FR2633381A1 - DEVICE COMPRISING A POST-ACCELERATION TUBE AND A PROJECTILE - Google Patents
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Abstract
Le dispositif comporte un tube de post-accélération 1 présentant un plus grand calibre que le tube de canon, et qui possède au moins trois nervures de guidage 2 disposées sur la périphérie interne à une certaine distance les unes des autres, s'étendant sensiblement en direction longitudinale du tube de post-accélération 1 et délimitant par leurs surfaces terminales internes formant des surfaces de guidage 3, un contour ayant une forme transversale qui correspond à celle de la section du projectile 5. Utilisation dans les armes à projectile et à tube de post-accélération.The device comprises a post-acceleration tube 1 having a larger caliber than the barrel tube, and which has at least three guide ribs 2 arranged on the inner periphery at a certain distance from each other, extending substantially in longitudinal direction of the post-acceleration tube 1 and delimiting by their internal end surfaces forming guide surfaces 3, an outline having a transverse shape which corresponds to that of the section of the projectile 5. Use in projectile and tube weapons. post-acceleration.
Description
I 2633381I 2633381
La présente invention concerne un dispositif comportant un canon et un projectile y afférent dans lequel: The present invention relates to a device comprising a gun and a projectile related thereto wherein:
- un tube-de post-accélération qui est remplis- a post-acceleration tube which is filled
sable avec du gaz explosif, est disposé coaxialement devant le tube de canon; et - le projectile coulissant sans jeu dans le tube de canon, est guidé dans le tube de post-accélération sand with explosive gas, is arranged coaxially in front of the barrel tube; and - the projectile sliding without play in the barrel tube, is guided in the post-acceleration tube
en conservant une certaine distance par rapport à une par- keeping a certain distance from a
tie de la paroi interne dudit tube de post-accélération et présente un contour extérieur tel qu'entre la paroi interne du tube de postaccélération et la paroi externe du projectile se forme un diffuseur sur toute la longueur portion of the inner wall of said post-acceleration tube and has an outer contour such that between the inner wall of the post-acceleration tube and the outer wall of the projectile forms a diffuser along the entire length
de ce dernier.of the last.
Mais la présente invention s'applique aussi très But the present invention also applies very
expressément au canon, au projectile ou au tube de post- expressly to the barrel, the projectile or the post-
accélération décrit ci-après tout seul, respectivement. acceleration described hereinafter alone, respectively.
Afin d'augmenter la vitesse de sortie qu'on In order to increase the output speed
peut obtenir dans un tube de canon usuel, il a été pro- can get in a usual barrel tube, it has been pro-
posé, avant tout sur le plan théorique, d'envoyer le projectile, lorsqu'il quitte l'embouchure du canon, à travers un canal coaxial au tube de canon et disposé en avant de lui, rempli de gaz explosif, et de concevoir le projectile par rapport à la section interne du canal cylindrique circulaire de façon que le volume libre intermédiaire situé entre ledit projectile et la paroi posed, primarily on the theoretical level, to send the projectile, when leaving the mouth of the barrel, through a channel coaxial with the barrel tube and placed in front of him, filled with explosive gas, and to conceive the projectile relative to the inner section of the circular cylindrical channel so that the intermediate free space between said projectile and the wall
interne dudit canal, s'étendant de la pointe du projec- channel, extending from the point of the projection
tile et à l'encontre de sa direction de vol, forme un tile and against its direction of flight, forms a
diffuseur comme cela est aussi le cas dans un stato- broadcaster, as is also the case in a
réacteur. Si on déplace le projectile à travers le gaz explosif admis préalablement dans le canal formant le tube de post-accélération à une vitesse ultrasonore, il reactor. If the projectile is moved through the explosive gas previously admitted into the channel forming the post-acceleration tube at an ultrasonic velocity,
se développe sur le projectile une augmentation de pres- develops on the projectile an increase of
sion, comme cela est aussi le cas pour un diffuseur d'un stato-réacteur. Les ondes de poussée prenant naissance sion, as is also the case for a diffuser of a stato-reactor. The thrust waves taking birth
par suite de l'écoulement à vitesse ultrasonore échauf- as a result of the ultrasonic velocity flow
fant le gaz explosif jusqu'à ce qu'il s'enflamme, l'élé- explosive gas until it ignites, the
vation de pression qui en résulte engendre alors la poussée supplémentaire souhaitée sur la partie arrière resulting pressure then generates the desired additional thrust on the rear
convergente du projectile.convergent projectile.
Cette réflexion théorique a été vérifiée par un essai pratique, en tirant à partir d'un tube de canon lisse un projectile sous-calibré muni d'une surface de poussée dans un tube de post-accélération. Le tube de postaccélération était obturé à ses deux extrémités par This theoretical reflection was verified by a practical test, drawing from a smooth barrel tube a sub-calibrated projectile provided with a thrust surface in a post-acceleration tube. The post-acceleration tube was closed at both ends by
une solide membrane qui devait résister à la forte pres- a solid membrane that had to withstand the strong pressure
sion initiale dans celui-ci et était traversée par le projectile. initially in this one and was traversed by the projectile.
