NO333593B1 - Patronammunisjon, spesielt av middels kaliber - Google Patents

Abstract

Patronammunisjon, spesielt øvingsskudd, omfatter en patronhylse 3 og et prosjektil 2 satt inn i den. Et fremdriftskammer 4 er anordnet i patronhylsen som mottar en fremdriftsladning 5 som kan bli antent ved hjelp av en pyroteknisk antenner 13 og som utvikler fremdriftsgasser som virker på basen 8 til prosjektilet, driver det ut av patronhylsen. For å hindre at den pyrotekniske antenneren antennes spontant, og fra å antenne fremdriftsladningen 5 på grunn av den omgivende temperaturen på grunn av en brann, som ville føre til at patronhylsen og prosjektilet skilles og flyr fra hverandre, er det foreslått gjennom oppfinnelsen å anordne utslippskanaler 14 mellom fremdriftskammeret og det ytre av patronhylsen 3, som er fylt med et smeltbart materiale, spesielt et smeltbart metall 15. Det smeltbare materialet har et lavere smeltepunkt enn antenningspunktet til antenneren 13 og til fremdriftsladningen 5. Dersom den omgivende temperaturen til patronhylsen stiger over smeltepunktet til det smeltbare materialet, smelter det og frigjør utslippskanalene 14, slik at ved forsinket antennelse av fremdriftsladningen, brenner den uten trykkdannelse, og patronhylsen og prosjektilet forblir sammen.

Description

Oppfinnelsen gjelder en patronammunisjon slik det fremgår av den innledende del av patentkrav 1, spesielt av middels kaliber, og her spesielt til øvelsesskudd, med en patronhylse og et prosjektil innsatt deri, og med patronhylsen mekanisk festet til prosjektilet. Et fremdriftkammer er anordnet ved bunnen av patronhylsen for å motta en fremdriftsladning, som f.eks. kan antennes av en tennhette. Etter antenning virker de fremdrivende gassene fra fremdriftsladningen på bunnen av prosjektilet, slik at prosjektilet, etter frigjøring av den mekaniske bindingen mellom patronhylsen og prosjektilet, drives ut av patronhylsen.

Bakgrunn

En slik patronammunisjon er beskrevet i US patentskrift 5,936,189. Denne patronammunisjonen er brukt sammen med hurtigskytende våpen av middels kaliber (omtrent 40 mm). Mange slike patroner er mottatt i et belte som mates inn i det hurtigskytende våpenet. Fremdriftskammeret i patronhylsen er delt opp i et høytrykkskammer hvori fremdriftsladningen er plassert, og et lavtrykkskammer som er koblet til høytrykkskammeret via utslippsåpninger. Patronhylse og prosjektil er mekanisk koblet via en sentral gjenget kobling som er dannet som et tilsiktet bruddpunkt.

Når fremdriftskraften er antent pyroteknisk i høytrykkskammeret ved hjelp av en tennhette, brenner fremdriftsladningen og det dannes fremdriftsgasser ved høyt trykk som så virker på prosjektilbunnen i begge kamrene og driver prosjektilet ut av patronhylsen, etter at det tiltenkte brekkepunktet mellom patronhylsen og prosjektilet er brutt.

En liknende patronammunisjon er beskrevet i US patentskrift 4,892,038.

Øvelsesskudd av denne typen er videre kjent hvor bare et lavtrykkskammer er anordnet; slike patroner er kjent som lavhastighetspatroner ("Lavhastighetsammunisjon").

Slike patroner er brukt i store mengder og må både være sikkert lagret og sikkert transportert fra fabrikant til bruker. Lagring og transport er generelt utført ved å bruke store beholdere, f.eks. metallbeholdere som rommer et stort antall av slike patroner.

Til tross for den betydelige mengden av antennbart materiale for tennhetter og fremdriftsladning lokalisert i et lager eller en container, er lagring og transport generelt enkelt. Imidlertid medfører en brann i et lager eller et transportsystem en fare, der det oppstår temperaturer over 220 °C.

