ES2696353T3 - Munición penetradora con fragmentación mejorada - Google Patents

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George Budy
Wayne Y Lee
Richard Polly
Jason M Shire
Jesse T Waddell
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Abstract

Una ojiva (12, 400, 500) que comprende: una camisa de penetrador (34, 424); y un explosivo (36) dentro de la camisa del penetrador (34, 424); en donde la camisa del penetrador (34, 424) tiene una serie de porciones de espesor reducido alargadas que no se intersectan (62), más delgadas que las porciones (64) de la camisa del penetrador (34,424) que son adyacentes a las porciones de espesor reducido (62); en donde la camisa del penetrador (34, 424) tiene una punta redondeada monolítica (52) sin recortes ni aberturas a través de ella. en donde la camisa del penetrador (34, 424) tiene una sección trasera (56, 434, 534) que se extiende hacia atrás desde la punta redondeada (52); en donde las porciones de espesor reducido (62) son partes de la sección trasera (56, 434, 534); en donde la punta redondeada (52) tiene una porción más gruesa que tiene al menos el doble del grosor de las porciones (64) de la camisa del penetrador (34, 424) que están adyacentes a las porciones de espesor reducido (62); y en donde las porciones alargadas de espesor reducido (62) son porciones en las que la camisa del penetrador (34) tiene orificios (68) en su interior, de modo que los orificios (68) producen las porciones de espesor reducido (62).

Description

DESCRIPCION
Munición penetradora con fragmentación mejorada
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a municiones que se utilizan para atacar objetivos duros, tales como edificios o fortificaciones.
Descripción del estado de la técnica
Las armas para penetrar objetivos duros, tales como edificios o fortificaciones que tienen muros de hormigón armado, han utilizado generalmente cubiertas de acero para resistir en condiciones de impacto complicados contra estructuras de objetivo endurecidos. Lo normal ha sido usar estructuras de paredes cilíndricas revestidas de acero sólido que protegen la carga útil explosiva durante la penetración. Sin embargo, este enfoque da como resultado un número relativamente bajo de grandes fragmentos de la camisa de acero que se forman de manera natural durante la detonación de las ojivas en el interior del objetivo endurecido.
El documento US 6659013 B1 describe proyectiles u ojivas con una disposición interna para la formación de zonas abombadas, compuestas por un medio de abombamiento encerrado que es sustancialmente ineficaz como y que está encerrado radialmente por un material de penetración que es eficaz como balística-terminal, teniendo el medio de abombamiento una densidad inferior a la del material de penetración incluido. Esto conduce al efecto de que al impactar o al penetrar una placa objetivo, el medio de abombamiento se queda detrás del cuerpo envolvente que es efectivo como balística terminal y se abomba lateralmente cada vez debido al material de abombamiento que sigue fluyendo hacia su interior desde atrás. Como resultado de las altas presiones se crean de forma dinámica una presión cónica (coronada) y una zona de abombamiento, cuya zona se ensancha radialmente o fragmenta el material efectivo del entorno que atraviesa.
El documento US 6 186072 B1 describe un penetrador de balasto monolítico capaz de entregar una carga útil de trabajo a un objetivo endurecido, como hormigón armado. La invención incluye un balasto hecho de un inserto de material pesado denso y una carcasa monolítica que se extiende a lo largo de un eje y que consiste en una aleación de acero de alta resistencia. La carcasa incluye una punta redondeada que contiene una porción hueca en la que el balasto está casi completamente rodeado, de tal modo que no es posible que el balasto se mueva con respecto a la carcasa durante el impacto con un objetivo duro. La carcasa se moldea alrededor del balasto, uniendo las dos partes entre sí. El balasto puede contener surcos concéntricos o protuberancias que mejoran la resistencia de la unión entre la carcasa y el balasto. La carcasa incluye además una segunda porción hueca; entre el balasto y la base, que tiene una carga útil sujeta dentro de esta porción. El penetrador se puede usar para transportar instrumentación para medir el carácter geológico de la tierra, o las propiedades del hielo ártico, a medida que pasa a su través.
Compendio de la invención
Una ojiva para una munición, como un misil o una bomba, tiene una camisa de penetración con porciones de espesor reducido que debilitan selectivamente partes de la carcasa. Esto permite un mejorar la formación de fragmentos de la camisa cuando se detona un explosivo encerrado por la camisa, como por ejemplo, después de que la ojiva haya penetrado en un objetivo endurecido. Las partes de espesor reducido pueden ser partes que no se intersectan entre sí donde la camisa tiene orificios en su interior. Se puede disponer, en las partes de espesor reducido (por ejemplo, en los orificios o en las ranuras), un material de aumento de la letalidad, por ejemplo, que incluya fragmentos preformados o un material energético, para incrementar aún más la efectividad.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, la presente memoria proporciona una ojiva incluye: una camisa de penetrador; y un explosivo dentro de la camisa del penetrador. La camisa tiene una serie de porciones de espesor reducido alargadas que no se intersectan, más delgadas que las porciones de la camisa que son adyacentes a las porciones de espesor reducido; en donde la camisa del penetrador tiene una punta redondeada monolítica sin cortes ni aberturas a lo largo de ella; en donde la camisa del penetrador tiene una y una sección que se extiende hacia atrás desde la punta redondeada; en donde las porciones de espesor reducido son partes de la sección trasera; y la punta redondeada tiene una porción más gruesa que tiene al menos el doble del grosor de las porciones de la camisa que están adyacentes a las porciones de espesor reducido; en donde las porciones alargadas de espesor reducido son porciones en las que la camisa del penetrador tiene orificios en su interior, de modo que los orificios producen las porciones de espesor reducido.
En algunas formas de realización, la sección trasera es sustancialmente cilíndrica.
En algunas formas de realización, las partes alargadas de espesor reducido son paralelas entre sí.
En algunas formas de realización, las partes alargadas de espesor reducido se extienden en líneas rectas.
En algunas formas de realización, las partes alargadas de espesor reducido se extienden sustancialmente paralelas a un eje longitudinal de la ojiva.
En algunas formas de realización, los orificios incluyen una serie de orificios longitudinales, separados circunferencialmente alrededor de la camisa del penetrador.
