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"Procédé et composition permettant de réduire l'érosion de pièces soumises à l'action de gaz chauds, en partit culier de canons d'armes à feu"
La présente invention se rapporte à des compositions et des procédés d'application de celles-ci dans le but de
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.''-f réduire 1'érosion des pièces exposées à l'action de gaz ' ' ,1 chauds. En particulier, elle concerne des compositions et
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procédés pour réduire l'usure provenant normalement de ;. f\ charges propulsives connues utilisées dans les armes à feu, = "]/) la présente description visant à titre d'exemple non limitatif principalement cette utilisation.
Le terme "cartouche"
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désigne une douille, capsule, enveloppe ou un sachet contenant la charse propulsive pour une arme à feu, tandis que pour les petites armes et certains canons la cartouche porte en
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même temps le projectile. L'usure excessive des canons a constitué depuis l'in-
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"1" troduction des armes à feu.une difficulté sérieure; cependant,','
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elle devient particulièrement prononcée de nos jours par suite
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des charces de plus en plus puissantes qu'on utilise pour les cartouches modernes. Ainsi par exemple, la durée prévisible
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d'utilisation d'un gros canon peut être d'environ 250 coups, après quoi on doit le remplacer.
Cela comporte llïnconvénient évident d'être nuisible à la précision de l'arme après un certain nombre de coups et demande également de retirer l'arme du service pendant le remplacement. En utilisant les compositions additives conformes à l'invention la demanderesse
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a découvert que la durée d'un canon avec un tir suffisamment précis peut être allongé, afin de prolonger l'utilisation de ce canon; au lieu de se limiter à 250 coups, la capacité du canon peiit ainsi être augmentée jusqu'à 2000 coups ou plus avec un tir précis.
Bien qu'on ne connaisse pas exactement la cause de l'usure d'un canon, on admet cependant qu'elle provient de la fusion, du ramollissement, de l'attaque physique ou
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chimique de la surface intérieure lors du tir et d'une érosion partielle de la couche ramollie produite par l'action des gaz de combustion sortants.
En bref, l'usure du canon se trouve réduite grâce à la présente invention par incorporation à la cartouche d'un
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premier produit qui inhibe au départ de cette cartouche l'usure produite par élévation de température et érosion de la surface intérieure du canon. On suppose que cette inhibitiôn]) provient de la formation d'une couche qui résiste à l'érosion de cette surface au moment du tir. La cartouche contient également un second produit qui donne naissance à des gaz relativement froids comparativement aux produits chauds de combustion de la charge principale, et qui agit en isolant le canon par formation d'une couche de gaz froids entre les
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e gaz chauds propulsifs et le canon.
Los produits conformes à
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l'invention peuvent être utilisés avec tous les projectiles habituels afin de réduire les effets de l'usure normale'. les tentatives antérieures pour empêcher les effets délétères des charges sur les canons des armes à feu englobent l'utilisation du carbonate d'ammonium dans la cartouche, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 1187 779 au nom de Patten, pour produire des gaz relativement froids qui doivent entourer les produits de combustion de la charge propulsive principale et protéger ainsi la paroi du canon contre les effets se manifestant aux hautes températures.
En outre, le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2 131 353 au nom de Marsh indique divers additifs pour la poudre sans fumée ayant pour but de former dans la lumière de canon un dépôt servant à protéger ce dernier contre les effets de la rouille et de l'humidité et dos produits résiduels de combustion de la poudre utilisée dans le canon, mais non pas contre les effets d'érosion qui proviennent des Gaz de combustion au moment du tir. En conséquence, bien qu'on ait déjà proposé de former un dépôt résistant à la rouille et également de produire un isolement par des Gaz froids du canon, la présente invention vise au contraire la protection contre l'usure des pièces métalliques, protection qui est supérieure aux procédés connus.
L'invention a donc pour principal objet la formation d'inhibileurs résistant à la température et à l'érosion et servant à prolonger la durée des canons des armes à feu ou d'autres pièces métalliques exposées ù l'action des gaz chauds. En outre,' l'invention permet d'obtonir des couches isolantes gazeuses qui sont supérieures aux isolements décrits dans le brevet Patten précité, ceci par utilisation de matériaux plus efficaces' et d'une façon bien plus simple et plus économique, comme l'indiquera d'ailleurs la description qui va suivre.
L'invention a pour objet :
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- la réduction de l'usure d'une pièce qui est exposée
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à l'action de gaz chauds soumis à un écoulement rapide; - la réduction de l'érosion d'une " pièce métallique, * ,,')jj par exemple d'un canon d'une arme à feu, par incorporation
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à la cartouche utilisée dans l'arme d'un produit empêchent bzz cette érosion; "5 Tv la réduction de l'usure d'une pièce métallique par
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incorporation à une cartouche d'un produit qui forme une couche de gaz froids isolants résistant à la température et
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à l'érosion ou aux deux à la fois; - une disposition nouvelle de la charge additive par rapport à la charge propulsive;
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- les produits edditifs servant à réduire l'usure , Jj;
dans un canon, produits qui sont logée dans une cartouche 11¯' autour de la charge propulsive par fixation sur l'intérieur de la douille, sur une matière textile, ou sur un sachet
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oontommt la charge propulsive ou encore directement sur la charge. En outre, l'invention vise une couche additive pour une cartouche qui s'applique simplement et économiquement et qui reste en place grâce à des moyens de fixation appropriés
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Un avantaso particulier de la cartouche conforme à l'invention réside dans le fait que les caractéristiques des conditions balistiques antérieures ne sont pas modifiées
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comparativement à une charoe non traitée.
La demanderesse a trouvé par exemple que la vitesse initiale à l'embouchure et la pression ne sont pas diminuées,
D'autres objets et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description qui va cuivre et des exemples non limitatifs ci-après, ainsi que du dessin annexé;
sur lequel '
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La fijsuro 1 est une vue en élévation avec arrachement . partiel, d'une cartouche contenant l'additif préféré conformer
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à l'invention, la figure 2 est une vue d'une feuille non pliée qu'on utilise pour l'incorporer à la cartouche conforme à la figure 1 la figure 3 est une vue latérale en élévation de la feuille de la figure 2, la figure 4 est une vue on élévation de la cartouche avec arrachement partiel, qui montre la modification conforme l'invention, la figure 5 est une vue en élévation frontale de la cartouche, avec arrachement partiel, correspondant à une variante de l'invention,
la figure 6 est une vue en élévation frontale de la cartouche avec arrachement partiel, montrant une autre variante conforme à l'invention, les figures 7 à 12 représentent également des vues en élévation de cartouches avec arrachements partiels correspon- dants à de nouvelles variantes de l'invention qui seront décrites plus loin. Bien entendu le dessin n'a qu'une valeur schématique et les mesures ne correspondent pas nécessairement à l'échelle véritable.
Selon l'invention, l'additif peut être constitué par ; un matériau formant une couche ou per un matériau formant un gaz froid, qui sont utilisés seuls. Cependant, selon un mode de mise en oeuvre préféré on incorpore à une cartouche , un additif qui est prévu pour produire lors du tir une couche, résistant à la température et à 2'érosion sur la surface intérieure du canon d'une arme, en mettant en suspension une substance formant cette couche dans les gaz chauds s'écoulant rapidement.
On admet que cette couche est constituée par des .. nitrures, oxydes ou carbures et qu'elle protège le canon contre les gaz produits, puis qu'elle est partiellement ¯, ', enlevée par les Gaz de combustion chauds qui se forment à la
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partie arrière de la charge. On peut appliquer ces additifs de différentes manières, mais en Général, on préfère que la substance formant la couche soit dispersée dans une couche continue de la seconde substance qui entoure la chargo propulsive.
En plaçant la substance additive autour de la charge, on obtient une très bonne couche isolante de gaz froids et en outre la première substance se trouve facilement et très uniformément mise en contact avec la surface intérieure du canon par l'action des Gaz de combustion. Cette couche résiste à l'action des gaz chauds et comme on va le décrire plus loin, elle est capable de produire une réduction aussi élevée que 90 % ou plus de l'usure normale du canon.
La prendre substance, c'est-à-dire celle qui forme la couche, contient do préférence un élément qui est capable de donner naissance à un nitrure, oxyde ou carbure fondant difficilement, est prise parmi les métaux suivants : l'aluminium, le bore, le titane, le vanadium, le chromo, le zirconium, le niobium, le molybdène, le hafnium, le tantale, le tungstène, l'uranium, le zinc ou le thorium. Bien qu'il soit possible d'utiliser l'un de ces éléments lui-même dans. la cartouche, un tel élément libre peut produire par combustion avec les Gaz propulsifs une température sensiblement supérieure' à celle des gaz chauds en cours d'écoulement et, quand on l'utilise sous forme d'un additif pulvérulent, il peut même sensiblement augmenter l'usure du canon.
Il est donc générale- ment préférable que la substance formant la couche soit constituée par un composé qui contient un ou plusieurs des éléments ci-dessus mais qui ne produit pas une élévation de température des gaz de combustion.
Les composés ci-après donnent de très bons résultats dans les cartouches et ils ont un effet similaire pour d'autres. pièces, en particulier des pièces exposées à des gaz chauds
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circulant rapidement ; le sel d'aluminium d'un acide minérf/,.,ll' en particulier le fluorure d'aluminium, le fluorure d'aluainium hydraté (M 3 3H 2 0), le fluorure double de potassium et dez4 t 'y titane, le fluorure de chrome, le pentoxyde de vanadium, , 1 '+1 l'oxyde de titane, l'oxyde de niobium (Nb205), l'oxyde de ;
tantale (Ta 295 ), l'oxyde de tunsstène (Tu03) et surtout les composés ci-après du zinc l'oxyde de zinc (ZnO)g le sulfure 11 de zinc (ZnS), le carbonate de sine (ZnC03), le phosphate de zinc (Zn3(P0)2), le fluorure de zinc (Zn?2)9 le chromate de zinc C2nCx,0,), le silicate de zinc (ZnS3.03), l'oxalate de zinc (7,no 204)1 l'erscniate de zinc (Zn3(AS04)2). La piopontion
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du zinc ou des composés de celui-ci dans la charge est de
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préférence de 0, 5 *a 10 4,' en poids de zinc, d'oxyde de zinc o des sels de zinc précités. Il est éonlement possible à'utiUr...
