BR112019012010B1 - Método e lançador para lançamento de um projétil - Google Patents

Abstract

A invenção refere-se a um método para lançamento de um projétil e a um lançador compreendendo um tambor (1) que acomoda a. um projétil (2); b. um motor de foguete (13) na extremidade traseira do projétil (2) compreendendo um primeiro compartimento contendo um primeiro propelente; c. uma contramassa (3) na extremidade traseira do tambor (1); e d. um segundo compartimento entre o motor de foguete (13) e a contramassa (3) contendo um segundo propelente, no qual referidos primeiro e segundo compartimentos formam uma câmara de alta pressão (6) subsequente ao disparo do projétil (2).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método para lançamento de um projétil de um lançador, e a um lançador como tal que acomoda os componentes conforme especificado abaixo.

Antecedentes DA invenção

[002] Um número de métodos para disparo de um projétil de armas de suporte disparadas de ombro são conhecidos na técnica, por exemplo, lançadores impulsionados por foguete, entre outros, lançadores de jato posterior de recuo, ou operação de lançadores de acordo com o princípio de Davis-Gun envolvendo uma contramassa. Considerando que estes métodos envolvem vários benefícios, eles também têm um impacto negativo em outros parâmetros, tal como alta pressão acústica, e necessita de tambores mais longos e armas mais pesadas. Como um exemplo, é difícil alcançar uma combinação de alta velocidade do projétil e uma baixa pressão acústica. O lançamento de foguete geralmente resulta em baixa tensão causada pela aceleração, níveis de pressão acústica operáveis, mas baixas velocidades do projétil. Este princípio é revelado em, por exemplo, RU2349857, relacionado a um método de lançamento de uma granada envolvendo um impulso de motor de foguete. O princípio de Davis-Gun resulta em alta tensão, baixa pressão acústica, e necessita de passagem mais longa para a contramassa no tambor. Por este motivo, um tambor mais longo e contramassa mais pesada podem ser demandados, resultando em soluções menos adaptadas ao usuário. Lançadores de jato posterior de recuo tipicamente têm baixos pesos, resultando em altas velocidades do projétil, mas alta tensão e pressão acústica muito alta. A presente invenção tenciona aliviar os problemas dos métodos de lançamento acima. Em particular, a presente invenção tenciona proporcionar um novo método de lançamento que aperfeiçoa a aceleração do tambor. Um objetivo adicional da invenção é acelerar ou pelo menos reter a velocidade de um projétil em sua trajetória por um período mais longo de tempo. Um objetivo adicional da invenção é reduzir a tensão no tambor. Ainda um outro objetivo da invenção é utilizar mais do comprimento do tambor para aceleração do projétil e, desse modo, aumentar a velocidade do projétil na fase balística interna.

A invenção

[003] A presente invenção refere-se a um método para lançamento de um projétil de um tambor que acomoda a. um projétil; b. um motor de foguete na extremidade traseira do projétil compreendendo um primeiro compartimento contendo um primeiro propelente; c. uma contramassa na extremidade traseira do tambor; e d. um segundo compartimento entre o motor de foguete e a contramassa contendo um segundo propelente, no qual referidos primeiro e segundo compartimentos formam uma câmara de alta pressão subsequente ao disparo do projétil; i) no qual gases de combustão que se originam dos propelentes contidos nos referidos primeiro e segundo compartimentos na referida câmara de alta pressão aceleram o projétil na direção de disparo e a contramassa na direção oposta em direção a uma culatra; e ii) no qual a pressão na câmara de alta pressão cai no segundo compartimento a um nível abaixo da pressão no primeiro compartimento quando a contramassa deixa o tambor; e iii) no qual referido primeiro compartimento retém substancialmente a alta pressão originalmente formada, de preferência, variando de 20 MPa a 60 MPa por meio de uma abertura de referido primeiro compartimento, de preferência, um bocal, delimitando a exaustão de gases a partir do primeiro compartimento para o segundo compartimento, desse modo, capacitando aceleração continuada do projétil após a contramassa ter saído do tambor.