En algunas formas de realización, la ojiva incluye un material de aumento de la letalidad situado en las partes de espesor reducido de la camisa del penetrador. El material de aumento de la letalidad puede incluir fragmentos sólidos que son proyectados por la ojiva cuando se detona el explosivo. El material de aumento de la letalidad puede incluir un material energético que libera energía cuando se detona el explosivo.
En algunas formas de realización, los fragmentos sólidos incluyen fragmentos esféricos.
En algunas formas de realización, los fragmentos sólidos incluyen fragmentos encapsulados.
En algunas formas de realización, los fragmentos sólidos incluyen fragmentos que tienen cuerpos planos. En algunas formas de realización, los fragmentos que tienen cuerpos planos son fragmentos en forma de estrella que tienen una serie de protuberancias que se extienden desde cada uno de los cuerpos planos.
En algunas formas de realización, las protuberancias son protuberancias con bordes.
En algunas formas de realización, los fragmentos sólidos son parte de un patrón de repetición de diferentes fragmentos.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invención, la presente memoria un método para atacar a un objetivo duro utilizando la ojiva según el primer aspecto de la invención, comprendiendo el método: penetrar en el objetivo duro con la camisa de penetrador de la ojiva; y después de la penetración, detonar el explosivo que se encuentra dentro de la camisa del penetrador; en donde la detonación del explosivo produce fragmentos de la serie de porciones alargadas de espesor reducido no intersectantes de la camisa, que son más delgadas que las porciones de la camisa adyacentes a las porciones de espesor reducido.
En algunas formas de realización, la ojiva incluye fragmentos sólidos adicionales ubicados en las porciones de espesor reducido de la camisa del penetrador. La detonación puede incluir la proyección de los fragmentos sólidos adicionales.
En algunas formas de realización, la ojiva incluye material energético situado en las porciones de espesor reducido de la camisa del penetrador. La detonación incluye hacer reaccionar el material energético con el fin de producir energía adicional para proyectar los fragmentos.
Para la consecución de lo anterior y extremos relacionados, la invención comprende las características señaladas en las reivindicaciones. La siguiente descripción y los dibujos adjuntos exponen con detalle ciertas formas de realización ilustrativas. Estas formas de realización son indicativas.
A partir de la siguiente descripción detallada de la invención, considerada conjuntamente con los dibujos, resultarán evidentes otros objetos, ventajas y características novedosas de la invención.
Breve descripción de los dibujos.
Los dibujos adjuntos, que no están necesariamente a escala, muestran varios aspectos de la invención.
La figura 1 es una vista oblicua de una munición.
La figura 2A es una vista en despiece que muestra partes de la munición de la figura 1.
La figura 2B es una vista en corte parcial oblicua que muestra detalles de una ojiva de la munición de la figura 1. La figura 3 es una vista de extremo que muestra detalles de una camisa de la ojiva de las Figs. 2A y 2B.
La figura 4 es una vista lateral que ilustra una primera etapa en la utilización de la munición de la figura 1 como un penetrador de objetivo duro.
La figura 5 es una vista lateral que ilustra una segunda etapa en la utilización de la munición como un penetrador de objetivo duro.
La figura 6 es una vista lateral que ilustra una tercera etapa en la utilización de la munición como un penetrador de objetivo endurecido.
La figura 7 es una vista lateral que ilustra una primera etapa en la utilización de la munición de la figura 1 en un modo de fragmentación.
La figura 8 es una vista lateral que ilustra una segunda etapa en la utilización de la munición en un modo de fragmentación.
La figura 9 es una vista en corte parcial oblicua que muestra los detalles de una primera ojiva alternativa.
La figura 10 es una vista en corte parcial oblicua que muestra detalles de una segunda ojiva alternativa.
La figura 11 es una vista en corte parcial oblicua que muestra los detalles de una tercera ojiva alternativa.
La figura 12 es una vista oblicua que muestra detalles de una cuarta ojiva alternativa.
La figura 13 es una vista oblicua de otra munición.
La figura 14 es una vista de despiece del fuselaje y la ojiva (penetrador) de la munición de la figura 13.
La figura 15 es una vista en despiece de algunos componentes de la munición de la figura 13.
La figura 16 es una vista parcial en sección de la ojiva de la munición de la figura 13.
La figura 17 es una vista oblicua de un alojamiento de la espoleta de la munición de la figura 13.
La figura 18 es una vista en sección parcial lateral del alojamiento de la espoleta de la figura 17.
La figura 19 es una vista del extremo del alojamiento de la espoleta de la figura 17.
La figura 20 es una vista lateral de un primer ejemplo de un patrón repetitivo del material para aumentar la letalidad. La figura 21 es una vista lateral de un segundo ejemplo de un patrón repetitivo de material para aumentar la letalidad.
La figura 22 es una vista lateral de un tercer ejemplo de un patrón repetitivo de material para aumentar la letalidad. La figura 23 es una vista oblicua de un cartucho que se puede usar como parte de los patrones de las figuras 20-22. La figura 24 es una vista oblicua de un fragmento en forma de estrella que se puede usar como parte de los patrones de las figuras 20 y 21.
La figura 25 es una vista oblicua de partes de un cerramiento de concha que es parte de una munición, de acuerdo con un ejemplo.
La figura 26 ilustra una primera etapa para colocar el material en una porción de compartimento de una de las piezas de concha de la figura 25.
La figura 27 ilustra una segunda etapa para colocar el material en una porción de compartimento de una de las piezas de concha de la figura 25.
La figura 28 ilustra una tercera etapa para colocar el material en una porción de compartimento de una de las piezas de concha de la figura 25.
