SE545386C2 - Metod för framställning av en komponent för en stridsdel - Google Patents

Abstract

Föreliggande uppfinning avser en metod för framställning av en komponent för en stridsdel innefattande ett inre skal, kännetecknat av att metoden innefattar stegen: i.) ett första hölje av en termoplast anordnas omslutande det inre skalet, ii.) förformade projektiler anordnas mellan det första höljet av termoplast och det inre skalet, iii.) det första höljet värmebehandlas så att det första höljet krymper och fixerar de förformade projektilerna till det inre skalet.Uppfinningen avser vidare en stridsdel samt en projektil samt en bomb.

Description

Föreliggande uppfinningen avser en metod för tillverkning av komponenter till en stridsdel samt en stridsdel samt en projektil anordnad med en stridsdel samt en bomb anordnad med stridsdel.

UPPFINNINGENS BAKGRUND, PROBLEMSTÄLLNING OCH KÅND TEKNIK Anordnande av förformade fragrnent/splitter/projektileri stridsdelar är för fackmannen känt sedan länge. Genom att välja vilken typ av förformade projektiler som nyttjas kan verkan av stridsdelen anpassas utifrån mål. Beroende på vilken typ av mål som avses bekämpas kan exempelvis antalet förformade proj ektiler, storlek på de förforrnade projektilema, materialet i de förforrnade projektilema samt formen på de förformade projektilema bestämmas. Då stridsdelen briserar så kommer de förformade projektiler, de förformade fragmenten, med en förutbestämd storlek, hastighet och massa spridas. Det är också möjligt att påverka i vilken riktning som de förformade projektilema sprids genom placering och anordning av de förformade projektilerna.

Ett annat, förutom anordning av förformade proj ektiler, för fackmannen känt sätt att åstadkomma projektiler med en förutbestämd storlek och massa är att åstadkomma en styrd fragmentering av stridsdelen. Vanligtvis genom att anordna försvagningar i stridsdelen, exempelvis genom att bearbeta spår i stridsdelens material/hölje, så att en uppdelning av stridsdelen sker utefter försvagningarnas placering vid brisad/detonation. Spåren kan exempelvis åstadkommas i stridsdelen genom bearbetning men även direkt vid tillverkning, exempelvis genom gjutning, additiv tillverkning eller annan tillverkningsmetod.

Det är också känt att kombinera anordnandet av förformade projektiler med styrd fiagmentering i en och samma stridsdel.

För att anordna förfonnade proj ektiler utnyttjas ofta en gummifixtur under en del av tillverkningsprocessen. Framställningen av gummifixturen i sig är relativt kostsam och arbetskrävande. Flexibilitet vid framtagning av en ny produkt eller anpassning/ ändring på befintlig produkt är även begränsad då nya former och geometrier kräver ett nytt gummiformsverktyg vilket medför långa ledtider, tid for utvecklingsarbete och därmed höga kostnader. På motsvarande sätt är det ofta svårt och arbetskrävande att åstadkomma en styrd fragmentering genom fräsning av spår i stridsdelens material.

Exempel på tillverkningsmetod for verkansdel med forformade projektiler ges i patentskrift US 3,8l5,504 som visar på en tillverkningsmetod for verkansdel/projektiler samt verkansdel/projektil tillverkad genom att två tubforrnade kroppar positioneras koaxiellt omkring varandra med ett avstånd motsvarande diametem på de ingående splitter/fragment/kulor som anordnas mellan de två tubformade kroppama. Ett tryck från insidan formar de tubforrnade kroppama runt splitter/fragrnenten/kuloma då anordningen är anordnad med ett mothåll från utsidan.

Ett altemativt exempel på en tillverkningsmetod for verkansdel med förformade projektiler ges i patentskrift US 4,032,335 som visar på en process for att producera ett kompositmaterial bestående av metallpulver samt fragment/forformade projektiler gemensamt anordnade mot en metallstruktur. Genom att kompositen utsätts for ett isostatiskt kompressionstryck fås metallpulvret att inbäddas i den omgivande metallen.