Ved slike temperaturer forbrenner den pyrotekniske antenningsladningen til tennhetten spontant, som videre antenner fremdriftsladningen som ellers ville blitt antent ved en temperatur fra 320 °C til 400 °C. Som ved ordinær avfyring, utvikles det tilstrekkelig trykk i fremdriftskammeret etter antenning av fremdriftsladningen til å virke på bunnen av prosjektilet, som etter hvert bryter den mekaniske koblingen mellom patronhylsen og prosjektilet, hvilket fører til at de eksplosivt flyr fra hverandre.

Betydelig skade kan følge selv fra mengden av eksploderte fremdriftsladninger til et stort antall patroner. Imidlertid kan patronhylsen og prosjektilet føre til mye større skade når de flyr fra hverandre. Patronhylse og prosjektil opptrer delvis som prosjektiler. Enhver mottakscontainer involvert vil bli ødelagt, hvorved de separate patronhylsene og prosjektilene kan skade mennesker og føre til stor mekanisk skade.

Under testing er slike patroner plassert i et oppvarmingselement, og varme er gradvis tilført til varmelementet. Etter at tennhettens antenningstemperatur på 220 °C er nådd, som illustrert, antennes tennhetten og dermed fremdriftsladningen til patronen. Patronhylsen og prosjektilet ble blåst fra hverandre og kastet opptil 100 meter som et resultat av trykkdannelse i fremdriftskammeret, slik at energien frigjort er betydelig når mange slike patroner tar fyr.

Fra US patentskrift 3,665,857 er det for ammunisjon slik som granater kjent perkusjonsbrannrør som ligger mot hodet av ammunisjonen for å erstatte en drivladning ved lagring av ammunisjonen gjennom en sikringsstopper, som oppviser en eller flere kanaler som løper i retning utover til atmosfæren. Kanalene er fylt med et smeltbart materiale, hvis smeltetemperatur er lavere enn tenntemperaturen for drivladningen. Ved en brann i lageret smelter smeltematerialet før en kommer opp i tenntemperaturen for drivladningen. Dersom temperaturen stiger ytterligere og kommer opp i drivladningens tenntemperatur, brenner denne til slutt av uten å eksplodere siden trykket som bygges opp reduseres gjennom kanalene som løper utover.

Fra US patentpublikasjon 2003/205161 er det kjent en ammunisjon hvis bunn er innesluttet i et deksel med en utenforliggende lukkering med smeltemateriale. Ved en brann i lageret smelter deretter denne lukkeringen som beskrevet foran, slik at dekslet løsner fra bunnen og forhindrer en eksplosiv antenning av den egentlige drivladningen. Under en normal bruk blir det ikke utøvet noe trykk på smeltematerialet.

Formål

Det er et formål med oppfinnelsen å fremstille mål tiltenkt for å hindre atskillelse av patronhylsen fra prosjektilet når det er en hurtig økning i omgivende temperatur, over antennelsestemperaturen til den pyrotekniske antennelsesladningen.

Et annet formål med oppfinnelsen er å fremstille mål tiltenkt for å forhindre skade på miljøet, skapt av innsamling av mange slike patroner, f.eks. i et lager eller en transportcontainer, ved hurtig økning av omgivende temperatur, slik som skapt ved en brann.

Et annet formål med oppfinnelsen er å redusere effekten av hovedladningen etter antennelse av tennhetten, slik at det verken fører til stor trykkskade eller mekanisk skade.

Enda et formål med oppfinnelsen er å konfigurere patronammunisjonen slik at karakteristikkene til patronammunisjonen ikke påvirkes av disse forhindrende målene.

Oppfinnelsen

Disse formål oppnås med en patronammunisjon ifølge den karakteriserende del av patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige trekk framgår av de uselvstendige kravene.

