DE19504856A1

DE19504856A1 - Device for accelerating a projectile

Info

Publication number: DE19504856A1
Application number: DE19504856A
Authority: DE
Inventors: Klaus Sterzelmeier; Guenter Weihrauch; Richard Maurer
Original assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Current assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2015-02-15
Also published as: DE19504856B4

Abstract

The device has an electrically charged leader loop and a support unit for supporting at least one section of the loop in a direction opposite the direction of acceleration. The loop is provided with two overlapping sections which have current flowing through them in opposite directions. The sections have a negligible length in the direction of acceleration.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektromagneti schen Beschleunigung eines Wurfkörpers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for electromagnetic acceleration of a projectile according to the generic term of claim 1.

Für die impulsförmige Beschleunigung von Körpern stehen im wesentlichen nur Explosivstoffe und elektromagnetische Felder als Antriebsmittel zur Verfügung, da sich nur mit diesen Energieformen die für die innerhalb kürzester Zeiten aufzu bringenden hohen Beschleunigungen erforderlichen Kräfte er zielen lassen. Beide Antriebsarten bieten Vor- und Nachteile, die je nach Art und Anwendung unterschiedlich zu bewerten sind. So sind Explosivstoffe beispielsweise für die Beschleu nigung schlanker Körper weniger gut geeignet. Zum einen sind zur seitlichen Verdämmung extrem starke Abstützungen erforder lich, zum anderen muß die Initiierung entlang der gesamten Beschleunigungsanordnung mittels elektrischer Zündpillen er folgen, um eine möglichst von Biegemomenten freie Belastung auf den zu beschleunigenden Körper aufbringen zu können. Zudem ist ein hohes Maß an Zündsynchronisation bzw. Triggerpräzision erforderlich. Gerade in diesem Punkt sind elektromagnetische Antriebe überlegen, da sie sich mit etwa der 5- bis 10fachen Präzision initiieren lassen. Außerdem kann bei geeignetem Auf bau eine der Verdämmung dienende seitliche Abstützung entfal len.For the pulsed acceleration of bodies stand in only explosives and electromagnetic fields available as a driving means, since only with these Forms of energy for the within a very short time forces required high accelerations he let it aim. Both types of drives offer advantages and disadvantages, to be evaluated differently depending on the type and application are. Explosives, for example, are used for the acceleration slender body less suitable. For one are extremely strong supports are required for lateral insulation On the other hand, initiation must take place along the whole Acceleration arrangement using electrical squibs follow a load that is as free as possible from bending moments to be able to apply it to the body to be accelerated. In addition is a high degree of ignition synchronization or trigger precision required. This is precisely where electromagnetic are Drive systems are superior because they are approximately 5 to 10 times larger Let precision initiate. In addition, with a suitable Auf build a side support serving for the insulation len.

Beispiele elektromagnetischer Antriebe sind aus der DE-Z Wehr technik 3/83, Seiten 76 ff. "Elektromagnetische Beschleunigung von Projektilen", K. von Laar und H.U. Finzel, bekannt. Bei dem beschriebenen Schienenbeschleuniger befindet sich der zu beschleunigende Körper zwischen zwei feststehenden Kontakt schienen und wird durch eine elektrisch gut leitende Armatur oder ein Plasma angetrieben. Damit ein hinreichend starkes Magnetfeld und damit eine ausreichend hohe Beschleunigung er zeugt werden können, müssen die Kontaktschienen relativ eng, nämlich, einige 10 mm, beieinander liegen. Müßten nach diesem Prinzip stabförmige oder schlanke Körper lateral beschleunigt werden, so werden Stromstärken erforderlich, die mit den heu tigen technischen Möglichkeiten nicht zu erzielen sind. Darüber hinaus müssen die Kontaktschienen gegen die auf sie wirkenden Lateralkräfte abgestützt und über eine nicht uner hebliche Länge mit ausreichender Präzision parallel geführt werden. Die weiterhin beschriebenen Spulenbeschleuniger sind durchweg für die Beschleunigung stabförmiger Körper durch in deren Längsrichtung wirkende Kräfte konzipiert. Dies gilt sowohl für den koaxialen Spulenbeschleuniger im klassischen Sinne als auch für den Flachkanal- und Toroidal-Beschleuniger. Ebenso ist hier der Gleitspulen-Beschleuniger mit einzubezie hen. Examples of electromagnetic drives are from the DE-Z weir technik 3/83, pages 76 ff. "Electromagnetic acceleration von Projektilen ", K. von Laar and H.U. Finzel the rail accelerator described is the to accelerating body between two fixed contacts seemed and is by an electrically good conductive fitting or a plasma powered. So a sufficiently strong one Magnetic field and therefore a sufficiently high acceleration the contact rails must be relatively narrow, namely, a few 10 mm apart. Should be after this Principle rod-shaped or slender body accelerated laterally will be required, the current strengths with the hay technical possibilities cannot be achieved. In addition, the contact rails against those on it acting lateral forces supported and over a not inconsiderable considerable length parallel with sufficient precision become. The coil accelerators still described are consistently for the acceleration of rod-shaped bodies by in their longitudinal forces are designed. this applies both for the coaxial coil accelerator in the classic Senses as well as for the flat channel and toroidal accelerator. The slide coil accelerator should also be included here hen.

Zum Aufbringen sehr hoher, kurzzeitig auf einen zu beschleuni genden Körper einwirkender Kräfte sind im Zusammenhang mit endballistischen Schutzeinrichtungen, wie sie insbesondere zum Schutz gepanzerter Fahrzeuge Verwendung finden, eine Reihe von Beschleunigungsvorrichtungen bekannt geworden.To apply very high, to accelerate for a short time forces are related to end ballistic protection devices, such as those used for Protection of armored vehicles find a number of uses Accelerators become known.

Eine Reihe von Beschleunigern sind erprobt worden, die sämtlich auf der abstoßenden Wirkung zwischen einer strom durchflossenen Primärspule und einer Sekundärspule beruhen, die als Träger eines Wurfkörpers dient, der einem anfliegenden Geschoß entgegengeschleudert wird.A number of accelerators have been tried that all on the repulsive effect between a stream flow through the primary coil and a secondary coil, which serves as a carrier of a projectile that is approaching Projectile is thrown against the floor.

Bei den vorstehend genannten endballistischen Schutzeinrich tungen geht es ausnahmslos um die elektromagnetische Be schleunigung flächenhafter Strukturen in deren Normalenrich tung, wobei die flächenhaften Strukturen, wie beispielsweise Platten, Gitter oder netzartige metallische Geflechte, ihre Schutzwirkung dadurch zur Geltung bringen, daß sie mit einem angreifenden Geschoß mechanisch wechselwirken und dieses beschädigen, zerstören oder durch Vortäuschen einer vermeint lichen Zieloberfläche zur vorzeitigen Zündung bringen. Des weiteren sind zumindest eine Primär- und eine Sekundärspule oder gar Systeme mit mehreren einander zugeordneten Spulenpaa ren notwendig. Charakteristisch und vorteilhaft sind bei all diesen Beschleunigersystemen die hohen magnetischen Kopp lungsfaktoren zwischen Primär- und Sekundärsystem, was auf deren flächenhafte Ausdehnung zurückzuführen ist. Für die Beschleunigung stabförmiger Geometrien sind diese Spulenbe schleuniger jedoch ungeeignet. Abhilfe schafft hier die erfin dungsgemäße Vorrichtung, welche sich vorzugsweise für die Lateralbeschleunigung stabförmiger, also eindimensionaler Wurfkörper eignet.With the above-mentioned end ballistic protection device It is all about electromagnetic conditions acceleration of flat structures in their normal tion, the areal structures, such as Sheets, grids, or mesh-like metallic meshes, their Bring protection to the fore by using a attacking projectile interact mechanically and this damage, destroy or by pretending one cause the target surface to ignite prematurely. Of others are at least a primary and a secondary coil or even systems with several pairs of coils assigned to each other necessary. All are characteristic and advantageous the high magnetic couplings of these accelerator systems factors between the primary and secondary systems, what whose areal extension can be traced back. For the Accelerating rod-shaped geometries are these coil types accelerator unsuitable. The inventions help here device according to the invention, which is preferably for Lateral acceleration is rod-shaped, i.e. one-dimensional Throwing body suitable.

Auf Grund der geringen Induktivität im Vergleich zu Flach spulenbeschleunigern bieten letztere den Vorteil eines höheren Stromgradienten bei Beaufschlagung des Spulensystems mit dem krafterzeugenden Strom, so daß sich hiermit grundsätzlich noch kürzere Reaktionszeiten erreichen lassen. Dies kann insbeson dere im Hinblick auf endballistische Schutzwirkungen gegen sehr schnelle Bedrohungen (Hohlladungen) von Vorteil sein.Because of the low inductance compared to flat coil accelerators offer the latter the advantage of a higher one Current gradients when the coil system is loaded with the force-generating current, so that this is still basically allow shorter response times. In particular, this can with regard to endballistic protective effects against very fast threats (shaped charges) can be an advantage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beschleunigung von Wurfkörpern zu schaffen, die eine nahezu beliebige Form aufweisen können, insbesondere jedoch stabför mig sind, und mit der sich eine für das Ausstoßen oder das Werfen solcher Körper erforderliche Beschleunigungskraft im pulsartig, d. h. schlagartig, erzeugen läßt.The invention has for its object a device for Accelerating throwing bodies to create an almost can have any shape, but in particular rod-shaped mig, and with which one is for ejecting or that Throwing such bodies in the required acceleration force pulsating, d. H. abruptly, can be generated.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst.This object is solved by the subject matter of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche offenbart.Advantageous embodiments of the invention are the Subclaims disclosed.

Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine Leiterschleife auf, die wenigstens zwei über einanderliegende Teilabschnitte enthält, die von dem ange legten Strom in entgegengesetzten Richtungen durchflossen werden, wobei die Teilabschnitte in der Beschleunigungsrich tung des Wurfkörpers eine geringere Erstreckung aufweisen als in einer vorbestimmbaren Richtung im wesentlichen senkrecht zu der durch die Stromrichtung und die Beschleunigungsrichtung aufgespannten Ebene, und wobei die Teilabschitte in der Strom richtung vorzugsweise die größte Erstreckung aufweisen.A device according to the present invention has at least one conductor loop that at least two over contains mutually lying sections, which are of the put current flowing in opposite directions be, the subsections in the acceleration direction device of the throwing body have a smaller extension than in a predeterminable direction substantially perpendicular to by the direction of the current and the direction of acceleration spanned level, and being the partial sections in the stream direction preferably have the greatest extent.

Wird bei dieser Vorrichtung kurzfristig ein Strom angelegt, so entstehen entlang der aufeinanderliegenden bzw. übereinan derliegenden Teilabschnitte entgegengesetzte Magnetfelder, die zu einer Abstoßung zwischen den Teilabschnitten führt. Ein auf den Teilabschnitten liegender Wurfkörper wird durch diese Ab stoßung impulsartig beschleunigt und fliegt mit hoher Ge schwindigkeit davon.If a current is briefly applied to this device, then arise along or on top of each other of the lying sections opposite magnetic fields, the leads to a repulsion between the sections. One on the sections of the projectile lying by this collision accelerated and flies at high speed dizziness of it.

Es kann eine Auslösegenauigkeit in der Größenordnung von 1 bis 2 µs erzielt werden. Dies ist insbesondere für eine bevorzugte Verwendung als Teil einer Schutzvorrichtung gegen anfliegende Bedrohungskörper, beispielsweise Hohlladungsgeschosse, von entscheidender Bedeutung. Im Gegensatz zu den bekannten Induk tionsspulenbeschleunigern benötigt der erfindungsgemäße Be schleuniger auch keine zweite, im allgemeinen mit dem zu beschleunigenden Körper verbundene Spule. Gegenüber Explosiv stoffbeschleunigern weist der erfindungsgemäße Beschleuniger den weiteren Vorteil auf, daß er sich ausschließlich zum rich tigen Zeitpunkt in einem kritischen Zustand befindet und bei unterbrochenem Stromfluß nahezu beliebig lange in Einsatz bereitschaft gehalten werden kann.A triggering accuracy of the order of 1 to 2 µs can be achieved. This is particularly preferred for one Use as part of a protective device against incoming Threat bodies, for example shaped charge projectiles, from vitally important. In contrast to the well-known Induk tion coil accelerators requires the Be invention accelerator also no second, generally with the accelerating body connected coil. Towards explosive The accelerator according to the invention has material accelerators the further advantage of the fact that it is exclusively for rich time in critical condition and at interrupted current flow for almost any length of time readiness can be kept.

Vorteilhafterweise ist der in Beschleunigungsrichtung vorder ste Abschnitt der Leiterschleife so ausgebildet, daß der zu beschleunigende Körper darauf ablegbar ist, wobei die Teilab schnitte vorzugsweise als breite bzw. flache Bänder, Drähte, Bleche, Litzen oder dergleichen ausgebildet sind. Die Längs erstreckungsrichtung dieser Teilabschnitte sollte in Strom richtung liegen, wobei die Breite der Teilabschnitte in die genannte vorbestimmbare Richtung ausgerichtet ist.It is advantageously at the front in the direction of acceleration most section of the conductor loop so that the to accelerating body can be deposited on it, the part of cuts preferably as broad or flat strips, wires, Sheets, strands or the like are formed. The longitudinal Direction of extension of these sections should be in current direction, with the width of the sections in the said predetermined direction is aligned.

Damit die aufeinanderfolgenden Teilabschitte einer Leiter schleife bzw. aufeinanderliegende Leiterschleifen unmittelbar aufeinander abgestützt werden können, ist es notwendig und vorteilhaft, wenn zwischen den Teilabschnitten bzw. Leiter abschnitten Isolierschichten, vorzugsweise möglichst dünne Isolierschichten, vorgesehen sind. Darüberhinaus sollte auch zwischen der Abstützeinrichtung und der bzw. den Leiter schleifen bzw. deren Teilabschnitten eine Isolierung vorge sehen sein. Die genannten Isoliermaßnahmen dienen dazu, Kurz schlüsse bzw. Überschläge, die aufgrund der kurzzeitigen, sehr hohen Ströme, die bei der Betätigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung fließen, zu vermeiden. Da die Kräfte, die für den Beschleunigungsvorgang zur Verfügung stehen, um so größer sind, je geringer der Abstand zwischen den Teilabschnitten, bzw. einem Hin- und einem Rückleiter ist, sollte die verwen dete Isolation einerseits möglichst dünn und andererseits mög lichst gut in ihren Isoliereigenschaften sein. Hier haben sich z. B. Spezialfolien als vorteilhaft erwiesen, wie sie unter der Bezeichnung "KAPTON" (r) zu erhalten ist. Eine solche Spezialfolie ist extrem durchschlagssicher und weist eine hohe mechanische Festigkeit auf. Unter Umständen kann auch eine Oxidierung der jeweiligen Oberflächen der Leiter schleife bzw. der Teilabschnitte in Frage kommen, um möglichst dünne Isolierschichten zur Verfügung zu stellen, wie auch nachfolgend nochmals ausgeführt wird.So that the successive partial sections of a ladder loop or superimposed conductor loops immediately can be supported on each other, it is necessary and advantageous if between the sections or conductors sections of insulating layers, preferably as thin as possible Insulating layers are provided. In addition, should between the support device and the conductor (s) grind or its sections pre-insulation to be seen. The insulation measures mentioned serve short conclusions or flashovers, due to the short-term, very high currents when operating the invention Avoid device flow. Since the powers that are for the Acceleration process are available, the greater the smaller the distance between the sections, or a forward and a return conductor, should use Isolation on the one hand as thin as possible and on the other hand possible be as good as possible in their insulating properties. Have here z. B. special films proved to be advantageous as they can be obtained under the name "KAPTON" (r). A such special film is extremely puncture-proof and shows high mechanical strength. Under certain circumstances oxidation of the respective surfaces of the conductors loop or the subsections come into question in order as possible to provide thin layers of insulation, as well is executed again below.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der dem Reaktionskörper abgewandte Schleifenwirkbereich gleichzei tig den Wurfkörper. Zu diesem Zweck sind die beiden Schleifen wirkbereiche mechanisch entweder überhaupt nicht miteinander verbunden, indem der Stromfluß durch An- oder Auflagekontakt flächen hergestellt wird, oder es besteht eine elektrisch mechanische Verbindung, die durch die bei einem Stromfluß auftretenden Aufweitungskräfte zerstört wird und deshalb den Wurf oder das Ausstoßen des beschleunigten Körpers gestattet.In a preferred embodiment of the invention, the loop active area facing away from the reaction body at the same time the throwing body. For this purpose, the two loops mechanical areas either not at all with each other connected by the current flow through contact or support contact surfaces is produced, or there is an electrical mechanical connection created by a current flow occurring expansion forces is destroyed and therefore the Throwing or expelling the accelerated body allowed.

In besonderem Maße ist die hohe Beschleunigung hervorzuheben, die auch bei der bevorzugten Verwendung der Erfindung als Schutzvorrichtung gegen anfliegende Bedrohungskörper aus schlaggebend ist. Handelt es sich dabei um ein Hohlladungs geschoß, so ist möglichst frühzeitig die schnelle Strahlspitze zu zerstören, was die Notwendigkeit einer entsprechend schnell reagierenden Abwehreinrichtung bedingt. Da der dem Reaktions körper abgewandte Teilabschnitt, bzw. Schleifenwirkbereich selbst als Wurfkörper dient und somit neben dessen Eigenge wicht keine zusätzlichen Wurfkörpermassen beschleunigt werden müssen, läßt sich die Geschwindigkeit des Wurfkörpers auf ein Höchstmaß steigern. Besonders vorteilhaft kommen in dieser Ausführungsform Aluminium oder Aluminiumlegierungen als Werk stoffe für die Leiterschleife oder auch nur für den zu be schleunigenden Teilabschnitt bzw. Schleifenwirkbereich zum Einsatz. Dieses Material zeichnet sich wegen seines niedrigen spezifischen Gewichts, beispielsweise gegenüber dem üblichen Leiterwerkstoff Kupfer, durch eine entsprechend höhere spezi fische Beschleunigungsfähigkeit aus.The high acceleration is particularly noteworthy, which also as the preferred use of the invention Protection device against incoming threat bodies is decisive. Is it a shaped charge bullet, so the fast beam tip is as early as possible destroy what the need for a correspondingly quick responding defense device. Because of the reaction Part facing away from the body, or loop effective area itself serves as a throwing body and thus in addition to its own geometry important no additional throwing body masses are accelerated must, the speed of the throwing body on Increase maximum. Come in particularly advantageous in this Embodiment aluminum or aluminum alloys as a movement materials for the conductor loop or just for the be accelerating section or loop effective area to Commitment. This material stands out because of its low specific weight, for example compared to the usual Conductor material copper, due to a correspondingly higher spec fish acceleration ability.

