FR2678054A1 - Procede pour accelerer un projectile, et tube accelerateur a effet dynamique pour sa mise en óoeuvre. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un tube accélérateur à effet dynamique comportant un tube d'accélération dans lequel est formée une chambre fermée, remplie d'un mélange de gaz combustible sous pression. Un projectile (4) forme dans le tube un canal à effet dynamique dans lequel peut s'écouler le mélange de gaz pour se consumer derrière la section la plus étroite du canal et accélérer le projectile. Ce projectile (4) est disposé, soit directement derrière la chambre (3), en-dehors de celle-ci, soit à son extrémité arrière et à l'intérieur de celle-ci, et en position fixe par rapport à cette chambre. Lors du lancement, la chambre (3) remplie à une pression appropriée par une quantité de gaz appropriée, est ouverte à son extrémité arrière, et le mélange de gaz qui s'en échappe s'écoule à l'encontre du projectile (4) de telle sorte que soit établie la vitesse relative entre le projectile et le mélange de gaz, nécessaire pour l'amorçage de la phase d'accélération.

Description

PROCEDE POUR ACCELERER UN PROJECTILE, ET TUBE

ACCELERATEUR A EFFET DYNAMIQUE POUR SA MISE EN OEUVRE.

L'invention concerne un procédé pour accélérer un projectile dans un tube qui comporte une chambre fermée remplie d'un mélange de gaz inflammable sous pression, en établissant une vitesse relative entre le projectile qui forme dans le tube un canal à effet dynamique du type tuyère, dans lequel peut s'écouler le mélange de gaz, et le mélange de gaz, et en produisant la combustion du mélange de gaz derrière la section la plus étroite du canal à effet dynamique, le projectile formant un statoréacteur se déplaçant à l'encontre du mélange de gaz L'invention se rapporte également à un tube accélérateur à effet dynamique pour la mise en oeuvre du procédé, comportant un tube d'accélération et un projectile formant dans celui-ci un canal à effet dynamique du type tuyère, qui s'étend en continu de son côté avant jusqu'à son côté arrière, au moins une chambre fermée de chaque côté par une membrane et pouvant être remplie par un mélange de gaz inflammable sous pression, étant formée dans le tube d'accélération, l'ensemble comportant également un logement de support disposé coaxialement au tube d'accélération, le cas échéant derrière la chambre, et destiné à recevoir le projectile

au repos, avant son accélération.

Un tel procédé et un tel tube accélérateur à effet dynamique sont divulgués par la publication "THE

RAM ACCELERATOR: A NEW CHEMICAL METHOD OF ACHIEVING

ULTRAHIGH VELOCITIES" de A Hertzberg, A P Bruckner et D.W Bogdanoff, Aeroballistic Range Association, Québec, Canada, 1986 Le principe de base de ce procédé est le suivant: Entre un tube en position fixe et un projectile sous-calibré le traversant, est formé un interstice annulaire au travers duquel s'écoule un mélange de gaz inflammable présent dans le tube A cette occasion, la vitesse relative entre le projectile et le mélange de gaz est supérieure à la vitesse sonique typique pour ce mélange de gaz Le mélange de gaz qui s'est écoulé à l'arrière du projectile est mis à feu et subit une combustion, et une zone qui se consume et qui accompagne le projectile en vol exerce continuellement une poussée sur le projectile en provoquant ainsi son accélération continuelle. Le tube accélérateur à effet dynamique comprend un tube susceptible d'être rempli par le mélange de gaz et dont l'espace intérieur forme au moins une chambre dont le côté avant et le côté arrière sont fermés chacun par une membrane Cette membrane doit résister à une

pression intérieure élevée dans la chambre.

Le projectile présente pour sa part, des surfaces de guidage en saillie radiale, qui assurent le

guidage centré du projectile dans le tube.

Devant le tube et coaxialement à celui-ci, est disposé un préaccélérateur se présentant sous la forme d'un canon, dans lequel le projectile en combinaison avec un culot propulseur, est amené, par des moyens classiques, à la vitesse nécessaire pour le

fonctionnement du tube à effet dynamique.

Toutefois, avant que le projectile puisse pénétrer dans le tube, son culot propulseur doit tout d'abord être évacué; le pré-accélérateur doit à cette fin se situer à une distance considérable de l'extrémité

arrière du tube.

L'accélérateur connu présente de ce fait une longueur très importante; son utilisation en tant que pièce de canon est exclue ne serait-ce qu'en raison de sa longueur. En outre, les parties du culot propulseur

doivent être interceptées, ce qui est complexe.

Aussi, le but de l'invention consiste-t-il à simplifier le procédé connu, et notamment le tube accélérateur à effet dynamique connu, et à les développer

de sorte qu'il soit possible de s'affranchir d'une pré-

accélération et donc d'un pré-accélérateur.

