ITSA960024A1 - Dispositivo di lancio di missili, razzi, proiettili e simili mediante propulsione magnetica. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

" Dispositivo di lancio di missili, razzi, proiettili e simili mediante propulsione magnetica"

Descrizione

Oggetto della presente invenzione é un apparato propulsivo elettromagnetico capace di imprimere a proiettili, missili , razzi e simili una spinta di lancio regolabile.

E’ descritto nella domanda di brevetto N. SA96A20 a nome dello stesso richiedente le proprietà di un apparato propulsivo elettromagnetico costituito da uno o più solenoidi disposti in serie o in parallelo, e una barretta di ferro dolce o altro materiale idoneo, in posizione coassiale e decentrata rispetto al solenoide e utilizzata come il pistone di un motore termico tradizionale, collegabile ad una biella ; agente su un albero motore di qualsiasi sistema di locomozione aerea, marittima o terrestre, o anche per applicazioni di movimentazione indus riale.

Il limite dell'attuale tecnologia di lancio di proiettili a propulsione chimica é che per ottenere delle elevate prestazioni in termini di velocità di uscita dalla bocca da fuoco (ad esempio superiori ai 2500 m/s ), è necessario prevedere una maggiore energia totale in camera combustione e una conseguente accurata programmazione del rilascio di questa energia, in modo da mantenere alte le pressioni lungo la canna senza aumentare eccessivamente la pressione massima in camera di scoppio. Si richiedono comunque valori molto alti del rapporto tra la massa del propellente e quella del proiettile, ma questo comporta non pochi problemi, a cominciare dalla necessità di accettare comunque delle pressioni in camera di combustione assai elevate.

Il principio di propulsione elettromagnetico descri to nella mia domanda di brevetto N. SA96A20 offre la possibilità di aggirare tutte queste difficoltà e di ottenere il risultato voluto con dei profili di accellerazione quasi uniformi e a richiesta.

Un problema legato alla attuale tecnologia di propulsione dei proiettili è l'elevata rumorosità e la scia di polveri e gas che si origina in fase di lancio, problema di notevole importanza ai fini mi itari.

Un altro problema comune alla maggior parte delle armi e in particolare quelle da sparo, è quello dell'impossibilità di utilizzarle a scopi di difesa senza che queste offendano in modo letale. Non esiste cioè un arma che dosi preventivamente e a comando, la forza propulsiva da imprimere al proiettile a seconda della distanza e della natura del bersaglio .

Un ulteriore problema specialmente nel caso dei missili e dei razzi vettori è diminuire le dimensioni e i pesi senza diminuire la gittata o la capacità di carico.

Scopo della presente invenzione è quello di ottenere a richiesta e in modo controllato una più elevata energia cinetica alla bocca della canna da fuoco di una pistola, di un fucile o di un cannone in modo da aumentare la letalità dell'arma e più in generalela suA effieienza complessiva, o viceversa rendere il proiettile capace di danni molto limitati e non letali per cose o persone.

Altro scopo è quello di provvedere le rampe , di lancio verticali o inclinate, o catapulte, di un sistema di spinta elettromagnetico, secondo la presente invenzione, per aumentare la gittata e/o diminuire le dimensioni e i pesi di missili, razzi o aviogetti in fase di lancio.

Altro scopo della presente invenzione é quello di realizzare cannoni semplici in cui non vi sia alcun contatto meccanico tra il proietto e le pareti interne della canna in modo che le parti siano sottoposte ad un usura praticamente trascurabile, con i conseguenti vantaggi in termini di durata e affidabilità.

Ulteriore scopo della presente invenzione é quello di realizzare un sistema di lancio completamente silenzioso.

Gli scopi ed i vantaggi sopra esposti vengono raggiunti da un sistema modulare di generatori di campo elettromagnetico, nella fattispecie solenoidi, in cui ogni modulo è costituito da un avvolgimento, o da una lunga serie di spire o di anelli di materiale conduttore percorsi da una corrente adeguata; da un sistema telemetrico e jdi puntamento laser in grado di fornire dati e informazioni sul bersaglio quali la distanza e la direzione; da un calcolatore associato ad un display per la elaborazione e la presentazione dei dati del sistema di puntamento; da un dispositivo o sistema di immissione degli impulsi di corrente, capace di parcellizzare la corrente da un solenoide al successivo, al momento esatto, mentre il proiettile si muove lungo la canna e nel contempo di un regolatore di energia con il quale l’operatore può decidere

accellerazione, da conferire al proietto; da un sistema di generazione di energia; da un sistema di accumulo di energia (specialmente nelle armi portatili).

