DE69812075T2 - Subsonische munition mit einem neuen geschoss für kleinkaliberwaffen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Unterschall-Munitionssatz und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
• Unterschall-Munition ist weit verbreitet, s. beispielsweise "Gesamtjahres Katalog 88/89" Frankonia, Würzburg, 1988/89. Ihre spezielle Konstruktion ist dort nicht beschrieben.
• Die US-A-5 279 787, die den nächstliegenden Stand der Technik bildet, beschreibt ein Projektil hoher Dichte, hergestellt durch die Kombination von Metallpulvern mit unterschiedlichen Schmelzpunkten. Die Metallpulver können Wolfram- und Bleipulver enthalten. Die Pulver werden zu einer Kernmischung geformt, die in einem Mantel aufgenommen wird. Der Kern wird als einziges Element ausgebildet und wird entweder durch Techniken der im Stand der Technik gut bekannten Pulvermetallurgie (Verdichten und Erhitzen) oder durch ein Gießverfahren hergestellt. Beim Gießverfahren wird das Metall mit dem niedrigen Schmelzpunkt bis zum Schmelzen erwärmt und anschließend mit dem Pulver gemischt, das den höheren Schmelzpunkt aufweist, oder es wird das Metall mit dem niedrigen Schmelzpunkt bis zum Aufschmelzen erhitzt, in einen pastösen Zustand abgekühlt worauf dann die Metallpulver mit dem höheren Schmelzpunkt zugegeben werden.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Munition, dessen Projektil eine Mündungsgeschwindigkeit aufweist, die unter der Schallgeschwindigkeit liegt (Unterschall), wenn das Projektil die Waffe verlässt und während seines freien Flugs zu einem Ziel. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Unterschall-Munition für Kleinkaliberwaffen (d. h. Waffen mit 1,27 cm (50 Kaliber) oder einem kleinerem Kaliber und die halbautomatisch oder automatisch arbeiten. Nachfolgend werden die Begriffe "Waffen" und "Gewehr" austauschbar verwendet und sie werden als Synonyme angesehen, sofern dies nicht anders angegeben ist oder sich aus dem Zusammenhang ihrer Verwendung ergibt.
• Meist verlassen die aus einer Waffe, insbesondere einem Gewehr abgefeuerten Projektile die Mündung der Waffe mit einer Geschwindigkeit, die größer als Unterschallgeschwindigkeit ist, d. h. mit einer Mündungsgeschwindigkeit größer als etwa 331 m/s (1086 Fuß/Sekunde) auf Meereshöhe unter Standardbedingungen der Temperatur und des Drucks. Je schneller ein Projektil sich bewegt, desto flacher ist seine Flugbahn zu seinem Ziel. Auch tendieren schnellere Geschwindigkeiten der Projektile dazu, die Effekte von Seitenwindkräften auf dem Weg des Projektils zu seinem Ziel zu reduzieren. Deshalb ist es für eine Genauigkeit des Einbringens des Projektils auf ein gewünschtes Ziel üblich, die Menge des Pulvers, die verwendet wird, um ein Projektil mit einem vorgegebenen Gewicht zu seinem Ziel zu bringen, zu maximieren, in Übereinstimmung mit dem erlaubten Druck für eine vorgegebene Waffe.
• Die Minimierung des Gewichts des Projektils wurde auch verwendet, um eine größere Projektilgeschwindigkeit zu gestatten. Unterschall-Mündungsgeschwindigkeiten sind deshalb die Norm für die meisten Kleinkalibergewehre. Andererseits zeigen Pistolen gewöhnlich Unterschall-Mündungsgeschwindigkeiten. Im Stand der Technik ist es ebenfalls üblich, sowohl bei Gewehren oder Pistolen Schall- und/oder Mündungsdämpfer zu verwenden. Diese Geräte reduzieren den mit der Explosion des Schießpulvers zusammenhängenden Schall in der Patrone und/oder den Ausstoß von Gasen aus der Mündung der Waffe, diese Dämpfer allein sind jedoch weder ausgelegt noch dazu gedacht, die Überschallgeschwindigkeit eines Geschosses, das von einer Waffe abgefeuert wurde, auf eine Unterschallgeschwindigkeit zu reduzieren, noch beeinflussen die Dämpfer wesentlich das Geräusch, das durch die Bewegung eines Projektils durch die Luft erzeugt wird.
