CZ26587U1 - Frangible-type shell - Google Patents

Description

Navrhované technické řešení spadá do oblasti střel vyznačených materiálem, technologií výroby a balistickými vlastnostmi, konkrétně mezi střely typu frangible, tj. mezi střely křehké. Střely jsou určené pro střelbu z ručních zbraní.The proposed technical solution falls within the field of missiles marked by material, production technology and ballistic properties, namely among frangible missiles, ie fragile missiles. The missiles are designed for firing small arms.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Střely typu frangible jsou střely s omezenou průbojností a odrazivostí od pevných překážek. Jsou konstruované tak, aby se po nárazu na překážku z větší míry rozpadly na fragmenty. Jsou využívány především při zásazích v uzavřených prostorách (budovy, letadla) a pro výcvikové účely. Pro střely typu frangible je typické ekologické složení bez přítomnosti olova. Olovo je toxický kov a jeho využívání v sestavě střeliva je z těchto důvodů omezováno.Frangible missiles are missiles with limited penetration and reflectivity from solid obstacles. They are designed to disintegrate into fragments to a greater extent upon impact. They are mainly used in enclosures (buildings, airplanes) and for training purposes. Frangible missiles are characterized by an ecological composition without the presence of lead. Lead is a toxic metal and its use in the ammunition assembly is therefore restricted.

Střely typu frangible jsou vyráběny jako lisované zpravidla z kovových prášků určité zrnitosti, což umožňuje dosáhnout požadované hmotnosti, a pojivá. Taková střela je popsána i v českém užitném vzoru CZ 22464 Ul. Střela podle tohoto užitného vzoruje vytvořená slisováním směsi práškových kovových materiálů a pojivá. Obsahuje směs pojivá na podkladě plastické hmoty a alespoň dvou složek tvořených práškovým kovem a/nebo oxidy stejných nebo jiných kovů. Jednou ze složek je prášek snadno tavitelného kovu s teplotou tání pod 250 °C, který je ve směsi obsažen v množství 20 až 80 % hmotn. Druhou složkou je prášek z kovu s teplotou tání vyšší než 450 °C.Frangible missiles are manufactured as pressed generally from metal powders of a certain grain size, which allows to achieve the desired weight, and binder. Such a bullet is also described in the Czech utility model CZ 22464 Ul. A bullet according to this utility pattern is formed by compressing a mixture of powdered metallic materials and a binder. It comprises a blend of plastic-based binder and at least two powder metal components and / or oxides of the same or other metals. One component is an easily fusible metal powder with a melting point below 250 ° C, which is present in the mixture in an amount of 20 to 80% by weight. The second component is a metal powder having a melting point above 450 ° C.

Výroba střel typu frangible lisováním z prášků je poměrně technologicky a energeticky náročná, neboť lisování probíhá při tlacích několika set MPa až jednotek GPa. Díky nutnosti použití pojivá je snižována hustota výsledného materiálu, ze kterého je střela vyrobena. Střela tak při vysokém obsahu pojivá může být pevná, ale s příliš nízkou hmotností, nebo při nízkém obsahu pojivá dostatečně těžká, ale příliš křehká. Další nevýhodou těchto střel je obtížné prolisování některých částí střely a také pórovitost vylisované střely.Production of frangible bullets by powder pressing is quite technologically and energy intensive, because the pressing takes place at pressures of several hundred MPa to GPa units. Due to the need to use a binder, the density of the resulting material from which the bullet is made is reduced. Thus, at high binder content, the bullet may be solid, but with too low a weight, or at low binder content sufficiently heavy but too brittle. Another disadvantage of these missiles is the difficult pressing of some parts of the projectile and the porosity of the pressed projectile.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Podstatou technického řešení je materiální složení střely typu frangible. Střela je využitelná v sestavě nábojů pro ruční palné zbraně (pistole, revolvery i pušky). Střela je vyrobena ze slitiny obsahující bizmut (Bi) v rozsahu 20 až 96 % hmotn. a dále obsahující legující prvky v rozsahu 4 až 80 % hmotn. Legujícím prvkem je zejména cín (Sn) a/nebo zinek (Zn) a/nebo měď (Cu) a/nebo antimon (Sb) a/nebo stříbro (Ag) a/nebo železo (Fe). Díky různým poměrům bizmutu (Bi) a legujících prvků je možné dosáhnout různých hodnot křehkosti (frangibility) střely. U většiny variant slitiny platí, že čím více legujících prvků slitina obsahuje, tím menší křehkosti je dosahováno.The essence of the technical solution is the material composition of the bullet type frangible. The missile is usable in a set of cartridges for small arms (pistols, revolvers and rifles). The bullet is made of an alloy containing bismuth (Bi) in the range of 20 to 96 wt. and further comprising alloying elements in the range of 4 to 80 wt. In particular, the alloying element is tin (Sn) and / or zinc (Zn) and / or copper (Cu) and / or antimony (Sb) and / or silver (Ag) and / or iron (Fe). Thanks to different ratios of bismuth (Bi) and alloying elements it is possible to achieve different values of frangibility of the projectile. For most alloy variants, the more alloying elements the alloy contains, the less brittleness is achieved.

