FR3146986A1 - Dispositif de lancement d’un projectile et procédé de lancement d’un projectile - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF DE LANCEMENT D’UN PROJECTILE ET PROCÉDÉ DE LANCEMENT D’UN PROJECTILE Un dispositif de lancement d’un projectile comporte une chambre (1) munie d’une paroi latérale (7) et d’une fenêtre d’éjection (4). Un bras (2) est monté à rotation autour d’un arbre (3) dans la chambre (1). Un patin (8) est fixé au bras (2) et reçoit le projectile (5). Le patin (8) se déplace circulairement dans la chambre (1). Le patin (8) comporte une tuyère (10) reliée à une source d’un premier gaz (11), pour éjecter un flux de premier gaz et faire avancer le patin (9) à l’intérieur de la chambre. La paroi latérale (7) définit une piste (12) supportant le patin selon une direction radiale (ZZ). La piste (12), le patin (8) et un deuxième gaz définissent un palier aérodynamique entre la piste (11) et le patin (8) pour que la piste (12) reprenne au moins une partie des efforts du patin (8) selon la direction radiale (ZZ).

Description

DISPOSITIF DE LANCEMENT D’UN PROJECTILE ET PROCÉDÉ DE LANCEMENT D’UN PROJECTILE

L’invention est relative à un dispositif de lancement d’un projectile et à un procédé de lancement d’un projectile.

Pour accéder à la stratosphère ou aux couches supérieures, il est nécessaire de de combattre la force de gravité. Il est connu d’utiliser des lanceurs spatiaux qui délivrent une importante force de poussée grâce à l’éjection d’un gaz. Le gaz est expulsé en grande quantité et à haute vélocité vers l’extérieur du lanceur. Pour obtenir ce résultat, une quantité importante de carburant est embarquée dans le lanceur également appelé navette et une réaction chimique est initiée pour obtenir la production du gaz qui sera éjecté.

Cette solution technique n’est pas avantageuse car les ressources naturelles s’épuisent de sorte que la grande quantité d’énergie fossile consommée à chaque utilisation d’un lanceur va entrainer une augmentation considérable de ses coûts de fonctionnement. L’envoi d’un lanceur dans l’espace se traduit par l’émission d’une grande quantité de dioxyde de carbone CO2 ainsi que par l’éjection de particules de carbone noir (« black carbon » en langue anglaise) qui peuvent modifier les propriétés optiques de l’atmosphère. Une part importante de la masse à déplacer correspond au carburant qui n’a pas encore réagi. Il convient également de remarquer que la combustion du carburant entraine un rejet conséquent dans les différentes couches de l’atmosphère. Au fur et à mesure que l’on augmente la fréquence d’utilisation des lanceurs, on augmente la teneur en gaz carbonique et l’effet des lanceurs sur les propriétés optiques de l’atmosphère.

Dans la très grande majorité des cas, les lanceurs sont à usage unique ce qui rend cette technologie particulièrement consommatrice de ressources. Lorsque le lanceur est dit réutilisable, seules quelques parties du lanceur peuvent être réutilisées et uniquement après une opération de remise en état qui est importante. En outre, la réutilisation des parties du lanceur est limitée à un nombre réduit de lancements ce qui limite l’intérêt économique de cette voie.

Afin de remplacer les lanceurs conventionnels sur tout ou partie de leur marché, il est connu d’utiliser des catapultes électromagnétiques ou des accélérateurs de masse qui sont configurés pour accélérer un projectile tel qu’un satellite pour atteindre des vitesses autorisant le projectile à atteindre ou traverser la stratosphère.

La masse est accélérée jusqu’à ce que son énergie cinétique soit suffisante pour contrer les efforts de frottement et de la gravité et pour que le projectile atteigne au moins la stratosphère. Le projectile est éjecté sans que ce dernier soit associé à un réacteur à propulsion chimique qui le pousse depuis le sol à travers la troposphère. Ces technologies sont particulièrement intéressantes car le système de lancement reste au sol de sorte que la masse à lancer est réduite. Le système de lancement est majoritairement réutilisable ce qui permet de limiter les couts d’un lancement.

Le document WO2014/124431 divulgue un système de lancement muni d’une piste d’éjection sous la forme d’une spirale. La spirale est montée sur une plateforme inclinable afin de régler l’angle d’éjection du projectile. Le projectile est monté sur un sabot qui est courbé pour s’adapter à la courbure de la piste en spirale. Le projectile est recouvert de combustible disposé sur sa longueur. Le combustible génère une pression de gaz entre le combustible et la piste courbée pour créer une force centripète qui s’oppose partiellement ou totalement à la force centrifuge liée à l’accélération. La génération de gaz permet de réduire le frottement et l’échauffement entre le projectile et la piste. Le projectile est accéléré par la giration de l’ensemble de la piste au moyen de moteurs de giration. Cette solution technique n’est pas optimale. Elle nécessite de consommer une énergie importante car il faut déplacer toute la piste. En conséquence, la charge utile apte à être lancée est faible.

Le document US10202210 divulgue un système circulaire pour accélérer un projectile. Le projectile est disposé à une extrémité d’un bras rotatif monté à rotation autour d’un arbre de rotation. L’autre extrémité du bras rotatif est munie d’un contre-poids dont la masse est choisie en fonction du poids du projectile. Un moteur fait tourner le bras de plus en plus vite jusqu’à ce que le projectile atteigne la vitesse requise. Le projectile est alors déconnecté du bras et il quitte la plateforme circulaire au moyen d’une fenêtre d’éjection. Afin de limiter les forces de frottement lors de l’accélération du projectile, la plateforme se présente sous la forme d’une boite mise sous vide.

Cette solution technique présente un certain nombre de limitations qui apparaissent rédhibitoires pour une exploitation commerciale. En premier lieu, la rotation du bras est obtenue au moyen d’un moteur alimenté par l’électricité ce qui impose l’utilisation d’une quantité phénoménale d’énergie électrique pour envoyer un projectile dans l’espace.

La force centrifuge appliquée sur le bras évolue avec le carré de la vitesse tangentielle du projectile et avec la masse du projectile. Il ressort que l’obtention de vitesses tangentielles élevées pour obtenir une énergie cinétique importante nécessaire à une mise sur orbite va de pair avec l’application d’une énorme force centrifuge sur le bras de rotation. Il faut alors utiliser un bras de rotation dimensionné pour résister aux énormes contraintes mécaniques appliquées et il en va de même pour la majorité des composants qui interviennent dans la rotation du bras.