Ett ytterligare altemativt exempel på en tillverkningsmetod fór verkansdel med fórformade projektiler ges i patentskrift US 2009/0211484 Al som visar på komponent och metod for tillverkning av komponent till en verkansdel innefattande enskilda forformade fragment inbäddade i ett reaktivt material altemativt ett inert material så som en polymer.

Gemensamt for ovanstående känd teknik är att anordnandet av de forformade projektilema är tidskrävande, tekniskt svårt, kostsamt och/eller svårt att repetera med samma utfall. Vidare innefattar känd teknik tillverkningstekniska problem relaterade till arbetsmiljöpåverkan.

UPPFINNINGENS SYFTE OCH DESS SÄRDRAG Syfiet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett enklare, snabbare och mer kostnadseffektivt sätt att tillverka en komponent för en stridsdel, och därmed ett enklare, snabbare och mer kostnadseffektivt sätt att tillverka en stridsdel, med förforrnade projektiler och/eller en styrd fragmentering. Vidare ger den nya metoden en förbättrad arbetsmiljö jämfört med kända metoder för tillverkning av komponenter för en stridsdel.

Uppfinnjngen avser en metod för framställning av en komponent för en stridsdel innefattande ett inre skal där metoden innefattar stegen: i.) ett första hölje av en termoplast anordnas omslutande det inre skalet, ii.) förforrnade projektiler anordnas mellan det första höljet av terrnoplast och det inre skalet, iii.) det första höljet värmebehandlas så att det första höljet krymper och fixerar de förforrnade projektilema till det inre skalet.

Enligt ytterligare aspekter för en metod för en metod för framställning av en komponent för en stridsdel gäller; a t t det första höljet är anordnat med en öppning i vilken de förformade proj ektilerna kan anordnas. a t t ett andra hölje anordnas på det första höljet, där det första höljet är anordnat med en öppning, efter att de förformade projektilema anordnats mellan det första höljet och det inre skalet. a t t det inre skalet är en stomme till en granatkropp. a t t ett metallhölje anordnas på den gemensamma komponenten innefattande det första höljet, och eventuellt det andra höljet, omslutande, mot det inre skalet fixerade, förformade projektilema. a t t ett metallpulver anordnas medelst het isostatisk pressning på den gemensamma komponenten för stridsdel innefattande ett första hölje, eventuellt ett andra hölje, fixerande de förformade projektilema mot det inre skalet varmed det första höljet, och eventuellt det andra höljet, förångas under processen för het isostatisk pressning. a t t det inre skalet är anordnat med fördjupningar i mantelytan i form av kulskålar.

Uppfinningen utgörs vidare av en stridsdel framställd genom metod enligt ovan.

Uppfinningen utgörs vidare av en proj ektil innefattande stridsdel.

Uppfinningen utgörs vidare av en bomb innefattande stridsdel.

FÖRDELAR OCH EFFEKTER MED UPPFINNINGEN Genom att tillverka komponent till stridel/projektil och/eller projektil med förformade projektilen enligt den visade metoden kan en projektil tillverkas snabbare, billigare, enklare och med mindre problem relaterade till arbetsmiljö än tidigare kända tillverkningsmetoder.

FIGURFÖRTECKNING Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till de bifogade figurema där: Fig. 1 visar en perspektivvy av en granatkropp till en stxidsdel enligt en utförandeform av uppfinningen.

Fig. 2 visar en perspektivvy av en granatkropp till en stridsdel anordnad med ett omslutande första hölje, enligt en utförandeforrn av uppfinningen. l5« Fig. 3 visar en perspektivvy av en granatkropp till en stridsdel anordnad med ett omslutande första hölje samt ett omslutande andra hölje, enligt en utförandeforrn av uppfinningen.

Fig. 4 visar en perspektivvy av ett första hölje enligt en utförandeforrn av uppfmningen.

Fig. 5 visar en perspektivvy av ett andra hölje enligt en utförandeforrn av uppfinningen.

