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 Le railgun

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patchfree


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MessageSujet: Le railgun   Sam 18 Déc 2010 - 18:51

Un peu en dehors du sujet du forum...mais intéressant: en avons-nous déjà parlé? Voici le railgun:

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SB


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MessageSujet: Re: Le railgun   Sam 18 Déc 2010 - 18:55

cheers

J'ai une idée : on en construit un grand, mais alors vraiment très grand, on remplace l'obus par une capsule et on part pour Mars avec !

Visionnaire, Jules Verne, finalement, avec sa grosse Bertha...

S
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ManouchKa


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MessageSujet: Re: Le railgun   Sam 18 Déc 2010 - 19:52

Portée 370Km, mais avec quelle masse ??
Ca doit être ridicule clown
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Laurent J




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MessageSujet: Re: Le railgun   Sam 18 Déc 2010 - 21:01

ManouchKa a écrit:
Portée 370Km, mais avec quelle masse ??
Ca doit être ridicule clown

Au moins qq kgs, sinon le projectile serait freiné bien avant les 370 km. Vu les auteurs de l'expérimentation, je verrai bien un projectile capable de couler un bateau (qq dizaines de kg).

En termes de limitations, evaluez plutôt le nombre de g minimum necessaire au vu de la longueur de la rampe
eek
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Sidjay


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MessageSujet: Re: Le railgun   Sam 18 Déc 2010 - 21:52

Un canon électromagnétique, qui permet de tirer un projectile à 200 km de distance et à cinq fois la vitesse du son, a été testé avec succès le 10 décembre aux Etats-Unis, battant au passage un record de puissance, a annoncé la marine américaine. Il s'agit de l'étape la plus récente dans les efforts de l'US Navy pour mettre au point un canon futuriste qui permet de lancer des projectiles sans poudre ou autre propulseur chimique. Le canon, en fait une sorte de grille-pain à rallonge, maintient en place deux rails entre lesquels est posé un projectile et permet de tirer des munitions grâce au passage d'un courant électrique très puissant dans les rails. L'essai du "railgun" s'est déroulé dans la journée au Centre de recherche de la Navy basé à Dahlgren en Virginie (est), a indiqué cet institut dans un communiqué.

La puissance du tir a atteint 33 mégajoules, soit trois fois plus qu'un précédent essai effectué en janvier 2008 (10,64 mégajoules). Un mégajoule correspond à l'énergie dégagée par une voiture de une tonne qui s'écraserait contre un mur à plus de 160 kmh. Un tir de projectile à la puissance de 33 mégajoules permet d'atteindre mach 5, soit cinq fois la vitesse du son, a expliqué la marine. "Ce tir montre que la marine peut tirer des projectiles à une distance d'au moins 110 miles nautiques" (200 km), soit près de 20 fois plus loin que les engins embarqués actuellement en mer, s'est félicité l'amiral Nevin Carr, chef de la recherche navale.

Un tel canon permettrait de tirer de plus loin --ce qui protège le navire d'une éventuelle riposte ennemie-- mais aussi d'améliorer les conditions de sécurité des équipages qui n'auront plus à manipuler des obus ou des missiles bourrés de matières explosives. "Le test du canon électromagnétique effectué aujourd'hui démontre l'intérêt tactique de cette technologie, qui pourrait un jour compléter l'arsenal des systèmes de combat des bâtiments de surface", a ajouté l'amiral cité dans le communiqué.

Vidéo du test:
http://www.liberation.fr/monde/06012838-le-railgun-le-giga-canon-de-la-navy
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montmein69


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MessageSujet: Re: Le railgun   Dim 19 Déc 2010 - 9:58

Heu ??? Le tir au canon c'est de l'astronautique ?
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Sidjay


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MessageSujet: Re: Le railgun   Dim 19 Déc 2010 - 12:00

montmein69 a écrit:
Heu ??? Le tir au canon c'est de l'astronautique ?