Descripción detallada
Una munición, tal como una ojiva, incluye una camisa de penetrador para penetrar objetivos duros, como una fortificación o un edificio reforzado u otra estructura, teniendo la camisa del penetrador unas porciones de espesor reducido. Las porciones de espesor reducido proporcionan puntos de debilidad a la camisa, lo que facilitan que la camisa se transforme en fragmentos de un tamaño semi-controlado y deseable cuando se detona un explosivo dentro de la camisa después de la penetración, mejorando así la efectividad de la munición. Además, la ojiva puede tener materiales que aumentan la letalidad, como fragmentos adicionales y / o materiales energéticos, en las porciones de espesor reducido de la camisa del penetrador. Las porciones de espesor reducido pueden ser orificios, como orificios longitudinales, en la camisa, o pueden ser ranuras en una superficie interior y / o exterior de la camisa. La munición puede ser una munición de doble uso que también puede funcionar como un arma de modo dual, con el explosivo capaz de ser detonado a una altura de explosión para usar la ojiva como un arma de fragmentación no penetrante.
Haciendo referencia inicialmente a las figuras 1, 2A y 2B, una munición 10, como un misil o una bomba guiada, tiene una ojiva 12 que está contenida dentro de un fuselaje 14 que tiene tetones de conexión 16 para conectar a un avión u a otra plataforma para lanzar la munición 10. El fuselaje 14 tiene una conexión delantera 22 para recibir un kit de guía de punta redondeada 24 (por ejemplo), y una conexión trasera 26 para recibir (por ejemplo) un kit de cola 28 con aletas desplegables 30. El fuselaje 14 se puede configurar para usar un montaje estándar de armas en una plataforma de lanzamiento que también puede recibir otros tipos de armas. Las conexiones 22 y 26 pueden ser conexiones estándar que son similares a las utilizadas para otras municiones, permitiendo así el uso de kits estándar de punta redondeada y de cola que se pueden usar con otros tipos de municiones. El fuselaje 14 puede tener la forma de un par de mitades de concha que se ajustan alrededor de la ojiva 12, y puede estar hecho de un material relativamente ligero, como el aluminio.
La ojiva 12 tiene una camisa de penetrador 34 que encierra un explosivo 36. El explosivo 36 es detonado mediante una espoleta 38 que se encuentra en un extremo posterior del explosivo 36. La camisa 34 tiene una punta redondeada delantera 52, y una sección trasera 56 que se extiende hacia atrás desde la punta redondeada 52. En la forma de realización ilustrada, la punta redondeada delantera 52 de la camisa del penetrador 34 es de naturaleza sólida, una estructura monolítica sin recortes ni orificios pasantes para acomodar el espoletado montado hacia adelante, tal como la que se utiliza en las carcasas de bombas con fines comunes. La punta redondeada delantera 52 es más gruesa en un vértice 58 de la punta redondeada 52, y tiene un grosor que reduce que se avanza hacia atrás a lo largo de la camisa 34, estrechándose gradualmente hasta el grosor de la sección trasera 56 sustancialmente cilíndrica. La punta redondeada 52 puede tener un grosor máximo que es al menos el doble del grosor de la parte más gruesa de la camisa 34 en la sección trasera cilíndrica 56.
Con referencia además a la figura 3, la sección trasera 56 tiene una serie de porciones de espesor reducido 62 que son adyacentes a otras porciones 64 de la sección trasera 56 que no tienen un grosor reducido. Las porciones 62 de grosor reducido introducen debilidad en partes de la camisa 34 del penetrador, facilitando la ruptura de la camisa 34 cuando se detona el explosivo 36. Esto puede aumentar la producción de fragmentos de toda o parte de la camisa 34 cuando se detona el explosivo 36, lo que aumenta la letalidad de la ojiva 12.
En la forma de realización ilustrada, las porciones 62 de espesor reducido son una serie de orificios 68 que son paralelos a un eje longitudinal 70 de la ojiva 12. Los orificios 68 no se intersectan entre sí, y se distribuyen circunferencialmente alrededor de la sección trasera 56. Los orificios 68 pueden estar distribuidos de manera sustancialmente uniforme en la dirección circunferencial alrededor de la sección trasera 56, aunque una alternativa posible es una distribución no uniforme. El uso de los orificios 68 para formar las porciones 62 de espesor reducido es solo una configuración posible. Otras alternativas, que caen fuera del alcance de las reivindicaciones, son tales como muescas o ranuras en las superficies internas y / o externas de la sección trasera 56. Estas alternativas se discuten más adelante.
Las porciones 62 de espesor reducido en la forma de realización ilustrada no se intersectan entre sí, y son alargadas, tienen longitudes (en la dirección axial o longitudinal) que son, por ejemplo, al menos diez veces su anchura (en la dirección circunferencial). Las porciones 62 de espesor reducido pueden ser sustancialmente idénticas en su longitud, anchura y reducción del espesor del material, aunque, alternativamente, las porciones 62 de espesor reducido pueden variar de una a otra con respecto a uno o más de estos parámetros.
La sección trasera 56 puede tener un grosor de 1,9 a 5,1 cm (0,75 a 2 pulgadas). Los orificios 68 pueden tener un diámetro de aproximadamente 1,27 cm (0,5 pulgadas), o más ampliamente de 0,31 a 1,9 cm (0,125 a 0,75 pulgadas). Estos valores son solo ejemplos, y son posibles una amplia variedad de otros valores.
El volumen de material eliminado para las porciones de espesor reducido 62 (la reducción de volumen con respecto a una camisa en la que las porciones de espesor reducido 62 tenían el mismo espesor que las porciones adyacentes 64) puede ser desde el 1 por ciento al 85 por ciento del volumen de la camisa 34 o el volumen de la sección trasera 56.
Los orificios 68 se pueden rellenar con un material 76 que aumenta la letalidad, para aumentar aún más la efectividad de la ojiva 12. En la forma de realización ilustrada, los orificios 68 están rellenos con fragmentos preformados 80. Los fragmentos 80 incluyen dos tipos de fragmentos, con fragmentos preformados de acero 82 alternados con fragmentos preformados de zirconio-wolframio 84, y con los fragmentos 82 que tienen un tamaño y una forma diferentes de los fragmentos 84. En términos más generales, los fragmentos 80 pueden incluir fragmentos con diferentes materiales, diferentes formas y / o diferentes tamaños, aunque alternativamente, todos los fragmentos pueden ser sustancialmente idénticos en material, tamaño y forma. se pueden colocar otros materiales, como separadores, entre los fragmentos duros preformados.