[004] Pela expressão "mantém substancialmente a alta pressão originalmente formada antes da contramassa ter deixado o tambor" é significativo a pressão é mantida na alta pressão formada, ou a um nível levemente abaixo da pressão mais alta obtida na câmara de alta pressão, de preferência, pelo menos 60%, ou pelo menos 80%, ou, mais de preferência, pelo menos 90% da alta pressão originalmente formada.

[005] De acordo com uma concretização, é para ser compreendido que o método de lançamento do projétil compreende o disparo do projétil.

[006] Verificou-se que lançamento, em particular, aceleração, de um projétil é consideravelmente aperfeiçoado por combinação dos princípios de Davis-Gun e os princípios de aceleração impulsionada por foguete, de acordo com a presente invenção.

[007] De acordo com uma concretização, o motor de foguete, tipicamente um motor de foguete de lançamento convencional, compreende uma abertura tal como um bocal para exaustão dos gases queimados a partir do primeiro compartimento. O bocal pode tomar quaisquer formas e dimensões adequadas, dependendo das demandas balísticas, por exemplo, conforme adicionalmente revelado no EP 1 337 750. De acordo com uma concretização, a abertura é um bocal de anel, de preferência, disposto no referido primeiro compartimento encerrando referido primeiro propelente. O bocal pode, de preferência, ser de um tipo em forma de sino ou em forma de cone. De preferência, pode existir qualquer número de bocais, considerando- se que a área de garganta combinada é adequada. De preferência, a câmara de alta pressão pode permitir um grande fator de expansão, mas pode ser limitado pelo diâmetro do tubo de lançamento, e necessita de uma grande garganta para permitir um alto fluxo de massa.

[008] De acordo com uma concretização, para aumentar um momento do projétil de 125 Ns, com um propelente com um Isp=2100 Ns/kg, aproximadamente 60 g de propelente pode ser necessário. O fluxo de massa médio requerido para um tempo de ação de 5ms é então 12 kg/s. Com uma velocidade característica assumida c* = 1520 MIS para o propelente, e uma pressão de câmara média de 40 MPa, o bocal terá um diâmetro de garganta de 24 mm. O técnico no assunto dependeria que o desempenho desejado seja capaz de selecionar parâmetros tais como propelente, pressão, fluxo de massa, etc, e a deste design de informação, qualquer bocal adequado. De acordo com uma concretização, o diâmetro da garganta de uma abertura, tal como um bocal, varia de 10 a 35 mm, por exemplo, de 20 a 30 mm.

[009] Quando os primeiro e segundo propelentes são iniciados, de preferência, por um sistema de ignição convencional, a pressão do gás se eleva de modo a formar uma câmara de alta pressão. O projétil e a contramassa são, desse modo, acelerados pelos gases de combustão que se originam dos primeiro e segundo propelentes.

[0010] De acordo com uma concretização, uma porção dos gases propelentes é evacuada a partir da câmara de alta pressão através de canais de gás, por exemplo, canais de sobrefluxo adaptados. Tais canais de gás podem regular a pressão desenvolvida na câmara de alta pressão que acelera a contramassa e o projétil. De acordo com uma concretização, uma câmara de alta pressão está em comunicação com a câmara de alta pressão, via canais de gás, de modo que os gases de combustão podem ser ventilados e conduzidos conforme adicionalmente revelado no EP1470382. Tal concretização pode equilibrar a pressão na câmara de alta pressão e a aceleração de contramassa e projétil. A balística interna pode também ser controlada por, por exemplo, a quantidade de propelente, seleção de propelente, e taxa de combustão do propelente.

[0011] De acordo com uma concretização, um ou vários detonadores para detonação dos propelentes são proporcionados. De preferência, o propelente no primeiro compartimento é iniciado subsequente à iniciação do propelente no segundo compartimento.

[0012] De acordo com uma concretização, a densidade da contramassa varia de 2 kg/dm3 a 6 kg/dm3, de preferência, 4 kg/dm3 a 5 kg/dm3.

