrafluo-réthYlène.
5 De façon préférentielle la poudre est une poudre de laiton dont la granulomètrie moyenne après enrobage est comprise entre l~m et 15~m.
L'invention a également pour objet un dispositif ~énérateur de fumée dans lequel le matériau est en 10 suspension dans un liquide vecteur, dans ce cas l'enrobage est choisi de telle sorte qu'il ne s'oxyde pas non plus au contact de ce liquide et pour les températures inférieures ou égales à la température de disperYion.
Le liquide vecteur pourra ëtre choisi parmi les composés 15 suivants: Gasoil, huile de faible viscosité.
De facon préférentielle, le dispositif comprend une masse de 50 g à 250 g de matériau pulvérulent par litre de gasoil.
Les moyens de dispersion comprendront au moins une turbine génératrice de gaz chaud équipée d'une tu~Yère, un 20 réservoir équipé d'un mélangeur et recevant le matériau pulvérulent en suspension dans le liquide vecteur, le réservoir étant relié à la tuyère par une électropompe.
D'une façon avanta~euse la commande de la turbine n'est autorisée que lorsque le mélangeur est en fonction.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisa-tion, description faite en référence au dessin annexé qui représente schématiquement un dispositif générateur de fumée adapté à la dispersion du matériau selon l'invention.
Comme cela a déjà été précisé dans le préambule il était connu d'utiliser des poudres métalliques ou minérale~ pour réaliser un écran de fumée opaque aux rayonnements infra rouges. Les poudres métalliques sont particulièrement inté-ressantes car elles réfléchissent avec efficacité le ra~Yon-35 nement infra rouge reçu de la cible que l'on cherche àmasquer.
207297g La poudre disposée dans un recipient est dispersee au moyen d'un gaz propulseur (tel de l'azote, du dioxyde de carbone ou de l'air comprimé), le gaz arrivant par un conduit à l'intérieur du récipient et ce dernier portant une 5 autre ouverture en forme de tuyère pour assurer une dispersion fine de la poudre. Un tel dispositif est décrit dans le brevet FR2396265.
Il est également connu de mélanger la poudre à un liquide vecteur ~le plus souvent une huile minérale! qui sera 10 vaporisé par de l'air chaud au travers d'une tuyère ce qui permet d'obtenir un nuage plus durable et masquant en outre le domaine visible (taille des gouttelettes inférieure à
l~m?-Le brevet W08808954 décrit un tel dispositif.
L'emploi d'air chaud pour vapori~er complètement 1'huileminérale (température de l'ordre de 400-C) conduit au choix de particules présentant une bonne stabilité à la tempé-rature telles les poudres de laiton ou de cuivre.
Cependant dans tous les cas on constate que les 20 performances du masquage infra rouge sont décevantes, ainsi on a pu constater que de la poudre de laiton de granulometrie moyenne comprise entre l~m et 15~m et dispersée avec du Gasoil au moyen d'air chaud ne permettait d'obtenir qu'un coefficient de camouflage de 30X pour une 25 cible à 200-C vue par une caméra thermique 8~m-12~m à 1000 mètres.
On a alors pensé à utiliser pour réaliser le masquage infra rouge un matériau pulvérulent qui était commercialisé
comme additif colorant pour les peintures ou pour les 30 matières plastiques.
Les brevets US3849152 et US2913419 décrivent les modes de réalisation de tels pigments colorés enrobés.
Le premier de ces documents décrit des pigments métalliques enrobés de silice ou bien de pol~Ysiloxane, le 35 second document montre des particules métalliques recouvertes d'un silicate métallique.
~ 7~ 7~ -Les pigments métalliques préférés sont des grains de laiton enrobés d'une couche protectrice vitreuse et sont commercialisés par la société Eckart sous la dénomination commerciale "Resist Rotoflex"*.
Bien qu'un tel enrobage ait pu faire craindre un mauvais masquage en raison de la modification du pouvoir réfléchissant du laiton non enrobé, on a constaté de fac,on surprenante que le masquage était bon dans la gamme 0.8 ~m à
~m pour le camouflage de toutes les cibles thermiques connues du champ de bataille actuel.
Ainsi à titre d'exemple on a comparé le masquage d'une source chaude voisine de 200O au moyen d'une poudre du type laiton Eckart Resist* avec le masquage donné par une poudre de laiton non enrobé.