Los fragmentos 80 pueden ser cada uno, por ejemplo, de 0,3 a 450 gramos (5 a 7000 granos). Los fragmentos 80 pueden ser esferas, cubos, cilindros, flechettes, paralelepípedos, formas de solidificación no controladas (como las utilizadas en los pellets de escopeta HEVI-SHOT), por dar algunos ejemplos no limitativos. El material para los fragmentos 80 puede ser uno o más elegidos entre el acero, tungsteno, aluminio, tantalio, plomo, titanio, circonio, cobre, molibdeno, etc. Puede haber un amplio rango de la cantidad de fragmentos 80 en la munición 10, desde tan solo 10 fragmentos para una ojiva pequeña, hasta 1.000.000 para municiones muy grandes.
Una ventaja de la munición 10 es que proporciona flexibilidad y adaptabilidad para tamaños de fragmentos, pesos y formas. Estos parámetros se pueden particularizar de acuerdo con los requisitos de la misión. Los fragmentos más pequeños, por ejemplo, del tamaño de los guijarros, son más adecuados para una cobertura completa localizada, mientras que los fragmentos más grandes permiten daños más observables dentro del sitio objetivo.
Los fragmentos 80 se proyectan hacia afuera desde la ojiva 12 cuando el explosivo 36 es detonado. Por tanto, la ojiva 12 tiene las características tanto de un arma penetradora como de un arma de fragmentación. La camisa del penetrador 34 permanece intacta cuando la ojiva 12 golpea un objetivo duro, como un edificio de hormigón, lo que permite que la ojiva penetre en el objetivo duro, tal vez hacia un espacio interior que pueda estar ocupado por el personal al que se dirige. Entonces la espoleta 38 detona el explosivo 36. Esto hace que la camisa 34, debido a la debilidad introducida por las porciones 62 de espesor reducido, se rompa en fragmentos que pueden dañar en el interior del objetivo duro. Adicionalmente, los fragmentos preformados 80 pueden aumentar el efecto de fragmentación de la ojiva 12.
El material de aumento de la letalidad 76 puede incluir, alternativamente o de forma adicional, materiales energéticos, tales como materiales químicamente reactivos. Por ejemplo, los fragmentos 80 pueden estar separados entre sí, con material energético colocado entre los fragmentos adyacentes dentro de los orificios 68. El material energético puede ser o puede incluir cualquiera de una variedad de explosivos y / o incendiarios adecuados, por ejemplo, combustibles de hidrocarburos, propelentes sólidos, propelentes incendiarios, metales pirofóricos (como el circonio, aluminio o titanio), explosivos, oxidantes o combinaciones de los mismos. La detonación del explosivo 36 se puede utilizar para desencadenar la reacción (como la detonación) en el material energético que se encuentra en las porciones 62 de espesor reducido. Esto añade más energía a la detonación, y puede ayudar a impulsar los fragmentos 80 y / o a romper la camisa del penetrador 34 en fragmentos.
Hay muchas alternativas posibles para la disposición y el tipo de materiales. Los materiales energéticos se pueden colocar entre cada par adyacente de los fragmentos 80, o al lado de cada segundo fragmento, o de cada tercer fragmento, etc. Además, los materiales pueden incluir sustancias que podrían neutralizar o destruir agentes químicos o biológicos.
El material de aumento de la letalidad 76 se puede omitir en los orificios 68, si se desea, con orificios 68 rellenos simplemente con aire (por ejemplo) o gases o líquidos. Sin el material de aumento de la letalidad 76, el aumento de la fragmentación de la ojiva 12 proviene de la ruptura de la camisa del penetrador 34 en fragmentos más pequeños debido a las áreas de espesor reducido de la camisa del penetrador 34.
La camisa del penetrador 34 puede estar hecha de un metal adecuado, tal como un acero adecuado (por ejemplo, acero 4340) u otro material duro, como el titanio. El aluminio y los materiales compuestos son otras alternativas posibles. Un ejemplo de un material adecuado para el explosivo 36 es PBXN-109, un explosivo de enlace polimérico. Los orificios 68 pueden ser orificios pasantes, o pueden ser orificios ciegos que solo llegan hasta una profundidad determinada. La profundidad de los orificios ciegos puede ser la misma para todos, o puede variar de acuerdo con la consecución de algún efecto deseado, o debido a los requisitos del nivel del sistema, como por ejemplo variar la longitud del agujero según los tetones de montaje de la aeronave. Los orificios 68 se pueden realizar mediante mecanizado, por ejemplo, mediante perforación, o se pueden realizar mediante otros procedimientos adecuados, como el grabado ácido. En la forma de realización ilustrada, los orificios 68 están solo en la sección trasera de la camisa 56, pero como alternativa puede haber orificios u otras porciones de espesor reducido de partes de la punta redondeada 52.
Las figuras 4-6 ilustran el uso de la munición 10 en un modo de penetración del objetivo. En la figura 4, la munición 10 se muestra acercándose a un objetivo duro 100. La figura 5 muestra la munición 10 impactando el objetivo duro 100. Solo la ojiva 12, con su camisa del penetrador 34, es capaz de penetrar en el objetivo duro 100 para alcanzar un área interior 102 del objetivo duro 100. Las otras partes de la munición, como el fuselaje 14, el kit de la punta redondeada 24 y el kit de la cola 28, se destruyen y / o se separan de la ojiva 12 debido a la colisión con el objetivo duro 100.
La figura 6 ilustra el efecto de fragmentación de la ojiva 12 después de la penetración. La ilustración muestra la situación después de que el explosivo 36 haya sido detonado. Los fragmentos 110 se esparcen dentro del área interior 102 del objetivo duro debido a la explosión. Los fragmentos 110 incluyen fragmentos producidos por la destrucción de la camisa de penetración 34, y quizás otros fragmentos preformados que se colocaron en los orificios 68 dentro de la camisa 34.
Las figuras 7 y 8 ilustran el uso de la munición 10 como un arma de fragmentación, sin penetración. La figura 7 muestra la munición 10 en un picado, acercándose a un lugar deseado de detonación 120 sobre el suelo 122. La espoleta 38 (fig. 2B) se puede configurar para proporcionar una detonación a una altura deseada, y se pueden usar diferentes alturas para diferentes tipos de combate (diferentes tipos de objetivos blandos, y propagaciones sobre diferentes áreas). Como ejemplo, la ubicación de detonación deseada 120 puede estar a 3-4 metros sobre el suelo 122, aunque son posibles una gran variedad de alturas diferentes de detonación.