[0013] De acordo com uma concretização, uma caixa de cartucho se estende coaxialmente no interior do tambor a partir da extremidade traseira do projétil para a extremidade traseira da contramassa ao longo, ou substancialmente ao longo do diâmetro interno do tambor. De acordo com uma concretização, a ação da caixa de cartucho que encerra a contramassa é dividida em uma seção frontal e uma seção traseira. De preferência, a seção traseira tem uma construção mais fraca do que a seção frontal para proporcionar uma distribuição de resistência otimizada.

[0014] De acordo com uma concretização, a seção frontal do recipiente de é provida com estrias para criar dutos entre a extremidade frontal da seção frontal e a extremidade frontal da seção traseira. De acordo com uma concretização, as estriras são dispostas ao redor da seção frontal em uma direção longitudinal e, de preferência, uniformemente distribuídas ao redor da seção frontal. De acordo com uma concretização, a contramassa é formável, tal como um material sólido de partículas de um tamanho adequado. De acordo com uma concretização, a contramassa é um material sólido, tal como granalha, por exemplo, uma granalha de metal, tal como granalha de aço e/ou granalha de alumínio. Exemplos de outros materiais sólidos incluem materiais plásticos, tais como esferas plásticas. De preferência, o tamanho de partícula de, por exemplo, granalhas e/ou esferas, varia de 20pm a 250pm, mais de preferência, de 50pm a 100pm.

[0015] Quando a contramassa sai do tambor, uma queda de pressão ocorre nos primeiro e segundo compartimentos que formam a câmara de alta pressão. Devido à combustão de propelente no primeiro compartimento e à abertura que delimita a exaustão de gases queimados a partir do primeiro compartimento, uma pressão, conforme aqui especificada, é mantida no primeiro compartimento.

[0016] De acordo com uma concretização, a pressão nos primeiro e segundo compartimentos antes da contramassa ter deixado o tambor é na faixa de 20 MPa a 90 MPa, de preferência, de 50 MPa a 70 MPa.

[0017] De acordo com uma concretização, a pressão no primeiro compartimento após a contramassa ter deixado o tambor é na faixa de 20 MPa to 90 MPa, por exemplo, de 30 MPa a 60MPa, de preferência, de 30 MPa a 50 MPa.

[0018] De acordo com uma concretização, a pressão no segundo compartimento após a contramassa ter deixado o tambor é na faixa de 1 MPa a 10 MPa, de preferência, de 1 MPa a 5 MPa.

[0019] De acordo com uma concretização, o primeiro propelente é, de preferência, de uma forma de queima neutra e propelente de base dupla de alta energia, de preferência, com uma trama que torna um tempo de queima de 3ms a 8ms. Tipicamente, a taxa de queima e a demanda para baixo fluxo de massa na saída do cano limitará a quantidade de impulso dada nesta fase. De acordo com uma concretização, o segundo propelente pode ser de uma forma de queima neutra e propelente de base dupla de alta energia, de preferência, com uma trama que torna um tempo de queima de 2ms a 5ms. Esta carga pode, de preferência, ser levemente progressiva para aperfeiçoar a eficiência total do sistema. De preferência, esta carga conterá uma parte maior da energia de impulso total fornecida na fase de lançamento.

[0020] De acordo com uma concretização, a resistência do tambor deve suportar uma sobrepressão interna na faixa de 5 MPa a 15 MPa.

[0021] De acordo com uma concretização, pela seleção apropriada de propelente, espessura e tamanho de partícula do propelente, seção menor da abertura, de preferência, o bocal, e volume do primeiro compartimento, o projétil pode ser acelerado em uma maneira desejada durante a porção remanescente do tambor mais, de preferência, se uma caixa de cartucho é disposta no interior do tambor, o comprimento da caixa de cartucho que então funciona como uma porção estendida do tambor. De preferência, isto é capacitado por meio de uma vedação entre tal caixa de cartucho e o tambor na parte mais traseira da caixa de cartucho.

[0022] De acordo com uma concretização, a caixa de cartucho encerra radialmente os componentes a) a d).

