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Je vous présente aujourd’hui un projet de lanceur électrique qui est sur le point de s’achever mais qui n’est pas encore tout à fait fini.
Il s’agit d’un « rail gun », dont voici une vidéo d’un tel lanceur, conçu par l’armée américaine :[video:k1f4sbw7]http://www.youtube.com/watch?v=Y09QIZZ9AWA[/video:k1f4sbw7]
Comment ça marche niveau technique ?
Et bien on a en fait besoin d’une grosse source d’énergie (des condensateurs électriques), dont on relie l’anode à un rail et la cathode à un autre rail. Un projectile est alors expulsé sur les rails, ce qui ferme le circuit électrique, les condensateurs sont court-circuités. Un très fort courant traverse alors le circuit (souvent limité grâce à une bobine, du moins à une petite échelle j’ai pu constaté), ce qui induit un très fort champ magnétique. Le tout donne grâce au produit vectoriel des deux premier (courant et champ magnétique) une force qui va entrainer le projectile vers la sortie du lanceur (c’est la force de Laplace).Voici pour commencer une vue avec la fixation du dessus retirée (on distingue nettement les deux rails) :
Les rails sont en un alliage d’aluminium et de cuivre, je ne me souviens plus à quel pourcentage par contre.
Maintenant la partie où le projectile va venir s’insérer car il sera lancé sur les rails grâce à de l’air comprimé :
La sortie du canon avec le projectile à coté, et une pièce de 1 euro pour la comparaison de taille :
Le projectile (réalisé en titane :bigsmile: ) fait 14mm de diamètre.
Ici on a une photo de l’intérieur de l’engin vue par la bouche du canon :
Alors bien sûr, pour avoir une grosse source d’énergie il faut de gros condensateurs :
Donc ce sont 8 condensateurs (montés en dérivation) d’une tension de service de 450V pour une capacité de 10000µF qui apporteront l’énergie nécessaire au lancement du projectile. Ca représente une énergie de 8100 Joules, et comme le projectile fait 16.8g, on a théoriquement un vitesse de 980m/s possible pour un rendement de 100% (mais ça ne sera pas le cas dans la réalité 🙁 ).
Du coup, cette tension étant terriblement dangereuse j’ai réalisé un petit vumètre qui suit en direct l’évolution de la tension aux bornes de cette banque de condensateurs :
Voilà donc je n’ai pas eu encore le temps de faire une image du schéma électrique mais il n’y a rien de bien méchant. Un petit micro-contrôleur (un 16f88 de Microchip) lit une valeur analogique (c’est la tension aux bornes des condensateurs mais au lieu de varier entre 0V-450V elle varie de manière proportionnelle entre 0V-5V), pour l’afficher sur un ensemble de 32 leds multiplexées par groupe de 8 grâce à 4 transistors (à 0V, seulement une led est allumée tandis qu’à 450V, elles sont toutes allumées).
Il me fallait aussi une réserve d’air comprimé, car il faut que le projectile atteigne les rails avec une vitesse initiale sinon il risquerait de se souder sur les rails tellement le courant qui le traverse est important :
Quoi de mieux qu’une bouteille de gaz (vidée de tout son gaz bien entendu), pour avoir une bonne réserve d’air comprimé. J’ai l’intention d’y mettre 10 bars de pression car ma pompe à vélo ne va pas plus loin ! Le raccord est fait maison afin de s’adapter à la pompe, et au tuyau de gaz qui sera relié à une électrovanne :
J’ai pensé à mettre un anti-retour fait avec un ressort et un bout de cire de bougie qui s’est révélé être totalement étanche. J’ai fais un test avec le bout du tuyau bouché avec un doigt et je suis parvenu à monter à 5 bars (après mon doigt n’assurait plus l’étanchéité).
La dernière partie manquante est l’électrovanne qui reliera le tuyau de la bouteille jusqu’au lanceur, mais ça ne devrait pas tarder !
Affaire à suivre donc. Je posterais des photos de l’engin une fois fini.Oui voila tout à fait. J’en avais fais un mais ça ne marchait pas de manière trop concluante (pas assez à mon goût même s’il était performant). J’espère que lui va être puissant, mais j’ai bon espoir car j’en avais fais une petite version qui lançait des boulettes d’aluminium et ça fonctionnait très bien, d’où un passage à une plus grande échelle.
J’ai bon espoir que ça soit en effet assez puissant ! Je vais quand même essayé de faire attention à ne pas faire un trou noir, ça serait bête :jesors: .
Non mais sinon, un échec c’est relativement assez courant dans ce genre de réalisation expérimental. Je suis quasiment certain qu’il y aura un problème le jour de la mise en marche !Je voulais en faire un aussi (et un coil aussi) mais j’ai renoncé parce que je sentais que j’allais toucher les condos sans le faire exprès avec des gros condos…
Note: si tu veux plus de puissance, tu garde le système de chargement et tu le relie sur un coil. Avec 8kJ…J’adore cette réalisation, je ne testerai pas car l’électricité trop poussé et moi font deux (l’équipement des lycées/collèges et mes profs de sciences doivent encore en avoir de drôles de souvenirs).
En tout cas c’est vrai que c’est du bon taff’, si il ne foire pas, je sus impatient de voir une vidéo de test.
Petite question, le projectile tu l’as trouvé où ? Ou bien tu l’as peut être fait, si c’est le cas chapeau joli boulot.Super travail ! Hâte de voir le test.
Sinan petite question, ou as tu trouvé tes condos ?? c’est toi qui a usiné toutes tes pièces ?@Yvariro :
J’aime bien en effet le petit avertissement nucléaire ! Ca donne un coté expérimental qui me plait beaucoup.@Masterjoa3000 :
Oui j’ai fait un coilgun aussi mais j’avais un problème avec ces condensateurs, c’est qu’ils avaient beaucoup trop de capacité. Du coup quand je déchargeais les condo, ils mettaient tellement de temps à se décharger (on est quand même à l’ordre de la milliseconde mais c’était trop) que quand mon projectile arrivait en bout de bobine le courant circulait encore. Ca repartait alors dans l’autre sens, puis dans l’autre jusqu’à ce qu’il n’y ai plus assez de courant pour le retenir dans le champ de la bobine.
Sinon ce que tu veux dire par l’utilisation d’une bobine dans le chargement, c’est bien la mise en série d’une bobine entre les rails et les condos ?
@rounga :
En effet il faut faire assez attention avec ces puissances mises en jeu car contrairement au courant du secteur (du moins sur une installation aux normes !), celui-ci n’est absolument pas limité. Avec un résistance totale parasite de l’ordre du milli-ohm, le courant qui peut traverser les rails est de l’ordre de la centaine de millier d’ampère (ça serait moins avec une main, mais ça resterait très dangereux).
Le projectile est comme tout le reste, du sur mesure fait au tour à métaux (ou à la fraiseuse) ! Mais ça n’est pas moi qui me suis occupé de l’usinage.
@valmo2279 :
Voilà, c’est exact.@AlonEvil :
Le test ne va pas trop tarder je pense ! Pour ce qui est des condensateurs, j’ai eu un gros coup de chance en tombant sur un vendeur américains qui les bradait à des prix défiant toute concurrence. Frais de port compris, j’ai eu les huit condo à 250 euros (normalement neuf, un condensateur comme ça a un prix compris entre 160 et 200 euros). C’était donc une très très bonne affaire.
Les pièces sont usinées, mais pas par moi, je passe par un sous-traitant.
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