Au fur et à mesure que la vitesse de rotation augmente, les efforts appliqués sur le bras augmente et il tend à se déformer de sorte que le projectile tend à se rapprocher de la paroi latérale de la plateforme. Le bras est configuré pour limiter autant que possible la déformation. Il apparait que la configuration du bras tel que divulguée dans le document US10202210 n’est pas la plus avantageuse pour atteindre des vitesses tangentielles importantes avec des projectiles lourds.

Objet de l'invention

Un objet de l’invention consiste à prévoir un dispositif de lancement d’un projectile qui tend à répondre aux problématiques précitées et notamment qui soit plus adapté aux vitesses de rotation élevées et/ou à des projectiles lourds. Tout en restant facile à mettre en œuvre.

On tend à résoudre ces problèmes au moyen d’un dispositif de lancement d’un projectile comportant :
- une chambre munie d’une paroi latérale et d’une fenêtre d’éjection ;
- un bras de rotation monté à rotation autour d’un arbre de rotation, le bras de rotation étant disposé pour tourner autour de l’arbre de rotation dans la chambre, le bras de rotation s’étendant selon une direction radiale ;
- un patin monté à une première extrémité du bras de rotation et destiné à recevoir le projectile, le patin se déplaçant selon un mouvement circulaire dans la chambre.

Le dispositif de lancement est remarquable en ce que le patin comporte une tuyère reliée à une source d’un premier gaz, la tuyère éjectant un flux de premier gaz dirigé pour faire avancer le patin selon le mouvement circulaire à l’intérieur de la chambre ;
en ce que la paroi latérale définit au moins une piste destinée à supporter le patin selon la direction radiale ;
en ce que la au moins une piste, le patin et un deuxième gaz définissent un palier aérodynamique entre la au moins une piste et le patin pour que la au moins une piste reprenne au moins une partie des efforts du patin selon la direction radiale ;
en ce qu’il comporte des moyens de pompage configurés pour aspirer le premier gaz et le deuxième gaz.

De manière avantageuse, la source de premier gaz est une source disposée hors de la chambre et reliée au patin par une canalisation fixée au bras de rotation.

Dans une configuration particulière, la source de premier gaz est disposée immobile par rapport à la chambre ou immobile par rapport à un support supportant la chambre.

Dans un développement avantageux, la source de premier gaz comprend un compresseur configuré pour éjecter le premier gaz à une pression au moins égale à 10⁶Pa.

Préférentiellement, la paroi latérale définit une piste inférieure et une piste supérieure espacées selon une direction parallèle à un axe de rotation du bras de rotation défini par l’arbre de rotation. La tuyère est disposée pour éjecter le premier gaz contre une surface disposée entre la piste inférieure et la piste supérieure.

Selon un mode de réalisation, le patin comporte une platine inférieure et une platine supérieure circulant respectivement face à la piste inférieure et la piste supérieure, la platine inférieure et la platine supérieure définissant deux parois non parallèles et sécantes de forme convexe depuis l’arbre de rotation.

Dans un développement avantageux, le bras de rotation est flexible selon une direction parallèle à l’axe de rotation de l’arbre de rotation.

Dans une mode de réalisation particulier, la piste inférieure et la piste supérieure sont des pistes saillantes de la paroi latérale qui délimitent une rainure de confinement du premier gaz issu de la tuyère.

Préférentiellement, le patin comporte une platine inférieure et une platine supérieure circulant respectivement face à la piste inférieure et la piste supérieure, le patin possédant une plaque s’étendant continument depuis la piste inférieure jusqu’à la piste supérieure.

Dans un autre développement avantageux, le dispositif de lancement comporte une conduite d’évacuation du premier gaz qui prolonge la tuyère et qui confine le jet de premier gaz, la tuyère étant orientée de manière à générer un flux de premier gaz qui est perpendiculaire à la direction radiale, un axe central du flux de premier gaz éjecté par la tuyère étant inclus dans le plan défini par une fibre neutre du bras de rotation.

Préférentiellement, le dispositif de lancement d’un projectile comporte une plaque fixée à la conduite d’évacuation pour enfermer la tuyère, la plaque recouvrant la piste inférieure et la piste supérieure pour former un premier palier aérodynamique additionnel avec la piste inférieure et un deuxième palier aérodynamique additionnel avec la piste supérieure, la plaque définissant un trou d’évacuation du premier gaz.

De manière avantageuse, la paroi latérale comporte une pluralité d’ailettes se chevauchant partiellement, et dans lequel chaque paire de deux ailettes consécutives, la piste supérieure et la piste inférieure formant un tube relié aux moyens de pompage.

Préférentiellement, le dispositif de lancement comporte un générateur de deuxième gaz qui est le générateur de premier gaz et dans lequel une partie du flux de premier gaz est dirigé entre le patin et la piste.

Avantageusement, l’un du patin et de la piste est recouvert d’un matériau sacrificiel sublimant le deuxième gaz en réponse à un apport de chaleur provenant de la circulation du patin face à la piste.

Préférentiellement, le matériau sacrificiel est disposé le long de la piste inférieure et la piste supérieure.

Le matériau sacrificiel peut être est un polytétrafluoroéthylène ou un polycarbonate.

Préférentiellement, le bras de rotation et le patin forment une connexion mécanique autorisant un déplacement du patin par rapport au bras de rotation selon la direction radiale de l’arbre de rotation.

L’invention a également pour objet un procédé de lancement d’un projectile qui soit plus efficace que les procédés de l’art antérieur, par exemple en autorisant le lancement de projectiles plus lourds et/ou à de plus grandes vitesses.

On tend à atteindre ce résultat au moyen d’un procédé de lancement d’un projectile comportant les étapes suivantes :
- fournir un dispositif de lancement selon l’une quelconque des configurations précédentes ;
- fixer le projectile au patin ;
- réduire la pression dans la chambre ;
- entrainer en rotation le patin jusqu’à atteindre une vitesse seuil d’éjection ;
- libérer le projectile pour que le projectile quitte le dispositif de lancement avec la vitesse seuil à travers une fenêtre d’éjection.

Description sommaire des dessins

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :

: une vue en perspective d’un dispositif de lancement ;
: une autre vue d’un dispositif de lancement avec l’angle d’inclinaison entre la chambre et un plan de référence ;
: une vue en coupe partielle de la chambre avec le bras de rotation ;
: une vue en coupe de la chambre avec le bras de rotation selon l’axe de rotation du bras ;
: une vue en élévation du bras de rotation avec un patin recevant un projectile ;
: une vue en perspective d’un patin comportant un projectile ;
: une vue d’un patin comportant un projectile selon un axe radial de déplacement du patin dans la chambre ;
: une vue de côté du patin selon une direction représentant la composante tangentielle de déplacement du patin ;
: une vue de côté du patin recevant une projection selon l’axe de rotation du bras de rotation ;
: une vue de côté du patin disposé sur la piste de la chambre selon l’axe de rotation du bras de rotation ;
: une vue en perspective du patin disposé sur deux pistes de la chambre ;
: une vue en perspective d’une conduite d’évacuation ;
: une vue en perspective de la paroi latérale de la chambre ;
: une vue de dessus du bras de rotation définissant la liaison glissière ;
: une vue de côté du bras de rotation monté flexible.