Conformément à l'invention, ce but est atteint pour un procédé du type de celui mentionné en introduction, par le fait que le projectile est disposé tout au moins approximativement en position fixe dans le tube, que la chambre est ouverte à son extrémité arrière, de sorte que le mélange de gaz qui s'y trouve est contraint de s'échapper du tube vers l'arrière et à cette occasion, de se déplacer relativement au projectile, et que le mélange de gaz est mis à feu derrière la section la plus étroite du canal à effet dynamique, de sorte que le projectile est accéléré par rapport au tube Par ailleurs, il est prévu selon l'invention un tube accélérateur à effet dynamique pour la mise en oeuvre de ce procédé qui comporte un tube d'accélération et un projectile formant dans celui-ci un canal à effet dynamique du type tuyère s'étendant en continu de son côté avant jusqu'à son côté arrière, au moins une chambre fermée de chaque côté par une membrane et pouvant être remplie par un mélange de gaz inflammable, sous pression, étant formée dans le tube d'accélération, l'ensemble comportant également un logement de support disposé coaxialement au tube d'accélération, et destiné à

recevoir le projectile au repos, avant son accélération.

Dans le cas o le logement de support est disposé derrière la chambre, il avoisine directement la chambre ou la chambre située la plus à l'arrière, et il est prévu un dispositif pour détruire la membrane dirigée vers le projectile Dans un autre mode de réalisation, le logement de support est disposé à l'intérieur de la chambre, ou de la chambre située la plus à l'arrière, et à l'extrémité arrière de cette chambre, et il est prévu un dispositif pour ouvrir l'extrémité arrière de cette

chambre, à l'arrière du projectile.

Conformément à l'invention, le projectile est disposé en position fixe dans le tube, et le mélange de gaz fortement comprimé dans la chambre, est contraint de s'échapper de celle-ci Cela permet d'obtenir un écoulement à l'encontre du projectile, tel qu'il n'était

possible jusqu'à présent qu'en lançant le projectile pré-

accéléré dans le mélange de gaz au repos.

Ce concept inventif peut être concrétisé par deux solutions de principe: a) le projectile est disposé derrière la chambre, dans le tube d'accélération La chambre est rendue étanche par rapport au projectile, par une membrane résistant à la pression Lors du lancement, la membrane est perforée ou détruite, de sorte que le mélange de gaz fortement comprimé s'échappe vers

l'arrière en s'écoulant à l'encontre du projectile.

b) le projectile est disposé l'intérieur de la chambre, plongé dans le mélange de gaz fortement comprimé, à l'extrémité arrière de la chambre Lors du lancement, la chambre est ouverte derrière le projectile et le mélange de gaz s'écoulant en direction de l'ouverture, s'écoule à cette occasion à l'encontre du projectile. Dans chacun des cas, une mise à feu spontanée ou forcée a lieu derrière la section la plus étroite du canal à effet dynamique formé par le projectile, et la pression du mélange de gaz détonnant ou se consumant, qui agit sur le projectile, propulse le projectile vers l'avant La quantité et la pression du mélange de gaz doivent ici être choisis de manière à ce que dans le cas a) la vitesse d'écoulement à l'encontre du projectile, et dans le cas b) la vitesse d'écoulement dans la zone arrière du projectile, ne soit pas inférieure à la vitesse du son, spécifique Dans le cas b), l'écoulement à l'encontre du projectile se fait avec une vitesse

relative subsonique.

Pour autant que l'on utilise un projectile, tel qu'il est connu par l'état de la technique précédemment cité, et pour lequel le canal à effet dynamique est formé entre la surface intérieure du tube d'accélération et la surface extérieure du projectile, le projectile ne présente pas d'enveloppe de propulsion, mais s'appuie contre la paroi du tube, au moyen de ses surfaces de guidage, en saillie radiale Aussi, dans le cas a) précédemment cité, la membrane située directement devant le projectile, et dans le cas b), la membrane située directement derrière le projectile, est détruite, de sorte que le mélange de gaz se détend en direction du projectile et s'écoule à cette occasion également autour

du projectile.

Lorsque la chute de pression lors de la détente est suffisante, l'écoulement à l'encontre du projectile

s'effectue de manière supersonique dans le cas a).

Le mélange de gaz qui s'est écoulé autour du projectile est mis à feu le plus tôt possible, dans la zone de l'extrémité arrière du projectile, et exerce ainsi une poussée sur le projectile, tandis que simultanément, la détente du mélange de gaz se poursuit encore; la quantité de gaz présente dans la chambre formée dans le tube, est ici suffisamment importante pour que la détente ne se termine que lorsque le projectile est pour sa part déjà accéléré à une vitesse supérieure à la vitesse du son Au cours de cette accélération, la vitesse relative entre le projectile et le mélange de gaz s'écoulant à son encontre, doit continuellement être supérieure à la vitesse du son typique pour le mélange de

gaz considéré.

Le mélange de gaz est constitué par au moins un combustible, tel que CH 4, C 2 H 2, H 2 et analogue, par un oxydant ( 02), et, le cas échéant, par au moins un gaz d'addition inerte, tel que par exemple He, C 02 et analogue, qui entre autres influence la vitesse du son et

la vitesse de détonation du mélange de gaz ainsi formé.