I samsvar med oppfinnelsen er det anbefalt at en patronammunisjon som består av et prosjektil og en patronhylse, som besitter et fremdriftskammer for å anordne kanaler som går ut fra fremdriftskammeret og penetrerer veggen til patronhylsen, som skal fylles med et fast, trykktett, smeltbart fyllmateriale, hvis smeltepunkt er lavere enn den minste antenningstemperaturen til enhver pyroteknisk antenningsladning og fremdriftsladningen.

Et slik smeltbart materiale er fordelaktig et smeltbart metall. Slike smeltbare metaller omfatter legeringer av vismut og tinn, hvorved andre metaller slik som bly etc. kan inkluderes.

Dersom en patron av typen under diskusjon varmes opp til smeltetemperaturen for det smeltbare materialet eller metallet, f.eks. 180 °C, så vil det smeltbare materialet i kanalene i patronhylsen, som kobler fremdriftskammeret til utsiden, smelte. Dersom temperaturen fortsetter å øke og tennhetten og dermed fremdriftsladningen antennes, så kan ikke trykk bygge seg opp inne i fremdriftskammeret, siden de frigjorte kanalene virker som trykkfjemingsåpninger. Resultatet er at fremdriftsladning rett og slett brenner, hvorved fremdriftsgassen skapt på denne måten kan slippe unna via trykkfjerningsåpningene. Patronhylser og prosjektiler er på denne måten ikke separert fra hverandre, slik at det verken kan oppstå trykkskade eller mekanisk skade.

Dette ble bekreftet av en test, hvori et stort antall av slike patroner var plassert i en tradisjonell transportboks laget av bly. Denne blyboksen ble ikke skadet i det hele tatt. Kanalene mellom fremdriftsladningen og utsiden av patronhylsen kan konfigureres på mange forskjellige måter: f.eks. kan huset til tennhetten være laget av et slikt smeltbart materiale eller metall; trykkfjemingsåpningene rundt tennhetten som er fylt med smeltbart materiale er også en mulighet. Enten to eller fire åpninger er anbefalt for denne utførelsesformen. En annen opsjon er å anordne åpninger fra fremdriftskammeret som penetrerer sideveggen til patronhylsen. Uansett konfigurasjon må åpningene være slik formet at under et vanlig skudd av prosjektilet ut fra patronhylsen, tåler det smeltbare materiale de høye trykkene inne i fremdriftskammeret. Motstand mot trykk kan økes ved å konfigurere kanalene til å være koniske, avtagende mot utsiden, som trinnvis eller gjengete hull, etc.

Eksempel

Oppfinnelsen er forklart i nærmere detalj ved bruk av illustrasjoner av utførelsesformer som viser: Fig. 1 viser et langsgående tverrsnitt gjennom en patronammunisjon som består av et prosjektil og en patronhylse som opptar et fremdriftskammer med en fremdriftsladning, hvorved, i samsvar med oppfinnelsen, trykkfjerningsåpninger er anordnet mellom fremdriftskammeret og den ytre veggen av patronhylsen som mottar et smeltbart materiale, og i dette tilfellet besitter en konisk progresjon, Fig. 2 viser en andre utførelsesform av en patronammunisjon med trinnvise trykkfjerningsåpninger mellom fremdriftskammeret og den ytre veggen til patronhylsen, og Fig. 3 viser en tredje utførelsesform i samsvar med oppfinnelsen hvorved huset til en tennhette for fremdriftsladningen er laget av et smeltbart materiale.

En patronammunisjon 1 er vist i Fig. 1 som består av et prosjektil 2 og en patronhylse 3. Patronhylsen 3 omfatter et fremdriftskammer 4 hvori en fremdriftsladning 5 er plassert.

Veggen til fremdriftskammeret 4 er forsynt med overflytsåpninger 6 som fører inn i et lavtrykkskammer 7 plassert under prosjektilbunnen 8. Fremdriftskammeret 4 er anordnet med en sentral gjenget bolt 9 som griper inn i en indre gjenge i prosjektilbunnen. I tillegg er en sporsammensetning 11 koblet med prosjektilbunnen 8, som strekker seg gjennom den gjengete bolten 9 inn i fremdriftskammeret.

