NO146686B - Projectile launcher - Google Patents

Abstract

Prosjektil-utskytningsanordning.Projectile launcher.

Description

Oppfinnelsen angår utskytning av et prosjektil fra et utskytningsrør. I dette tilfellet er det ønskelig at reak-sjonen i avfyringsstillingen er neglisjerbar, at det oppnås en stor akselerasjon av prosjektilet og at det utslippes en minimal gassmengde gjennom frontutløpet fra røret og en mindre gassmengde fra den bakre enden av røret for derved å kunne redusere muligheten for oppdagelse av utskytningsstedet, dvs. at det ikke blir så lett å oppdage utskytningspunktet på grunn av utsendelse av røk og gass og å forstyrre prosjektilet og dets styringssystem så lite som mulig. The invention relates to launching a projectile from a launch tube. In this case, it is desirable that the reaction in the firing position is negligible, that a large acceleration of the projectile is achieved and that a minimal amount of gas is emitted through the front outlet from the tube and a smaller amount of gas from the rear end of the tube in order to thereby be able to reduce the possibility for detection of the launch site, i.e. that it will not be so easy to detect the launch point due to the emission of smoke and gas and to disturb the projectile and its guidance system as little as possible.

Det er f.eks. fra fransk patent nr. 943 319 allerede kjent å benytte en avfyringsanordning med et forbrennings-kammer som er fritt bevegelig i et "kanonløp" som er åpent i begge ender, der forbrenningskammeret har rom som er full-stendig atskilt fra hverandre og hvori det er anbrakt driv-ladninger. Den ene av disse ladninger som er den første som blir antent og anbrakt i det rom som er åpent mot bakenden av løpet, benyttes til å dempe rekylen som skyldes utskytningen, mens den andre drivladning, som er montert i det rom som er åpent mot prosjektilet og antennes sekundært, benyttes for å drive prosjektilet gjennom løpet. I et arrangement av denne type er det som nevnt den bakre ladning som antennes først, It is e.g. from French patent no. 943 319 already known to use a firing device with a combustion chamber which is freely movable in a "cannon barrel" which is open at both ends, where the combustion chamber has spaces which are completely separated from each other and in which there is applied propellant charges. One of these charges, which is the first to be ignited and placed in the space open to the rear end of the barrel, is used to dampen the recoil caused by the launch, while the other propellant charge, which is mounted in the space open to the projectile and is ignited secondarily, is used to propel the projectile through the barrel. In an arrangement of this type, as mentioned, it is the rear charge that ignites first,

og en følge av dette er at nøyaktigheten for utskytningen ikke blir særlig stor. and a consequence of this is that the accuracy of the launch will not be very great.

. Prosjektil-utskytningsanordningen ifølge oppfinnelsen omfatter et utskytningsrør som er åpent i begge ender og har en glatt eller riflet boring, en kruttladning plassert i røret for avfyring av et prosjektil fra dette, hvilket prosjektil er plassert i røret foran ladningen hvorved, under avfyringen, trykket fra kruttgassene vil påvirke den bakre enden av prosjektilet, idet en bremsemiddelladning og en forbindelses-hylse som inneholder kruttladningen og forbinder prosjektilet med bremsemiddelladningen danner en stiv enhet som lades som en enhet inn i utskytningsrøret, og anordningen karakterise-res ved at forbindelseshylsen har et antall åpninger som avdekkes progressivt ettersom bremsedrivmiddelladningen forlater utskytningsrøret og derved muliggjør at ekspansjonen av kruttgassene fra ladningen spres utover, idet kruttladningen er anordnet for å tennes innledningsvis før bremse- . The projectile launching device according to the invention comprises a launching tube which is open at both ends and has a smooth or fluted bore, a gunpowder charge placed in the tube for firing a projectile therefrom, which projectile is placed in the tube in front of the charge whereby, during firing, the pressure from the gunpowder gases will affect the rear end of the projectile, as a retarding agent charge and a connecting sleeve which contains the gunpowder charge and connects the projectile with the retarding agent charge form a rigid unit which is loaded as a unit into the launch tube, and the device is characterized by the connecting sleeve having a number of openings which is progressively uncovered as the brake propellant charge leaves the launch tube thereby enabling the expansion of the powder gases from the charge to spread outward, the powder charge being arranged to ignite initially before the brake-