• Mit Überschallgeschwindigkeit fliegende Projektile verursachen oft ein hörbares Geräusch während ihres freien Flugs zum Ziel, dessen Hauptquelle das Taumeln (Gieren) des Projektils während des Flugs ist. Dieses Geräusch und/oder das Geräusch, das durch das Projektil erzeugt wird, wenn es die Schallgrenze durchbricht, kann verwendet werden, um die Quelle der Waffe zu lokalisieren, von der das Projektil abgeschossen wurde. Unter gewissen Umständen bei Militär- und/oder Polizeioperationen ist es wünschenswert, dass die Quelle der Waffe, die ein Projektil abgefeuert hat, nicht durch das Geräusch identifizierbar ist, das durch das fliegende Projektil erzeugt wird. Die Begrenzung der Projektilgeschwindigkeit auf Unterschallgeschwindigkeit bringt nur eine Teillösung dieses Problems.
• Ein Satz Munition (zeitweise synonym als "Geschoss" oder "Patrone" bezeichnet) enthält normalerweise ein Gehäuse, das einen Zünder, eine Pulvermenge, die in dem Gehäuse enthalten ist, und ein Projektil umfasst, das im offenen Ende des Gehäuses enthalten ist. Nach dem Anschlagen des Zünders durch den Schlagbolzen der Waffe wird eine Flamme erzeugt, die dazu dient, das Pulver innerhalb des Gehäuses zu zünden, wodurch Gase erzeugt werden, die expandieren und das Projektil aus der Mündung der Waffe treiben. Normalerweise ist das Gehäuse geometrisch geformt und so bemessen, dass es innerhalb der Kammer der Waffe aufgenommen werden kann, und das Projektil hat eine Durchmesserabmessung, die es gestattet, dass es in das Ladeende des Laufs eingepasst wird, und eventuell durch den Lauf nach dem Abfeuern des Munitionssatzes hindurchpasst. Bei vielen Gewehren ist es beispielsweise üblich, das Gehäuse des Mündungssatzes so groß zu machen, dass es zu einer Maximierung der Kraft führt, mit der das Projektil aus der Waffe zu einem Ziel getrieben wird. Es ist deshalb üblich, bei einem Munitionssatz für eine Waffe mit einem vorgegebenen Kaliber ein Gehäuse zu verwenden, das eine Maximalmenge an Pulver enthält, wodurch das Gehäuse einen großen Durchmesser relativ zum Durchmesser des verwendeten Projektils aufweist. Mit der Zeit wurden diese Hülsen die "Standard"-Hülse für eine Waffe eines bestimmten Kalibers, und Waffen dieses Kalibers wurden bezüglich ihrer Kammer so ausgebildet, dass sie diese Standardhülse aufnehmen können. Die Standards für die Form und die Größe einer Patrone für eine bestimmte Waffe, beispielsweise ein Gewehr, eines vorgegebenen Kalibers werden festgelegt und veröffentlicht durch das Sportwaffen- und Munitionsherstellungs-Institut (SAMI).
• In vielen Fällen, wo die Standardpatronenhülse einen Durchmesser aufweist, der wesentlich größer als der Durchmesser des Kalibers der Waffe ist, wird dasjenige Ende der Hülse, das das Projektil der Patrone aufnimmt und hält, nach innen eingezogen auf einen Durchmesser, der geeignet ist, das Projektil in der Hülse unter Eingriff zu halten. So ist beispielsweise der äußere Durchmesser der Hülse für eine 5,56 mm Patrone gewöhnlich etwa 9,14 mm (0,360 Zoll) und der äußere Durchmesser ihres Projektils beträgt 5,69 mm (0,224 Zoll). In jedem Falle ist jeder Bereich des Projektils, der sich vom Ende der Hülse erstreckt, innerhalb des Laufendes der Laufbohrung der Waffe aufgenommen. In dieser Situation dient die kreisförmige Schulter, die an der Hülse durch das Einziehen erzeugt wurde, als Referenzpunkt für das Einsetzen der Patrone in die Kammer der Waffe. Insbesondere ist die Kammer der Waffe so bemessen und geformt, dass dann, wenn die Patrone vollständig und korrekt in die Kammer eingesetzt ist, mindestens die Verbindung der eingezogenen Länge der Hülse mit der kreisförmigen Basis der Schulter das Laufende der Waffe berührt. Befindet sich die Patrone in dieser Position innerhalb der Kammer, ist der Bereich des Projektils, der sich vom Ende der Hülse heraus erstreckt, innerhalb der Laufbohrung der Waffe angeordnet. Durch die Einstellung der Länge desjenigen Bereichs des Projektils, das sich vom Ende der Hülse erstreckt, ist es möglich, den Abstand zu wählen, durch den sich das Projektil in die Laufbohrung der Waffe erstreckt. Der Grad dieser Einstellung ist jedoch auf denjenigen Wert begrenzt, der dazu führt, dass die Gesamtlänge der Patrone nicht in nicht akzeptabler Weise außerhalb der SAMI-Spezifikationen für die Patrone liegt, wenn diese in einer halbautomatischen oder automatischen Waffe verwendet wird.
