FR2658281A1

FR2658281A1 - LAUNCHER WITH RAILS FOR THE ELECTROMAGNETIC ACCELERATION OF PROJECTILES OF AN EXTENDED FORM.

Info

Publication number: FR2658281A1
Application number: FR9101044A
Authority: FR
Inventors: Peter Dr Hilmar; Wegner Dr Volker; Jamet Dr Francis
Original assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Current assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1991-01-30
Publication date: 1991-08-16
Anticipated expiration: 2011-01-30
Also published as: DE4002786C2; DE4002786A1; FR2658281B1

Abstract

Le lanceur à rails comporte deux rails parallèles (32, 34; 52, 54), une source de courant (44) pour l'alimentation des rails et une armature conductrice destinée à fixer le projectile (42) dans le lanceur. Il comprend deux étages (30, 50) disposés axialement l'un derrière l'autre. Les rails de chaque étage (32, 34; 52, 54) sont reliés entre eux et la polarité de la source de courant change d'un étage à l'étage suivant. La longueur du projectile (42) est adaptée à la longueur des étages de façon à s'étendre sur les deux étages et les deux armatures prévues sont séparées axialement l'une de l'autre d'une distance telle que l'une des armatures soit en contact avec l'un des étages et que l'autre armature soit en contact avec l'étage suivant; le projectile est constitué, au moins sur sa face extérieure, d'un matériau conducteur. Ainsi, l'amenée du courant est améliorée, et le projectile est soumis à une force accrue.The rail launcher has two parallel rails (32, 34; 52, 54), a current source (44) for supplying the rails and a conductive frame for securing the projectile (42) in the launcher. It comprises two stages (30, 50) arranged axially one behind the other. The rails of each stage (32, 34; 52, 54) are interconnected and the polarity of the current source changes from one stage to the next stage. The length of the projectile (42) is adapted to the length of the stages so as to extend over the two stages and the two frames provided are axially separated from each other by a distance such that one of the frames either in contact with one of the stages and that the other reinforcement is in contact with the following stage; the projectile is made, at least on its outer face, of a conductive material. Thus, the current delivery is improved, and the projectile is subjected to an increased force.

Description

La présente invention concerne un lanceur à rails destiné à l'accélérationThe present invention relates to a launcher with rails for acceleration

électromagnétique d'un projectile, comprenant au moins deux rails parallèles entre eux, au moins une source de courant pour l'alimentation en courant des rails et au moins une armature disposée de façon à être en contact avec les rails, réalisée en un matériau conducteur et destinée à assurer la fixation du projectile dans le lanceur à rails. Un accélérateur électromagnétique à rails a déjà été proposé dans le brevet allemand 376 391 Le schéma de principe de la figure l montre que dans le cas de tels lanceurs à rails, un projectile 14 qui est constitué d'un matériau conducteur est disposé entre les deux rails parallèles entre eux 10, 12, qui sont également des conducteurs électriques Lorsqu'une source de courant (non représentée) envoie un courant I à travers les deux rails 10, 12, le champ magnétique B induit autour des rails donne naissance à une force F qui accélère le projectile Tandis que le rendement des propulseurs à poudre diminue fortement dans le cas de vitesses élevées, le rendement d'un accélérateur électromagnétique à rails atteint un maximum aux vitesses élevées La force F qui accélère le projectile 14 dans la figure 1 s'exprime par l'équation electromagnetic device comprising at least two rails parallel to one another, at least one current source for supplying power to the rails and at least one armature arranged in contact with the rails, made of a conductive material and intended to secure the attachment of the projectile in the launcher rails. An electromagnetic rail accelerator has already been proposed in German Patent 376,391. The block diagram of FIG. 1 shows that in the case of such rail launchers, a projectile 14 which is made of a conductive material is disposed between the two. parallel rails 10, 12, which are also electrical conductors When a current source (not shown) sends a current I through the two rails 10, 12, the magnetic field B induced around the rails gives rise to a force F which accelerates the projectile While the efficiency of the powder thrusters decreases sharply in the case of high speeds, the efficiency of a rail electromagnetic accelerator reaches a maximum at high speeds The force F which accelerates the projectile 14 in FIG. 'expresses by the equation

F =B I 1 ( 1)F = B I 1 (1)

o B est le champ magnétique, I est l'intensité du courant et 1 (Cf figure 1) est la distance qui sépare les rails 10, 12 La force F peut également être exprimée par l'équation o B is the magnetic field, I is the intensity of the current and 1 (see figure 1) is the distance between the rails 10, 12 The force F can also be expressed by the equation

F = 0,5 L' I 2 ( 2)F = 0.5 I 2 (2)

o L' est la variation de l'inductance des rails en fonction de la longueur dans le sens de l'axe L'ordre de grandeur de L' est relativement indépendant de la o Is the variation of the inductance of the rails as a function of the length in the direction of the axis The order of magnitude of L 'is relatively independent of the

distance 1 et se situe entre 0,35 et 0,45 p H/m. distance 1 and is between 0.35 and 0.45 p H / m.