drivmiddelladningen og ved at et oppdelt ballastmateriale bæres av bremsedrivmiddelladningen. the propellant charge and in that a divided ballast material is carried by the brake propellant charge.

Ballastmaterialet foreligger fortrinnsvis i pulver- eller væskeform for at det skal brytes lett opp i luften. Et spesielt godt egnet ballastmateriale er sandkorn. The ballast material is preferably in powder or liquid form so that it breaks up easily in the air. A particularly suitable ballast material is sand grains.

Et eksempel på en utskytningsanordning ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives med henvisning til den medfølgende teg-ning, hvor: Fig. 1 er et riss av en stiv prosjektilenhet som danner en del av utskytningsanordningen og som omfatter prosjektilet forbundet med bremsedrivmidlet, og Fig. 2 er et lengdesnitt gjennom utskytningsanordningen og viser enheten ifølge fig. 1 ladet i et utskytningsrør. Fig. 2 viser et konvensjonelt utskytningsrør 10 med en glatt eller riflet boring, hvori det plasseres et prosjektil 12 som skal utskytes. En kruttladning 14 er plassert bak prosjektilet 12 og bak denne ladning er det anordnet et bremse-drivmiddel 16. Bremsedrivmidlet omfatter kruttblokker som ikke er vist og som også kan være iblandet et ballastmateriale. I dette eksempel kan bremsedrivmidlet omfatte ballastmateriale 18 i form av sandkorn som holdes på plass av en omhyIling 20. Disse sandkorn vil øke evnen til hurtig oppbryting i luft, idet de får en fallhastighetsgrense gitt ved Stoke's formel, større enn for røkpartiklene som avgis under utskytningen av prosjektilet. Disse blir derfor mye mindre synlig i kortere tid enn denne røk. An example of a launch device according to the invention will now be described with reference to the accompanying drawing, where: Fig. 1 is a view of a rigid projectile unit which forms part of the launch device and which includes the projectile connected to the brake propellant, and Fig. 2 is a longitudinal section through the launch device and shows the device according to fig. 1 charged in a launch tube. Fig. 2 shows a conventional launch tube 10 with a smooth or fluted bore, in which a projectile 12 to be launched is placed. A gunpowder charge 14 is placed behind the projectile 12 and behind this charge a brake propellant 16 is arranged. The brake propellant comprises gunpowder blocks which are not shown and which may also be mixed with a ballast material. In this example, the braking propellant can comprise ballast material 18 in the form of grains of sand held in place by a casing 20. These grains of sand will increase the ability to break up quickly in air, as they will have a fall speed limit given by Stoke's formula, greater than that of the smoke particles emitted during the launch of the projectile. These therefore become much less visible for a shorter time than this smoke.

Som vist på fig. 1 er bremsedrivmidlet 16 forbundet As shown in fig. 1, the brake actuator 16 is connected

med prosjektilet 12 ved.hjelp av en hylse 22, idet kruttladningen-14 som skal drive- frem prosjektilet også er anbrakt inne i hylsen 22. Sammenstillingen på fig. 1 som består av prosjektilet 12, kruttladningen 14 og bremsedrivmidlet 16 som, hvis nødvendig, kan være utstyrt med ballastmateriale 18, danner en stiv sammenbundet enhet under ladingen. with the projectile 12 by means of a sleeve 22, as the gunpowder charge 14 which is to propel the projectile is also placed inside the sleeve 22. The assembly in fig. 1 which consists of the projectile 12, the powder charge 14 and the brake propellant 16 which, if necessary, can be equipped with ballast material 18, forms a rigidly connected unit during the charge.

