BRPI0511041B1 - Projétil de pequeno calibre - Google Patents

Abstract

projétil de pequeno calibre. um projétil de pequeno calibre (100) possui um invólucro externo (5) feito de tombaque, um núcleo duro (4) feito de aço temperado e um núcleo de invólucro oco (8) que também é feito de tombaque. a energia cinética é substancialmente transmitida para o núcleo duro (4) quando um alvo (z) é atingido, de modo que o referido núcleo duro (4) penetra o alvo (z). o invólucro dúctil (5) é suportado pelo núcleo de invólucro ((8) que se encontra no interior e se deforma na forma de cogumelo em um invólucro deformado (5<39>) sem fragmentar. o projétil inventivo (100) é provido com um bom comportamento de vôo e um grande desempenho balístico final; ele pode ser produzido completamente sem chumbo.

Description

(54) Título: PROJÉTIL DE PEQUENO CALIBRE (73) Titular: RUAG AMMOTEC, Companhia Suíça. Endereço: Uttigenstrasse 67, CH-3602 Thurn, SUIÇA(CH) (72) Inventor: SPATZ PETER, DR.; BAUMGARTNER, HANS; SCHAER, FRITZ

Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 06/03/2018, observadas as condições legais

Expedida em: 06/03/2018

Assinado digitalmente por:

Júlio César Castelo Branco Reis Moreira

Diretor de Patente “PROJÉTIL DE PEQUENO CALIBRE”

A presente invenção refere-se a um projétil de invólucro de pequeno calibre, sem chumbo.

Munição deste tipo é conhecida em diversas concretizações. Ela pode ser classificada em tais com núcleos duros feitos de aço, em tais com núcleos duros feitos de material sinterizado denso e em tais com um meio aditivo ao núcleo duro, como chumbo, alumínio e/ou ar. Em coínum, esta munição que pode ser encontrada usualmente no comércio apresenta um invólucro de aço configurado na maioria das vezes como invólucro maciço, isto é, um invólucro de aço chapeado ou um invólucro feito de uma liga de cobre/zinco (invólucro de tombaque). Neste caso, o invólucro acolhe um ou vários núcleos e outros meios e envolve-os pelo menos de maneira impermeável a umidade.

Da EP -A2- 0 106 411 são conhecidos uma munição de pequeno calibre e seu processo de fabricação. Os projéteis correspondentemente otimizados servem principalmente como munição de combate para infantaria e já apresentam boas propriedades aerodinâmicas. Esta munição, todavia, não apresenta a elevada energia balística fmal, exigida por tiros oblíquos, a qual é necessária para atravessar blindagens. Igualmente desvantajosa é a grande parcela em chumbo duro (98 % de Pb + 2 % de Sn) no núcleo, que atua de fosma tóxica sobre o meio ambiente tanto em uma munição de exercício quanto também em uma munição de combate, e, por conseguinte, é atualmente indesejada e até mesmo proibida em alguns países.

Um projétil de invólucro (WO 99/10703) com elevado desempenho de impacto e exatidão de alvo apresenta um núcleo duro feito de carbeto de tungstênio e, como meio aditivo, um núcleo macio feito de chumbo (Pb/Sn 60/40), o qual é retido com fecho devido à forma e estanquemente através de um disco de latão no invólucro. Com isto, a saída de metais pesados e/ou vapor, por ocasião do tiro, é evitada; todavia uma ação tóxica é ainda sempre existente no local do alvo. A isto acresce o fato de que a fabricação de um tal projétil é dispendiosa e demasiadamente cara para um uso em grande escala (munição de infantaria).

Um outro projétil de invólucro para pistolas com um calibre de 9 mm é encontrado no comércio sob a designação SWISS P SELF Luger de 9 mm (RUAG Ammotec, Thun/Suíça, antigamente RUAG Munition Thun/Suíça). Aqui, o projétil consiste de dois tubos, um dentro do outro, em que o tubo interno é fechado no lado traseiro e aberto por cima, com o tubo externo encerrando um grande espaço de ar. Todavia, este projétil é concebido para alvos macios e permite ali tiros transfixantes lisos; ele pode ser produzido sem chumbo.

