Canon pour obtention d'un jet de liquide cohérent à grande vitesse

Abstract

 Le canon comporte une enceinte métallique (1) de forme générale cylindrique allongée, creusée d'un canal axial (2), fermée à une extrémité par un embout (3) adjacent à une chambre (8) remplie d'une réserve de poudre explosive, ledit canal axial - (2) étant fermé son autre extrémité par un opercule déchirable (7), et contenant le liquide à projeter, caractérisé en ce que l'enceinte (1) est munie, à son extrémité opposée à celle de l'embout, d'une buse - (4) creusée d'un canal axial convergent (6) et en ce que le canal axial (2) renferme un piston (9) adjacent à la chambre (8) et mobile dans ce canal sous l'action de l'explosion de la charge explosive, les longueurs de la colonne d'eau contenue dans le canal axial (2) et du convergent (6) étant sensiblement égales.

Description

[0001] La présente invention a pour objet un canon pour l'obtention d'un jet de liquide à grande vitesse et notamment un canon à eau capable de produire sur une cible située à distance un choc énergétique suffisant pour provoquer sa destruction.

[0002] On connaît déjà des canaux à eau utilisés pour détruire à courte distance des objets dangereux ou indésirables, tels que, notamment, les charges explosives. Un tel canon fait l'objet, par exemple, du brevet GB-A-2 083 894.

[0003] Si l'on étudie toutefois de façon approfondie le fonctionnement d'un tel canon, on s'aperçoit que l'énergie mise en réserve dans la charge explosive est mal utilisée et que les effetsproduits sont médiocres car, d'une part, l'action directe de la charge explosive sur la colonne liquide ne permet pas une bonne transmission de l'énergie à l'ensemble de cette colonne liquide, et, d'autre part, la forme cylindrique de la bouche du canon conduit à une dispersion rapide de la colonne après son éjection.

[0004] En d'autres termes, un tel canon ne permet pas de projeter à une vitesse supérieure à quelques centaines de mètres par seconde un jet d'eau cylindrique qui reste cohérent sur un trajet de l'ordre de un mètre ou plus.

[0005] La présente invention réalise ces objectifs en présentant un canon à jet de liquide atteignant des vitesses très élevées, de l'ordre de 1000 à 1500 m/s par exemple, les jets conservant pratiquement leur forme cylindrique jusqu'à leur impact avec l'objet à détruire.

[0006] Il est connu que lorsqu'une colonne de liquide fortement comprimée est éjectée au travers d'un dispositif ou d'une buse ayant la forme d'un convergent, elle acquiert une grande énergie cinétique avec formation d'un jet dont la vitesse est donnée par l'équation

formule dans laquelle :

P est la pression du liquide à l'entrée du convergent et

p est la densité du liquide.

[0007] Pour obtenir des vitesses d'éjection très élevées du jet du liquide, il importe donc de créer des pressions dynamiques également très élevées l'entrée du convergent. On obtient ainsi une augmentation considérable de la vitesse du jet de liquide que l'on peut utiliser alors avec une distance d'action importante pour obtenir des pressions dynamiques très élevées sur une cible que l'on souhaite détruire par choc de ce jet de liquide.

[0008] A cet effet, la présente invention a précisément pour but un canon permettant l'obtention d'un jet de liquide à grande vitesse à l'aide de moyens particulièrement simples à mettre en oeuvre.

[0009] Ce canon comporte essentiellement une enceinte métallique de forme générale cylindrique allongée, creusée d'un canal axial fermé à une extrémité par un embout et munie à l'autre extrémité d'une buse creusée d'un convergent axial, le canal axial comportant un piston mobile situé entre deux chambre extrêmes, l'une adjacente à l'embout et remplie d'une réserve de poudre explosive et l'autre, séparée du convergent axial de la buse par un opercule déchirable et remplie du liquide à projeter sous forme de jet à grande vitesse.

[0010] De toute façon, l'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre du canon à liquide, description qui sera faite à titre illustratif et non limitatif en se référant aux figures 1 et 2 ci-jointes.

[0011] Sur la figure 1, on a représenté en coupe éclatée selon son axe AA un canon à liquide selon l'invention qui comporte essentiellement une enceinte métallique 1 de forme cylindrique allongée, creusée dans sa partie centrale d'un canal axial 2 destiné à renfermer le liquide que l'on veut projeter sous la forme d'un jet de grande énergie à vitesse élevée vers l'extérieur 10 du canon.