Les poudres sont dans les deux cas mélangées à du gas ou et dispersées à une température de l'ordre de 400~ par une turbine du type de celle décrite par la suite.
L'observation a été faite au moyen d'une caméra thermique 8-12 micromètres. On a pu constater que la poudre de laiton enrobée occultait totalement le rayonnement infrarouge de façon continue (coefficient de camouflage de 100%), tandis que le laiton non enrobé ne masquait la source chaude qu'avec un coefficient de camouflage de 30%, toutes les conditions opératoires étant identiques par ailleurs.
Un tel comportement est dû au fait que l'enrobage empêche la dégradation du grain de laiton tant au cours du stockage (à l'air libre ou dans l'huile minérale) que pendant sa dispersion par l'air chaud.
Ainsi, l'oxydation superficielle des grains de poudre métallique étant empêchée, la granulométrie moyenne demeure invariable même au cours d'une dispersion à haute température (de l'ordre de 400~C).
*"Resest Rotoflex" et "Eckart Resest" ne sont pas des marques de commerce, mais des désignations de produit.
~ ~ 7~
5a De plus l'enrobage par ses capacités d'isolant électrique empêche l'agglomération des grains de laiton lors de leur dispersion et la modification de la granulométrie moyenne a~rès disyersi~n qui en r~sul /
,~
Il est possible à partir de ces constatations de définir d'autres matériaux pulvérulents adaptés au masquage fumigène infra rouge.
Les caractéristiques de l'enrobage adapté à l'application 5 selon l'invention sont les suivantes:
Il doit être chimiquement inerte vis à vis du grain métallique, afin d'éviter la formation de tout produit susceptible de modifier la forme ou la taille du grain.
Il doit résister aux temperatures inférieures ou égales à
la température de dispersion. Le plus souvent cette tempéra-ture limite est de 500 C (température de l'air chaud utilisé
pour disperser), Il ne doit pas s'oxyder lors de stockages prolongés en particulier à l'air libre.
Dans le cas d'une dispersion à l'aide d'un vecteur (tel une huile minérale) il ne doit pas non plus s'oxyder au contact de ce dernier et pour des températures inférieures ou égales à la température de dispersion.
La plupart des matériaux réfractaires ou céramiques sont 20 adaptés à une telle application, tels les produits à base de Silice (au moins 91% de Silice SiO2), les produits Siliceux ~de 85% à 93X de Silice et plus de 5% d'Alumine), les composés à base d'alumine ou les composés organiques du Silicium (tels les polysiloxanes~.
Les verres ou produits vitreux qui comprennent un mélange de Silice et d'Alumine sont également bien adaptés.
Des procédés d'enrobage de grains métalliques sont connus par exemple dans le domaine technique des pigments pour peintures et on pourra se reporter au brevet GB1555883 de la 30 société Eckart qui décrit un mode d'obtention d'une couche vitreuse sur des pigments métalliques ainsi qu'aux brevets US3849152 et US2913419 précedemment cités.
D'autres procédés d'enrobage sont connus, tels la disper-sion d'alumine fondue dans un courant gazeux (brevet 35 SU1502535), la vapodéposition plasma de la silice lbrevets J62153337 et J61266456), l'enrobage de particule par une ~ ~ 7~ 7~ ~
huile silicone suivi de la réduction de cette dernière à haute température(> 350~C) (brevets J77036861 et J58077505).
Un autre avantage de l'application selon l'invention d'une poudre enrobée à la réalisation de matériaux de masquage fumigène efficaces dans le domaine infrarouge, est qu'il devient possible d'utiliser des poudres métalliques présentant une tenue à la température moindre que celle du cuivre ou du laiton (tel l'aluminium).
L'enrobage assurera la tenue de la granulométrie moyenne de l'aluminium même après dispersion par de l'huile minérale vaporisée à 400~C.
Un autre avantage est que les procédés d'enrobage connus peuvent être adaptés à des poudres en matériaux non métalliques tels les matières plastiques ou bien le carbone.
Il devient ainsi possible d'employer pour réaliser le masquage infrarouge des matériaux plus légers que les poudres métalliques ce qui assurera une meilleure tenue du nuage dans le temps, on peut par exemple envisager l'enrobage de graphite ou de polytetrafluoréthylène (plus connu sous la marque de commerce déposée Teflon).