Den sylindriske hylse 22 som forbinder bremsedrivmidlet 16 med prosjektilet 12, omfatter en rekke hull 36 som kan være boret og som kan åpnes litt etter litt etterhvert som bremsedrivmidlet 16 forlater røret, slik at ekspansjonen av gassene fra drivmiddelkruttet 14 blir litt forsinket. The cylindrical sleeve 22 which connects the brake propellant 16 with the projectile 12 comprises a series of holes 36 which can be drilled and which can be opened little by little as the brake propellant 16 leaves the tube, so that the expansion of the gases from the propellant gunpowder 14 is slightly delayed.

Bak bremsedrivmidlet 16 er det anordnet en tetningsmembran 26 som samtidig sørger for å holde ballastmaterialet 18 på plass før tenningen av bremsedrivmidlet 16. A sealing membrane 26 is arranged behind the brake propellant 16, which at the same time ensures that the ballast material 18 is kept in place before the ignition of the brake propellant 16.

I dette eksempel er det vist at et elektrisk tennings-system passerer gjennom dysen for bremsedrivmidlet 16, og virkemåten for anordningen under utskytningen er følgende: I avfyringsøyeblikket tennes kruttladningen 14 av tennings-systemet 30, og trykket i de resulterende gasser kobler prosjektilet fra hylsen 22 for bremsedrivmidlet 16. In this example, it is shown that an electric ignition system passes through the nozzle for the brake propellant 16, and the operation of the device during firing is as follows: At the moment of firing, the gunpowder charge 14 is ignited by the ignition system 30, and the pressure in the resulting gases disconnects the projectile from the sleeve 22 for the brake propellant 16.

Prosjektilet med masse får i et gitt øyeblikk en hastighet V^, og det med ballastmateriale forsynte bremsedriv-middel med en total masse M2 får en hastighet V2. Som en første tilnærmelse skal det sees bort fra skyvekraften for bremsedrivmidlet 16 som antennes av kruttgassene gjennom en åpning eller dyse 24 som er tilformet for dette formål, og det kan da stilles opp: The projectile with mass at a given moment acquires a velocity V^, and the ballasted brake propellant with a total mass M2 acquires a velocity V2. As a first approximation, the thrust of the brake propellant 16, which is ignited by the gunpowder gases through an opening or nozzle 24 which is designed for this purpose, must be disregarded, and it can then be set up:

Tyngdesentret for de to masser vil være fast. The center of gravity of the two masses will be fixed.

Hvis f.eks. M2 = 2M^ vil til ethvert tidspunkt If e.g. M2 = 2M^ will at any time

og de tilbakelagte avstander står i samme forhold til hverandre . and the distances covered are in the same relation to each other.

Hvis prosjektilet 12 medbringer et drivmiddel under flukt, kan dette antennes ved å la gassene fra kruttladningen 14 trenge gjennom drivmiddeldysen via en innsnevret åpning som begrenser trykket. Ovenfor er det nevnt at bremsedrivmidlet kan antennes på lignende måte, idet dimensjonene på hullet 24 eller hullene som er nødvendig for dette formål er en funk-sjon av det volum som må fylles og av den tenningsforsinkelse som kreves. If the projectile 12 carries a propellant in flight, this can be ignited by letting the gases from the gunpowder charge 14 penetrate through the propellant nozzle via a narrowed opening which limits the pressure. Above it has been mentioned that the brake propellant can be ignited in a similar way, the dimensions of the hole 24 or the holes necessary for this purpose being a function of the volume that must be filled and of the ignition delay required.