Le tube ne peut présenter de fermeture fixe derrière le projectile, parce que sinon, le mélange de gaz s'écoulant autour du projectile risquerait de s'accumuler en perturbant rapidement l'écoulement autour du projectile Il est toutefois possible de mettre en place un écran qui régule l'écoulement des gaz brûlés de telle sorte que la vitesse du mélange de gaz s'écoulant à l'encontre du projectile se situe de manière contrôlée au-dessus de la vitesse du son, même dans le cas d'une chute de pression particulièrement importante, en vue d'empêcher ainsi une détente trop rapide et d'assurer que le projectile déjà considérablement accéléré, pour autant qu'il se trouve quant à lui, dans l'absolu, dans le domaine subsonique, rencontre toujours un écoulement de

détente, suffisamment important.

Conformément à une configuration préférée de l'invention, il est toutefois particulièrement avantageux de laisser pratiquement totalement ouverte l'extrémité arrière du logement de support recevant le projectile, ou l'extrémité arrière du tube dans le tronçon arrière duquel est disposé le projectile Le tube accélérateur à effet dynamique ainsi construit fonctionne dans ce cas, sans recul La pression du gaz et la quantité du mélange de gaz se trouvant dans la chambre située devant le

projectile, sont à choisir de manière correspondante.

Conformément à une configuration préférée de l'invention, il est toutefois particulièrement avantageux de disposer entre l'extrémité ouverte du logement de support ou du tube et le culot du projectile, un piston pouvant coulisser, dont la résistance, notamment la masse, opposée au coulissement, empêche une détente trop rapide du mélange de gaz dans la phase de départ de l'accélération du projectile En outre, un tel piston peut assurer des fonctions particulières lors de la mise à feu du projectile, tel que cela sera encore décrit plus

en détail par la suite.

Le piston pourrait être disposé de manière libre derrière le projectile et être chargé séparément de celui-ci, mais, conformément à une configuration préférée de l'invention, il est fixé sur le culot du projectile, de manière à pouvoir être arraché par l'impact des gaz du

mélange de gaz en détente.

Selon une configuration avantageuse de l'invention, le logement de support est disposé dans la partie arrière du tube d'accélération, et le tube d'accélération s'étend de préférence encore au-delà de l'arrière du logement de support Il est ici particulièrement avantageux que le logement de support ou le tube s'étende encore au-delà de l'arrière du piston et ne se termine pas directement derrière le piston, de sorte que celui-ci puisse encore effectuer une course définie dans le logement de support ou le tube, d'une part en agissant à cette occasion sur le déroulement de la détente de manière à moduler celle-ci, et en étant d'autre part en mesure d'exercer des fonctions

auxiliaires décrites plus loin.

Il est possible d'utiliser, à la place du projectile parcouru par l'écoulement du mélange de gaz le long de son côté extérieur, un projectile qui s'applique par son côté extérieur, de manière étanche contre le tube accélérateur à effet dynamique, et qui est traversé en son centre, par un canal à effet dynamique Le mode d'action est le même que pour le projectile décrit dans l'état de la technique mentionné en introduction, et la présente invention englobe également l'utilisation d'un

tel projectile creux.

Dans le cas d'un tel projectile creux à effet dynamique, il est particulièrement avantageux, selon une autre configuration de l'invention, d'utiliser, à la place d'un piston d'obturation à la dimension du calibre, un bouchon d'obturation qui est disposé dans la sortie du

canal à effet dynamique traversant le projectile creux.

Ce bouchon d'obturation peut remplir les mêmes fonctions, décrites dans cette demande, que le piston d'obturation; dans ce but, il est également possible de disposer de manière centrée sur le côté arrière du bouchon d'obturation, un piston d'obturation de configuration relativement légère, et n'agissant qu'en

tant que guidage.

Le bouchon d'obturation peut être maintenu de manière étanche et amovible dans la sortie du canal à effet dynamique, au moyen d'un dispositif de déclenchement L'ensemble du corps du projectile peut par contre être en appui étanche, à l'extrémité du tube accélérateur à effet dynamique, contre le bord intérieur d'un élément de fermeture qui est traversé par une ouverture de dimension presque égale au calibre Dans ce cas, le tube accélérateur à effet dynamique ne nécessite pas de membrane d'étanchéité arrière, mais le corps du projectile muni du bouchon d'obturation, assure lui-même l'étanchéité à l'encontre de la pression du mélange de gaz. Lorsque le système de déclenchement est actionné, le bouchon d'obturation est éjecté, par la pression du mélange de gaz, vers l'arrière, hors de la sortie du canal à effet dynamique, au travers de l'ouverture de l'élément de fermeture, et le mélange de gaz s'écoule vers l'extérieur, au travers du canal à

effet dynamique.

Dans le cas du tube accélérateur à effet dynamique connu, les membranes de la chambre sont conçues de manière à permettre une pression intérieure dans la

chambre, pouvant tout juste atteindre 25 105 Pa.