• Bisher wurde vorgeschlagen, Unterschallmunition herzustellen, die die "Standard"-Hülse und das Projektil für eine vorgegebene Waffe, beispielsweise ein Gewehr, umfasst, und nur die Menge des Pulvers, die verwendet wird, um das Projektil anzutreiben, auf dasjenige Volumen des Pulvers zu reduzieren, das nur ausreichend Energie liefert, um das Projektil auf eine Unterschall-Mündungeschwindigkeit anzutreiben. Der so produzierte Munitionssatz entspricht einem Standardmunitionssatz für diese gewünschte Waffe, ist jedoch nur zu etwa 50% oder weniger mit Pulver gefüllt, wodurch ein wesentlicher Bereich des inneren Volumens der Hülse ohne Pulver gelassen wird. Diese Art Unterschallmunition wird gewöhnlich als "Einzelschuss"-Satz abgeschossen und ist nicht geeignet, die Energie zu erzeugen, die erforderlich ist, um den Bolzen einer halbautomatischen oder automatischen Waffe zu betätigen.
• Ein weiteres hauptsächliches Problem mit dieser gängigen Praxis bei der Herstellung von Unterschallmunition bezieht sich auf das reduzierte Pulvervolumen innerhalb der Hülse der Patrone und das Hohlraumvolumen innerhalb der Hülse. Insbesondere bewegt sich das Pulver, wenn die Waffe mit einem nach unten weisenden Winkel relativ zur Horizontalen angelegt wird, innerhalb der Hülse nach dem vorlaufenden Ende der Hülse und benachbart zu demjenigen Ende des Projektils, das in die Hülse eingesetzt ist. Dies bildet einen Luftspalt zwischen dem Zünder und dem Pulver, so dass dann, wenn der Zünder durch den Schlagbolzen angeschlagen wird, eine merkliche Zeit vergeht, bevor die Flamme vom Zünder das Pulver innerhalb des vorliegenden Endes der Hülse erreicht und zündet, und eine merkliche Zeit vergeht, bevor das brennende Pulver ausreichend Gase erzeugt, um das Projektil aus der Waffe zu treiben. Umgekehrt bewegt sich das Pulver dann, wenn die Waffe nach oben relativ zur Horizontalen angelegt wird, innerhalb des Gehäuses in Richtung auf den Zünder, so dass nach dem Anschlagen des Zünders eine sofortige Zündung des Pulvers und ein relativ gesehen schnellerer Aufbau der Gase erfolgt, die das Projektil aus der Waffe treiben. Beim Anschlagen der Waffe unter dazwischenliegenden Winkeln, relativ zur Horizontalen, gibt es korrespondierende, dazwischenliegende Verzögerungen derjenigen Zeit, die erforderlich ist, um das Projektil aus der Waffe zu treiben, nachdem der Schlagbolzen den Zünder angeschlagen hat. Diese Verzögerungsgrade sind extrem schädlich bezüglich der Genauigkeit des Abfeuerns des Projektils auf ein gewünschtes Ziel. In einigen Fällen sind die Verzögerungen beim "Abfeuern" der Waffe oder ein "Schusshänger" so lang, dass der Schütze, der die Waffe abgefeuert hat, glauben musste, dass er eine Fehlzündung hatte. Wenn er eine Fehlzündung angenommen hat, könnte der Schütze den Bolzen der Waffe öffnen, um die vermutete, fehlerhafte Munition auszustoßen, worauf die Munition explodieren könnte, mit offensichtlich ernsthafter Gefährdung des Schützen.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Unterschallmunition des Standes der Technik, ist es üblich, schnellbrennende Pulver, d. h. Pistolenpulver zu verwenden. Diese Pulver verschärfen das Problem eines unberechenbaren Austreibens eines Projektils aus der Waffe durch den schnellen Druckaufbau innerhalb dir Hülse und den schnellen Abfall des Druckes, nachdem das Projektil die Hülse verlässt. Als Konsequenz daraus hat die Unterschallmunition des Standes der Technik nicht die notwendige Energie erzeugt, um den Bolzen in einer halbautomatischen oder automatischen Waffe zu betätigen und/oder den Bolzen in einer offenen Position zu verriegeln, nachdem die letzte Munition im Magazin abgeschossen wurde.