Une concertation en interne à été ouverte pour discuter de la place de ce "topic" dans le forum. Il se trouve que malgré l'utilisation militaire de ce canon comme cité dans cet exemple, c'est la technologie qui est intéressante. Une application spatiale ne serait pas à exclure, d'où le sujet. Même si au premier abord ça parait HS, le sujet est maintenu.
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moonvie1


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MessageSujet: Re: Le railgun   Dim 19 Déc 2010 - 12:04

montmein69 a écrit:
Heu ??? Le tir au canon c'est de l'astronautique ?

Disons qu'avec ce genre de joujou (avec 200klm de porté) il devient envisageable de satelliser...

D'ailleurs Jules Verne n'aurait surement pas renier le procédé... Wink
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Mustard
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MessageSujet: Re: Le railgun   Dim 19 Déc 2010 - 12:18

montmein69 a écrit:
Heu ??? Le tir au canon c'est de l'astronautique ?

En fait, cette technologie n'est pas sans rappeler le "canon spatial" par champ magnetique, qui a déja été évoqué. C'est pour cela que le sujet est acceptable.
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Antares101


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MessageSujet: Re: Le railgun   Dim 19 Déc 2010 - 13:45

Je pense que l'on peut le voir en action vers la fin du film "Transformers 2".
Il est utilisé depuis un bateau pour faire tomber l'énorme Decepticon du sommet d'une pyramide.


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Sidjay


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MessageSujet: Re: Le railgun   Dim 19 Déc 2010 - 13:58






En effet, depuis le début de ce sujet on parle de cet arme, comme asse véloce (Mach5 voir plus). En supposant qu'on l’utilise à des fins astronautiques, un vol man-rated, ne semblerait il pas rester utopique ? A la limite, un vol avec des robots a bord, sous forme de cartes a puces pourquoi pas. Quoique vus la force de tir, ils devront êtres costaud !

En adaptant l'outil a une taille plus conséquente, quel astro/cosmo peut réussir à supporter ce type de lancement, aucuns a mon avis, cela ne sera pas adapté a l'homme. De plus même si un vol spatial est organisé pour démontrer qu'envoyer du fret est possible, là je doute fort, qu'il puisse rester quelque chose de la Charge utile. Quelle société serait prête à investir dans ce genre de vol pour envoyer leur SAT ou autre en orbite basse ? À mon avis on ne pourra profiter uniquement pour des fin astronautiques de cet arme, uniquement pour envoyer des sondes de petites tailles ou autres voiles solaires.

Bref, pour moi ça ne reste qu’une arme, malgré sa haute technologie, qui certes est capable de jouer avec la satellisation.
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Exocet


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MessageSujet: Re: Le railgun   Dim 19 Déc 2010 - 18:32

moonvie1 a écrit:
montmein69 a écrit:
Heu ??? Le tir au canon c'est de l'astronautique ?

Disons qu'avec ce genre de joujou (avec 200klm de porté) il devient envisageable de satelliser...

D'ailleurs Jules Verne n'aurait surement pas renier le procédé... Wink
Avez-vous fait le calcul de l'accélération subie en fonction de la longueur du canon, pour atteindre la vitesse de satellisation ?
Quelle accélération pour une longueur de canon réaliste de, disons, 50 ou 100 ou 500 mètres ?
Quelle longueur de canon pour une accélération supportable, disons, inférieure à 10 g ?