Dans le cas de l'invention, la limite inférieure possible de la pression se situe déjà approximativement à cette valeur, à savoir aux alentours de 20 105 Pa Mais conformément à l'invention, la chambre et ses membranes sont conçues de manière à pouvoir réaliser une pression intérieure de plus de 100 105 Pa A cet effet, dans le cas de plusieurs chambres successives, seule la chambre située la plus à l'arrière doit pouvoir présenter une telle pression; plus la chambre considérée, d'une suite de chambres successives, est située à proximité de la bouche du tube, et plus faible peut être la pression qui règne dans cette chambre directement avant le lancement. Pour créer la condition nécessaire à l'accélération du projectile, le mélange de gaz fortement comprimé doit être contraint de s'écouler au travers de la membrane la plus proche du projectile Mais cette membrane est pour sa part passablement stable, parce qu'elle doit pouvoir résister à une pression pouvant aller jusqu'à 100 105 Pa, comme cela a été mentionné plus haut Dans l'état de la technique évoqué en introduction, le projectile perfore la membrane, mais dans ce cas il

possède toutefois déjà une vitesse située nettement au-

dessus de la vitesse du son.

Conformément à une configuration préférée de l'invention, un dispositif pour perforer la membrane est formé ou disposé sur l'ogive du projectile; l'avantage particulier d'une telle disposition réside dans le fait que la membrane est perforée de manière centrée, de sorte que l'écoulement à l'encontre du projectile, après la perforation de la membrane, s'effectue de manière uniforme. Conformément à une autre configuration préférée de l'invention, l'ogive du projectile est elle-même réalisée en tant que percuteur, et l'ensemble du projectile forme un corps de percuteur, qui peut être poussé contre la membrane pour effectuer un tir avec le tube accélérateur à effet dynamique, au moyen d'un dispositif à percussion pouvant comporter un ressort de

tension ou un aimant d'accélération.

il Conformément à une variante de configuration de l'invention, il peut toutef ois également être avantageux de perforer ou de détruire la membrane la plus proche du projectile, au moyen d'un dispositif indépendant du projectile; ainsi, il est par exemple possible de fragiliser -localement une membrane en matière plastique thermoplastique, au moyen d'un fil chauffant électrique qui y est noyé; il est toutefois nécessaire de s'assurer que la température de ce fil chauffant ne se rapproche

pas de la température d'ignition du mélange de gaz.

il est ici particulièrement avantageux d'utiliser un dispositif à percuteur qui est sensiblement disposé dans une zone située entre les surfaces de guidage du projectile et ne perturbant pas le mouvement

de celui-ci.

Dans le cas de l'état de la technique mentionné, la mise à feu du mélange de gaz s'effectue par une cartouche à blanc de revolver qui est amorcée par une petite bille fixée au centre de la membrane qui vient percuter l'amorce de la cartouche lorsque le projectile a perforé la membrane Dans le cas du tube accélérateur à effet dynamique conforme à l'invention, il est possible de prévoir un dispositif similaire qui pourrait être

déclenché par l'impact du projectile contre la membrane.

Le cas échéant, il serait également avantageux de propulser vers l'avant contre la membrane, au moyen d'une faible charge propulsive, un percuteur disposé dans l'ogive du projectile, et de prévoir dans le projectile des canaux d'échappement dirigés vers l'arrière, de sorte que les gaz de poudre encore chauds sortant de ces

canaux, pourraient provoquer la mise à feu.

Une configuration préférée de l'invention met toutefois à profit les caractéristiques particulières résidant dans le fait que pour le tube accélérateur à effet dynamique conforme à l'invention, le projectile ne se trouve tout d'abord pas en mouvement lors du lancement, et que derrière ce projectile est disposé, selon une configuration mentionnée plus haut, un piston coulissant, qui de préférence est même fixé sur le projectile de manière à ne pouvoir être séparé du projectile qu'après l'application d'un effort prédéterminé. Conformément à une configuration préférée de l'invention, la surface extérieure du piston dirigée vers le projectile est réalisée de manière à produire la mise à feu du mélange de gaz, qui lors du tir, après la destruction de la membrane, s'écoule avec une vitesse supersonique à l'encontre du projectile, s'écoule autour du corps du projectile et percute ensuite la dite surface

extérieure du piston.

Dans cette optique, il peut être suffisant que le piston présente une surface extérieure polie, s'étendant transversalement à l'axe de l'âme du tube; mais il peut également s'avérer avantageux de façonner d'une autre manière appropriée, la dite surface

extérieure s'étendant transversalement.

Mais il est également possible de prévoir sur la dite surface extérieure un dispositif de mise à feu indépendant, se présentant de préférence sous la forme d'un système de mise à feu pyrotechnique, mais également sous la forme d'un générateur électrique d'étincelles ou analogue La mise à feu du mélange de gaz peut également se faire au moyen de filaments chauffants électriques

disposés dans la zone de l'arrière du projectile.

Comme l'on cherche à obtenir une mise à feu la plus précoce possible, mais que cette mise à feu ne doit avoir lieu que lorsqu'une quantité suffisante de mélange de gaz est disponible derrière le projectile, il est prévu, selon une autre configuration de l'invention, entre le piston et le projectile, un dispositif de déclenchement à retard, qui de préférence et le plus simplement possible, est réalisé sous forme d'un cordon à rupture disposé entre le piston et le projectile, et qui est tendu et finalement arraché pour un espacement déterminé entre le piston et le projectile A ce moment, l'arrachement peut provoquer l'interruption d'un courant électrique de repos, tandis que la tension du cordon à

rupture peut activer un détonateur à friction.