Fig. 6 visar en perspektivvy av en granatkropp till en stridsdel anordnad med ett omslutande första hölj e, enligt en alternativ utförandeforrn av uppfinningen.

Fig. 7 visar en perspektivvy av en granatkropp till en stridsdel anordnad med ett omslutande första hölje, enligt en alternativ utförandeform av uppfinningen.

DETALJERAD UTFÖRANDEBESKRIVNING Föreliggande uppfinning visar ett antal utföringsformer avseende en tillverkningsmetod för komponenter för stridsdelar/verkansdelar, så som projektiler och granater, I fig. 1 visas det inre skalet l till en stridsdel enligt en första utföringsform av uppfinningen. Det inre skalet l, stommen till stridsdelen, där stridsdel även benämns verkansdel eller granatkropp, tas fram exempelvis genom skärande bearbetning, så som svarvning, altemativt additiv tillverkning, men kan även tas fram genom exempelvis gjutning, pressning eller dragning. Det inre skalet 1 kan även utgöras av ett distansmaterial som kan nyttjas som en komponent vid tillverkning av projektiler, då kan det inre skalet anordnas på en stomme till en stridsdel i ett steg i tillverkningsprocessen för att tillverka en verkansdel/stridsdel. Stridsdel är en anordning anpassad för att bekämpa ett mål och kan även benämnas verkansdel och kan utgöras av en projektil så som en granat eller vara en komponent i en projektil så som en granat eller substridsdel. Det inre skalet l är ihåligt, för att möjliggöra anordnandet av ett explosivt ämne däri. Det inre skalet 1 är också utformat för mottagande av ett nosparti och ett akterparti vid sin främre 2 respektive bakre 3 del. Nospartiet och akterpartiet kan ges en rad olika utföranden, beroende på stridsdelens önskade egenskaper så som olika former av nosparti i form av olika tändrör samt akterparti anpassat för exempelvis patronering eller andra akterpartier lämplig för projektil. Det inre skalet 1 är företrädesvis tillverkat av något material som fackmannen inser är lämpligt för ändamålet, oftast ett metallmaterial men kan även vara en plast eller en komposit, och en mängd exempel på material är redan kända inom teknikområdet. Det inre skalet 1 kan vara anordnat med fördjupningar 4, även benämnt kulskålar, i vilka de förformade projektilema kan anordnas, det inre skalet fungerar som en drivspegel för de förformade projektilema som anordnas i fördj upningama 4 vilket påverkar de förformade projektilemas ballistiska bana då verkansdelen detonerar.

Fig. 2 visar en det inre skalet 1, företrädelsevis utformad i bearbetad metall, exempelvis genom konventionell svarvning eller tillverkad med additiv tillverkningsmetod. Anvisningar, fördjupningar 4, för var projektilema skall anordnas är utförda i det inre skalet 1 i den visade utföringsformen. Ett omslutande första hölje 10 är anordnat omkring det inre skalet 1 och ett uttag 12, en slits, är anordnad i det första höljet 10. Det första höljet 10 är anordnad omkring, eller omslutande, om det inre skalet 1, med omslutande menas att det första höljet, runt det inre skalets yttre diameter, omsluter det inre skalet i radiell led längs med det inre skalets axiella utbredning vilket även visas i figurema.

Det omslutande höljet är i figur 2 visad med en öppning för att påvisa fördj upningamas 4 placering under det omslutande höljet 10. Förformade projektiler anordnas genom uttag 12 så att de delvis anordnas i fördjupningama 4. I den visade utföringsforrnen nyttjas kulformade projektiler varför fördjupningama utgörs av kulskålar, det vill säga en skålforrnad utformning anpassad för en kula. I en utföringsform anordnas de kulforrnade projektilema genom uttag 12 så att alla fördjupningar 4 är anordnade med en kulformad projektil varefter det inre skalet 1 vrids så att nästa rad av fördjupningar 4 blir synliga i uttag 12 varefter nästkommande rad anordnas med kulformade projektiler varefter det inre skaletåterigen vrids för att frilägga nästa rad av fördjupningar 4 i uttag 12. Processen upprepas till samtliga fördjupningar 4 är anordnade med en kulformad projektil. Företrädesvis anordnas uttag 12 vertikalt med öppningen uppåt så att gravitationen kvarhåller monterade kulor i fördjupningar 4. När det inre skalet l vrids kvarhålls de redan monterade kulformade projektilema av det forsta hölj et 10. De förformade projektilema kan även benämnas fragment och/eller splitter. I den utföringsform som visas i fig. 2 är de förformade projektilema kulforrnade/sfariska men kan varieras utifrån tillämpningsområdet.