Patronen 1 besitter et kaliber av f.eks. 40 mm, og avfyres fra et hylsevåpen (ikke vist) med en vridning, for hvilket formål prosjektilet besitter et førings- og vridningsbånd (bare indikert).

Fremdriftsladningen 5 antennes pyroteknisk ved hjelp av en tennhette 13, hvorved tennhetten 13 er montert i sentrum av bunnen av patronhylsen 3.

Passasjer er anordnet mellom fremdriftskammeret 4 og den nedre bunnen av patronhylsen 3, i dette tilfellet koniske kanaler 14 som avtar i størrelse ettersom de nærmer seg bunnen av patronhylsen. Kanalene 14 besitter f.eks. en diameter på 7 mm for et 40 mm kaliberprosjektil, og smaler inn til rundt 6 mm.

F.eks. er to, tre eller fire kanaler 14 anordnet symmetrisk med sentrallinjen til prosjektilet og til tennhetten, som er plassert rundt tennhetten.

Kanalene 14 er fylt med et smeltbart metall 15. Dette smeltbare metallet er f.eks. en vismut/tinn-legering med 30 til 40 vekt% vismut og 60 til 70 vekt% tinn. Avhengig av blandingen ligger smeltepunktet til denne legeringen mellom omtrent 140 til 175 °C. Legeringen er slagfast og ikke løselig i vann.

Det smeltbare metallet er støpt inn i kanalene 14 etter passende oppvarming, eller koniske fester er laget av det smeltbare metallet som så er drevet eller skrudd inn i kanalene 14.

Fremdriftskammeret er tett og trykkfast mot det ytre ved hjelp av det smeltbare metallet 15 slik at patronen 1 kan avfyres fra et hylsevåpen på samme måte som en tradisjonell patron. Den koniske formen til kanalene hindrer det smeltbare materialet 15 fra å tvinges fra kanalene 14 av det høye trykket i fremdriftskammeret.

Som nevnt ovenfor, når den omgivende temperaturen nær patronen stiger til 140 til 175 °C som et resultat av f.eks. en avfyring, så smelter det smeltbare materialet 15 i kanalene 14 og frigjør dem. Når temperaturen til en tennhette 13 så fortsetter å stige til omtrent 220 °C, antenner den, også antenner fremdriftsladningen 5. Fremdriftsgassene skapt når fremdriftsladningen brenner kan avledes uten konsekvens gjennom de frie kanalene 14, slik at det ikke bygges opp noe trykk i fremdriftskammeret, og derfor trigges heller ikke fremdriftsladningen 5. Patronhylsen 3 og prosjektilet 2 forblir videre mekanisk koblet via gjengene 9 og 10, slik at det ikke kan oppstå noen betydelig skade verken på grunn av høyt trykk eller på grunn av atskillelse av patronhylsen og prosjektilet.

Fig. 2 viser et langsgående tverrsnitt gjennom en patronhylse 3 og en del av prosjektilet 2; patronhylsen og prosjektilet er konstruert på samme måte som i Fig. 1 opp til kanalene 14 med det smeltbare metallet 15. I dette tilfellet er kanalene trinnvise boringer inn i hvilke det smeltbare metallet 15 er støpt. Også her kan det smeltbare metallet enten være støpt ved tidspunktet for patronfremstilling eller gjenget inn, dersom kanalene og det smeltbare metallet er anordnet med gjenger.

Også i denne utførelsesformen er trykkfjerningskanalene 14, som vist, plassert enten på begge sider av den sentrale tennhetten 13, eller i en annen konfigurasjon rundt tennhetten.

Denne patronen kan også avfyres på samme måte som en tradisjonell patron. I tilfellet ved brann eller liknende problemer er funksjonen den samme som beskrevet ved Fig. 1.