Dans le cas de projectiles non-conducteurs, une armature à plasma ou une armature métallique est disposée comme pont de courant au culot du projectile C'est ainsi que le projectile est poussé vers l'avant dans le lanceur à rails. Pour renforcer l'accélération d'un tel lanceur électromagnétique à rails, un lanceur à rails appelé "lanceur à rails renforcé" ("augmented railgun") a déjà être proposé (C G Homann et al, IEEE Transactions on Magnetics, MAG-22, NO 6, 1527 ( 1986)) qui comporte des spires supplémentaires alimentées par une source de courant supplémentaire Ces spires renforcent le champ magnétique B et par conséquent la force résultante conformément à l'équation ( 1) Il est vrai qu'un tel lanceur à rails renforcé est relativement complexe du point de vue réalisation Le flux de force relativement important envoyé dans le système de fixation mécanique est relativement compliqué et les pertes ohmiques augmentent Pour réduire les pertes ohmiques, un montage appelé "montage DES" ("distributed energy supply") a déjà été proposé pour les lanceurs à rails habituels et les lanceurs à rails renforcés, c'est-àdire que le courant est introduit dans le système en plusieurs endroits par l'intermédiaire de plusieurs amenées de courant (C H. In the case of non-conductive projectiles, a plasma reinforcement or a metal armature is arranged as a current bridge at the base of the projectile Thus, the projectile is pushed forward in the launcher. To enhance the acceleration of such a rail electromagnetic launcher, a rail launcher called "augmented railgun" has already been proposed (CG Homann et al, IEEE Transactions on Magnetics, MAG-22, No. 6,1527 (1986)) which comprises additional turns supplied by an additional current source. These turns reinforce the magnetic field B and consequently the resultant force in accordance with equation (1). It is true that such a launcher reinforced rails is relatively complex from the point of view of realization The relatively large force flow sent into the mechanical fastening system is relatively complicated and the ohmic losses increase To reduce the ohmic losses, an assembly called "assembly of the" ("distributed energy supply" ) has already been proposed for conventional rail launchers and reinforced rail launchers, ie the current is introduced into the system in several stages. roits through several current leads (C H.

Haigt, M M Tower, IEEE Transactions on Magnetics, MAG- Haigt, M Tower, IEEE Transactions on Magnetics, MAG-

22, NO 6, 1499 ( 1986)).22, No. 6, 1499 (1986)).

Des projectiles de forme allongée (projectiles- Projectiles of elongated shape (projectiles-

barreaux), dont la longueur est supérieure d'un facteur à 50 environ au diamètre du projectile, posent des problèmes particuliers Cette situation est représentée schématiquement dans la figure 2 Un lanceur à rails comporte deux rails parallèles entre eux 16, 18, et un projectile-barreau 22 est fixé entre les deux rails 16, 18 par l'intermédiaire d'une armature conductrice 20 Le trajet de courant I dans le lanceur à rails représenté dans la figure 2 est indiqué à l'aide de flèches correspondantes Dans le cas présent, il s'est avéré que le courant I se concentre de préférence du côté du champ magnétique intense B Une telle répartition du courant n'est pas souhaitable En outre, pour obtenir un guidage fiable du projectile-barreau, il est indiqué de réaliser une répartition uniforme de la force au périmètre du projectile Une telle répartition ne pourra être obtenue qu'à l'aide de mesures de construction compliquées et de bars), whose length is greater by a factor of about 50 to the diameter of the projectile, pose particular problems This situation is shown schematically in Figure 2 A launcher rails has two rails parallel to each other 16, 18, and a projectile -Barreau 22 is fixed between the two rails 16, 18 by means of a conductive reinforcement 20 The current path I in the launcher shown in Figure 2 is indicated with the help of corresponding arrows In this case it has been found that the current I is preferably concentrated on the side of the intense magnetic field B Such a distribution of the current is undesirable In addition, in order to obtain reliable guidance of the projectile-bar, it is advisable to carry out a uniform distribution of force at the perimeter of the projectile Such a distribution can be obtained only by means of complicated construction measures and

matériaux spécifiques.specific materials.