Ved tenningen av bremsedrivmidlet 16 fås det en bremse-skyvekraft P som bør tas i betraktning ved bevegelsesanalysen idet tyngdesentret for (M]_ + M2) får en akselerasjon på: When the brake propellant 16 is ignited, a brake thrust force P is obtained which should be taken into account in the motion analysis as the center of gravity of (M]_ + M2) gets an acceleration of:

Denne akselerasjon vil vanligvis være neglisjerbar sammenlignet med den som fås fra fremdriftseffekten. This acceleration will usually be negligible compared to that obtained from the propulsion effect.

Lengden av utskytningsrøret 10 og de masser som anbringes i røret for prosjektilet 12, kruttladningen 14, bremsedrivmidlet 16 og det mulige ballastmateriale 18, er anordnet slik at røret 10 til å begynne med er åpent mot bakenden, og det vil si at bremsedrivmidlet 16 forlater utskytningsrøret 10 før prosjektilet 12. Det er ønskelig at prosjektilet 12 ikke forlater røret 10 før ekspansjonsbølgen har nådd dette,for derved å begrense gasstrykket mot prosjektilbunnen og derved redusere den gassmengde som slippes ut ved forenden av røret 10 og etter prosjektilet til et minimum. The length of the launch tube 10 and the masses placed in the tube for the projectile 12, the powder charge 14, the brake propellant 16 and the possible ballast material 18 are arranged so that the tube 10 is initially open towards the rear end, that is, the brake propellant 16 leaves the launch tube 10 before the projectile 12. It is desirable that the projectile 12 does not leave the tube 10 before the expansion wave has reached it, in order to thereby limit the gas pressure against the projectile bottom and thereby reduce the amount of gas released at the front end of the tube 10 and after the projectile to a minimum.

Det kan påvises at skyvekraften P fra bremsedrivmidlet It can be shown that the thrust P from the brake propellant

16 kan være så stor at den bremser over en lengde av størrel-sesorden 2 til 4 meter. 16 can be so large that it brakes over a length of the order of 2 to 4 metres.

Den totale mengde krutt som brukes og dermed også den røk og flamme som frembringes er riktignok noe større med utskytningsanordningen ifølge oppfinnelsen enn med de kjente anordninger som utskyter et prosjektil med samme hastighet, men er mye mindre 'sammenlignet med de anordninger som benytter et konvensjonelt akselererende drivmiddel i en rekylfri utskytningsanordning. The total amount of gunpowder that is used and thus also the smoke and flame that is produced is admittedly somewhat greater with the launch device according to the invention than with the known devices that launch a projectile at the same speed, but is much smaller compared to the devices that use a conventional accelerating propellant in a recoilless launch device.

I den foretrukne utførelse av oppfinnelsen er det i for-bindelse mellom prosjektilet 12 og hylsen 22 for bremsedrivmidlet anordnet organer som sørger for at prosjektilet får en vinkelakselerasjon ^ når prosjektilet utskytes. Man kan si at etter at prosjektilet er atskilt fra det på fig. 2 viste utskytningssystem går det etter ligningen In the preferred embodiment of the invention, means are arranged in connection between the projectile 12 and the sleeve 22 for the brake propellant which ensure that the projectile receives an angular acceleration ^ when the projectile is launched. It can be said that after the projectile is separated from the one in fig. 2, the launch system shown follows the equation

1^, I2, w-^, v*2 er treghetsmomentet og vinkelhastigheten av prosjektilet og utskytningssysternet. 1^, I2, w-^, v*2 are the moment of inertia and the angular velocity of the projectile and the launch system.

I den viste utførelse har hylsen 22 for dette formål ett eller flere spor 32 som er utformet skråttstilt i forhold til aksen for utskytningsrøret 10, og en eller flere tapper 34 ved den bakre ende av prosjektilet 12 griper inn i sporet 32 eller sporene. Når prosjektilet utskytes vil tappenes 34 forskyvning i sporene 32 sette prosjektilet i rotasjon etterhvert som prosjektilet atskilles fra hylsen 22. In the embodiment shown, the sleeve 22 has for this purpose one or more grooves 32 which are designed obliquely in relation to the axis of the launch tube 10, and one or more pins 34 at the rear end of the projectile 12 engage in the groove 32 or grooves. When the projectile is launched, the displacement of the pins 34 in the grooves 32 will set the projectile in rotation as the projectile is separated from the sleeve 22.