Les extrémités des surfaces de guidage dépassant radiale- The ends of the guide surfaces protruding radially
ment du corps du projectile coulissaient dans le tube de postaccélération lisse dont le calibre coïncidait ainsi avec celui du tube du canon. Un dispositif était prévu entre le tube du canon et le tube de post-accélération pour éloigner les parties constitutives de la surface The body of the projectile slid into the smooth post-acceleration tube, the caliber of which coincided with that of the barrel tube. A device was provided between the barrel tube and the post-acceleration tube to remove the constituent parts of the surface
de poussée indispensable dans le tube du canon pour for- thrust in the barrel tube to
mer une étanchéité pour les gaz.sea a seal for gases.
Bien que ce dispositif connu ait amené une augmentation de la vitesse du projectile, il présentait cependant une série d'inconvénients graves qui rendaient Although this known device resulted in an increase in the velocity of the projectile, it nevertheless presented a series of serious drawbacks which made
son utilisation pratique ultérieure très problématique. its subsequent practical use very problematic.
Ce projectile connu nécessite des surfaces de This known projectile requires surfaces of
3 63 3383 63 338
guidage qui sont disposées longitudinalement, sont rigi- which are arranged longitudinally, are rigid
des et longues, afin de guider le projectile dans le long, in order to guide the projectile into the
tube de post-accélération. Naturellement de telles sur- post-acceleration tube. Naturally such
faces de guidage présentent une grande résistance à l'air, ce qui est particulièrement défavorable dans le cas des grandes vitesses de vol envisagées. De plus la longueur radiale de ces surfaces de guidage ne peut pas être Guiding faces have a high resistance to air, which is particularly unfavorable in the case of the high flight speeds envisaged. Moreover, the radial length of these guide surfaces can not be
choisie à volonté, de sorte que le calibre du tube de post- chosen at will, so that the caliber of the post-
accélération qui détermine les dimensions du diffuseur en liaison avec les dimensions du corps du projectile, acceleration which determines the dimensions of the diffuser in connection with the dimensions of the body of the projectile,
ne peut pas être choisi de façon optimale. can not be chosen optimally.
De plusv le tube de post-accélération doit Moreover, the post-acceleration tube must
présenter une surface interne usinée avec une haute pré- have an internal machined surface with a high pre-
cision; des ouvertures dans la paroi du tube, par exemple pour l'introduction de gaz, sont problématiques; decision; openings in the wall of the tube, for example for the introduction of gas, are problematic;
on ne peut pas utiliser des sondes de mesure ou des dis- measuring probes or disks can not be used
positifs d'allumage qui émergent à l'intérieur du tube positive lights that emerge inside the tube
de post-combustion.post-combustion.
Les membranes qui obturent le tube de post- The membranes that seal the post-tube
accélération doivent pouvoir résister à la pression interne préconisée de 10 bars du gaz qui remplit le tube de post-accélération et sont donc très raides du fait du calibre relativement important et freinent ainsi acceleration must be able to withstand the recommended internal pressure of 10 bars of the gas filling the post-acceleration tube and are therefore very stiff because of the relatively large size and thus slow down
le projectile de façon défavorable. the projectile unfavorably.
Mais le plus difficile est d'éloigner la sur- But the most difficult thing is to distance the sur-
face de poussée dont les éléments constitutifs ne doi- thrust surface, the constituent parts of which do not
vent pas pénétrer dans le tube de post-accélération, car ils pourraient boucher le "diffuseur", c'est-à-dire le volume intermédiaire situé entre le corps du projectile not penetrate the post-acceleration tube because they could clog the "diffuser", ie the intermediate volume between the body of the projectile
et la paroi du tube.and the wall of the tube.
L'utilisation du tube de post-accélération Use of the post-acceleration tube
connu avec un canon à tube étiré n'est pas possible. known with a stretched tube gun is not possible.
Etant donné cet état de la technique connu, le Given this state of the art, the
but de la présente invention est d'éliminer au moins par- The object of the present invention is to eliminate at least
tiellement les inconvénients ci-dessus mentionnés et de proposer de préférence un dispositif du type ci-dessus décrit, qui est plus approprié pour une application pratique effective que le dispositif connu, ou qui tout the disadvantages mentioned above and to propose preferably a device of the type described above, which is more suitable for an effective practical application than the known device, or which all
au moins permet d'envisager celle-ci. at least allows to consider this one.
Suivant l'invention, ce dispositif est carac- térisé en ce que - le tube de post-accélération présente un plus grand calibre que le tube de canon; et - le tube de post-accélération possède au moins trois nervures de guidage disposées sur la périphérie interne à une certaine distance les unes des autres, s'étendant sensiblement en direction longitudinale du According to the invention, this device is characterized in that: the post-acceleration tube has a larger gauge than the barrel tube; and the post-acceleration tube has at least three guide ribs disposed on the inner periphery at a distance from each other, extending substantially in the longitudinal direction of the
tube de post-accélération et délimitant par leurs sur- post-acceleration tube and defining by their
faces terminales internes formant des surfaces de guigage, un contour ayant une forme transversale qui internal end faces forming forming surfaces, an outline having a transverse shape which
correspond à celle de la section du projectile. corresponds to that of the section of the projectile.