La présente invention a pour but de réaliser un lanceur à rails pour l'accélération électromagnétique d'un projectile de forme allongée, qui comporte une amenée améliorée du courant et de la force dans le projectile. Selon l'invention, ce but est atteint par un lanceur électromagnétique à rail comprenant deux ou plusieurs étages séparés les uns des autres et disposés les uns derrière les autres suivant le sens de l'axe du lanceur à rails, les rails de chaque étage étant reliés entre eux afin d'obtenir un flux de courant parallèle à travers les rails; la polarité de la source de courant change d'un étage à l'étage suivant; la longueur du projectile est adaptée à la longueur des étages de telle sorte que le projectile s'étende au moins d'un étage jusqu'à l'étage suivant; au moins deux armatures sont prévues qui sont séparées l'une de l'autre dans le sens de l'axe d'une distance telle que l'une des armatures soit en contact avec l'un des étages et que l'autre des armatures soit en contact avec l'étage suivant, et le projectile est constitué, au moins sur sa face It is an object of the present invention to provide a rail launcher for the electromagnetic acceleration of an elongated projectile, which includes improved delivery of current and force into the projectile. According to the invention, this object is achieved by an electromagnetic rail launcher comprising two or more stages separated from one another and arranged one behind the other in the direction of the axis of the launcher with rails, the rails of each stage being interconnected to provide parallel current flow through the rails; the polarity of the current source changes from one stage to the next; the length of the projectile is adapted to the length of the stages so that the projectile extends from at least one stage to the next stage; at least two armatures are provided which are separated from each other in the direction of the axis by a distance such that one of the armatures is in contact with one of the stages and the other of the armatures in contact with the next stage, and the projectile is constituted, at least on its face

extérieure, en un matériau conducteur. exterior, in a conductive material.

Grâce aux deux armatures d'un projectile, l'introduction de la force dans le projectile se fait de façon particulièrement uniforme En outre, le lanceur électromagnétique à rails conforme à la présente invention présente des pertes ohmiques sensiblement réduites La surface de contact entre les rails et les armatures est relativement grande de sorte que les pertes se trouvent de ce fait davantage réduites et que le Thanks to the two frames of a projectile, the introduction of the force into the projectile is particularly uniform. In addition, the electromagnetic launcher with rails according to the present invention has substantially reduced ohmic losses. The contact surface between the rails and the reinforcement is relatively large so the losses are thereby further reduced and the

guidage du projectile se trouve amélioré. projectile guidance is improved.

Pour la connexion des rails d'un étage, au moins une bague formant courtcircuit est avantageusement prévue Chaque étage comporte avantageusement à ses For connecting the rails of a stage, at least one short-circuit ring is advantageously provided.

extrémités axiales des bagues formant court-circuit. axial ends of the rings forming a short circuit.

C'est ainsi que le branchement en parallèle des rails et par conséquent un flux de courant parallèle sont obtenus, une des bagues formant courtcircuit présentant en outre l'avantage de permettre de brancher en parallèle de façon simple un nombre en principe quelconque de rails d'un étage. Le lanceur électromagnétique à rails peut comporter deux rails par étage; de préférence, plus de deux rails sont cependant prévus, en particulier 4 ou 6, qui sont toujours répartis de façon symétrique sur le périmètre d'un étage Au fur et à mesure que le nombre de rails augmente, la diminution radiale du champ magnétique s'accroit de l'extérieur vers l'intérieur, ou, en d'autres termes, un nombre croissant de rails d'un étage conduit à une concentration renforcée du champ magnétique à proximité des rails C'est ainsi que l'on peut obtenir une adaptation avantageuse du diamètre du projectile au Thus, the parallel connection of the rails and consequently a parallel current flow are obtained, one of the short-circuiting rings having the further advantage of allowing a simple number of principle rails to be connected in parallel in a simple manner. 'a floor. The electromagnetic launcher with rails may comprise two rails per floor; preferably, more than two rails are however provided, in particular 4 or 6, which are always distributed symmetrically on the perimeter of a stage As the number of rails increases, the radial decrease of the magnetic field increases from the outside to the inside, or, in other words, a growing number of one-storey rails leads to a reinforced concentration of the magnetic field near the rails This is how one can get an advantageous adaptation of the diameter of the projectile to the

diamètre intérieur (calibre) du lanceur à rails. inner diameter (gauge) of the launcher.

Conformément à l'invention, le flux de courant passe des rails d'un étage à l'une des armatures, parcourt ensuite le projectile, traverse la deuxième armature et passe aux rails de l'étage suivant Pour cette raison, il est nécessaire -comme indiqué que le projectile soit conducteur au moins sur sa face extérieure Une telle condition semble de prime abord désavantageuse, notamment en vue du libre choix du matériau du projectile, mais elle ne l'est pas en y regardant de plus près En effet, dans le cas d'un lanceur électromagnétique à rails, le courant monte et atteint son maximum typiquement dans un laps de temps de l'ordre de 0,1 à 1 ms Pour des conducteurs électriques de bonne qualité, la profondeur de pénétration du courant est alors de 1 à 2 mm environ Dans le cas de projectiles According to the invention, the flow of current passes from one-storey rails to one of the armatures, then travels the projectile, passes through the second armature and passes to the rails of the next stage. For this reason, it is necessary - as indicated that the projectile is conductive at least on its outer face Such a condition seems at first disadvantageous, especially in view of the free choice of the material of the projectile, but it is not at a closer look at it Indeed, in In the case of an electromagnetic rail launcher, the current rises and reaches its maximum typically in a period of time of the order of 0.1 to 1 ms For good quality electrical conductors, the depth of penetration of the current is then from 1 to 2 mm in the case of projectiles