La figure annexée montre un dispositif permettant de disperser le matériau pulvérulent de façon à réaliser un masquage fumigène.
Le dispositif comprend une cuve 1 fermée par un couvercle 4 et à l'intérieur de laquelle est disposé le matériau pulvérulent mélangé à un liquide vecteur 2.
Ce dernier est choisi de manière connue parmi les composés tels le Gasoil ou les huiles de faible viscosité
(inférieure à 13 Centistokes à 37,8OC).
Ces composés présentent la caractéristique de pouvoir être vaporisés en fines gouttelettes (de l'ordre du micron) par un courant d'air chaud (de l'ordre de 400~C).
On utilisera de fac,on préférentielle un gasoil dans lequel est mise en suspension une masse de 50 à 250 grammes de matériau pulvérulent par litre de gasoil.
_ 8 Une canalisation 7 relie le fond du réservoir à une électropompe 8, une autre canalisation ~ amenant a une tuyère de dispersion 10 la suspension du matériau dans le liquide vecteur.
Cette tuyère a~sure la vaporisation du liquide vecteur portant les grains du matériau de masquage infra rou~e et donc la production d'un nua~e 1~.
Elle est disposée à la sortie dJune turbine 11 connue qui ne sera pas décrite plus en détail et qui produit un 10 courant d'air chaud (T de l'ordre de 400~C et débit d'air de l'ordre de 1 m3/seconde).
Afin d'assurer l'homogénéité de la suspension du matériau pulvérulent dans le liquide vecteur, le réservoir 1 comporte un mélangeur 3, comprenant deux pales portées par un axe qui 15 traverse le couvercle 4 au niveau d'un palier 6. Ce mélangeur est actionné par un moteur électrique ~.
Un boîtier de commande 12 assure le pilotage du fonctionnement du dispositif de dispersion au moyen de liaisons électriques 13a, 13b et 13c.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Tout d'abord le moteur 5 du mélangeur est mis en marche.
Un cablage logique (non représenté) du boîtier de com-mande interdit tout démarrage de la turbine si le mélangeur ne fonctionne pas, ce qui garantit l'homogénéité de la 25 suspension au moment de sa dispersion.
Ensuite la turbine 11 est à son tour mise en marche.
Lorsque la température de l'air éjecté par la turbine, qui est mesurée par un moyen approprié au niveau de la turbine, atteint la valeur necessaire pour ~ue le liquide 30 vecteur puisse être vaporisé, un autre cablage logique du boîtier de commande autorise la commande de l'électropompe 8 dont l'action entraîne l'émission du nuage de camouflage 14.
Un tel dispositif est installé de préférence sur un véhicule dont la mobilité permet la réalisation rapide 3~ d'ecrans de camouflage de grandes dimensions.
~_, g Il est également possible de prévoir des moyens permettant de faire varier le débit du mélange arrivant à la tuyère (ré~la~e électronique du débit de l'électropompe ou batterie de plusieurs électropompes en parallèle.
Ce qui permet d'optimiser la quantité de melange solide/liquide en fonction de la température de la cible à
camoufler.
UTILISATION D'UN ~AT~RIAU PULV~RUT-~T POUR CAMOUFLAGE
DA~S T-~ DOMATNE INFRAROUG~
Le domaine de la présente invention est celui des matériaux pulvérulents destinés à être répandus par des moyens de dispersion de fac,on à produire un nuage de camouflage.
On connaît déjà depuis longtemps des compositions fumigènes qui sont efficaces dans le domaine visible (de 0.4 ~m à 0.8 ~m), ces compositions comprennent le plus souvent un oxydant associé à un réducteur et à un composé sublimable, on se reportera par exemple au brevet US2939779 qui décrit une composition à base d'hexachloréthane et d'oxyde de zinc.
La réaction entre ces deux composés produit un écran de fumée grise mais qui ne peut masquer la transmission du rayonnement infrarouge (longueur d'onde de 0.8 ~m à 14 ~m), en outre le composé obtenu est fortement corrosif et toxique.
Le document Statutory Invention USH769 publié le 3 avril 1990 par le Bureau des brevets des E.U. prévoit de réaliser un masquage dans le domaine optique au moyen de particules de dioxyde de titane dont la granulométrie est de l'ordre de 0. 3 micromètres. Ces particules sont enrobées de siloxane dans le but d'empêcher la détonation du nuage obtenu.
