Leichtgankanone – Wikipedia
Un Canon à gaz léger (Engl. pistolet à gaz léger ou pistolet à gaz léger ) est un accélérateur de masse qui, entre autres choses. est utilisé dans la physique de l’impact expérimental pour accélérer les projectiles à grande vitesse. Ce sera entre canons à gaz léger à un temps (Engl. pistolet à gaz léger à un étage ) et canons à gaz léger à deux étages (Engl. pistolet à gaz léger en deux étapes ) distingué. Devenir fréquemment Canon à gaz léger et canon à gaz léger à deux étages utilisé synonymement.
La vitesse maximale des objets (généralement “projectile”, “projectile” ou “modèle”), qui est accéléré de loyauté, est entre autres. limité en raison de la vitesse maximale du gaz propulseur. L’idée d’un canon à gaz léger est donc d’utiliser un gaz moléculaire pour l’accélération comme gaz dérivé pour l’accélération, i. A. est utilisé de l’hélium ou de l’hydrogène. Avec la même énergie cinétique, ses particules peuvent être accélérées à une vitesse plus élevée que les gaz de combustion relativement lourds d’une charge de trouble. Les accélérateurs de gaz mineurs permettent donc une vitesse de pointe relativement élevée du projectile.
À titre de comparaison: la masse molaire de l’hydrogène moléculaire (h 2 ) est d’environ 2 g / mol, tandis que les produits de la poudre de propulseur habituel (un mélange d’eau, de dioxyde de carbone et d’azote) ont une masse molaire moyenne d’environ 30 g / mol. Les canons à tube lisse moderne atteignent des vitesses jusqu’à environ 6,5 km / s, tandis que avec des canons à gaz légers à deux étages jusqu’à environ 11,5 km / s.
Les parties essentielles d’un canon à gaz léger à deux étages sont le tube lâche (tube de pompe anglais) et la course. Le gaz léger comprimé au moyen d’un piston cylindrique est comprimé dans le tube de garniture. Le piston est généralement entraîné par une charge de garniture ou un gaz compacté. Il y a une partie de pression élevée ainsi conique entre le tube triple et l’extrémité, dont l’extrémité est séparée du canon par une valve. Une fois que le gaz léger a atteint une pression suffisamment élevée, la valve est ouverte et le gaz léger très condensé s’écoule dans la course et accélère le projectile. En tant que valve, un disque métallique entre un et cinq millimètres d’épaisseur est généralement utilisé, qui est fourni avec des points de rupture cibles à fente ou en forme de croix. Dans la partie haute pression, les pressions extrêmement élevées de la taille sont atteintes par 1 GPa ou 10 000 bar. La compression du gaz léger est la première étape, l’accélération du projectile la seconde. Par conséquent, la désignation vient deux étapes Canon à gaz léger.
Si l’extrémité de la partie haute pression est également formée comme une buse comme dans l’illustration adjacente, l’effet est en outre renforcé.
Canons à gaz léger à un temps se composent d’un réservoir avec une course connectée. Le réservoir et la course sont initialement séparés par une membrane. Les membranes en plastique sont principalement utilisées ici. Une fois le projectile inséré dans la course, le réservoir est rempli via des pompes avec du gaz léger moléculaire. Lorsque vous atteignez la pression du réservoir souhaité, la membrane est z. B. amené à éclater avec une épine. Le gaz s’écoule dans la course et accélère le projectile.
- Projectiles / miroir de conduite
Les projectiles ne sont pas abattus directement. Au lieu de cela, ils sont intégrés dans des miroirs de conduite si appelés (comme en anglais et en français également appelés “Sabot” en allemand). Le miroir de conduite, principalement en plastique, se désintègre en plusieurs éléments lors de la sortie de la course et est collecté par un panneau. La séparation est généralement atteinte aérodynamiquement, soit par une pression de gaz élevée à l’extérieur de la course, soit en appuyant sur le gaz dérivé.
Cette technologie a l’avantage que les projectiles presque souhaités peuvent être tournés, par exemple B. Modèles de déchets spatiaux ou de météorites, pénétrateurs stables (planchers de force) avec des stabilisateurs aérodynamiques. En cas d’idées fausses, le miroir de conduite peut déjà se séparer dans la course et libérer le projectile. De tels cas entraînent de graves dommages, ce qui rend généralement le cycle inutilisable.
Les canons à gaz léger sont principalement utilisés pour les tests de décrochage à grande vitesse. Le but de ces tentatives est de faire les processus physiques pendant l’impact z. B. pour examiner les minimétorites dans les véhicules spatiaux et les satellites ou à partir de projectile en armure. De telles expériences servent également d’expériences modèles pour comprendre les frappes de météorites sur Terre. Après avoir quitté la course, un projectile vole à travers le réservoir de souffle So-appelé dans lequel le gaz dérivé est intercepté. Voici également l’ouverture mentionnée, comme cela est généralement plusieurs barrières de lumière laser qui sont utilisées pour la mesure de la vitesse et comme source de déclenchement pour les capteurs. Une autre chambre se connecte au réservoir de souffle, qui est appelé réservoir d’impact ou chambre cible et dans lequel se trouve la cible. Les deux réservoirs offrent la protection de l’éclat nécessaire par l’armure appropriée et sont évacuées si nécessaire (vitesses élevées, hydrogène comme gaz dérivant). Le réservoir d’impact ou la chambre cible sont équipés de capteurs (tels que des caméras à haut débit, des tubes et des films de rayons x, etc.) pour observer l’impact (“impact”) sur la cible. Le processus d’impact ne prend souvent que dix à cent microsecondes.