réalisés essentiellement (au noyau) en un matériau non- made essentially (in the core) of non-

conducteur ou en un matériau faiblement conducteur, il est donc suffisant d'enrober la face extérieure du noyau d'un matériau conducteur présentant une épaisseur d'environ 1 à 2 mm Il est cependant évident que le projectile peut être constitué complètement d'un matériau conducteur. Il est possible d'obtenir des avantages particuliers avec un matériau tel qu'un pseudo-alliage de cuivre et de tungstène Dans le cas o ce pseudoalliage présente à peu près 80 % de la conductivité du cuivre pur, l'enveloppe du projectile peut avoir une épaisseur de l'ordre de 1 à 2 mm Du fait des vitesses de 2000 à 4000 m/s susceptibles d'être atteintes par le projectile (vitesses terminales) tiré par le lanceur électromagnétique à rails conforme à la présente invention, le projectile est soumis durant la phase en vol libre à une forte sollicitation thermique, et l'enrobage du projectile à l'aide d'un pseudo-alliage de cuivre et de tungstène présente l'avantage supplémentaire que la face extérieure du cuivre s'évapore durant la phase en vol libre sous l'effet de la sollicitation thermique tout en refroidissant le projectile de sorte conductive material, it is therefore sufficient to coat the outer face of the core with a conductive material having a thickness of about 1 to 2 mm It is however obvious that the projectile can be made completely of a material driver. It is possible to obtain particular advantages with a material such as a pseudo-alloy of copper and tungsten In the case where this pseudoalloy has about 80% of the conductivity of pure copper, the shell of the projectile can have a thickness of the order of 1 to 2 mm Because of the speeds of 2000 to 4000 m / s likely to be achieved by the projectile (terminal speeds) pulled by the electromagnetic launcher rails according to the present invention, the projectile is during the free flight phase at high thermal loading, and the coating of the projectile with a copper-tungsten pseudo-alloy has the additional advantage that the outer surface of the copper evaporates during phase in free flight under the effect of thermal stress while cooling the projectile so

que la forme de celui-ci ne se dégrade pas. that the shape of it does not degrade.

Il est d'autre part possible d'utiliser le matériau précité de telle sorte que le projectile soit réalisé essentiellement en ce matériau En effet, la masse volumique de ce matériau est de l'ordre de 16 000 kg/m 3 et correspond donc à peu près à celle des It is also possible to use the aforementioned material so that the projectile is made essentially of this material. Indeed, the density of this material is of the order of 16 000 kg / m 3 and therefore corresponds to roughly to that of

pénétrateurs en alliage lourd.heavy alloy penetrators.

Notamment dans le cas de projectiles de forme très allongée, plus de deux armatures sont de préférence à prévoir pour le projectile de telle sorte qu'au moins deux armatures soient en contact avec un étage C'est ainsi que de courts trajets du courant sont obtenus dans les étages et dans le projectile-barreau Ce moyen permet en outre de réduire la résistance dans les armatures et dans le projectile, résistance qui conduirait du reste à un échauffement correspondant sous l'effet du courant In the case of projectiles of very elongated shape, more than two reinforcements are preferably to be provided for the projectile so that at least two reinforcements are in contact with a stage. Thus short currents of the current are obtained. This means also makes it possible to reduce the resistance in the armatures and in the projectile, which resistance would lead to a corresponding heating under the effect of the current.

intense.intense.

Des projectiles de forme très allongée sont de préférence accélérés par un lanceur à rails à plusieurs Very elongated projectiles are preferably accelerated by a multi-rail launcher

étages, qui comprend trois étages ou plus. floors, which includes three floors or more.

Au moins dans un étage du lanceur à rails, de préférence dans le premier étage, une source de courant supplémentaire est avantageusement prévue pour une alimentation supplémentaire en courant Tandis que dans le cas du lanceur renforcé à rails cité plus haut, outre la source de courant supplémentaire, un enroulement d'électro-aimant supplémentaire est nécessaire, le lanceur à rails conforme à la présente invention, est caractérisé en ce que le flux de courant engendré par la source de courant supplémentaire s'établit à travers le rail lui-même ou des rails eux-mêmes; c'est pourquoi la structure de l'ensemble est particulièrement simple Une source de courant supplémentaire peut être prévue non seulement pour un étage, mais encore pour plusieurs étages ou même pour tous les étages du lanceur At least in one stage of the rail launcher, preferably in the first stage, an additional power source is advantageously provided for an additional power supply while in the case of the above-mentioned reinforced rail launcher, in addition to the power source. In addition, an additional electromagnet winding is required, the rail launcher according to the present invention is characterized in that the current flow generated by the additional current source is established through the rail itself or rails themselves; this is why the structure of the assembly is particularly simple An additional power source can be provided not only for one floor, but also for several floors or even for all stages of the launcher

électromagnétique à rails.electromagnetic rail.