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des mélanges de zinc et d'oxyde de zinc ou de zinc et de composés de zinc.
Les proportions de ce mélange sont
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portioulicremont comprises entre 10 et 90 % en poids de zinc et 90 à 10 Sfl en poids d'oxyde do zinc, de préférence de z û 60 ; do zinc ot de 60 à 40 % d'oxyde do zinc, ce dernier
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étant cité comme exemple d'un composé du zinc. Les proportions
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du m'lance contenant le zinc ou les composés de zinc et de gaz la substance formant un Gaz froid) par exemple une c3,ra sont de préférence de 10 1' 90 ou de 30 à 70 en poids de ).l ' zinc ou de composés do zinc et de 90 à 10 % ou 70 à 30 % en poids de la substance formant un Gaz froid.
Il est également' " possible d'utiliser d'autres proportions do zinc ou do composés 4.9.a de zinc dans la charoc, par exemple 1 à z en poids, 1 à 6 d x¯ on poids ou de 2 à 4 % en poids de zinc ou de composés de = '-/" zinc, par exemple de ZnO et ZnS, tout en obtenant les mêmes ;jjr, effets. .. /.
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La seconde substance formant un gaz relativement froid
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contient invariablement une quantité notable de carbone, ' , ; /,Î , 4,
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J1 ...a..) r ^ c'est-à-dire environ O % en poids ou plus. 'On a obtenu les" ' meilleurs résultats en utilisant la cire comme substance gaz secondaire, de préférence de la paraffine (contenant enyirQ i' .0' .."-Ivf . 1..
85 5$ de carbone et ayant un point de fusion compris entre " ; 50 et 100 0) ou de l'ozokérite eo'ent le même point de fusion ,5. i ou un point de fusion plus élevé. Cependant on cite àomme ".f'". autres matières très appropriées les suivantes : .: ;t-::,: ' - une peinture à base de résine slkyde (contenant environ .
,j 1 t '..70 % de carbone) pcr exemple le produit commercial "Oh1nà-#" Laok" vendu par la Société Froxch Btlcltein and 00, de j Gothenbur (Suède).. ' '; ; );.,4 - une natiêre plastique(comme le polyéthylène, l'acétate de bzz cellulose, le lTyl:.J.L, etc) la cellulose (contenant approxima-; t 'ï'1 tivenent 40 9$ de carbone), le celluloïde (a1'proxim:t.tiVemet, . P" µ0 % de oorbone). une Graisse constituée par n'iMporte ' quelle' gPaisse lubrifiante par exemple une gelée de 1'étrole,t!. (pétrolatum)t une huile de pétrole ou une huile lubrifiante ; synthétique, épaissie avec un sel de métal d'un acide gpas...'.,' 'comme le palmitate d'aluminium, le palmitate de calcium rI> <1.(1 le stéarate de calcium, ou une huile épaissie avec de la ;. h=.wsF' bentonite qu'on utilise courrament pour graisoer les valves :"',;'1 bille.
D'autres cires comme la cérésine et.la cjio d'abeillè-4 bzz.0. autres a,rot aomma atx6s.re .,a oxe zij peuvent également sorvir. On peut aussi utiliser doo oompoaitiéna . ' .i" d'apprêt de l'industrie automobile, per exemple les " iipp8ba'i, produits pcr la Société Hinnesota llininz and Nanu.t'actU1':f.ne; 00, .,*
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Quand on utilise une cire on constate que dans les
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B L..... canons de petit calibre, l'efficacité est, d'autant pluto ccande 1 que le point de fusion de la cire est faible; cependant, il , lij ' .Vi est difficile dans la pratique d'utiliser une cire ayant un- ;,,],jµ '1 point de fusion inférieur 50"C. ,\ .,' .
Lora de la combustion de la charge, les réactions . Ê
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ci-après sont typiques pour le comportement de la seconde
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substance. ' ..=.µ; , ; " ..j i" , 1/ décomposition des molécules on leurs composantes ', ... ,,jj 2/ absorption do chaleur à partir de la charse par . ' .<.>' réduction du C0 et de la vapeur contenue dans , .a , , . ,, charge on 00 et M 2 + COp 00 -41.000 Cs.'¯' r,, a + Il 20 00 + Il -31.000 cale .).,-'.
Il ont égilenont possible que les substances organiques'.' mentionn6eG ci-dessus diminuent l'usure par une protection , ; ¯ ; mécanique du conon contre l'effet des gaz de combustion ¯, ; . = chmuda. On ne peut pas établir avec certitude le processus T': . précis ayant lieu au moment du tir, mais la réduction de Il z, l'usure duo à la prûsonco de ces substances est manifeste. ..i' . g> Loro de l'application de la première et de la seconde '.(:j. substance à don c4rtouches il est préférable d'utiliser ces ,µ. n.#é. produits en coMbinaison, par exemple une dispersion de la
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première substance dons une couche de la seconde substance
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qui forme un saz fr''id.
Do très faibles quantités de la ,; ',"(¯. ; première substance exercent un effet favorable tandis que des i\
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quantités trop landes exercent un effet inverse sur le pouvoir propulsif d'une cartouche d'un certain calibre.
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En ssnrcJL, la première substance doit constituer de 0903 20 ; en poids do la charce propulsive et aieux encore de 0,5. ' à 10 #' en poids de cette charge. Za chsrse propulsive type ,ir qu'on utilise ne produit que de faibles variations dans les ü résultats des essais et les pourcentages grécités sont donc =',",]) applicables à toutes les poudres habituelles à base simple, '. double ou triple. -' "¯/,f On a trouvé qu'on obtient un effet visible également ;ll,]) en utilisant la première substance au taux limite le plus bas ," fl/ en supposant que cette substance est appliquée sur un tissu ] , 1'/)/
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incorporé à la cartouche et que ce tissu est placé à l'intérieur
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do la douille autour de la oharso propulsive.
Quand on produit directement un revetetaont à l'intérieur do la douille avec bzz la première substance en combinaison avec la seconde substance, un tel revêtement no produit que difficilement un effet quelconque, ce qui provient de la conductivité thermique
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élevée de la douille qui empaoho la combustion suffisante ' , des Gaz du nev0tonont au moment du tir.
Si pour des raisons ,, .bzz pratiques, économiques et techniques# il est néanmoins désirable de placer un revêtement directement à l'intérieur de la douille on peut obtenir un certain effet quand la quantité
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du revêtement la partie supérieure de la douille est 'j '.:¯ , i ,f, ausmentée juoquea au moins 0,1 en poids de celui de la charge et de ^ 4éférenao jusqu'à 1 % en poids de la charge selon les dimensions du canon, ceci pour obtenir un effet r encore raisonnable. On peut expliquer cela par le fait que la partie inférieure du revêtement produit l'isolation
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thenmique néo aire . a1 ,.1 thermique nécessaire* Il est difficile d'établir une roEls fixe pour déterminer la quantité optimale de la seconde substance.
On
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obtient un effet faible et pratiquement insignifiant, avec une épaisseur de couche très mince, mais cet effet augments notablement quand l'épaisseur de la couche atteint une certaine valeur. On obtient de bons résultats en appliquant
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une couche d'une épaisseur suffisante do la seconde substance
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a la surface extérieure de la charge propulsive ou sur l'enveloppe contenant celle-ci, de préférence sur la surface
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intérieure de cette enveloppe ou sur la surface intérieure de la douille de la cartouche.
La partie de la couche qui est adjacente au coté
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frontal de la charge est plus efficace que la portie de la couche voisine de l' extréraité arrière de la charge; en réalité si la couche s'étend sur toute la longueur de la
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b ,i%>1
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chcrse, la moitié arrière de cette couche exerce un faible . bzz effet. Au contraire, la moitié frontale surtout à 1/3 du , front et en particulier 1/20 du front est la plus efficace -:" li( - pour abaorber la chaleur d'une partie des gaz propulsifs qui provoquent l'usure du canon.
Dans les canons lourds où. le temps de passée du projectile dans le canon est relativement long, par exemple dans des canons de 75 mm, la partie de la substance se trouvant au delà du 1/3 de la charge est très ', efficace, surtout quand on utilise la première substance et dans des cartouches pour de tels canons, cette substance est de préférence entourée au moins sur la moitié frontale et de préférence sur les 5/6 frontaux de la charge.
En termes Généraux, une couche d'une épaisseur donnée est d'autant plus efficace que la proportion de carbone est élevée. Cependant, certaines substances réagissent avec les gaz propulsifs plus rapidement que d'autres substances.
Ainsi une substance d'un taux élevé en carbone et qui réagit lentement peut présenter un effet moindre qu'une substance d'un taux plus-faible en carbone, mais réagissant plus rapidement. Cependant, la formule empirique indiquée ci-après pour déterminer l'épaisseur minimale de la couche a donné satisfaction pour les substances indiquées ci-dessus :
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z0"V"""' m/cm formule dans laquelle C désigne le calibre de l'arme à feu en cent3.m4tros; cm déaisne l'airo do cette couche. Le poids 1 de la seconde substance, telle qu'elle est mentionnée ci-dessus, qui entoure le 1/3 du front de la charge doit être compris
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entre 0, 05 et 30 , avantageusement entre 0, 5 et la % du poids total de la charge propulsive.