• Es ist im Stand der Technik bekannt, dass die Energie, die erforderlich ist, um den Bolzen einer Waffe zu betätigen, die in einer halbautomatischen oder automatischen Weise abgeschossen werden soll, den Aufbau eines Gasdrucks innerhalb des Laufs der Waffe an einer Stelle einer Gasaustrittsöffnung in der Nähe der Mündung des Laufs umfasst, wobei ein derartiger Gasdruck ausreichend ist, den Bolzenmechanismus zu betätigen.
• Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserten Satz von Unterschall-Munition für Kleinkaliberwaffen zu schaffen.
• Es ist ein weiteres Ziel, Munition für eine Kleinkaliberwaffe zu schaffen, die von Munitionssatz zu Munitionssatz gleichbleibend in ihrer Unterschallgeschwindigkeit ist.
• Es ist ein weiteres Ziel, Unterschallmunition zu schaffen; die wirksam den Bolzen einer automatischen oder halbautomatischen Waffe betätigt.
• Es ist ein weiteres Ziel, ein Verfahren zum Herstellen von Unterschallmunition für eine Kleinkaliberwaffe, insbesondere ein halbautomatische oder automatische Waffe zu schaffen.
• Es ist ein weiteres Ziel, ein neues Projektil für Unterschallmunition zu schaffen.
• Es ist ein weiteres Ziel, ein Verfahren zum Herstellen eines Projektils für Unterschallmunition zu schaffen.
• Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der hier vorliegenden Beschreibung, einschließlich der Ansprüche und der Zeichnungen.
• Diese Ziele werden durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 erreicht.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Satz von Munition für eine Kleinkaliberwaffe geschaffen, bei dem das Projektil des Munitionssatzes die Mündung des Waffenlaufs unter einer Unterschallgeschwindigkeit verlässt, und das seine Flugbahn zu einem Ziel mit weniger als Schallgeschwindigkeit fortsetzt, ohne dass ein identifizierbares Geräusch erzeugt wird, das mit dem Flug des Projektils durch die Luft zusammenhängt. Zusätzlich erzeugt die Munition die Energie, die erforderlich ist, um den Bolzen der abgefeuerten Waffe in halbautomatischer oder automatischer Weise zu betätigen. Zu diesem Zweck hat der vorliegende Erfinder festgestellt, dass durch ein einzigartiges Projektil, kombiniert mit einem Pulver einer vorbestimmten Brennrate, in einer Standardhülse, die Vorteile einer Unterschallgeschwindigkeit des Projektils, der Entwicklung von Energie, die erforderlich ist, um den Bolzen einer Waffe, der in der halbautomatischen oder automatischen Weise abgefeuert wurde, zu erzeugen, und im Wesentlichen jeden Lärm zu eliminieren, der durch das Projektil während seines freien Flugs durch die Luft erzeugt wird.
• Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Projektil der vorliegenden Erfindung bezüglich seines Gewichts für eine vorgegebene Länge eines Projektils für eine Waffe mit einem vorgegebenen Kaliber maximiert. Diese Maßnahme liegt bevorzugt in der Form des Ausbildens des Projektils aus Metallpulvern hoher Dichte, der Maximierung der Länge des Profils, in Übereinstimmung mit dem geplanten Kaliber des Projektils und der Verdrehung der Vorsprünge im Lauf der Waffe, für die die Munition gedacht ist, und indem man jede Abweichung in der Dichte der Projektile in jeder vorgegebenen Ebene rechtwinklig zur Länge des Projektils und in einer Richtung radial nach außen von der Längsmittellinie (Seelenachse) des Projektils minimiert. Ein Vorteil in der Verwendung dieses einzigartigen Projektils liegt darin, dass dann, wenn das Projektil in das offene Ende einer Standardhülse für eine Waffe des geplanten Kalibers eingesetzt wird, das Projektil einen wesentlichen Bereich des inneren Volumens der Hülse einnimmt, wodurch derjenige Bereich des inneren Volumens der Hülse verringert wird, der zur Aufnahme von Schießpulver zur Verfügung steht, wodurch es gestattet wird, dass die Hülse mit einem höheren Anteil ihres Leervolumens gefüllt wird. Ferner hat der Erfinder in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung festgestellt, dass die Verwendung eines Schießpulvers mit mittlerer Brennrate eine Gaserzeugung mit einer Geschwindigkeit und einem Volumen liefert, die in Verbindung mit dem schweren Projektil, das Projektil mit Unterschallgeschwindigkeit austreibt, während die Energie, die erforderlich ist, um den Bolzen einer Waffe anzutreiben, die in halbautomatischer oder automatischer Weise abgefeuert wird, erzeugt wird.