Deux étages successifs du lanceur à rails sont chaque fois de préférence disposés, l'un décalé par rapport à l'autre, autour de l'axe longitudinal commun de telle sorte que les rails de l'un des deux étages ne soient pas en alignement précis sur les rails de l'autre étage Il s'ensuit que dans les étages successifs, les armatures conçues de préférence de telle sorte qu'elles forment des couronnes conductrices qui entourent le projectile, n'entrent pas au même endroit de leur périmètre extérieur en contact avec les rails, mais en différents endroits La sollicitation thermique des armatures se trouve ainsi réduite et le contact entre les Two successive stages of the launcher are each preferably arranged, one offset with respect to the other, around the common longitudinal axis so that the rails of one of the two stages are not in alignment. precise on the rails of the other floor It follows that in successive stages, the frames preferably designed so that they form conductive rings that surround the projectile, do not enter the same place of their outer perimeter in contact with the rails, but in different places The thermal stress of the reinforcement is thus reduced and the contact between the

rails et les armatures est amélioré. rails and frames is improved.

Il est clair que tous les étages du lanceur à rails peuvent comprendre le même nombre de rails Suivant une autre version avantageuse de la présente invention, au moins un étage comporte un nombre de rails qui diffère de celui des autres étages; il est même possible It is clear that all stages of the launcher can include the same number of rails. According to another advantageous version of the present invention, at least one stage has a number of rails which differs from that of the other stages; it is even possible

d'équiper tous les étages d'un nombre différent de rails. to equip all floors with a different number of rails.

C'est ainsi que le guidage et l'accélération du This is how guiding and accelerating the

projectile peuvent être optimisés davantage. projectile can be further optimized.

Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail à l'aide de dessins représentant des exemples d'exécution qui font ressortir d'autres In the following, the invention is explained in more detail with the aid of drawings showing exemplary embodiments which show other

avantages et d'autres caractéristiques. advantages and other features.

Ces dessins montrent: figure 1, une représentation schématique d'un lanceur à rails selon l'état actuel de la technique; figure 2, un autre lanceur à rails selon l'état actuel de la technique pour l'accélération d'un projectile de forme allongée; figure 3, une vue en coupe d'une première version d'exécution d'un lanceur à rails à deux étages conforme à la présente invention; figure 4, trois versions d'exécution d'un étage d'un lanceur à rails conforme à la présente invention, comportant respectivement 2, 4 et 6 rails; figure 5, une représentation schématique d'un lanceur à rails à cinq étages conforme à la présente invention; et figure 6, une vue en coupe d'une autre version d'exécution d'un lanceur à rails à deux étages conforme à la présente invention, comportant plus de deux These drawings show: FIG. 1, a schematic representation of a launcher with rails according to the current state of the art; Figure 2, another launcher according to the current state of the art for the acceleration of an elongated projectile; Figure 3 is a sectional view of a first embodiment of a two-stage rail launcher according to the present invention; Figure 4, three versions of execution of a stage of a launcher rail according to the present invention, respectively comprising 2, 4 and 6 rails; Figure 5 is a schematic representation of a five-stage rail launcher in accordance with the present invention; and FIG. 6 is a sectional view of another embodiment of a two-stage rail launcher according to the present invention, having more than two

armatures pour un projectile.frames for a projectile.

Les figures 1 et 2 relatives à l'état actuel de Figures 1 and 2 relating to the current state of

la technique ont déjà été commentées plus haut. the technique have already been commented on above.

A l'aide d'une représentation schématique fortement simplifiée pour faciliter la compréhension de la présente invention, la figure 3 montre un lanceur électromagnétique à rails à deux étages conforme à la présente invention, qui comprend un premier étage 30 et un deuxième étage 50; les deux étages 30, 50, sont With the aid of a greatly simplified schematic representation to facilitate the understanding of the present invention, FIG. 3 shows a two-stage rail electromagnetic launcher according to the present invention, which comprises a first stage 30 and a second stage 50; the two floors 30, 50, are

séparés l'un de l'autre.separated from each other.

Le premier étage 30 du lanceur à rails comprend un rail 32 et un rail 34, et ces deux rails sont reliés entre eux et par conséquent branchés en parallèle par l'intermédiaire de bagues formant court-circuit 36, 38, The first stage 30 of the rail launcher comprises a rail 32 and a rail 34, and these two rails are interconnected and therefore connected in parallel by means of short-circuit rings 36, 38,

disposées aux extrémités axiales de l'étage 30. arranged at the axial ends of the stage 30.