Den utførelsesformen for oppfinnelsen hvor hylsen 22 forbinder prosjektilet 12 med bremsedrivmidlet 16 regnes som et hovedtrekk ved den foretrukne utførelsesformen for oppfinnelsen. Ved denne utførelsesformen kan prosjektilet 12 og om nødvendig også bremsedrivmidlet 16 i den ytre vegg være utformet med i det minste ett skrått spor i forhold til lengdeaksen. Disse spor er utformet for å kunne oppta knaster eller tapper som er i ett med den indre vegg på utskytningsrøret 10. Et slikt arrangement muliggjør at prosjektilet 12 og bremsedrivmidlet 16 kan settes i rotasjon med vinkelhastigheter i motsatte retninger (helningen av sporene på prosjektilet og bremsedrivmidlet i forhold til lengdeaksen utformes i motsatte retninger i disse elementer), samtidig som reaksjonene på røret 10 minskes. Dette er spesielt fordelaktig for utskytningsrør av liten kaliber. The embodiment of the invention where the sleeve 22 connects the projectile 12 with the brake propellant 16 is considered a main feature of the preferred embodiment of the invention. In this embodiment, the projectile 12 and, if necessary, also the brake propellant 16 in the outer wall can be designed with at least one inclined groove in relation to the longitudinal axis. These grooves are designed to be able to accommodate lugs or pins which are integral with the inner wall of the launch tube 10. Such an arrangement enables the projectile 12 and the brake propellant 16 to be set in rotation with angular velocities in opposite directions (the inclination of the grooves on the projectile and the brake propellant in relation to the longitudinal axis are designed in opposite directions in these elements), while the reactions on the pipe 10 are reduced. This is particularly beneficial for small caliber launch tubes.

Claims (9)

