CN101501439A - 生产高速炮弹的推进剂装料的方法、根据该方法生产的推进剂装料以及用于该方法的杆状推进剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生产多孔杆状推进剂的推进剂装料(2)的方法，该多孔杆状的推进剂具有用于高速次口径穿甲弹(3)的最大装料量，该高速次口径穿甲弹设置有诸如6到8个的固定稳定翼(5－10)。本发明还涉及为达到此目的的多孔杆状的推进剂(11－12)，以及根据该方法、用多孔杆状的推进剂生产的推进剂装料。

Description

生产高速炮弹的推进剂装料的方法、根据该方法生产的推进剂装料以及用于该方法的杆状推进剂

【技术领域】

本发明涉及使得弹药筒填装有最大可能量的多孔推进剂杆的方法，该多孔推进剂杆设置在弹药筒的纵向上，在弹药筒型次口径箭形炮弹弹药中，组成箭形炮弹的后部具有伸入形成完整射弹部分的弹药筒的多个固定稳定翼，优选为6到8个。

本发明也涉及横穿至其纵向并用于生产次口径翼稳定箭形炮弹的方法的多孔杆状的推进剂。该箭形炮弹具有多个固定稳定翼，优选为6到8个。

本发明还涉及根据任一所述方法生产的多孔杆状的推进剂的推进剂装料。

【背景技术】

高速次口径翼稳定炮弹主要应用于反击敌方坦克的坦克炮中，且当袭击目标时，这些炮弹的穿甲能力取决于炮弹的速度。由于到达目标的炮弹速度随其从炮筒发射而离开的炮口速度而变化，因此当炮弹离开炮筒时，必须将最大可能炮口速度赋予炮弹。随之，这就需要具有极高能量的推进剂装料，然而同时，推进剂装料必须具有这样的特性，即在炮弹通过炮筒期间，在炮筒中燃烧推进剂装料，而不至于产生超过炮筒最大容许值的炮筒压力。

限制了推进剂的量，并因此间接限制了用来加速现有炮筒式武器中的炮弹的能量的量之因素通常为炮筒中推进剂装料可用装填空间的容积。老式坦克炮在设计时，具有其各自适应于推进剂装料几何形状的装填空间。从弹道学角度出发，通常将推进剂装料的最优量并入此设计中。提高这些老式炮弹性能的可行方法可能集中在更高能量推进剂的使用上，由此增加可用装填空间的能量，或集中在增加推进剂装料的密度，也就是炮弹的单位体积能量上，或者集中在这两者上。但是，后一种途径绝不能以这样的方法实现，也就是中断燃烧推进剂装料，以致从纯粹的弹道学观点来看其不再是最佳的。推进剂装料绝不能比推进剂装料所允许的进展性更紧密。

在此之前，用于诸如坦克炮及其它大炮的大口径炮筒式武器的推进剂装料通常都是由自由布置的有限尺寸的推进剂颗粒组成，而推进剂颗粒可形成为具有一个以上纵向点火通道或燃烧通道的杆状颗粒推进剂。尽管也可能遇到包括极大数量的更长推进剂杆的推进剂装料，但是，每个推进剂杆设置有大量横向开孔，在沿着这些推进剂杆的内部燃烧通道而发射时，由燃烧通道内部的气压将它们在开孔处分隔为更短小的块，然后，这些块以与管状颗粒推进剂中的燃烧方式相似的方式燃烧。然而，这些推进剂装料类型均含有推进剂颗粒之间或推进剂杆之间的大量空隙。

但是近年来，至少已经开始了更新用于生产所谓的多孔推进剂的旧理念的实验阶段。此类推进剂由设置有极大数量的平行开孔通道的块状、杆状或片状推进剂组成，这些平行开孔通道的内部间隔等于有关化学成分的推进剂将在炮筒式武器中的动压顺序之间燃烧的距离的两倍，在推进剂装料点火后其发射的炮弹所需要的时间长度内，所讨论之推进剂装料施用于该炮筒式武器。本技术领域中的技术人员将两个这样的燃烧通道之间的距离称为推进剂的e尺寸。因此，应当在所有开孔中起爆本发明的多孔推进剂，并且应当将e尺寸选择为尽可能在炮弹到达炮口之前燃烧所有推进剂。