Le deuxième étage 50 est monté de façon identique et comprend donc deux rails 52, 54, qui sont reliés entre eux par l'intermédiaire de bagues formant The second stage 50 is mounted identically and therefore comprises two rails 52, 54, which are interconnected by means of rings forming

court-circuit 56, 58.short circuit 56, 58.

Un projectile de forme allongée 42 est équipé à son culot d'une armature circulaire 40 et à son extrémité avant d'une armature circulaire identique 60 Une source de courant 44 représentée schématiquement (banc de condensateurs) est connectée par l'un de ses deux pôles An elongate projectile 42 is equipped at its base with a circular armature 40 and at its front end with an identical circular armature 60. A current source 44 shown schematically (capacitor bank) is connected by one of its two poles

au premier étage 30 et par l'autre pôle à l'étage 50. on the first floor 30 and the other pole on the floor 50.

Après la mise en circuit du courant I, celui-ci parcourt le lanceur à rails aux deux étages 30, 50, dans le sens indiqué par les flèches Le courant arrive d'abord dans le rail 54, passe via la bague formant courtcircuit 56 dans l'autre rail 52, circule ensuite dans l'armature 60 et arrive dans le projectile 56 Le courant continue à se propager à travers le projectile 42 (vers la gauche dans la figure 3), arrive dans l'armature arrière 40, passe dans les rails 32, 34 et dans la bague formant court-circuit 36 et revient finalement à la source de courant 44 Le flux de courant dans le projectile 42 et la forte composante azimutale du champ magnétique donnent naissance à des forces orientées selon l'axe longitudinal du projectile 42, qui centrent le projectile Par l'intermédiaire des deux armatures 40, , on obtient une application bien définie de forces au projectile 42, ce qui permet un guidage particulièrement After switching on the current I, it traverses the launcher rails to two stages 30, 50, in the direction indicated by the arrows The current first arrives in the rail 54, passes via the shortcircuit ring 56 in the other rail 52, then flows in the armature 60 and arrives in the projectile 56 The current continues to propagate through the projectile 42 (to the left in FIG. 3), arrives in the rear armature 40, passes into the rails 32, 34 and in the ring forming a short-circuit 36 and finally returns to the current source 44 The stream of current in the projectile 42 and the strong azimuthal component of the magnetic field give rise to forces oriented along the longitudinal axis of the projectile 42, which center the projectile Through the two frames 40, a well-defined application of forces to the projectile 42 is obtained, which allows particularly precise guidance.

avantageux du projectile.advantage of the projectile.

La figure 4 représente trois différentes versions d'exécution d'un étage du lanceur à rails conforme à la présente invention Un étage 70 équipé de FIG. 4 represents three different versions of execution of a stage of the launcher with rails according to the present invention. A stage 70 equipped with

deux rails 76, 78, et de deux bagues formant court- two rails 76, 78, and two rings forming short

circuit 72, 74, correspond au premier étage 30 et au circuit 72, 74, corresponds to the first stage 30 and

deuxième étage 50 représentés dans la figure 3. second stage 50 shown in FIG.

Un étage 80 est équipé de 4 rails 86, 88, 90 et 92 répartis de façon uniforme sur le périmètre extérieur de l'étage Deux bagues formant courtcircuit 82, 84, disposées aux extrémités de l'étage, assurent le A stage 80 is equipped with 4 rails 86, 88, 90 and 92 uniformly distributed on the outer perimeter of the stage. Two shortcircuit rings 82, 84, arranged at the ends of the stage, provide the

branchement en parallèle des quatre rails précités. parallel connection of the four rails mentioned above.

Dans le cas d'un étage 100, 6 rails 106, 108, , 112, 114 et 116 sont prévus et disposés de façon uniforme sur le périmètre de l'étage Comme dans le cas précédent, le branchement en parallèle des rails s'effectue par l'intermédiaire de deux bagues formant court-circuit 102, 104, disposées aux extrémités de In the case of a stage 100, 6 rails 106, 108, 112, 114 and 116 are provided and arranged uniformly on the perimeter of the stage As in the previous case, the parallel connection of the rails is carried out through two short-circuit rings 102, 104, arranged at the ends of

l'étage 100.the floor 100.

Bien entendu, le nombre de rails n'est pas limité aux exemples représentés dans la figure 4 et fondés sur l'utilisation de 2, 4 ou 6 rails Il est en principe possible de prévoir un nombre quelconque de Of course, the number of rails is not limited to the examples shown in Figure 4 and based on the use of 2, 4 or 6 rails It is in principle possible to provide any number of

rails pour un étage.rails for one floor.

La figure 5 montre une autre version d'exécution d'un lanceur électromagnétique à rails Figure 5 shows another version of execution of an electromagnetic launcher with rails

conforme à la présente invention, qui comprend 5 étages. according to the present invention, which comprises 5 stages.