Les figures 1 à 15 illustrent un dispositif de lancement d’un projectile qui comporte une chambre 1. Un bras de rotation 2 est disposé dans la chambre 1. Le bras de rotation 2 est monté rotatif autour d’un arbre de rotation 3. Le bras de rotation 2 se déplace en rotation à l’intérieur de la chambre 1. La chambre 1 possède une fenêtre d’éjection 4 autorisant la sortie d’un projectile 5 lorsque la vitesse de ce dernier atteint la valeur recherchée également appelée vitesse d’éjection.

Le bras de rotation 2 comporte une première extrémité qui est destinée à supporter le projectile 5. Le projectile 5 se déplace dans la chambre 1 selon une trajectoire circulaire. De manière privilégiée, la deuxième extrémité reçoit un contrepoids 5a destiné à contrebalancer les efforts induits par le projectile 5 fixé à la première extrémité. Préférentiellement, l’arbre de rotation 3 est fixé plus proche de la deuxième extrémité que de la première extrémité.

La chambre 1 est associée à un système de pompage 6 qui permet de placer l’intérieur de la chambre 1 sous vide. La valeur du niveau de pression dans la chambre 1 est fonction du niveau de performance recherché. Il est avantageux que la chambre 1 soit la plus étanche possible de manière à limiter l’utilisation du système de pompage 6 pour atteindre et maintenir la valeur de pression recherchée dans la chambre 1. La pression dans la chambre est préférentiellement inférieure à 10000Pa, plus préférentiellement inférieure à 1000Pa et encore plus pus préférentiellement inférieure à 100Pa.

La chambre 1 possède préférentiellement une plateforme montée mobile par rapport à un support. Le support est fixé au sol et la plateforme s’incline par rapport au support de manière à définir un angle θ_0 précis qui va imposer l’angle d’éjection du projectile par rapport au sol. L’angle θ_0 est choisi afin de définir au moins en partie la trajectoire du projectile 5.

La chambre 1 possède une paroi latérale 7 qui est sensiblement de forme circulaire à l’exception de la fenêtre d’éjection 4. Lors de son déplacement circulaire à l’intérieur de la chambre 1, le projectile 5 se déplace face à la paroi latérale 7. Le vis-à-vis est observé selon une direction radiale YY défini par l’axe longitudinal du bras de rotation 2. La direction radiale YY est la direction relative au déplacement en rotation du bras de rotation 2 supportant le projectile 5.

Plus particulièrement, le dispositif de lancement possède un patin 8 fixé à la première extrémité du bras de rotation 2. Le patin 8 est destiné à l’installation du projectile 5. Le patin 8 se déplace circulairement dans la chambre 1 face à la paroi latérale 7 et le projectile 5 est installé dans le patin 8. Le patin 8 définit un berceau 9 destiné à recevoir le projectile 5. Le berceau 9 possède une longueur selon une première direction XX perpendiculaire à la direction radiale YY et dirigée dans le sens d’avancée du patin 8, une largeur selon une deuxième direction YY perpendiculaire à la première direction et parallèle à l’axe de rotation défini par l’arbre de rotation et une hauteur selon une troisième direction ZZ perpendiculaire aux deux précédentes directions, c’est-à-dire selon la direction radiale. La deuxième direction YY est parallèle à l’axe de rotation défini par l’arbre de rotation 2. Le berceau 9 possède un moyen d’accouplement et de désaccouplement configuré pour accoupler le projectile 5 avec le berceau 9 lorsque la vitesse est inférieure à une vitesse cible et pour autoriser un désaccouplement du projectile 5 lorsque la vitesse du projectile atteint la vitesse cible également appelée vitesse d’éjection.

Dans un mode de réalisation, le patin 8 est monté fixement au bras de rotation 2. Dans un autre mode de réalisation, le patin 8 est monté mobile par rapport au bras de rotation 2 selon la direction ZZ. Il est avantageux que le patin 8 et le bras de rotation 2 définissent une liaison glissière A selon la direction ZZ. Lorsque la vitesse de rotation du bras 2 est inférieure à une première vitesse seuil, le patin n’est pas en contact de la paroi latérale 7. Lorsque la vitesse de rotation du bras 2 atteint et dépasse la première vitesse seuil, la connexion mécanique entre le patin 8 et le bras 2 change, le patin 8 vient en appui contre la paroi latérale ce qui réduit les efforts centrifuges induits par le patin 8. Le désaccouplement partiel entre le bras 2 et le patin 8 permet de limiter les efforts inertiels appliqués sur le bras 2. De manière préférentielle, le patin 8 est relié au bras de rotation au moyen d’un ressort. Au fur et à mesure que la vitesse augmente, l’effort appliqué par la rotation du patin 8 sur le ressort tend le ressort et le patin 8 se déplace jusqu’à venir au contact de la paroi latérale. Une fois la vitesse seuil atteinte, la force appliquée par le patin sur le ressort devient constante ou sensiblement constante. Préférentiellement, la connexion mécanique entre le patin 8 et le bras de rotation 2 au moyen du ressort est ensuite éliminée en déconnectant le ressort de l’un du bras de rotation 2 et du patin 8. Un exemple de réalisation est illustré à la .

Afin de déplacer le patin 8 à l’intérieur de la chambre 1, le patin 8 est muni d’une tuyère 10 qui est reliée à une source de premier gaz 11. La source de premier gaz 11 fournit du premier gaz jusqu’à la tuyère 9. Le premier gaz qui s’éjecte de la tuyère 10 pousse le patin 8 qui tourne autour de l’arbre de rotation 3. Préférentiellement, la tuyère est une tuyère de laval ce qui facilite la détente du gaz pour avoir une pression de détente finale faible.

Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux car l’effort destiné à déplacer le patin 8 est directement appliqué sur le patin 8 ce qui permet d’avoir un meilleur rendement que la rotation au moyen d’un moteur fixé à l’arbre de rotation 3. La tuyère 10 génère une force de poussée qui s’applique directement sur le patin 8 ce qui permet d’avoir un dispositif de lancement qui supporte une force de friction appliquée sur le bras de rotation 2 qui est plus importante que les configurations de l’art antérieur et notamment vis-à-vis du document US10202210.

