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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Ausbildung zeitlich begrenzter
Luftbilder. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum
Ausbilden zeitlich begrenzter Luftbilder wie für Unterhaltungs- oder Werbezwecke.
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Zeitlich
begrenzte Luftbilder wurden ausgebildet unter Verwendung pyrotechnischer
Darstellungen für
Unterhaltungszwecke und sind sehr populär bei nationalen und internationalen
Ereignissen geworden, Organisationen geben große Summen aus, um neue und/oder
interessante visuelle Darstellungen zu zeigen. Um Individualität bereitzustellen,
werden solche Darstellungen allgemein von Hand hergestellt oder
gestaltet, um eine gewünschte
Darstellung zu erzielen. Grundsätzlich
sind anspruchsvolle Darstellungen sehr teuer herzustellen.
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Es
wurde nun ein Weg gefunden, um zeitlich begrenzte Luftbilder zu
erzeugen, der die Ausbildung von auswählbaren, erinnerbaren Bildern
erlaubt. Demgemäß stellt
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Ausbilden eines zeitlich
begrenzten Luftbildes nach Anspruch 1 bereit.
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Die
Erfindung kann Laufanordnungen verwenden, die geeignet sind, eine
gesteuerte, schnelle Feuerfolge von Mörser-ähnlichen Projektilen abzufeuern
und die von der grundsätzlichen
Art sind, die in unseren früheren
internationalen Patentanmeldungen, wie PCT/AU94/00124, PCT/AU00/00296
und PCT/AU00/00297 beschrieben/oder gezeigt sind. In zumindest einigen
dieser früheren
Anmeldungen, beinhaltend die früheste
eingereichte internationale Patentanmeldung PCT/AU94/00124 sind
Anordnungen beschrieben zum Gruppieren von Läufen, von denen jeder eine
Vielzahl von Projektilen enthält,
so dass eine große
Nummer von Projektilen in Schnellfeuerfolge gefeuert werden kann.
In solchen Anordnungen können
die Läufe
aus einer zylindrischen Hülle
ausgebildet sein, welche eine Vielzahl von Projektilen, die axial
innerhalb der Hülle
angeordnet sind zur in Betrieb wirksamen abdichtenden Zusammenwirkung mit
der Bohrung der Hülle
und diskrete Treibladungen aufweist zum Antreiben der entsprechenden Projektile.
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In
geeigneter Weise könnend
die Laufanordnungen vom Niederdrucktyp sein, der Granaten-ähnliche
Projektile feuert, obwohl Mündungshochdrucklaufanordnungen
verwendet werden können.
Entsprechende Laufanordnungen können
mit unterschiedlichen Projektilen beladen werden und die Laufanordnungen
können
unterschiedliche Bohrungsgrößen aufweisen
zum Aufnehmen von Projektilen unterschiedlicher Größe.
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In
geeigneter Weise beinhaltet jedes Projektil einen Folgekragen, der
umschließend
an dem Projektilkörper
befestigt ist und, wenn im Lauf aufbewahrt, sich nach rückwärts erstreckt,
um sich gegen den Nasenabschnitt eines folgenden Projektilkörpers zu
verkeilen. In geeigneter Weise wird die Keilwirkung durch einen
schmalen Keil bereitgestellt, wodurch, in Gebrauch, das Folgeende
des Kragens in im Betrieb wirksame abdichtende Zusammenwirkung mit
dem Lauf expandiert wird.
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Der
Folgekragen kann für
eine beschränkte axiale
Bewegung relativ zu dem Projektilkörper befestigt sein und dem
führenden
Ende des Kragens, welcher mit einer ringförmigen Abdichtfläche ausgebildet
ist, die mit einer komplementären
Fläche,
die an dem Projektilkörper
ausgebildet ist, zusammenwirkend ist, wodurch eine Rückwärtsbewegung
des Projektilkörpers,
resultierend aus der Reaktion auf die Treibgase darauf, seine komplementäre Fläche in abdichtende
Zusammenwirkung mit der ringförmigen Abdichtfläche am Führungsende
des Kragens drückt.