Střela může být konstrukčně řešena jako homogenní, nebo jako nehomogenní (skládaná). Nehomogenní střela neobsahuje v celém svém průřezu stejný materiál. Toho může být dosaženo například tak, že střela je opatřena kovovým nebo nekovovým pláštěm a/nebo jádrem. Dále může střela být opatřena kovovou či nekovovou kuklou a/nebo vložkou. V závislosti na požadovaných vlastnostech může být střela opatřena dutinou. Dutina může být vyplněna vzduchem nebo jiným materiálem, a to kovem či nekovem.The projectile can be designed as homogeneous or as inhomogeneous (folded). The non-homogeneous bullet does not contain the same material throughout its cross-section. This can be achieved, for example, by providing the bullet with a metal or non-metallic jacket and / or core. Furthermore, the bullet may be provided with a metal or non-metallic hood and / or an insert. Depending on the desired properties, the bullet may be provided with a cavity. The cavity can be filled with air or other material, either metal or non-metal.

Slitina, ze které je střela typu frangible vyrobena, může dále obsahovat nekovové příměsi a/nebo kovové příměsi. Nekovovými příměsmi mohou být například polymery. Kovovými příměsmi mohou být zejména prášky situované v určité části střely pro zvýšení hustoty této části, nebo mohou být rozmístěny rovnoměrně v celé střele.The frangible bullet alloy may further comprise non-metallic impurities and / or metallic impurities. Non-metallic impurities may be, for example, polymers. In particular, the metal impurities may be powders situated in a certain part of the projectile to increase the density of that part, or they may be evenly distributed throughout the projectile.

Nahrazením olova bizmutem a legujícími prvky v uvedených rozsazích je dosaženo střely, která se svými balistickými vlastnostmi plně vyrovná střele olověné. Při použití bizmutu (Bi), cínuBy replacing the lead with bismuth and alloying elements in these ranges, a bullet is achieved which, with its ballistic properties, fully aligns the lead bullet. When using bismuth (Bi), tin

-1 CZ 26587 U1 (Sn), zinku (Zn), mědi (Cu), stříbra (Ag) nebo železa (Fe) je střela ekologická, s omezenou toxicitou.U1 (Sn), zinc (Zn), copper (Cu), silver (Ag) or iron (Fe) is a bullet ecological, with limited toxicity.

Pro výrobu popisovaného střeliva typu frangible lze použít i bizmutovou pájku. Ve výhodném provedení použitá pájka obsahuje bizmut (Bi) v rozsahu 57 až 58 % hmotn., cín (Sn) v množstvíFor the production of the described ammunition frangible type can also be used bismuth solder. In a preferred embodiment, the solder used comprises bismuth (Bi) in the range of 57 to 58% by weight, tin (Sn) in an amount of