Selon la présente invention, le tube de post- According to the present invention, the post-tube
accélération présente des nervures de guidage qui s'éten- acceleration has guiding ribs that extend
dent essentiellement en direction longitudinale dans ledit tube de postaccélération et font saillie sur sa paroi interne. Les surfaces longitudinales radiales internes de ces nervures de guidage qui sont au moins, et de préférence, au nombre de trois, délimitent un substantially longitudinally in said post-acceleration tube and protrude on its inner wall. The internal radial longitudinal surfaces of these guide ribs which are at least, and preferably three, delimit a
contour correspondant au calibre du projectile, c'est- contour corresponding to the caliber of the projectile,
à-dire au corps du projectile, de sorte que le projec- to the body of the projectile, so that the projection
tile est guidé dans le tube de post-accélération par lesdites surfaces internes ou bien par leurs arêtes latérales. L'avantage primordial de la présente invention réside dans le fait que le projectile est guidé sur le corps du projectile lui-même, de sorte qu'il n'a pas besoin d'avoir des surfaces de guidge convenablement rigides et qu'il présente donc une moindre résistance à l'air. Simultanément une partie seulement de la surface interne du tube de post-accélération est destinée à tile is guided in the post-acceleration tube by said internal surfaces or by their lateral edges. The primary advantage of the present invention lies in the fact that the projectile is guided on the body of the projectile itself, so that it does not need to have suitably rigid guidge surfaces and that it presents therefore less resistance to air. At the same time, only part of the inner surface of the post-acceleration tube is intended for
coopérer avec le projectile.cooperate with the projectile.
Ainsi le projectile ne nécessite pas de sur- Thus the projectile does not require any
face de poussée pour être propulsé dans le tube de canon lui-même, de sorte que l'on évite les problèmes qui sont liés au fait qu'il faut interdire aux éléments de la thrust face to be propelled into the barrel tube itself, so that we avoid the problems that are related to the fact that we must prohibit the elements of the
surface de poussée l'entrée dans le tube de post- push surface the entry into the post tube
accélération. Le tube de post-accélération présente au moins acceleration. The post-acceleration tube has at least
trois gorges internes s'étendant sensiblement en direc- three internal grooves extending substantially in
tion longitudinale, séparé par les nervures de guidage, c'est-à-dire par leurs surfaces de guidage, gorges dont les surfaces ne viennent pas au contact du projectile; ainsi il n'est pas nécessaire de porter une attention particulière à la finition des surfaces de ces parties de la surface interne,du tube de post-accélération qui longitudinally, separated by the guide ribs, that is to say by their guide surfaces, grooves whose surfaces do not come into contact with the projectile; thus it is not necessary to pay particular attention to the finishing of the surfaces of these parts of the internal surface, of the post-acceleration tube which
sont occupées par ces gorges. Plus important est cepen- are occupied by these throats. More important, however, is
dant le fait qu'il n'existe aucune contrainte pour le choix de la profondeur de ces gorges: on peut optimiser the fact that there is no constraint to the choice of the depth of these grooves: we can optimize
cette dernière de telle manière qu'il en résulte simulta- the latter in such a way that it results simultaneously
nément une section optimale pour la formation du "diffuseur" par une adaptation à la zone de vitesses considérée et par la composition optimale correspondante du mélange gazeux explosif, sans que la forme optimale initialement déjà donnée au projectile soit influencée An optimum section for the formation of the "diffuser" by an adaptation to the relevant speed zone and by the corresponding optimum composition of the explosive gas mixture, without the optimal shape initially already given to the projectile being influenced.
pour autant.so far.
Par ailleurs il est possible, et même recommandé selon une forme de réalisation préférée de la présente invention, de disposer les trous prévus dans le tube de post-accélération connu et destinés à la mise en place d'une sonde de mesure, ou à l'introduction de gaz, ou Furthermore, it is possible, and even recommended according to a preferred embodiment of the present invention, to arrange the holes provided in the known post-acceleration tube and intended for setting up a measurement probe, or for introduction of gas, or
analogue, de telle manière dans le tube de post- analogous, so in the post-tube
accélération conforme à la présente invention qu'ils débouchent dans le fond desdites gorges. De ce fait, ces trous non seulement n'influencent pas le mouvement du projectile, mais encore il est même possible de monter acceleration according to the present invention they open into the bottom of said grooves. As a result, these holes not only do not influence the movement of the projectile, but it is even possible to climb
dans ces trous des dispositifs qui émergent à l'inté- in these holes, devices that emerge in the
rieur du tube presque jusqu'au niveau des nervures de guidage. Ainsi il devient possible de procéder à des mesures dans des zones éloignées de la paroi; il est particulièrement important de rendre possible par une installation d'allumage complémentaire comme une bougie d'allumage, une action précise sur la détonation du remplissage en gaz explosif, car le déclenchement de cette détonation provoqué par la bougie d'allumage ne se produit plus à l'intérieur d'un perçage formant une espèce de chambre de pré-combustion, comme cela était le cas jusque là, mais il est produit directement à l'intérieur du tube par une bougie d'allumage qui émerge the tube almost to the level of the guide ribs. Thus it becomes possible to carry out measurements in areas remote from the wall; it is particularly important to make possible by a complementary ignition system such as a spark plug, a precise action on the detonation of the filling in explosive gas, because the triggering of this detonation caused by the spark plug no longer occurs inside a piercing forming a kind of pre-combustion chamber, as was the case until now, but it is produced directly inside the tube by a spark plug which emerges
à l'intérieur même dudit tube.inside said tube.