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Die
komplementäre
Fläche
und die ringförmige
Abdichtfläche
können
sich im Wesentlichen radial erstrecken und mit komplementären Abdichtmerkmalen
darauf ausgebildet sein. Jedoch ist es bevorzugt, dass diese Flächen komplementäre, teilweise
konische Abdichtflächen
sind, welche sich in eine dichte Abdichtungszusammenwirkung miteinander verkeilen.
Der führende
Endteil kann auch expandierbar in im Betrieb wirksame abdichtende
Zusammenwirkung mit dem Lauf sein. In geeigneter Weise sind jedoch
die Verkeilungen zwischen den teilweise konischen Flächen verhältnismäßig steile
Flächen,
wodurch das führende
Ende des Kragens nicht in eine im Betrieb wirksame abdichtende Zusammenwirkung mit
dem Lauf durch die Verkeilungswirkung expandiert wird.
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Vorzugsweise
ist jedem Projektil eine Hochdrucktreibladungskammer zugeordnet,
welche sich in entsprechende Niederdruckvortriebskammern entleert,
die zwischen den benachbarten Projektilen ausgebildet sind für einen
effizienten Betrieb mit niedriger Mündungsgeschwindigkeit. Die
Hochdrucktreibladungskammern können
integral mit dem Projektilkörper
oder dem Folgekragen ausgeformt sein oder können am äußeren des Laufs bereitgestellt sein,
um damit durch Öffnungen
zu kommunizieren, die durch die Laufwand bereitgestellt sind.
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Die
bildformenden Mittel können,
beispielsweise, Explosionsmittel, Brandsatz-Mittel, Glüh- oder Leuchtmittel oder andere
Mittel beinhalten, um ein hochgradig sichtbares, zeitlich beschränktes Bild
bereitzustellen.
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Alternativ
können
die bildformenden Mittel Rauch, Gas, Partikel oder Blätter oder
Streifen beinhalten, wie nach der Beschaffenheit von Häcksel oder
anderer Materialien, die geeignet sind, verteilt zu werden, um ein
Bild zu formen. Die bildgebenden Mittel können auch Mittel zum Verzögern ihres
Abstiegs aus der verteilten Position beinhalten, wie einen Fallschirm
oder ähnliches.
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Die
Projektile sind in der Laufanordnung solcherart angeordnet, dass,
sobald sie abgefeuert sind und die bildgebenden Mittel ausgebreitet
sind, das gewünschte,
zeitlich begrenzte Luftbild ausgebildet wird. Projektile, welche
unterschiedliche bildgebende Mittel beinhalten, entweder sich unterscheidend
in der Farbe oder Form, können
nacheinander in jede Laufanordnung geladen werden.
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Die
Projektile können
elektronisch bei einer stufenlos variablen Frequenz bis zu einer
maximalen Feuerrate gefeuert werden. Zum Feuern aus einer Laufanordnung
gemäß eines
Aspekts dieser Erfindung und angeordnet für Niederdruck, geringe Mündungsgeschwindigkeit,
ist die Feuerrate durch die Zeit beschränkt, die jedes Projektil benötigt, um
den Lauf zu verlassen und durch die Zeit, die erforderlich ist,
damit der Gasdruck in dem Lauf ausreichend abfällt, um das Abfeuern des nächsten Projektils
zu ermöglichen.
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Die
vorbestimmte Anzahl der Vielzahl von Projektilen kann aus ausgewählten Laufanordnungen
bei einer Rate gefeuert werden, die ausgewählt ist, um das gewünschte,
zeitlich begrenzte Luftbild zu erzielen. Das Abfeuern der Projektile kann
vorzugsweise mittels eines Mikroprozessors gesteuert werden, um
die akkurate Abfeuerung der Projektile bei der ausgewählten Rate
zu erlauben.
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Die
bildgebenden Mittel können
ausgebreitet werden, beispielsweise durch explosive Mittel, durch gespeicherte
Energie oder durch Abtrennung von abtrennbaren Teilen des Projektils,
um die bildgebenden Mittel auszusetzen oder durch jegliche andere, geeignete
Ausbreitungsmittel.