由于现代化学成分的推进剂的e尺寸为0.5mm到大约4mm，而开孔通道应当优选为具有0.3mm到1mm的直径，因此并不是所有的多孔推进剂装料都易于生产。

即使所讨论之产品最近才有限地出现在市面上，但是作为理论构想，多孔杆状的推进剂并不具有新颖性。一些早期发明的实例描述了多孔推进剂的基本原理，但没有给出适用于开口直径和开口间隔的任何更准确的信息，如追溯到1895年的US677,527和GB16,861。因此，即便是在19世纪90年代，一些善于理论思考颇具远见的工程师看来已经认识到多孔推进剂的有利作用。另一方面，我们并未找到已经将此付诸实际应用的任何证据。

在瑞典专利SE-518867(其等效申请为WO-02/083602)中描述了适用于生产多孔杆状的推进剂的方法和装置。多孔推进剂的一般属性为逐渐燃烧，并由此可以产生非常紧密的推进剂装料，从而获得高单位体积装填量和高单位体积能量。

高速次口径穿甲弹通常具有细长的箭头形状并因此相对较长，以便在药筒中形成的大比例炮弹以长度较大比例的长度将伸伸入弹壳弹药筒中，并由此限制可另外用于推进剂可用的药筒壳体中的空间。此外，由于在没有任何固有自转的情况下发射这些炮弹，因此，依靠安装在其后部的固定稳固稳定翅翼在其弹道上对它们进行控制，这些稳固稳定翅翼还进一步限制并将药筒壳体中可利用的空间分隔为多个更小部分。其中，推进剂装料由疏松的、微小颗粒状的推进剂组成，后一种因素并没有呈现出任何严重问题。但是，一旦人们希望使用更大块的多孔杆状的推进剂或呈现为更大块的其它推进剂时，可利用空间的分隔会出现某些问题。因此，尤其是为寻求实现极大装填量时，到处随处包含未使用空间的推进剂装料是不允许的。

在纯粹的通用术语中，多孔推进剂的可用性为生产具有极大装填量的推进剂装料提供了新的机会，但此时就会出现一个问题，即在诸如杆状、片状或管状较大单元中所有推进剂可用空间未被限制。

【发明内容】

本发明的一个重要目的是提供一种用于向弹药筒装填最大可能量的多孔推进剂杆的方法。该多孔推进剂杆设置在弹药筒的纵向上，所述方法基本上减轻并优选消除上述问题。

本发明的另一个目的是提供一种改进的用于生产次口径翼片稳定箭形炮弹的推进剂装料的多孔杆状的推进剂，所述杆状推进剂基本上减轻并优选消除上述问题。

本发明的又一目的是根据该方法生产推进剂装料，所述推进剂装料基本上减轻并优选消除上述问题。

可通过独立权利要求中的说明成功地实现所述目的和此处没有列举的其它目的。在从属权利要求中说明了本发明的实施例。

因此，本发明涉及用于生产在上述次口径箭形炮弹中具有最大装填量的多孔推进剂的推进剂装料的方法，该次口径箭形炮弹具有取决于可用于此目的之空间的多个固定稳定翼，优选为6到8个。此处所描述的箭形炮弹的应用范围在诸如箭形反坦克炮弹的反坦克弹药以内。

根据本发明的方法特征在于，对至少包括在射弹弹药筒的那部分推进剂装料，选用多孔杆状的推进剂，在所述弹药筒中设置有箭形炮弹的稳定翼，该多孔杆状的推进剂横穿至其纵向并具有等腰梯形横截面，该等腰梯形横截面适应于稳定翼之间的空间，且等腰梯形横截面的横截面尺寸和角度相互匹配，以便带有彼此抵靠的较宽平行边的两个此类推进剂杆形成具有等边六边形横截面的组合双推进剂杆。

根据本发明方法的其它方面：梯形横截面的推进剂杆在实际推进剂装料中均被成对组合以形成等边六边形横截面的组合双推进剂杆，并逐个使用推进剂杆以填满并列设置的此类组合双推进剂杆之间、箭形炮弹的稳定翼与弹药筒内部之间的剩余空间。