I fig. 3 visas ett steg i tillverkningen av en stridsdel enligt uppfinningen. Ett andra hölje 20 anordnas över det första höljet 10. Såväl det första höljet 10 som det andra hölj et 20 sträcker sig utefter en del eller hela det inre skalet 1 i axiell riktning, men i den föredragna utföringsformen lämnas den främre 2 och den bakre 3 änden fria för anslutning till nos- respektive akterpartier. Det andra höljet 20 är ej anordnat med någon öppning 12 varför det andra höljet 20 omsluter det första höljet 10 och förhindrar att de förforrnade proj ektilerna som anordnats mellan det inre skalet 1 och det första höljet 10 kan ramla ut eller på annat sätt separeras eller förflyttas från sina respektive fördjupningar 4. Det första höljet 10 och det andra höljets 20 tillverlmingsmaterial är företrädesvis en polymer som väljs så att materialet har egenskaper exempelvis avseende termiska egenskaper/ smältpunkt, hållfasthet samt förmåga att inte påverka efterkommande tillverkningsprocesser.

Pig. 4 visar det första höljet 10 anordnat med en öppning 12. Det första höljet är företrädesvis tillverkat av en polymer, även benämnt plast, så som en tennoplast, exempelvis en termoplastisk polyester. Ett exempel på lämpligt material är polyetentereftalat, även benämnt PET, eller annan terrnoplastisk polymer med hög molekylvikt så som exempelvis är HDPE, High Denisty Polyethylene, även benämnd PEHD, Polyetylen med hög densitet. Det första höljet är utformat för att passa på en det inre skalet anordnad med förformade projektiler, det vill säga den inre radien på det första höljet 10 medför att det första höljet 10 kan anordnas på det inre skalet 1 och att förformade fragment kan anordnas på det inre skalet och kvarhållas av det första höljet 10, det vill säga mellan det inre skalet 1 och det första höljet Fig. 5 visar det andra höljet 20. Även det andra höljet är företrädesvis tillverkat av en polymer, även benämnt plast, så som en terrnoplast, exempelvis en termoplastisk polyester. Exempel på lämpligt material är PET eller HDPE. Det andra hölj et 20 är utformat för att passa över det första höljet Vid tillverkning av det första höljet 10 och det andra höljet 20 så sträcks plasten till ett expanderat tillstånd med den form som är lämplig för anordning på det inre skalet 1. Plasten kan lämpligen termoformas, extruderas eller formblåsas till den form som önskas. Vid forrnblåsning så kan ett råämne i förrn av ett polymerrör, som exempelvis extruderats, anordnas i en kammare som har den form som önskas. När polymerröret är anordnat i formen så sluts kammaren helt och gas strömmar in i polymerröret samtidigt som värme tillförs. Gasen fyller polymerröret, och kan vara anordnad till en skruvkoppling som finns anordnad i polymerröets ena ände, och pressar ut polymerröet till att lägga sig enligt kammarens form. Formen kan därefter kylas och produkten tas ut. I fallet att ett hölje, som exempelvis det först höljet 10 eller det andra höljet 20, ska tillverkas kan höljet tillverkas i förrn av en flaska som sedan bearbetas för att få formen av ett hölje genom att toppen och botten avlägsnas. När det formblåsta, och därmed sträckta, första höljet 10 och/eller andra höljet 20 utsätts för värme kommer det första hölj et 10 och/eller det andra höljet 20 eftersträva att återgå till formen av ett polymerrör, det vill säga det första höljet 10 och eller det andra höljet 20 kommer krympa. De stäckta kompönentema kommer återgå till sin ursprungliga form om temperaturen överstiger glasomvandlingstemperaturen men understiger smältpunkten för plasten.