La figura 8 ilustra la detonación en la posición 120. La detonación esparce los fragmentos 126 sobre el área próxima a la posición de detonación 120. Al igual que con la detonación ilustrada en la figura 6, los fragmentos 126 pueden incluir ambas piezas de la camisa del penetrador 34 (figura 2B), y los fragmentos preformados 80 (figura 2B). El modo de fragmentación mostrado en las figuras 7 y 8 pueden ser útiles para atacar objetivos blandos que se extienden hasta cierto punto, como el personal enemigo a cielo abierto. Se ha encontrado que la utilización de las porciones de espesor reducido 62 (figura 3) y la inclusión de los fragmentos 80 (figura 2B) en la ojiva 12, representa más del 70% de los fragmentos lanzados por la munición 10.
La fragmentación mejorada proporcionada por la munición 10 puede permitir un combate más efectivo tanto de objetivos blandos como duros, así como flexibilidad al utilizar una sola munición en múltiples modos, mediante el uso de la espoleta 38 para controlar si la detonación ocurre a una altura sobre el suelo, o solamente después de la penetración de un objetivo duro. La selección del objetivo (el modo de duro versus blando, el retardo de la espoleta y / o ajuste del control de la altura de explosión) se puede controlar de diversas maneras: 1) preestablecido por el equipo de tierra antes del lanzamiento del arma para algunos sistemas; 2) controlado desde la aeronave u otro lanzador antes del lanzamiento del arma por parte del piloto o control en tierra para algunos sistemas; y / o 3) controlado después del lanzamiento del arma a través de un enlace de datos. Se ha encontrado que el uso de las porciones de espesor reducido 62 (figura 3) y la inclusión de los fragmentos 80 (figura 2B) representa más del 70% de los fragmentos lanzados por la munición 10.
Además, una menor velocidad de fragmentación concentra los efectos de fragmentación hacia delante de la ojiva 12 para una mejor huella de área letal. La menor velocidad de fragmentación se debe a una menor relación de masa explosiva frente a la masa de la camisa. La relación es más baja porque se requieren paredes de camisa más gruesas para penetrar en objetos duros. Además, se requiere una relación mayor de peso más elevado por área de sección transversal para penetrar en los objetivos duros, por lo tanto el diámetro exterior de la munición es menor y hay menos volumen para explosivo que en una bomba de fines corrientes. La huella del área letal se mejora porque no esparce fragmentos sobre un área amplia. Cuando se suman el vector de velocidad de la munición y el vector de velocidad de los fragmentos que vuelan hacia afuera tras la detonación, los fragmentos tienen una trayectoria más descendente (hacia el área objetivo) frente una trayectoria hacia el exterior, en comparación con una bomba de fines comunes. Esto da como resultado una mayor densidad espacial de fragmentos sobre el área objetivo deseada, al tiempo que no esparce una cantidad de fragmentos militarmente ineficaces sobre un área amplia, lo que también limita el daño colateral.
El uso de las porciones 62 de espesor reducido y la inclusión de los fragmentos 80 puede aumentar el número de fragmentos en un 300-500%, y reducir la velocidad del fragmento en un 30-50%. El área letal de la munición 10 también puede controlarse controlando su altura seleccionable de explosión y las condiciones de impacto terminal. Las condiciones de impacto terminal se pueden controlar mediante una combinación del software de guía / navegación de municiones y la elección de dónde suelta la munición la plataforma de lanzamiento.
La figura 9 muestra una forma de realización alternativa, una ojiva 200 que tiene material energético 204 y fragmentos preformados 206 en orificios 210 en su camisa de penetración 212. En otros aspectos, la ojiva 200 puede ser similar a la ojiva 12 (figura 1 ), y se puede usar de manera similar como parte de una munición similar. La figura 10 muestra otra forma de realización alternativa, una ojiva 300 que tiene una camisa de penetrador 324 con porciones de espesor reducido tanto en su punta redondeada 330 como en su sección trasera 334. Una o las dos porciones de punta redondeada 336 de espesor reducido y las porciones de sección trasera de espesor reducido 338 pueden contener un material de aumento de la letalidad, tales como fragmentos preformados o un material energético. Las porciones 334 y 336 pueden contener materiales similares o diferentes de aumento de la letalidad, y pueden o no estar en comunicación entre sí. En otros aspectos, la ojiva 300 puede ser similar a otras ojivas descritas en este documento.
La figura 11 muestra una ojiva 400, que cae fuera del alcance de las reivindicaciones, cuya sección trasera 434 de su camisa del penetrador 424 tiene una serie de ranuras paralelas 440, en dirección axial, en una superficie interior 442 de la sección trasera 434. Las ranuras 440 producen porciones de espesor reducido 444 con porciones adyacentes 446 de espesor normal (no reducido). Las ranuras 440 pueden tener una profundidad de un 5 por ciento a un 80 por ciento del espesor de las partes adyacentes de la sección trasera 434. El material de aumento de la letalidad, como fragmentos o material energético, se puede colocar en al menos partes de las ranuras 440.
La figura 12 muestra otra variación, que cae fuera del alcance de las reivindicaciones, una ojiva 500 que es similar a la ojiva 400 (figura 11), excepto en que tiene ranuras 540 que están en una superficie exterior 542 de una sección trasera 534. Las ranuras 440 y 540 se pueden combinar en una única forma de realización, y se pueden combinar con orificios en la camisa, tales como los orificios 68 (figura 3) de la ojiva 12 (figura 1).
Hay otras disposiciones posibles de ranuras y / o agujeros que no se intersectan. Por ejemplo, se puede colocar una única ranura en espiral en una superficie exterior o interior de una camisa.
Las ojivas y municiones proporcionan muchas ventajas sobre las ojivas y municiones anteriores que son capaces de penetrar en objetivos duros. Estas ventajas pueden incluir una mayor fragmentación, una menor velocidad de los fragmentos, una mejor concentración de los fragmentos donde se desee, la incorporación de otros materiales energéticos para lograr diferentes efectos y la capacidad de usar un arma penetrante en un modo separado de fragmentación no penetrante.