• In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Maximierung des Gewichts des Projektils und der radialen Gleichförmigkeit der Dichte durch die Verwendung einer Mischung von Metallpulvern unterstützt, die in einer Matrize kaltverdichtet sind, um eine Mehrzahl einzelner Kernelemente zu erzeugen, die letztendlich kombiniert werden, um einen Kern für das Projektil zu definieren. Insbesondere ist im Verfahren des Matrizenformens einer Mischung aus Metallpulvern, derjenigen Art, die in der vorliegenden Erfindung unter einem hohen Druck, d. h. etwa 4,45 · 10&supmin;&sup8; Pa (psi) durchgeführt wird, die Dichte des Produkts an gegenüberliegenden Enden des ausgebildeten Produkts größer als im zentralen Bereich der Längenabmessung des Produkts. Der vorliegende Erfinder verwendet dieses Merkmal, um mehrere einzelne Elemente eines Kerns zu erzeugen und kombiniert danach diese Elemente, um einen funktional einheitlichen Kern zu schaffen, der eine Gesamtdichte (Gewicht) hat, die größer ist als dies erreichbar wäre, wenn de Kern als einzige Einheit ausgebildet ist. Bei einem Aspekt der Erfindung, ist jedes der Kernelemente in seine eigene spezifische Geometrie geformt worden, zum Zwecke der gewünschten Kombination der Elemente zu einem Kern für das Projektil.
• Die Zusammenstellung der einzelnen Kernelemente, wird in einem Ausführungsbeispiel bevorzugt durchgeführt, indem man in ausgewählter Weise die Kernbereiche in einen weichen Metallmantel einsetzt, der in einer Matrizenvertiefung aufgenommen ist. Der verwendete Mantel ist bevorzugt napfförmig mit einem geschlossenen Ende und einem offenen Ende. Der Mantel wird gewöhnlich durch Tiefziehen eines Metallrohlings gefertigt, so dass die Wanddicke des Mantels sich von einer maximalen Dicke benachbart seines geschlossenen Endes zu einer minimalen Dicke benachbart des offenen Endes des Mantels verringert. Die Veränderung der Wanddicke des Mantels entlang seiner Länge ist von größter Wichtigkeit in etwa derjenigen Hälfte der Länge des Mantels, die sich vom geschlossenen Ende zur Mitte der Länge des Mantels erstreckt. Innerhalb dieser Hälfte der Länge des Mantels verändert sich die Wanddicke ausreichend, um das volle Einsetzen, ohne die Anwendung von merklicher Kraft, eines Kernelementes in diese Hälfte des Mantels auszuschließen, die bezüglich des Durchmessers so bemessen ist, dass sie gleich dem inneren Durchmesser der anderen Hälfte des Mantels ist. Demzufolge stellt der Erfinder in der vorliegenden Erfindung ein erstes Kernelement her, das in seiner Geometrie zylindrisch ist, und das einen Durchmesser hat, der das Einsetzen des ersten Kernelementes in das Innere derjenigen Hälfte des Mantels gestattet, die sich in der Nähe des geschlossenen Endes des Mantels befindet. Ein zweites Kernelement wird hergestellt, das in seiner Geometrie zylindrisch ist, und das einen Durchmesser hat, der größer als der Durchmesser des ersten Kernelementes ist, und der gestattet, dass das zweite Kernelement eng in diejenige Hälfte der Mantellänge passt, die näher zu seinem offenen Ende liegt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gesamtlänge der ersten und zweiten Kernelemente gerinfügig geringer als die gesamte innere Länge des Mantels, so dass ein Bereich der Mantelwandung benachbart seines offenen Endes für eine Verformung des Mantels radial einwärts zur Verfügung steht, um mindestens teilweise das offene Ende des Mantels zu schließen und die Kernelemente innerhalb des Mantels festzulegen.