Un autre avantage de la présente invention réside dans le fait que les deux membranes qui obturent le tube de post-accélération ont à recouvrir une distance plus faible que ce qui était nécessaire dans les tubes de Another advantage of the present invention lies in the fact that the two membranes which close the post-acceleration tube have to cover a smaller distance than was necessary in the tubes of
post-accélération connus jusque là, car lesdites membra- post-acceleration known until then, since the said membranes
nes peuvent être fixées sur les surfaces frontales des nervures de guidage. Ainsi lesdites membranes peuvent avoir une épaisseur plus faible que celle qu'elles avaient jusque là, ce qui diminue d'autant le freinage que celles-ci exercent sur le projectile et donc augmente They can be fixed on the front surfaces of the guide ribs. Thus said membranes may have a smaller thickness than they had hitherto, which decreases all the braking that they exert on the projectile and therefore increases
l'efficacité du dispositif conforme à la présente invention. the effectiveness of the device according to the present invention.
Le tube de post-accélération conforme à la pré- The post-acceleration tube conforms to the pre-
sente invention peut être directement rajouté au tube de canon proprement dit ou être réalisé en une seule pièce avec ce dernier; entre eux deux, il ne faut en fait This invention can be directly added to the barrel tube itself or be made in one piece with the latter; between them two, it does not actually matter
ménager qu'une simple sortie d'air qui sert à la dériva- a simple outlet of air which serves to
tion du coussin d'air propulsé vers l'avant par le pro- the air cushion propelled forward by the
jectile, afin que celui-ci ne chasse pas le remplissage jectile, so that it does not flush the filling
en gaz du tube de post-accélération. in gas from the post-acceleration tube.
Les ouvertures de sortie d'air peuvent être situées au début du tube de post-accélération et déboucher dans les gorges, de sorte que les surfaces de guidage internes des nervures de guidage peuvent se raccorder directement avec l'alésage de l'âme du tube The air outlet openings may be located at the beginning of the post-acceleration tube and open into the grooves, so that the internal guide surfaces of the guide ribs may be directly connected with the bore of the tube core.
de canon. On évite ainsi tout mouvement libre du projec- of cannon. This avoids any free movement of the projec-
tile qui est tout simplement désavantageux, ainsi que les inconvénients pouvant résulter de membranes dans lesquelles des ouvertures de sortie d'air devraient être ménagées. Mais il serait aussi possible, et éventuellement avantageux, de créer un alésage traversant pour le tube de canon et le tube de post-accélération et de prévoir un manchon d'étanchéité sur le projectile; dans ce cas, et à la fin du processus de chargement du canon, cet alésage complet serait rempli avec du gaz explosif qui serait repoussé par le projectile, durant l'accélération initiale de ce dernier, du tube de canon dans le tube de postaccélération o il serait alors comprimé. Après mise en place de la membrane du c8té de la bouche, le tile that is simply disadvantageous, as well as the disadvantages that may result from membranes in which air outlet openings should be provided. But it would also be possible, and possibly advantageous, to create a through bore for the barrel tube and the post-acceleration tube and to provide a sealing sleeve on the projectile; in this case, and at the end of the process of loading the barrel, this complete bore would be filled with explosive gas which would be pushed back by the projectile, during the initial acceleration of the latter, of the barrel tube in the post-acceleration tube. he would then be compressed. After placing the membrane on the side of the mouth, the
remplissage en gaz pourrait être commandé automatique- gas filling could be controlled automatically-
ment par le mouvement de verrouillage. Un tel canon serait déjà complètement utilisable en pratique, en comparaison avec le dispositif précédemment décrit qui ne peut finalement fonctionner que dans des conditions by the locking movement. Such a gun would already be completely usable in practice, in comparison with the previously described device which can finally only operate under conditions
expérimentales de laboratoire.experimental laboratory.
De préférence, le tube de canon est lisse et le projectile est réalisé de manière auto-stabilisante, par exemple par déplacement de son centre de gravité vers l'avant. Dans ce cas, on donne de préférence aux nervures de guidage une forme rectiligne; mais il serait également possible, et éventuellement avantageux de leur Preferably, the barrel tube is smooth and the projectile is made self-stabilizing, for example by moving its center of gravity forward. In this case, the guide ribs are preferably given a rectilinear shape; but it would also be possible, and possibly advantageous, to
donner une forme hélicoïdale afin de conférer au projec- to give a helical shape in order to confer
tile une légère rotation afin de minimiser les influences a slight rotation to minimize influences
des irrégularités qui entraînent des déviations par rap- irregularities which lead to deviations from
port au but visé.port to the goal.
Un avantage spécifique de la présente inven- A specific advantage of the present invention
tion consiste cependant en ce qu'elle peut s'appliquer aussi à des canons ayant un tube étiré: dans ce cas, le calibre délimité par les faces internes des nervures de guidage correspond à celui des champs du rainurage However, it can also be applied to guns having a stretched tube: in this case, the gauge delimited by the inner faces of the guide ribs corresponds to that of the grooving fields.
du tube de canon, et la largeur de guidage desdites sur- of the barrel tube, and the guide width of said
faces ne dépasse pas la largeur desdits champs du tube de canon. De préférence, les surfaces de guidage forment le prolongement desdits champs, et présentent donc la faces does not exceed the width of said barrel tube fields. Preferably, the guiding surfaces form the extension of said fields, and therefore present the
même forme hélicoïdale avec le même pas que ces derniers. same helical shape with the same pitch as these.