La mise à feu en temps voulu est ainsi assurée

de manière fiable, par des moyens simples.

Selon une caractéristique de l'invention, le tube accélérateur à effet dynamique est de préférence réalisé sous la forme d'une pièce de canon sans recul Le tube accélérateur à effet dynamique conforme à l'invention est en définitive uniquement constitué par un tube d'accélération ouvert à l'avant et à l'arrière, dans l'espace intérieur duquel est formée une chambre, par au moins deux membranes; de préférence l'on dispose de plusieurs chambres Dans la paroi du tube d'accélération sont logées des soupapes pour le remplissage et

l'échappement du mélange de gaz dans la ou les chambres.

La partie arrière forme un logement de support dans lequel est disposé un projectile qui prend par exemple appui, par l'intermédiaire d'un ressort sous tension, sur des broches de cisaillement insérées dans la paroi du tube d'accélération, et qui repose contre un dispositif de déclenchement L'extrémité du tube d'accélération est

obturée par le piston monté sur le culot du projectile.

Cette disposition ne nécessite pas de pré-accélérateur,

ni de dispositif d'éjection d'un culot de propulsion.

Lorsque les chambres sont remplies par le mélange de gaz, à la pression prescrite, le tube accélérateur à effet dynamique ainsi configuré est près

au tir.

Il est évident que de tels tubes accélérateurs à effet dynamique peuvent être mis en oeuvre de diverses manières sur le plan militaire, par exemple sur le support d'armement d'un hélicoptère, et pour la lutte contre des cibles mobiles qui pourront également être combattues au moyen de projectiles non guidés, en raison de la vitesse initiale exceptionnellement élevée que permet d'atteindre un tel tube accélérateur à effet

dynamique, malgré son faible poids propre.

Suivant le type de matériau utilisé pour le tube d'accélération, le tube accélérateur à effet dynamique conforme à l'invention, peut, après le lancement, comme un canon, à nouveau être chargé et

effectuer un nouveau tir.

Le tube accélérateur à effet dynamique conforme à l'invention, peut toutefois également être utilisé en tant qu'accélérateur de laboratoire, pour des essais à vitesse très élevée; ce qui est particulièrement intéressant dans ce cas, c'est le fait qu'il est inutile de prévoir des dispositifs pour évacuer les gaz produits par un pré-accélérateur, comme dans le cas de l'installation connue, et pour intercepter les éclats du

culot propulseur.

L'objet de l'invention va maintenant être décrit plus en détail au regard d'exemples de réalisation représen Més sur les dessins annexés qui montrent: Fig la une coupe longitudinale schématique de la partie arrière d'un tube accélérateur à effet dynamique conforme à l'invention, qui a pour base un premier exemple de réalisation du procédé conforme à l'invention, Fig lb une coupe longitudinale schématique de la partie arrière d'un tube accélérateur à effet dynamique conforme à l'invention, qui a pour base un second exemple de réalisation du procédé conforme à l'invention, Fig 2 une vue d'un projectile pour ce tube accélérateur à effet dynamique, Fig 3 une vue similaire à la figure 2, toutefois peu de temps après le tir, Fig 4 a une coupe longitudinale schématique d'un projectile sous-calibré se trouvant dans le tube accélérateur à effet dynamique, Fig 4 b une coupe longitudinale schématique d'un projectile creux, au calibre, se trouvant dans le tube accélérateur à effet dynamique, Fig 5 une vue d'un dispositif de mise à feu, dans la direction de l'axe de l'âme du tube accélérateur à effet dynamique, et Fig 6 une vue d'un autre dispositif de mise à feu, selon une représentation analogue à celle de la

figure 5.

Sur la figure 1 est montré, en coupe longitudinale, un tube accélérateur à effet dynamique, comprenant un tube d'accélération ( 1) réalisé par l'assemblage de plusieurs tronçons Entre deux tronçons voisins est à chaque fois insérée une membrane ( 2), de telle sorte qu'entre deux membranes ( 2) voisines est à chaque fois formée une chambre ( 3). Le tube accélérateur à effet dynamique montré sur les figures la et lb comporte deux chambres, mais peut toutefois être prolongé de manière appropriée, vers la droite sur le dessin, lorsque l'on doit atteindre une vitesse initiale plus élevée pour le tube accélérateur à

effet dynamique.

Le tronçon de tube d'accélération situé le plus à l'arrière, à gauche sur la figure, forme un logement de support ( 10) qui est aménagé pour recevoir un projectile ( 4) Le logement de support ( 10) et le projectile qui y est logé, se trouvent, dans le cas du mode de réalisation selon la figure la, à l'extérieur de la chambre ( 3), directement derrière la membrane ( 2) située la plus à l'arrière, et dans le cas du mode de réalisation selon la figure lb, à l'intérieur de la chambre ( 3) et directement devant la membrane ( 2) située la plus à l'arrière, en se référant dans chaque cas à la direction de tir, à savoir

la direction d'accélération.

Ce projectile est représenté plus en détail sur les figures 2 et 3, et comporte un corps de projectile pourvu de surfaces de guidage ( 9) Les extrémités extérieures des surfaces de guidage ( 9) sont en léger contact glissant avec la paroi intérieure du tube ( 1) et du logement de support ( 10), et maintiennent le corps du projectile ( 4) selon une orientation coaxiale précise par

rapport au tube d'accélération ( 1).