Con referencia ahora a las figuras. 13-16, se muestra una munición 610 que tiene algunas características adicionales que se pueden combinar con las características de las diversas formas de realización descritas anteriormente. La munición 610 tiene una ojiva o penetrador 612 que está situada dentro de un fuselaje de concha 614. El fuselaje 614 tiene una conexión delantera 622 para recibir un kit de punta redondeada 624, y una conexión trasera 626 para recibir un kit de cola 628 con aletas desplegables 630. Centrándonos en aspectos de la munición 610 que no se describen en otras formas de realización discutidas en este documento, la ojiva 612 incluye un revestimiento asfáltico 632 entre una camisa del penetrador 634 y un explosivo 636. El revestimiento asfáltico 632 sirve como material de sellado y capa protectora para el explosivo 636 durante el almacenamiento, el transporte y la penetración del objetivo.
La camisa del penetrador 634 puede tener una configuración similar a las camisas en otras formas de realización, tales como la camisa 34 (la figura 2B. La camisa 634 tiene una serie de orificios en los que se colocan los fragmentos 680 preformados, para aumentar la letalidad de la munición 610.
Se utiliza una espoleta 638 para detonar el explosivo 636. La espoleta 638 está ubicada en un alojamiento de espoleta 690 ubicado en un extremo posterior de la munición 612. La espoleta 638 está acoplada operativamente al kit de punta redondeada 624, por ejemplo para recibir del kit de punta redondeada 624 una señal para detonar la espoleta 638. El kit de punta redondeada 624 puede incluir un sensor u otro dispositivo que se utiliza para proporcionar una señal con el fin de activar el disparo de la espoleta 638. El acto de activación puede ser el que la munición 610 alcanza una altura deseada para la detonación (altura de explosión), por ejemplo.
La conexión entre el kit de punta 624 y la espoleta 638 incluye un arnés eléctrico externo 692 y una línea o cable eléctrico interno (o cable) 694 que atraviesa un conducto 696 que está dentro del explosivo 636. El conducto 96 es perpendicular al eje central de la ojiva 612, y abarca el diámetro de la camisa 634. El arnés 692 se extiende fuera de la camisa 34, entre la camisa 34 y el fuselaje del avión 614. Un extremo delantero del arnés 692 está acoplado al kit de punta redondeada 624 en la conexión delantera 622, cerca de la punta redondeada 652 de la camisa 634. Un extremo posterior del arnés 692 está conectado a un acoplamiento 702 en el centro de la camisa 634. El extremo posterior del arnés 692 entra en el conducto 696 desde el lado opuesto de la camisa 634 desde el acoplamiento 702. El extremo posterior del arnés 692 pasa todo el tramo a través de la ojiva 610, hasta el acoplamiento 702. Desde el acoplamiento 702, la señal regresa a la espoleta a través de la línea eléctrica o cable 694. También se puede conectar un cable umbilical (no mostrado) a la espoleta 638, para proporcionar a la munición 610, antes del lanzamiento, datos instrucciones u otra información.
Con referencia ahora además de las figuras 17-19, el alojamiento de la espoleta 690 proporciona protección a la espoleta 638 contra los choques que se propagan a través de la ojiva 612, por ejemplo, como cuando la munición 610 impacta un objetivo duro. Es deseable que la espoleta 638 permanezca operativa tras dicho impacto, para permitir la detonación del explosivo 636 únicamente después de que se haya realizado la perforación del objetivo duro. Con ese fin, el alojamiento de la espoleta 690 tiene una configuración que le permite absorber elásticamente algo de energía, suavizando el efecto de los impactos por ejemplo como durante la penetración de un objetivo duro. El alojamiento de la espoleta 690 tiene un alojamiento central 712 que contiene la espoleta 638 y un anillo 714 alrededor del alojamiento central 712, que está conectado al alojamiento 712 por una serie de radios 718. Una abertura 722 en el alojamiento 712 permite la conexión de la línea eléctrica 694 (figura 16) a la espoleta 638.
Los radios 718 están curvados en la dirección circunferencial con espesores apropiados, que facilita la flexión de los radios en respuesta a las fuerzas en el alojamiento sobre la espoleta 690 en una dirección radial. Los radios 718 también se pueden configurar para facilitar la flexión en respuesta a fuerzas en una dirección axial, por ejemplo, por ejemplo mediante la curvatura y / o variaciones en el espesor. La reducción en el área de la sección transversal de los radios 718, en respecto a la del anillo exterior 714 y el alojamiento central 712, facilita la flexión del alojamiento de la espoleta 690 en la ubicación de los radios 718. Las fuerzas en una dirección axial pueden ocurrir debido a una colisión directa de la munición 610 con una estructura dura, en donde el penetrador 612 impacta de forma sustancialmente perpendicular a la estructura. Las fuerzas en una dirección radial o una dirección circunferencial se pueden producir, por ejemplo, por un impacto no perpendicular.
Además, los radios 718 tienen superficies inclinadas en ambas direcciones axiales, con los radios 718 inclinados desde una conexión estrecha al anillo 714 hasta una conexión más ancha al alojamiento 712. Los radios 718 pueden estar conectados a una porción más gruesa 728 del alojamiento 712, que también puede tener superficies inclinadas en la dirección axial.
El alojamiento de la espoleta 690 define los espacios 730 entre los radios 718. Los espacios 730 permiten la ventilación de gases procedentes del explosivo 636 (figura 16). Esto puede aumentar la seguridad de la munición 610, por ejemplo, evitando la acumulación de presión de gas dentro de la ojiva 612. La ventilación desde los espacios 730 puede mejorar el rendimiento de la munición 610 (o una parte de la munición 610), por ejemplo, en las pruebas de cocción.
El alojamiento de la espoleta 690 puede estar hecho de acero o de otro material adecuado. El alojamiento de la espoleta 690 se puede hacer como una sola pieza de material.