In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführung nach der Erfindung wird ein eigenständig ausgebildeter Wurfkörper ver wendet. Die Leiterschleife ist dann zwischen der Abstützein richtung bzw. dem Reaktionskörper und dem Wurfkörper angeord net. Solch ein eigenständiger Wurfkörper kann entweder auf dem von der Abstützeinrichtung abgewandten Teilabschnitt einfach aufliegen oder durch entsprechende Fixiermittel geeignet dazu gehalten werden. Die Eigenständigkeit des Wurfkörpers hat den Vorteil, daß der Wurfkörper stromlos bleiben und demzufolge aus einem beliebigen, ausschließlich auf den Verwendungszweck abgestimmten Werkstoff gefertigt sein kann. Als Wurfkörper einer endballistischen Schutzvorrichtung muß er lediglich über eine hinreichende Elastizität und Festigkeit verfügen, um den hohen Beschleunigungskräften widerstehen zu können. Es sind jedoch grundsätzlich auch Verwendungen denkbar, die keine hohen mechanischen Anforderungen an den zu beschleunigenden Körper stellen.In another, particularly preferred embodiment according to the Invention is an independently trained projectile ver turns. The conductor loop is then between the support direction or the reaction body and the throwing body arranged net. Such an independent projectile can either on the simple section facing away from the support device lie on it or suitable for this by means of appropriate fixing agents being held. The independence of the throwing body has the Advantage that the projectile remains currentless and consequently from any, solely for the intended use coordinated material can be made. As a missile an end ballistic protection device, he only has to have sufficient elasticity and firmness to the to be able to withstand high acceleration forces. There are however, uses that are not conceivable in principle high mechanical demands on the accelerated Body.

Als Werkstoff für die Leiterschleife wird in diesem Fall vor zugsweise lackisolierter Kupferflachdraht verwendet, wie er beispielsweise von der Firma ISOLA (Schweiz) hergestellt wird. Es sind jedoch auch Kupferlegierungen, beispielsweise Kupfer- Beryllium- oder Wolfram-Silber- und Wolfram-Kupfer-Legierungen geeignet, die über eine höhere mechanische Festigkeit und da mit über eine höhere Standzeit verfügen. Im allgemeinen wird der Beschleunigungsvorgang jedoch abgeschlossen sein, bevor die mechanische und thermische Überlastung der Leiterschleife einsetzt, wie dies auch durch eigene interne Studien bestätigt wird. Grundsätzlich können jedoch auch Aluminium oder Alumi niumlegierungen als Leiterwerkstoff Verwendung finden, wie dies bereits für das bevorzugte Ausführungsbeispiel des gleichzeitig als Wurfkörper dienenden Teilabschnitts erläutert worden ist.In this case, material is used for the conductor loop preferably used enamelled copper flat wire as he for example by the company ISOLA (Switzerland). However, there are also copper alloys, for example copper Beryllium or tungsten silver and tungsten copper alloys suitable, which have a higher mechanical strength and there with a longer service life. Generally speaking however, the acceleration process must be completed before the mechanical and thermal overload of the conductor loop uses, as confirmed by our own internal studies becomes. In principle, however, aluminum or aluminum can also be used nium alloys are used as conductor material, such as this already for the preferred embodiment of the explained at the same time serving as a throwing body section has been.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich ganz besonders zum Beschleunigen von schlanken, insbesondere stabförmigen, Wurfkörpern in Form von Stangen oder Riegeln, indem die Teilabschnitte bzw. Schleifenwirkbereiche der Form dieser Wurfkörper angepaßt selbst langgestreckt sind und sich einan der eng beabstandet gegenüberliegen. Hierdurch wirken über die gesamte Länge des schlanken Wurfkörpers sehr gleichmäßige Be schleunigungskräfte lateral zur Längsachse des Wurfkörpers, die mit den bekannten Beschleunigungsvorrichtungen nur durch entsprechend hohen technischen Aufwand erzielt werden können. Die Querschnittsform des Wurfkörpers ist beliebig, kann jedoch gerade deshalb auch ganz auf die zu erzielende Wirkung hin op timiert werden. Gleichzeitig beansprucht eine derartige Lei terschleife mit ihren eng beabstandeten Teilabschnitten nur einen minimalen Raum zwischen der Abstützeinrichtung und dem Wurfkörper. Falls sie bei einer endballistischen Schutzvor richtung verwendet wird, trägt sie selbst nur wenig zur Ver breiterung einer Panzerung bei und gestattet bei geeigneter konstruktiver Ausgestaltung eine beachtliche Reduktion des Flächengewichtes. Dies kann beispielsweise für Waffensysteme bei Krisenreaktionskräften, welche über leichte, luftverlast bare Systeme verfügen müssen, ein entscheidender Vorteil sein. The device according to the invention is particularly suitable for accelerating slim, especially rod-shaped, Throwing bodies in the form of rods or bars by the Sub-sections or loop active areas of the shape of these Throwing bodies are even elongated and adapted to each other which are closely spaced from each other. This will work over the The entire length of the slender limb is very even acceleration forces lateral to the longitudinal axis of the missile, only with the known accelerators correspondingly high technical effort can be achieved. The cross-sectional shape of the projectile is arbitrary, but can for this very reason, completely based on the effect to be achieved op be timed. At the same time, such a lei is claimed loop with their closely spaced sections only a minimal space between the support and the Projectile. If you have a final ballistic protection direction is used, it contributes little to the ver widening of armor and allowed with suitable constructive design a considerable reduction in Basis weight. This can be the case for weapon systems, for example in the case of crisis reaction forces, which are caused by light, air-polluted bare systems must be a decisive advantage.

Der erfindungsgemäße Beschleuniger ist überall dort einsetz bar, wo ein oder mehrere Körper mit möglichst schlagartig ein setzenden hohen Beschleunigungskräften translatorisch be schleunigt werden sollen. Die Beschleunigungsrichtung, die bei den für die Zwecke der Erfindung vorzugsweise schlanken Wurf körpern häufig mit deren Längsachse zusammenfällt, z. B. bei Auswerferstiften, Stanzwerkzeugen, Stabgeschossen und der gleichen, soll in dem hier interessierenden Fall jedoch late ral bzw. orthogonal erfolgen. Wenn die laterale Beschleunigung schlanker Wurfkörper Gegenstand der Offenbarung ist, wird der erfindungsgemäße Beschleuniger im folgenden auch als Lateral beschleuniger bezeichnet.The accelerator according to the invention can be used anywhere bar, where one or more bodies with a sudden one high translational acceleration forces should be accelerated. The direction of acceleration at the litter which is preferably slim for the purposes of the invention bodies often coincide with their longitudinal axis, e.g. B. at Ejector pins, punching tools, stick bullets and the same, but should be late in the case of interest here ral or orthogonal. If the lateral acceleration is the subject of the revelation, the Accelerators according to the invention in the following also as lateral called accelerator.

Die Schleifenteilabschnitte oder auch die ganze Leiterschleife werden bevorzugt durch Flachdraht von im wesentlichen recht eckigem Querschnitt oder durch flexible Flachlitzen gebildet. Entscheidend beim Beschleunigungsvorgang ist auch, daß während dessen Anfangsphase die Kraftbelegung längs des Wurfkörpers völlig gleichzeitig und gleich verteilt erfolgt. Dabei sind die Kräfte umso größer, je geringer der Abstand zwischen dem Hin- und dem Rückleiter, nämlich den beiden Schleifenteilab schnitten, ist.The loop sections or the entire conductor loop are preferred by flat wire of essentially right square cross section or formed by flexible flat strands. It is also crucial in the acceleration process that during the initial phase of the force assignment along the throwing body completely simultaneously and equally distributed. Are there the greater the forces, the smaller the distance between the To and the return conductor, namely the two loop parts cut is.

