Brevet FR2650064A1 — publié le 19910125

I Dispositif pour accélérer des projectiles par un plasma chauffé électriquement La présente invention concerne un dispositif pour accélérer un projectile, se trouvant dans un tube fermé d'un côté, par un plasma chauffé électriquement, dans lequel on prévoit deux électrodes pour produire le plasma. Comme il ressort du rapport complet paru dans WT 3/83, pages 76 à 81, l'entraînement de projectiles, fondé sur des forces électromagnétiques, offre cet i0 avantage de permettre une accélération continue et de surmonter les limites de vitesse, imposées par les propulseurs chimiques. Dans les canons électrothermiques, l'accélération du projectile est due à la pression des gaz d'un plasma chauffé électriquement. Comme il ressort aussi du document DE 36 13 260 A1, on prévoit dans un tube d'arme, pour produire le plasma destiné à accélérer le projectile, deux électrodes dont la première est placée coaxialement dans la partie côté fermeture et dont la deuxième est une électrode annulaire. Ces deux électrodes forment ensemble, avec le projectile à accélérer, un compartiment de décharge en fente dans lequel se trouvent des matières produisant facilement un dégagement gazeux. Un dispositif similaire, destiné à accélérer des projectiles par un plasma chauffé électriquement, est connu par le document DE 36 13 259 Al dans lequel sont placés encore deux électrodes qui, en outre, sont facilement interchangeables, comme d'autres pièces soumises à une forte usure. Ces dispositifs connus à deux électrodes ont pour inconvénient qu'il faut nécessairement recourir à un courant très fort pour chauffer le plasma. Ils ont pour autre inconvénient la variation insatisfaisante de la pression, avec une courbe montant abruptement et une chute, tout aussi rapide, après le point culminant. L'invention se propose donc de réaliser un dispositif pour accélérer un projectile, se trouvant dans un tube, fermé d'un côté, par un plasma chauffé, ne présentant pas les inconvénients décrits plus haut et garantissant une accélération uniforme du projectile. Ce but est atteint suivant l'invention en ce qu'on place dans la chambre de plasma, au moins deux paires d'électrodes qui sont raccordées, derrière le projectile, indépendamment l'une de l'autre et chacune à leur propre alimentation en courant, pour l'amorçage d'arcs de décharge, indépendants l'un de l'autre. Dans une variante préférée de l'invention, on peut prévoir trois paires d'électrodes indépendantes l'une de l'autre. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les circuits indépendants l'un de l'autre, destinés à alimenter en courant les électrodes, sont reliés à un temporisateur d'amorçage de manière que les arcs de décharge soient amorcés l'un après l'autre, entre les paires d'électrodes. Dans ce cas, la chambre de plasma peut être montée mobile en retour, à l'encontre de la force d'un ressort et coopère avec un capteur d'accélération, pour enregistrer la force de réaction, lequel capteur est relié, de son côté, au temporisateur d'amorçage, pour la commande résiduelle. De manière préférée, on peut remplir la chambre de plasma d'un gaz léger, en particulier d'hélium. Avec un dispositif ainsi configuré, on peut réduire le courant et commander facilement la variation de la pression dans la décharge d'arc, dans la chambre de plasma. Grâce au temporisateur d'amorçage, on amorce l'un après l'autre les arcs de décharge, ce qui permet d'obtenir une pression uniforme dans la chambre de plasma. Pour garantir une accélération aussi uniforme que possible du projectile, on enregistre la force de réaction sur la partie de l'accélérateur, montée mobile en retour, par un capteur d'accélération. En outre, on exploite la force de réaction en vue de la commande optimale dans le temps du temporisateur d'amorçage. L'accélération du projectile peut ainsi être optimalisée en fonction du type de projectile concerné. Du fait que l'amorçage s'effectue successivement dans la chambre de plasma, le courant est dans l'ensemble nettement inférieur à ce qu'il est avec l'amorçage classique, avec une paire d'électrodes. Cet amorçage successif donne lieu à une variation de pression pour laquelle on a une montée rapide de la courbe de pression qui, par suite des amorçages se succédant rapidement, est en principe maintenue au point culminant jusqu'à ce que le dernier amorçage se soit produit dans la chambre de plasma. L'instant de l'amorçage est commandé par un palpage du retour, de manière que la courbe de pression soit optimalisée. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique du dispositif d'accélération d'un projectile, la figure 2 est un diagramme de la variation de pression. Sur la vue schématique de la figure 1, le dispositif d'accélération d'un projectile 5 est représenté dans le sens de la flèche 6, à l'intérieur d'un tube d'arme 7 qui comporte, dans sa partie arrière ou partie côté fermeture, la chambre de plasma 1. Cette chambre de plasma est réaiisée d'une seule pièce avec le tube d'arme 7 et hermétiquement fermée, sur la face frontale arrière, par le fond 8. La chambre de plasma 1 est montée de manière à se déplacer longitudinalement, dans les points de support 9 et prend appui contre un ressort 10 fixe, agissant sur le fond 8, pendant le déplacement de retour. Dans la chambre de plasma 1 sont placées trois paires d'électrodes 11, 11. 1 et 11.2 au total qui sont indépendantes l'une de l'autre et qui sont raccordées chacune à des circuits 12, 12.1 et 12.2, indépendants l'un de l'autre. Les interrupteurs 13, 13.1 et 13_2, montés dans chacun de ces circuits 12, 12.1 et 12.2 indépendants, sont reliés à un temporisateur d'amorçage 3, afin de garantir un amorçage successif des paires d'électrodes 11, 11.1 et 11.2. Le temporisateur d'amorçage 3 est en outre relié à un capteur d'accélération 2. Le dispositif d'accélération d'un projectile 5, se trouvant dans un tube d'arme 7, fermé d'un côté, au moyen d'un plasma 14 chauffé électriquement qui est un gaz léger, de préférence de l'hélium, autorise, pour réduire le courant et pour commander la variation de pression dans une décharge d'arc, dans la chambre de plasma 1 de cet accélérateur électrothermique, par exemple trois arcs de décharge 15, 15.1 et 15.2, indépendants l'un de l'autre, qui sont amorcés entre les paires d'électrodes 11, 11.1 et 11.2 indépendantes. Ces électrodes 11, 11.1 et 11.2 sont alimentées par leur propre alimentation en courant 16, 16.1 et 16.2, dans des circuits indépendants 12, 12.1 et 12.2. Du fait du montage du temporisateur d'amorçage, les arcs de décharge 15, 15.1 et 15.2 sont amorcés l'un après l'autre, afin de donner ainsi une pression aussi uniforme que possible, dans la chambre de plasma 1. Pour garantir l'accélération voulue, aussi uniforme que possible, du projectile 5, la force de réaction s'exerçant sur la partie 4, montée mobile en retour, de la chambre de plasma 1, est enregistrée par un capteur d'accélération 2 et exploitée pour la commande optimale dans le temps du temporisateur d'amorçage 3. La variation de l'accélération du projectile 5 dans le temps peut ainsi être optimalisée, en fonction du type de projectile concerné. Comme le montre la figure 2, dans le diagramme représenté, avec l'axe vertical pour la pression P = 17 et sur l'axe horizontal pour le temps t = 18, on obtient des courbes de pression 19, 19.1 et 19.2 successives qui sont décalées l'une par rapport à l'autre, dans le temps, en fonction de la commande du temporisateur et qui présentent chacune une forte montée puis une descente relativement abrupte, après.le point culminant 20. L'effet de ces trois décharges se succédant à intervalles courts, entre les électrodes 11, 11.1 et 11.2, peut être approximativement représenté sous la forme d'une droite reliant les points culminants 20. Il en résulte une courbe 21 pour la - variation -de pression, avec plusieurs paires d'électrodes 11, 11.1 et 11.2, indépendantes l'une de l'autre. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour accélérer un projectile, se trouvant dans un tube fermé d'un côté, au moyen d'un plasma chauffé électriquement, dans lequel on prévoit deux électrodes pour produire le plasma, caractérisé en ce qu'on place dans la chambre de plasma (1), au moins deux paires d'électrodes (11, 11.1, 11.2) qui sont raccordées, derrière le projectile (5), indépendamment l'une de l'autre et chacune à leur propre alimentation en courant, pour l'amorçage d'arcs de décharge (15, 15.1, 15. 2), indépendants l'un de l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit trois paires d'électrodes (11, 11.1, 11.2), indépendantes l'une de l'autre. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les circuits de manoeuvre (12, 12.1, 12.2), indépendants l'un de l'autre, pour l'alimentation en courant des électrodes (11, 11.1, 11.2), sont reliés à un temporisateur d'amorçage (3) , de manière que les arcs de décharge soient amorcés l'un après l'autre, entre les paires d'électrodes (11, 11.1, 11.2). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de plasma (1) est montée mobile en retour, à l'encontre de la force d'un ressort et coopère avec un capteur d'accélération (2), pour enregistrer la force de réaction, lequel capteur est relié, de son côté, au temporisateur d'amorçage (3), pour la commande résiduelle.