I en altemativ utföringsforrn, som visas i figur 6, anordnas ett första hölje l0', anordnad utan ett uttag, på ett inre skal 1 vilket medför att en distans bildas mellan det första höljet 10' och det inre skalet 1 som kan fyllas med förformade projektiler, exempelvis kulor. När utrymmet mellan det första höljet 10' fyllts upp med förformade projektiler i form av exempelvis kulor 30 kan det första höljet 10' värrriebehandlas så att det krymper mot det inre skalet 1 och därmed kvarhåller, fixerar, de förforinade projektilema, kuloma 30, mot det inre skalet Värmebehandling kan exempelvis ske med varmluft, i ugn eller med IR-värmare. För att underlätta fyllning av de förforrnade projektilema kan det första höljet 10' vara anordnat med en trattformad öppning 14 i vilken de förforrnade projektilema kan anordnas. Den trattforrnade öppningen kan avlägsnas efter att de förformade projektilema anordnats mellan det första höljet 10' och det inre skalet l. Den i figur 6 visade projektilen, och därmed det inre skalet l, är anordnad med ett akterparti 40, samt en gänga 50 för anordning av ett tändrör. Då förforrnade projektiler 30 anordnas mellan det första höljet l0' och det inre skalet l kan en plugg 52 anordnas i eller på gänga 50 för att undvika att förformade projektiler 30 hamnar inuti det inre skalet 1. Materialval för det första höljet 10' är företrädesvis en termoplast, exempelvis en termoplastisk polyester. Exempel på lämpligt material är PET eller I-IDPE.

I figur 7 visas den altemativa utföringsforrnen där komponenten för en stridsdel är färdig för vidare hantering i processen att tillverka en komplett verksandel/stridsdel. Det första höljet 10' är krympt så att de förformade projektilema är fixerade samt så är det första höljet bearbetat så att delar av höljet, så som den i figur 6 visade tratten 14, är borttagen. Exempelvis kan onödiga delar skäras med kniv, värmekniv eller trådskärare/värrnetråd, eller på andra sätt avlägsnas, från komponenten för stridsdel.

En komponent för verkansdel innefattar det första höljet och eventuellt ytterligare hölje, som ett andra hölje, fixerande de förformade projektilema till det inre skalet. Då en komponent för verkansdel tillverkats kan ytterligare material påföras för att tillverka en komplett verkansdel/proj ektil, exempelvis genom att ett ytterhölje av exempelvis stål eller aluminium påförs, eller genom att metallpulver anordnas på komponenten för verkansdel, exempelvis genom het isostatisk pressning, HIP. Om HIP används för att påföra material på komponent för verkansdel kommer polymeren i det första höljet 10, och eventuellt det andra höljet 20, att förångas genom pyrolys. Pyrolys, även benämnt torrdestillation, är en process där ett ämne upphettas till en hög temperatur i en syrefri miljö så att ämnet sönderfaller utan att förbränning sker. Vid pyrolys avgår flyktiga ämnen i gasform, medan en återstod i fast eller flytande form blir kvar. Det inte skalet l, eventuellt med ett verktyg anordnas i det inre skalet, tillsammans med de förformade projektilema och det första höljet 10, l0' och eventuellt ett andra hölje 20 anordnas tillsammans i en HIP-container. En HIP- container är en anordning där pulver anordnas för att under hög temperatur och högt tryck formförändra pulvret till en HlPPAD-kropp. Efter att stommen tillsammans med de förformade projektilema och det första höljet 10, l0', och eventuellt ett andra hölje 20, anordnas tillsammans i en HIP-container anordnas pulver i HIP-container. Efter att pulvermaterial anordnats i HIP-container evakueras, vibreras och försluts HIP-containem för att fördela pulvret jämnt i HIP-containem. Därefter genomförs HIP, det vill säga att en gas används för att skapa ett isostatiskt tryck i HIP- containem genom att gasen anordnas till en, på HIP-containem anordnad, anslutningsanordning. Innan gasen anordnas till HIP-containem kan HIP-containern vakuum-pumpas eller på annat sätt evakueras på luft eller den fyllnadsgas/fluid som är anordnad i HIP-containem innan evakuering. Samtidigt värms hela HIP- containem. Efter processen skapas sammansatt kropp och HIP-container och eventuellt överflödi gt material bearbetas bort. Efter att den HIPPADE-kroppen bearbetats kan eventuellt ett verktyg tas bort från stommen. Efter bearbetning och borttagning av stomme genomförts kan kroppen genomgå värmebehandling vilket innebär att den nu sammanfogade kroppen värms upp. Efter värmebehandling är materialet lämpligt för bearbetning, exempelvis skärande bearbetning. Efter att verktyget är borttaget kan en härdning av den HIPPADE-kroppen ske.