Le masquage obtenu n'empêche pas la transmission du rayonnement infrarouge.
Il est connu également de produire des brouillards de fines gouttelettes en vaporisant des huiles au moyen de compresseurs de gaz mais ces brouillards sont également trans-parents dans le domaine infrarouge.
Le brevet FR2396265 propose de disperser les particules solides d'une poudre minérale à l'aide d'un gaz propulseur.
Lorsque la granulométrie moyenne de la poudre est homogène et proche de la longueur d'onde du rayonnement à
occulter on peut obtenir un masquage infrarouge, cependant on a pu constater que, lors d'une dispersion à froid des 7 ~
particules décrites par ce brevet, il se produisait une agglomération de ces dernières qui nuisait à l'opacité
recherchée.
On a aussi cherché à obtenir un masquage à la fois dans les domaines visibles et infrarouge en vaporisant une huile chargée d'une poudre minérale.
Par exemple le brevet US4484195 décrit un dispositif fumigène dispersant au moyen d'une turbine des particules d'aluminium mélangées à du gas oil.
Un tel dispositif est très décevant puisque les particules d'aluminium se dégradent fortement lors de la dispersion.
Le document Statutory Invention USH360 publié le 3 novembre 1987 par le Bureau des brevets des E.U. décrit une grenade fumigène efficace dans le domaine infrarouge et utilisant de fines particules de laiton ou d'aluminium disposées dans un liquide volatil. Une telle disposition permet de réduire l'énergie de dispersion et empêche l'agglomération des particules.
En fait l'agglomération n'est pas interdite de façon suffisamment efficace et les performances du masquage infrarouge obtenu sont décevantes. En outre une telle grenade ne peut masquer que des surfaces de dimensions réduites et pendant un temps limité.
C'est un premier but de l'invention que de fournir un matériau pulvérulent destiné à produire des fumées donnant un masquage infrarouge meilleur que celui des matériaux selon l'état de la technique.
L'invention propose également un dispositif généra-teur de fumée adapté à ce type de matériau.
La présente, invention vise une utilisation d'un matériau pulvérulent comprenant au moins une poudre ayant des grains recouverts d'un enrobage chimiquement inerte vis-à-vis des grains, pour produire un nuage de camouflage efficace dans un domaine infrarouge, le matériau étant mis en oeuvre par dispersion à partir d'une suspension du matériau pulvérulent ~2 V
7 ~ ~ 7 ~ ~r 2a dans un liquide vecteur, l'enrobage des grains résistant à des températures inférieures ou égales à une température de dispersion et ne s'oxydant pas à l'air libre et au contact du liquide vecteur pour des températures inférieurs ou égales à la température de dispersion, la poudre après enrobage ayant une granulométrie moyenne comprise entre 1 ~m et 15 ~m.
Cet enrobage pourra être un composé de silice et d'alumine et la granulométrie moyenne de la poudre enrobée sera choisie comprise entre 1 ~m et 15 ~m.
,i ~
_~ 3 La poudre pourra contenir au moins un des composants suivants: Fer, Aluminium, Zinc, Bore, Cuivre, Chrome, alliages ou oxydes de ces métaux, carbone, polytetrafluo-réthYlène.
5 De façon préférentielle la poudre est une poudre de laiton dont la granulomètrie moyenne après enrobage est comprise entre l~m et 15~m.
L'invention a également pour objet un dispositif ~énérateur de fumée dans lequel le matériau est en 10 suspension dans un liquide vecteur, dans ce cas l'enrobage est choisi de telle sorte qu'il ne s'oxyde pas non plus au contact de ce liquide et pour les températures inférieures ou égales à la température de disperYion.
Le liquide vecteur pourra ëtre choisi parmi les composés 15 suivants: Gasoil, huile de faible viscosité.
De facon préférentielle, le dispositif comprend une masse de 50 g à 250 g de matériau pulvérulent par litre de gasoil.
Les moyens de dispersion comprendront au moins une turbine génératrice de gaz chaud équipée d'une tu~Yère, un 20 réservoir équipé d'un mélangeur et recevant le matériau pulvérulent en suspension dans le liquide vecteur, le réservoir étant relié à la tuyère par une électropompe.