La formule indiquée ci-dessus s'exprime sous une forme
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plus générale encore pour s'appliquer à toutes les substances: 30Vo*'E* calories par cm2 de le surface de la couche,
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c'est-à-dire que la substance doit absorber lors de la réaction avec les gaz propulsifs 30 # C g. calories par cm2 de la surface de la couche.
On peut disperser la première substance par mélange mécanique dans l'ensemble de la charge propulsive. On obtient, par exemple, de bons résultats en dispersant du AlF3.3H2O (environ 1 % du poids de la charge) dans l'ensemble de la charge d'un canon de 37 Cependant on a pu obtenir des résultats d' une qualité surprenante en dispersant la première substance à l'état de fines particules dans l'ensemble de la seconde substance et en appliquant ce mélange sous forme d'une couche continue autour de la charge ou bien directement sur celle-ci ou bien sur un tissu recouvrant cette charge ou bien sur la paroi intérieure de la douille.
La principale raison pour maintenir séparés les additifs et la charge réside dans le fait que l'écoulement de gaz dans le canon est jusqu'à un certain point laminaire lors de la combustion de la charge. Il en résulte que si la première substance est dispersée uniformément dans toute la charge une partie notable de cette substance se trouvant au centre de la charge est entraînée par les gaz propulsifs au delà de la partie du canon où se produit normalement l'usure la plus importante, Pour obtenir par conséquent un effet meilleur, il est avantageux de disposer les substances additives de façon qu'elles entourent la charge.
Il est également recommandé de maintenir les additifs et la charge séparés, puisque de cette façon les additifs peuvent être adaptés de façon simple et peu coûteuse aux cartouches existantes, de façon à obtenir les résultats conformes à l'invention. En outre, une autre raison d'opérer ainsi réside dans le fait que les additifs exercent alors= un effet un peu moins nuisible sur la stabilité de la charge propulsive.
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La mise en oeuvre préférée de l'invention correspond
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" '1"µ à la figure 1, selon laauelle la cartouche comporte une enveloppe métallique 20, une charge propulsive 24 formée de manière bien connue par des bandes de poudre et le projectile
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28.
Autour de la change 24 se trouve une enveloppe en tissu 32 qui peut 6tre en m matériau quelconque, de préférence "'Î en rayonne ou en coton, en soie ou autres produits appropriée. La section supérieure de l'enveloppe 32 comporte plusieurs fentes verticales 36 (représentées sur le dessin avec une longueur partielle) pour former des rabats 40 comme l'indique la figure 2. Ces rabats sont disposés pour se recouvrir par
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pliage au-dessus de la surface supérieure de la charge propulsive 24, Le tissu 32 est enduit ou à la fois enduit et imprégné avec une couche 44 de l'additif composé par de
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l'oxyde de tungstène en poudre (TuOx) dispersé dans de la cire de paraffine (point de fusion environ 70*0), en utilisant de préférence une partie en poids de cire pour deux parties en poids d'oxyde dç tungstène.
Ce dernier présente avantageuse ment une structure analogue au tal, car des particules petites ont généralement donné de meilleurs résultats pour toutes les premières substances. Avec un canon de 75 mm dans lequel on utilise une poudre habituelle à base triple, composée principalement de nitrocellulose, de nitroguanidine. et de nitroglycérine (indice calorifique 850) on obtient les
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, ' j meilleurs résultats en utilisant les additifs à raison de 3 % en poids par rapport à la charge propulsive.
On prépare le produit de revêtement additif en faisant fondre la cire et en la mélangeant ensuite avec de l'oxyde de
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tfingsténe en poudre; après cela, on applique l'enduit sur le tissu à l'épaisseur désirée et on le laisse refroidir. Le rapport de l'épaisseur entre le haut et le bas de la coucher
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44 appliquée sur les rabats 40 est sensiblement la même que , =µB
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l'épaisseur maximale sur les cotés de la charge.
Le tissu enduit qui présente avantageusement la moitié à 5/6 de la longueur de la charge peut être enroulé autour des bandes formant la charge ou maintenu en place dans la douille à mesure qu'on remplit celle-ci avec la charge propulsive. Après cela, on replie les rabats 40 et on place le projectile 28 par-dessus les rabats comme l'indique la -figure 1.
Le tissu enduit de l'additif ainsi appliqué sur la charge présente les avantages suivants ;
1/ il maintient en place la partie la plus épaisse de la couche 44 autour de la partie supérieure de la charge 24 . où elle offre 3'effet le plus favorable, comme on l'a expliqué plus haut;
2/ on a trouvé qu'avec des rabats 40 enduits, on obtient de meilleurs résultats que sans rabats;
on admet que ces résultats proviennent du fait que les rabats s'ouvrent lors de la combustion de la charge en direction de l'avant pour libérer le produit additif dans la partie avant de la douille et parfois directement dans la portion critique du canon voisine de la chambre de combustion, où l'érosion est généralement la plus forte, afin d'y introduire les additifs à une concentration plus élevée que celle qui existe sur les côtés de la charge qui est introduite dans le canon;
3/ la section conique de la couche 44 se trouvant sur la longueur de la charge 24 contient l'additif à un emplacement où elle est consumée sensiblement de manière uniforme ou libérée de la charge sur toute la longueur de cette dernière
Si on le désire, on peut fixer le tissu 32 sur la paroi intérieure de la douille avec une colle ou par un moyen approprié pour le maintenir en place.
Sur la figure 4 la disposition de la première substance et de la seconde substance par rapport à la charge est la
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même que pour la figure 1, la couche 44 étant recouverte d'une couche de papier 48 ou d'un autre matériau combustible et approprié, afin de protéger davantage la première et la seconde substance des effets de la chaleur ou des vibrations.
La figure 5 présente une cartouche avec une douille 11"
52, une charge 56 et un projectile 60. Une couche 64 supplémentaire contenant la première et la seconde substance en dispersion, à placer autour de la charge sur la surface intérieure de la douille 52 au voisinage de la surface de la couche 64 de l'additif, est constituée facultativement par une feuille 68 en un matériau approprié, combustible, par exemple en papier, celluloïde, coton-poudre, papier paraffiné, tissu léger, etc.... La couche 64 s'étend sur une longueur substantielle de la douille jusqu'à un point très voisin de la partie inférieure du projectile 60.
Cela comporte l'avantage que le produit additif est immédiatement disponible sous une forme fortement concentrée pour protéger la partie du canon qui est généralement la plus sévèrement attaquée,
Ainsi tous les modes de mise en oeuvre de l'invention indiquent qu'il est désirable de placer au moins une partie de l'additif aussi près que possible dans l'extrémité avant de la douille ou, selon une variante, d'utiliser les rabats qui remplissent apparemment la même mission quand on tire la cartouche.
L'adhésivité de la seconde substance elle-même est généralement suffisante pour maintenir avec sûreté la couche additive sur la paroi de la douille, en particulier quand la première substance est dispersée dans une couche de laque cellulosique ou d'une peinture à base de résine alkyde, par exemple.
On choisit le matériau formant la couche 68 de façon à obtenir au moins un léger effet de refroidissement (comme celui que produit la seconde substance) au départ du coup, mais cette couche sert surtout à retenir la couche 64 de
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l'additif en place et aussi a la protéger des influences , délétères. Bien entendu, la couche 68 n'est pas essentielle mais désirable quand on veut par exemple conserver les cartouches, s'en servir dans des climats tropicaux ou les transporter sur un mauvais terrain.
Il peut être désirable de protéger davantage et de maintenir en position le produit additif en améliorant la liaison entre la douille et la couche 64 de l'additif. On obtient ce résultat en conditionnant la douille de façon qu'elle retienne plus solidement la couche additive.
Ainsi, selon la figure 5, l'aire de la surface intérieure de la douille entrant en contact avec la couche 64 peut être recouverte d'une mince couche de colle ou d'un autre produit approprié pour obtenir une surface rugueuse avant l'application de la couche 64 de l'additif. On peut aussi appliquer un tissu assez grossier mais mince, par exemple de la gaze, etc...
sur la surface intérieure de la douille au moyen d'un adhésif approprié pour mettre en place et maintenir la seconde substance ainsi que la première substance dispersée dans celle-ci,
Selon une variante, la première et la seconde substance, par exemple la cire et 1'oxyde de tungstène, peuvent être retenue sur la paroi de la douille par imprégnation dans une couche ou dans un matériau poreux dont les pores forment des interstices en connexion, par exemple un produit mousse ou du caoutchouc mousse ou encore une matière plastique mousse.
Etant donné que le caoutchouc peut lui-même servir de substance de refroidissement, on peut appliquer la première substance sous forme d'une suspension sur le matériau poreux et laisser sécher le tout.
La figure 6 représente une cartouche similaire à celle de la figure 5 avec une couche 80 additive disposée sur la surface intérieure de la douille 84 autour d'une charge 88,
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mais sans intercaler la matière textile ou le papier mince
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intermédiaire qui sépare la charge de la couche 80. Dans ce .'."4 cas, la couche 80 présente sur toute sa longueur une épaisseur
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uniforme. ,,j,jµ Zen exemples non limitatifs ci-après ce rapportent À,',Ô)]/ diverses formes de cartouches avec projectile selon l'invention, pour r'utilisation dans un canon anti-char de 37 mmg dont le canon est on acier au chrome et la charge propulsive une poudre à double base contenant de la nitroglycérine, ayant
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i 4ti, un indice calorifique de 1150 calories.
La charge pèse 220 f.n et elle est disposée en bandes ayant chacune 225 x 12 x 0,65 mm Les douilles et cartouches ont sur toutes les figures du
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dessin une longueur de 250 mm.