Essayez, juste pour voir, vous risquez d'être surpris :)
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juggernaut




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MessageSujet: Re: Le railgun   Mer 9 Fév 2011 - 2:46

( premier post ici, je cours vers les présentation juste après )

euh, pour te répondre, il faudrait me ressortir les équations, mach 5 au sol mettons... avec 4g, soit 40m/s-2, techniquement en 40" on y arrive. mais la longueur d'un éventuel tube pour cela, j'avoue... 850m je dirais ? si j'ai bon ça ne me semble pas impossible.

l'idéal serait alors de foutre un tel tube le long d'une montagne à proximité de l'équateur ( le Pichincha ou le Chimborazo en équateur par exemple ) pour profiter à fond de l'angle, de l'altitude et de la rotation terrestre.

mais on va pas avoir un gros problème en accélérant à fond une charge ( habité, a priori ) à l'ai libre ? notamment dépasser mach 1 au sol ? ou, si on se propose d'accélérer en atmosphère dépressurisée pour en limiter les effets ( canon à vide ? ), on va pas avoir un gros problème quand je projectile va heurter l'atmosphère ?

bref, pour un petit projectile inerte ou explosif, donc le domaine militaire, pourquoi pas, mais pour le reste ?
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Laurent J




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MessageSujet: Re: Le railgun   Mer 9 Fév 2011 - 17:14

juggernaut a écrit:

avec 4g, soit 40m/s-2, techniquement en 40" on y arrive. mais la longueur d'un éventuel tube pour cela, j'avoue... 850m je dirais ? si j'ai bon ça ne me semble pas impossible.

non si tu accélère à 4g pendant 40'', ton cannon fait 1/2 a t2, soit 32 km. Et une fois à mach 5, tu es encore loin de la satellisation... Evil or Very Mad

En revanche, si tu tiens compte qu'on embarque aujourd'hui de l'électronique (détecteurs, calculateurs, actionneurs) dans des obus accélérés à 5 ou 10000g (type Bonus), tu te dis qu'on peut peut être envisager des tirs pour des petits satellites compacts avec une charge de circularisation, et une spec de tenue aux chocs et de compatibilité électromagnétique improbable eek
un canon de 300 mètres avec une accélération constante de 10000 g permettrait en théorie d'atteindre une vitesse de plus de 7,7km/s (Mach 22).
Par rapport à une fusée classique, je pense que les pertes par gravités seraient plus faibles car le tir est très rapide (moins de 1km/s pour atteindre 500 km d'altitude). En revanche, les pertes aérodynamiques seront énormes, surtout si le véhicule est petit et tiré à basse altitude. Pour que celles ci restent acceptables (de l'ordre de 1km/s), il faudrait un véhicule (Enveloppe de protection mécanique et thermique+moteur d'apogée+charge utile) de l'ordre de plusieurs tonnes, capable d'encaisser un échauffement brutal.

L'énergie nécessaire pour envoyer un tel engin n'est pas si importante: on est dans les centaines de gigajoules, soit quelques milliers d'euros d'électricité :) , mais 10000 fois le canon électrique le plus puissant déjà construit (32 MJ)
Le problème vient de la puissance instantannée: Il faut plusieurs térawatts eek eek , ce qui représente quelques dizaines de milliers de tonnes de condensateurs scratch .

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juggernaut




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MessageSujet: Re: Le railgun   Mer 9 Fév 2011 - 22:09

ok, je connaissais pas l'equation j'avais prévenu Wink

mais un projet de quelque dizaine de km reste industriellement faisable ( le LHC fait 25km de long, les lignes maglev en projet dépassent les 400km... ) Wink

pourquoi ne pas imaginer un projet de lanceur utilisantt " 3 étages" intégralement réutilisables ?
- le premier étage serait cette catapulte propulsant directement le lanceur à une vitesse où les super-stato réacteurs deviennent utilisables. l'avantage considérable est qu'il s'agit d'un étage "au sol", donc déduite de la masse globale du lanceur. pour donner un ordre d'idée, c'est à peu près à cette vitesse que sont largués les boosters à poudre sur ariane 5 ( mach 6 ) qui représentent... 65% de la masse totale de la fusée* !!. un emplacement idéal permet de lâcher le lanceur à une hauteur de 4 ou 5 km au dessus des océans.
- le deuxième étage serait composé d'un support réutilisable aérobie ( dans l'idée du white knight de Virgin Galactic ) utilisant donc des super-stato pour atteindre une vitesse deux fois plus élevée ( soit ce que fournit en poussé la majeure partie du premier étage d'ariane 5, soit une part non négligeable de l'équivalent de 30% de la masse d'ariane 5. ce type d'étage pouvant fonctionner à plus de 30km d'altitude.
- le troisième étage classique ( une navette ? ) serait lui un lanceur cryo classique. finissant la poussée vers l'espace.