Dans le cas présent, chaque étage est équipé de deux rails, mais il convient de noter qu'un seul étage, plusieurs étages ou tous les étages peuvent être munis d'un nombre différent de rails, comme c'est le cas, par exemple, pour les étages 80 ou 100 représentés dans la In this case, each floor is equipped with two rails, but it should be noted that a single floor, several floors or all floors can be provided with a different number of rails, as is the case, for example , for the stages 80 or 100 represented in the

figure 4.figure 4.

Les cinq étages séparés du lanceur électromagnétique à rails représenté dans la figure 5 sont numérotés par les chiffres de référence 120, 140, , 180 et 200 Le premier étage 120 comporte deux bagues formant courtcircuit 122, 124, et deux rails 126, 128 Pour le renforcement du champ magnétique de cet étage, une source de courant supplémentaire 132 est prévue qui peut être reliée à l'étage 120 par l'intermédiaire d'un commutateur 134 Comme mentionné au début, un enroulement d'électro-aimant supplémentaire n'est pas nécessaire Une source de courant 130 est prévue entre le premier étage 120 et le deuxième étage 140. Le deuxième étage 140 est monté de façon identique et comprend deux bagues formant courtcircuit 142, 144, deux rails 146, 148, une source de courant supplémentaire 152 et un commutateur 154 pour cette source de courant supplémentaire Une source de courant est placée entre le deuxième étage 140 et le The five separate stages of the electromagnetic launcher shown in FIG. 5 are numbered by reference numerals 120, 140, 180 and 200. The first stage 120 comprises two short circuit rings 122, 124 and two rails 126, 128. the magnetic field of this stage is enhanced, an additional current source 132 is provided which can be connected to the stage 120 via a switch 134 As mentioned at the beginning, an additional electromagnet winding is not necessary A current source 130 is provided between the first stage 120 and the second stage 140. The second stage 140 is mounted identically and comprises two short circuit rings 142, 144, two rails 146, 148, an additional current source 152 and a switch 154 for this additional power source A current source is placed between the second stage 140 and the

troisième étage 160.third floor 160.

Le troisième étage est monté de façon analogue et comporte deux bagues formant court-circuit 162, 164, deux rails 166, 168, une source de courant supplémentaire 172 et un commutateur 174 Une source de courant 170 est prévue entre le troisième étage 160 et le quatrième étage The third stage is analogously mounted and comprises two short circuit rings 162, 164, two rails 166, 168, an additional current source 172 and a switch 174. A current source 170 is provided between the third stage 160 and the second stage 160. fourth floor

180.180.

Le quatrième étage 180 correspond aux autres étages et comporte deux bagues formant court-circuit 182, 184, deux rails 186, 188, une source de courant supplémentaire 192 et un commutateur 194 Une source de courant 190 est branchée entre le quatrième étage 180 et The fourth stage 180 corresponds to the other stages and comprises two short-circuit rings 182, 184, two rails 186, 188, an additional current source 192 and a switch 194. A current source 190 is connected between the fourth stage 180 and

le cinquième étage 200.the fifth floor 200.

il Le cinquième étage 200 est équipé de deux bagues formant court-circuit 202, 204, de deux rails 206, 208, d'une source de courant supplémentaire 212 et d'un The fifth stage 200 is equipped with two short circuit rings 202, 204, two rails 206, 208, an additional current source 212 and a

commutateur 214.switch 214.

A l'aide des deux résistances Rt et R 2 représentées dans la figure 5, il est montré comment le lanceur à rails avec son système d'alimentation en Using the two resistors Rt and R 2 shown in FIG. 5, it is shown how the rail launcher with its feed system

courant est relié à la masse.current is connected to the ground.

La figure 6 montre deux étages d'un lanceur électromagnétique à rails conforme à la présente invention, avec un projectile comportant plus de deux armatures. Le premier étage 220 représenté dans la figure 6 comprend deux rails 226, 228, qui sont branchés en parallèle à leurs extrémités à travers les bagues formant court-circuit 222, 224 Le deuxième étage 250 est monté de façon analogue et est équipé par conséquent de deux rails 256, 258, reliés entre eux par l'intermédiaire de FIG. 6 shows two stages of an electromagnetic launcher with rails according to the present invention, with a projectile comprising more than two armatures. The first stage 220 shown in FIG. 6 comprises two rails 226, 228, which are connected in parallel at their ends through the short-circuiting rings 222, 224. The second stage 250 is likewise mounted and is therefore equipped with two rails 256, 258 connected to each other via

bagues formant court-circuit 252, 254. rings forming a short circuit 252, 254.

Une source de courant 230 est reliée par l'un de ses deux pôles au premier étage 220 et par l'autre pôle au deuxième étage 250 Le premier étage 220 est en outre muni d'une source de courant supplémentaire 232 qui A current source 230 is connected by one of its two poles to the first stage 220 and the other pole to the second stage 250. The first stage 220 is furthermore provided with an additional current source 232 which

est connectée au rail 226.is connected to the rail 226.