La cartouche représentée sur la figure 7 comporte une douille 100, une charge 104 formée par des bandes liées
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ensemble par un cordon love et une couche 110 de pentoxyde de ' vanadium en poudre dispersée dans une peinture de résine alkyda qui e.'l , appliquée sur la partie supérieure de la paroi intérieure de la douille de la cartouche. Le pentoxyde de vanadium reprenante 60 % en poids de cette couche, L'épaisseur de la couche est de 0,5 mm pour une longueur de 50 mm et le poids est de 3 g.
Pour la cartouche indiquée sur la figure 8, on utilise par exemple du fluorure d'aluminium ou une autre première substance qui est contenue dans le sachet 114 placé à l'intérieur du sac 118 en matière textile. La réduction de l'usure que produit cette cartouche n'est pas aussi important
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que celle qu'on obtient avec la cartouche de la figure 7, probablement parce que l'additif n'entoure pas complètement la charge.
La cartouche représentée sur la figure 9 comprend une
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douille 120, des bandes de poudre 124 liées par un cordon 128r
<Desc/Clms Page number 18>
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et une couche additive 132. La première substance, par 'exemple "lt le fluorure d'aluminium pulvérulent (A1'.g0) est contenu ;,,I<: dans une bague de matière plastique, par exemple en po11éthyl&nf
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placée à l'extrémité supérieure de la douille de la cartouche..',;:
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{''l', 'Dans cette variante de l'invention la couche de l'additif es% Si,"> relativement épaisse et courte. L'augmentation de la section . transversale de cette couche permet à la pressbn des gaz de bzz ....,1' chasser aisément le produit depuis la douille jusque dans le 1 canon.
1'], #,,, La cartouche indiquée sur la figure 10 est senaiblement 'i#1 Identique à celle de la figure 7 cependant le pentoxyde de µ¯) vanadium 135 n'est pas dispersé dans une peinture de résine il)/ alkyde, mais S'3xé sur le coté intérieur de la douille à l' a1de <' f, d'un adhésif non organique.
La cartouche représentée sur la figure 11 comporte .!' une douille 134-. une charge 138 contenue dans le sachet de , 11 textile et un raV8tement>2 sur la partie supérieure de la .j;¯,¯ charge; ce revêtement s'étend vers le bas sur 10 cm à partir zij lt.>%i> du sommet et il est formé par une laque cellulosique contenants ...t.4"ilc 70 de pentoxyde de vanadium. Le poids du revêtement se monter :,1 à 50 mg par am . bzz La aantouche ñdiquée sur la ,figure 12 comporte une ,}i ,
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douille 146, une charge 150 et une longueur de matière textile.1}
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154 qui entoure la partie supérieure des bandes de poudre - ,.:t ,'" ': pour former une couche qui contient les deux substances.
La E4ii longueur de la matière textile ainsi enrobée d'une peinture \'J;' ,i 158 de résine aJ.1Q'de contient du fluorure d'aluminium en ,i i yi>., poudre à raison d'environ 60 % du poids de a couche séchée. 1 Éli La longueur du revêtement 154 s'étend vers le bas sur 10 om bzz depuis le sommet de la charge propulsive. Le poids de cette , )1. '( :!t"
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'fil
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couche est de 70 mg/cm2.. Çi >1 + On a effectué des essais avec un canon automatique de = y
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20 mm dans lequel on a utilisé des cartouches habituelles et des cartouches contenant les différentes modifications de la première substance mélangée mécaniquement et dispersée dans
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l'ensemble de la poudre. La poudre utilisée est une poudre à 7 trous à la nitro-cellulose et le poids total de la charge est de 37 g.
La vitesse initiale à l'embouchure est de 840 m/ ¯f seconde et chaque essai comporte deux séries de tirs comportant chacune 25 coups, Le canon porte une chemise et une partie rainurée. Après le tir, on retire cette chemise et on mesure son usure par pesée,
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<tb>
<tb> Première <SEP> substance <SEP> Réduction <SEP> du <SEP> poids <SEP> Usure <SEP> en <SEP> % <SEP>
<tb>
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###.###.# -----±1-b5-----..
Néant 131,6 100 1 AlF 9595 72 1 % Alp 3* 3H2O 1419 11 1 µ Kg Ti F6 80,1 60
La première substance peut être placée dans la douille d'une autre manière que celle décrite ci-dessus; on peut par exemple l'enfermer dans une feuille mince de la charge propulsive contenant la première substance ou on peut
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l'appliquer sous forme de couche sur du cellulotde ou sur une feuille analogue.
Le tableau ci-après indique les différentes dispositions
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..;.E pour la première et la seconde substance en utilisant un canon", de 37 mm ainsi que la réduction de l'usure d'une chemise amovible selon des essais similaires à ceux décrits plus haut. '
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Première Arrangement Usure en % l ' substance arrangement Usure en % :'
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<tb>
<tb> L'usure <SEP> sans <SEP> additif
<tb> étant <SEP> admise <SEP> à <SEP> 100 <SEP> % <SEP>
<tb>
EMI20.3
Alh3 . 3Eg0 Placé dans une feuille de charge 20 %
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<tb>
<tb> entourant <SEP> la <SEP> charge <SEP> propulsive. <SEP> , <SEP>
<tb> Epaisseur <SEP> 0,8 <SEP> mm <SEP> et <SEP> contenant <SEP> 25%
<tb>
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en poids de hl'3 . 3H20 1 ..
Cr F5 Contenu dans une feuille entou- 20 %
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<tb>
<tb> rant <SEP> la <SEP> charge <SEP> et <SEP> formée <SEP> par <SEP> lt
<tb> produit <SEP> de <SEP> charge, <SEP> Epaisseur <SEP> 0,8
<tb> mm <SEP> et <SEP> contenant <SEP> 20% <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP>
<tb>
EMI20.7
CrF3 Ho 05 Mo 07 dispersé dans du vernis 35 su 3 ("Ferbo-Laok")appliqué sur une feuille de cellulotde de 0,15 , µ '
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<tb>
<tb> mm <SEP> d'épaisseur <SEP> enroulée <SEP> autour
<tb> de <SEP> la <SEP> charge.
<tb> id. <SEP> Longueur <SEP> de <SEP> la <SEP> couche <SEP> 10 <SEP> cm, <SEP> 6 <SEP> g <SEP> 35 <SEP> % <SEP>
<tb>
EMI20.9
de Mo ^5 appliqués sur la feuille '., NaaU04 Na Tu 0 appliqué en une couche 65 9 , xagTuo, x une feuille de 0,15 mm d'é- sur une'feuille de 0,15 mm - .
paisseur en cellulotde enroulée
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<tb>
<tb> autour <SEP> de <SEP> la <SEP> charge. <SEP> Longueur <SEP> de
<tb> la <SEP> couche <SEP> 10 <SEP> cm.
<tb>
EMI20.11
Or '1z Laque cellulosique appliquée sur 40 96 7"
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<tb>
<tb> la <SEP> surface <SEP> interne <SEP> de <SEP> la <SEP> douille
<tb> et <SEP> contenant <SEP> 25 <SEP> g/cm2 <SEP> (approxima-
<tb>
EMI20.13
tivement 70%) de CrF3' La longueur de l'enduit est de 5 ou.
NagB,0 Dispensé état pulvérulent dans ' ' 't; Na2B402 Dispersé à l'état pulvérulent dans 75 % '; la charge à raison de 2,5% en ' l ¯;1'<
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<tb>
<tb> poids <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> propulsive
<tb>
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'f'.' Or (l10), En poudre dispersée dans l'ensemble 50 i y ' ' 3 3 de la charge raison de 1,2 % ,,i., en poids de celle-ci. . ' j;
,,
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<tb>
<tb> Tu <SEP> 0 <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> paraf- <SEP> Moins <SEP> de <SEP> 5 <SEP> % <SEP> . <SEP>
<tb> fine <SEP> déposée <SEP> sur <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la
<tb> douille. <SEP> Longueur <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> épaisseur
<tb>
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z 5 mm et contenant 50 % en poids .,.
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<tb>
<tb> de <SEP> TuO2, <SEP> bien <SEP> que <SEP> 50-70 <SEP> % <SEP> donnent
<tb> également <SEP> de <SEP> bons <SEP> résultats. <SEP> On
<tb>
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peut aussi utiliser du Ifb20c::
avec 'i, ' le même bon résultat.;' "" , . .<. .., ,
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<tb>
<tb> Zn <SEP> 0 <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> para±- <SEP> moins <SEP> de <SEP> 5 <SEP> % <SEP> / <SEP> ) <SEP>
<tb> fine <SEP> déposée <SEP> à <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la
<tb> douille. <SEP> Longueur <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> épaisseur
<tb> 0,5 <SEP> mm, <SEP> contenant <SEP> 40 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> de <SEP> ZnO <SEP> et <SEP> 60 <SEP> % <SEP> / <SEP> de <SEP> cire.
<tb>
<Desc/Clms Page number 21>
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<tb>
<tb>
Zn <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> paraf- <SEP> moine <SEP> de <SEP> 5 <SEP> %
<tb> fine, <SEP> comme <SEP> dans <SEP> l'exemple <SEP> avec
<tb> TuO2 <SEP> et <SEP> ZnO, <SEP> mais <SEP> avec <SEP> 67 <SEP> % <SEP> en
<tb> poids <SEP> de <SEP> Zn <SEP> et <SEP> 33 <SEP> % <SEP> du <SEP> poids <SEP> de
<tb> cire.