Au début des années 1990, l’American Lawrence Livermore National Laboratory a utilisé la technologie du canon au gaz léger dans le projet de recherche sur l’altitude super élevée (Sharp). [d’abord] [2] Ce projet de canon spatial devrait transmettre la charge utile dans l’espace pour un vingtième des coûts précédents avec la technologie des fusées. Dans les tests, des vitesses de 3 km / s ont été atteintes avec un projectile de 5 kg. La prochaine étape de développement qui permet la privation de l’espace et le coût de 1 milliard de dollars n’a plus été publiée en 1995. [3] Entre-temps, la société, qui est basée sur le projet Sharp Démarrage rapide Pour développer davantage la technologie de canon à gaz léger pour la commercialiser pour le transport de la charge utile dans l’espace. Il vise à pouvoir promouvoir la charge utile pour 1100 $ / kg. Étant donné que la vitesse d’évasion de la Terre est de 11,2 km / s et qu’une vitesse de bouche de 6 km / s est recherchée pour le canon à gaz léger à main levée, le concept comprend un niveau de fusée supplémentaire.
La vitesse la plus élevée qui a jusqu’à présent atteint avec un canon à gaz léger à deux étages est d’environ 11,5 km / s.zum Comparaison: la vitesse afin d’échapper à l’attrait de la Terre est V = 11,19 km / s, cependant, la friction de l’air encore à surmonter n’est pas prise en compte.
Dans le cas des prises de vue sur environ 8 à 9 km / s, l'usure du système augmente fortement, de sorte que à partir d'environ 10 km / s, la règle et la partie haute pression doivent être remplacées après chaque prise de vue. En raison des coûts associés, ces prises de vue sont rarement effectuées. De plus, seuls les cylindres en plastique courts ont été accélérés à une vitesse maximale.
Les vitesses avec des canons à gaz légers à deux étages atteignent les vitesses atteignent la masse d’étage. Dans la superficie des milligrammes, environ 10 km / s (36 000 km / h) sont atteints, environ 7 km / s (25 000 km / h) dans la zone gramme, environ 5 km / s (18 000 km / h) dans la plage de kilogramme. Pour l’orientation: lors de la simulation des déchets d’espace, des boules d’aluminium avec un diamètre entre 1 mm (masse environ 0,0014 g) et 10 mm (environ 1,4 g) sont tirées.
La vitesse peut être ajustée via la quantité de la charge d’égouttement et la pression de gaz légère dans le tube de pompe pour la masse de balle respective.
Les canons à gaz légers à un étape atteignent des vitesses considérablement plus faibles.
Cependant, il existe des concepts d’amélioration qui promettent une augmentation allant jusqu’à 15 km / s [4] , la technique de canon à gaz léger n’est pas encore épuisée.
Compresseurs Voitenko, une construction basée sur la technologie de chargement creuse, accélèrent des tranches minces (similaires aux sols Sabot) avec de l’hydrogène gazeux jusqu’à 40 km / s. [5] Par exemple, l’hydrogène gazeux a été accéléré à 67 km / s dans un compresseur Voitenko avec une charge creux de 66 livres dans un compresseur Voitenko, composé d’un tube en verre de 3 cm. L’appareil est détruit lors de la détonation, mais les données pertinentes peuvent être extraites à l’avance. [6] [7]
- ↑ Charlene Crabb: Tir sur la lune . Dans: Nouveau scientifique . Non. 1937 . newscientist.com, 6 août 1994 (anglais, Newscientist.com [Consulté le 29 décembre 2011]).
- ↑ POINTU dans l’encyclopédie astronautica, consulté le 30 décembre 2011 (anglais).
- ↑ David est entré: Défilé dans l’espace à partir d’un pistolet à air géant. newscientist.com, 7. octobre 2009, Consulté le 21 décembre 2011 (Anglais).
- ↑ T. W. Algeer et al: Amélioration directe de l’échange d’énergie dans les lanceurs de gaz légers d’injection distribués. (PDF; 500 kb) Laboratoire national de Lawrence Livermore, 6. avril 2000, Consulté le 9 janvier 2012 (Anglais).
- ↑ Accélérateurs d’explosifs. Société nationale spatiale, consulté le 25 décembre 2022 .
- ↑ Dans ” La soufflerie suicidaire ”
- ↑ Globalsecurity ” Historique des charges en forme ”
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