En plus de la tuyère 10 associée à la source de premier gaz 11, il est possible d’utiliser un moteur électrique pour réaliser les premiers tours du patin 8. Une fois une première vitesse minimale atteinte, le moteur électrique est éteint et le patin 8 est uniquement déplacé au moyen du premier gaz qui s’échappe de la tuyère 10. Le moteur électrique qui est utilisé est moins puissant et moins lourd que les configurations de l’art antérieur et notamment du document US10202210. La tuyère 10 permet l’accélération du patin 8 et donc du projectile 5 jusqu’à la vitesse recherchée. La tuyère 10 permet de développer une puissance bien plus importante que le moteur électrique central utilisé dans les configurations de l’art antérieur et notamment dans le document US10202210, ce qui permet de considérablement diminuer la durée totale du cycle d’accélération du projectile 5. Ceci représente un réel avantage commercial, car les fréquences de lancement peuvent être augmentées.

La tuyère 10 est disposée de sorte que le premier gaz frappe la paroi latérale 7 pour que le jet issu de la tuyère 10 pousse le patin 8. Le premier gaz peut être un gaz neutre, un gaz inerte. Il peut également s’agir d’air, par exemple de l’air issu d’une entrée disposée à proximité de la chambre 3. La source de premier gaz 11 comporte avantageusement un compresseur qui envoie le premier gaz dans la tuyère 10 pour déplacer le patin 8. Le compresseur fournit le premier gaz avec un débit et une pression qui permettent par exemple d’avoir une vitesse en sortie de tuyère supérieure à 600m/s, de préférence supérieure à 900m/s. Le compresseur peut être configuré pour fournir une pression supérieure à 100 bars. De manière préférentielle, la source de premier gaz 11 possède un déshumidificateur qui réduit ou élimine l’eau du premier gaz.

Le patin 8 se déplace face à la paroi latérale 7 le long d’une piste 12. Dans son déplacement en rotation, le patin 8 prend appui sur la paroi latérale 7 de manière à réduire les efforts appliqués sur le bras de rotation 2 selon la direction radiale ZZ. Lors de la rotation du patin 8, une partie des efforts appliqués sur bras de rotation 2 est reprise par la paroi latérale ce qui permet d’utiliser un projectile plus lourd et/ou une vitesse de rotation plus élevée. Le patin 8 circule le long d’une piste 12 pour réaliser la reprise d’effort. La piste 12 se présente préférentiellement sous la forme d’un cercle dans une observation selon l’axe de rotation YY du bras de rotation 2. Lorsque la connexion entre le bras 2 et le patin 8 autorise un déplacement selon la direction radiale ZZ, une légère mobilité entre le bras 2 et le patin 8 selon la direction radiale ZZ permet de limiter les efforts appliqués sur le bras 2 selon la direction ZZ lorsque la distance entre le patin et la paroi latérale évolue à cause de la force centrifuge. Cette configuration peut être en mesure de reprendre tous les efforts selon la direction ZZ.

L’utilisation d’une tuyère directement présente sur le patin pour éjecter le premier gaz permet de surmonter les forces de frottement entre la piste 12 et la patin 8 ce qui permet d’avoir une accélération du patin 8 jusqu’à la vitesse cible ou vitesse d’éjection compatible avec l’éjection du projectile 5. Un tel contact est interdit à la configuration selon le document US10202210 car les forces de frottement surpassent la capacité de tout moteur électrique disponible commercialement.

Afin de très fortement réduire les efforts centrifuges appliqués sur le bras de rotation 2 et réduire les forces de frottement, le patin 8 et la piste 12 définissent un palier aérodynamique.

Le palier aérodynamique comprend une couche de deuxième gaz présente entre la piste 12 et le patin 8. La couche de deuxième gaz présente une pression qui est supérieure à la pression dans la chambre 1, de préférence avec une pression supérieure à 10 bars, c’est-à-dire 1000000 Pa. La pression en deuxième gaz permet artificiellement au patin 8 de pendre appui contre la paroi latérale 7 de sorte que la paroi latérale 7 reprend les efforts du patin 8. La paroi latérale 7 étant une pièce fixe ou quasiment fixe, il est possible de la dimensionner pour supporter les efforts appliqués par le patin 8 à travers le palier aérodynamique. La pression en deuxième gaz est préférentiellement supérieure à 10001300 Pa, plus préférentiellement supérieure à 20126000 Pa et encore plus préférentiellement supérieure à 50000000 Pa.

A l’arrêt, il est avantageux que le patin 8 ne soit pas en contact de la piste 12. La distance entre la piste 12 et le patin 8 peut-être de l’ordre de quelques centimètres, mais elle peut atteindre un ou deux mètres lorsque le patin possède une masse de plusieurs tonnes avec un rayon important, par exemple 50m ou plus. Lorsque le patin 8 tourne autour de l’arbre de rotation 3 avec une vitesse inférieure à une vitesse minimale seuil, le patin 8 n’est pas en contact de la piste 12. Une fois la vitesse minimale seuil atteinte, le patin 8 est au contact de la piste 12 ou quasi au contact de la piste pour former le palier aérodynamique.

Le palier aérodynamique permet au patin 8 de glisser le long de la paroi latérale 7 en prenant virtuellement appui contre la paroi latérale 7 sans que cela entraine la génération d’une force de frottement trop importante. Cela permet de réduire les efforts appliqués sur le bras de rotation ce qui autorise un allègement du bras. Un effort donné du jet de premier gaz permet d’entrainer un projectile 5 fois plus lourd. Des simulations montrent que plus la pression exercée par le patin 8 sur la piste 12 augmente, plus le coefficient de frottement dynamique est faible. Il est possible d’atteindre un coefficient de frottement dynamique de l’ordre de 0,0045.

Dans son fonctionnement, du premier gaz est éjecté depuis la tuyère 10 et du deuxième gaz est généré pour former le palier aérodynamique. Les moyens de pompage 6 fonctionnent lorsque le patin 8 tourne autour de l’arbre de rotation 3. Les moyens de pompage 6 aspirent le premier gaz et le deuxième gaz de manière à conserver un faible niveau de pression dans la chambre 1. Les performances des moyens de pompage 6 sont choisies pour aspirer la quantité de premier gaz émise par la tuyère 10 et la quantité de deuxième gaz émise par le palier aérodynamique.

