Brevet FR2631437A1 — publié le 19891117

PROJECTILE POUR CANONS ELECTRIQUES A RAILS DE GUIDAGE L'invention concerne- un projectile pour canons électriques & rails de guidage comportant un induit placé à l'extrémité arrière du projectile qui sert de pont de courant entre les rails conducteurs. Des projectiles qui sont lancés par des canons à rails de guidage comportent un tel induit qui sert comme pont de courant entre les rails. Un induit qui établit un contact métallique avec une résistance électrique la plus faible possible, est souhaitable. De tels induits ne travaillent souvent de façon parfaite que Jusqu'à des vitesses de projectile de quelque centaines de mètres par seconde. Pour des vitesses plus élevées, il se produit des arcs électriques entre l'induit et les rails en relation avec une plus forte érosion des surfaces de contact de l'induit, qui conduisent à des pertes d'énergie inutiles et à une diminution du degré d'efficacité. La production d'arcs électriques est à attribuer en particulier à l'enlèvement de matière conditionné par des courants de contact forts, qui conduit à la formation d'intervalles entre l'induit et les rails conducteurs et en outre à une déterioration de l'établissement des contacts. De plus, les induits de contact métalliques ont jusqu'à maintenant une masse propre relativement élevée qui doit être accélérée en plus de la masse réelle du projectile. Pour éviter les formations d'arc électrique, les projectiles étaient souvent Jusqu'à maintenant munis à l'arrière d'une feuille métallique qui, lors du premier passage de courant, se vaporisait de façon explosive et formait un plasma. Cet induit dit induit à plasma travaille en effet efficacement Jusqu'à des vitesses de projectiles très élevées mais possède une résistance électrique élevée et détériore ainsi le degré d'efficacité de l'accélérateur à rails de façon importante. La présente invention se propose de développer un projectile de la technique citée initialement de sorte que malgré l'utilisation d'un induit métallique, on évite la formation d'un arc électrique. Ce problème est résolu par les dispositions caractéristiques suivantes: L'induit de projectile est de forme annulaire et tourne pendant le déplacement du projectile (25) de par la forme tubulaire du canon & rails de lancement. L'invention repose sur l'idée suivante qu'on peut obtenir une diminution de l'arrachement de matière et ainsi l'amélioration de la mise en contact, que les surfaces de contact de l'induit concernées ne sont pas chargées pendant la totalité du processus d'accélération, et sont remplacées au moins partiellement par de nouvelles surfaces de contact. Cela se produit en ce que l'induit est de forme annulaire et tourne, ce qui permet d'éviter une charge continue des surfaces de contact. En outre, du fait de la réalisation annulaire, on obtient une diminution de la masse propre de l'induit. Selon v une réalisation particulière de l'invention, l'induit de projectile comporte au moins un gouJon qui s'engage dans une gorge de guidage hélicoïdale du canon à rails de lancement. Le même induit de projectile peut être constitué de bagues métalliques en aluminium renforcé par des fibres de bore qui sont munies lae périphérie du cOté contact d'une couche résistant à l'usure. Comme couche résistant & l'usure, on utilise du tungstène, du béryllium, ou du carbone. Chacune des bagues de l'induit du projectile est munie de deux.goujons. Des détails de l'invention sont explicités ci- après & l'aide d'exemples de réalisation et grace aux figures. On montre: Figure 1. La représentation schématique d'un accélérateur à rails; Figure 2. Une coupe en long d'un accélérateur & rails comportant un induit selon l'invention; et Figure 3. Une vue de dessus de l'accélérateur à rails selon la figure 2, le long de la ligne A-A. Sur la figure 1, on désigne par 10 un canon à rails qui est constitué des deux rails conducteurs 11 et 12. Par des conducteurs électriques 13 et 14 du courant est amené aux rails conducteurs 11 et 12. On désigne par 15 un projectile & accélerer, sur le côté arrière duquel se trouve l'induit 16. Si du courant s'écoule à travers les conducteurs électriques 13 et 14, il s'ensuit un effet de variation du champ magnétique