D'une façon avanta~euse la commande de la turbine n'est autorisée que lorsque le mélangeur est en fonction.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisa-tion, description faite en référence au dessin annexé qui représente schématiquement un dispositif générateur de fumée adapté à la dispersion du matériau selon l'invention.
Comme cela a déjà été précisé dans le préambule il était connu d'utiliser des poudres métalliques ou minérale~ pour réaliser un écran de fumée opaque aux rayonnements infra rouges. Les poudres métalliques sont particulièrement inté-ressantes car elles réfléchissent avec efficacité le ra~Yon-35 nement infra rouge reçu de la cible que l'on cherche àmasquer.
207297g La poudre disposée dans un recipient est dispersee au moyen d'un gaz propulseur (tel de l'azote, du dioxyde de carbone ou de l'air comprimé), le gaz arrivant par un conduit à l'intérieur du récipient et ce dernier portant une 5 autre ouverture en forme de tuyère pour assurer une dispersion fine de la poudre. Un tel dispositif est décrit dans le brevet FR2396265.
Il est également connu de mélanger la poudre à un liquide vecteur ~le plus souvent une huile minérale! qui sera 10 vaporisé par de l'air chaud au travers d'une tuyère ce qui permet d'obtenir un nuage plus durable et masquant en outre le domaine visible (taille des gouttelettes inférieure à
l~m?-Le brevet W08808954 décrit un tel dispositif.
L'emploi d'air chaud pour vapori~er complètement 1'huileminérale (température de l'ordre de 400-C) conduit au choix de particules présentant une bonne stabilité à la tempé-rature telles les poudres de laiton ou de cuivre.
Cependant dans tous les cas on constate que les 20 performances du masquage infra rouge sont décevantes, ainsi on a pu constater que de la poudre de laiton de granulometrie moyenne comprise entre l~m et 15~m et dispersée avec du Gasoil au moyen d'air chaud ne permettait d'obtenir qu'un coefficient de camouflage de 30X pour une 25 cible à 200-C vue par une caméra thermique 8~m-12~m à 1000 mètres.
On a alors pensé à utiliser pour réaliser le masquage infra rouge un matériau pulvérulent qui était commercialisé
comme additif colorant pour les peintures ou pour les 30 matières plastiques.
Les brevets US3849152 et US2913419 décrivent les modes de réalisation de tels pigments colorés enrobés.
Le premier de ces documents décrit des pigments métalliques enrobés de silice ou bien de pol~Ysiloxane, le 35 second document montre des particules métalliques recouvertes d'un silicate métallique.
~ 7~ 7~ -Les pigments métalliques préférés sont des grains de laiton enrobés d'une couche protectrice vitreuse et sont commercialisés par la société Eckart sous la dénomination commerciale "Resist Rotoflex"*.
Bien qu'un tel enrobage ait pu faire craindre un mauvais masquage en raison de la modification du pouvoir réfléchissant du laiton non enrobé, on a constaté de fac,on surprenante que le masquage était bon dans la gamme 0.8 ~m à
~m pour le camouflage de toutes les cibles thermiques connues du champ de bataille actuel.
Ainsi à titre d'exemple on a comparé le masquage d'une source chaude voisine de 200O au moyen d'une poudre du type laiton Eckart Resist* avec le masquage donné par une poudre de laiton non enrobé.
Les poudres sont dans les deux cas mélangées à du gas ou et dispersées à une température de l'ordre de 400~ par une turbine du type de celle décrite par la suite.
L'observation a été faite au moyen d'une caméra thermique 8-12 micromètres. On a pu constater que la poudre de laiton enrobée occultait totalement le rayonnement infrarouge de façon continue (coefficient de camouflage de 100%), tandis que le laiton non enrobé ne masquait la source chaude qu'avec un coefficient de camouflage de 30%, toutes les conditions opératoires étant identiques par ailleurs.
Un tel comportement est dû au fait que l'enrobage empêche la dégradation du grain de laiton tant au cours du stockage (à l'air libre ou dans l'huile minérale) que pendant sa dispersion par l'air chaud.
Ainsi, l'oxydation superficielle des grains de poudre métallique étant empêchée, la granulométrie moyenne demeure invariable même au cours d'une dispersion à haute température (de l'ordre de 400~C).