Au culot du projectile ( 4) du mode de réalisation représenté sur la figure la, est relié, de manière à pouvoir être arraché, un piston ( 6) -qui pour sa part présente une rainure périphérique ( 5 a) dans laquelle est logée une bague de serrage ( 5) qui maintient le projectile ( 4) de manière fixe, dans le logement de support ( 10), lorsqu'il est dans sa position initiale

montrée sur la figure 1.

Entre le piston ( 6) et le culot du projectile, est disposé un cordon à rupture ( 7) (voir figure 3), qui se termine dans une cartouche de mise à feu pyrotechnique ( 8), disposée sur la surface extérieure du piston ( 6) dirigée vers le projectile ( 4), et susceptible d'être déclenchée par le cordon à rupture ( 7), lorsque celui-ci

est tendu.

Lors du lancement, la membrane ( 2) la plus proche du projectile ( 4), est détruite, de sorte que le mélange de gaz se trouvant dans la chambre ( 3) correspondante, peut se détendre à l'encontre du projectile. A cette occasion, le mélange de gaz rencontre le projectile avec une vitessesupersonique, s'écoule autour du corps du projectile, entre les surfaces de guidage ( 9), et heurte, entre celles-ci, la surface du

piston ( 6) dirigée vers le projectile.

Ce piston est arraché du culot du projectile et se déplace vers l'arrière, un embout de prolongation du logement de support ( 10), en saillie vers l'arrière et

visible sur la figure 1, servant de guidage au piston.

Simultanément, les gaz heurtant la surface du piston, s'échauffent, et le cordon à rupture ( 7), qui est fixé par ses extrémités, au dispositif de mise à feu ( 8) sur le piston ( 6) et au culot du projectile, est en même temps allongé Lorsque le cordon à rupture ( 7) est fortement tendu, alors il provoque le déclenchement du dispositif de mise à feu ( 8), et les gaz parvenus à l'arrière du projectile s'enflamment. A présent, le piston ( 6) est expulsé vers l'arrière, hors du logement de support ( 10), toutefois avec une vitesse pas très élevée, et les gaz de combustion peuvent s'écouler sans encombre vers l'arrière, sans engendrer de reflux Simultanément, le projectile ( 4) se met en mouvement sous l'effet de la

pression engendrée par la combustion des gaz.

Comme la pression et la quantité du mélange de gaz dans la chambre ( 3) ont été choisies de manière appropriée, l'écoulement de détente tout autour du projectile ( 4) se poursuit, ce dernier étant de plus en

plus accéléré.

En principe, la vitesse relative entre le projectile ( 4) et le mélange de gaz s'écoulant à son encontre, ne doit jamais tomber en-dessous de la vitesse du son, de sorte que le projectile ( 4), lorsqu'il atteint la membrane ( 2) suivante et qu'il a donc traversé la première chambre ( 3), doit présenter une vitesse déjà

supérieure à la vitesse du son.

Mais il est également possible d'imaginer qu'à l'intérieur de la première chambre, cette vitesse ne soit pas encore atteinte; dans ce cas, la poursuite de l'accélération n'a pas lieu, lorsque la vitesse relative

entre le projectile ( 4) et le mélange de gaz se situe en-

dessous de la vitesse du son, parce que la vitesse de détente chute lorsque la chambre ( 3) est pratiquement vidée. Une mise à feu supplémentaire est avantageuse, par exemple sous la forme d'une charge traçante connue, qui est rapportée sur le culot du projectile et qui a été activée par le cordon à rupture ( 7), lors du tir initial. La charge dont la combustion se poursuit sur le projectile accéléré, assure une mise à feu fiable et rapide, même dans le cas d'un écoulement irrégulier à

l'encontre du projectile.

Sur la figure 4 a est montré un projectile ( 4) sous-calibré, qui conformément au mode de réalisation de la figure lb, n'est pas situé à l'extérieur, mais au contraire à l'intérieur de la chambre ( 3) Celle-ci n'est toutefois pas rendue étanche vers l'arrière, par une membrane ( 2) comme cela est représenté sur la figure lb, mais par un bouchon d'obturation ( 6 '), qui est rapporté de manière amovible à l'extrémité arrière du projectile ( 4), et qui est logé de manière étanche et coulissante dans le tube d'accélération ( 1) Le bouchon d'obturation ( 6 ') s'appuie à l'arrière contre un dispositif de déclenchement ( 15) Par ailleurs, le bouchon d'obturation ( 6 '), peut être muni d'un dispositif de mise à feu ( 7, 8)

tel que celui montré sur la figure 3.

Sur la figure 4 b est montré un projectile creux ( 4 ') qui est essentiellement de forme cylindrique circulaire et qui, par sa surface extérieure, s'applique de manière étanche et coulissante contre la paroi

intérieure du tube d'accélération ( 1).

Le projectile creux ( 4 ')est traversé au centre, par un canal à effet dynamique ( 16) qui agit en tant que tuyère dynamique, et qui peut être traversé par le mélange de gaz (de la droite vers la gauche sur la

figure 4 b).