au final, alors que sur ariane la charge utile ne représente que 2.5% de la masse totale du lanceur, qui est totalement détruit en cours de route, une telle solution permet de faire passer ce taux à plus de 10% au minimum...


* : de manière approximative...
ariane 5 : 760t
booster à poudre : 480t
1er étage cryo : 220 t
autres étages : 45t
charge utile : 15t
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CosmoS


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MessageSujet: Re: Le railgun   Mer 9 Fév 2011 - 23:05

juggernaut a écrit:

pourquoi ne pas imaginer un projet de lanceur utilisantt " 3 étages" intégralement réutilisables ?
- le premier étage serait cette catapulte (...)
- le deuxième étage serait composé d'un support réutilisable aérobie ( dans l'idée du white knight de Virgin Galactic ) utilisant donc des super-stato (...)
- le troisième étage classique ( une navette ? ) serait lui un lanceur cryo classique. (...)
L'idée (en diverses variantes) n'est pas nouvelle ... et ça ressort même des cartons ces temps-ci : Wink

NASA Engineers Propose Combining a Rail Gun and a Scramjet to Fire Spacecraft Into Orbit


Bon, enfin, sans vouloir être pessimiste, ça mélange deux "serpents de mer" du lancement spatial orbital ... hermes
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floriang2


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MessageSujet: Re: Le railgun   Jeu 10 Fév 2011 - 0:40

L'idée est interessante. Mais la quantité d'energie necessaire pour sont fonctionnement serait énorme !!!
Comment trouvé une telle quantité, bonjour l'installation.
surtout la maintenir pendant la course du véhicule sur le rail.
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juggernaut




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MessageSujet: Re: Le railgun   Jeu 10 Fév 2011 - 2:13

ca ce n'est pas vraiment un problème. l'essentiel de l'intérêt, c'est justement de passer d'une source d'énergie à porter ( les booster pesant les 2/3 de la fusée ) à une source d'énergie au sol. s'il faut installer une centrale électrique à côté, on sait faire et on en aura toujours l'usage en dehors de ça
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Laurent J




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MessageSujet: Re: Le railgun   Jeu 10 Fév 2011 - 13:16

La puissance en question est cependant très importante.

Une simple centrale ne suffirait pas, car il faut arriver à concentrer l'énergie.

Par exemple accélérer 50 tonnes (support aérobie et mini navette) à 4g et à Mach 5 représente une puissance instantannée de 3,4 GW. Aujourd'hui, le rendement des canons électriques est de l'ordre de 30%, donc même en supposant un saut technologique majeur, il faudra disposer d'au moins 5 GW de puissance électrique, (ce qui représente plus de 500 rames de TGV accélérant à puissance max en même temps).

Cette puissance correspond également à 40 fois la consommation maximale de la Guyane à l'heure de pointe.
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floriang2


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MessageSujet: Re: Le railgun   Jeu 10 Fév 2011 - 14:03

effectivement. à titre de comparaison, un réacteur nucléaire (c'est le système le plus puissant) fournis "seulement" 1600 MW heure.