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Ein
Zeitgebungsmechanismus zum Steuern der Entfaltung kann von jeglicher
Art sein und kann taktbasiert oder basiert auf einer Flugcharakteristik des
Projektils, wie der Anzahl der Umdrehungen eines Projektils, das
aus einem gezogenen Lauf abgefeuert wurde, oder kann auf den atmosphärischen Umgebungskonditionen
an der gewählten
Darstellungsposition basiert sein.
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Das
Bild kann als ein aufrechtes Bild oder ein horizontales Bild ausgebildet
werden und kann alternativ oder sowohl als auch bildgebende Mittel
beinhalten, die während
des Abstiegs eine sichtbare Spur hinterlassen und bildgebende Mittel,
welche nicht eine sichtbare Spur während des Abstiegs hinterlassen.
Die erstgenannten können
verwendet werden, um einen gefärbten
Hintergrund oder einen Streifen oder ähnliches bereitzustellen, wohingegen
die letzteren Merkmale innerhalb des Bildes bereitstellen können, wie
helle, sternähnliche
Bilder.
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Die
Projektile können
ausgebildet sein, um die bildgebenden Mittel bei einer vorbestimmten
Zeit nach dem Abfeuern auszubreiten und das Abfeuern kann hinsichtlich
der Flugbahn oder Mündungsaustrittsgeschwindigkeit
gesteuert werden, so dass bei Ausbreitung der bildgebenden Mittel
die gewünschte Darstellung
erzielt wird. Alternativ kann eine Laufanordnung entsprechende Projektile
beinhalten, die ausgebildet sind, um unterschiedliche Bildwirkungen zu
erzeugen und das gewünschte
Bild kann durch wahlweises Abfeuern der Projektile gesteuert werden,
um eine Zusammenstellung in der Luft von verschiedenen Bildeffekten
zu montieren, um das gewünschte
Bild zu erzielen.
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Für die Zwecke
des Feuerwerks und zum Ausbilden von erinnerbaren oder abstrakten
Luftbildern für
Unterhaltungszwecke können
die Projektile in die Laufanordnung gesetzt werden, um nacheinander
abgefeuert zu werden, um ein be stimmtes Resultat zu erzeugen. Alternativ
kann eine Bank von Laufanordnungen verwendet werden, welche entsprechende
pyrotechnische Farbmittel beinhaltet, die wahlweise gefeuert werden
können
und, wenn gewünscht,
wird bei einer gewünschten
Flugbahn oder Zeitabstimmung die Laufanordnung ferngesteuert, wie
von einer Computertastatur und -bildschirm, welcher eine Vorschau
des Bildes zeigen kann, welches zu formen ist und es einem Bediener
ermöglicht,
ein gewünschtes
oder zufälliges
Luftmuster zu „drucken". Das Bild kann ein
zwei- oder dreidimensionales Bild sein, wie gewünscht. Unterschiedliche Bänke von
Laufanordnungen können
verwendet werden und/oder so platziert werden, dass sie einen entsprechenden,
einzigartigen Abschnitt des Bildes ausbilden, welches zu formen
ist.
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Ausrichtungssteuerungsmittel
können
in einer Bank von Laufanordnungen bereitgestellt sein und können eine
einheitliche Verschwenkung der Laufanordnungen erlauben, so dass
die Neigung der Achsen der Laufanordnungen relativ zu der Achse
einer Lafette, welche die Bank der Laufanordnungen enthält, wahlweise
variiert werden kann, um es zu ermöglichen, eine Zielposition
relativ zu dem Gestell zu variieren. Die Ausrichtungssteuerungsmittel
können eine
individuelle Verschwenkung von jeder Laufanordnung ermöglichen,
so dass die Neigung von jeder Laufachse relativ zu einer Lafettenachse
individuell variiert werden kann, um zu ermöglichen, dass eine Zielposition
oder individuelle Zielpositionen relativ zu der Lafette variiert
werden. Solch individuelle Steuerung kann der individuellen Abfeuerungssteuerung von
jeder Laufanordnung zugeordnet sein, wenn gewünscht.