Sur le dessin, le projectile creux ( 4 ') est représenté dans sa position de lancement, avant le lancement; le projectile s'appuie à cet effet de manière étanche, par l'intermédiaire de son culot, contre un élément de fermeture ( 14) de forme annulaire, simplement

esquissé sur le dessin.

L'extrémité côté culot, du canal à effet dynamique ( 16), est obturée de manière étanche par un bouchon d'obturation ( 6 ') qui s'appuie vers l'arrière contre l'élément de fermeture ( 14), par l'intermédiaire d'un dispositif de déclenchement ( 15) simplement esquissé. A droite du projectile creux ( 4 '), se trouve le mélange de gaz fortement comprimé dans le tube

d'accélération ( 1).

En variante, il est possible, à la place du dispositif de déclenchement ( 15) et du bouchon d'obturation étanche ( 6 '), de disposer à l'arrière du projectile ( 4, 4 ') des figures 4 a et 4 b, la membrane ( 2) située le plus à l'arrière, de la chambre ( 3), comme cela est montré sur la figure lb. Après la libération du bouchon d'obturation ( 6 '), ou après la destruction de la membrane ( 2), le mélange de gaz s'échappant vers l'arrière, s'écoule au niveau de la partie avant du projectile ( 4, 4 '), autour du projectile (figure 4 a) ou au travers de celui-ci (figure 4 b), avec une vitesse inférieure à la vitesse du son dans le mélange de gaz La vitesse du son est atteinte dans la section la plus étroite du canal à effet dynamique ( 16) Dans la partie arrière du projectile ( 4, 4 '), la vitesse d'écoulement est supérieure à la vitesse du son Le mélange de gaz combustible est mis à feu dans la zone arrière du projectile, par exemple par le

dispositif de mise à feu ( 8) déjà mentionné (figure 3).

Lorsque le dispositif de déclenchement ( 15) est actionné, il libère le bouchon d'obturation ( 6 ') qui est soufflé, par le mélange de gaz fortement comprimé, vers l'arrière (sur le dessin vers la gauche), hors du canal à effet dynamique ( 16), qui est alors traversé par le mélange de gaz qui se détend Celui-ci subit, en raison d'une mise à feu indépendante, une combustion derrière le culot du projectile qui n'est pratiquement pas recouvert par l'élément de fermeture, et exerce sur celui-ci, une action accélérant le projectile (vers la droite sur le

dessin).

Les figures 5 et 6 représentent chacune une section transversale du tube d'accélération ( 1), à un endroit situé derrière le projectile au repos, avant le

lancement.

Conformément à la figure 5, des filaments chauffants électriques ( 11) sont tendus au travers de la section intérieure libre du tube d'accélération ( 1) et sont rendus incandescents lors du lancement en provoquant la mise à feu du mélange de gaz sortant hors du canal à

effet dynamique ( 16) lors du lancement.

Les filaments peuvent également se présenter sans raccordement électrique, et améliorer la mise à feu par le fait qu'ils sont chauffés et amenés à

incandescence par l'écoulement des gaz.

Dans le cas de la figure 6, un dispositif de mise à feu ( 12) est fixé de manière centrée, sur des nervures radiales ( 13); ce dispositif de mise à feu peut être constitué par un élément chauffant électrique, un élément chauffant sans raccordement, un dispositif de mise à feu pyrotechnique amorcé de manière électrique ou chimique, ou un dispositif de mise à feu pyrotechnique amorcé par la température encore faible du mélange de gaz s'échappant initialement, ou bien également par un catalyseur ou un réactif, qui enflamme le mélange de gaz

par contact ou réaction avec celui-ci.

Le dispositif de mise à feu montré sur les figures 5 ou 6, se trouve derrière le projectile, mais à l'avant du piston ( 6) ou du bouchon d'obturation ( 6 '), et peut être fixé sur celui-ci ou sur la paroi du tube

d'accélération ( 1).

Claims (13)

REVENDICATIONS

1 Procédé pour accélérer un projectile dans un tube qui comporte une chambre fermée remplie d'un mélange de gaz inflammable sous pression, en établissant une vitesse relative entre le projectile qui forme dans le tube un canal à effet dynamique du type tuyère, dans lequel peut s'écouler le mélange de gaz, et le mélange de gaz, et en produisant la combustion du mélange de gaz derrière la section la plus étroite du canal à effet dynamique, le projectile formant un statoréacteur se déplaçant à l'encontre du mélange de gaz, caractérisé en ce que le projectile est disposé tout au moins approximativement en position fixe dans le tube, la chambre est ouverte à son extrémité arrière, de sorte que le mélange de gaz qui s'y trouve est contraint de s'échapper du tube vers l'arrière, et à cette occasion, de se déplacer relativement au projectile, et le mélange de gaz est mis à feu derrière la section la plus étroite du canal à effet dynamique, de

sorte que le projectile est accéléré par rapport au tube.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le projectile 'est disposé derrière une membrane fermant la chambre vers l'arrière, et en-dehors de la chambre, par destruction ou perforation de la membrane, le mélange de gaz est contraint de s'écouler à l'encontre du projectile, et la pression du mélange de gaz est réglée de telle sorte que l'écoulement à l'encontre du projectile

s'effectue avec une vitesse relative supersonique.

selon la revendication 1, 3 Procédé caractérisé en ce que le projectile est disposé à l'extrémité arrière de la chambre, à l'intérieur de celle-ci, la sortie du mélange de gaz hors de la chambre est provoquée derrière le projectile, et les gaz du mélange s'écoulent ensuite à l'encontre de ce projectile tout d'abord avec une vitesse

relative subsonique.