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di forme di esecuzione ed 'applicazioni , preferite ma non esclusive, secondo la presente invenzione, fatta qui di seguito anche con con riferimento ai disegni allegati, forniti a solo scopo illustrativo e non limitativo , nei quali:

la fig. 1 mostra schematicamente il campo magnetico che si genera in un solenoide al passaggio della corrente elettrica. .

La fig. 2 mostra in vista prospettica il principio di funzionamento del cannone elettromagnetico secondo la presente invenzione.

La fig. 3 mostra una vista laterale del principioj di funzionamento del cannone elettromagnetico in cui è visibile il proiettile in movimento tra due solenoidi.

Nelle figure si è indicato con (1) i solenoidi, con (2) il proiettile, con (3) il campo magnetico, con (4) i terminali dell'avvolgirnento dei solenoidi. FUNZIONAMENTO

Premesso che il campo magnetico generato all'interno di un solenoide avente N spire, attraversato da una corrente I e avente lunghezza L direttamente proporzionale al numero di spire N e all'intensità' corrente I ma e’ inversamente proporzionale alla sua lunghezza L , e a parità’ di intensità’ di corrente e di numero di spire il campo magnetico generato all’interno del solenoide, e quindi la forza di attrazione che un solenoide esercita su un nucleo decentrato rispetto al suo ass e centraLe e' inversamente proporzionale alla lunghezza del solenoide stesso, si può aumentare la corsa (e/o la potenza di spinta o trazione) di un qualsiasi oggetto cilindrico di metallo magnetizzabile disponendo alcuni solenoidi in serie uno dietro l'altro, con soluzione di continuità del foro centrale. L' oggetto di metallo sara' in posizione arretrata rispetto al primo solenoide, per cui al passaggio della corrente essa sarà attratto verso la sua posizione di equilibrio. Prima di raggiungerla, il primo solenoide verrà disattivato, ed attivato il secondo.

L'oggetto metallico magnetizzabile proseguirà la sua corsa verso la sua posizione di equilibrio col secondo solenoide, ma prima che questo avvenga, sarà disattivato il secondo solenoide e attivato il terzo e così via. E' anche possibile attivare il secondo solenoide prima di disattivare il primo, aumentando la forza di trazione sull'oggetto metallico magnetizzabile e quindi l'accellerazione .

Si potrà far compiere all'oggetto metallico una jcorsa lunga quanto si vuole, e conferire ad esso una velocità grandissima, in base alle applicazioni.

Descriveremo il metodo di parcellizzazione dei !tempi di applicazione della corrente da un solenoide al successivo, in una batteria di solenoidi disposti in serie, uno dietro l'altro, con soluzione ) di continuità del foro centrale, mentre un proietto o altro bolide si muove assialmente entro di essi, in questo caso il proietto viene situato primieramente in posizione assiale ed arretrata rispetto al primo solenoide della batteria di solenoidi, quindi dando corrente al primo solenoide si ottiene, per un tempo brevissimo, un campo magnetico che conferirà una spinta al proietto proporzionale alla intensità del campò magnetico generato; quando il centro del nucleo misurato tra le sue due estremità sarà in prossimità del centro del primo solenoide, sarà interrotta l'erogazione della corrente in questo, ed attivato il secondo solenoide, pertanto il proietto continuerà la sua corsa e sarà espulso con forza dal primo solenoide e sarà catturato dal campo magnetico generato dal secondo solenoide e qui riceverà un ulteriore spinta; orbene quando questi sarà in prossimità del centro del secondo solenoide, derogazione di corrente verrà sospesa anche in questo, ed attivata nel successivo solenoide, per cui il proietto riceverà un ulteriore spinta, e così di seguito.

L'attivazione del successivo solenoide rispetto al precedente può avvenire anche prima che il proietto è giunto nei pressi della sua posizione di equilibrio col primo solenoide della batteria.

Il tempo che impiegherà il proietto a raggiungere la posizione nella quale la corrente dovrà essere interrotta· verrà determinato primieramente e automaticamente col calcolo mediante computer conoscendo i dati della lunghezza del solenoide nonché la forza del campo magnetico generato, oppure verrà determinato automaticamente mediante sensori che "vedranno" il proietto in movimento e daranno il consenso all’erogazione della corrente al momento ! esatto, oppure ancor verrà determinato dallo stesso proietto in movimento che attiverà sequenza i solenoidi in batteria.