Da DE-A1-107 10 113 é conhecido um projétil de invólucro até o calibre de 15 mm, o qual apresenta uma região dianteira ogival e em forma de cone, uma parte central cilíndrica e uma região traseira que se estende em forma de cone. O invólucro metálico dúctil envolve um núcleo duro pontiagudo feito de aço temperado ou de um metal sinterizado e é mais ou menos livremente retido por meio de um suporte do tipo de sapata ou estojo feito de um metal dúctil ou de material sintético. O núcleo contata em forma de linha o invólucro apenas na região de seu ressalto em forma de ângulo. A ação de choque transfixante deste projétil sobre alvos blindados é boa; sua precisão sobre o alvo é, todavia, significantemente menor. Em particular quando de um impacto oblíquo no alvo, a parte dianteira do invólucro de projétil se fragmenta e se deforma e comprime, assim, o núcleo duro desde sua posição axial inicialmente simétrica, o que, em virtude da seção transversal de ação que se toma maior, reduz pelo menos o desempenho de impacto transfixante ou até mesmo leva a ricochetes. A isto acresce o fato de que a fabricação do projétil é dispendiosa e não pode ser efetuada com alta precisão em virtude do suporte mais ou menos livre do núcleo duro.

Por conseguinte, o objetivo da invenção é prover um projétil de pequeno calibre (pequeno calibre = calibre até 1,27 mm (0,5”)) apropriado para alvos duros, o qual pode ser produzido economicamente, que apresenta um elevado desempenho de tiros transfíxantes e exatidão de alvo, e não libere metais pesados nem no disparo nem no espaço do alvo. O projétil a ser provido não deve conter chumbo, em particular no núcleo. Além disto, o invólucro de projétil também não deve se fragmentar em um alvo duro.

O projétil de acordo com a reivindicação 1 pode ser fabricado de maneira fácil e transmite, em um alvo duro (chapa de metal), etc., quase que toda energia cinética para o núcleo duro, o qual atravessa o alvo. Neste caso, a massa é mantida em 100 %; no furo do tiro se forma, a partir do invólucro de tombaque, um rebordo do tipo de cogumelo, o qual corresponde ao peso original do invólucro. Desta maneira é demonstrado que metais pesados e/ou vapores de metal não são liberados.

O mesmo pode ser verificado para o objeto da invenção de acordo com a reivindicação 2. Este apresenta, embora não exista núcleo duro de área total na seção transversal, um elevado desempenho balístico final; em ensaios práticos também não foi verificada uma fragmentação no alvo.

Nas reivindicações dependentes são descritos vantajosos desenvolvimentos ulteriores do objeto da invenção.

íím projétil balisticamente especialmente favorável que tem uma forma externa do tipo de ogiva e um espaço de ar é provido de acordo com a reivindicação 3. Mostrou-se que a necessária compressão do núcleo duro é efetuada de modo preciso e com forças relativamente pequenas. Além disto, a transmissão de impulso do núcleo, de acordo com um curto trajeto de deslocamento, possibilita um impacto transfixante do invólucro com menores perdas de energia.

A configuração de acordo com a reivindicação 4 é muito vantajosa para o fornecimento de impulso central do núcleo de invólucro para o núcleo duro.

O comportamento de vôo do projétil é decisivamente proporcionado pela posição do centro de gravidade de massa, reivindicação 5. O centro de gravidade pode ser otimizado por meio da configuração construtiva e dimensionamento do núcleo duro e, em particular, do espaço oco (perfuração) no núcleo de invólucro.

Aços de ferramenta ligados são bem apropriados para o núcleo duro e podem ser processados e tratados superficialmente com meios convencionais. Reivindicação 6.

Materiais idênticos demonstraram ser especialmente econômicos e, ao mesmo tempo, especialmente favoráveis com referência à densidade, à junção e à dilatação térmica, para o invólucro externo e o núcleo de invólucro, de acordo com a reivindicação 7.

Uma constrição de acordo com a reivindicação 8 melhora a conexão com o tubo de cartucho e permite sua fácil montagem.

O espessamento do invólucro em sua região dianteira, mencionado na reivindicação 9, reduz o rebotamento quando de disparo em ângulo oblíquo em alvos duros e serve igualmente para a fixação do centro de gravidade de massa.

As concretizações anteriormente descritas do projétil parecem ser particularmente apropriadas para o calibre e tipos de projétil, mencionados na reivindicação 10.

A exigência atual por projéteis sem chumbo é assegurada quando da escolha de material indicada nas reivindicações; comparar a reivindicação 11. Pode-se prescindir também do material de enchimento usual, feito de metal pesado, dos projéteis convencionais, pois a posição de centro de gravidade pode ser ajustada de maneira ótima por meio do dimensionamento dos componentes e espaços ocos individuais.

A invenção será revelada a seguir com base em desenhos e exemplos de realização.