[0023] De acordo com uma concretização, um motor aéreo, tipicamente um motor de foguete de trajetória, pode ser integrado no projétil na frente do motor de foguete, por exemplo, conforme revelado no EP 1 337 750, que pode ser usado durante a fase de balística externa. O motor aéreo pode ser usado como um propulsor, ou como um sustentados para estender a trajetória do projétil. De preferência, uma membrana ou outra barreira é disposta entre o motor de foguete de lançamento e o motor aéreo para assegurar que a ignição do motor aéreo seja retardada por razões de segurança. De modo a impedir que o artilheiro seja prejudicado pela ignição de um motor de foguete de trajetória após o projétil ter deixado o tambor, um certo tempo de retardo é provido antes do motor aéreo ser acionado. De acordo com uma concretização, um foguete de multiestágio com uma pluralidade de sucessivos motores de foguete dispostos um após o outro, podem ser providos. De acordo com uma concretização, cada motor de foguete em uma sequência de ignição depende de ser iniciado em conjunto com uma queima do motor de foguete precedente, via um sistema de ignição sequencial.

[0024] De acordo com uma concretização, um terceiro compartimento compreendendo um terceiro propelente é disposto no motor aéreo. De preferência, o terceiro propelente é acionado na fase de balística esterna após 0,05 a 0,2 segundo. De preferência, o tempo de queima para o terceiro propelente varia de 1 a 1,5 segundo. Por meio de um motor sustentador aéreo, a velocidade do projétil pode ser mantida e retardo pode ser reduzido. A sensibilidade contra vento pode ser compensada por meio do motor sustentador.

[0025] A presente invenção também refere-se a um lançador compreendendo um tambor que acomoda a. um projétil; b. um motor de foguete na extremidade traseira do projétil compreendendo um primeiro compartimento contendo um primeiro propelente; c. uma contramassa na extremidade traseira do tambor; e d. um segundo compartimento entre o motor de foguete e a contramassa contendo um segundo propelente, no qual referidos primeiro e segundo compartimentos formam uma câmara de alta pressão subsequente ao disparo do projétil; De acordo com uma concretização, referido segundo compartimento está em comunicação com referido primeiro compartimento subsequente à formação de uma câmara de alta pressão após disparo.

[0026] De acordo com uma concretização, uma banda de acionamento está posicionada entre a seção mais traseira da caixa de cartucho e o tambor. Desse modo, o comprimento total do tambor torna-se disponível para aceleração. À medida que a caixa de cartucho é acelerada subsequente ao disparo, a banda de acionamento acompanha a caixa de cartucho no interior do tambor.

[0027] De acordo com uma concretização, meios para fixação da contramassa, de preferência, um disco, pino, ou membrana, é disposto na seção mais traseira da contramassa, que, de preferência, também fixa os componentes adicionais no interior da caixa de cartucho incluindo o projétil. Em vista disto, somente um mecanismo de liberação é necessitado para trazer a contramassa e projétil em movimento. De acordo com uma concretização, a contramassa e o projétil são liberados simultaneamente ou substancialmente simultaneamente à medida que a fixação da caixa de cartucho ao tambor é rompida, pelo que uma aceleração equilibrada do projétil e da contramassa é obtida. Forças de recuo são também amortecidas devido ao mecanismo de liberação estável proporcionado.

[0028] A invenção também refere-se a uma arma sem recuo, no qual a arma é uma arma de suporte, por exemplo, arma de disparo no ombro, arma manual, arma montada em plataforma, ou uma arma independente.

Breve descrição dos desenhos

[0029] A Figura la ilustra um tambor que acomoda um projétil e a contramassa.

[0030] A Figura 1 b ilustra um arranjo convencional em um tambor que acomoda a contramassa e um projétil.

[0031] As Figuras 2a e 2b ilustram um projétil com uma caixa de cartucho com aletas envolvidas ao redor na posição desdobrada.

[0032] A Figura 3a ilustra um tambor que acomoda um motor de foguete em que um primeiro compartimento é disposto.

[0033] As Figuras 3a-d ilustram subfases diferentes durante a fase balística interna.

[0034] A Figura 4 mostra um tambor que acomoda um projétil em tandem.

[0035] A Figura 5 ilustra um tambor que acomoda um motor aéreo

[0036] em que um terceiro propelente é encerrado.