*"Resest Rotoflex" et "Eckart Resest" ne sont pas des marques de commerce, mais des désignations de produit.
~ ~ 7~
5a De plus l'enrobage par ses capacités d'isolant électrique empêche l'agglomération des grains de laiton lors de leur dispersion et la modification de la granulométrie moyenne a~rès disyersi~n qui en r~sul /
,~
Il est possible à partir de ces constatations de définir d'autres matériaux pulvérulents adaptés au masquage fumigène infra rouge.
Les caractéristiques de l'enrobage adapté à l'application 5 selon l'invention sont les suivantes:
Il doit être chimiquement inerte vis à vis du grain métallique, afin d'éviter la formation de tout produit susceptible de modifier la forme ou la taille du grain.
Il doit résister aux temperatures inférieures ou égales à
la température de dispersion. Le plus souvent cette tempéra-ture limite est de 500 C (température de l'air chaud utilisé
pour disperser), Il ne doit pas s'oxyder lors de stockages prolongés en particulier à l'air libre.
Dans le cas d'une dispersion à l'aide d'un vecteur (tel une huile minérale) il ne doit pas non plus s'oxyder au contact de ce dernier et pour des températures inférieures ou égales à la température de dispersion.
La plupart des matériaux réfractaires ou céramiques sont 20 adaptés à une telle application, tels les produits à base de Silice (au moins 91% de Silice SiO2), les produits Siliceux ~de 85% à 93X de Silice et plus de 5% d'Alumine), les composés à base d'alumine ou les composés organiques du Silicium (tels les polysiloxanes~.
Les verres ou produits vitreux qui comprennent un mélange de Silice et d'Alumine sont également bien adaptés.
Des procédés d'enrobage de grains métalliques sont connus par exemple dans le domaine technique des pigments pour peintures et on pourra se reporter au brevet GB1555883 de la 30 société Eckart qui décrit un mode d'obtention d'une couche vitreuse sur des pigments métalliques ainsi qu'aux brevets US3849152 et US2913419 précedemment cités.
D'autres procédés d'enrobage sont connus, tels la disper-sion d'alumine fondue dans un courant gazeux (brevet 35 SU1502535), la vapodéposition plasma de la silice lbrevets J62153337 et J61266456), l'enrobage de particule par une ~ ~ 7~ 7~ ~
huile silicone suivi de la réduction de cette dernière à haute température(> 350~C) (brevets J77036861 et J58077505).
Un autre avantage de l'application selon l'invention d'une poudre enrobée à la réalisation de matériaux de masquage fumigène efficaces dans le domaine infrarouge, est qu'il devient possible d'utiliser des poudres métalliques présentant une tenue à la température moindre que celle du cuivre ou du laiton (tel l'aluminium).
L'enrobage assurera la tenue de la granulométrie moyenne de l'aluminium même après dispersion par de l'huile minérale vaporisée à 400~C.
Un autre avantage est que les procédés d'enrobage connus peuvent être adaptés à des poudres en matériaux non métalliques tels les matières plastiques ou bien le carbone.
Il devient ainsi possible d'employer pour réaliser le masquage infrarouge des matériaux plus légers que les poudres métalliques ce qui assurera une meilleure tenue du nuage dans le temps, on peut par exemple envisager l'enrobage de graphite ou de polytetrafluoréthylène (plus connu sous la marque de commerce déposée Teflon).
La figure annexée montre un dispositif permettant de disperser le matériau pulvérulent de façon à réaliser un masquage fumigène.
Le dispositif comprend une cuve 1 fermée par un couvercle 4 et à l'intérieur de laquelle est disposé le matériau pulvérulent mélangé à un liquide vecteur 2.
Ce dernier est choisi de manière connue parmi les composés tels le Gasoil ou les huiles de faible viscosité
(inférieure à 13 Centistokes à 37,8OC).
Ces composés présentent la caractéristique de pouvoir être vaporisés en fines gouttelettes (de l'ordre du micron) par un courant d'air chaud (de l'ordre de 400~C).
On utilisera de fac,on préférentielle un gasoil dans lequel est mise en suspension une masse de 50 à 250 grammes de matériau pulvérulent par litre de gasoil.