As figuras mostram:

Figura 1 um projétil de acordo com a invenção, integrado em um tubo de cartucho em si conhecido;

Figura 2 uma representação em corte através de uma forma de realização preferida do projétil da figura 1;

Figura 3 uma representação em corte de uma solução alternativa de um projétil sem chumbo;

Figura 4a um projétil convencional (de acordo com o estado da técnica) por ocasião do impacto no alvo;

Figura 4b um projétil de acordo com a figura 2 por ocasião do impacto no alvo; e

Figura 4c um projétil de acordo com a figura 3 por ocasião do impacto no alvo.

Na figura 1, a ponta de um projétil 100 é designada com 1. No reduzido diâmetro de uma constrição periférica 6 está impresso um rebordo 21 que è parte integrante de um cartucho 20 em si conhecido. No cartucho 20 encontra-se uma usual substância explosiva 24, a qual atua como carga propulsora para o projétil 100. No fundo 22 do cartucho 20 é colocado um detonador por percussão 23 (SINTOX, marca comercial da firma RUAG Ammotec GmbH, Fürth, Alemanha).

O preferido projétil tendo simetria de rotação 100 é visível na figura 2 em uma representação ampliada em corte:

A ponta 1 propriamente dita é fictícia; trata-se efetivamente de uma ponta na forma de uma calota esférica 2. No interior do projétil 100 encontra-se um pequeno espaço de ar 3, o qual, em virtude dos diferentes raios, é formado entre um núcleo duro 4 e um invólucro externo 5. Ao núcleo duro 4 segue-se, com fecho devido à forma, um núcleo de invólucro 8 que apresenta um espaço oco central 10, em forma de orifício cego. Em sua parte superior se encontra o centro de gravidade de massa 7 do projétil. Além dito, uma ranhura anular circundante 6, externa, é provida, a qual é aqui representada caracterizada como diâmetro; comparar a figura 1.

Do lado traseiro, a extremidade do invólucro 5 se afila conicamente e termina em um escalonamento em um ângulo α de 30°, escalonamento este que apresenta uma transição para o rebordo do lado final 9 e retém conjuntamente com fecho devido à força ambos núcleos 4 e 8.

O diâmetro do projétil 100, designado com K, o calibre, é, no presente caso, 5,56 mm e é do tipo SS 109. O diâmetro 6 da constrição é de 5,45 mm. O núcleo duro 4 pesa 4 g e é feito de aço de ferramenta temperado ou endurecido (material de acordo com a DIN 1.5511) e foi fosfatizado de acordo com a dureza de uso (profundidade de penetração = 0,3 - 0,5 mm). A dureza superficial é de 570 HV1.

Neste exemplo de realização, o núcleo duro 4 tem uma ponta inferior em forma de cone de 90°, a qual encosta com fecho devido à forma em um correspondente rebaixo (recesso) na parte superior do núcleo de invólucro 8. Esta configuração é facultativamente variável; vantajosa é, contudo, uma forma análoga de ação central de centralização, a qual facilita a inserção ou inserção sob pressão do núcleo e assegura a simetria de rotação do projétil.

Um núcleo duro 4 feito de tombaque também deu bons resultados; este produz, surpreendentemente, um análogo desempenho balístico final.

Os projéteis podem ser produzidos a preço favorável e extensivamente por meio de repuxamento profundo com equipamentos de fabricação e prensas convencionais.

O núcleo duro também pode ser produzido a partir de outros materiais, por exemplo, de materiais sinterizados, tais como carbeto de tungstênio. São também imagináveis outros invólucros de projétil que apresentam uma ductilidade similar à de tombaque. O núcleo de invólucro pode também consistir de outros materiais que possuem uma densidade análoga ou mais alta. Todavia, se deve ter atenção, em todas as ligas, com relação a uma emissão de metal pesado por ocasião dç tiro e no alvo.

Na figura 3 está representada uma variante do projétil anteriormente descrito; neste caso, as mesmas partes funcionais são providas com os mesmos números de referência.

Ao contrário do objeto de acordo com a figura 2, aqui foi prescindido do núcleo duro. Um único núcleo de invólucro 8’ preenche igualmente o espaço do núcleo duro 4, figura 2. O correspondente espaço oco 10’ é encurtado com relação ao espaço oco 10 e apresenta um menor diâmetro. Desta maneira, a massa de todo o projétil 100’ foi aumentada, de modo que são atingidos o mesmo desempenho balístico final e ação no alvo.

O espaço oco 10’ é afilado no lado frontal e pelo menos quase fechado, de modo que resulta, juntamente com a parte frontal do invólucro externo 5, por ocasião do choque no alvo, uma ponta compacta.

