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DE3910566A1 - Vorrichtung zum beschleunigen eines projektils mittels eines plasmas - Google Patents

Vorrichtung zum beschleunigen eines projektils mittels eines plasmas

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Publication number
DE3910566A1
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DE
Germany
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projectile
tube
electrode
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tube sheet
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DE3910566A
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English (en)
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DE3910566C2 (de
Inventor
Dieter Dr Zwingel
Klaus Dr Zocha
Markus Dr Loeffler
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Diehl Stiftung and Co KG
Original Assignee
Rheinmetall GmbH
Diehl GmbH and Co
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Granted legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41B—WEAPONS FOR PROJECTING MISSILES WITHOUT USE OF EXPLOSIVE OR COMBUSTIBLE PROPELLANT CHARGE; WEAPONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F41B6/00—Electromagnetic launchers ; Plasma-actuated launchers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschleunigen eines Projektils mittels eines über einen elektrischen Ladekreis erzeugten Plasmas in einem bodenseitig verschlossenen, metallischen Rohr, wobei der eine Pol des Entladekreises an einer ersten Elektrode liegt, die am Rohr hinter dem Projektil ausgebildet ist, und der andere Pol des Entladekreises mit dem Rohrmantel verbunden ist.
Eine derartige Vorrichtung ist in der DE-OS 36 13 260 beschrieben. Die erste Elektrode ist vom Rohrboden gebildet. Die zweite Elektrode bildet der Rohrmantel. Beim Schalten des Entladekreises entsteht ein Lichtbogen zwischen dem Rohrboden und dem Rohrmantel. Dadurch wird ein Plasma erzeugt, welches das Projektil im Rohr beschleunigt.
Bei der DE-OS 36 13 260 ist die Lichtbogenentwicklung und damit auch der zeitliche Verlauf des Druckanstiegs nicht von der Lage des Projektils im Rohr bestimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der zur Verbesserung des Druckverlaufs bei der Entwicklung des Plasmas eine einfache Stromzuführung zum Projektil erreicht ist.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Projektil, das die zweite Elektrode ist, einen Stromabnehmer bildet, der im Rohrmantel anliegt und in diesem beim Beschleunigen des Projektils gleitet.
Der Stromabnehmer wirkt wie ein Schleifkontakt, der bei der Beschleunigung des Projektils mit dem Rohr in elektrischem Kontakt bleibt. Die Lichtbogenbildung erfolgt zwischen der vom Projektil gebildeten Elektrode und der am Rohr ausgebildeten Elektrode. Dadurch wird bei der Bewegung des Projektils der Lichtbogen mitgezogen. Der Lichtbogen wird also verlängert. Dies führt zu einer Verbesserung des Druckverlaufs und damit zu einer Erhöhung der Leistung.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung bildet ein Boden des Projektils die zweite Elektrode, der von dem Stromabnehmer in Längsrichtung des Projektils beabstandet ist. Vorzugsweise liegt dabei in Ausgangsstellung des Projektils der Stromabnehmer im metallischen Rohrmantel vor einem hülsenartigen Isolator, der sich zum Rohrboden hin erstreckt. Dadurch ist erreicht, daß sich der Lichtbogen nur zwischen dem Boden des Projektils und dem Rohrboden bildet, solange sich die zweite Elektrode längs des Isolators bewegt. Durch die Gestaltung der Länge des Isolators läßt sich die Lichtbogenbildung und damit der Druckverlauf bestimmen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt eine Vorrichtung zum Beschleunigen eines Projektils schematisch im Schnitt.
Ein metallisches Rohr (1) weist einen Rohrboden (2) auf, an den ein erster Pol (3) eines Entladungskreises (4) angeschlossen ist. Ein zweiter Pol (5) des Entladungskreises (4) ist mit dem metallischen Rohr (1) verbunden.
In dem Rohr (1) ist ein hülsenartiger Isolator (6), beispielsweise aus Keramik, angeordnet. Dieser erstreckt sich vom Rohrboden (2) in Längsrichtung des Rohres (1) bis zu einer Länge (L). Mit einem Bund (7) des Isolators (6) ist eine elektrische Isolation zwischen dem Rohrboden (2) und dem Rohr (1) hergestellt. Der Isolator (6) und das Rohr (1) sind kalibergleich.