_ 8 Une canalisation 7 relie le fond du réservoir à une électropompe 8, une autre canalisation ~ amenant a une tuyère de dispersion 10 la suspension du matériau dans le liquide vecteur.
Cette tuyère a~sure la vaporisation du liquide vecteur portant les grains du matériau de masquage infra rou~e et donc la production d'un nua~e 1~.
Elle est disposée à la sortie dJune turbine 11 connue qui ne sera pas décrite plus en détail et qui produit un 10 courant d'air chaud (T de l'ordre de 400~C et débit d'air de l'ordre de 1 m3/seconde).
Afin d'assurer l'homogénéité de la suspension du matériau pulvérulent dans le liquide vecteur, le réservoir 1 comporte un mélangeur 3, comprenant deux pales portées par un axe qui 15 traverse le couvercle 4 au niveau d'un palier 6. Ce mélangeur est actionné par un moteur électrique ~.
Un boîtier de commande 12 assure le pilotage du fonctionnement du dispositif de dispersion au moyen de liaisons électriques 13a, 13b et 13c.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Tout d'abord le moteur 5 du mélangeur est mis en marche.
Un cablage logique (non représenté) du boîtier de com-mande interdit tout démarrage de la turbine si le mélangeur ne fonctionne pas, ce qui garantit l'homogénéité de la 25 suspension au moment de sa dispersion.
Ensuite la turbine 11 est à son tour mise en marche.
Lorsque la température de l'air éjecté par la turbine, qui est mesurée par un moyen approprié au niveau de la turbine, atteint la valeur necessaire pour ~ue le liquide 30 vecteur puisse être vaporisé, un autre cablage logique du boîtier de commande autorise la commande de l'électropompe 8 dont l'action entraîne l'émission du nuage de camouflage 14.
Un tel dispositif est installé de préférence sur un véhicule dont la mobilité permet la réalisation rapide 3~ d'ecrans de camouflage de grandes dimensions.
~_, g Il est également possible de prévoir des moyens permettant de faire varier le débit du mélange arrivant à la tuyère (ré~la~e électronique du débit de l'électropompe ou batterie de plusieurs électropompes en parallèle.
Ce qui permet d'optimiser la quantité de melange solide/liquide en fonction de la température de la cible à
camoufler.
Claims (8)
1. Utilisation d'un matériau pulvérulent comprenant au moins une poudre ayant des grains recouverts d'un enrobage chimiquement inerte vis-à-vis des grains, pour produire un nuage de camouflage efficace dans un domaine infrarouge, le matériau étant mis en oeuvre par dispersion à partir d'une suspension du matériau pulvérulent dans un liquide vecteur, l'enrobage des grains résistant à des températures inférieures ou égales à une température de dispersion et ne s'oxydant pas à l'air libre et au contact du liquide vecteur pour des températures inférieurs ou égales à la température de dispersion, la poudre après enrobage ayant une granulométrie moyenne comprise entre 1 µm et 15 µm.
2. Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau pulvérulent est enrobé avec un composé de silice et d'alumine.
3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la poudre contient au moins un des composants suivants: fer, aluminium, zinc, bore, cuivre, chrome, alliages ou oxydes de ces métaux, carbone, polytetra-fluoroéthylène.
4. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que la poudre est une poudre de laiton ayant une granulométrie moyenne après enrobage comprise entre 1 µm et 15 µm.
5. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le liquide vecteur est choisi parmi les composés suivants: gasoil, huile de faible viscosité.
6. Utilisation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le liquide vecteur est du gasoil renfermant une masse de 50 g à 250 g de matériau pulvérulent par litre.
7. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que la dispersion est réalisé par des moyens de dispersion comprenant au moins une turbine génératrice de gaz chaud équipée d'une tuyère, un réservoir équipé d'un mélangeur et recevant le matériau pulvérulent en suspension dans le liquide vecteur, le réservoir étant relié à la tuyère par une électropompe.
8. Utilisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que la turbine a une commande qui est autorisée que lorsque le mélangeur est en fonction.
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| FR2840977B1 (fr) * | 2002-06-12 | 2004-09-03 | Giat Ind Sa | Dispositif et munition de protection d'un vehicule ou d'une plate-forme fixe contre une menace |
| US7624666B1 (en) * | 2003-07-08 | 2009-12-01 | Raytheon Company | Obscuration method for reducing the infrared signature of an object |
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