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Die
Richtungssteuerungsmittel können
alternativ eine kontrollierte Spreizung von allen Laufanordnungen
ermöglichen,
so dass der in der Zielzone abgedeckte Bereich wahlweise variiert
werden kann. Alternativ können
die Richtungssteuerungsmittel ermöglichen, dass alle oder einige
der zuvor beschriebenen Variationen individuell oder gemeinsam erzielt werden,
wie erforderlich.
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Das
Lafettengehäuse
kann von jeglicher geeigneter Konfiguration sein und kann sich in
Richtung ihrer Basis verjüngen,
um zu ermöglichen,
dass die Laufanordnung in einer gespreizten Gestaltung gehalten
werden. Die Haltemittel können
ausgefaltete Beine sein, welche einstellbar sein können, wenn
gewünscht.
In einer Ausgestaltung hat die Lafette ein rechtwinkliges Lafettengehäuse zur Ökonomie
und Vereinfachung der Lagerung und/oder des Transportes und die
Basis desselben stellt die Haltemittel dar.
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Eine
Lafette von Laufanordnungen kann von einer Marineplattform abgefeuert
werden. Die Lafette kann auch von einem Flugzeug abgefeuert werden, oder
von einer Anzahl von Flugzeugen, die in Formation fliegen und wobei,
wenn gewünscht,
das Abfeuern zwischen den Flugzeugen durch eine geeignete elektronische
Verbindung koordiniert wird.
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Damit
diese Erfindung vollständiger
verstanden wird und in praktische Wirkung umgesetzt wird, wird nun
Bezug auf die anhängenden
Zeichnungen genommen, welche eine typische Ausführungsform der Erfindung abbilden
und worin:
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1 ein
typisches Bild darstellt, welches gemäß der Erfindung ausgebildet
wird, und
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2 eine
diagrammartige Seitenansicht einer Laufanordnung ist, die nicht
von der beschriebenen Art ist, aber geeignet ist zum Abfeuern von
Projektilen zum Ausbilden eines zeitlich beschränkten Luftbildes.
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3 stellt
diagrammartig typische Laufanordnungen zur Verwendung bei dieser
Erfindung dar.
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Bezug
nehmend auf 1 der Zeichnungen wird gesehen
werden, dass eine Gruppe von Laufanordnungen 10 der beschriebenen
Art mit Mörser-ähnlichen
Projektilen geladen ist, welche inmitten der Luft an einer vorbestimmten
Distanz explodieren und die Flugbahn von der Laufanordnung wird
ein thermisches Bild einer ausgewählten oder zufälligen Konfiguration
bereitstellen. Das ausgebildete Bild 12 in 1 wird
von den Laufanordnungen 10 abgefeuert und beinhaltet alternierende
Wolken von entsprechenden Farben bei 14, welche sichtbare Überkopfstreifen
simulieren oder zeitweilig bereitstellen, ebenso wie hell brennende,
individuelle, sichtbare Bildanteile 16, welche Sternen ähneln, so
dass, beispielsweise, eine sehr große Fahne zeitweilig in den
Himmel über
einem Fest areal gedruckt wird. Der Ausdruck kann progressiv von
einem Punkt geformt werden oder er kann in einem Moment vollständig geformt
werden.
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Die
Laufanordnung, aus der die Projektile abgefeuert werden, kann auf
dem Boden abgestützt werden,
oder sie kann auf einem Wasserfahrzeug oder Luftfahrzeug gehalten
werden. Die Laufanordnung kann zur wahlweisen Entladung der Projektile
in Bezug auf die Abfolge und Flugbahn gesteuert werden, wodurch
eine Mehrzahl von Formen oder Bildern wahlweise ausgeformt werden
kann, wie gewünscht.
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Bezug
nehmend auf 2 wird erkannt werden, dass
eine alternative Laufanordnung 20 eine Vielzahl von Projektilen 21 beinhalten
kann, welche in axial aneinanderstoßendem Verhältnis in einem Lauf 22 angeordnet
sind, wobei die Projektile ein Führungsprojektil 23 und
Folgeprojektile 24 beinhalten, von denen nur eines abgebildet
ist. Jedes Folgeprojektil 24 beinhaltet eine äußere Hülle 25 aus
einem geeignetem Kunststoff oder anderem geeigneten Material und
darin gehalten eine führende
Treibladung 26 zum Antreiben des Projektils, welches in dem
Lauf vorhergeht, eine Trennscheibe 19, welche die führende Treibgasladung
von dem Rest des Projektilinneren abtrennt, welche eine pyrotechnische Ladung 27 enthält, welche
in der Atmosphäre brennt/explodiert,
um einen entsprechenden Anteil des Luftbildes, das zu Erzeugen ist,
bereitzustellen.
