Le canon électromagnétique « Rail Gun »

Résumé du document

L'objectif de ce projet était de concevoir et fabriquer une maquette de canon électrique souvent appelé Rail gun. Cet objet propulse un projectile en métal conducteur grâce à la force de Laplace. Il est composé d'un chargeur électrique, d'un banc de condensateurs et du canon lui-même. Il a fallu effectuer au départ une phase de documentation de manière à se renseigner, principalement sur Internet, au sujet d'autres canons précédemment réalisés, ce dont rend compte la première partie de ce document. De là sont ressorties les principales difficultés auxquelles nous allions sûrement être confrontés. Il s'en est suivi une phase de modélisation théorique à l'aide de Maple afin de dimensionner le canon et les composants.

Extraits

[...] Il s'est avéré en fait qu'il fallait quadrupler la puissance qu'elles étaient capables d'encaisser Montage global du chargeur Max 264V 400V 220V Min -264V Fig 31 Schéma électrique du chargeur Le doubleur de Latour est précédé d'une résistance d'entrée, d'une valeur de 100 Ohms et 25 Watts. Elle permet d'abaisser le courant d'entrée à une valeur inférieure à 2A, pour protéger les composants constitutifs du doubleur de Latour. Ces composants sont : deux diodes de 400V et 3A, deux condensateurs de 100µF et 400V. [...]

[...] This object propels a bullet of conductive metal thanks to Laplace force. It consists in a power adapter, a bank of capacitors and the cannon itself. Firstly, it was necessary to gather documentation so as to inquire on the Internet about other railguns previously realized which reports to the first part of this document. From there stood out the main difficulties we probably would have to face. There was a period of theoretical designing using Maple to size the cannon and the components we had to buy. [...]

[...] La soudure à l'étain est donc désormais un art maîtrisé par notre équipe. L'aspect mécanique étant moins sujet à la surprise, outre les problèmes de qualité des matériaux choisis que nous verrons par la suite, la découpe, l'assemblage et le travail de précision sur les pièces n'ont pas fait apparaître de problème majeur. Fig 24 : allure du canon en coupe horizontale au niveau des rails 22 La réalisation du canon s'est donc faite en plusieurs étapes majeures mais surtout sur une durée de deux semaines, par sessions de plusieurs heures par jour, en fonction des disponibilités des membres de l'équipe. [...]

[...] Ce cas est bien plus défavorable que le cas réel puisque l'on supprime des efforts de cohésion qui aideraient à supporter l'effort F. On suppose de plus que les efforts de cohésion Fd->g se répartissent de façon uniforme sur les surfaces sur lesquels ils s'appliquent. La moitié gauche de la pièce travaille donc en traction. Les deux surfaces sont alors soumises à une contrainte : Nous avons choisi de réaliser notre coffrage par superposition de couches de médium d'épaisseur 6mm. Ce choix est discuté dans la partie suivante. Dans notre cas, e=2*0,6=1,2cm, sur le schéma. [...]

[...] Ainsi, nous avons décidé de placer le système électrique sous la responsabilité de Guilhem et Thibault ; l'assemblage des pièces mécaniques et la métrologie sous celle de Nicolas et Xavier. Etant donné la quantité de travail que demande la réalisation du RailGun, cette division du travail a permis d'avancer en parallèle sur plusieurs plans, et de prendre en compte les emplois du temps de chacun, puisque seules deux personnes à la fois plutôt que quatre devaient se retrouver pour pouvoir travailler ensemble. [...]