Descrição dos desenhos

[0037] A Figura 1 a ilustra um tambor 1 que acomoda um projétil (tandem Shell) 2 e uma contramassa 3 na extremidade traseira do tambor 1. Na Figura 1 a, também uma caixa de propelente 4 é mostrada próxima à contramassa 3. Uma caixa de cartucho 8 é mostrada resistindo à formação de pressão na formação da câmara de alta pressão 6. O tambor 1 pode, em seguida, ser menos rigorosamente desenhado, mas necessita resistir à pressão remanescente no ponto no tempo do projétil 2 e a caixa de cartucho 8 que estão deixando o tambor 1.

[0038] A caixa de cartucho 8 está circundadando as partes acomodadas no tambor 1 estendendo-se a partir da extremidade traseira do projétil 2 para a parte traseira da contramassa 3. Uma banda de acionamento 5 é disposta na seção mais traseira do tambor que contribui para a formação de uma câmara de alta pressão 6 entre o projétil 2 e a caixa de cartucho 8. À medida que a banda de acionamento 5 é fixada à caixa de cartucho 8 na extremidade traseira desta, a distância que ela desloca é igual ao comprimento do tambor 1, neste caso particular, 980 mm. A contramassa 3 consiste em granalha de Aço com um peso total de 1 a 4 kg. Meio 7 que fixa a contramassa 3 é disposto na extremidade traseira da caixa de cartucho 8.

[0039] A Figura 1 b ilustra um arranjo convencional em um tambor 1 que acomoda uma contramassa 3 e um projétil 2. Conforme oposto ao arranjo na Figura 1a, a banda de acionamento 5 é disposta na parte traseira do projétil 2, pelo que a distância que ele desloca é somente 430 mm no mesmo tambor 1, isto é, menos do que metade da banda de acionamento 5 na Figura 1a.

[0040] As Figuras 2a e 2b mostram um projétil 2 com uma caixa de cartucho 8 com aletas ao redor envolvidas 12 em uma posição desdobrada, vista de trás e de lado respectivamente. A caixa de cartucho 8 é a mesma como na Figura 1a. A caixa de cartucho 8 no interior do tambor 1 é provida com aletas ao redor envolvidas 12 em sua seção mais traseira. A caixa de cartucho 8 pode, desse modo, funcionar como um retentor de aletas 12 ao qual as aletas 12 são fixadas.

[0041] A Figura 3a mostra um tambor 1 que acomoda um motor de foguete 13 em que um primeiro compartimento 6" contendo um primeiro propelente 10 é disposto entre um projétil 2 e uma contramassa 3 em uma caixa de cartucho 8. Um segundo propelente 11 é encerrado em uma caixa do segundo propelente 4. O segundo propelente 11 está em comunicação com o primeiro propelente 10 subsequente ao disparo, visto que uma tampa de separação do segundo propelente é queimada e eliminada. O propelente 10 no primeiro compartimento, tipicamente um propelente de foguete, é acionado subsequente ao acionamento, via o segundo propelente 11.

[0042] As Figuras 3a-d ilustram subfases diferentes durante a fase balística interna. Na Figura 3a, antes do acionamento do propelente, a contramassa 3 está na extremidade traseira do tambor 1, e todos os outros componentes estão posicionados próximos a um outro próximo à contramassa 3. Na Figura 3b, a contramassa 3 e o projétil 2 se deslocam no interior do tambor 1. A contramassa 3 está ainda parcialmente no interior do tambor 1, pelo que a pressão balística interna é mantida na câmara de alta pressão 6 composta dos compartimentos 6' e 6". Na Figura 3c, a contramassa 3 sai do tambor 1. A fase do motor de foguete foi iniciada. A pressão caiu consideravelmente no segundo compartimento 6', pelo que uma sobrepressão é ainda mantida no primeiro compartimento 6" devido ao propelente queimado no motor de foguete e um bocal do motor de foguete que restringe a exaustão do propelente queimado. Na Figura 3d, a parte traseira da caixa de cartucho 8 está sobre para deixar o tambor 1. O propelente deve ter sido queimado antes ao ponto de tempo que o projétil 2 deixa o tambor 1 por razões de segurança do operador.