组合梯形横截面的推进剂杆以形成安装在箭形炮弹的各个稳定翼之间的块件。

面向弹药筒内部的块件的外表面与弹药筒的弯曲内侧匹配。

本发明还涉及多孔杆状的推进剂，其设计于实现所述方法，且根据本发明其特征在于，每个推进剂杆具有等腰梯形横截面，这就意味着具有最宽平行边、并彼此抵靠的两个此类推进剂杆形成具有等边六边形横截面的组合双推进剂杆。

多孔杆状推进剂的推进剂装料，其特征还在于，该推进剂装料通过根据本发明的任一方法生产。

【发明的优点和效果】

根据本发明，在生产具有多个稳定翼、优选为6到8个稳定翼的箭形炮弹的推进剂装料的过程中，使用的推进剂材料包括横穿至纵向的多孔推进剂杆。多孔推进剂杆具有与所述翼之间的空间匹配的横截面尺寸、等边梯形横截面以及横截面相互匹配的横截面侧缘之间的横截面尺寸和横截面角度，从而带有相互紧紧支承的较宽平行边的此类推进剂杆形成一个具有等边六边形横截面的组合双推进剂杆。术语“等腰梯形横截面”在此表示横截面的较短平行边与其两个斜边相等。众所周知，梯形具有两个平行边，其中一个平行边小于另一平行边，而相对这些平行边倾斜的两腰可以是相同长度。因此，根据本发明的每个推进剂杆将具有对应于等边六边形一半的横截面。

从图2中将看到，可组合上述梯形横截面的推进剂杆以形成六边形杆，或者逐个使用上述梯形横截面的推进剂杆，但与组合六边形杆组合以最优地填满箭形炮弹的所述翼和弹药筒内部之间的可利用空间，如图中所述。

构成本发明部分且用于实现本发明所必须的该类型推进剂杆能以多种不同方法生产。因此，可通过设计或其它机械加工对矩形横截面的已开有多孔的推进剂杆赋予所需要的形状。尽管从经济角度来看，浪费多多少少会使得该方法不尽人意，但是多孔推进剂杆的推进剂通道实际上已经证明基本上不会受此类机械加工的影响。

生产必备多孔推进剂杆材料的另一方法可以是提供具有多开孔的现成推进剂材料。实际上，由于开孔通道越长，损坏这些开孔通道的风险就越大，例如弯曲或破裂。因此，一种方法是从梯形横截面的较宽边开始穿孔，以便能将开孔通道朝边缘外侧形成得更短。如果必要，可在实际穿孔期间使用根据推进剂杆材料的梯形横截面形成的下支撑件。另一种方法是从该横截面的更尖侧开始穿孔，在这种情况下可使得推进剂杆材料抵靠穿孔期间的平面。

因此，本发明是基于这些特别形成的多孔推进剂杆的。可组合这些多孔推进剂杆以形成具有等边六边形横截面的组合双推进剂杆，但这些多孔推进剂杆也可用于填满这样的组合双推进剂杆之间、箭形炮弹的所述翼与弹药筒内侧之间。

本发明通过对下面包括多个有利实施例的详细描述的研究和思考，以及专利权利要求书和附图，进一步体现其优点和效果。

【附图说明】

下面的专利要求书已经更详细地限定了本发明，并在附图中示出。其中，图1示出了通过装入弹药筒型箭形炮弹装料、下文中也称为完整射弹的示意性纵向截面图。

图2示出了通过根据图1的箭形推进剂装料的截面II-II之放大示意图，其中为更清晰可见只画出了箭形炮弹的两个翼之间的、推进剂装料中使用的推进剂杆的横截面。

【具体实施方式】

具有图1中所示的箭形炮弹药的射弹包含弹药筒1，装入弹药筒1中的带翼片次口径箭形炮弹3，以及本发明特有类型的、填满弹药筒1的多孔杆状的推进剂11的推进剂装料2中基本上空余的空间。如该实例所示，带翼片次口径箭形炮弹3的后部15也大致一半伸入弹药筒1。其中，该后部占用可用于推进剂装料2的空间。由此，弹药筒1中的剩余空间可包含其它类型的推进剂装料。图1只是示意性地示出了箭形炮弹3在弹药筒1中的位置。在备选方案中，可方便地设置带翼片次口径箭形炮弹3，由虚线表示的箭形炮弹3的后端15′尽量抵至弹药筒1的底部。其中，该弹药筒的稳定翼5′-10′被设置在箭形炮弹3的正后方。在这种情况下，弹药筒1的整个装料空间填满了本发明特有类型的多孔杆状的推进剂。