För att framställa en komplett projektil kan vidare det inre skalet l fyllas med exempelvis energetiskt material samt att ett tändrör anordnas till nosen på en komponent för verkansdelen samt en akter eller bakparti kan anordnas på komponenten för verkansdelen i de fall ett akterparti ej varit en del av det inre skalet ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen är inte begränsad till de speciellt visade utföringsforrnema utan kan varieras på olika sätt inom patentkravens ram.

Det inses exempelvis att antalet förforrnade projektiler, materialval så som val av polymer, val av geometriska former, de i stridsdelen ingående elementen och detaljema anpassas efler det eller de vapensystem, plattfonn och övriga konstruktionsegenskaper som för tillfället föreligger.Vidare innefattas alla former av stridsdelar och verkansdelar så som projektiler innefattande granater, spränggranater, bomber, robotar, missiler och raketer. Även för andra former av stridsdelar så som handgranater och olika varianter av minor.

Claims (10)

1. Metod för framställning av en komponent för en stridsdel innefattande ett inre skal (1), kännetecknat av att metoden innefattar stegen: i.) ett första hölje (10, l0') av en termoplast anordnas omslutande det inre skalet (1), ii.) förforrnade projektiler anordnas mellan det första höljet ( 10, l0') av termoplast och det inre skalet ( 1), iii.) det första höljet (10, l0') värmebehandlas så att det första höljet (10, l0') krymper och fixerar de förforrnade projektilema till det inre skalet (1).

2. Metod enligt krav 1, kännetecknat av att det forsta höljet (10) är anordnat med en öppning (12) i vilken de förforrnade projektilema kan anordnas.

3. Metod enligt krav 2, kännetecknat av att ett andra hölje (20) anordnas på det första höljet (10), där det första höljet (10) är anordnat med en öppning (12), efter att de förformade projektilema anordnats mellan det första höljet (10) och det inre skalet (1)-

4. Metod enligt något av kraven l - 3, kännetecknat av att det inre skalet (1) är en stomme till en granatkropp.

5. Metod enligt något av kraven 1 - 4, kännetecknat av att ett metallhölje anordnas på den gemensamma komponenten innefattande det första höljet (10, l0'), och eventuellt det andra höljet (20), omslutande, mot det inre skalet (1) fixerade, förfomlade projektilema.

6. Metod enligt något av kraven l - 4, kännetecknat av att ett metallpulver anordnas medelst het isostatisk pressning på den gemensamma komponenten för stridsdel innefattande ett första hölje (10, l0'), eventuellt ett andra hölje (20), fixerande de förforrnade projektilema mot det inre skalet (1) varmed det första höljet (10, l0'), och eventuellt det andra höljet (20), förångas under processen för het isostatisk pressning.

7. Metod enligt något av kraven 1 - 6, kännetecknat av att det inre skalet (1) är anordnat med fördjupningar (4) i mantelytan i form av kulskålar.

8. Stridsdel framställd genom metod enligt något av kraven 1 -

9. Projektil innefattande Stridsdel enligt krav

10. Bomb innefattande Stridsdel enligt krav 8.