[0012] Selon l'invention, ce canal axial 2 est fermé à l'une de ses extrémités par un embout 3 par exemple vissé sur la paroi externe de l'enceinte 1 et à l'autre extrémité 10 du canon ou extrémité d'éjection, par une buse 4 également vissée en 5 sur la paroi externe opposée de l'enceinte 1.

[0013] Conformément à l'invention, la buse 4 est creusée selon son axe d'une partie 6 en forme de convergent et qui fait suite au canal axial 2 de l'enceinte 1. Un opercule déchirable 7, par exemple en matière plastique, ferme le canal axial 2 de l'enceinte 1 en assurant la séparation entre celui-ci et le canal convergent 6 de la buse 4.

[0014] L'optimisation du convergent 6 a été obtenue en prenant une valeur du rapport longueur de la colonne d'eaullongueur du convergent voisine de 1. Le convergent 6 a une longueur utile de 200 mm, un angle de 2°20. L'état de surface intérieure est parfait. Les essais effectués ont montré qu'une meilleure efficacité est obtenue avec un convergent 6 vide d'eau.

[0015] Selon l'invention, le canal 2 de l'enceinte 1 comporte encore à son extrémité située vers l'embout 3 une chambre 8 remplie de poudre explosive et entre la chambre 8 et le liquide 2, un piston mobile 9 apte à coulisser longitudinalement dans le canal 2. Un conduit 8a permet de relier la chambre 8 à l'extérieur pour la mise à feu de ques.

[0016] L'optimisation de l'efficacité du canon à eau, objet de l'invention, découle également de la forme particulière donnée au piston 9. Cette forme, dessinée sur la figure 2 où une flèche figure le sens du mouvement, comporte essentiellement une base cylindrique 11 ayant le diamètre du canal 2 et, à l'avant, une partie concave 12 servant à pousser la colonne d'eau.

[0017] Dans ces conditions, le fonctionnement du canon à liquide est le suivant :

la mise à feu par un moyen quelconque connu de la poudre contenue dans la chambre 8 produit en un temps très court une pression très élevée qui propulse le piston 9 à grande vitesse dans le canal 2 en assurant ainsi la compression du liquide qu'il contient. Lorsque la pression de ce liquide est telle que la force résultante sur l'opercule 7 est supérieure à la résistance mécanique de cet opercule, il y a rupture de celui-ci et le liquide contenu dans le canal 2 est expulsé avec violence à travers le convergent 6, formant ainsi urf jet à grande vitesse qui jaillit à l'extrémité 10 du canon à liquide.

[0018] Les caractéristiques du jet de liquide ainsi obtenu dépendent directement de la nature et de la quantité de la poudre contenue dans la chambre 8, de la forme et de la longueur du convergent 6, ainsi que de la présence éventuelle d'un additif visco-plastique au liquide utilisé. C'est ainsi que la cohérence du jet liquide a été grandement augmentée par l'addition à l'eau de 2% de polyéthylène soluble.

[0019] Un canon tel que celui qui vient d'être décrit a permis d'obtenir des jets d'eau capables de percer un empilement de six plaques d'acier de 1 mm d'épaisseur chacune à une distance de 1 m. De tels jets atteignent une vitesse de 1500 m/s et gardent un diamètre pratiquement constant sur une distance de 1 mètre.

Revendications

1. Canon pour l'obtention d'un jet de liquide cohérent à grande vitesse comportant une enceinte métallique (1) de forme générale cylindrique at- longée, creusée d'un canal axial (2), fermée à une extrémité par un embout (3) adjacent à une chambre (8) remplie d'une réserve de poudre explosive, ledit canal axial (2) étant fermé à son autre extrémité par un opercule déchirable (7), et contenant le liquide à projeter, caractérisé en ce que l'enceinte (1) est munie, à son extrémité opposé à celle de t'embout. d'une buse (4) creusée d'un canal axial convergent (6) et en ce que le canal axial (2) renferme un piston (9) adjacent à la chambre (8) et mobile dans ce canal sous l'action de l'explosion de la charge explosive, les longueurs de la colonne d'eau contenue dans le canal axial (2) et du convergent (6) étant sensiblement égales.

2. Canon selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston mobile (9) a la forme d'un cylindre (11) ayant le diamètre du canal axial (2) prolongé, vers l'avant, par une partie concave (12).

3. Canon selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le liquide à projeter est de l'eau additionnée de 2% de polyéthyléne soluble.

Dessins