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Eine
gesteuerte Abbrennratenverbindung 28 erstreckt sich durch
die Rückwand 29 der
Hülle 25. Diese
empfängt
ihre Zündung
von der brennenden Treibladung, wenn sie den Lauf 22 verlässt und
zündet
das pyrotechnische Material, wenn sie vollständig durch die Rückwand 29 gebrannt
ist. Die Basis des Laufs 22 stützt eine separate Treibladung 30 zum
Antreiben des letzten der folgenden Projektile 24 aus dem
Lauf 22.
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Die
Zündmittel
zum Zünden
der Treibladungen 26 und 30 können mittels eines externen, Lauf-montierten
Primers sein oder elektrisch erzielt werden durch beabstandete ringförmige Kontakte, die
sich über
die Hülle 25 erstrecken
und entsprechende Sätze
von Kontakten im Lauf 22 kontaktieren. Wie abgebildet ist
die Frontwand 31 des Gehäuses 22 verhältnismäßig dünn, so dass
sie einfach durch die Detonation der Treibladung 26 zerrissen
wird zum Antreiben des vor hergehenden Projektils 21 aus
dem Lauf. Bei diesem Vorgang wird die Abtrennung 29 ein Rückbrennen
in die pyrotechnische Ladung 27 verhindern und eine Expansion
der zylindrischen Seitenwand 32 in dichte Anordnung mit
dem Lauf, folglich einen Bypass um das Projektil verhindernd, welches die
Treibladung enthält,
die zu einem Folgeprojektil 24 entzündet wird.
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Die
Laufanordnung 40, welche in 3 dargestellt
ist, beinhaltet Keilabdichtungswinkel α und β zwischen der Folgehülse 31' und dem Granatengehäuse 42.
In dieser Ausführungsform,
welche geeigneter ist für
Niederdruck-Niedermündungsgeschwindigkeitsanwendungen
werden die gegenüberliegenden
Enden der Folgehülse 31', die durch
die Abdichtungswinkel α und β von zwischen
30° und
55° ausreichend
stumpf sind, um der auswärts
gerichteten Spreizung in Dichtungseingriff mit dem Lauf unter dem
Einfluss der Treibladungsbrücke
zu widerstehen. Typischerweise würden
diese in der Größenanordnung
von 3000psi bis 5000psi sein mit Mündungsgeschwindigkeiten von
70m/sec und 250m/sec entsprechend.
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Es
wird erkannt werden, dass der ausgewölbte Nasenteil 43 des
Projektilkörpers 42 hohl
ist zum Aufnehmen der bildformenden Mittel. Die Treibladung 37 in
der Hochdruckkammer 46 wird wahlweise durch einen Zünder 16,
der durch einen elektrischen Schaltkreis getriggert ist, welcher
die Projektilsäule
aus ein Teil des Schaltkreises verwendet gezündet, um Hochdruckgase durch
die Nachfolgeöffnungen 39 in
die Niederdruckkammer 33' auszustoßen, wobei
der Lauf 41 aus Isoliermaterial hergestellt ist oder so
ausgekleidet ist und wobei der Schaltkreis durch einen eingebetteten,
isolierten Draht 29 vervollständigt wird, der von dem Zünder 16 zu
einem Kontakt 29' auf
der Projektiloberfläche
führt,
welche, wenn geladen ist, mit einem komplementären Kontakt 44 ausgerichtet
ist, der in dem Lauf 41 gehalten ist.
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Die
Ausrichtung der Kontakte kann durch Zugfelder während des Ladungsprozesses
bei Anordnung des Projektils in einem Lauf erzielt werden. In einer
glatten Gestaltung kann die Verwendung eines ringförmigen Kontakts
in der Laufwand ein ähnliches
Ergebnis erzielen.