FR2670279A1

FR2670279A1 - DEVICE FOR ACCELERATING A PROJECTILE USING A PLASMA.

Info

Publication number: FR2670279A1
Application number: FR9115127A
Authority: FR
Inventors: Karasinski Thomas; Zocha Klaus; Zwingel Dieter
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1990-12-07
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1992-06-12
Anticipated expiration: 2011-12-06
Also published as: DE4039089A1; IL100245A0; FR2670279B1

Abstract

Dispositif pour accélérer un projectile au moyen d'un plasma qui est produit par un circuit de décharge électrique entre deux électrodes (8,9) espacées l'une de l'autre dans une chambre de pression ou de plasma (3) dont la fermeture avant est formée par le projectile (2), caractérisé en ce qu'un ensemble d'allumage pyrotechnique (11), mis à feu électriquement, mécaniquement ou d'une autre manière, est prévu dans la région de l'une des électrodes (8, 9), auquel est ajouté une matière (14) qui, après l'allumage de l'ensemble pyrotechnique, réalise une liaison conductrice entre les électrodes (8, 9).Device for accelerating a projectile by means of a plasma which is produced by an electric discharge circuit between two electrodes (8,9) spaced apart from each other in a pressure or plasma chamber (3) whose closure front is formed by the projectile (2), characterized in that a pyrotechnic ignition assembly (11), ignited electrically, mechanically or otherwise, is provided in the region of one of the electrodes ( 8, 9), to which is added a material (14) which, after ignition of the pyrotechnic assembly, forms a conductive connection between the electrodes (8, 9).

Description

ap a 6 ewn L Le L sq Jde 4 Lnb a Ja Lqem sun eaano Ce 4 se Lenbne sapo J,ap a 6 ewn L Le L sq Jde 4 Lnb a Ja Lqem sun eaano Ce 4 se Lenbne sapo J,

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l'ensemble pyrotechnique.the pyrotechnic unit.

Avec cette invention on réalise donc un générateur de plasma initialisé de l'extérieur avec un allumage pyrotechnique qui offre l'avantage recherché de faire l'économie d'interrupteurs à courant fort dans le circuit de manoeuvre ainsi que de circuits With this invention there is therefore produced a plasma generator initialized from the outside with a pyrotechnic ignition which offers the desired advantage of saving on high current switches in the operating circuit as well as circuits

auxiliaires supplémentaires et de ponts de court- additional auxiliaries and short bridges

circuit pour amorcer l'arc entre les électrodes Le circuit de manoeuvre entre les deux électrodes n'est plus constitué pour l'essentiel que d'une liaison électrique entre les électrodes et d'un condensateur placé dans la liaison électrique ainsi que d'une inductance insérée plus loin L'allumage de l'ensemble pyrotechnique s'effectue électriquement ou mécaniquement par un percuteur connu et non décrit en détail ici Pendant l'allumage de l'ensemble pyrotechnique, un mélange de gaz chaud traverse le canal de débordement dans la chambre de plasma, entre circuit to strike the arc between the electrodes The operating circuit between the two electrodes essentially consists only of an electrical connection between the electrodes and a capacitor placed in the electrical connection as well as a inductor inserted below. The ignition of the pyrotechnic assembly is carried out electrically or mechanically by a known striker and not described in detail here. During the ignition of the pyrotechnic assembly, a mixture of hot gas passes through the overflow channel plasma chamber, between

les deux électrodes.the two electrodes.

L'ajout d'une matière conductrice après transformation pyrotechnique, améliore la liaison conductrice entre les deux électrodes, ce qui entraîne un arc entre les deux électrodes avec 5 à 10 k V environ La matière ajoutée peut être de l'aluminium ou du cuivre ou encore un mélange de ces métaux En outre toutes les autres matières connues qui après transformation pyrotechnique donnent un mélange de gaz conducteur peuvent être utilisées dans le sens de cette invention. Au lieu de l'allumage pyrotechnique il est possible aussi de provoquer l'initialisation externe de la décharge par un allumage électrique, une décharge et un plasma ainsi produit Dans ce cas aussi, il est possible d'ajouter à l'ensemble d'allumage une matière qui est transformée en un composé conducteur dans le The addition of a conductive material after pyrotechnic transformation improves the conductive bond between the two electrodes, which causes an arc between the two electrodes with approximately 5 to 10 k V The added material can be aluminum or copper or still a mixture of these metals In addition all the other known materials which after pyrotechnic transformation give a mixture of conductive gas can be used within the meaning of this invention. Instead of the pyrotechnic ignition it is also possible to cause the external initialization of the discharge by an electric ignition, a discharge and a plasma thus produced. In this case also, it is possible to add to the ignition assembly. a material which is transformed into a conductive compound in the

gaz, entre les électrodes.gas, between the electrodes.