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Giwa
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MessageSujet: Re: Le railgun   Jeu 10 Fév 2011 - 14:49

Les volants d’inertie pourraient apporter la solution à cette puissance électrique très grande à délivrer sur des laps de temps de quelques secondes (plutôt que les batteries de condensateurs plus appropriés pour des durées encore plus courtes comme ceux nécessaires à la fusion nucléaire contrôlée )

http://www.enerzine.com/603/9144+le-volant-dinertie-une-technologie-prometteuse+.html
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CosmoS


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MessageSujet: Re: Le railgun   Jeu 10 Fév 2011 - 15:54

J'ai essayé de reconstituer les données du projet NASA cité dans l'article de PopSci que j'ai cité plus haut, mais les chiffres de longueur, accélération, etc. sont incohérents entre eux, hélas. scratch
Il semble que la source (ou en tout cas une partie de la source) soit cet article du site NASA:

Emerging Technologies May Fuel Revolutionary Launcher

En tout cas, on peut espérer que les valeurs numériques y soient plus fiables. Cet article indique:
- longueur d'accélération = 2 miles ~ 3200 m (idem article PopSci)
- vitesse en fin d'accélération "au moins 10*60 mph", soit ~ 270 m/s au minimum (assez loin du Mach 1.5 de l'article de PopSci)

Si je ne me suis pas trompé, ces deux données conduisent (avec l'hypothèse d'une accélération constante) à:
- durée d'accélération ~ 23.7 s ou inférieure (contre "sous les 60 s" selon l'article PopSci).
- accélération ~ 11.4 m/s2 ~ 1.16 g ou supérieure (contre "moins de 3 g" selon l'article de PopSci).
- puissance instantanée en fin d'accélération ~ 3 MW / tonnes ou supérieure (cas idéal sans pertes)

Avec les 180 MW cités dans l'article de PopSci, ça conduit à un engin de 60 tonne (au maximum).


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Laurent J




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MessageSujet: Re: Le railgun   Jeu 10 Fév 2011 - 16:56

CosmoS a écrit:
J'ai essayé de reconstituer les données du projet NASA cité dans l'article de PopSci que j'ai cité plus haut, mais les chiffres de longueur, accélération, etc. sont incohérents entre eux,

Je confirme, il faut au moins 2,5 miles pour atteindre 1100Mph en accélrant à 3g, et cela prend beaucoup moins que 60s. dans ce cas, avec 180MW effectivement disponibles on est limité à 12t accélérées.

En revanche, si on veut une masse importante, le tir est obligé de durer un certain temps pour communiquer toute l'énergie nécessaire avec la puissance disponible (donc à moins de 3g), et là on explose la longueur de piste.

Par exemple, avec 180 MW de puissance utile fournie pendant 60s, on peut accélérer une charge de 85t à 1100mph, mais on consomme presque 20 km de piste.
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xapon


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MessageSujet: Problème du stockage de l"nergie.   Jeu 10 Fév 2011 - 18:13

Bonjour,
Deux petites remarques en passant :
1) Pour stocker l'énergie nécessaire au décollage, on peut envisager des bobines supraconductrices. C'est de moins en moins de la science-fiction, cf les dernier développements sur le Maglev japonais (train à lévitation et propulsion magnétique).
2) Pour revenir au lanceur électromagnétique, j'ai peur que la résistance de l'air au sol ne gâche un peu les économies de carburant. Il faudrait que l'extrémité soit en haute altitude. Cependant, même si on ne dépasse pas quelques centaines de km/h l'assistance au décollage serait appréciable.
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juggernaut




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MessageSujet: Re: Le railgun   Jeu 10 Fév 2011 - 19:15

petite note : j'aimerais bien que ceux qui connaissent les équations en jeu les fournissent, je suis pas un expert en maths ^^

comme l'ont fait remarqué d'autres personnes, l'essentiel n'est pas la puissance électrique que le moyen de la stocker. on ne va pas faire un lancement par seconde bounce1 ! 1.6 Gw c'est la puissance d'un réacteur nucléaire. ca signifie aussi qu'il nous fourni 2.6*10^6 fois cette puissance tout les mois ( nombre de secondes par mois ).
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Le railgun
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