Resultados de medição, considerações teóricas e comparações com relação a outros projéteis (estado da técnica) mostram resultados surpreendentemente bons nas duas variantes.

O espaço oco 10 ou 10’ admite, no cano de disparo (arma) uma contração transversal, a qual, com relação a tiros maciços, causa a uma redução do desgaste (atrito), particularmente nos canos. Ao mesmo tempo, a velocidade de tiro v<> do projétil 100 ou 100’ na embocadura é mais elevada do que em projéteis sem o espaço oco 10 ou 10’.

O reduzido índice de resistência cw de um projétil de 5,56 mm de acordo com a invenção (tipo SS109) conduziu, segundo uma distância de vôo de 570 m, a uma velocidade de impacto de ainda 470 m/s; a utilizada chapa de aço Stanag 4172 de 3,5 mm de espessura HRB 55-70 (400 N/mm^z) foi atravessada de forma lisa.

A precisa estabilização de torção se expressa sobre a estabilidade e reprodutibilidade do percurso de vôo, também quando de vento lateral positivo. A energia cinética é mais elevada do que em projéteis comparáveis em conseqüência da escolha de material e da elevada velocidade, como ensaios também mostraram. A precisão de uma arma tradicional pode ser elevada com o objeto da invenção. Assim, por exemplo, todos tiros disparados (disparo em série), em uma distância de alvo de 25 m, se situam em um círculo de dispersão de < 50 mm de diâmetro. Um desvio padrão Sa < 35 mm pôde ser verificado a uma distância de tiro de 300 m. Isto significa na prática que de 20 tiros disparados, 18 se situam em uma área de círculo de 110 mm; apenas dois tiros incidiram distanciados por cerca de 90 mm com relação ao centro (centro do alvo).

Como os ensaios com o tiro em sabão mostraram, as exigências da CICR (Comitê International de la Croix-Rouge) com relação à balística portentosa são extensivamente satisfeitas, isto em contraste com inúmeros outros projéteis de acordo com o estado da técnica.

A figura 4a mostra um convencional projétil de núcleo duro 200 (arte anterior) antes e durante o choque no alvo Z (aço). O invólucro de aço 50 rompe-se no alvo Z, um núcleo de aço 40 consistindo de tungstênio ou aço atravessa o alvo Z, enquanto que, em virtude da elevada energia cinética do subseqüente núcleo de chumbo 30, por ocasião do impacto, parcialmente se liqüefaz e parcialmente até mesmo se evapora por sublimaçao. Isto pode ser reconhecido por meio de uma nuvem de vapor 30’ que deixa atrás de si, também após sua condensação no alvo, vestígios de chumbo.

No projétil 200 ocorre uma combinação de choque elástico e plástico com alta deformabilidade (fragmentação de material para todos lados). O material fragmentado e que pode ser ainda verificado no aivo

Z do projétil 200 não mais corresponde ao seu peso inicial na embocadura do cano.

Em contraste, em um projétil 100, figura 4b, pode ser verificada a massa idêntica também no alvo Z. Neste caso, o núcleo duro 4 (aço ou tombaque) atravessa o alvo Z em forma de cogumelo para formar um invólucro deformado 5’ e transmite quase que 100 % da energia cinética através de seu núcleo de invólucro 8, igualmente dúctil, para o núcleo duro 4; não ocorre uma fragmentação de material, nem no invólucro 5 nem no núcleo de invólucro 8. A direção de impulso é mantida.

A figura 4c mostra uma ocorrência similar: o projétil 100’, modificado com relação ao da figura 4b, é imerso no alvo Z e penetra com uma ponta agora achatada 1’. A direção de impulso é igualmente mantida, o núcleo de invólucro 8’ se desloca, no impacto, para o espaço de ar 3, comprime-o e se recalca o que aqui é designado com 8”.