Deux exemples de réalisation de l'invention Two embodiments of the invention

sont représentés sur les dessins.are shown in the drawings.

La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif pour accélérer un projectile au moyen d'un plasma, dans lequel est prévu un allumage pyrotechnique de la décharge, la figure 2 représente un dispositif pour accélérer un projectile au moyen d'un plasma dans lequel on a recours à un allumage électrique de la décharge. Sur la figure 1, le dispositif 1 pour accélérer un projectile 2 au moyen d'un plasma chauffé dans une chambre de pression ou de plasma 3, est représenté dans une vue schématique en demi-coupe La ligne centrale 4 constitue en même temps dans cet exemple l'axe du tube 5 qui fait suite au boîtier 6 La liaison entre le bottier 6 et le tube 5 est réalisée de manière connue usuelle et ne constitue pas en règle générale une liaison d'une seule pièce comme il a été représenté sur Figure 1 is a schematic view of a device for accelerating a projectile by means of a plasma, in which is provided a pyrotechnic ignition of the discharge, Figure 2 shows a device for accelerating a projectile by means of a plasma in which uses an electric ignition of the landfill. In FIG. 1, the device 1 for accelerating a projectile 2 by means of a plasma heated in a pressure chamber or of plasma 3, is represented in a schematic view in half section The central line 4 constitutes at the same time in this example the axis of the tube 5 which follows the housing 6 The connection between the shoemaker 6 and the tube 5 is carried out in the usual known manner and does not generally constitute a single-piece connection as shown in

les figures 1 et 2 pour simplifier.Figures 1 and 2 for simplicity.

Dans le bottier 6 il est prévu, concentriquement, la chambre de pression ou de plasma 3 In the case 6 there is provided, concentrically, the pressure or plasma chamber 3

dont l'extrémité avant est obturée par le projectile 2. whose front end is closed by the projectile 2.

Dans la région du fond de projectile 7 et donc dans la partie avant de la chambre de pression ou de plasma 3 In the region of the projectile bottom 7 and therefore in the front part of the pressure or plasma chamber 3

se trouve une première électrode 8, disposée en anneau. there is a first electrode 8, arranged in a ring.

A l'extrémité arrière et donc à l'extrémité éloignée du projectile de la chambre de pression ou de plasma 3, la deuxième électrode 9 est également placée en anneau dans le boîtier 6 La deuxième électrode 9 présente ainsi un alésage central 10 dans lequel est introduit un ensemble d'allumage pyrotechnique 11 selon la figure 1 Vers l'extrémité arrière, l'ensemble d'allumage pyrotechnique 11 est pourvu d'un allumage électrique 12 Au lieu d'un allumage électrique 12 de l'ensemble pyrotechnique, il est possible de prévoir aussi, de At the rear end and therefore at the far end of the projectile from the pressure or plasma chamber 3, the second electrode 9 is also placed in a ring in the housing 6 The second electrode 9 thus has a central bore 10 in which is introduces a pyrotechnic ignition assembly 11 according to FIG. 1 Towards the rear end, the pyrotechnic ignition assembly 11 is provided with an electric ignition 12 Instead of an electric ignition 12 of the pyrotechnic assembly, it is possible to also plan,

manière connue, un percuteur mécanique. known manner, a mechanical striker.

L'ensemble d'allumage pyrotechnique 11 a une longueur axiale inférieure à celle de l'alésage central , ce qui fait que, côtê tête de l'ensemble d'allumage 11, il se forme une chambre 13 A partir de cette chambre 13, un alésage 15 de diamètre réduit servant de canal de débordement est relié à la chambre de pression ou de plasma 3 Dans la chambre 13 se trouve sur le côté tête de l'ensemble d'allumage pyrotechnique 11, une matière 14 qui, par transformation pyrotechnique, peut donner un composé conducteur dans un mélange de gaz enflammé La première électrode 8 est reliée à la deuxième électrode 9 par un circuit électrique 16 qui se compose d'une ligne électrique 17 dans laquelle sont montés en série un condensateur 18 et une inductance The pyrotechnic ignition assembly 11 has an axial length less than that of the central bore, which means that, on the side of the head of the ignition assembly 11, a chamber 13 is formed. From this chamber 13, a bore 15 of reduced diameter serving as an overflow channel is connected to the pressure or plasma chamber 3 In the chamber 13 is located on the head side of the pyrotechnic ignition assembly 11, a material 14 which, by pyrotechnic transformation , can give a conductive compound in a mixture of ignited gas The first electrode 8 is connected to the second electrode 9 by an electrical circuit 16 which consists of an electrical line 17 in which are mounted in series a capacitor 18 and an inductance

(bobine) 19.(coil) 19.