4 Tube accélérateur à effet dynamique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 et/ou 2, comportant un tube d'accélération et un projectile formant dans celui-ci un canal à effet dynamique du type tuyère qui s'étend en continu de son côte avant jusqu'à son côté arrière, au moins une chambre fermée de chaque côté par une membrane et pouvant être remplie par un mélange de gaz inflammable, sous pression, étant formée dans le tube d'accélération, l'ensemble comportant également un logement de support disposé derrière la chambre et coaxialement au tube d'accélération, et destiné à recevoir le projectile au repos, avant son accélération, caractérisé en ce que le logement de support ( 10) avoisine directement la chambre ( 3) ou la chambre ( 3) située la plus à l'arrière, et en ce qu'il est prévu un dispositif pour

détruire la membrane ( 2) dirigée vers le projectile ( 4).

Tube accélérateur à effet dynamique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 et/ou 3, comportant un tube d'accélération et un projectile formant dans celui-ci un canal à effet dynamique du type tuyère qui s'étend en continu de son côté avant jusqu'à son côté arrière, au moins une chambre fermée de chaque côté de préférence par une membrane et pouvant être remplie par un mélange de gaz inflammable sous pression, étant formée dans le tube d'accélération, l'ensemble comportant également un logement de suppcrt disposé coaxialement au tube d'accélération, et destiné à recevoir le projectile au repos, avant son accélération, caractérisé en ce que le logement de support est disposé à l'intérieur de la chambre ( 3), ou de la chambre ( 3) située la plus à l'arrière, et à l'extrémité arrière de cette chambre, et en ce qu'il est prévu un dispositif pour ouvrir l'extrémité arrière de cette chambre, derrière le projectile. 6 Tube accélérateur à effet dynamique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le logement de support ( 10) est essentiellement ouvert sur le côté arrière. 7 Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que

derrière le projectile ( 4) est disposé un piston pouvant

coulisser ( 6).

8 Tube accélérateur à effet dynamique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le piston ( 6) est fixé de manière à pouvoir être arraché, sur le culot du projectile. 9 Tube accélérateur à effet dynamique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le piston est réalisé sous la forme d'un bouchon d'obturation ( 6 ') disposé de manière amovible dans la sortie du canal à

effet dynamique ( 16).

10 Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le

logement de support ( 10) est disposé dans la partie arrière du tube d'accélération ( 1), et en ce que le tube d'accélération ( 1) s'étend de préférence encore au-delà

de l'arrière du logement de support ( 10).

11 Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que la

chambre ( 3) et les membranes correspondantes ( 2) sont conçues pour absorber une pression intérieure supérieure

à, et de préférence égale à environ 100 105 Pa.

12 Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 4 ou 6, caractérisé en ce que

l'ogive du projectile comporte un dispositif pour

perforer la membrane ( 2) la plus proche.

13 Tube accélérateur à effet dynamique selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'ogive du projectile est réalisée en tant que percuteur, et en ce qu'il est prévu un dispositif de percussion à l'aide duquel le projectile ( 4) peut être repoussé contre la

membrane ( 2).

14 Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce qu'il

est prévu un dispositif séparé du projectile ( 4; 4 '), pour la perforation de la membrane ( 2) la plus proche du

projectile ( 4; 4 ').

15 Tube accélérateur à effet dynamique selon la revendication 14, caractérisé en ce que le dispositif de perforation est réalisé en tant que dispositif à percuteur. 16 Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que la

surface extérieure du piston ( 6), dirigée vers le projectile ( 4; 4 '), est réalisée de manière à déclencher une mise à feu spontanée du mélange de gaz heurtant cette

surface extérieure.

17 Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 7 à 15, caractérisé en ce que la

surface extérieure du piston ( 6), dirigée vers le projectile ( 4; 4 '), porte un dispositif de mise à feu

( 8), de préférence du type pyrotechnique.

18 Tube accélérateur à effet dynamique selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'entre l'arrière du projectile et le piston ( 6), est disposé un système de déclenchement à retard, de préférence un cordon à rupture ( 7), au moyen duquel le dispositif de mise à feu ( 8) peut être déclenché lorsqu'un intervalle prédéterminé est

atteint entre l'arrière du projectile et le piston ( 6).

19 Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 4 à 15, caractérisé en ce que

dans la zone du culot du projectile, sont disposés des filaments chauffants électriques ( 11) pour la mise à feu

du mélange de gaz.

Tube accélérateur à effet dynamique selon

l'une des revendications 4 à 19, caractérisé en ce qu'il

est de préférence réalisé sous la forme d'une pièce de

canon sans recul.