Die elektrische Verbindung der mindestens zwei Schleifenteil abschnitte wird zur Verringerung mechanischer Widerstands kräfte gegen das Aufweiten nachgiebig ausgebildet. Dabei handelt es sich hier vorzugsweise um die Endbereiche der Teilabschnitte, über die die Teilabschnitte elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Um mögliche Parasitä rinduktivitäten so gering wie möglich zu halten, werden die elektrischen Verbindungen zu Verbindungsschleifen gefaltet, so daß die Flächen der Verbindungsschleifen so klein wie möglich gehalten werden. Um die mechanischen Widerstandskräfte weiter zu reduzieren, können diese Verbindungen in Form mehrerer Ver bindungsschleifen ausgeführt werden. Bevorzugterweise verlau fen dabei zumindest zwei Verbindungsschleifen an den Enden der Schleifenwirkbereiche unter einem Winkel zueinander, wobei die eine dieser Verbindungsschleifen in Richtung des Wurfkörpers und die andere in Richtung der Abstützeinrichtung weist. Mit dem winkeligen Verlauf kann bei entsprechender Anpassung der äußeren Stirnflächen des Wurfkörpers eine zusätzliche Führung des Wurfkörpers während des Beschleunigungsvorganges erreicht werden kann.The electrical connection of the at least two loop parts sections is used to reduce mechanical resistance resiliently trained against expansion. Here it is preferably the end regions of the Sections over which the sections are electrical and are mechanically connected. For possible parasite to keep the inductivities as low as possible electrical connections folded into connection loops, see above that the areas of the connection loops are as small as possible being held. To continue the mechanical resistance forces to reduce these compounds in the form of several ver binding loops are executed. Preferably blue fen at least two connection loops at the ends of the Loop effective areas at an angle to each other, the one of these connection loops in the direction of the throwing body and the other points in the direction of the support device. With the angular course can be adjusted accordingly outer end faces of the throwing body an additional guide of the throwing body reached during the acceleration process can be.

Um die Antriebskräfte in der Anfangsphase der Beschleunigung zusätzlich zu steigern, sind zumindest im magnetischen Wirk bereich der Leiterschleife befindliche Teile des Reaktions körpers und vorzugsweise der gesamte Wurfkörper erfindungs gemäß ferromagnetisch, insbesondere sind sie aus geschichtetem Trafoblech aufgebaut. Hierdurch kann die magnetische Induktion um mehrere Zehnerpotenzen gesteigert werden. Allerdings hält dieser Effekt nur bis zum Erreichen der magnetischen Sättigung an, die bei dem hier betrachteten Beschleunigungsprinzip relativ schnell erreicht wird. Mit Vorteil kann auch die ge samte Vorrichtung in einer Tasche aus ferromagnetischem Mate rial untergebracht werden, um dadurch den magnetischen Fluß weiter zu steigern.To the driving forces in the initial phase of acceleration additionally increase, at least in the magnetic effect parts of the reaction located in the area of the conductor loop body and preferably the entire projectile invention according to ferromagnetic, in particular they are made of layered Transformer plate built. This allows magnetic induction be increased by several powers of ten. However, stops this effect only until magnetic saturation is reached at the acceleration principle considered here is achieved relatively quickly. The ge Entire device in a pocket made of ferromagnetic mate rial are housed, thereby reducing the magnetic flux to further increase.

Obwohl grundsätzlich eine einzige Leiterschleife für die Beschleunigung des Wurfkörpers genügt, kommen bevorzugterweise auch mehrwindige Spulensysteme aus besonders flachem Draht zum Einsatz. Diese Systeme haben den Vorteil, daß zum Erreichen der gleichen Kraft, wie bei einer einzelnen Leiterschleife, ein entsprechend geringerer Strom einzuspeisen ist. Unabhängig davon ist diese Maßnahme empfehlenswert, um den Skin-Effekt zu vermindern. Aus schaltungstechnischer Sicht bereitet die Er zeugung eines kleineren Stromimpulses auch weniger Schwierig keiten. Although basically a single conductor loop for the Acceleration of the throwing body is sufficient, preferably come also multi-wind coil systems made of particularly flat wire for Commitment. These systems have the advantage of being able to achieve the same force as with a single conductor loop, a correspondingly lower current is to be fed. Independently of these, this measure is recommended to increase the skin effect Reduce. From a technical point of view, the Er Generation of a smaller current pulse is also less difficult keiten.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet der Wurfkörper selbst einen Teil der Abstützeinrichtung für einen weiteren Wurfkörper. So können mehrere Wurfkörper geschichtet angeordnet und zwischen je zwei dieser Wurfkörper eine Leiter schleife bzw. eine entsprechende mehrwindige Spulenanordnung angebracht sein. Hieraus kann dann ein Beschleuniger zum zeit lich gestaffelten Beschleunigen von mehreren Wurfkörpern geschaffen werden, der insbesondere für die Verwendung als Schutzvorrichtung geeignet ist. Bei Ausbildung der Teilab schnitte bzw. Schleifenwirkbereiche gleichzeitig als Wurfkör per, bleibt auch dieser schichtweise aufgebaute Beschleuniger sehr leicht.According to a further preferred embodiment, the Throwing body itself part of the support device for one another projectile. In this way, several projectiles can be layered arranged and a ladder between each of these towers loop or a corresponding multi-wind coil arrangement to be appropriate. This can then be used as an accelerator at the time staggered acceleration of several throwing bodies be created, in particular for use as Protective device is suitable. When training the sub-section cuts or loop knitting areas simultaneously as throwing bodies per, this layered accelerator also remains very easy.

Schließlich sei der Fall angeführt, daß der Reaktionskörper und der Wurfkörper in etwa die gleichen Massen haben. Diese Variante kommt mit Vorteil immer dann zur Anwendung, wenn das Reaktionsmoment aus der Beschleunigung des Wurfkörpers kom pensiert werden soll. Der Wurfkörper und die Abstützeinrich tung werden in entgegengesetzte Richtungen auseinanderbewegt. In entsprechender Weise wirksam sind zwei gegenüberliegende Leiterschleifen oder mehrwindige Spulen, die sich an einer gemeinsamen dritten Masse abstützen. Solch eine Anordnung eignet sich für eine Schutzeinrichtung gegen anfliegende Bedrohungskörper oder auch als Beschleunigungsvorrichtung für dynamische Materialuntersuchungen.Finally, the case is mentioned that the reaction body and the projectile has approximately the same mass. This Variant is always used with advantage when that Reaction moment from the acceleration of the missile com should be penalized. The throwing body and the support device tion are moved apart in opposite directions. Two opposite ones are effective in a corresponding manner Conductor loops or multi-wind coils that are on one support common third mass. Such an arrangement is suitable for a protective device against approaching Threat body or as an acceleration device for dynamic material analysis.

Besonders vorteilhaft wird der erfindungsgemäße Beschleuniger als Schutzvorrichtung zur Abwehr von Bedrohungskörpern ein gesetzt. Hierbei ist in erster Linie an Schutzvorrichtungen für gepanzerte Fahrzeuge zu Lande, Wasser oder in der Luft zu denken. So sind stabförmige Wurfkörper insbesonders zur Abwehr bzw. Zerstörung schlanker Stab- oder Hohlladungsgeschosse ge eignet, da die Wurfkörper selbst auf hohe Eigengeschwindig keiten beschleunigt werden können. Für solche Abwehrzwecke weist der Wurfkörper, der wegen der lateral wirkenden Be schleunigungskräfte auch als Querriegel zu bezeichnen ist, eine Querschnittsfläche in der Größenordnung von 400 mm², vorzugsweise etwa 20 × 20 mm², und eine Gesamtlänge von bis zu 1 m auf. Da nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung der Wurfkörper selbst an der Stromleitung nicht beteiligt ist, können grundsätzlich Wurfkörper mit einem beliebigen Querschnitt, insbesondere prismatische oder keilförmige Wurf körper mit Schneide, beschleunigt werden. Vorteilhafterweise können solche Wurfkörper auch aus beliebigen Materialien gefertigt sein, und zwar sowohl aus homogenen als auch aus inhomogenen Materialien. So kann ein der jeweiligen Bedro hungssituation angepaßter, aus Materialschichten unterschied lichster Eigenschaften aufgebauter Wurfkörper verwendet werden. Ein wesentlicher Vorteil des Lateralbeschleunigers liegt in der erheblichen Reduktion des Flächengewichtes gegen über plattenförmigen Schutzelementen begründet.The accelerator according to the invention is particularly advantageously used as a protective device for protecting against threat bodies. The primary consideration here is protective devices for armored vehicles on land, water or in the air. For example, rod-shaped projectiles are particularly suitable for warding off or destroying slender rod or shaped charge projectiles, since the projectiles can be accelerated even at high speeds of their own. For such defense purposes, the throwing body, which due to the laterally acting acceleration forces can also be referred to as a crossbar, has a cross-sectional area of the order of 400 mm ² , preferably approximately 20 × 20 mm ² , and a total length of up to 1 m. Since, according to a preferred embodiment of the invention, the throwing body itself is not involved in the power line, throwing bodies with any cross section, in particular prismatic or wedge-shaped throwing bodies with a cutting edge, can in principle be accelerated. Advantageously, such throwing bodies can also be made from any materials, both from homogeneous and from inhomogeneous materials. Thus, a throwing body can be used that is adapted to the respective threat situation and is made up of layers of material with a wide variety of properties. A major advantage of the lateral accelerator lies in the considerable reduction in the basis weight compared to plate-shaped protective elements.