Dans le cas des nervures de guidage très hautes et étroites, il peut être par ailleurs avantageux que leur progression hélicoïdale en allant vers la bouche du tube de post-accélération soit dégressive, c'est-à-dire ait un pas croissant, et cela, en fait, dans une mesure telle que la rotation imprimée au projectile dans le tube In the case of very high and narrow guide ribs, it may also be advantageous for their helical progression towards the mouth of the post-acceleration tube to be degressive, that is to say to have a step increasing, and this , in fact, to such an extent that the rotation printed to the projectile in the tube
de canon qui est totalement suffisante pour sa stabilisa- which is totally sufficient for its stabilization
tion, soit simplement maintenue durant la post-accélération. simply maintained during post-acceleration.
La contrainte des nervures de guidage en direction péri- The stress of the guide ribs in the direction of the
phérique est ainsi réduite à une valeur minimale. pheric is thus reduced to a minimum value.
Mais inversement, il serait également possible, et éventuellement même avantageux dans certains cas, de prévoir un tube de post-accélération avec un pas d'hélice But conversely, it would also be possible, and possibly even advantageous in some cases, to provide a post-acceleration tube with a helical pitch
présentant une valeur plus faible ou une valeur progres- with a lower value or a progressive value.
sivement croissante; dans ce cas, le tube de canon pourrait avoir une hélice qui ne soit pas tout à fait sively growing; in this case, the barrel tube could have a propeller that is not quite
suffisante pour conférer au projectile la rotation néces- sufficient to give the projectile the necessary rotation
saire. Par cette disposition, on empêche la sortie pré- sary. This provision prevents the pre-departure
maturée du projectile hors du tube de canon ou on rend possible une plus grande accélération du projectile dans matured projectile out of the barrel tube or it makes possible a greater acceleration of the projectile in
le tube de canon, de sorte que l'efficacité du disposi- barrel tube, so that the effectiveness of the
tif selon la présente invention est également améliorée par une telle mesure. Il faut naturellement réaliser les nervures de guidage de telle manière qu'elles soient capables de transmettre les forces que doivent exercer ces nervures de guidage sur le projectile pour augmenter tif according to the present invention is also improved by such a measurement. Naturally, the guide ribs must be made in such a way that they are capable of transmitting the forces that these guide ribs must exert on the projectile to increase
sa rotation.its rotation.
Finalement il est également possible de tirer avec le dispositif conforme à la présente invention un projectile sous-calibré qui peut même présenter des surfaces de guidage aérodynamiques optimisées dans le cas de la réalisation avec un tube lisse: dans ce cas, cette partie du contour externe du projectile qui forme le "diffuseur" en coopérant avec le fond de la gorge du tube de post-accélération est constitué au moins Finally it is also possible to draw with the device according to the present invention a sub-calibrated projectile which may even have optimized aerodynamic guide surfaces in the case of the realization with a smooth tube: in this case, this part of the outer contour of the projectile which forms the "diffuser" by cooperating with the bottom of the throat of the post-acceleration tube is constituted at least
partiellement par la surface de poussée qui ne se déta- partially by the thrust surface that does not
che du projectile lui-même qu'après avoir quitté le tube de postaccélération. Pendant que la surface de poussée traverse le tube de postaccélération, les segments de ladite surface de poussée sont maintenus réunis entre the projectile itself only after leaving the post-acceleration tube. While the thrust surface passes through the post-acceleration tube, the segments of said thrust surface are held together between
eux par les surfaces de guidage dudit tube de post- them by the guide surfaces of said post tube.
accélération. Ainsi il est possible de profiter égale- acceleration. Thus it is possible to benefit equally
ment de tous les avantages de la présente invention avec des projectiles contrôlés par des surfaces de guidage ou sous-calibrés. Le gaz explosif est constitué de préférence par un mélange d'hydrogène ou d'hydrocarbures avec de l'oxygène et des gaz d'addition inertes tels que l'azote et l'hélium, de sorte que, par une modification du mélange d'azote et d'hélium la vitesse du son dans le mélange gazeux peut être ajustée et le nombre de Mach peut être maintenu dans une zone optimale, malgré les all the advantages of the present invention with projectiles controlled by guiding or sub-calibrated surfaces. The explosive gas is preferably a mixture of hydrogen or hydrocarbons with oxygen and inert addition gases such as nitrogen and helium, so that by a modification of the mixture of Nitrogen and helium the speed of sound in the gas mixture can be adjusted and the Mach number can be maintained in an optimal zone, despite the
variations de vitesse du projectile. Il est ainsi possi- velocity variations of the projectile. It is thus possible
ble de régler le courant gazeux dans le "diffuseur" en fonction de la vitesse du projectile dans le tube de post-accélération de manière à obtenir toujours le degré d'efficacité optimal. Selon la zone de vitesse, la combustion se produira en régime sub-sonique comme dans un RAMJET ou en régime ultra-sonique comme dans le cas ble to adjust the gaseous current in the "diffuser" according to the velocity of the projectile in the post-acceleration tube so as to always obtain the optimal degree of efficiency. Depending on the speed zone, the combustion will occur under subsonic regime as in a RAMJET or ultra-sonic regime as in the case
du SCRAMJET (allumé par une onde de détonation oblique). SCRAMJET (lit by an oblique detonation wave).