La letalidad se puede aumentar proporcionando paquetes de fragmentación 740 en los bolsillos o aberturas 744 en el fuselaje 614. Los paquetes de fragmentación 740 pueden ser paquetes cerrados que contienen fragmentos y posiblemente otros materiales que aumentan la letalidad, como por ejemplo explosivos. Los fragmentos encerrados en los paquetes 740 pueden ser similares, en cuanto al material y a otros aspectos, a los diversos fragmentos 80 (figura 2B) descritos anteriormente. Material adicional en los paquetes de fragmentación 740 puede incluir cualquiera de los otros materiales de mejora de la letalidad 76 (figura 2B) descritos anteriormente, tal como material energético. La envoltura del paquete de fragmentación para los paquetes de fragmentación 740 puede incluir cualquiera de una de entre una variedad de material adecuado, como por ejemplo materiales de metal adecuado y / o plásticos. Los paquetes de fragmentación 740 pueden ser deformares con el fin de facilitar la colocación de los paquetes de fragmentación 740 en los bolsillos 744. Los paquetes de fragmentación 740 pueden ser todos sustancialmente idénticos, o pueden ser de diferentes tamaños y / o formas con el fin de colocar los paquetes de fragmentación 740 en diferentes bolsillos 744.
Como alternativa (o adicionalmente) a los paquetes de fragmentación 740, los fragmentos se pueden colocar de forma distinta en las aberturas o bolsillos 744, con el fin de aumentar la letalidad. Los fragmentos que no están pre­ empaquetados se pueden colocar en las aberturas 744, por ejemplo con un material de relleno o con tapas para mantener los fragmentos dentro de las aberturas 744. Los fragmentos colocados en las aberturas 744 pueden ser similares a los fragmentos incluidos en los paquetes de fragmentación 740, descritos anteriormente. Además, también se puede empaquetar en las aberturas 744 otro material de aumento de letalidad, como el descrito anteriormente.
Las figuras 20-22 muestran ejemplos de configuraciones para el material de aumento de letalidad en orificios en un penetrador, tales como los orificios 68 en la camisa del penetrador 34 (figura 2A). La figura 20 muestra un patrón repetitivo de un par de fragmentos en forma de estrella (que se describe amas adelante) 802, un cartucho 804 que contiene fragmentos (también descritos más adelante, una bola de tungsteno 806 y otro cartucho 808). El patrón se puede repetir según sea necesario para rellenar toda la longitud del orificio en cuestión.
La figura 21 muestra un patrón de repetición diferente, con un par de fragmentos en forma de estrella 822, un cartucho 824 y tres bolas de tungsteno 826. La figura 22 muestra otro patrón de repetición, con un cartucho 844 alternando con grupos de cuatro bolas de tungsteno 846.
Los patrones mostrados en las figuras 20-22 son solo ejemplos, y son posibles muchas variaciones de los mismos. Se pueden usar otros materiales y / o configuraciones. Se puede usar el mismo patrón en todos los agujeros, o se pueden usar patrones diferentes en agujeros diferentes. De forma alternativa o adicional, se pueden rellenar los agujeros sin el uso de patrones repetidos.
La figura 23 muestra un cartucho 850, un ejemplo de los cartuchos en las disposiciones de las figuras 20-22. El cartucho 850 incluye una carcasa 852 y una serie de pequeños fragmentos 854 (esferas en la forma de realización ilustrada) dentro de la carcasa 852. Los fragmentos pequeños 854 pueden tener muchas formas alternativas, tales como cubos y / o cilindros delgados y / u otras formas. Otros materiales, como los materiales pirofóricos contenidos en cartuchos cilíndricos. La carcasa 852 puede tener varias longitudes y / o diámetros.
La figura 24 muestra un ejemplo de un fragmento 860 en forma de estrella. El fragmento en forma de estrella 860 tiene un cuerpo plano 862 con una serie de entalladuras 864 que producen protuberancias con bordes 866. Cuando se expulsan de una munición, como la munición 810, los fragmentos en forma de estrella 860 pueden girar durante el vuelo, permitiendo un vuelo estable a una distancia considerable. Las protuberancias con bordes 866 pueden facilitar que los fragmentos 860 en forma de estrella penetren en los objetos que golpean. Las protuberancias 866 también pueden ayudar a romper o abrir las carcasas de los cartuchos, como la carcasa 852 (figura 23) del cartucho 850 (figura 23), para liberar los fragmentos 854 (figura 23) dentro de la carcasa 852. Las protuberancias 866 pueden tener formas adecuadas cualesquiera de entre una variedad, por ejemplo, con formas de púas que facilitan la penetración y destrucción de los objetos que golpean los fragmentos en forma de estrella 860. En la forma de realización ilustrada, el fragmento 860 tiene seis protuberancias 866, pero alternativamente son posibles fragmentos de cuerpo plano con un número diferente de protuberancias. El fragmento en forma de estrella 860 puede estar hecho de materiales similares a los de los otros fragmentos descritos en el presente documento.
La figura 25 muestra partes de una caja con forma de concha 900 que se puede usar para incluir cualquiera de las ojivas descritas anteriormente. La caja 900 incluye un conjunto superior 902, que incluye una pieza de tapa de concha superior 906, así como un anillo de punta 908 y un anillo de cola 910. Una pieza de tapa inferior 916 se acopla con las partes del conjunto superior 902 para encerrar la ojiva. Las piezas 906 y 916 pueden estar hechas de aleación de aluminio u otro material adecuado. Las piezas 906 y 916 juntas definen una serie de compartimentos (aberturas o cavidades) para recibir fragmentos y / u otros materiales de aumento de la letalidad, en cualquiera de entre una variedad de formas. La pieza de tapa superior 906 tiene compartimentos superiores 922, 924, 926 y 928, y la pieza de tapa inferior 916 tiene compartimentos inferiores 932, 934, 936 y 938, desde delante hacia atrás en ambas piezas.
Las figuras 26-28 ilustran un procedimiento de llenado de uno de los compartimentos 922-938. En la figura 26, los fragmentos están unidos a la superficie interior de una de las piezas de tapa de concha en uno de los compartimentos. Los fragmentos pueden ser fragmentos esféricos, tales como bolas de aleación de metal recubiertas con material reactivo, y se pueden pegar a la pieza de concha utilizando polisulfuro o un compuesto de polisulfuro.