Solch eine Schutzvorrichtung ist ferner mit den bekannten, zur Erfüllung des Schutzzweckes erforderlichen Einrichtungen aus gestattet. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Erfas sungseinrichtung zum Erfassen eines Bedrohungskörpers und eine mit der Erfassungseinheit verbundene Auswerte- und Steuerein heit zur Auslösung eines zur Abwehr der Bedrohung geeigneten Wurfvorganges oder mehrerer koordinierter Wurfvorgänge.Such a protective device is also known for Fulfillment of the necessary protective facilities allowed. In particular, this is an acquisition solution device for detecting a threat body and a evaluation and control unit connected to the registration unit to trigger a suitable one to avert the threat Throwing process or several coordinated throwing processes.

Da der erfindungsgemäße Beschleuniger besonders platzsparend und mit geringem Gewicht ausgeführt sein kann, eignet er sich auch zum Schutz von Luft- oder Raumfahrzeugen. Gerade bei Raumfahrzeugen, wie beispielsweise Satelliten, kommt es ent scheidend darauf an, daß ein heranfliegender Bedrohungskörper dem Raumfahrzeug keinen Geschwindigkeitsimpuls übertragen kann, der das Raumfahrzeug aus seiner vorbestimmten Bahn bringen könnte. Mit einer Vorrichtung zum Beschleunigen eines Wurfkörpers, der, wie der Name bereits sagt, nach dem Abschuß keine Verbindung mehr mit der Beschleunigungsvorrichtung hat, kann solch einer Bedrohung adäquat begegnet werden. Das beim Beschleunigungsvorgang auf das Raumfahrzeug ausgeübte Reak tionsmoment wäre jedoch entsprechend durch Beschleunigen eines zweiten Wurfkörpers in die Gegenrichtung zu kompensieren, oder man verwendet, wie oben bereits angeführt, symmetrisch arbei tende Spulensysteme, die auf beiden Seite massegleich belastet bzw. abgestützt sind.Since the accelerator according to the invention is particularly space-saving and can be carried out with low weight, it is suitable also for the protection of aircraft or spacecraft. Especially with Space vehicles, such as satellites, escape deciding that an approaching threat body do not transmit a speed pulse to the spacecraft can move the spacecraft out of its predetermined orbit could bring. With a device for accelerating a Throwing body, which, as the name suggests, after the launch is no longer connected to the accelerator, such a threat can be adequately countered. That at Acceleration process applied to the spacecraft tion torque would be accordingly by accelerating one second throwing body to compensate in the opposite direction, or as already mentioned above, symmetrical work is used ting coil systems that load equally on both sides or are supported.

Der erfindungsgemäße Lateralbeschleuniger läßt sich flächen deckend und auf gekrümmten Oberflächen anordnen, wobei das System von Leiterschleifen zusammen mit dem Wurfkörper der Oberflächengeometrie entsprechend anzupassen ist. Bei einer flächendeckenden Anordnung kann eine rasterähnliche Fläche mit Wurfkörpern aufgespannt werden, was insbesondere für Schutz vorrichtungen von Vorteil ist. Dabei ist eine zeitliche und räumliche Kaskadierung der Wurfkörper möglich.The lateral accelerator according to the invention can be areal arrange opaque and on curved surfaces, the System of conductor loops together with the throwing body of the Surface geometry must be adjusted accordingly. At a area-wide arrangement can have a grid-like surface Throwing bodies are spanned, which is particularly for protection devices is advantageous. There is a temporal and spatial cascading of the towers possible.

Mit erfindungsgemäßen Lateralbeschleunigern können Gitterbe schleuniger realisiert werden, die mit mehreren nebeneinan derliegenden, magnetisch nur gering gekoppelten Spulensystemen ausgestattet, ebenfalls gitterförmige Strukturen beschleuni gen. Dazu werden die Lateralbeschleuniger im Abstand der Ma schenweite des Gitterwurfkörpers in Deckung mit dessen Längs stegen angeordnet und gleichzeitig gezündet. Die quer zu den Längsstegen verlaufenden Stege des Gitterwurfkörpers werden gegenüber den Längsstegen möglichst massearm ausgelegt, da sie nur indirekt über die Längsstege mitbeschleunigt werden und bei zu großen Massenträgheiten die Gefahr einer Abscherung bestehen würde.Lattice devices can be used with lateral accelerators according to the invention accelerators can be realized with several next to each other the lying, magnetically only slightly coupled coil systems equipped, also grid-like structures accelerate For this purpose, the lateral accelerators are spaced apart from the Ma width of the lattice throw body in register with its longitudinal arranged and ignited at the same time. The cross to the Longitudinal webs of webs of the lattice structure are Compared to the longitudinal webs designed as low in mass as possible can only be accelerated indirectly via the longitudinal webs and if the inertia is too great, there is a risk of shearing would exist.

Auch läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Lateralbeschleuniger einer Steuerbarkeit bezüglich Richtung und Geschwindigkeit des Wurfkörpers realisieren. Vorzugsweise werden zu diesem Zweck zwei oder mehrere schmale Schleifenwirkbereiche sehr dicht und im allgemeinen parallel nebeneinander angeordnet und von einem einzigen Wurfkörper überdeckt. Je nach gewünschter Wurfrich tung und -geschwindigkeit wird ein Beschleuniger alleine, oder es wird eine auswählbare Gruppe von Beschleunigern über eine ensprechende Steuerungselektronik angesteuert.The lateral accelerator according to the invention can also be used a controllability with regard to direction and speed of the Realize the missile. Preferably for this purpose two or more narrow loop knitting areas very dense and generally arranged in parallel side by side and by one single throwing body covered. Depending on the desired Wurfrich device and speed becomes an accelerator alone, or it becomes a selectable group of accelerators over a Corresponding control electronics controlled.

Um einem Wurfkörper noch während des Beschleunigungsvorganges einen Drehimpuls mitgeben zu können, werden in einer bevorzug ten Ausführungsform mehrere Lateralbeschleuniger so angeord net, daß die auf den Wurfkörper einwirkenden resultierenden Kräfte gleichzeitig neben der translatorischen Beschleuni gungskraft ein überlagertes Drehmoment erzeugen. Dies kann durch die erwähnte Anordnung von Lateralbeschleunigern neben einander oder auch in Längsrichtung hintereinander erfolgen. Around a missile during the acceleration process To be able to give an angular momentum are preferred in one In this embodiment, several lateral accelerators are arranged net that the resulting impact on the projectile Forces at the same time as the translatory acceleration generate a superimposed torque. This can by the mentioned arrangement of lateral accelerators next to one behind the other or in the longitudinal direction.

Ebenso kann eine gewünschte Drehbewegung durch eine entspre chende Gestaltung des Wurfkörpers erzielt werden, dessen Schwerpunkt in diesem Fall bevorzugterweise bezüglich der Körperlängsrichtung asymmetrisch liegt. Der Wurfkörper kann hierbei eine Keilform besitzen. Eine entsprechende Wirkung kann auch mit inhomogenen Wurfkörpern erzielt werden. So besteht der Wurfkörper vorzugsweise aus Stabfragmenten unter schiedlicher Dichte oder Querschnittsfläche, die von einer gemeinsamen prismatischen Hülle mit einem konstanten oder, falls der Wurfkörper keilförmig ist, mit einem in Körperlängs richtung zunehmenden Querschnitt, umhüllt sind. Die beiden Maßnahmen - Anordnung mehrerer Lateralbeschleuniger und spezielle Gestaltung des Wurfkörpers - können auch in gegen seitiger Abstimmung zur Maximierung des gewünschten Effektes miteinander kombiniert werden.Likewise, a desired rotary movement can correspond to a desired one Adequate design of the projectile can be achieved In this case, the focus is preferably on the Body longitudinal direction is asymmetrical. The missile can have a wedge shape. A corresponding effect can also be achieved with inhomogeneous projectiles. So the projectile preferably consists of rod fragments underneath different density or cross-sectional area from one common prismatic shell with a constant or, if the throwing body is wedge-shaped, with one in body length direction increasing cross-section, are enveloped. The two Measures - arrangement of several lateral accelerators and special design of the throwing body - can also be used in against side tuning to maximize the desired effect can be combined with each other.