1. Prosjektilutskytningsanordning, omfattende et utskytningsrør som er åpent i begge ender og har en glatt eller riflet boring, en kruttladning plassert i røret for avfyring av et prosjektil fra dette, hvilket prosjektil er plassert i røret foran ladningen, hvorved, under avfyringen, trykket fra kruttgassene vil påvirke den bakre enden av prosjektilet, idet en bremsemiddelladning og en forbindelses-hylse som inneholder kruttladningen og forbinder prosjektilet med bremsemiddelladningen danner en stiv enhet som lades'som en enhet inn i utskytningsrøret, karakterisert ved at forbindelseshylsen (22) har et antall åpninger (36) som avdekkes progressivt ettersom bremsedrivmiddelladningen (16) forlater utskytningsrøret (10) og derved muliggjør at ekspansjonen av kruttgassene fra ladningen (14) spres utover, idet kruttladningen (14) er anordnet for å tennes innledningsvis før bremsedrivmiddelladningen (16) og ved at et oppdelt ballastmateriale (18) bæres av bremsedrivmiddelladningen (16) .1. Projectile launching device, comprising a launching tube open at both ends and having a smooth or fluted bore, a charge of gunpowder placed in the tube for firing a projectile therefrom, which projectile is placed in the tube in front of the charge, whereby, during firing, the pressure from the gunpowder gases will affect the rear end of the projectile, as a retarding agent charge and a connecting sleeve which contains the gunpowder charge and connects the projectile with the retarding agent charge form a rigid unit which is loaded as a unit into the launch tube, characterized in that the connecting sleeve (22) has a number of openings (36) which is progressively uncovered as the brake propellant charge (16) leaves the launch tube (10) thereby enabling the expansion of the gunpowder gases from the charge (14) to spread outwards, the gunpowder charge (14) being arranged to ignite initially before the brake propellant charge (16) and by a divided ballast material (18) is carried by the brake propellant charge (16). 2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at ballastmaterialet (18) foreligger i pulver- eller væskeform for at det skal brytes lett opp i luften.2. Device as specified in claim 1, characterized in that the ballast material (18) is in powder or liquid form so that it can be easily broken up in the air. 3. Anordning som angitt i krav 2, karakterisert ved at ballastmaterialet (18) er sand. '3. Device as stated in claim 2, characterized in that the ballast material (18) is sand. ' 4. Anordning som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at kruttladningen (14) er atskilt fra bremsedrivmidlet (16) av en innretning som i det minste omfatter et kalibrert hull (24) hvorigjennom bremsedrivmidlet (16) under utskytning blir antent av den antente kruttladning (14).4. Device as stated in any one of claims 1 to 3, characterized in that the gunpowder charge (14) is separated from the brake propellant (16) by a device which at least comprises a calibrated hole (24) through which the brake propellant (16) under launch is ignited by the ignited gunpowder charge (14). 5. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, for utskytning av et prosjektil som er utstyrt med et rakettdrivmiddel, karakterisert ved at antenningen av rakettdrivmidlet skjer ved hjelp av gasser fra den antente kruttladning (14) som trenger gjennom en kalibrert åpning.5. Device according to any one of claims 1 to 4, for launching a projectile which is equipped with a rocket propellant, characterized in that the ignition of the rocket propellant takes place with the help of gases from the ignited gunpowder charge (14) which penetrates through a calibrated opening . 6. Anordning ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5,karakterisert ved at lengden av utskyt-ningsrøret (10) og plasseringen av prosjektilet (12), kruttladningen (14) og bremsedrivmidlet (16) i røret (10) er slik at etter avfyringen forlater bremsedrivmidlet (16) bakenden av røret (10) før prosjektilet (12) forlater forenden, idet dette bevirker at det gasstrykk som virker på bunnen av prosjektilet (12) blir begrenset.6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the length of the launch tube (10) and the location of the projectile (12), the gunpowder charge (14) and the brake propellant (16) in the tube (10) are such that after firing, the brake propellant (16) leaves the rear end of the tube (10) before the projectile (12) leaves the front end, as this causes the gas pressure acting on the bottom of the projectile (12) to be limited. 7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at en tetningsmembran (26) er anordnet ved den bakre ende av bremsedrivmidlet (16) og at denne membran (26) er dimensjonert for å brytes og frigjøre ballastmaterialet (18) når dette får en negativ akselerasjon som en følge av tenningen av drivmidlet (16) .7. Device as stated in claim 6, characterized in that a sealing membrane (26) is arranged at the rear end of the brake propellant (16) and that this membrane (26) is dimensioned to break and release the ballast material (18) when this gets a negative acceleration as a result of the ignition of the propellant (16). 8. Anordning som angitt i krav 6 eller 7, karakterisert ved at det i forbindelsen mellom prosjektilet (12) og den sylindriske hylse (22) er anordnet organer (32,34) som vil gi prosjektilet (12) en vinkelakselerasjon når prosjektilet (12) skytes ut.8. Device as specified in claim 6 or 7, characterized in that in the connection between the projectile (12) and the cylindrical sleeve (22) there are arranged organs (32,34) which will give the projectile (12) an angular acceleration when the projectile (12) ) is launched. 9. Anordning som angitt i krav 8, karakterisert ved at organene som bevirker vinkelakselera-sjonen omfatter i det minste ett i hylsen (22) utformet spor (32) som strekker seg skrått i forhold til aksen for utskyt-ningsrøret (10) og at en tapp (34) på prosjektilet (12) griper inn i sporet (32).9. Device as stated in claim 8, characterized in that the organs which cause the angular acceleration comprise at least one groove (32) formed in the sleeve (22) which extends obliquely in relation to the axis of the launch tube (10) and that a pin (34) on the projectile (12) engages in the slot (32).