[0043] A Figura 4 mostra um tambor 1 que acomoda um projétil em tandem 2 equipado com um motor de foguete de lançamento 13 formado com um desenho de bocal de anel.

[0044] A Figura 5 ilustra um tambor 1 que acomoda um motor aéreo 14 em que um terceiro propelente 15 é encerrado. Um projétil alternativo 2 é ilustrado. O motor aéreo 14 está posicionado na fronte do motor de foguete de lançamento 13 (na Figura 4) na extremidade traseira do projétil 2. O motor aéreo 14 é acionado por uma sequência de acionamento conectada ao motor de foguete 13.

[0045] A invenção sendo, desse modo, descrita, será óbvio que a mesma pode ser variada em muitos modos. Tais variações não são para serem relacionadas como uma fuga do espírito e escopo da presente invenção, e todas tais modificações seriam óbvias a um técnico no assunto que são previstas para serem incluídas dentro do escopo das reivindicações.

Claims (9)

1. Método para lançamento de um projétil (2) de um tambor (1) acomodando: a. um projétil (2); b. um motor de foguete (13) na extremidade traseira do projétil (2) compreendendo um primeiro compartimento (6") contendo um primeiro propelente (10); c. uma contramassa (3) na extremidade traseira do tambor (1); e d. um segundo compartimento (6') entre o motor de foguete (13) e a contramassa (3) contendo um segundo propelente (11), no qual referidos primeiro e segundo compartimentos (6",6') formam uma câmara de alta pressão (6) subsequente ao disparo do projétil (2); em que uma caixa de cartucho (8) envolve radialmente os componentes a) a d), caracterizada pelo fato de uma vedação por pressão ser fornecida entre a caixa de cartucho (8) e o tambor (1) na parte mais traseira da caixa de cartucho (8), i) no qual gases de combustão que se originam dos propelentes contidos nos referidos primeiro e segundo compartimentos (6",6') na referida câmara de alta pressão (6) aceleram o projétil (2) na direção de disparo, e a contramassa (3) na direção oposta em direção a uma culatra; e ii) no qual a pressão na câmara de alta pressão (6) cai no segundo compartimento (6’) a um nível abaixo da pressão no primeiro compartimento (6”) quando a contramassa (3) deixa o tambor (1); e iii) no qual referido primeiro compartimento (6”) mantém substancialmente a pressão originalmente formada por meio de uma abertura de referido primeiro compartimento (6”) que delimita a exaustão de gases a partir do primeiro compartimento (6”) para o segundo compartimento, desse modo, capacitando a aceleração continuada do projétil (2) após a contramassa (3) ter saído do tambor (1).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a contramassa (3) é uma granalha de metal.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a abertura é um bocal.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a abertura é um bocal de anel.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que um motor aéreo (14) é integrado no projétil (2) na frente do motor de foguete (13).

6. Lançador, compreendendo um tambor (1) acomodando: a. um projétil (2); b. um motor de foguete (13) na extremidade traseira do projétil (2) compreendendo um primeiro compartimento contendo um primeiro propelente; c. uma contramassa (3) na extremidade traseira do tambor (1); e d. um segundo compartimento (6’) entre o motor de foguete (13) e a contramassa (3) contendo um segundo propelente (11), no qual referidos primeiro e segundo compartimentos (6”, 6’) formam uma câmara de alta pressão (6) subsequente ao disparo do projétil (2); em que uma caixa de cartucho é disposta dentro do tambor que se estende da extremidade traseira do projétil para a parte traseira da contramassa, caracterizada pelo fato de uma banda de acionamento (5) ser posicionada entre a seção mais traseira da caixa de cartucho (8) e o tambor (1).

7. Lançador, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que meio (7) para fixação da contramassa (3) é disposto na extremidade traseira da caixa de cartucho (8).

8. Lançador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos três compartimentos para propelentes são dispostos entre a extremidade traseira do projétil (2) e a contramassa (3).

9. Lançador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada pelo fato de que o lançador é uma arma manual, arma montada em plataforma, ou uma arma independente.