Die erfindungsgemäße Beschleunigungsvorrichtung ist nicht nur als Schutzvorrichtung, sondern, wie bereits erwähnt, als Be schleuniger für dynamische Materialuntersuchungen beim Auswurf von Gegenständen aus Werkzeugmaschinen, oder auch als An triebseinrichtung eines Raumfahrzeuges verwendbar. Beispiels weise könnten nicht mehr benötigte Abfallprodukte aus einem Raumfahrzeug ausgestoßen werden. Auch könnte der Beschleuniger bei mehrstufigen Raketen zur Unterstützung des Abwurfs einer ausgebrannten Raketenstufe eingesetzt werden. Nicht zuletzt könnte auch eine Materialveredelung vorgenommen werden, indem das Material durch die Einwirkung der erfindungsgemäßen Vor richtung in seiner Kristallstruktur verändert, bspw. gehärtet wird.The acceleration device according to the invention is not only as a protective device, but, as already mentioned, as Be accelerator for dynamic material examinations during ejection of objects from machine tools, or as an Drive device of a spacecraft usable. Example Waste products from a Spacecraft are launched. The accelerator could also in multi-stage missiles to support the launch of one burned-out missile stage can be used. Not least a material refinement could also be carried out by the material by the action of the invention direction changed in its crystal structure, for example hardened becomes.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der nachstehenden Figuren beschrieben. Dabei werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung offenbart. Es zeigen:Preferred embodiments of the invention are as follows described with reference to the figures below. In doing so further features and advantages of the invention are disclosed. It demonstrate:

Fig. 1 eine Beschleunigungsvorrichtung mit einer einfachen Leiterschleife, spulenförmigen Verbindungsschleifen und einer an einem Ende der Leiterschleife angeord neten Stromeinspeisung; . Figure 1 is an accelerating device with a simple conductor loop coil-shaped joining loops and a angeord Neten at one end of the conductor loop current injection;

Fig. 2a eine Beschleunigungsvorrichtung mit gefalteten Ver bindungsschleifen und einer Stromeinspeisung in der Mitte der Leiterschleife; FIG. 2a binding loops acceleration device with folded Ver and a power supply in the middle of the loop;

Fig. 2b die Beschleunigungsvorrichtung nach Fig. 2a nach der Initiierung; und FIG. 2b shows the acceleration device according to Fig 2a after initiation. and

Fig. 3 eine Beschleunigungsvorrichtung mit gefalteten drei teiligen Verbindungsschleifen und einer an einem Ende der Leiterschleife angeordneten Stromeinspei sung. Fig. 3 is an acceleration device with folded three-part connection loops and a Stromeinspei solution arranged at one end of the conductor loop.

Fig. 1 zeigt einen Lateralbeschleuniger gemäß der Erfindung, bei dem eine langgestreckte Leiterschleife 1 zwischen einer Abstützeinrichtung 2 und einem zu beschleunigenden Wurfkörper 3 angeordnet ist. Die Abstützeinrichtung 2 ist als Unterbau für die gesamte Anordnung ausgeführt. Die im Ausführungsbei spiel dargestellte einzige Leiterschleife 1 wird durch zwei geradlinig, parallel verlaufende Schleifenwirkbereiche bzw. Teilabschnitte 1.2 und 1.3 gebildet, die an einem Ende über eine spulenförmige Verbindungsschleife miteinander und an ihrem anderen Ende ebenfalls über eine spulenförmige Ver bindungsschleife mit einer Stromeinspeisung 5, vorzugsweise Stromimpulse mit hohem Strom-Zeit-Gradienten, beispielsweise einem oder mehreren parallel geschalteten Kondensator mit sehr großer Kapazität, verbunden sind. .Bei angeschlossener Strom einspeisung 5 sind somit die beiden Teilabschnitte 1.2 und 1.3 als Hin- und Rückleiter für den Stromfluß ausgebildet. Zur Initiierung des Beschleunigers wird zu einem gewünschten Zeit punkt ein sehr starker Stromimpuls durch die Leiterschleife 1 geleitet, so daß sich die beiden Teilabschnitte 1.2 und 1.3 wegen der sich bildenden Magnetfelder impulsartig auseinander bewegen. Ist die Masse der Abstützeinrichtung 2 wesentlich größer als die des stabförmigen Wurfkörpers 3, so wird der Wurfkörper 3 zwangsläufig von der Abstützeinrichtung 2 weg, also orthogonal zu seiner Längsachse, beschleunigt. In Ab hängigkeit von der Stromstärke und dem Stromanstieg wird dieser Vorgang impulsartig und mit großer Wucht vonstatten gehen. Dabei sind Kräfte und Beschleunigungen erreichbar, die durchaus mit denen vergleichbar sind, die bei der Verwendung von Explosivstoffen auftreten. Fig. 1 shows a Lateralbeschleuniger according to the invention in which an elongated conductor loop 1 between a support means 2 and is arranged to be accelerated projectile 3 a. The support device 2 is designed as a substructure for the entire arrangement. The single conductor loop 1 shown in the exemplary embodiment is formed by two rectilinear, parallel loop active areas or sections 1.2 and 1.3 , which are connected at one end via a coil-shaped connection loop and at the other end also via a coil-shaped connection loop with a current feed 5 , preferably Current pulses with a high current-time gradient, for example one or more capacitors connected in parallel with a very large capacitance, are connected. When the power supply 5 is connected, the two subsections 1.2 and 1.3 are thus designed as forward and return conductors for the current flow. To initiate the accelerator, a very strong current pulse is passed through the conductor loop 1 at a desired point in time, so that the two subsections 1.2 and 1.3 move apart in a pulsed manner because of the magnetic fields which are formed. If the mass of the support device 2 is substantially greater than that of the rod-shaped throwing body 3 , the throwing body 3 is inevitably accelerated away from the support device 2 , that is to say orthogonally to its longitudinal axis. Depending on the current strength and the current rise, this process will take place impulsively and with great force. Forces and accelerations can be achieved that are comparable to those that occur when using explosives.

In Fig. 1 ist ferner zur Orientierung ein Vektordiagramm bzw. ein Koordinatensystem eingezeichnet, daß die jeweils senkrecht aufeinanderstehenden Vektoren bzw. Achsen L, B und V aufweist. Dabei deutet V die Beschleunigungsrichtung an, in der die Teilabschnitte 1.2 und 1.3 auseinandertreibenden Kräfte wirk sam werden. Der Vektor bzw. die Achse B deutet die Breite an, in der sich die Breite der aufeinanderliegenden Teilabschnitte 1.2, 1.3 erstreckt. Der Vektor L zeigt die Längserstreckungs richtung der Abschnitte 1.2, 1.3 der Leiterschleife 1. In der Regel wird die Erstreckung der Abschnitte bzw. der Leiter schleifen in der Richtung L die größte sein, in der Richtung B am zweitgrößten sein und in der Richtung V am geringsten sein. Es ist jedoch auch denkbar, daß die Erstreckung in der Richtung L geringer ist, als in der Richtung B, jedoch kann sich auf diese Weise der elektrische Strom, der durch die Leiterschleife bzw. die Teilabschnitte 1.2, 1.3 fließt, weit räumig verteilen, so daß das magnetische Feld zwischen den aufeinanderliegenden Teilabschnitten 1.2, 1.3 in seiner Feld dichte geringer ausfallen kann, was zu einem verringertem Abstoßungseffekt führen kann.In FIG. 1, a vector diagram or a coordinate system is also drawn in for orientation, which has the vectors or axes L, B and V that are perpendicular to each other. V indicates the direction of acceleration in which the subsections 1.2 and 1.3 forces that act apart are effective. The vector or the axis B indicates the width in which the width of the sections 1.2 , 1.3 lying one on top of the other extends. The vector L shows the longitudinal direction of the sections 1.2 , 1.3 of the conductor loop 1 . As a rule, the extent of the sections or of the conductor loops will be the largest in the L direction, the second largest in the B direction and the smallest in the V direction. However, it is also conceivable that the extension in the direction L is less than in the direction B, but in this way the electrical current flowing through the conductor loop or the sections 1.2 , 1.3 can be widely distributed, so that the magnetic field between the superimposed sections 1.2 , 1.3 can be less dense in its field, which can lead to a reduced repulsion effect.

Auch für die übrigen in den anliegenden Fig. 2 und 3 aufgeführten Ausführungsbeispiele gilt prinzipiell ein vergleichbares Koordinatensystem bzw. Vektordiagramm, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß die erfindungsgemäße Vor richtung auch gekrümmte Abschnitte aufweisen kann, wobei jedoch in der Regel die größte Erstreckung nach wie vor in der Längsrichtung der Teilabschnitte, die im wesentlichen mit der Flußrichtung des elektrischen Stromes übereinstimmt, angelegt sein wird, während die geringste Erstreckungsrichtung in der Beschleunigungsrichtung V des Wurfkörpers 3 angelegt sein wird, und die zweitgrößte Erstreckung der Teilabschnitte bzw. Flachdrähte oder Flachlitzen in einer Richtung angelegt sein wird, die senkrecht auf der durch die Achsen bzw. Vektoren L und V aufgespannten Ebene steht.A comparable coordinate system or vector diagram also applies in principle to the other exemplary embodiments listed in the accompanying FIGS. 2 and 3, but it must be taken into account that the device according to the invention can also have curved sections, but as a rule the greatest extent is still before in the longitudinal direction of the sections, which essentially corresponds to the direction of flow of the electric current, while the smallest direction of extension will be in the acceleration direction V of the throwing member 3 , and the second largest extension of the sections or flat wires or flat strands in one Direction will be created, which is perpendicular to the plane spanned by the axes or vectors L and V.