42 % hmotn. a stříbro (Ag) v rozsahu 0 až 1 % hmotn.. Bizmutová pájka uvedeného složení je běžně dostupná v obchodní síti pro pájecí aplikace. V jiném výhodném provedení použitá pájka obsahuje bizmut (Bi) v množství 56 % hmotn., cín (Sn) v množství 42 % hmotn. a indium (In) v množství 2 % hmotn.. Alternativně může obsahovat bizmut (Bi) v množství 46 % hmotn., cín (Sn) v množství 48 % hmotn., měď (Cu) v množství 4 % hmotn. a stříbro (Ag) v množství 2 % ío hmotn.42 wt. and silver (Ag) in the range of 0 to 1% by weight. The bismuth solder of said composition is commercially available for soldering applications. In another preferred embodiment, the solder used comprises bismuth (Bi) in an amount of 56 wt%, tin (Sn) in an amount of 42 wt%. Alternatively, it may contain bismuth (Bi) in an amount of 46% by weight, tin (Sn) in an amount of 48% by weight, copper (Cu) in an amount of 4% by weight. and silver (Ag) in an amount of 2 wt.

Výroba navrhované střely je možná odléváním roztavené slitiny do formy. Alternativně však může být vyráběna tak, že polotovar střely je lisován a/nebo tvářen a/nebo třískově obráběn z polotovaru vyrobeného litím, tvářením nebo lisováním. Tyto způsoby výroby jsou oproti jiným střelám typu frangible jednodušší. Taktéž roztavením použité pájky a odlitím do patřičné formy lze získat popisovanou střelu typu frangible.The production of the proposed missile is possible by casting the molten alloy into a mold. Alternatively, however, it may be manufactured such that the projectile blank is molded and / or molded and / or machined from a blank produced by casting, molding or pressing. These production methods are easier than other frangible missiles. Also, by melting the used solder and casting it into the appropriate form can be obtained described frangible missile.

Objasnění výkresůClarification of drawings

Příkladné provedení navrhovaného řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je na:An exemplary embodiment of the proposed solution is described with reference to the drawings, in which:

obr. 1 - homogenní pistolová střela;Fig. 1 - homogeneous pistol missile;

obr. 2 - nehomogenní skládané pistolové střely s pláštěm;Fig. 2 - inhomogeneous pleated pistol shells with jacket;

obr. 3 - nehomogenní skládané puškové střely s pláštěm.Fig. 3 - inhomogeneous folded rifle projectiles with a jacket.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions

Příklad 1Example 1

Byla vyrobena homogenní pistolová střela typu frangible. Střetaje tvořena dvěma materiálovými složkami. V tomto případě je vyrobena ze slitiny 2 obsahující bizmut (Bi) v množství 58 % hmotn. a dále obsahující cín (Sn) v množství 42 % hmotn. Složení slitiny odpovídá běžné bizmutové pájce. Použití cínu (Sn) je výhodné vzhledem k jeho dobrým mazacím schopnostem. Střela byla vyrobena odléváním roztavené slitiny 2 do formy.It was made homogeneous pistol missile frangible. Conflicts consist of two material components. In this case, it is made of alloy 2 containing bismuth (Bi) in an amount of 58 wt. and further comprising tin (Sn) in an amount of 42 wt. The alloy composition corresponds to a common bismuth solder. The use of tin (Sn) is advantageous due to its good lubricating properties. The bullet was made by casting molten alloy 2 into a mold.

Příkladné provedení je patrné z obr. 1.An exemplary embodiment is shown in FIG. 1.

Příklad 2Example 2

Byly vyrobeny nehomogenní skládané pistolové střely typu frangible. Každá ze střel je tvořena třemi materiálovými složkami. V tomto případě je každá ze střel vyrobena ze slitiny 2 obsahující bizmut (Bi) v množství 57 % hmotn. a dále obsahující stříbro (Ag) v množství 1 % hmotn. a dále obsahující cín (Sn) v množství 42 % hmotn. Složení slitiny odpovídá bizmutové pájce. Střely jsou opatřeny kovovými plášti 1. Střely byly vyrobeny odléváním roztavené slitiny 2 do formy, ve které byl umístěn plášť 1.Inhomogeneous folded pistol missiles were made frangible. Each missile consists of three material components. In this case, each of the bullets is made of alloy 2 containing bismuth (Bi) in an amount of 57% by weight. and further comprising silver (Ag) in an amount of 1 wt. and further comprising tin (Sn) in an amount of 42 wt. The alloy composition corresponds to the bismuth solder. The missiles are provided with metal shells 1. The shells were made by casting molten alloy 2 into a mold in which the shell 1 was placed.