• Fig. 1 ist eine Darstellung einer Gewehrpatrone, teilweise geschnitten, die verschiedene Merkmale der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 2 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Bestandteile eines. Ausführungsbeispiels eines Kernelementes, wie es im Projektil der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
• Fig. 3 ist eine geschnittene Seitenansicht der Bestandteile des Projektils gemäß Fig. 2, wie sie teilweise zu einem Projektil zusammengesetzt sind;
• Fig. 4 ist eine geschnittene Seitenansicht der Projektilbestandteile gemäß Fig. 2, wie sie vollständig zu einem Projektil zusammengesetzt sind;
• Fig. 5 ist eine geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Mantels, wie er beim Projektil der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
• Fig. 6 ist eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs des Mantels gemäß Fig. 5 entlang der Linie A-A der Fig. 5;
• Fig. 7 ist eine Darstellung einer Pistolenpatrone, teilweise geschnitten, die verschiedene Merkmale der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 8 ist ein Fließdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt.
• In der vorliegenden Erfindung ist ein "schweres" Projektil definiert als ein Projektil, das eine Dichte größer als Blei, d. h. etwa 12 g/m³ oder mehr, und ein Gesamtgewicht von mindestens 8,68 g (134 grains) für eine 5,56 mm Patrone oder ein Proportionalgewichtsprojektil für eine Patrone mit unterschiedlicher Größe, wie beispielsweise ein Projektil von 16,20 g (250 grains) für eine 7,8 mm (0,308 Kaliber)-Patrone und eine Dichte größer als Blei aufweist. Wie erwähnt zeigt ein bevorzugtes Pulver eine mittlere Brennrate. Für die vorliegende Erfindung bedeutet ein Schießpulver mit "mittlerer Brennrate" ein Schießpulver, das eine Brennrate im Wesentlichen gleich der Brennrate des Hodgdon 380®-Schießpulver ist. Jedes der Elemente der vorliegenden Erfindung ist ausgewählt in Kombination mit anderen Elementen, um eine Gleichmäßigkeit der Unterschallgeschwindigkeit von Satz zu Satz der Munition zu erreichen und um die erforderliche Energie zu erzeugen, um den Bolzen einer halbautomatischen oder automatischen Waffe zu betätigen, ohne dass das Projektil die Unterschallgeschwindigkeit übersteigt, während gleichzeitig im Wesentlichen jede Geräuschentwicklung eliminiert wird, die mit dem freien Flug des Projektils durch die Luft in Verbindung steht.
• Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in den verschiedenen Figuren dargestellt und enthält einen Satz Unterschallmunition 10, die eine im Wesentlichen rohrförmige Hülse 12 mit einem geschlossenen Ende 14 und einem offenen Ende 16 enthält. Innerhalb des geschlossenen Endes 14 ist eine Flammenöffnung 18 und ein der Flammenöffnung benachbarter Zünder 20 vorgesehen. Das offene Ende der Hülse enthält einen Bereich 22, der eingezogen, d. h. mit verringertem Durchmesser ausgebildet ist, der im Inneren so bemessen ist, um ein Projektil 24 mit einem mehrteiligen Kern 25 aufzunehmen. Innerhalb der Hülse und zwischen dem geschlossenen Ende und dem Projektil ist ein Hohlraum 26 definiert, der mit Schießpulver 28 beladen ist. Die Geometrie der Hülse ist so ausgewählt, dass sie mit Industriestandards für eine Patrone mit vorgegebenem Kaliber zusammenpasst, beispielsweise 5,6 mm (0,223 Kaliber) (Äquivalent zu 5,56 mm), die so ausgebildet ist, dass sie beispielsweise aus einer automatischen Waffe M-16 abgeschossen werden kann. Diese Standards setzen den äußeren Durchmesser der Hülse, die Gesamtlänge der Hülse, die Länge der Hülse vom geschlossenen Ende zum Beginn der Schulter 30, die zwischen dem eingezogenen Bereich 22 und dem Körper 32 der Hülse ausgebildet ist, und den inneren Durchmesser des offenen Endes der Hülse fest, zusammen mit anderen Aspekten der Patrone. Ferner muss die Patrone dem Industriestandard für die Gesamtlänge (OAL) für eine Patrone mit vorgegebenem Kaliber entsprechen. Die OAL 34 der Patrone wird gemessen von Ende zu Ende der Patrone, einschließlich des Projektils. Diese OAL eines Satzes von Munition ist kritisch bezüglich einer erfolgreichen Förderung der Patrone aus einem Magazin in die Schießkammer eines halbautomatischen oder automatischen Waffe.
• Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung der Erfindung wird eine 5,56 mm Patrone diskutiert, es ist jedoch klar, dass die vorliegende Erfindung andere Größen (Kaliber) von Patronen umfasst, insbesondere 7,8 mm (0,308 Kaliber) Patronen.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Projektil 24 der vorliegenden Erfindung hinsichtlich seines Gewichts für ein vorgegebenes Kaliber maximiert. Um diesen wünschenswerten Effekt zu erreichen, schafft der vorliegende Erfinder ein Projektil, das bevorzugt aus einer verschnittenen Mischung eines Pulvers eines schweren Metalls, wie beispielsweise Wolframpulver, und eines Pulvers eines leichteren Metalls (wie beispielsweise Blei) hergestellt ist. Ein Teil der gemischten Pulver wird in einer Matrize zu einem ersten, kompakten Zylinder 40 kaltverdichtet. Wie in Fig. 2 dargestellt, hat dieser erste Zylinder eine größere Dichte benachbart von jedem seiner gegenüberliegenden Enden 42 und 44, wobei dieser Dichtegradient entlang der Länge des Zylinders erreicht wird, indem man die Pulver in der Matrize, die einen zylindrischen Formhohlraum aufweist, unter einem Druck von mindestens etwa 2,76 · 10&sup8; Pa (40.000 psi) und bevorzugt unter einem Druck von etwa 3,45 · 10&sup8; Pa (50.000 psi) presst. Um die Vorteile dieses beschriebenen Merkmals eines kaltverdichteten, kompakten Zylinders zu erreichen, formt der vorliegende Erfinder den Kern 25 des Projektils aus mindestens zwei einzeln kaltverdichteten, kompakten Zylindern. Demgemäß wird ein weiterer Teil der gemischten Pulver in gleicher Weise kaltverdichtet zu einem zweiten, kompakten Zylinder 46, der ebenfalls eine größere Dichte benachbart von jedem seiner gegenüberliegenden Enden 48 und 50 aufweist. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, tragen diese größeren Dichten benachbart der Enden der ersten und zweiten, kompakten Zylinder 40 und 46 merklich zur Gesamtdichte jedes der kompakten Zylinder bei und demgemäß zur Gesamtdichte des Projektils, das aus diesen Zylindern hergestellt ist.
• Es ist festzustellen, dass bei einer vorgegebenen Waffe mit einem gezogenen Lauf sich das Projektil, das von der Waffe abgefeuert wurde, um seine Längsrichtung mit einer Geschwindigkeit drehen wird, die eine Funktion der Verdrehung der Vorsprünge innerhalb der Bohrung des Laufs der Waffe ist. Beispielsweise verwendet ein M-16 Militärgewehr eine 1-in-7-Verdrehung, d. h., dass jeder Vorsprung eine volle Umdrehung über jeweils 17,78 cm (7 Zoll) der Lauflänge vollführt. Demgemäß dreht sich ein aus dieser Waffe mit einer Geschwindigkeit von 320 m/s (1050 fps) abgefeuertes Projektil mit einer Umdrehung von 108.000 U/min. Bei dieser Umdrehungsrate führt jede Abweichung des Gravitationszentrums des Projektils aus seiner Längsmittellinie (d. h. seiner Drehachse) dazu, dass das Projektil während seines freien Flugs zu einem Ziel ein Taumeln (Gieren) zeigt, und demzufolge während des Flugs ein Geräusch erzeugt. Die vorliegenden Erfinder fanden heraus, dass durch die Herstellung der Projektile der vorliegenden Erfindung ein absolutes Zusammenfallen des Gravitationszentrums des Projektils mit seiner Längsmittellinie (Drehachse) bei einem Projektil nicht erreichbar ist, das eine gewisse maximale Länge überschreitet, so dass eine maximale Länge für das Projektil eines vorgegebenen Kaliberprojektils, das von einer vorgegebenen Waffe abgeschossen wird, existiert, bei der es ausreichend stabil beim freien Flug bleibt, und darüber hinaus verhindert, dass das Projektil ein hörbares Geräusch während des Flugs erzeugt. Insbesondere wurde festgestellt, dass ein Projektil mit eine Länge über etwa 28,45 mm (1,12 Zoll), das aus einem M-16-Militärgewehr abgeschossen wurde, in seinem Flug unstabil in einem Ausmaß wurde, in dem das Projektil ein hörbares Geräusch erzeugt. Dieser Längenfaktor zuzüglich der Begrenzung, die durch das Kaliber des Projektils bewirkt wird, erzeugt eine Grenze bezüglich der erlaubten Länge eines Projektils für eine vorgegebene Waffe, wodurch das erlaubte Volumen des Projektils für die Waffe begrenzt wird. Demgemäß ist bei der vorliegenden Erfindung die Gesamtdichte des Projektils wichtig beim Maximieren des Gewichts des Projektils, ebenfalls von Bedeutung ist jedoch das Erreichen einer maximalen Gleichförmigkeit der Dichte des Projektils in einer Richtung von der Längsmittellinie des Projektils radial nach außen, für jede vorgegebene Ebene, die sich rechtwinklig zur Längsmittellinie des Projektils erstreckt. Die absolute Dichte des Projektils der vorliegenden Erfindung kann von Ebene zu Ebene variieren, ist jedoch radial um die Mittellinie des Projektils im Wesentlichen gleichmäßig für jede vorgegebene Ebene.