La présente invention sera décrite à titre d'exemple non limitatif avec plus de détails à l'aide The present invention will be described by way of nonlimiting example with more details using
263 381263,381
des dessins schématiques ci-joints qui représentent: - figure 1, une coupe longitudinale à travers schematic drawings attached which represent: - figure 1, a longitudinal section through
une partie du tube de post-accélération selon la pré- part of the post-acceleration tube according to the pre-
sente invention, à l'instant o il est traversé par un projectile conforme à la présente invention; - figure 2, une représentation analogue à celle de la figure 1, cependant sous une forme encore plus schématique, des conditions de vitesses différentes de celles de la représentation de la figure 1 étant ici illustrées; et - figure 3, une coupe à plus grande échelle à invention, at the moment it is traversed by a projectile according to the present invention; - Figure 2, a representation similar to that of Figure 1, however in an even more schematic form, different speed conditions from those of the representation of Figure 1 being shown here; and FIG. 3, a section on a larger scale at
travers le tube de post-accélération de la figure 1. through the post-acceleration tube of Figure 1.
Les figures 1 et 3 représentent un tube de Figures 1 and 3 show a tube of
post-accélération 1 en coupe longitudinale et transver- post-acceleration 1 in longitudinal and transverse section
sale. Ce tube de post-accélération présente sur sa face dirty. This post-acceleration tube has on its face
interne trois nervures de guidage 2 disposées longitu- internal three guiding ribs 2 arranged longitudinally
dinalement dans le tube et à égale distance les unes des dinalement in the tube and equidistant from one of the
autres, leurs surfaces de guidage 3 orientées vers l'in- other, their guide surfaces 3 oriented towards the in-
térieur délimitant ainsi un contour circulaire qui est interior thus delimiting a circular outline which is
représenté en pointillé sur la figure 3. represented in dotted line in FIG.
Entre les nervures de guidage 2 sont disposées des gorges longitudinales 4 dont le fond a, en section, une forme d'arc de cercle coaxiale aux surfaces de Between the guide ribs 2 are arranged longitudinal grooves 4 whose bottom has, in section, a circular arc shape coaxial with the surfaces of
guidage 3.guidance 3.
La transition entre le fond de la gorge 4 et les parois de la gorge qui forment les faces latérales des nervures de guidage 2, est fortement arrondie, afin The transition between the bottom of the groove 4 and the walls of the groove which form the lateral faces of the guide ribs 2, is strongly rounded, so that
que ces nervures de guidage 2 soient capables de suppor- these guide ribs 2 are capable of supporting
ter de fortes contraintes transversales. ter strong transverse stresses.
La figure 2 montre un projectile 5 qui repose sur les surfaces de guidage 3 par sa plus grande section circulaire et se trouve ainsi à une certaine distance FIG. 2 shows a projectile 5 which rests on the guiding surfaces 3 by its largest circular section and is thus at a certain distance
des fonds de gorge respectifs.respective throat funds.
Le projectile présente un nez pointu en forme de cone, une partie médiane 7 de forme cylindrique The projectile has a cone-shaped pointed nose, a cylindrical middle portion 7
circulaire et une partie arrière qui va en se rétré- circular and a rear part which is
cissant en forme de tronc de cône.in the form of a truncated cone.
Le nez 6 du projectile forme donc par rapport à la paroi du fond de gorge de chacune des gorges 4 un volume intermédiaire dont l'importance va en diminuant dans le sens de l'avance du projectile 5, soit, sur la figure 1, de gauche à droite; le volume intermédiaire formé entre la partie arrière 8 du projectile et le fond des gorges va en s'agrandissant dans la même direction, et le volume formé entre la partie médiane 7 et le fond The nose 6 of the projectile therefore forms, with respect to the wall of the throat bottom of each of the grooves 4, an intermediate volume whose importance decreases in the direction of advance of the projectile 5, ie, in FIG. left and right; the intermediate volume formed between the rear part 8 of the projectile and the bottom of the grooves widens in the same direction, and the volume formed between the middle part 7 and the bottom
des gorges reste constant.gorges remain constant.
Si le projectile 5 se déplace dans le tube de post-accélération 1, l'afflux d'air dans le volume intermédiaire libre situé entre le nez 6 du projectile et le tube de post-accélération est tel pour une vitesse de déplacement de l'air appropriée, qu'il se produit une compression ultrasonore; à nouveau, pour une vitesse de déplacement de l'air appropriée, il se produit une compression sub-sonique dans le volume intermédiaire situé entre la partie arrière 8 du projectile et le tube If the projectile 5 moves in the post-acceleration tube 1, the influx of air into the free intermediate volume located between the nose 6 of the projectile and the post-acceleration tube is such for a speed of displacement of the appropriate air, that ultrasonic compression occurs; again, for an appropriate air velocity, subsonic compression occurs in the intermediate volume between the rear part 8 of the projectile and the tube
de post-accélération 1.post-acceleration 1.
Il se forme ainsi entre le projectile 5 et le tube de post-accélération 1 un diffuseur qui se déplace It thus forms between the projectile 5 and the post-acceleration tube 1 a moving diffuser
avec le projectile 5, qui est alimenté par le gaz explo- with the projectile 5, which is powered by the explo-
sif se trouvant dans le tube de post-accélération 1 et dont l'effet correspond au diffuseur d'un stato-réacteur sif located in the post-acceleration tube 1 and whose effect corresponds to the diffuser of a stato-reactor
qui donne naissance à une pression de chambre de combus- which gives rise to a combustion chamber pressure
tion à la manière d'un compresseur. in the manner of a compressor.