Příkladné provedení je patrné z obr. 2.An exemplary embodiment is shown in FIG. 2.

Příklad 3Example 3

Byly vyrobeny nehomogenní skládané puškové střely typu frangible. Každá ze střel je tvořena třemi materiálovými složkami. V tomto případě je každá ze střel vyrobena ze slitiny 2 obsahující bizmut (Bi) v množství 70 % hmotn. a dále obsahující zinek (Zn) v množství 30 % hmotn. Střely jsou opatřeny kovovými plášti 1. Střely byly vyrobeny odléváním roztavené slitiny 2 do formy, ve které byl umístěn plášť _1.Inhomogeneous folded rifle projectiles of the frangible type were produced. Each missile consists of three material components. In this case, each of the bullets is made of bismuth (Bi) containing alloy 2 in an amount of 70 wt. and further comprising zinc (Zn) in an amount of 30 wt. The missiles are provided with metal shells 1. The shells were made by casting molten alloy 2 into a mold in which the sheath 1 was placed.

Příkladné provedení je patrné z obr. 3.An exemplary embodiment is shown in FIG. 3.

-2 CZ 26587 Ul-2 CZ 26587 Ul

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Specifika navrhovaného technického řešení spočívají v použití nových kombinací materiálů a v novém způsobu výroby křehkých střel typu frangible. Takové střely jsou zejména využitelné v sestavách služebních nábojů pro výcvikové účely a pro služební zákroky v uzavřených prosto5 rách (budovy, letadla), kde se vyskytuje větší počet nezúčastněných osob. Za určitých podmínek je možné střely využít i v sestavách nábojů pro civilní účely.The specifics of the proposed technical solution consist in the use of new combinations of materials and in a new way of producing frangible fragile missiles. Such missiles are particularly useful in service charge assemblies for training purposes and for service interventions in confined spaces (buildings, aircraft) where a large number of non-involved persons are present. Under certain conditions, missiles can also be used in assemblies of ammunition for civilian purposes.

Claims (6)

1. Střela typu frangible, tvořená alespoň dvěma materiálovými složkami, vyznačující se tím, že je vyrobena ze slitiny (2) obsahující Bi v rozsahu 20 až 96 % hmotn. a dále obsaío hující vybrané legující prvky v rozsahu 4 až 80 % hmotn.A frangible bullet comprising at least two material components, characterized in that it is made of an alloy (2) containing Bi in the range of 20 to 96% by weight. and further comprising selected alloying elements in the range of 4 to 80 wt. 2. Střela typu frangible podle nároku 1, vyznačující se tím, že legujícím prvkem je Sn a/nebo Zn a/nebo Cu a/nebo Sb a/nebo Ag a/nebo Fe.The frangible missile according to claim 1, characterized in that the alloying element is Sn and / or Zn and / or Cu and / or Sb and / or Ag and / or Fe. 3. Střela typu frangible podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, žejejí konstrukce je homogenní nebo nehomogenní, skládaná.A frangible bullet according to claim 1 or 2, characterized in that its structure is homogeneous or inhomogeneous, pleated. 1515 Dec 4. Střela typu frangible podle nároku 3, vyznačující se tím, že v nehomogenním provedení je opatřena kovovým nebo nekovovým pláštěm (1).A frangible bullet according to claim 3, characterized in that in a non-homogeneous embodiment it is provided with a metal or non-metallic sheath (1). 5. Střela typu frangible podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že v nehomogenním provedení je opatřena kuklou a/nebo vložkou a/nebo jádrem.A frangible bullet according to claim 3 or 4, characterized in that in a non-homogeneous embodiment it is provided with a hood and / or an insert and / or a core. 6. Střela typu frangible podle některého z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že 20 v nehomogenním provedení je opatřena dutinou, kterážto dutina je vyplněna vzduchem nebo jiným materiálem.A frangible missile according to any one of claims 3 to 5, characterized in that 20 in a non-homogeneous embodiment is provided with a cavity, the cavity being filled with air or other material.