Brevet FR2682467A1 — publié le 19930416

DISPOSITIF A COMPRESSION RAPIDE DE CHAMP MAGNETIQUE. La présente invention se rapporte à un dispositif à l'efficacité d'arme duquel contribue un champ magnétique fortement comprimé. On connaît en soi des missiles contenant, soit une charge P acclr 8 e par voie electromagnétique, soit un dispositif fonctionnant de façon correspondante pour produire un effet d'arme par impulsion électromagnétique en vue d'endommager des appareils électroniques Le problème qui se pose pour ces systèmes connus est celui de la production de l'énergie primaire nécessaire pour engendrer le champ magnétique de base, lequel doit exister avant la compression de champ magnétique proprement dite. La présente invention a pour objet un dispositif du type défini ci-dessus dans lequel l'énergie primaire électrique nécessaire pour produire le champ magnétique de base puisse être fournie sans grande dépense. Selon l'invention, au moins un étage générateur magnéto- hydrodynamique (étage générateur MHD) fonctionnant par charge propulsive et/ou par détonation, est utilisé pour contribuer, avant et /ou lors de la compression de champ magnétique, à la production de courant et/ou à l'amplification, et l'étage final de compression de champ magnétique, produisant l'effet d'arme, utilise comme champ de base le champ magnétique produit par le ou les étage(s) préliminaire(s) MHD. Suivant un mode de réalisation, le dispositif est réalisé sous la forme d'un missile dans lequel le champ magnétique primaire pour le fonctionnement du premier étage MHD est produit et alimenté avant le tir par une source de courant se trouvant dans le lanceur du missile. Le champ magnétique primaire pour le premier étage MHD peut être produit par des aimants permanents, par une batterie ou par une décharge de condensateur. Le propulseur d'accélération et/ou de croisière peut en plus être réalisé sous forme de générateur MHD. Les étages générateurs MHD et/ou l'étage final de compression peuvent être construits suivant le principe coaxial et être reliés électriquement entre eux ou se trouver reliés électriquement entre eux au cours du déroulement de la mission. Les étages générateurs MHD détonatifs peuvent être réalisés sous forme de têtes à fragmentation pour renforcer l'effet d'arme. Les étages générateurs 14 MHD détonatifs peuvent être déclenchés à l'instant de la pleine fonction des étages accélérateurs MHD en passant par un système détecteur et /ou des éléments temporisateurs. De préférence, l'enveloppe extérieure portante est utilisée au moins partiellement comme conducteur de retour des différents trajets coaxiaux et les conducteurs intérieurs de tous les trajets coaxiaux sont reliés mécaniquement et électriquement entre eux. En se référant aux dessins annexes, on va décrire ci-après, plus en détail, plusieurs exemples de réalisation illustratifs et non limitatifs de l'objet de l'invention; sur les dessins: la figure 1 est une représentation de principe, en coupe longitudinale, d'un missile antichar; la figure 2 est une représentation de principe, en coupe longitudinale, d'une tête de combat pour un missile selon la figure 1; la figure 3 est une représentation de principe, en coupe longitudinale, d'un missile antiavion; la figure 4 est une coupe longitudinale de la tête de combat du missile de la figure 3. D'une manière générale, il est prévu, suivant l'invention, pour résoudre le problème posé précédemment, d'utiliser des générateurs magnéto-hydrodynamiques (générateurs MHD) fonctionnant par charge propulsive et/ou par explosion, à l'intérieur du dispositif réalisé en forme de missile dans les exemples décrits par la suite Il s'est avéré que le champ magnétique nécessaire à cet effet peut être, au début, de plus d'un ordre de grandeur inférieur à celui nécessaire pour l'entrée d'un trajet de compression par détonation Le champ magnétique peut être produit sans grand problème par un dispositif spécial dans le lanceur, en passant par des contacts de courant, avant l'allumage de l'accélérateur MHD, dans ce dernier Les contacts de courant peuvent être réalisés sous la forme de contacts de rupture. La figure 1 représente un exemple de réalisation d'une structure de principe, à savoir pour un missile dit antichar Avant l'allumage de l'accélérateur MHD (b), un courant primaire est envoyé par l'intermédiaire de contacts de glissement ou de rupture 13, par la tuyère annulaire (a) dans l'accélérateur MHD (b) de structure coaxiale Ce courant circule par le conducteur intérieur de la tuyère annulaire (a), de l'étage générateur MHD (b) fonctionnant par charge propulsive (accélérateur MHD), de l'allumeur (c), de l' tage générateur MHD (d) fonctionnant par détonation, de la partie de transition (e) et de la partie de compression et d'accélération avec garnissage (f) et est ramené de là au conducteur extérieur constitué, soit par l'enveloppe extérieure 11 elle- même, soit par un revêtement de cuivre 11 a de l'enveloppe extérieure, soit uniquement par une enveloppe de cuivre 11 b, de sorte que le courant revient àla tuyère annulaire (a) dans le sens inverse - Ce courant primaire produit un champ magnétique dont les lignes de champ s'étendent de façon annulaire autour du conducteur intérieur 12, donc un champ magnétique dans le conducteur coaxial court-circuité. Apres établissement de ce champ magnétique, le premier étage MHD (b) (l'accélérateur MHD) est allumé, de sorte que le principe MHD entre en action et que le courant primaire circulant dans l'agencement coaxial se trouve amplifié de façon correspondante. Apres que le missile 10 se soit détaché du lanceur et ait parcouru un certain trajet, l'accélérateur MHD est amené progressivement à la pleine poussée, de sorte que le courant MHD en circulation s'accroît, par exemple dans le cas décrit à une valeur finale de 300 k A et est d'abord maintenu à cette valeur. Après que, par approche de l'objectif ou par impact sur l'objectif, l'allumage de l'étage générateur MHD (d) fonctionnant par détonation ait été déclenché, il se produit dans cet étage une amplification intermédiaire du courant, dans le cas décrit par exemple à plusieurs MA. L'étage MHD (d) décrit précédemment représente un hybride entre un étage MHD et un étage de compression de champ magnétique La même chose peut être dite, avec quelques limitations, de l'étage MHD (b) dans lequel le champ magnétique primaire est produit par des aimants permanents ou par une batterie activable ou par une décharge de condensateur. Pour la description plus détaillée, on va se référer à la figure 2 Dès que le front de détonation atteint la partie de transmission de détonation 14 de l'étage MHD (e), la détonation est transmise, par l'intermédiaire d'un certain nombre de trous d'allumage disposés symétriquement, par la partie de conducteur extérieur 11 b réalisée sous forme de partie de transition 16, à l'étage final de compression MHD (f), dans lequel le courant est finalement amplifie à par exemple plusieurs dizaines de MA Le champ magnétique intense comprimé de façon correspondante aura pour effet, selon le type de missile, d'accélérer un garnissage P pour le combat antichar ou, dans le cas de l'exemple de réalisation décrit ci-après d'un missile antiavion, de déchirer ou de détruire un conducteur de court-circuit, de sorte qu'une impulsion électromagnétique se trouve émise, en vue du combat antiavion, par la partie avant en forme d'antenne à large bande (avec radome 19) du système coaxial. Il est en outre proposé de réaliser le propulseur d'accélération et/ou de croisière 17 en plus comme générateur MHD. Les figures 3 et 4 illustrent un autre exemple de réalisation de l'invention se rapportant à un missile antiavion La structure du système est essentiellement la même que dans l'exemple de réalisation décrit précédemment, à cette différence près que les deux étages de missile avant (f) et (g) diffèrent Dans le premier exemple, l'étage de compression (f) se transforme en une partie d'accélération avec garnissage et est muni d'une fusée d'impact 20 et dans le second exemple de réalisation, l'étage de compression (f) se transforme en une partie d'antenne 21 avec radome 19. L'impulsion électromagnétique pour le combat antiavion est émise avec symétrie de révolution autour de l'axe du missile dans une zone divergeant en cône vers l'avant. La structure de cet-exemple de réalisation est illustrée sur la figure 4, de sorte que d'autres explications à ce sujet sont inutiles Pour renforcer l'effet d'arme, l'étage de compression par détonation (d) est en outre réalisé comme tête à fragmentation par le fait que des fragments ou éclats 25 préformés sont incorporas L'étage de compression (f) peut également être réalisé de cette manière. Sur les figures du dessin, les plaques d'allumage sont référencées 22, le détecteur de proximité non représenté en détail porte la référence 23 et le conducteur de court-circuit à l'extrémité de tete de l'étage de compression (f) porte la référence 24. Les étages de compression MHD par détonation (d) et (f) sont déclenchés par un système détecteur non représenté et/ou des éléments de temporisation, et cela à un instant auquel l'accélérateur MHD (b) se trouve encore en pleine fonction La tuyère de poussée des modes de réalisation décrits ci-dessus, tuyère par laquelle s'écoulent les gaz de l'accélérateur MHD (b), est de préférence réalisée sous forme de tuyère annulaire (a) En outre, il est avantageux qu'à l'intérieur de l'accélérateur MHD coaxial (b), le conducteur intérieur 12 se trouve soutenu par rapport au conducteur extérieur 11 par des parties électriquement isolantes, par exemple des plaques perforées, etc. REVENDICATIONS 1 Dispositif à l'efficacité d'arme duquel contribue un champ magnétique fortement comprimé, caractérisé par le fait qu'au moins un étage générateur magnéto-hydrodynamique (étage générateur MHD) (b,d) fonctionnant par charge propulsive et/ou par détonation, est utilisé pour contribuer, avant et/ou lors de la compression de champ magnétique, à la production et/ou à l'amplification de courant et que l'étage final (f) de compression de champ magnétique, produisant l'effet d'arme, utilise le champ magnétique produit par le ou les Stage(s) préliminaire(s) MHD (b) comme champ de base. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif ( 10) est réalisé sous la forme d'un missile dans lequel le champ magnétique primaire pour le fonctionnement du premier étage MHD (b) est produit et alimenté (h) avant le tir par une source de courant se trouvant dans le lanceur du missile. 3 Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le champ magnétique primaire pour le premier étage MHD (b) est produit par des aimants permanents, par une batterie ou par une décharge de condensateur. 4 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le propulseur d'accélération ( 11) et/ou de croisière est en outre réalisé sous forme de générateur MHD. 5 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les étages générateurs MHD (b,d) et/ou l'étage final de compression (f) sont construits suivant le principe coaxial et sont reliés électriquement entre eux ou se trouvent reliés électriquement entre eux au cours du déroulement de la mission. 6 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les étages générateurs MHD à détonation sont en plus réalisés sous forme de têtes à fragmentation pour renforcer l'effet d'arme. 7 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les étages générateurs MHD à détonation (d) sont déclenchés à l'instant de la pleine fonction de l'accélérateur MHD (b) en passant par un système détecteur et/ou des éléments de temporisation. 8 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'enveloppe extérieure portante ( 11) est utilisée au moins en partie comme conducteur de retour des différents trajets coaxiaux (a à f) et que les conducteurs intérieurs ( 12) de tous les trajets coaxiaux sont reliés mécaniquement et électriquement entre eux.