En la figura 27 se colocan bolsas o paquetes de materiales sobre la capa de fragmentos que se muestra en la figura 26. Los paquetes que se muestran en la figura 27 son ejemplos de los paquetes de fragmentación 740 (figura 16) descritos anteriormente. Los paquetes en la figura 27 son bolsas de plástico que contienen material de aumento de la letalidad. Los paquetes pueden incluir bolsas que contienen materiales en polvo metálico, como aluminio, magnesio, circonio, titanio u otros materiales reactivos que proporcionan, por ejemplo, efectos incendiarios o explosivos mejorados al ser compactados en un material aglutinante adecuado. Las bolsas también pueden incluir una o más bolsas que contienen fragmentos sólidos, tales como fragmentos esféricos, por ejemplo, hechos de bolas de aleaciones de tungsteno o de acero revestidas con material reactivo, o de otro material sólido adecuado.
En la figura 28, el compartimento está sellado para mantener en su sitio los fragmentos y los paquetes (bolsas). El compartimento se puede sellar con un material sólido, por ejemplo una lámina de aluminio. La concha de material sólido se puede unir a la pieza de tapa de concha y / o a los paquetes con polisulfuro (u otro adhesivo adecuado) y luego se sujeta de manera mecánica para mantenerla en su sitio, por ejemplo con una serie de tornillos o pernos. La configuración y el método mostrados en las figuras 26-28 son solo un ejemplo de posibles configuraciones. Hay muchas configuraciones y materiales alternativos posibles, algunos de los cuales se describen en alguna otra parte de este documento.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Una ojiva (12, 400, 500) que comprende:
una camisa de penetrador (34, 424); y
un explosivo (36) dentro de la camisa del penetrador (34, 424);
en donde la camisa del penetrador (34, 424) tiene una serie de porciones de espesor reducido alargadas que no se intersectan (62), más delgadas que las porciones (64) de la camisa del penetrador (34,424) que son adyacentes a las porciones de espesor reducido (62);
en donde la camisa del penetrador (34, 424) tiene una punta redondeada monolítica (52) sin recortes ni aberturas a través de ella.
en donde la camisa del penetrador (34, 424) tiene una sección trasera (56, 434, 534) que se extiende hacia atrás desde la punta redondeada (52);
en donde las porciones de espesor reducido (62) son partes de la sección trasera (56, 434, 534);
en donde la punta redondeada (52) tiene una porción más gruesa que tiene al menos el doble del grosor de las porciones (64) de la camisa del penetrador (34, 424) que están adyacentes a las porciones de espesor reducido (62); y en donde las porciones alargadas de espesor reducido (62) son porciones en las que la camisa del penetrador (34) tiene orificios (68) en su interior, de modo que los orificios (68) producen las porciones de espesor reducido (62).
2. La ojiva (12, 400, 500) de la reivindicación 1, en donde la sección trasera (56, 434, 534) es sustancialmente cilíndrica.
3. La ojiva (12, 400, 500) de la reivindicación 1 o reivindicación 2, en donde las partes alargadas de espesor reducido (62) son paralelas entre sí.
4. La ojiva (12, 400, 500) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde las partes alargadas de espesor reducido (62) se extienden en líneas rectas.
5. La ojiva (12, 400, 500) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde las partes alargadas de espesor reducido (62) se extienden sustancialmente paralelas a un eje longitudinal (70) de la ojiva (12, 400, 500).
6. La ojiva (12) de la reivindicación 1, en donde los orificios (68) incluyen una serie de orificios longitudinales (68), en su interior separados circunferencialmente alrededor de la camisa del penetrador (34).
7. La ojiva (12, 400, 500) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende además un material de aumento de la letalidad (76) situado en las porciones de espesor reducido (62) de la camisa del penetrador (34).
8. La ojiva (12, 400, 500) según la reivindicación 7, en donde el material de aumento de la letalidad (76) incluye fragmentos sólidos (80) que son proyectados por la ojiva (12, 400, 500) cuando el explosivo (36) es detonado, tales como 1 ) en donde los fragmentos sólidos (80) incluyen fragmentos esféricos (806), 2) en donde los fragmentos sólidos (80) incluyen fragmentos (854) en cajas (852); 3) en donde los fragmentos sólidos (80) incluyen fragmentos (860) que tienen cuerpos planos (862), tales como en la que los fragmentos (860) que tiene cuerpos planos (862) son fragmentos en forma de estrella (860) que tienen una serie de protuberancias (866) que se extienden desde cada cuerpo plano (862), tales como en la que las protuberancias (866) son protuberancias con bordes (866); o 4) en donde los fragmentos sólidos (80) son parte de un patrón de repetición de diferentes fragmentos.
9. La ojiva (12, 400, 500) de la reivindicación 7 o de la reivindicación 8, en donde el material de aumento de la letalidad incluye un material energético que libera energía cuando se detona el explosivo (36).
10. Un método para atacar a un objetivo duro (100) utilizando la ojiva (12, 400, 500) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, comprendiendo el método:
penetrar en el objetivo duro (100) con la camisa de penetrador (34, 424) de la ojiva (12, 400, 500); y
después de penetrar, detonar un explosivo (36) que se encuentra dentro de la camisa del penetrador (34, 424); en donde la detonación del explosivo (36) produce fragmentos (110) de la serie de porciones alargadas de espesor reducido no intersectantes (62) de la camisa del penetrador (34, 424), que son más delgadas que las porciones (64) de la camisa del penetrador (34, 424) que son adyacentes a las porciones de espesor reducido (62).
11. El método de la reivindicación 10,
en donde la ojiva (12, 400, 500) incluye 1) fragmentos sólidos adicionales (80) situados en las porciones de espesor reducido (62) de la camisa del penetrador (34, 424), o 2) material energético ubicado en las porciones de espesor reducido (62) de la camisa del penetrador (34, 424); y
en donde la detonación incluye 1 ) proyectar los fragmentos sólidos adicionales (80) o 2) hacer reaccionar el material energético para producir energía adicional con el fin de proyectar los fragmentos (80, 110).
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