<tb>
Ta2O5 <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> paraf- <SEP> moins <SEP> de <SEP>
<tb> fine <SEP> déposée <SEP> à <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la
<tb> douille. <SEP> Longueur <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> épaisseur
<tb> 0,5 <SEP> mm. <SEP> Taux <SEP> de <SEP> 50 <SEP> de <SEP> Ta2O5
<tb> Ti <SEP> O2 <SEP> Contenu <SEP> dans <SEP> une <SEP> couche <SEP> de <SEP> pare.:- <SEP> moins <SEP> de <SEP> 5 <SEP> %
<tb> fine <SEP> déposée <SEP> à <SEP> l'intérieur <SEP> de <SEP> la
<tb> douille. <SEP> Longueur <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> épaisseur
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> Taux <SEP> de <SEP> TiO2 <SEP> 50 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
La disposition ci-après de la première et de la seconde substance dans une cartouche d'un canon de 75 mm réduit l'usure du canon en acier jusqu'à 10 % de la valeur préalable, c'est-à-dire qu'on obtient une réduction de 90 %.
La longueur du tissu enduit de cire de paraffine ayant un point de fusion de 70 C est enroulée sur les 3/4 avant d'une douille métallique habituelle contenant une poudre à double base de nitrocellulose et nitroglycérine. On disperse dans la cire de l'oxyde de tungstène en poudre et celui--ci forme 50 % en poids du mélange de cire et d'oxyde de tungstène, le poids de la matière textile enduite étant de 3 % en poids de la charge. On effectue des essais similaires avec des résultats sensiblement aussi bons quand on utilise du TiO2 à la place du TuO3, pris dans les mêmes quantités.
Des essais similaires donnant des résultats tout aussi : bons (usure inférieure à 10 %) sont effectués avec un mélange de 40 % en poids de ZnO et 60 % en poids de cire et éventuelle-, ment de 67 % en poids de Zn et 33 % en poids de cire.
D'autres produits pouvant former la première substance sont l'oxyde de zirconium ZrO2 et l'oxyde double de sodium et de molybdène (Na2 Mo O4).
La première substance réduit l'usure du canon plus loin à partir de la chambre que les secondes substances. En outre, la seconde substance de refroidissement peut coopérer
<Desc/Clms Page number 22>
avec la première substance en produisant un'environnement plus favorable, du point de vue physique et chimique, à la formation d'une température efficace et d'une couche résistant à 7.' érosion. Ainsi une cartouche comportant les deux substances présente une usure moindre du canon qu'une cartouche qui ne contient qu'une seule de ces substances.
Bien qu'on préfère utiliser la première et la seconde substance conjointement dans une seule couche d'additif, comme décrit ci-dessus, il est également possible d'obtenir une diminution sensible de l'usure du canon en utilisant individuellement l'une ou l'autre de ces substances. Selon les figures 1 à 12, la seconde substance peut être utilisée seule et placedans une douille de la manière représentée et décrite pour les diverses couches d'additif selon les positions et arrangements prévus. La quantité relative de la seconde substance déjà mentionnée doit être comprise entre environ 0,5 et 30 % en poids de la charge pour toutes les poudres habituelles.
Des essais avec des cartouches de 37 mm décrits ci-dessus sans composés métalliques formant la première substance ont également été effectués. On obtient les meilleurs résultats avec une couche de paraffine sur la paroi intérieure de la douille; cette couche a une longueur de 50 mm et une épaisseur de 0,6 mm ; son poids total est de 3,5 gr. et le point de fusion de la cire est de 50 C.
L'usure produite par une telle cartouche est seulement de 5 %, c'est-à-dire qu'on obtient une réduction de 95 %* Avec une peinture de résine alkyde ne contenant pas de particules de pentoxyde de vanadium, l'usure est de 30 %, ce qui correspond à une réduction de 70 %; avec une laque cellulosique correspondant à la figure 11, l'usure est de 50 % et avec une longueur de matière textile enduite de résine alkyde selon la figure 12, l'usure est de 30
<Desc/Clms Page number 23>
Pour faciliter l'application il est préférable de disperser la première substance dans la charge de poudre, quand elle est utilisée seule, ou de placer une quantité de cette substance au sommet des bandes formant la charge pour lui permettre de migrer dans l'espace compris entre les bandes.
La quantité de la première substance à utiliser pour son application individuelle est la même que celle qu'on utilise en combinaison avec une seconde substance.
<Desc / Clms Page number 1>
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"Method and composition for reducing the erosion of parts subjected to the action of hot gases, in particular gun barrels"
The present invention relates to compositions and methods of applying the same for the purpose of
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. "- reduce the erosion of parts exposed to the action of hot gases". In particular, it relates to compositions and
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methods of reducing wear normally arising from;. f \ known propellant charges used in firearms, = "] /) the present description aimed primarily by way of non-limiting example at this use.
The term "cartridge"
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designates a case, capsule, envelope or a bag containing the propellant cartridge for a firearm, while for small arms and certain barrels the cartridge carries in
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the same time the projectile. The excessive wear of the barrels has since constituted
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"1" production of firearms. A serious difficulty; however,','
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it becomes particularly pronounced nowadays as a result
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more and more powerful charces that are used for modern cartridges. So for example, the foreseeable duration
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of use of a large barrel can be about 250 rounds, after which one must replace it.
This has the obvious drawback of being detrimental to the accuracy of the weapon after a certain number of shots and also requires removing the weapon from service during replacement. By using the additive compositions in accordance with the invention, the applicant
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discovered that the life of a gun with a sufficiently precise shot can be lengthened, in order to prolong the use of this gun; instead of being limited to 250 rounds, the capacity of the barrel can thus be increased to 2000 rounds or more with precise fire.
Although we do not know exactly the cause of the wear of a barrel, it is however admitted that it comes from melting, softening, physical attack or
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chemical of the interior surface during firing and partial erosion of the softened layer produced by the action of the outgoing combustion gases.
In short, the wear of the barrel is reduced thanks to the present invention by incorporating into the cartridge a
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first product which inhibits from the start of this cartridge the wear produced by temperature rise and erosion of the inner surface of the barrel. It is supposed that this inhibition]) results from the formation of a layer which resists erosion of this surface at the time of firing. The cartridge also contains a second product which gives rise to relatively cold gases compared to the hot products of combustion of the main charge, and which acts by isolating the barrel by forming a layer of cold gases between them.
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e hot propellant gases and the barrel.
Los products conforming to
<Desc / Clms Page number 3>
the invention can be used with all conventional projectiles in order to reduce the effects of normal wear and tear. previous attempts to prevent the deleterious effects of charges on firearm barrels have included the use of ammonium carbonate in the cartridge, as disclosed in U.S. Patent No. 1187,779 to Patten, to produce relatively cold gases which must surround the combustion products of the main propellant charge and thus protect the barrel wall against the effects manifested at high temperatures.
In addition, U.S. Patent No. 2,131,353 in the name of Marsh discloses various smokeless powder additives intended to form a deposit in the barrel lumen which serves to protect the barrel against the effects of the gun. rust and moisture and the residual combustion products of the powder used in the barrel, but not against the erosion effects which arise from the combustion gases at the time of firing. Consequently, although it has already been proposed to form a deposit resistant to rust and also to produce insulation by cold gases from the barrel, the present invention aims on the contrary to protect against wear of metal parts, which protection is. superior to known methods.
The main object of the invention is therefore the formation of inhibitors which are resistant to temperature and to erosion and which serve to prolong the life of the barrels of firearms or other metallic parts exposed to the action of hot gases. In addition, 'the invention makes it possible to obtain gaseous insulating layers which are superior to the insulations described in the aforementioned Patten patent, this by using more efficient materials' and in a much simpler and more economical manner, such as will also indicate the description which follows.
The subject of the invention is:
<Desc / Clms Page number 4>
- reducing the wear of a part that is exposed
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to the action of hot gases subjected to a rapid flow; - reduction of the erosion of a "metal part, * ,, ') jj for example of a barrel of a firearm, by incorporation
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to the cartridge used in the weapon of a product prevent bzz this erosion; "5 Tv reduction of the wear of a metal part by
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incorporation into a cartridge of a product which forms a layer of insulating cold gases resistant to temperature and
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erosion or both at the same time; - a new arrangement of the additive charge in relation to the propellant charge;
EMI4.5
- edditive products used to reduce wear, Jj;
in a barrel, products which are housed in an 11¯ 'cartridge around the propellant charge by fixing on the inside of the case, on a textile material, or on a bag
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oontommt the propellant charge or directly on the charge. In addition, the invention relates to an additive layer for a cartridge which is applied simply and economically and which remains in place by means of appropriate fixing means.
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A particular avantaso of the cartridge according to the invention lies in the fact that the characteristics of the previous ballistic conditions are not modified.
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compared to an untreated charoe.
The applicant has found for example that the initial speed at the mouth and the pressure are not reduced,
Other objects and advantages will emerge more clearly during the description which goes on copper and the non-limiting examples below, as well as from the appended drawing;
on which '
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The fijsuro 1 is an elevation view with cutaway. partial, of a cartridge containing the preferred additive conform
<Desc / Clms Page number 5>
to the invention, Figure 2 is a view of an unfolded sheet which is used to incorporate it into the cartridge according to Figure 1 Figure 3 is a side elevational view of the sheet of Figure 2, FIG. 4 is an elevational view of the cartridge with partial cut away, which shows the modification according to the invention, FIG. 5 is a front elevational view of the cartridge, with partial cut away, corresponding to a variant of the invention,
FIG. 6 is a front elevational view of the cartridge with partial cut away, showing another variant according to the invention, FIGS. 7 to 12 also represent views in elevation of cartridges with partial cut away corresponding to new variants of the invention which will be described later. Of course the drawing has only schematic value and the measurements do not necessarily correspond to the true scale.