L’applicazione ai sistemi di lancio di proietti, razzi o velivoli comporta l'integrazione di una serie di moduli quali: una batteria di generatori di campo elettromagnetico, nella fattispecie solenoidi, in cui ogni modulo è costituito da un avvolgimento, o da una lunga serie di spire o di anelli di materiale conduttore percorsi da una corrente adeguata; da un dispositivo o sistema di immissione degli impulsi di corrente, capace di parcellizzare la corrente da un solenoide al successivo, al momento esatto, mentre il proiettile si muove lungo la canna, e nel contempo di un regolatore di energia con il quale l'operatore può decidere il grado di spinta e di accellerazione da conferire al proietto; da un sistema telemetrico e di puntamento laser in grado di fornire dati e informazioni sul bersaglio quali la distanza e la direzione; da un calcolatore associato ad un display per la elaborazione e la presentazione dei dati del sistema di puntamento; da un sistema di generazione di energia; da un sistema di accumulo di energia (specialmente nelle armi portatili).

APPLICAZIONI

Esaminando più da vicino le varie applicazioni possibili è da dire che per quanto attiene alla velocità e alla precisione [del proietto espulso, verranno applicate le moderne tecnologie in uso per le canne delle armi da fuoco scegliendo tra le tre opzioni seguenti :

a) applicazione di una comune canna di cannone, fucile o pistola, al termine della batteria di solenoidi;

b) costruzione della batteria di solenoidi forgiando il foro di alloggiamento del proietto in base alla tecnologia delle canne delle armi; c) soluzione mista, che adotta una combinazione delle due precedenti soluzioni.

L'utilizzo di un sistema laser per telemetria e puntamento è preferito ad altri a microonde o ultrasuoni, se non altro perché il raggio laser può essere visibile e inoltre applicato a un arma a spinta elettromagnetica questa avrà la possibilità di autoregolare la spinta del proietto e quindi determinare il grado di letalità del proietto anche in funzione del bersaglio. Infatti il sistema di puntamento laser avviserà l'operatore, con un segnale sonoro o un segnale luminoso, l'acquisizione del bersaglio e visualizzerà la sua distanza, nel contèmpo darà all'arma elettromagnetica il consenso ad attivare una scarica di energia inferiore a quella realmente necessaria a raggiungere il bersaglio alla massima velocità, al fine di non danneggiarlo, o al contrario disporrebbe l’arma elettromagnetica sulla potenza massima di scarica. Si ha quindi la possibilità di regolare a priori o automaticamente l'arma elettromagnetica sulle due possibilità: difesa o offesa con il vantaggio, ad esempio, di rendere di pubblica vendita sistemi non offensivi, mentre avocare ai militari e alle forze di polizia armi ad azione duplice, anche offensiva, per motivi di ordine pubblico e di difesa nazionale.

Il dispositivo descritto oggetto della presente invenzione accellera qualsiasi cosa in ferro dolce o altro materiale magnetizzabile, purché passi dal foro centrale del solenoide. Per questa caratteristica é palese che tale sistema potrebbe essere utilizzato anche per movimentare molti altri dispositivi anche quelli che già posseggono un sistema proprio di spinta, sempre con notevole guadagno in termini di economia e aumento di gittata. Un esempio è dato da un missile che pur disponendo di un proprio sistema di propulsione potrebbe essere lanciato mediante rampa di lancio costruita con una batteria di solenoidi in sequenza . Αl vertice della parabola balistica, quindi aH'esaurimento della spinta impartita dalla rampa di solenoidi, metterebbe in funzione il suo sistema di spinta aumentando così la sua gittata, risparmiando sulle dimensioni e sul peso del missile stesso. Senza trascurare gli importanti vantaggi, da un punto di vista militare, che il missile non sarebbe rilevabile dai sensori a funzionamento IR fino al momento dell'accensione del suo sistema autonomo di spinta.

Di grande importanza è anche l'applicazione nelle torri di lancio delle navette spaziali e in particolare per i futuri spazioplani a decollo aerodinamico, mediante lunghe rampe inclinate elettromagnetiche, secondo la presente invenzione, che accellerebbero detti spazioplani sino alla velocità di funzionamento degli statoreattori. In ambedue i casi si risparmierebbe combustibile da portare in volo,! masse strutturali per contenerlo, i problemi legati alla sicurezza nella caduta di serbatoi supplementari vuoti o razzi booster, e la possibilità di riutilizzo della rampa di lancio, in tempi brevi.

L'alimentazione elettrica per il funzionamento del sistema di spinta magnetico sarà fornita da un generatore elettrico di qualsiasi tipo sufficiente ad erogare l'energia necessaria, il cui ordine di grandezza, ad esempio per un cannone, saranno dell’ordine delle 100.000 Ampere con voltaggi di migliaia di volts., nonché di un sistema di parcellizzazione del tempo di erogazione di tale energia mediante l impulsi, comprendente dei compulsatori o altre macchine.