La zone située à droite du projectile (figure 1) ou, pour une circulation d'air appropriée, à droite du surpresseur ultrasonique (figure 2), se comporte en The area to the right of the projectile (Figure 1) or, for appropriate air circulation, to the right of the ultrasonic booster (Figure 2), behaves
chambre de combustion. Sous l'effet des pointes de pres- combustion chamber. Under the influence of pressure peaks
sion qui en résultent, le gaz explosif est inflammé dans resulting from it, the explosive gas is
cette zone et explose, ce qui fait qu'il exerce une pres- this area and explodes, so that it exerts
sion sur la partie arrière du projectile. Du fait de la pression engendrée dans le diffuseur, une pénétration on the rear part of the projectile. Due to the pressure generated in the diffuser, a penetration
du front de l'explosion vers la partie avant du pro- from the front of the explosion to the front part of the
jectile 5 n'est pas possible.jectile 5 is not possible.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, le projectile 5 en déplacement est alimenté dans le sens In the embodiment of FIG. 1, the moving projectile 5 is fed in the direction
de la flèche en gaz explosif au repos à une vitesse supé- explosive gas arrow at rest at a higher speed than
rieure à la vitesse du son dans ce gaz. Il se forme circulairement autour du nez 6 du projectile une onde frontale 9 qui se réfléchit sur la paroi du tube de faster than the speed of sound in this gas. Circularly around the nose 6 of the projectile is formed a frontal wave 9 which is reflected on the wall of the tube of
post-accélération 1.post-acceleration 1.
Dans la zone de la partie arrière 8 du projec- In the area of the rear part 8 of the projec-
tile, s'installe une onde de poussée plane 10 qui déli- tile, sets up a plane thrust wave 10 which delimits
mite vers l'avant une zone de pression élevée, dans laquelle la vitesse est située en dessous de la limite moth forward an area of high pressure, in which the speed is below the limit
sonore, comme dans un stato-réacteur. Cette zone de pres- sound, as in a stato-reactor. This area of
sion élevée s'étend jusqu'à la zone de combustion. La pression élevée agit sur cette section du projectile qui est située au niveau de l'onde de poussée 10. Dans la zone de combustion 12, la vitesse du courant gazeux s'élève jusqu'à la vitesse du son. Il s'agit donc dans l'exemple de réalisation de la figure 1 d'une combustion high pressure extends to the combustion zone. The high pressure acts on that section of the projectile which is located at the thrust wave 10. In the combustion zone 12, the velocity of the gas stream rises to the speed of sound. It is therefore in the embodiment of Figure 1 of a combustion
sub-sonique avec blocage thermique.subsonic with thermal blocking.
La figure 2 représente de manière très schéma- Figure 2 represents very schematically
tique le dispositif déjà illustré en détail sur la tick the device already illustrated in detail on the
figure 1, la vitesse de circulation des gaz étant simple- FIG. 1, the speed of circulation of gases being simple-
ment plus élevée que celle de l'exemple de réalisation de la figure 1. A la différence de ce qui se passe dans la forme de réalisation de la figure 1, la vitesse du courant gazeux demeure dans le domaine des vitesses ultrasonores, aussi bien dans la zone de la partie It is higher than that of the embodiment of FIG. 1. In contrast to the embodiment of FIG. 1, the velocity of the gas stream remains in the range of the ultrasonic velocities both in the zone of the party
arrière 8 du projectile, que derrière ledit projectile 5. 8 of the projectile behind the projectile 5.
Dans cet exemple de réalisation, la pression de détonation agit sur la totalité de la section du In this embodiment, the detonation pressure acts on the entire section of the
projectile 5.projectile 5.
Par ailleurs, la figure 3 illustre la mise en place d'une ouverture d'entrée de gaz 14, d'une sonde de mesure 15 et d'une bougie d'allumage 16, à chaque Furthermore, FIG. 3 illustrates the introduction of a gas inlet opening 14, a measuring probe 15 and a spark plug 16 at each
fois dans une traversée de la paroi du tube de post- once in a crossing of the wall of the post-tube
accélération 1. Ces dispositifs 14, 15 et 16 débouchent respectivement chacun dans le fond d'une gorge 4 et au acceleration 1. These devices 14, 15 and 16 respectively open respectively into the bottom of a groove 4 and the
milieu entre deux nervures de guidage 2. middle between two guide ribs 2.
Comme le montre le dessin, la bougie d'allu- As the drawing shows, the candle
mage 16 émerge à l'intérieur du tube de post-accélération 1, mais se termine cependant avant le contour de guidage délimité par les surfaces 3 de guidage et représenté en mage 16 emerges inside the post-acceleration tube 1, but ends however before the guide contour delimited by the guide surfaces 3 and shown in FIG.
pointillés sur la figure 3.dotted in Figure 3.