According to the invention, the additive can consist of; a layer-forming material or a cold gas-forming material, which are used alone. However, according to a preferred embodiment, an additive is incorporated into a cartridge which is intended to produce, during firing, a layer resistant to temperature and to erosion on the inner surface of the barrel of a weapon, in suspending a substance forming this layer in the hot, rapidly flowing gases.
It is assumed that this layer is constituted by .. nitrides, oxides or carbides and that it protects the barrel against the gases produced, then that it is partially ¯, ', removed by the hot combustion gases which form at the
<Desc / Clms Page number 6>
rear part of the load. These additives can be applied in various ways, but in general it is preferred that the layer forming substance is dispersed in a continuous layer of the second substance which surrounds the propellant.
By placing the additive substance around the charge, a very good insulating layer of cold gases is obtained and furthermore the first substance is easily and very uniformly brought into contact with the inner surface of the barrel by the action of the combustion gases. This layer is resistant to the action of hot gases and as will be described later, is capable of producing a reduction as high as 90% or more of normal barrel wear.
The substance, that is to say that which forms the layer, preferably contains an element which is capable of giving rise to a nitride, oxide or hard-melting carbide, is taken from the following metals: aluminum, boron, titanium, vanadium, chromo, zirconium, niobium, molybdenum, hafnium, tantalum, tungsten, uranium, zinc or thorium. Although it is possible to use any of these elements itself in. cartridge, such a free element can produce by combustion with the propellant gases a temperature appreciably higher than that of the hot flowing gases and, when used in the form of a powder additive, it can even increase appreciably. barrel wear.
It is therefore generally preferable that the substance forming the layer consists of a compound which contains one or more of the above elements but which does not produce a rise in temperature of the combustion gases.
The following compounds give very good results in cartridges and they have a similar effect in others. parts, especially parts exposed to hot gases
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circulating rapidly; the aluminum salt of a mineral acid,., ll 'in particular aluminum fluoride, hydrated aluminum fluoride (M 3 3H 2 0), double fluoride of potassium and titanium dez4 t, chromium fluoride, vanadium pentoxide,, 1 '+1 titanium oxide, niobium oxide (Nb205), oxide;
tantalum (Ta 295), tunsstene oxide (Tu03) and especially the following compounds of zinc zinc oxide (ZnO) g zinc sulphide (ZnS), sine carbonate (ZnC03), zinc phosphate (Zn3 (P0) 2), zinc fluoride (Zn? 2) 9 zinc chromate C2nCx, 0,), zinc silicate (ZnS3.03), zinc oxalate (7, no 204) 1 Zinc erscnate (Zn3 (AS04) 2). The piopontion
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zinc or compounds thereof in the filler is
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preferably from 0.5% to 10.4% by weight of zinc, zinc oxide or the aforementioned zinc salts. It is of course possible to use ...
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mixtures of zinc and zinc oxide or zinc and zinc compounds.
The proportions of this mixture are
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portioulicremont between 10 and 90% by weight of zinc and 90 to 10 Sfl by weight of zinc oxide, preferably from z to 60; do zinc ot 60 to 40% zinc oxide, the latter
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being cited as an example of a zinc compound. Proportions
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spear containing zinc or the compounds of zinc and gas (the substance forming a cold gas) for example a c3, ra are preferably 10 90 or 30 to 70 by weight of) the zinc or zinc compounds and 90-10% or 70-30% by weight of the cold gas forming substance.
It is also possible to use other proportions of zinc or of 4.9.a zinc compounds in the charoc, for example 1 to 2 by weight, 1 to 6 by weight or 2 to 4% by weight. of zinc or compounds of = '- / "zinc, for example of ZnO and ZnS, while obtaining the same effects. .. /.
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The second substance forming a relatively cold gas
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invariably contains a significant amount of carbon, ',; /, Î, 4,
<Desc / Clms Page number 8>
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J1 ... a ..) r ^ that is, about 0% by weight or more. The best results have been obtained using wax as a secondary gas substance, preferably paraffin (containing enyirQ i '.0' .. "- Ivf. 1 ..
85% carbon and having a melting point of between "; 50 and 100 0) or ozokerite has the same melting point, 5. I or higher. However, it is cited as" .f '". other very suitable materials the following:.:; t - ::,:' - a paint based on slkyd resin (containing approx.
, j 1 t '. 70% carbon) for example the commercial product "Oh1nà- #" Laok "sold by the company Froxch Btlcltein and 00, from j Gothenbur (Sweden) ..' ';);., 4 - a plastic nature (such as polyethylene, bzz cellulose acetate, lTyl: .JL, etc.) cellulose (containing approximately $ 40 9 of carbon), celluloid (a1'proxim : t.tiVemet,. P "µ0% oorbone). a Grease consisting of any lubricating slurry, for example petroleum jelly, t !. (petrolatum) t petroleum oil or lubricating oil; synthetic, thickened with a metal salt of an acid gpas ... '.,' 'such as aluminum palmitate, calcium palmitate rI> <1. (1 calcium stearate, or an oil thickened with the;. h = .wsF 'bentonite which is commonly used to grease the valves: "' ,; '1 ball.
Other waxes such as ceresin and bee cjio-4 bzz.0. others a, rot aomma atx6s.re., a oxe zij can also sorvir. You can also use doo oompoaitiéna. '.i "of automotive industry primer, for example" iipp8ba'i, products by the Company Hinnesota llininz and Nanu.t'actU1': f.ne; 00,., *
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When we use a wax we see that in
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B L ..... small caliber guns, the efficiency is, all the more so as the melting point of the wax is low; however, it is difficult in practice to use a wax having a melting point less than 50 ° C., \., '.
Lora of the combustion charge, reactions. Ê
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below are typical for the behavior of the second
<Desc / Clms Page number 9>
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substance. '.. =. µ; ,; "..j i", 1 / decomposition of molecules or their components', ... ,, jj 2 / absorption of heat from the charse by. '. <.>' reduction of C0 and of the vapor contained in, .a,,. ,, charge on 00 and M 2 + COp 00 -41,000 Cs.'¯ 'r ,, a + Il 20 00 + Il -31,000 hold.)., -'.
It is also possible that organic substances '.' mentioned above reduce wear by protection,; ¯; conon mechanics against the effect of combustion gases ¯,; . = chmuda. We cannot establish with certainty the process T ':. precise taking place at the time of firing, but the reduction of Il z, the duo wear to the prûsonco of these substances is evident. ..i '. g> Loro of the application of the first and the second '. (: j. substance with don c4rtouches it is preferable to use these, µ. n. # é. products in combination, for example a dispersion of the
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first substance in a layer of the second substance
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which forms a saz fr''id.
Do very small amounts of the,; ', "(¯.; First substance exert a favorable effect while i \
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Too much heathland has the opposite effect on the propulsive power of a cartridge of a certain caliber.
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In ssnrcJL, the first substance must constitute 0903 20; by weight of the propellant and more than 0.5. 'to 10 #' by weight of this load. The typical propellant, ir which is used produces only small variations in the test results and the percentages given are therefore = ', ",]) applicable to all the usual powders with a single base,'. Double or triple . - '"¯ /, f It has been found that a visible effect is also obtained; ll,]) using the first substance at the lowest limit rate," fl / assuming this substance is applied to tissue] , 1 '/) /
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incorporated into the cartridge and that this tissue is placed inside
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do the socket around the propellant oharso.
When a coating is produced directly inside the socket with the first substance in combination with the second substance, such a coating hardly produces any effect, which is due to thermal conductivity.
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high of the casing which empaoho the sufficient combustion ', gases of the nev0tonont at the time of the firing.
If for practical, economical and technical reasons, it is nevertheless desirable to place a coating directly inside the socket, some effect can be obtained when the quantity
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of the coating the upper part of the socket is 'j'.: ¯, i, f, ausmentée juoquea at least 0.1 by weight of that of the filler and of ^ 4eferenao up to 1% by weight of the filler according to the dimensions of the barrel, in order to obtain an effect r which is still reasonable. This can be explained by the fact that the lower part of the coating produces the insulation
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neo ary thenmic. a1, .1 thermal required * It is difficult to establish a fixed roEls to determine the optimum amount of the second substance.
We
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obtains a small and practically insignificant effect with a very thin layer thickness, but this effect increases notably when the layer thickness reaches a certain value. Good results are obtained by applying
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a sufficiently thick layer of the second substance
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on the outer surface of the propellant charge or on the envelope containing the latter, preferably on the surface
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inside this casing or on the inside surface of the cartridge case.
The part of the layer that is adjacent to the side
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the front end of the load is more efficient than the door of the neighboring layer at the rear end of the load; in fact if the layer extends over the entire length of the
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b, i%> 1
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chcrse, the back half of this layer exerts a weak. bzz effect. On the contrary, the frontal half, especially at 1/3 of the front, and in particular 1/20 of the front, is the most effective -: "li (- to absorb the heat of part of the propellants which cause wear of the barrel .
In heavy guns where. the time of passage of the projectile in the barrel is relatively long, for example in guns of 75 mm, the part of the substance being beyond the 1/3 of the load is very ', effective, especially when one uses the first substance and in cartridges for such guns, this substance is preferably surrounded at least on the front half and preferably on the front 5/6 of the charge.
In general terms, a layer of a given thickness is all the more effective the higher the proportion of carbon. However, some substances react with propellants more quickly than other substances.
Thus a substance with a high carbon content and which reacts slowly may have a less effect than a substance with a lower carbon content, but reacting more quickly. However, the empirical formula given below for determining the minimum layer thickness has been satisfactory for the substances indicated above:
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z0 "V" "" 'm / cm formula in which C denotes the caliber of the firearm in cent3.m4tros; cm remove the air from this layer. The weight 1 of the second substance, as mentioned above, which surrounds 1/3 of the front of the load should be included
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between 0.05 and 30, advantageously between 0.5 and 1% of the total weight of the propellant charge.