Die Teilabschnitte 1.2 und 1.3 oder die gesamte Leiterschleife 1 werden durch einen Flachdraht mit rechteckigem Querschnitt gebildet. Die Verwendung flexibler Flachlitzen ist jedoch ebenfalls möglich. Zur Vermeidung von elektrischen Überschlä gen bzw. Kurzschlüssen ist zwischen den beiden Teilabschnitten 1.2 und 1.3 eine möglichst dünne Isolierschicht 4 eingebracht. Hierfür ist beispielsweise eine KAPTON-Folie geeignet. Diese zeichnet sich durch eine besonders hohe Durchschlagsfestigkeit von etwa 200 kV/mm aus. Im Falle der hier zu betrachtenden Schutzeinrichtungen, welche mit einer elektrischen Spannung von maximal 40 kV (besser 20 kV) betrieben werden sollen, bedeutet dies, daß Hin- und Rückleiter bis auf 0,2 mm (!) angenähert werden können. Somit lassen sich extrem große Kräfte (einige 10 Mp.), bezogen auf die zu beschleunigenden Massen (einige kg) erzeugen. Die Kraftwirkung ist vergleichbar mit jener bei Schienenkanonen.The sections 1.2 and 1.3 or the entire conductor loop 1 are formed by a flat wire with a rectangular cross section. However, the use of flexible flat strands is also possible. To avoid electrical flashovers or short circuits, the thinnest possible insulating layer 4 is introduced between the two subsections 1.2 and 1.3 . A KAPTON film is suitable for this, for example. This is characterized by a particularly high dielectric strength of around 200 kV / mm. In the case of the protective devices to be considered here, which are to be operated with an electrical voltage of maximum 40 kV (better 20 kV), this means that the forward and return conductors can be approximated to 0.2 mm (!). This means that extremely large forces (some 10 Mp.) Can be generated based on the masses to be accelerated (some kg). The force effect is comparable to that of rail cannons.

Was die Abmessungen der Hin- und Rückleiter anbelangt, so sollten diese in ihrem Querschnitt etwa dem der zu beschleuni genden Wurfkörper entsprechen oder eher etwas geringer gehalten werden (z. B. Kupferflachdraht 2,5 × 20 mm, 3 oder 4 Windungen). Die Abmessungen der schleifenförmigen Enden sollten möglichst gering sein (Größenordnung 5% . . . 10% der "Nutzlänge").As for the dimensions of the outgoing and return conductors, so should their cross section accelerate to that of the corresponding throwing body or rather a little lower are held (e.g. copper flat wire 2.5 × 20 mm, 3 or 4 Turns). The dimensions of the looped ends should be as small as possible (order of magnitude 5%... 10% of the "Usable length").

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die beiden Teilab schnitte 1.2 und 1.3 beidseitig über spulenförmig ausgebildete Verbindungsbereiche bzw. -schleifen 6 elektrisch miteinander verbunden. Die spulenförmige Ausbildung der Verbindungs bereiche bzw. -schleifen 6 bewirkt, daß in diesem Bereich die den Beschleunigungskräften entgegenwirkenden, auf die Biege steifigkeit des verwendeten Drahtes zurückgehenden Gegenkräfte gering bleiben.In the exemplary embodiment in FIG. 1, the two sections 1.2 and 1.3 are electrically connected to one another on both sides via coil-shaped connecting areas or loops 6. The coil-shaped design of the connection areas or loops 6 has the effect that in this area the counteracting acceleration forces, due to the bending stiffness of the wire used, counteracting forces remain low.

Die Teilabschnitte 1.2, 1.3 sollten möglichst so geformt sein, daß sie ohne Luftspalt nur durch die Isolation 4 getrennt auf einanderliegen. Der Wurfkörper 3 sollte ebenfalls möglichst gleichförmig mit der Leiterschleife bzw. dem obersten Teilab schnitt 1.3 in Kontakt sein. In dem Fall, daß sämtliche Teile geradlinig ausgebildet sind, sollten sämtliche Teile plan parallel übereinander liegen. Jedenfalls ist es zu bevorzugen, wenn sich sämtliche Teile 1.2, 1.3 und 3 aneinander schmiegen. The sections 1.2 , 1.3 should be shaped as possible that they are separated from each other only by the insulation 4 without an air gap. The throwing body 3 should also be as uniform as possible with the conductor loop or the uppermost section 1.3 in contact. In the event that all parts are straight, all parts should lie flat and parallel on top of each other. In any case, it is preferable if all parts 1.2 , 1.3 and 3 nestle against each other.

Der Beschleuniger ist im unteren Teil von Fig. 1 im Quer schnitt zu sehen. Gleichzeitig sind geeignete Querschnitts formen des Wurfkörpers 3 dargestellt. Neben einer einfachen Rechteckform sind trapezförmige, kreisförmige oder anderweitig gerundete oder kantige Querschnittsformen geeignet.The accelerator can be seen in cross section in the lower part of FIG. 1. At the same time, suitable cross-sectional shapes of the throwing body 3 are shown. In addition to a simple rectangular shape, trapezoidal, circular or otherwise rounded or angular cross-sectional shapes are suitable.

Der Übersichtlichkeit wegen sind in den Fig. 1 bis 3 jeweils nur einzelne Leiterschleifen 1 mit einem Hin- und einem Rück leiter, nämlich den beiden Teilabschnitten bzw. Schleifen wirkbereichen 1.2 und 1.3, eingezeichnet. Dem Verwendungszweck angepaßt können hierfür natürlich auch mehrwindige Spulen systeme aus flachem Draht eingesetzt werden.For the sake of clarity, only individual conductor loops 1 with a forward and a return conductor, namely the two partial sections or loops, effective areas 1.2 and 1.3 , are shown in FIGS . 1 to 3. Adapted to the intended use, multi-wind coil systems made of flat wire can of course also be used for this purpose.

Wie bereits zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erwähnt, sollen die Enden der Leiterschleife 1 bzw. der Spule, falls mehrere Windungen von Leiterschleifen 1 übereinanderliegen, mechanisch möglichst nachgiebig ausgelegt werden, weshalb im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bereits zwei relativ große, kreisrunde Drahtführungen für die Verbindungsbereiche 6 vor geschlagen wurden. Aus elektrotechnischer Sicht ist diese Maßnahme jedoch weniger sinnvoll, da derartig geformte Schlei fen nicht zu vernachlässigende Induktivitäten im Vergleich zu den parallel verlaufenden Teilabschnitten 1.2 und 1.3 dar stellen. Hierdurch würde ein großer Teil der zugeführten Ener gie in den Magnetfeldern dieser Induktivitäten gespeichert werden, die ihrerseits zum Beschleunigungsvorgang nicht we sentlich beitragen würde.As already mentioned for the exemplary embodiment according to FIG. 1, the ends of the conductor loop 1 or the coil, if several turns of conductor loops 1 lie one above the other, should be designed to be mechanically as flexible as possible, which is why in the exemplary embodiment according to FIG. 1 two relatively large circular wire guides for the connection areas 6 were struck before. From an electrotechnical point of view, however, this measure is less sensible, since such shaped loops represent inductivities that are not negligible in comparison to the parallel sections 1.2 and 1.3 . As a result, a large part of the energy supplied would be stored in the magnetic fields of these inductors, which in turn would not significantly contribute to the acceleration process.

Diesem Problem wird mit einer besonderen Formgebung der Ver bindungsschleifen begegnet, wie sie in den Fig. 2a, 2b und 3 dargestellt sind. In den Ausführungsbeispielen dieser Figuren sind die Verbindungsbereiche 6 doppellagig mit einer zwischen den beiden Lagen angeordneten Isolierschicht 4 gefaltet. Jede Verbindungsschleife nimmt dadurch nur eine minimale Quer schnittsfläche ein, so daß die Parasitärinduktivitäten gering sind. Darüberhinaus können diese Verbindungsbereiche einen Beitrag zum Bewegungsimpuls bzw. zur Beschleunigung des Wurf körpers 3 liefern.This problem is countered with a special shape of the connection loops, as shown in FIGS. 2a, 2b and 3. In the exemplary embodiments of these figures, the connection regions 6 are folded in two layers with an insulating layer 4 arranged between the two layers. Each connection loop takes up only a minimal cross-sectional area, so that the parasitic inductances are low. In addition, these connection areas can make a contribution to the movement impulse or to the acceleration of the throwing body 3 .

Zur Veranschaulichung des Aufweitens der Leiterschleife 1 während des Beschleunigungsvorganges ist in der Fig. 2a die Beschleunigungsvorrichtung im Ruhezustand zur Zeit t = 0 und in der Fig. 2b zu einem etwas späteren Zeitpunkt t < 0 darge stellt. Im Ausführungsbeispiel wird nur der Wurfkörper 2 lateral zu seiner Längsachse in Richtung des Geschwindigkeits vektors V beschleunigt.To illustrate the widening of the conductor loop 1 during the acceleration process, the acceleration device in the idle state at time t = 0 is shown in FIG. 2a and t <0 in FIG. 2b at a somewhat later time. In the exemplary embodiment, only the throwing body 2 is accelerated laterally to its longitudinal axis in the direction of the speed vector V.