Lista de Números de Referência

Ponta (fictícia) ’ Ponta recalcada, achatada

Calota esférica

Espaço de ar (espaço oco)

Núcleo duro (aço temperado; tombaque)

Invólucro externo (tombaque)

5’ Invólucro deformado 5

Constrição / Diâmetro

Centro de gravidade de massa

Núcleo de invólucro

8’ Núcleo de invólucro

8” Núcleo de invólucro recalcado 8’

Rebordo em 5

Espaço oco em 8

10’ Espaço oco em 8’

Tubo de cartucho

Rebordo em 20

Fundo de 20

Detonador por percussão substância explosiva/Carga propulsora 30 Núcleo de chumbo

30’ Nuvem de vapor de Pb

Núcleo duro (tungstênio; aço)

40’ Vapores de chumbo (Pb sublimado)

Invólucro de aço 100,100’ Projétil

200 Munição convencional de núcleo duro (projétil) K Calibre Z Alvo (chapa de aço) α Ângulo (ângulo de base).

Claims (11)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Projétil de pequeno calibre (100) com uma região dianteira ogival ou cônica, uma parte central cilíndrica e uma região traseira que se estende em forma de cone, consistindo de

   - um invólucro externo (5) feito de uma liga de cobre/zinco, em que o invólucro (5) encerra um espaço oco do tipo aproximadamente de cilindro,

   - um núcleo duro (4), inserido na ponta do espaço oco, feito de aço ou de um material sinterizado,

   - um núcleo de invólucro (8) que se segue, com fecho devido à forma, ao núcleo duro (4), feito de uma liga de cobre/zinco, caracterizado pelo fato de que

   - o espaço oco (10) do núcleo de invólucro (8) se encontra no centro e é aberto para um lado, o núcleo duro apresenta uma ponta em forma de cone, no lado traseiro, e se segue com fecho devido à forma ao núcleo de invólucro, e fecha o lado aberto do espaço oco (10) do núcleo de invólucro,

   - o núcleo de invólucro (8) é retido com fecho devido à força, pelo menos perifericamente, pela região traseira do invólucro (5) e o núcleo de invólucro (8) contata o invólucro em todo seu comprimento.
2. 2. Projétil de pequeno calibre (100’) com uma com uma região dianteira ogival ou cônica, uma parte central cilíndrica e uma região traseira que se estende em forma de cone, consistindo de

   - um invólucro externo (5) feito de uma liga de cobre/zinco, em que o invólucro (5) encerra um espaço oco do tipo aproximadamente de cilindro,

   - o espaço oco do invólucro (5) contém unicamente um núcleo de invólucro (8’) com um espaço oco (10’), caracterizado pelo fato de que

   - o espaço oco (10’) apresenta uma abertura que se estreita para o lado frontal, cujas regiões de borda internas contatam-se pelo menos parcialmente,

   - o núcleo de invólucro (8’) é contatado perifericamente pelo invólucro (5) em todo seu comprimento e é retido com fecho devido à força.
3. 3. Projétil de pequeno calibre de acordo com a reivindicação 1, com uma região dianteira do tipo de ogiva, cuja ponta é executada aproximadamente na forma de uma calota esférica, caracterizado pelo fato de que

   - o espaço oco do tipo de cilindro é limitado na forma de uma calota esférica na região interna dianteira,

   - o núcleo duro (4), em sua ponta, apresenta igualmente a forma de uma calota esférica,

   - o raio da calota esférica do espaço oco é maior do que o raio da ponta do núcleo duro, de modo que um espaço de ar permanece no espaço oco do invólucro, em sua ponta.
4. 4. Projétil de pequeno calibre de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que

   - a região traseira do núcleo duro (4) é executada em forma de cone, e

   - a ponta cônica se projeta para dentro do espaço oco (10) do núcleo de invólucro (8).
5. 5. Projétil de pequeno calibre de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que

   - o centro de gravidade de massa (7) do projétil se encontra no eixo geométrico longitudinal e na região do espaço oco (10) do núcleo de invólucro (8).
6. 6. Projétil de pequeno calibre de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de que

   - o núcleo duro (4) consiste de um aço de ferramenta ligado ou material sintético com alta densidade, tal como carbeto de tungstênio.
7. 7. Projétil de pequeno calibre de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que

   - o invólucro externo (5) e o núcleo de invólucro (8) consistem de idêntica liga de cobre/zinco.
8. 8. Projétil de pequeno calibre de acordo com a reivindicação 1,2 ou 5, caracterizado pelo fato de que

   - o invólucro externo (5) apresenta uma constrição periférica circundante sobre a qual é rebordada para dentro a extremidade dianteira (21) de um tubo de cartucho (20).
9. 9. Projétil de pequeno calibre de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que

   - o invólucro (5) apresenta em sua região dianteira um espessamento de material à frente de sua região cilíndrica e sua região traseira, o qual apresenta pelo menos o fator 2.
10. 10. Projétil de pequeno calibre de acordo com pelo menos uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que

    - ele apresenta um calibre de 5,56 mm (0,223” ou 0,224”).
11. 11. Projétil de pequeno calibre de acordo com pelo menos uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que

    - ele é sem chumbo.

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