The above formula is expressed in a form
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more general still to apply to all substances: 30Vo * 'E * calories per cm2 of the surface of the layer,
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that is, the substance must absorb on reaction with the propellants 30 # C g. calories per cm2 of the layer surface.
The first substance can be dispersed by mechanical mixing throughout the propellant charge. Good results are obtained, for example, by dispersing AlF3.3H2O (about 1% of the weight of the charge) throughout the charge of a 37 gun. However, results of surprising quality have been obtained. by dispersing the first substance in the form of fine particles in the whole of the second substance and by applying this mixture in the form of a continuous layer around the load or else directly on the latter or on a fabric covering this load or on the inside wall of the socket.
The main reason for keeping the additives and the charge separate is that the gas flow through the barrel is laminar to some extent during combustion of the charge. As a result, if the first substance is dispersed uniformly throughout the charge, a significant part of this substance at the center of the charge is carried by the propellant gases beyond the part of the barrel where the most wear normally occurs. Important. In order therefore to obtain a better effect, it is advantageous to arrange the additive substances so that they surround the filler.
It is also recommended to keep the additives and the filler separate, since in this way the additives can be adapted in a simple and inexpensive manner to existing cartridges, so as to obtain the results according to the invention. Further, another reason for doing so is that the additives then exert a somewhat less detrimental effect on the stability of the propellant charge.
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The preferred implementation of the invention corresponds
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"'1" µ in Figure 1, according to laauelle the cartridge comprises a metal casing 20, a propellant charge 24 formed in a well-known manner by bands of powder and the projectile
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28.
Around the diaper 24 is a fabric cover 32 which may be of any material, preferably rayon or cotton, silk or other suitable products. The upper section of the cover 32 has several vertical slits. 36 (shown in the drawing with partial length) to form flaps 40 as shown in Figure 2. These flaps are arranged to overlap by
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folding over the top surface of the propellant 24, The fabric 32 is coated or both coated and impregnated with a layer 44 of the additive composed of
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powdered tungsten oxide (TuOx) dispersed in paraffin wax (melting point about 70 ° 0), preferably using one part by weight of wax to two parts by weight of tungsten oxide.
The latter advantageously has a tal-like structure, since small particles have generally given better results for all the former substances. With a 75 mm gun in which we use a usual triple-base powder, mainly composed of nitrocellulose, nitroguanidine. and nitroglycerin (calorific index 850) we obtain the
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, 'J best results using the additives at a rate of 3% by weight relative to the propellant charge.
The additive coating product is prepared by melting the wax and then mixing it with sodium oxide.
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powdered tfingsten; after that, the coating is applied to the fabric to the desired thickness and allowed to cool. The ratio of the thickness between the top and the bottom of the bed
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44 applied to the flaps 40 is substantially the same as, = µB
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the maximum thickness on the sides of the load.
The coated fabric which advantageously has half to 5/6 of the length of the charge can be wrapped around the bands forming the charge or held in place in the socket as the latter is filled with the propellant charge. After that, the flaps 40 are folded back and the projectile 28 is placed over the flaps as shown in Figure 1.
The fabric coated with the additive thus applied to the filler has the following advantages;
1 / it holds in place the thickest part of the layer 44 around the upper part of the load 24. where it offers the most favorable effect, as explained above;
2 / it has been found that with coated flaps 40, better results are obtained than without flaps;
it is assumed that these results come from the fact that the flaps open during the combustion of the charge in the forward direction to release the additive product in the front part of the case and sometimes directly in the critical portion of the barrel adjacent to the combustion chamber, where erosion is generally the strongest, in order to introduce therein the additives at a higher concentration than that which exists on the sides of the charge which is introduced into the barrel;
3 / the conical section of the layer 44 lying along the length of the load 24 contains the additive at a location where it is consumed substantially uniformly or released from the load over the entire length of the latter
If desired, the fabric 32 can be secured to the inner wall of the socket with glue or by some suitable means to hold it in place.
In figure 4 the arrangement of the first substance and the second substance with respect to the charge is the
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same as in Figure 1, the layer 44 being covered with a layer of paper 48 or other combustible and suitable material, in order to further protect the first and the second substance from the effects of heat or vibration.
Figure 5 shows a cartridge with an 11 "socket
52, a charge 56 and a projectile 60. An additional layer 64 containing the first and the second dispersed substance, to be placed around the charge on the inner surface of the case 52 adjacent the surface of the layer 64 of the case. additive, optionally consists of a sheet 68 of a suitable, combustible material, for example paper, celluloid, cotton powder, waxed paper, light fabric, etc. Layer 64 extends over a substantial length of the layer. cartridge case to a point very close to the lower part of the projectile 60.
This has the advantage that the additive product is immediately available in a highly concentrated form to protect the part of the barrel which is generally the most severely attacked,
Thus all the embodiments of the invention indicate that it is desirable to place at least part of the additive as close as possible in the front end of the socket or, according to a variant, to use the flaps which apparently fulfill the same mission when the cartridge is fired.
The tackiness of the second substance itself is usually sufficient to securely hold the additive layer on the wall of the socket, especially when the first substance is dispersed in a layer of cellulose lacquer or resin-based paint. alkyd, for example.
The material forming the layer 68 is chosen so as to obtain at least a slight cooling effect (like that produced by the second substance) at the start of the blow, but this layer serves above all to retain the layer 64 of
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the additive in place and also to protect it from harmful influences. Of course, the layer 68 is not essential but desirable when one wishes for example to preserve the cartridges, to use them in tropical climates or to transport them on a bad ground.
It may be desirable to further protect and hold the additive in position by improving the bond between the socket and layer 64 of the additive. This is achieved by conditioning the socket so that it retains the additive layer more firmly.
Thus, according to Figure 5, the area of the inner surface of the sleeve coming into contact with the layer 64 can be covered with a thin layer of glue or other suitable product to obtain a rough surface before application. of the additive layer 64. You can also apply a rather coarse but thin fabric, for example gauze, etc.
on the inner surface of the sleeve by means of a suitable adhesive to position and hold the second substance as well as the first substance dispersed therein,
According to a variant, the first and the second substance, for example wax and tungsten oxide, can be retained on the wall of the sleeve by impregnation in a layer or in a porous material whose pores form interstices in connection, for example a foam product or foam rubber or else a foam plastic material.
Since the rubber itself can serve as a cooling substance, the first substance can be applied as a suspension to the porous material and allowed to dry.
Figure 6 shows a cartridge similar to that of Figure 5 with an additive layer 80 disposed on the inner surface of the socket 84 around a load 88,
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but without inserting the textile material or the thin paper
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intermediate which separates the charge from the layer 80. In this case, the layer 80 has a thickness over its entire length.
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uniform. ,, j, jµ Zen non-limiting examples below that relate to, ', Ô)] / various forms of cartridges with projectile according to the invention, for r'use in a 37 mmg anti-tank gun, the barrel of which is chromium steel and the propellant a double base powder containing nitroglycerin, having
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i 4ti, a calorific index of 1150 calories.
The charge weighs 220 f.n and it is arranged in strips each having 225 x 12 x 0.65 mm The cases and cartridges have in all the figures of the
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drawing a length of 250 mm.
The cartridge shown in FIG. 7 comprises a socket 100, a load 104 formed by linked bands
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together by a coil bead and a layer 110 of powdered vanadium pentoxide dispersed in an alkyda resin paint which e.'l, applied to the upper part of the inner wall of the cartridge case. Vanadium pentoxide is 60% by weight of this layer. The thickness of the layer is 0.5 mm for a length of 50 mm and the weight is 3 g.
For the cartridge indicated in FIG. 8, aluminum fluoride or another first substance is used, for example, which is contained in the bag 114 placed inside the bag 118 of textile material. The reduction in wear that this cartridge produces is not as important
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than that obtained with the cartridge of Figure 7, probably because the additive does not completely surround the load.
The cartridge shown in Figure 9 comprises a
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sleeve 120, powder strips 124 linked by a cord 128r
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and an additive layer 132. The first substance, for example "powdered aluminum fluoride (A1'.g0) is contained; ,, I <: in a ring of plastic material, for example of polyethyl & nf
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placed at the upper end of the cartridge case .. ',;:
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In this variant of the invention the layer of the additive is relatively thick and short. The increase in the cross-section of this layer allows the pressbn of the gases from bzz ...., 1 'easily drive the product from the sleeve into the 1 barrel.
1 '], # ,,, The cartridge indicated in figure 10 is slightly' i # 1 Identical to that of figure 7 however the pentoxide of µ¯) vanadium 135 is not dispersed in a resin paint il) / alkyd, but S'3xed to the inner side of the sleeve with an inorganic adhesive.
The cartridge shown in Figure 11 includes.! ' a socket 134-. a load 138 contained in the sachet of, 11 textile and a rV8tement> 2 on the upper part of the .j; ¯, ¯ load; this coating extends down 10 cm from zij lt.>% i> of the top and it is formed by a cellulose lacquer containing ... t.4 "ilc 70 of vanadium pentoxide. The weight of the coating is increase:, 1 to 50 mg per am. bzz The antouche ñdecided in, figure 12 comprises a,} i,
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sleeve 146, a load 150 and a length of textile material. 1}
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154 which surrounds the upper part of the bands of powder -,.: T, '"': to form a layer which contains the two substances.