De manière privilégiée, la source de premier gaz 11 est une source qui est disposée hors de la chambre 1. Comme cela est illustré à la , la source de premier gaz 11 est reliée au patin 8 par une canalisation qui traverse l’arbre de rotation 3 et qui est fixée au bras de rotation 2. La source de premier gaz 11 n’est pas une pièce qui tourne autour de l’arbre de rotation 3. Il est facile d’utiliser une source de premier gaz 11 qui possède une masse conséquence. Le premier gaz est fourni par une canalisation dont la masse est limitée. Cela permet de réduire les contraintes sur le bras de rotation 3.

La source de premier gaz 11 est préférentiellement immobile par rapport à la chambre 1 ou par rapport au support. Dans un cas de figure, la source de premier gaz 11 est montée fixement à la chambre 1. Dans un autre cas de figure, la source de premier gaz 11 est montée fixement par rapport au support, c’est-à-dire par rapport au sol. Selon les modes de réalisation, la source de premier gaz 11 peut comporter un compresseur et/ou des bouteilles de premier gaz à l’état comprimé. La source de premier gaz est un moyen de faible coût et dont l’émission en gaz nocifs est faible ou nulle.

Dans un mode de réalisation particulier, la paroi latérale 7 définit une piste inférieure 12a et une piste supérieure 12b qui sont disposées respectivement en vis-à-vis d’une platine inférieure 13a et d’une platine supérieure 13b. Chacun des deux couples piste/patin forme un palier aérodynamique qui permet le glissement du patin 8 contre la paroi latérale 7. Il est avantageux d’écarter la piste inférieure 12a et la piste supérieure 12b d’une distance supérieure ou égale à la largeur du berceau 9 ce qui représente la dimension maximale du projectile 5 selon la direction YY comme cela est illustré à la . Lors de l’éjection du projectile 5 hors du berceau 9, le projectile 5 passe entre la piste inférieure 12a et la piste supérieure 12b pour entrer dans le tube d’éjection 4a et passer à travers la fenêtre d’éjection 4.

Il est avantageux de disposer la tuyère 10 de manière à éjecter le premier gaz contre une paroi de la paroi latérale 7 disposée entre la piste inférieure 12a et la piste supérieure 12b selon une direction perpendiculaire à l’axe longitudinal du bras de rotation 2 (c’est-à-dire la direction radiale ZZ) et parallèle à une direction d’avancée XX du patin 8 dans la chambre 2. Cela permet de mieux placer la force de poussée dans le même plan de rotation que le centre de gravité du patin 8 et préférentiellement de l’ensemble formé par le patin 8 et le projectile 5. Le plan de rotation, en régime de rotation établi, est perpendiculaire à la direction YY. De manière préférentielle, le centre de gravité du projectile 5 et la fibre neutre du bras de rotation 2 appartiennent au même plan de rotation perpendiculaire à l’axe de rotation YY. Plus préférentiellement, le plan de rotation est un plan de symétrie de la tuyère 10.

Dans un mode de réalisation particulier illustré à la , la platine inférieure 13a et la platine supérieure 13b définissent deux parois non parallèles. Les deux faces externes de la platine inférieure 13a et de la platine supérieure 13b ne sont pas parallèles et coplanaires comme on pourrait s’y attendre. Préférentiellement, les deux parois sont désalignées l’une de l’autre pour être sécantes dans le plan de rotation contenant la fibre neutre du bras de rotation 2. Encore plus préférentiellement, les deux platines 13a/13b définissent des plans sécants de forme convexe depuis l’arbre de rotation 3. Cette configuration permet d’améliorer la stabilité du patin 8 en appliquant une force qui tend à recentrer le patin 8 le long du plan de rotation défini par la fibre neutre du bras de rotation 2 lorsqu’il se déplace à grande vitesse. Il est avantageux que le bras 2 et le patin 8 autorise un léger déplacement de l’un par rapport à l’autre selon la direction YY lorsque les deux platines définissent la force convexe. Le patin 8 peut autoréguler sa position selon la direction YY sans appliquer des efforts sur le bras 2.

Dans un mode de réalisation avantageux illustré à la , le bras de rotation 2 fléchit selon la direction YY à cause du poids du patin 8 et du projectile 5. A l’arrêt, le patin 8 n’est pas totalement ou n’est pas en vis-à-vis de la piste 12 ou des pistes. Au fur et à mesure que la vitesse de rotation du bras de rotation 2 augmente, le bras de rotation 2 se déforme et le patin 8 se déplace selon la direction YY afin de compenser au moins en partie l’effet de la gravité. Il est particulièrement avantageux que le patin 8 soit en vis-à-vis de la piste 12 avant d’atteindre la première vitesse seuil. Le bras de rotation 2 présente une flexibilité selon la direction YY qui permet de faciliter l’alignement des platines 13a/13b par rapport aux pistes 12a/12b avec les platines définissant une forme convexe.

Il est avantageux que les deux platines 13a/13b soient dissociées thermiquement du reste du patin 8 au moyen d’une couche thermiquement isolante, par exemple au moyen d’une couche de liège.

De manière avantageuse, la piste inférieure 12a et la piste supérieure 12b sont des éléments en saillie de la paroi latérale 7. Plus préférentiellement, les éléments en saillies sont des éléments pleins ce qui facilite le confinement du premier gaz éjecté par la tuyère 10. Cela améliore le rendement de propulsion du patin 8 par le premier gaz.

Afin d’améliorer encore plus le rendement de propulsion du patin 8, le patin 8 possède une conduite d’évacuation 14 du premier gaz qui prolonge la tuyère 10 et qui confine le jet de premier gaz. La tuyère 10 est orientée de manière à générer un flux de premier gaz qui est perpendiculaire à la direction radiale ZZ, et parallèle à la vitesse tangentielle du patin 8 de manière à avoir un couple moteur le plus pur possible. L’axe central du flux de premier gaz éjecté par la tuyère 10 est inclus dans le plan de rotation défini par la fibre neutre de l’arbre de rotation 2.

La conduite d’évacuation 14 comporte deux parois transversales qui confinent le flux de premier gaz pour que l’intégralité du premier gaz s’échappe entre la piste inférieure 12a et la piste supérieure 12b. La conduite d’évacuation 14 possède une paroi qui relie les deux parois transversales et qui empêchent l’évacuation du premier gaz vers l’arbre de rotation 3. Cela permet de limiter la dissipation du premier gaz dans la chambre ce qui facilite l’aspiration du premier gaz par les moyens de pompage.

Le flux de premier gaz est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal ZZ du bras de rotation 2 et la conduite d’évacuation 14 possède préférentiellement un déflecteur 15 configuré pour légèrement décaler l’axe d’éjection du premier gaz par rapport au plan perpendiculaire à l’axe radiale ZZ et passant par l’axe central de la tuyère 10.