示出了箭形炮弹3的示例性实施例具有6个稳定翼，用数字5-10示出，而数字4涉及发射后丢掉的箭形炮弹3的膛部。稳定翼5-10的数量根据需要自然变化，例如，翼的数量为4或8，等等。

从图2还可看出，在附图所示的示例性实施例中，使用四个双推进剂杆12，所示四个双推进剂杆一起形成了六边形横截面以及三个装填在两个相邻稳定翼(在此情况下，为数字5和10)之间的空间中的单推进剂杆11。单推进剂杆11和双推进剂杆12一起形成块件16。因此，每个双推进剂杆12包含两个梯形横截面的组合单推进剂杆11。很显然，其它备选方案也是可行的，但是主要区别实际上是单推进剂杆11的尺寸的变化，且推进剂杆的数字的不同，同时该方案的概念是不变的。只要所使用的推进剂杆11具有本发明特有的形状，装填原理保持一样。

从图2中的示例性实施例可看出，一些较小间隙13和14出现在最靠近弹药筒1的内侧。但是，如果在将这些推进剂杆引入弹药筒1之前，首先将推进剂装料2形成在弹药筒1外部的箭形炮弹3的翼片装置5-10周围，且每个块件16中的各个最外推进剂杆11，12在那变为最终形状，也就是与弹药筒1内部基本相同的外形，则可消除这些间隙13和14，这是因为已示出的多孔推进剂将通过机械加工而承受定形，而这基本不会影响其功能。

Claims (6)

1.使得弹药筒(1)填装有最大可能量的多孔的推进剂杆(11，12)的方法，该推进剂杆设置在所述弹药筒(1)的纵向，在弹药筒型次口径箭形炮弹弹药中，在该类型中，组成箭形炮弹(3)(constituent flechette projectiles)在它们的后部(15)中，具有伸入形成完整射弹部分的弹药筒(1)的多个固定的稳定翼(5-10)，优选为6到8个，其特征在于，对于包括在射弹的弹药筒(1)部分的至少推进剂装料(2)部分，选用多孔杆状的推进剂(11)被选用，在所述弹药筒中设置有箭形炮弹(3)的稳定翼(5-10)，该多孔杆状的推进剂横穿至其纵向并具有等腰梯形横截面，该等腰梯形横截面适应于稳定翼(5-10)之间的空间，且等腰梯形横截面的横截面尺寸和角度相互匹配，以便带有彼此抵靠的较宽平行边的两个这种推进剂杆(11)形成具有等边六边形横截面的组合双推进剂杆(12)(composite double propellant stick)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，梯形横截面的推进剂杆(11)在实际推进剂装料(2)中均被成对组合以形成等边六边形横截面的组合双推进剂杆(12)，并单一使用所述推进剂杆以填满并列设置的此类组合双推进剂杆(12)之间和该箭形炮弹的稳定翼(5-10)和该弹药筒(1)内部之间的剩余空间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，梯形横截面的推进剂杆(11)被组合以形成安装在箭形炮弹(3)的各个稳定翼(5-10)之间的块件(16)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过机械加工将面向弹药筒(1)的内部的块件(16)的外表面匹配于弹药筒(1)的弯曲内部。

5.通过根据权利要求1至4中任一项所述的方法，用于生产具有多个，优选6到8个的固定稳定翼(5-10)的次口径翼稳定箭形炮弹(3)的推进剂装料(2)，横穿至其纵向的多孔杆状的推进剂(11)，其特征在于，每个推进剂杆(11)具有等腰梯形横截面，其意味着具有最宽平行边、彼此抵靠的两个这种推进剂杆(11)形成具有等边六边形横截面的组合双推进剂杆(12)。

6.多孔杆状的推进剂的推进剂装料，其特征在于，其通过权利要求1至4中任一项所述的方法生产。

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