The length E4ii of the textile material thus coated with a paint \ 'J;' , i 158 of aJ.1Q'de resin contains aluminum fluoride in, i i yi>., powder in an amount of about 60% by weight of the dried layer. 1 Eli The length of the liner 154 extends down 10 om bzz from the top of the propellant charge. The weight of this,) 1. '(:! t "
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'thread
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layer is 70 mg / cm2 .. Çi> 1 + Tests were carried out with an automatic gun of = y
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20 mm in which usual cartridges and cartridges containing the various modifications of the first substance mechanically mixed and dispersed in
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all of the powder. The powder used is a nitrocellulose 7-hole powder and the total filler weight is 37 g.
The initial speed at the mouth is 840 m / ¯f second and each test comprises two series of shots each comprising 25 shots. The barrel wears a shirt and a grooved part. After firing, this shirt is removed and its wear is measured by weighing,
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<tb>
<tb> First <SEP> substance <SEP> Reduction <SEP> of <SEP> weight <SEP> Wear <SEP> in <SEP>% <SEP>
<tb>
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###. ###. # ----- ± 1-b5 ----- ..
None 131.6 100 1 AlF 9595 72 1% Alp 3 * 3H2O 1419 11 1 µ Kg Ti F6 80.1 60
The first substance can be placed in the socket in a manner other than that described above; one can for example enclose it in a thin sheet of the propellant charge containing the first substance or one can
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apply as a layer on cellulot or similar sheet.
The table below shows the different arrangements
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E for the first and second substance using a 37mm barrel as well as reducing the wear of a removable liner according to tests similar to those described above.
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First Arrangement Wear in% the substance arrangement Wear in%: '
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<tb>
<tb> Wear <SEP> without additive <SEP>
<tb> being <SEP> allowed <SEP> to <SEP> 100 <SEP>% <SEP>
<tb>
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Alh3. 3Eg0 Placed in a 20% load sheet
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<tb>
<tb> surrounding <SEP> the <SEP> propellant <SEP> charge. <SEP>, <SEP>
<tb> Thickness <SEP> 0.8 <SEP> mm <SEP> and <SEP> containing <SEP> 25%
<tb>
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by weight of hl'3. 3H20 1 ..
Cr F5 Contained in an entire sheet 20%
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<tb>
<tb> rant <SEP> the <SEP> loads <SEP> and <SEP> formed <SEP> by <SEP> lt
<tb> product <SEP> of <SEP> load, <SEP> Thickness <SEP> 0.8
<tb> mm <SEP> and <SEP> containing <SEP> 20% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP>
<tb>
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CrF3 Ho 05 Mo 07 dispersed in varnish 35 su 3 ("Ferbo-Laok") applied to a sheet of cellulotde 0.15 μ '
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<tb>
<tb> mm <SEP> thick <SEP> wrapped <SEP> around
<tb> from <SEP> the <SEP> load.
<tb> id. <SEP> Length <SEP> of <SEP> the <SEP> layer <SEP> 10 <SEP> cm, <SEP> 6 <SEP> g <SEP> 35 <SEP>% <SEP>
<tb>
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of Mo ^ 5 applied to the sheet., NaaUO4 Na Tu 0 applied in one layer 659, xagTuo, x 0.15 mm sheet on 0.15 mm sheet -.
coiled cellulot thickness
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<tb>
<tb> around <SEP> of <SEP> the <SEP> load. <SEP> Length <SEP> of
<tb> the <SEP> layer <SEP> 10 <SEP> cm.
<tb>
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Or '1z Cellulose lacquer applied on 40 96 7 "
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<tb>
<tb> the <SEP> internal <SEP> surface <SEP> of <SEP> the <SEP> socket
<tb> and <SEP> containing <SEP> 25 <SEP> g / cm2 <SEP> (approxima-
<tb>
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tively 70%) of CrF3 'The length of the plaster is 5 or.
NagB, 0 Dispensed powdery state in '' 't; Na2B402 Dispersed in powder form in 75% '; the load at a rate of 2.5% in 'l ¯; 1' <
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<tb>
<tb> weight <SEP> of <SEP> the <SEP> propellant <SEP> load
<tb>
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'f'. ' Or (110), In powder dispersed throughout 50 i y '' 3 3 of the filler in an amount of 1.2% ,, i., By weight thereof. . 'j;
,,
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<tb>
<tb> Tu <SEP> 0 <SEP> Contains <SEP> in <SEP> a <SEP> layer <SEP> of <SEP> paraf- <SEP> Less <SEP> of <SEP> 5 <SEP>% < SEP>. <SEP>
<tb> fine <SEP> deposited <SEP> on <SEP> inside <SEP> of <SEP> the
<tb> socket. <SEP> Length <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> thickness
<tb>
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z 5 mm and containing 50% by weight.,.
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<tb>
<tb> of <SEP> TuO2, <SEP> well <SEP> that <SEP> 50-70 <SEP>% <SEP> give
<tb> Also <SEP> of <SEP> good <SEP> results. <SEP> On
<tb>
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can also use Ifb20c ::
with 'i,' the same good result .; ' "",. . <. ..,,
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<tb>
<tb> Zn <SEP> 0 <SEP> Content <SEP> in <SEP> a <SEP> layer <SEP> of <SEP> para ± - <SEP> less <SEP> of <SEP> 5 <SEP>% <SEP> / <SEP>) <SEP>
<tb> fine <SEP> filed <SEP> to <SEP> inside <SEP> of <SEP> the
<tb> socket. <SEP> Length <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> thickness
<tb> 0.5 <SEP> mm, <SEP> containing <SEP> 40 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight
<tb> of <SEP> ZnO <SEP> and <SEP> 60 <SEP>% <SEP> / <SEP> of <SEP> wax.
<tb>
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<tb>
<tb>
Zn <SEP> Content <SEP> in <SEP> a <SEP> layer <SEP> of <SEP> paraf- <SEP> monk <SEP> of <SEP> 5 <SEP>%
<tb> fine, <SEP> like <SEP> in <SEP> example <SEP> with
<tb> TuO2 <SEP> and <SEP> ZnO, <SEP> but <SEP> with <SEP> 67 <SEP>% <SEP> in
<tb> weight <SEP> of <SEP> Zn <SEP> and <SEP> 33 <SEP>% <SEP> of <SEP> weight <SEP> of
<tb> wax.
<tb>
Ta2O5 <SEP> Content <SEP> in <SEP> a <SEP> layer <SEP> of <SEP> paraf- <SEP> minus <SEP> of <SEP>
<tb> fine <SEP> filed <SEP> to <SEP> inside <SEP> of <SEP> the
<tb> socket. <SEP> Length <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> thickness
<tb> 0.5 <SEP> mm. <SEP> Rate <SEP> of <SEP> 50 <SEP> of <SEP> Ta2O5
<tb> Ti <SEP> O2 <SEP> Content <SEP> in <SEP> a <SEP> layer <SEP> of <SEP> pare.:- <SEP> less <SEP> of <SEP> 5 <SEP> %
<tb> fine <SEP> filed <SEP> to <SEP> inside <SEP> of <SEP> the
<tb> socket. <SEP> Length <SEP> 50 <SEP> mm, <SEP> thickness
<tb> 0, <SEP> 5 <SEP> mm <SEP> Rate <SEP> of <SEP> TiO2 <SEP> 50 <SEP>% <SEP> in <SEP> weight.
<tb>
The following arrangement of the first and second substance in a cartridge of a 75mm barrel reduces the wear of the steel barrel by up to 10% of the previous value, i.e. a reduction of 90% is obtained.
The length of the fabric coated with paraffin wax having a melting point of 70 C is wound on the front 3/4 of a usual metal sleeve containing a powder with a double base of nitrocellulose and nitroglycerin. Powdered tungsten oxide is dispersed in the wax and this forms 50% by weight of the mixture of wax and tungsten oxide, the weight of the coated textile material being 3% by weight of the filler. . Similar tests are carried out with substantially as good results when TiO2 is used instead of TuO3, taken in the same amounts.
Similar tests giving equally good results (wear less than 10%) are carried out with a mixture of 40% by weight of ZnO and 60% by weight of wax and possibly 67% by weight of Zn and 33 % by weight of wax.
Other products that can form the first substance are zirconium oxide ZrO2 and double oxide of sodium and molybdenum (Na2 Mo O4).
The first substance reduces barrel wear further from the chamber than the second substances. In addition, the second cooling substance can cooperate
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with the first substance producing a more favorable environment, from a physical and chemical point of view, for the formation of an efficient temperature and a layer resistant to 7. ' erosion. Thus a cartridge comprising the two substances exhibits less wear on the barrel than a cartridge which contains only one of these substances.
Although it is preferred to use the first and second substance together in a single additive layer, as described above, it is also possible to achieve a substantial decrease in barrel wear by individually using one or more. the other of these substances. According to Figures 1 to 12, the second substance can be used alone and placed in a socket as shown and described for the various additive layers according to the positions and arrangements provided. The relative amount of the second substance already mentioned should be between about 0.5 and 30% by weight of the filler for all the usual powders.
Tests with 37 mm cartridges described above without metal compounds forming the first substance were also carried out. The best results are obtained with a layer of paraffin on the inner wall of the sleeve; this layer has a length of 50 mm and a thickness of 0.6 mm; its total weight is 3.5 gr. and the melting point of the wax is 50 C.
The wear produced by such a cartridge is only 5%, i.e. a reduction of 95% is obtained * With an alkyd resin paint that does not contain vanadium pentoxide particles, the wear is 30%, which corresponds to a reduction of 70%; with a cellulose lacquer corresponding to figure 11, the wear is 50% and with a length of textile material coated with alkyd resin according to figure 12, the wear is 30
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To facilitate the application it is preferable to disperse the first substance in the powder charge, when it is used alone, or to place a quantity of this substance at the top of the bands forming the charge to allow it to migrate in the space included between the bands.
The amount of the first substance to be used for its individual application is the same as that used in combination with a second substance.