De manière préférentielle, la conduite d’évacuation 14 est terminée par un joint d’étanchéité 16. Le joint d’étanchéité 16 est formé par une plaque qui s’étend au-delà de la tuyère 10 à l’arrière du berceau 9 dans le prolongement de la première platine 13a et de la deuxième platine 13b, le cas échéant pour former un premier palier aérodynamique avec la piste inférieure 12a et un deuxième palier aérodynamique avec la piste supérieure 12b. Les deux paliers aérodynamiques fonctionnement de la même manière que ceux formés par les pistes 12 et les platines 13. Les deux paliers aérodynamiques fonctionnent comme des joints d’étanchéités en empêchant un flux de premier gaz entre la piste 12 et la plaque 16. Les deux paliers aérodynamiques prolongent le patin inférieur 13a et le patin supérieur 13b depuis la tuyère 10 en direction de l’arrière, l’avant étant représenté par la tête du projectile 5. La plaque définit un trou 16a pour l’évacuation du premier gaz. De manière préférentielle, la plaque et la conduite d’évacuation définissent un seul trou traversant pour le passage du premier gaz.

De manière avantageuse, l’extrémité arrière du joint d’étanchéité 16 appartient au plan perpendiculaire à la direction YY et qui contient l’axe central du flux de premier gaz éjecté par la tuyère 10. Lorsque la tuyère 10 est à sections circulaires cela correspond à l’axe passant par le centre du cercle formé par la tuyère 10 et perpendiculaire à l’axe radial ZZ. Les paliers aérodynamiques présentent une pression qui confine le premier gaz et empêchent une évacuation du premier gaz entre chaque piste et les deux extrémités latérales du joint d’étanchéité.

La conduite d’évacuation 14 est étanche ou sensiblement étanche et le joint d’étanchéité 16 définit un trou 16a pour l’évacuation du premier gaz entre la piste inférieure 12a et la piste supérieure 12b. De cette manière, le premier gaz qui quitte le patin 8 est confiné entre les deux pistes en saillie, le fond de la paroi latérale 7 et le joint d’étanchéité 16. Le palier aérodynamique à haute pression en association avec les deux pistes saillantes contraint le flux de premier gaz pour qu’il ne possède qu’une composante tangentielle ou majoritairement tangentielle ce qui améliore le rendement énergétique du déplacement du patin 8.

De manière préférentielle, la paroi latérale est texturée pour améliorer la poussée du patin 8 par le jet de premier gaz. Avantageusement, la paroi latérale 7 comporte une pluralité d’ailettes 17 disposées les unes sur les autres selon la direction radiale ZZ. Chaque paire de deux ailettes consécutives délimite en partie un tube reliée aux moyens de pompage. Les ailettes 17 se recouvrent partiellement selon la direction radiale ZZ.

De manière avantageuse, chaque paire de deux ailettes consécutives, la piste supérieure 12b et la piste inférieure 12a forment un tube relié aux moyens de pompage 6. La paroi latérale 7 possède une pluralité d’ailettes 17 qui sont décalées les unes des autres. Les ailettes 17 sont courbées de manière concave depuis l’arbre de rotation 2. Préférentiellement, les ailettes 17 possèdent un rayon de courbure qui est plus faible que le rayon de courbure de la chambre 1, notamment plus faible que celui des pistes 12a/12b.

Dans un mode de réalisation particulier, la chambre 1 possède une enveloppe 7’ qui assure l’étanchéité ou la quasi-étanchéité de la chambre 1. Pour des raisons de clarté l’enveloppe 7’ n’est pas représentée aux figures 1 à 3. Les ailettes 17 viennent en appui contre l’enveloppe 7’ pour assurer la bonne tenue mécanique des ailettes 17 qui reçoivent le jet de premier gaz à haute pression. De manière préférentielle, les ailettes 17 sont fixées à l’enveloppe 7’ sur ses deux bords opposés selon la direction YY, par exemple elles sont fixées à une paroi inférieure 18 et une paroi supérieure 19. Il est également avantageux de prévoir que chaque ailette 17 possède une surépaisseur formant un renfort 20 ce qui permet de mieux maintenir la forme de l’ailette 17 soumise au jet de premier gaz.

Dans un mode de réalisation particulier où la chambre 1 est munie d’une piste inférieure 12a et d’une piste supérieure 12b saillante, la piste inférieure 12a et la piste supérieure 12b sont disposées saillantes des ailettes 17 avec une épaisseur variable de manière à former une piste circulaire. La piste disposée sur la face interne d’une ailette 17 s’étend pour supporter la face externe de l’ailette 17 adjacente.

La chambre 1 présentant un diamètre conséquent, il est avantageux de réaliser le pompage du premier gaz et du deuxième gaz par secteur angulaire, c’est-à-dire sur une portion de la circonférence. Il est avantageux de diviser le cercle en une pluralité de secteurs angulaires et d’utiliser une pompe pour chaque secteur angulaire. Il existe autant de pompes que de secteurs angulaires, par exemple quatre secteurs angulaires ou au moins quatre secteurs angulaires.

Afin de former un palier aérodynamique entre la piste 12 et le patin 13, un gaz est présent à haute pression ce qui permet d’appliquer une force centripète sur le patin 8. Il est possible d’injecter le premier gaz à travers le patin 8 pour venir face à la piste 12. Cependant, il est particulièrement avantageux que l’extrémité interne de la piste 12 soit réalisée dans un matériau sacrificiel 21 qui se sublime lors d’un apport de chaleur lié au déplacement du patin 13 par rapport à la piste 12. La sublimation du matériau sacrificiel 21 forme le second gaz. Le matériau sacrificiel 21 peut être du polycarbonate ou du polytétrafluoroéthylène. Le choix du matériau sacrificiel est fait selon la valeur de la pression dans la chambre 1 et la quantité de chaleur produite par le frottement du patin 8. Même si le coefficient de frottement est faible, les efforts générés sont importants à cause de la vitesse attendue, par exemple 3000m/s, et à cause de la masse de l’ensemble formé par le patin 8 et le projectile 5, par exemple 3500kg. Même avec un palier aérodynamique, le passage du patin 8 génère un échauffement du matériau sacrificiel 21.

Lorsque le patin 8 se déplace le long de la piste 12, la platine 13 et la piste 12 s’échauffent. Plus la vitesse augmente et plus la température augmente jusqu’à ce que le matériau sacrificiel 21 se sublime. La haute température associée à la faible distance entre la platine 13 et la piste 12 créée un palier aérodynamique ce qui permet de réduire les forces de frottement en présence. Afin de former plus rapidement le palier aérodynamique, la piste peut être munie d’un chauffage, par exemple un chauffage par effet Joule avec des fils traversé par un courant électrique. Le chauffage chauffe le matériau sacrificiel en dessous de sa température de sublimation. Le passage du patin 8 génère l’apport de chaleur nécessaire pour avoir la sublimation. Un circuit de commande peut être configuré pour ajuster la quantité de chaleur appliquée par le chauffage en fonction de la vitesse du patin 8 et/ou de la masse du projectile 5. Le phénomène de sublimation est un phénomène auto-entretenu par les différents tours réalisés par le patin 8.