Fig. 3 viser en annen versjon av en patron hvorved bare patronhylsen og en del av prosjektilet 2 er vist, som i Fig. 2. Patronhylsen 3 er konstruert på den samme måten i området til fremdriftskammeret som i utførelsesformene vist i Figurene 1 og 2.

I dette tilfellet er tennhetten 13 satt inn i et tennhettehus 14' som kan gjenges inn i bunnen av patronhylsen 3 i en ladningsåpning 14. Tennhettehuset 14' består av det tidligere nevnte smeltbare metallet 15.

Dersom omgivelsestemperaturen under f.eks. en brann øker over smeltepunktet til det smeltbare metallet 15, så smelter tennhettehuset 14' og frigjør en trykkfjemingskanal tilsvarende ladningsåpningen 14 mellom bunnen av fremdriftskammeret og bunnen av patronhylsen.

Dersom tennhetten så antennes på grunn økende temperatur og dermed antenner fremdriftsladningen 5, så brenner den bare ut uten at trykket tillates å øke, slik at patronhylsen og prosjektilet ikke atskilles. Trykkskade og stor mekanisk skade er forhindret.

I teksten foran; selv om trykkfjerningskanalene 14 strekker seg fra bunnen av fremdriftskammeret til den ytre bunnen av patronhylsen, er det rutine for en spesialist å konfigurere disse kanalene annerledes, f.eks. ved å rute dem gjennom sideveggene til patronhylsen og fremdriftskammeret.

Det er naturligvis også mulig å bruke andre materialer med lavt smeltepunkt i stedet for vismut/tinn-legeringen som er nevnt så lenge den er sterk nok til å tette trykkfjerningskanalene helt, slik at en normal avfyring er mulig fra et hylsevåpen.

Claims (8)

1. Patronammunisjon (1), spesielt av middels kaliber, med en patronhylse (3) og et prosjektil (2) satt inn i patronhylsen og mekanisk koblet til denne, hvorved en pyroteknisk fremdriftsladning (5) er plassert i et fremdriftskammer (4) for patronhylsen (3) som er antent ved hjelp en pyroteknisk antenner (13), og hvis fremdriftsgasser utøver en kraft på bunnen (8) av prosjektilet (2) når de brenner, ved hjelp av hvilke prosjektilet (2) drives ut av patronhylsen (3),karakterisert vedat kanaler (14) løper ut fra fremdriftskammeret (4) som penetrerer patronhylsen (3) og som er fylt med et smeltbart, fast, trykkfast materiale (15), hvis smeltetemperatur er lavere enn antenningstemperaturen til den pyrotekniske antenneren (13) og fremdriftsladningen (5) til prosjektilet og at kanalene (14) smalner ved sitt forløp fra bunnen av fremdriftskammeret (4) til utløpet.

2. Patronammunisjon i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat kanalene (14) strekker seg fra bunnen av fremdriftskammeret (4) til den ytre bunnen av patronhylsen (3).

3. Patronammunisjon i samsvar med patentkrav 1 eller 2,karakterisert vedat kanalene (14) smaler konisk.

4. Patronammunisjon i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedat kanalene (14) er trinnvise boringer.

5. Patronammunisjon i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedat kanalene (14) er posisjonert rundt antenneren (13) for fremdriftsladningen.

6. Patronammunisjon i samsvar med patentkrav 5,karakterisert vedat den pyrotekniske antenneren (13) omfatter et hus (14') av smeltbart materiale (15) som er ført inn i bunnen av patronhylsen (3) og som strekker seg inn i fremdriftskammeret (4).

7. Patronammunisjon i samsvar med et av patentkravene 1 til 6,karakterisert vedat det smeltbare faste materialet er et smeltbart metall (15).

8. Patronammunisjon i samsvar med patentkrav 7,karakterisert vedat det smeltbare materialet er en metallegering med i det minste vismut og tinn.