Lors de l'allumage de l'ensemble d'allumage pyrotechnique 11, le gaz formé par l'allumage s'écoule à travers le canal de débordement 15 dans la chambre de pression ou de plasma 3 En même temps, la matière 14 est transformée en un gaz électriquement conducteur qui S 'écoule aussi à travers le canal de débordement 15, When igniting the pyrotechnic ignition assembly 11, the gas formed by the ignition flows through the overflow channel 15 into the pressure or plasma chamber 3 At the same time, the material 14 is transformed in an electrically conductive gas which also flows through the overflow channel 15,

dans la chambre de pression ou de plasma 3. in the pressure or plasma chamber 3.

Un arc se forme ainsi entre la première électrode 8 et la deuxième électrode 9 Dans la chambre de pression ou de plasma 3 un plasma est enflammé, ce qui a pour conséquence une croissance très brusque de la pression de gaz qui propulse le projectile 2 hors du An arc is thus formed between the first electrode 8 and the second electrode 9 In the pressure or plasma chamber 3 a plasma is ignited, which results in a very sudden increase in the gas pressure which propels the projectile 2 out of the

tube 5, avec une grande accélération. tube 5, with great acceleration.

La matière garnissant la chambre 13 peut être de l'aluminium ou du cuivre ou encore un mélange de ces deux métaux Il est naturellement possible aussi d'utiliser d'autres matières électriquement conductrices. La figure 2 représente 3 peu près le même dispositif pour accélérer un projectile 2 au moyen d'un plasma chauffé La seule différence par rapport â la figure 1 réside dans le fait qu'au lieu de l'allumage pyrotechnique 11 de la charge de la figure 2, seul un dispositif d'allumage électrique 20 est introduit dans l'alésage central 10 qui est relié au circuit électrique 16, par une ligne électrique 21 Le fonctionnement lors de l'allumage du dispositif d'allumage électrique 20 correspond à relui décrit en The material lining the chamber 13 can be aluminum or copper or a mixture of these two metals It is naturally also possible to use other electrically conductive materials. FIG. 2 represents roughly the same device for accelerating a projectile 2 by means of a heated plasma. The only difference with respect to FIG. 1 lies in the fact that instead of the pyrotechnic ignition 11 of the charge of the FIG. 2, only an electrical ignition device 20 is introduced into the central bore 10 which is connected to the electrical circuit 16, by an electrical line 21 The operation during the ignition of the electrical ignition device 20 corresponds to that described in

référence à la figure 1.reference to figure 1.

Dans les deux cas il s'agit donc suivant l'invention d'un générateur de plasma initialisé de l'extérieur, dans lequel le circuit électrique 16 en particulier est considérablement simplifié par la suppression d'interrupteurs à courant fort et de circuits auxiliaires supplémentaires ainsi que de ponts In both cases it is therefore according to the invention a plasma generator initialized from the outside, in which the electrical circuit 16 in particular is considerably simplified by the elimination of high current switches and additional auxiliary circuits as well as bridges

de court-circuit.short circuit.

La chambre de pression ou de plasma 3 peut, dans les deux cas, être remplie au moins en partie avec The pressure or plasma chamber 3 can, in both cases, be filled at least in part with

une matière à plasma.a plasma material.

A cause de 1 'énergie maintenant très faible nécessaire pour le circuit d'allumage 21, l'interrupteur 22 de la figure 1 destiné au déclenchement de l'allumage électrique 20, peut être Because of the now very low energy required for the ignition circuit 21, the switch 22 in FIG. 1 intended for triggering the electric ignition 20, can be

par exemple un composant à semi-conducteur. for example a semiconductor component.

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SNOI 1 V 3 IDN 3 A 39SNOI 1 V 3 IDN 3 A 39

6 Z O z 9 z6 Z O z 9 z

7 26702797 2670279

7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est ajouté à la chambre de combustion de l'arc utilisé pour l'allumage, une matière approprié destiné à produire un jet de plasma optimal dans la chambre de plasma ( 3). 7 Device according to claim 6, characterized in that it is added to the combustion chamber of the arc used for ignition, a suitable material intended to produce an optimal plasma jet in the plasma chamber (3).