Des simulations montrent que, pour une vitesse tangentielle égale à 3000m/s et avec un ensemble patin/projectile ayant une masse égale à 2000kg, la pression dans le palier aérodynamique peut atteindre 345bars. Lorsque la masse est égale à 11000kg, la pression dans le palier aérodynamique peut atteindre 2000bars. Le bras de rotation et le patin définissent une longueur égale à 53,5 mètres qui correspond au rayon interne de la piste. Si la pression est trop importante, il est possible d’augmenter la longueur et/ou la largeur de la platine et de la piste pour augmenter la surface de contact et réduire la valeur de pression.

Plus la masse augmente et plus la pression augmente. Une telle pression s’oppose au passage du premier gaz issu de la tuyère 10. La pression du palier aérodynamique est fonction de la surface en vis-à-vis entre la piste 12, la platine 13, la masse de l’ensemble formé par le patin 8 et le projectile 5 et la vitesse tangentielle du patin 8. La platine 13 et la plaque 16 peuvent être en matériau métallique par exemple en acier inoxydable et dans une céramique.

De manière avantageuse, la partie interne de la piste 12 est formée, et plus préférentiellement chaque piste 12, est terminée par le matériau sacrificiel 21. Un tel mode de réalisation permet de limiter la perte d’épaisseur du matériau sacrificiel 21 lorsqu’un tour est réalisé en comparaison d’une platine 13 en matériau sacrificiel 21. Cela permet d’avoir un écartement plus stable entre la platine 13 et la piste 12 au fur et à mesure des tours. Il est avantageux d’installer le matériau sacrificiel 21 sur plot de support 22. Une fois le matériau sacrificiel totalement consommé, on en ajoute au plot de support 22. Il est également possible de rajouter du matériau sacrificiel lorsqu’une quantité prédéfinie est consommée. Le matériau sacrificiel 21 est préférentiellement un matériau dont la température de sublimation est comprise entre -120°C et 250°C à la pression de fonctionnement de la chambre 1, c’est-à-dire lorsque le patin 8 se déplace dans la chambre 1. Le matériau sacrificiel est choisi pour que le coefficient de frottement soit préférentiellement entre 0,05 et 0,2.

A titre d’exemple, pour un cycle d’accélération d’une durée de 30 minutes et avec un patin 8 et un projectile 5 ayant une masse totale d’environ 3800 kg, on estime une perte d’épaisseur de l’ordre de 5 mm lorsque le matériau sacrificiel 21 est un polycarbonate présent sur les pistes inférieure et supérieure.

Afin de compenser cette augmentation du diamètre interne des pistes 12, il est avantageux de prévoir un patin 8 monté mobile en translation selon la direction radiale ZZ vers l’extérieur. Au fur et à mesure des tours effectués, un circuit de commande est configuré pour commander un déplacement du patin 8 vers l’extérieur. Il est possible de calculer la perte de matériau sacrificiel 21 pour chaque tour réalisé en fonction de la masse du projectile 5 et de la vitesse ce qui permet d’avoir un déplacement du patin apte à suivre tour après tour l’augmentation du diamètre de la piste 12. Il est possible de déplacer le patin 8 de manière radiale selon un nombre prédéfini de tours ou lorsque le circuit de commande détecte une diminution d’épaisseur supérieure à une valeur seuil. En alternative, le bras 2 et le patin 8 possèdent une connexion mécanique qui autorise un léger déplacement selon la direction radiale ZZ. Le patin 8 étant libre de se déplacer selon la direction ZZ par rapport au bras 2, le patin 8 adapte automatiquement sa position pour suivre l’épaisseur de la piste 12.

L’utilisation du matériau sacrificiel 21 est préférable à l’utilisation du premier gaz pour former le palier aérodynamique. Le matériau sacrificiel 21 permet d’avoir une distribution plus homogène du gaz formant le palier aérodynamique. Cela permet par exemple d’éviter de percer la platine pour injecter du gaz et cela permet un fonctionnement plus homogène vis-à-vis des phases d’accélération où la consommation en premier gaz varie.

Le circuit de commande peut également commander le déplacement du patin 8 en direction de la piste 12 lorsque la vitesse minimale seuil est atteinte.

Le patin 8 muni du projectile 5 tourne dans la chambre 1 avec une accélération. Lorsque la vitesse atteint la vitesse recherchée, le patin 8 éjecte le projectile 5 qui quitte la chambre 1 par la fenêtre d’éjection 4. La fenêtre d’éjection est préférentiellement formée par un film sacrificiel qui assure le maintien de la basse pression et qui se déchire lors du passage du projectile 5. Le projectile 5 peut être un satellite muni d’un propulseur. Le propulseur est activé une fois que le satellite atteint une altitude seuil ou après un temps prédéfini après avoir quitté le patin. Lors de l’éjection, l’accélération radiale est d’environ 16681g.

Le procédé de lancement peut comporter les étapes suivantes :
- on fournit un dispositif de lancement selon les configurations précédentes ;
- on fixe le projectile au patin ;
- on réduit la pression dans la chambre ;
- on entraine en rotation le patin jusqu’à atteindre une vitesse seuil d’éjection ;
- on libère le projectile pour que le projectile quitte le dispositif de lancement avec la vitesse seuil à travers une fenêtre d’éjection.

Lors de la mise en contact du patin avec la ou les pistes la vitesse du patin diminue légèrement à cause de la modification des conditions d’entrainement, puis la vitesse augmente de nouveau lorsque le palier aérodynamique est créé.

Le procédé de lancement peut être utilisé afin d’envoyer un projectile dans l’espace, par exemple pour placer un satellite, par exemple un satellite géostationnaire. Il est également possible d’utiliser un tel procédé de lancement de manière à envoyer du fret sur de longues distances de manière très rapide, afin de relier deux points terrestres.

Le projectile peut être muni d’un propulseur qui est apte à générer une poussée permettant au projectile d’atteindre l’orbite choisi et/ou de modifier sa trajectoire. Le dispositif de lancement permet d’économiser une grande partie du carburant à embarquer.