Le tube de post-accélération 1 peut être dis- The post-acceleration tube 1 can be
posé à l'avant d'un canon à hélium classique à un étage, qui confère au projectile 5 l'accélération nécessaire placed on the front of a conventional single-stage helium gun, which gives the projectile 5 the necessary acceleration
pour atteindre la vitesse ultrasonore. Le tube de post- to reach the ultrasonic speed. The post-tube
accélération est destiné à former une pièce accessoire placée à l'avant d'un tube de canon classique dont le projectile est poussé de façon usuelle avec des moyens pyrotechniques. Par une adaptation appropriée du mélange de gaz qui est constitué de préférence par de l'hydrogène, de l'oxygène, de l'azote et de l'hélium, ce dernier servant au réglage de la vitesse du son dans le gaz, il est également possible d'optimiser la distance entre le fond des gorges et les surfaces de guidage 3 dans le tube de post-accélération représenté, et d'adapter celle-ci à la vitesse du projectile sans que, pour autant, acceleration is intended to form an accessory piece placed at the front of a conventional barrel tube whose projectile is pushed in the usual way with pyrotechnic means. By appropriate adaptation of the gas mixture which is preferably composed of hydrogen, oxygen, nitrogen and helium, the latter serving to adjust the speed of sound in the gas, it is also possible to optimize the distance between the bottom of the grooves and the guide surfaces 3 in the post-acceleration tube shown, and to adapt it to the projectile speed without, for all that,
une quelconque intervention sur la géométrie ou la cons- any intervention on geometry or con-
truction du projectile lui-même soit nécessaire. truction of the projectile itself is necessary.
On peut ainsi atteindre un rendement balisti- It is thus possible to achieve a balisti-
que constant de l'ordre de 25%. La pression effective (définie ccmme étant la force exercée sur le projectile than constant of the order of 25%. The effective pressure (defined as the force exerted on the projectile
divisée par la surface de sa section utile) reste prati- divided by the area of its useful section) remains practically
quement constante jusqu'à une vitesse d'environ 2 300 m/s et diminue ensuite légèrement dans le cas constant speed up to a speed of approximately 2300 m / s and then decreases slightly in the
?633381? 633,381
d'une combustion sub-sonique (exemple de réalisation de la figure 1, qui entre en ligne de compte jusqu'à subsonic combustion (embodiment of Figure 1, which is taken into account up to
une vitesse absolue du projectile d'environ 3 000 m/s). an absolute velocity of the projectile of about 3,000 m / s).
Elle s'élève au départ à environ 60% de la pression de pointe se développant lors de la combustion, pression It initially amounts to about 60% of the peak pressure developing during combustion, pressure
pour laquelle le tube de post-combustion 1 et le projec- for which the post-combustion tube 1 and the projection
tile 5 doivent être prévus. Ceci signifie qu'ensuite la tile 5 must be provided. This means that then
post-accélération du projectile 5 se fait sous une pres- post-acceleration of the projectile 5 is under a
sion constante située aux environs de 60% de la pression maximale et ne commence à diminuer lentement que pour une vitesse de projectile d'environ 2 300 m/s, si le constant pressure at around 60% of the maximum pressure and begins to decrease slowly only at a projectile velocity of approximately 2300 m / s,
tube de post-accélération est utilisé jusqu'à sa pres- post-acceleration tube is used until it is
sion maximale correspondant à sa résistance à la pres- maximum pressure corresponding to its resistance to
sion, par une adaptation appropriée de sa pression de sion, by appropriate adaptation of its pressure of
remplissage.filling.
Lors d'une combustion explosive, des pointes de pression relativement élevées surgissent et sont toujours situées à des niveaux de l'ordre de cinq fois In explosive combustion, relatively high pressure spikes occur and are always located at levels of the order of five times
plus élevés que la pression effective. higher than the effective pressure.
Si la charge du tube de post-accélération est If the charge of the post-acceleration tube is
réduite jusqu'à cette zone en tenant compte de qui pré- reduced to this area, taking into account who
cède, de manière que la pression maximale admissible pour le projectile et le tube de post-accélération ne soit pas dépassée, alors le projectile ne peut être accéléré qu'avec une pression effective d'environ 20% de cette valeur. Toutefois cette accélération peut être maintenue constante jusqu'aux environs de 6 000 m/s in such a way that the maximum permissible pressure for the projectile and the post-acceleration tube is not exceeded, the projectile can only be accelerated with an effective pressure of approximately 20% of this value. However this acceleration can be kept constant up to around 6 000 m / s
-à nouveau par une adaptation appropriée de la composi- - again by an appropriate adaptation of the composition
tion initiale du gaz détonant-.initial detonation gas.
Ci-dessus, il est entendu que le projectile est accéléré dans un tube de canon avant de pénétrer Above, it is understood that the projectile is accelerated in a barrel tube before entering
dans un tube de post-accélération. Mais il est égale- in a post-acceleration tube. But he is also
ment possible de choisir un autre mode de préaccéléra- possible to choose another pre-accelerator mode.
tion, par exemple au moyen d'un champ électromagnétique, tion, for example by means of an electromagnetic field,
sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. without departing from the scope of the present invention.
Claims (6)
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FR2633381B1 FR2633381B1 (en) | 1992-02-28 |
Family
ID=6349800
Family Applications (1)
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EP0248340A2 (en) * | 1986-06-05 | 1987-12-09 | General Electric Company | Projectile launching system |
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1988
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1989
- 1989-03-10 FR FR8903171A patent/FR2633381B1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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