Come si vede l'applicazione della propulsione magnetica secondo il' sistema oggetto della presente invenzione ai sistemi di lancio di proietti e razzi offre grande versatilità di soluzioni e applicazioni essendo possibile sopperire ad ogni esigenza con estrema efficienza .

Sebbene siano state descritte delle , particolari soluzioni e applicazioni della presente invenzione, numerose e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo, sono possibili. Inoltre tutti i particolari sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti: in pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze.

Claims (5)

1. Rivendicazioni 1) Metodo di parcellizzazione dei tempi di applicazioni della corrente da un solenoide al successivo, in una batteria di solenoidi disposti in serie, uno dietro l'altro, con soluzione di continuità del oro centrale, mentre il proietto o altro bolide si muove entro di essi, caratterizzato dal fatto che il proietto viene situato primieramente in posizione assiale ed arretrata rispetto al primo solenoide della batteria di solenoidi, quindi dando corrente al primo solenoide si ottiene, per un tempo brevissimo, un campo magnetico che conferirà una spinta al proietto proporzionale alla intensità del campo magnetico generato; quando il centro del proietto misurato tra le sue due estremità, del materiale magnetizzabile, sarà in prossimità del centro del primo solenoide, sarà interrotta l'erogazione della corrente in questo, ed attivato il secondo solenoide, pertanto il proietto continuerà la sua corsa e sarà espulso con forza dal primo solenoide e sarà catturato dal campo magnetico generato dal secondo solenoide e qui riceverà un ulteriore spinta, orbene quando questi sarà in prossimità del centro del secondo solenoide, 1 erogazione di corrente verrà sospesa anche in questo, ed attivata nel successivo solenoide, per cui il proietto riceverà un ulteriore spinta, e così di seguito.
2. 2) Metodo di parcellizzazione dei tempi di applicazione della corrente da un solenoide al successivo, in una batteria di solenoidi disposti in serie, uno dietro l'altro, con soluzione di continuità del foro centrale, mentre il proietto o altro bolide si muove entro di essi, caratterizzato dal fatto che l’attivazione del successivo solenoide rispetto al precedente può avvenire anche prima che il proietto è giunto nei pressi della sua posizione di equilibrio col primo solenoide della batteria.
3. 3) Metodo di parcellizzazione dei tempi di applicazione della corrente da un solenoide al successivo, in una batteria di solenoidi disposti in serie, uno dietro l'altro, con soluzione di continuità del foro centrale, mentre il proietto o altro bolide si muove entro di essi, come a rivendicazione 1) e 2) caratterizzato dal fatto che il tempo che impiegherà il proietto a raggiungere la posizione nella quale la corrente dovrà essere interrotta verrà determinato primieramente e automaticamente col calcolo mediante computer conoscendo i dati della lunghezza del solenoide nonché la forza del campo magnetico generato.
4. 4) Metodo di parcellizzazione dei tempi di applicazione della corrente da un solenoide al successivo, in una batteria di solenoidi disposti in serie, uno dietro l'altro, con soluzione di continuità del foro centrale, mentre il proietto o altro bolide si muove entro di essi, come a rivendicazione 1) e 2) caratterizzato dal fatto che il tempo che impiegherà il proietto a raggiungere la posizione nella quale la corrente dovrà essere interrotta verrà determinato automaticamente mediante sensori che "vedranno" il proietto in movimento e daranno il consenso all’erogazione della corrente al momento esatto.
5. 5) Metodo di parcellizzazione dei tempi di applicazione della corrente da un solenoide al successivo, in una batteria di solenoidi disposti in serie, uno dietro l'altro, con soluzione di continuità del foro centrale, mentre il proietto o altro bolide si muove entro di essi, come a rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto che il tempo che impiegherà il proietto raggiungere la posizione nella quale la corrente dovrà essere interrotta verrà determinato dallo stesso proietto in movimento che attiverà in sequenza i solenoidi in batteria. 8) Sistema di spinta elettromagnetico, modulare, composto da: generatori di campo elettromagnetico, nella fattispecie solenoidi, in cui ogni modulo è costituito da un avvolgimento, o Ida una lunga serie spire o di anelli di materiale conduttore percorsi da una corrente adeguata; da un dispositivo o sistema di immissione degli impulsi di corrente, capace di parcellizzare la corrente : da un solenoide al successivo, al momento esatto, di un regolatore di energia con il quale l'operatore può decidere il grado di spinta e di accellerazione, da conferire ; da un calcolatore associato ad un dispay per la elaborazione e la presentazione dei dati del sistema di lancio; da un sistema di generazione di energia; da un sistema di accumulo di energia, applicabile alle rampe di lancio verticali o inclinate, o catapulte, per aumentare la gittata e/o diminuire le dimensioni e i pesi di missili, razzi o aviogetti in fase di lancio.