Während nach dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 2 die Enden der Teilabschnitte 1.2 und 1.3 über zwei gefaltete Ver bindungsbereiche miteinander verbunden sind und die Stromein speisung 5 symmetrisch zu den beiden Schleifenwirkbereichen 1.2 und 1.3 in der Mitte des Beschleunigers in einer Aus nehmung des Reaktionskörpers 2 aufgenommen ist, zeigt Fig. 3 eine entsprechende Ausführung mit dreischleifigen Enden, um auf diese Weise den mechanischen Widerstand, der gegen die auseinandertreibenden Beschleunigungskräfte wirkt, weiter zu vermindern. Außerdem ist in Fig. 3 eine zum Beispiel nach Fig. 2 alternative asymmetrische Anordnung der Stromeinspeisung 5 nahe an einem Ende 6 der Teilabschnitte 1.2 und 1.3 darge stellt.While the ends of the subsections 1.2 and 1.3 are connected to one another via two folded connecting regions according to the exemplary embodiment according to FIG. 2, and the current supply 5 is added symmetrically to the two loop active regions 1.2 and 1.3 in the center of the accelerator in an recess from the reaction body 2 , Fig. 3 shows a corresponding embodiment with dreischleifigen ends, to further reduce in this way the mechanical resistance acting against the driving apart acceleration forces. In addition, an alternative asymmetrical arrangement of the current feed 5 close to one end 6 of the sections 1.2 and 1.3 is shown in FIG. 3, for example according to FIG. 2.

In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 3 weist je weils eine der gefalteten Verbindungsbereiche bzw. -schleifen 6 an den beiden Enden der Teilabschnitte 1.2 und 1.3 in Rich tung des Wurfkörpers 3, und ein anderer Verbindungsbereich weist in Richtung der Abstütz- bzw. Abstoßeinrichtung 2. Der Wurfkörper 3 und die Abstützeinrichtung 2 sind an ihren außer halb der Teilabschnitte 1.2 und 1.3 liegenden, diesen beiden Verbindungsbereiche 6 zugewandten Stirnflächen abgeschrägt, um eine Auflage für den betreffenden Verbindungsbereich zu bil den. Die derart angeordneten Verbindungsbereiche bzw. -schlei fen können die Führungsstabilität des Wurfkörpers 3 beim Beschleunigungsvorgang erhöhen.In the exemplary embodiments according to FIGS . 2 and 3 each one of the folded connection areas or loops 6 has at the two ends of the subsections 1.2 and 1.3 in the direction of the throwing body 3 , and another connection area points in the direction of the support or Repulsion device 2 . The throwing body 3 and the supporting device 2 are beveled on their end faces lying outside of the sections 1.2 and 1.3 and facing these two connecting areas 6 in order to form a support for the relevant connecting area. The connection areas or loops thus arranged can increase the guidance stability of the throwing body 3 during the acceleration process.

Claims

1. device for accelerating a preferably rod-shaped projectile,

a) with at least one conductor loop ( 1 ) to which an electrical current can be applied,
b) with at least one support device ( 2 ) for supporting at least a part (1.2.) of the conductor loop in at least the direction opposite to the acceleration direction (V),
c) with current connections ( 5 ) for the conductor loop ( 1 ), characterized in that
d) the conductor loop ( 1 ) has at least two partial sections ( 1.2 , 1.3 ) lying one above the other, which are flowed through by the applied current in opposite directions, which are oriented essentially perpendicular to the direction of acceleration (V),
e) the sections ( 1.2 , 1.3 ) in the acceleration direction (V) have a smaller extent than in a predeterminable direction (B) substantially perpendicular to the plane spanned by the current direction (L) and the acceleration direction (V) , the greatest extent being present in the current direction (L).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the foremost section in the acceleration direction (V) ( 1.3 ) is designed such that the body to be accelerated ( 3 ) can be deposited thereon.

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the partial sections ( 1.2 , 1.3 ) are formed as wide or flat strips, wires, sheets, strands or the like, the longitudinal extension direction (L) is aligned in the current direction, wherein the width (B) of the subsections ( 1.2 , 1.3 ) is oriented in the determinable direction (B).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one preferably thin insulating layer ( 4 ) is provided at least between successive partial sections ( 1.2 , 1.3 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the conductor loop ( 1 ) or the partial sections ( 1.2 , 1.3 ) are insulated from the support device ( 2 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that between superposed or consecutive sections ( 1.2 , 1.3 ) at the end regions of the sections ( 1.2 , 1.3 ) connecting connection areas ( 6 ) are provided, which a movement Allow at least one of the sections ( 1.2 , 1.3 ) in the direction of acceleration (V) of the throwing body ( 3 ), are preferably flexible, the thin insulating layer ( 4 ) preferably extending into the connecting areas.

7. The device according to claim 6, characterized in that the connecting regions ( 6 ) are designed as curved and / or folded regions which, under the action of a force in the acceleration direction (V) of the body ( 3 ) allow movement and preferably in the Acceleration direction (V) become longer.

8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the connecting areas ( 6 ) are loop-like curved or folded.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the Teilab sections ( 1.2 , 1.3 ), preferably the lowest in the acceleration direction (V) or rearmost, in particular divided into two sub-sections, on which the power connections are provided are.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the conductor loop ( 1 ) has a plurality, for example 3 to 10 or more superimposed sections ( 1.2 , 1.3 ).

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the power connections ( 5 ) on the conductor loop ( 1 ) are provided symmetrically or asymmetrically.

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the conductor loop ( 1 ) is at least partially surrounded by a sheath of a ferro- or antiferromagnetic material to cut the magnetic flux to the area between the Teilab ( 1.2 , 1.3 ) to concentrate.

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the partial sections ( 1.2 , 1.3 ) or the conductor loop ( 1 ) is at least partially rectilinear and / or partially curved.

14. The device according to any one of the preceding claims, characterized in that a plurality of substantially parallel arranged side by side, can also be set in parallel under current. Conductor loops ( 1.2 ) are provided, the throwing body ( 3 ) preferably having a network-like or lattice-like structure.

15. The apparatus according to claim 14, characterized in that the mesh size of the throwing structure structure substantially the distance between the parallel adjacent conductors grinding ( 1 ) or the sub-sections ( 1.2 , 1.3 ) corresponds.

16. The device according to one of claims 14 or 15, characterized in that the longitudinal webs of the tow structure, which are parallel to the parallel conductor loops ( 1 ) or partial sections ( 1.2 , 1.3 ), contain more mass than those connecting these longitudinal webs Crossbars.

17. The device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least two identically or differently dimensioned conductor loops ( 1 ) or their subsections ( 1.2 , 1.3 ) are arranged next to one another in parallel or in parallel in the same direction in the direction of acceleration and at the same time or with a time offset electric current or with different currents can be applied, wherein one of the currents can be zero.

18. The apparatus according to claim 17, characterized in that the throwing body ( 3 ) one or more conductor loops ( 1 ) or their subsections ( 1.2 , 1.3 ) can be at least partially covered or arranged.

19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of conductor loops ( 1 ) or their subsections ( 1.2 , 1.3 ) are arranged in such a way to form a predetermined throwing body ( 3 ) that the throwing body ( 3 ) in the direction of acceleration (V) a torque can be applied in order to set the throwing body ( 3 ) to self-rotate.

20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the projectile is the same has shaped mass distribution or wedge-shaped or Rod-shaped with a local mass accumulation is.

21. The device according to any one of claims 1 to 14 or 20, characterized in that the mass of the support device ( 2 ) and the mass of the throwing body ( 3 ) are Chen Chen wesentli or exactly the same size, so that both when the device is actuated are accelerable.

22. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that two conductor loops or their subsection ( 1.2 , 1.3 ) are arranged with respect to one another in such a way that their directions of acceleration are directed towards one another or are oriented in opposite directions.

23. The device according to claim 22, characterized in that the conductor loops ( 1 ) or their subsections ( 1.2 , 1.3 ) are supported on a common support device ( 2 ).

24. The device according to claim 22, characterized in that the conductor loops ( 1 ) or their subsections ( 1.2 , 1.3 ) can be supported on opposite support devices and act on a common throwing body or body ( 3 ) arranged between them.

25. The device according to any one of claims 1 to 14 or 19 to 24, characterized in that the forwardmost section in section ( 1.3 ) of the throwing body ( 3 ) or body ( 3 ).

26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that as the material for the conductor loop ( 1 ) or its subsections ( 1.2 , 1.3 ) and / or connecting areas ( 6 ) lacquer-insulated copper, copper alloys, in particular from a copper beryllium Alloy, or tungsten-silver or tungsten-copper alloys are used.

27. Device according to one of the preceding claims, characterized in that aluminum or aluminum alloys are used as the material for the conductor loop or conductor loops or their subsections ( 1.2 , 1.3 ), in particular that the subsections ( 1.2 , 1.3 ) are made by grinding aluminum or aluminum alloys are trained.

28. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least in the magnetic effective range of the conductor loop ( 1 ) located parts of the support device ( 2 ) and preferably also the Wurfkör pers ( 3 ) are ferromagnetic, in particular have layered transformer plate.

29. Protection device for defense against threat bodies such as Projectiles and the like, the protection device especially on a threat side of armor is provided, characterized by the training according to one of claims 1 to 23 or 25 to 28.

30. The device according to claim 29, characterized by several arranged side by side, individually or together actuatable devices according to one of claims 1 to 23.

31. Protection device according to claim 29 or 30, further characterized by

a) a detection device for detecting a threat body,
b) an evaluation and control unit connected to the detection unit for triggering a throwing process suitable for countering the threat or several coordinated throwing processes.

32. propulsion, in particular propulsion of a spacecraft, characterized by the use of a device according to one of claims 1 to 23 or 25 to 28.

33. Drive device for dynamic material testing characterized by the use of a pre Direction according to one of claims 1 to 28.