sur les rails 11 et 12 et sur l'induit 16 ce qui provoque une accélération du projectile 15. Un accélérateur connu de ce type comporte les inconvénients cités initialement, ce par quoi pour des vitesses plus élevées, il se produit des arcs électriques de contact qui entrainent des pertes d'énergie indésirables et ainsi une diminution du rendement. Sur les figures 2 et 3, on a représenté la coupe partielle d'un accélérateur à rails 20 selon l'invention. En outre, les rails conducteurs sont désignés par 21, 22, les rails en matériau isolant par 23 et 24, et le projectile à accélerer par 25. Le projectile 25 est composé, dans l'exemple de réalisation représenté, d'un projectile proprement dit 26 tracé en pointillé, d'un sabot 27 et de l'induit 28. Ce dernier se compose de plusieurs bagues métalliques plates 30, 31, 32, 33 et 34. Entre chacune des bagues métalliques sont placées des bagues en matériau isolant. L'utilisation de bagues alternativement isolantes et métalliques conduit dans l'ensemble à une charge en courant plus homogène des surfaces de contact. Les bagues métalliques 30 à 34 courtcircuitent les rails conducteurs 21 et 22 du canon à rails 20. Avant l'nduit 28 se trouve le sabot 27 constitué de deux moitiés, en matériau isolant, dans lequel se trouve le projectile proprement dit 26 à accélérer. Avantageusement, les bagues métalliques et/ou isolantes de l'induit 28 comportent à leur périphérie extérieure des goujons. Les goujons 29, 29' se trouvent dans deux gorges hélicoïdales pratiquées dans le canon & rails. Une de ces gorges est représentée sur la figure 2 et désignée par 35. Les gorges hélicoïdales vues sur la longueur du canon, s'étendent aussi bien à travers les rails isolants 23, 24 qu'& travers les rails conducteurs 21 et 22. Pendant le processus d'accélération, l'induit 28 est entraîné en rotation gr&ce au guidage des goujons 29 et 29' dans les gorges hélicoïdales 35. Par la rotation, on évite en fin de compte la charge en continu des surfaces de contact. Les bagues métalliques peuvent être par exemple constituées d'aluminium renforcé par des fibres de bore et muni à sa périphérie du côté contact d'une couche résistant à l'usure. Pour cette dernière, on peut utiliser par exemple du tungstène, du béryllium, ou une matière synthétique. Sur un exemple de réalisation, l'induit 28 possède au total 17 bagues métalliques chacune d'une épaisseur de 2 mm, et 16 bagues isolantes, chacune d'une épaisseur de 1 mm. La longueur totale de l'induit atteint 30 mm, le diamètre extérieur est de 80 mm et le diamètre intérieur de l'induit est de 60 mm. Chacune des bagues (que ce soient les bagues métalliques ou les bagues isolantes) comportent deux gouJons & leur périphérie extérieure. Si on fait l'économie des goujons 29 et 29', on peut concevoir que l'induit soit formé comme la ceinture de guidage et que le tube soit sous forme de tube rayé, de sorte que les rayures du tube lors du tir pénètrent dans la ceinture de guidage du projectile et provoque un mouvement de rotction. 263 14-37 REVENDIGATIONS R. E v E M D I C A T I 0 N S 1. Projectile (15, 25) pour canons à rails (10; ) comportant un induit (16; 28) placé à l'extrémité arrière du. projectile (15; 25) qui sert de pont de courant entre les rails conducteurs (11, 12; 21, 22), caractérisé en ce que l'induit du projectile (28) est de forme annulaire et au cours du déplacement du projectile (25) est mis en rotation par le canon à rails de forme tubulaire (20>. 2. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'induit de projectile (28) comporte au moins un goujon (29) qui s'engage dans une gorge de guidage hélicoïdale (35) du canon à rails de guidage (10). 3. Projectile selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'induit du projectile (28) est constitué de bagues métalliques en aluminium renforcé par des fibres de bore et comporte à sa périphérie côté contacts une couche résistant 'à l'usure (36). 4. Projectile selon la revendication 3, caractérisé en ce que comme couche résistant à l'usure on utilise du tungstène, du béryllium ou du carbone. 5. Projectile selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des bagues (30, 31, 32, 33, 34) de l'induit du projectile est munie de deux goujons (29, 29').