Le projectile 234 disposé suivant l'axe longitudinal du lanceur à rails, est équipé de 5 armatures circulaires 236, 238, 240, 242 et 244 Des flèches indiquent la direction du flux de courant qui apparaît dans le dispositif représenté dans la figure 6, l'alimentation en courant étant assurée par la source de courant 230 Des flèches formés de petits traits indiquent la direction du flux de courant supplémentaire engendré par la source de courant supplémentaire 232 dans The projectile 234 disposed along the longitudinal axis of the rail launcher is equipped with circular armatures 236, 238, 240, 242 and 244. Arrows indicate the direction of the current flow which appears in the device shown in FIG. Power supply being provided by the power source 230 Arrows formed of small dashes indicate the direction of the additional current flow generated by the additional power source 232 in

le premier étage 220.the first floor 220.

La présente invention n'est pas limitée aux versions d'exécution représentées dans les figures C'est ainsi qu'il est notamment possible de combiner dans une très large mesure les caractéristiques des différentes versions d'exécution représentées comme, par exemple, le nombre d'étages, le nombre d'armatures d'un projectile, le nombre de rails d'un étage, et ainsi de suite. The present invention is not limited to the versions of execution represented in the figures. It is thus possible in particular to combine to a very large extent the characteristics of the different versions of execution represented as, for example, the number the number of frames of a projectile, the number of rails of a floor, and so on.

Claims

1 launcher for the electromagnetic acceleration of a projectile, comprising: at least two rails parallel to one another, at least one current source for supplying power to the rails, at least one armature disposed so as to be in contact with the rails, made of a conductive material and intended to fix the projectile in the launcher with rails, characterized in that the launcher with rails is equipped with two stages (30, 50) or more than two stages, the stages 30, 50) are arranged one behind the other in the direction of the axis of the launcher, the rails (32, 34; 52, 54) of each stage (30, 50) are interconnected to to obtain a parallel current conduction through the rails, the polarity of the current source (44) changes from one stage to the next stage, the length of the projectile (42) is adapted to the length of the stages (30). , 50) such that the projectile (42) extends at least one shelf e (30) to the next stage (50), at least two reinforcements (40, 60) are provided which are separated from each other in the axial direction by a distance such that one of the armatures (40) is in contact with one of the stages (30) and the other of the armatures (60) is in contact with the next stage (50), and the projectile (42) is constituted, at least

on its outer face, a conductive material.

2 Roller launcher according to claim

1, characterized in that at least one ring forming

circuit (36) is provided for connecting the rails (32,

34) of a stage (30).

3 Launcher rails according to claim 2, characterized in that the stage (30) comprises at its axial ends two shortcircuit rings (36, 38). 4 Roller launcher in accordance with one of the

Claims 1 to 3, characterized in that each floor

(80, 100) comprises more than two rails, preferably 4 or 6, symmetrically distributed over the perimeter of

the floor (86-92; 106-116).

Launcher with rails according to one of the

Claims 1 to 4, characterized in that the projectile

has a non-conductive core whose outer face is coated with a conductive material having a thickness of 1

at 2 mm.

6 Roller launcher in accordance with one of the

Claims 1 to 4, characterized in that the projectile

is made substantially of a conductive material.

7 Roller launcher in accordance with one of the

5 or 6, characterized in that the material

is a pseudo-alloy of copper and tungsten.

8 Roller launcher in accordance with one of the

Claims 1 to 7, characterized in that for the

projectile (234), more than two reinforcements (236-244) are set up so that at least two armatures (236, 238, 242, 244) are in contact with a stage

(220; 250).

9 Roller launcher in accordance with one of the

Claims 1 to 8, characterized in that N stages

(120, 140, 160, 180, 200) are provided, where N is a number

integer greater than or equal to three.

Launcher with rails according to one of the

Claims 1 to 9, characterized in that at least for

the first stage (220), an additional power source (232) is provided for the input of a

additional current.

A launcher according to claim 1, characterized in that each stage (120, 140, 160, 180, 200) has an additional power source

(132, 152, 172, 192, 212).

12 Roller launcher in accordance with one of the

Claims 1 to 11, characterized in that two stages

successive ones are each arranged, one offset with respect to the other, around the common longitudinal axis so that the rails of one of the two stages do not

not aligned on the rails of the other floor.

13 Roller launcher in accordance with one of the

Claims 1 to 12, characterized in that at least one

floor includes a number of rails that differs from the number

rails of the other floor or other floors.

Rail launcher according to claim 13, characterized in that all stages comprise a

different number of rails.

15 Roller launcher in accordance with one of the

Claims 1 to 14, characterized in that each of the

frames (40, 60) is designed in such a way that

forms a crown surrounding the projectile (42).