Claims (18)

1. Dispositif de lancement d’un projectile comportant :
   - une chambre (1) munie d’une paroi latérale (7) et d’une fenêtre d’éjection (4) ;
   - un bras de rotation (2) monté à rotation autour d’un arbre de rotation (3), le bras de rotation (2) étant disposé pour tourner autour de l’arbre de rotation (3) dans la chambre (1), le bras de rotation (2) s’étendant selon une direction radiale (ZZ) ;
   - un patin (8) monté à une première extrémité du bras de rotation (2) et destiné à recevoir le projectile (5), le patin (8) se déplaçant selon un mouvement circulaire dans la chambre (1) ;
   caractérisé en ce quele patin (8) comporte une tuyère (10) reliée à une source d’un premier gaz (11), la tuyère (10) éjectant un flux de premier gaz dirigé pour faire avancer le patin (9) selon le mouvement circulaire à l’intérieur de la chambre (1) ;
   en ce que la paroi latérale (7) définit au moins une piste (12) destinée à supporter le patin (8) selon la direction radiale (ZZ) ;
   en ce que la au moins une piste (12), le patin (8) et un deuxième gaz définissent un palier aérodynamique entre la au moins une piste (12) et le patin (8) pour que la au moins une piste (12) reprenne au moins une partie des efforts du patin (8) selon la direction radiale (ZZ) ;
   en ce qu’il comporte des moyens de pompage (6) configurés pour aspirer le premier gaz et le deuxième gaz.
2. Dispositif de lancement d’un projectile selon la revendication 1 dans lequel la source de premier gaz (11) est une source disposée hors de la chambre (1) et reliée au patin (8) par une canalisation fixée au bras de rotation (2).
3. Dispositif de lancement d’un projectile selon la revendication 2 dans lequel la source de premier gaz (11) est disposée immobile par rapport à la chambre (1) ou immobile par rapport à un support supportant la chambre (1).
4. Dispositif de lancement d’un projectile selon l’une des revendications 2 et 3 dans lequel la source de premier gaz (11) comprend un compresseur configuré pour éjecter le premier gaz (11) à une pression au moins égale à 10⁶Pa.
5. Dispositif de lancement d’un projectile selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la paroi latérale (7) définit une piste inférieure (12a) et une piste supérieure (12b) espacées selon une direction (YY) parallèle à un axe de rotation du bras de rotation (2) défini par l’arbre de rotation (3) et dans lequel la tuyère (10) est disposée pour éjecter le premier gaz contre une surface disposée entre la piste inférieure (12a) et la piste supérieure (12b).
6. Dispositif de lancement d’un projectile selon la revendication 5 dans lequel le patin (8) comporte une platine inférieure (13a) et une platine supérieure (13b) circulant respectivement face à la piste inférieure (12a) et la piste supérieure (12b), la platine inférieure (13a) et la platine supérieure (13b) définissant deux parois non parallèles et sécantes de forme convexe depuis l’arbre de rotation (3).
7. Dispositif de lancement d’un projectile selon la revendication 6 dans lequel le bras de rotation (2) est flexible selon une direction parallèle à l’axe de rotation (YY) de l’arbre de rotation (3).
8. Dispositif de lancement d’un projectile selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 dans lequel la piste inférieure (12a) et la piste supérieure (12b) sont des pistes saillantes de la paroi latérale (7) qui délimitent une rainure de confinement du premier gaz issu de la tuyère (10).
9. Dispositif de lancement d’un projectile selon la revendication 8 dans lequel le patin (8) comporte une platine inférieure (13a) et une platine supérieure (13b) circulant respectivement face à la piste inférieure (12a) et la piste supérieure (12b), le patin (8) possédant une plaque (16) s’étendant continument depuis la piste inférieure (12a) jusqu’à la piste supérieure (12b).
10. Dispositif de lancement d’un projectile selon l’une des revendications 8 et 9 comportant une conduite d’évacuation (14) du premier gaz qui prolonge la tuyère (10) et qui confine le jet de premier gaz, la tuyère (10) étant orientée de manière à générer un flux de premier gaz qui est perpendiculaire à la direction radiale (ZZ), un axe central du flux de premier gaz éjecté par la tuyère (10) étant inclus dans le plan défini par une fibre neutre du bras de rotation (2).
11. Dispositif de lancement d’un projectile selon la revendication 10 comportant une plaque (16) fixée à la conduite d’évacuation (14) pour enfermer la tuyère (10), la plaque (16) recouvrant la piste inférieure (12a) et la piste supérieure (12b) pour former un premier palier aérodynamique additionnel avec la piste inférieure (12a) et un deuxième palier aérodynamique additionnel avec la piste supérieure (12b), la plaque (16) définissant un trou d’évacuation (16a) du premier gaz.
12. Dispositif de lancement d’un projectile selon l’une des revendications 5 à 11 dans lequel la paroi latérale (7) comporte une pluralité d’ailettes (17) se chevauchant partiellement, et dans lequel chaque paire de deux ailettes (17) consécutives, la piste supérieure (12b) et la piste inférieure (12a) formant un tube relié aux moyens de pompage (6).
13. Dispositif de lancement d’un projectile selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 comportant un générateur de deuxième gaz qui est le générateur de premier gaz et dans lequel une partie du flux de premier gaz est dirigé entre le patin (8) et la piste (12).
14. Dispositif de lancement d’un projectile selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel l’un du patin (8) et de la piste (12) est recouvert d’un matériau sacrificiel (21) sublimant le deuxième gaz en réponse à un apport de chaleur provenant de la circulation du patin (8) face à la piste (12).
15. Dispositif de lancement d’un projectile selon la revendication 14 lorsqu’elle dépend de la revendication 5 dans lequel le matériau sacrificiel (21) est disposé le long de la piste inférieure (12a) et la piste supérieure (12b).
16. Dispositif de lancement d’un projectile selon la revendication 15 dans lequel le matériau sacrificiel (21) est un polytétrafluoroéthylène ou un polycarbonate.
17. Dispositif de lancement d’un projectile selon l’une quelconque des revendications 1 à 16 dans lequel le bras de rotation (2) et le patin (8) forment une connexion mécanique autorisant un déplacement du patin (8) par rapport au bras de rotation (2) selon la direction radiale (ZZ) de l’arbre de rotation (3).
18. Procédé de lancement d’un projectile comportant les étapes suivantes :
    - fournir un dispositif de lancement selon l’une quelconque des revendications précédentes ;
    - fixer le projectile (5) au patin (8) ;
    - réduire la pression dans la chambre (1) ;
    - entrainer en rotation le patin (8) jusqu’à atteindre une vitesse seuil d’éjection ;
    - libérer le projectile (5) pour que le projectile (5) quitte le dispositif de lancement avec la vitesse seuil à travers une fenêtre d’éjection (4).