Ein für das Rohr (1) vorgesehenes Projektil ist von einem Geschoß (8) in einem Treibspiegel (9) gebildet, der ein vorderes Teil (10) und ein hinteres Teil (11) aufweist. Die Teile (10, 11) sind elektrisch leitend und elektrisch leitend miteinander verbunden. Das vordere Teil (10) bildet einen Stromabnehmer, der das Rohr (1) innen elektrisch kontaktiert. Das hintere Teil (11) bildet die zweite Elektrode der Vorrichtung. Das vordere Teil (10) weist vom hinteren Teil (11) einen Abstand (A) auf. Der Abstand (A) und die Länge (L) sind so aufeinander abgestimmt, daß dann, wenn das Geschoß in seiner Ausgangsstellung steht, der Stromabnehmer (10) nicht am Isolator (6), sondern schon am metallischen Rohr (1) anliegt. In der Figur ist das Geschoß (8) bzw. der Treibspiegel (9) in einer Stellung kurz nach dem Abschuß gezeigt.
Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung ist etwa folgende:
Schon vor dem Abschuß liegt der Stromabnehme (10) am metallischen Rohr (1) an. Bei der Entladung des Entladekreises (4) bildet sich ein Lichtbogen zwischen dem Rohrboden (2) und dem hinteren Teil (11) des Treibspiegels (9) aus. Dadurch entsteht in der Druckkammer (12) ein Plasma, das den Treibspiegel (9) mit dem Geschoß (8) beschleunigt. Bei der Bewegung des Treibspiegels (9) bleibt weiterhin der Stromabnehmer (10) in elektrischem Kontakt mit dem Rohr (1). Der Lichtbogen zwischen dem Rohrboden (2) und dem hinteren Teil (11) wird in die Länge gezogen. Wegen des Isolators (6) bildet sich kein Lichtbogen zwischen dem Rohr (1) und dem Rohrboden (2) aus.
Wenn dann das hintere Teil (11) des Treibspiegels (9) den Isolator (6) verläßt, wird spätetens der Lichtbogen zwischen dem Rohrboden (2) und dem hinteren Teil (11) abreißen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Beschleunigen eines Projektils mittels eines über einen elektrischen Entladekreis erzeugten Plasmas in einem bodenseitig verschlossenen, metallischen Rohr, wobei der eine Pol des Entladekreises an einer ersten Elektrode liegt, die am Rohr hinter dem Projektil ausgebildet ist, und der andere Pol des Entladekreises mit dem Rohrmantel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil (8, 9), das die zweite Elektrode ist, einen Stromabnehmer (10) bildet, der im Rohrmantel (1) anliegt und in diesem beim Beschleunigen des Projektils (8, 9) gleitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Boden (11) des Projektils (8, 9) die zweite Elektrode bildet, der von dem Stromabnehmer (10) in Längsrichtung des Projektils (8, 9) beabstandet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Ausgangsstellung des Projektils (8, 9) der Stromabnehmer (10) im metallischen Rohrmantel (1) vor einem hülsenartigen Isolator (6) anliegt, der sich zum Rohrboden (2) hin erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Elektrode am Rohrboden (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (6) an den Rohrboden (2) anschließt und den Rohrboden (2) gegenüber dem Rohr (1) elektrisch isoliert.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) des elektrischen Isolators (6) und der Abstand (A) des Bodens (11) des Projektils (8, 9) vom Stromabnehmer (10) so aufeinander abgestimmt sind, daß sich ein Lichtbogen zwischen dem Rohrboden (2) und dem Boden (11) des Projektils (8, 9) über eine bei der Beschleunigung zunehmende, gewünschte Länge einstellt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (6) und das Rohr (1) kalibergleich sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil ein Geschoß (8) mit einem Treibspiegel (9) ist, der den Stromabnehmer (10) bildet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibspiegel (9) mit einem vorderen Teil (10) den Stromabnehmer und mit einem von diesem in Längsrichtung beabstandeten hinteren Teil (11) die zweite Elektrode bildet.
DE3910566A 1989-04-01 1989-04-01 Vorrichtung zum beschleunigen eines projektils mittels eines plasmas Granted DE3910566A1 (de)

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