• Bei der Herstellung der ersten und zweiten kompakten Zylinder 40 und 46 wird bevorzugt jeder Zylinder aus Wolframmetallpulver von etwa -2 und +0,21 mm (-10 und +70 mesh) hergestellt, wie beispielsweise die C- und M-Reihen, die bei Osram Sylvania, Morristown, NJ, erhältlich sind, und aus Bleipulver mit einer Größe von etwa 0,044 mm (einer mesh-Siebgröße von etwa 325), wie jenes das bei Atlantic Engineers, Bergenfield, NJ, erhältlich ist. In der Mischung nimmt das Wolframpulver zwischen etwa 40 und 75 Gew.-% der Mischung ein, während das restliche Gewicht der Mischung aus Bleipulver besteht. Andere Pulvermischungen können verwendet werden, was jedoch möglicherweise durch einen geringeren Grad der Maximierung der Dichte des Projektils -bezahlt werden muss. Ferner kann eine drittes oder noch weitere Pulver in der Mischung für die verschiedensten Zwecke enthalten sein, wie beispielsweise zum Erhöhen oder Verringern der Härte oder die Zerbrechlichkeit des Projektils. Die Mischung aus diesen Pulvern wird verschnitten und ein Bereich der gemischten Pulver wird in den Formhohlraum einer Matrize mit einem zylindrischen Formhohlraum eingegeben. In der Matrize wird die Mischung der Pulver unter einem Druck von mindestens etwa 2,76 · 10&sup8; Pa (40.000 psi) und bevorzugt unter einem Druck von etwa 3,45 · 10&sup8; Pa (50.000 psi) kaltverdichtet. Unter diesen Druckbedingungen wird die Pulvermischung verdichtet und zu einem harten, selbsttragenden, kompakten Zylinder geformt. Die Dichte des Zylinders ist jedoch benachbart seiner gegenüberliegenden Enden größer als im zentralen Bereich des Zylinders zwischen seinen gegenüberliegenden Enden. Wie beschrieben, ist der Kern zum Maximieren der Dichte des Projektilkerns der Patrone der vorliegenden Erfindung aus mindestens zwei kompakten Zylindern hergestellt, die einzeln durch Kaltverdichten in einer Matrize hergestellt wurden. Dadurch zeigt jeder dieser kompakten Zylinder zwei Bereiche einer maximierten Dichte, d. h. den Flächenbereich benachbart jeder der gegenüberliegenden Enden des Zylinders. Der sich ergebende Kern enthält vier Flächenbereiche maximierter Dichte, wodurch eine Gesamtmaximierung der Dichte des Kerns erzielt wird. Um das Projektil herzustellen, werden die ersten und zweiten kompakten Zylinder in einen napfförmigen Mantel 52 eingesetzt, der durch Tiefziehen eines Metallrohlings hergestellt wurde. Das Metall des Mantels ist eines derjenigen Metalle, die Schmiereigenschaften zwischen dem Projektil und dem Inneren des Waffenlaufs zeigen, wenn sich das Projektil entlang des Laufs während dem Abschießen der Waffe bewegt. Ein bevorzugtes Metall ist Kupfer. Nach dem Fertigen enthält der Mantel ein geschlossenes Ende 54, ein offenes Ende 56 und eine Längsmittellinie 64.
• Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, erzeugt das Tiefziehen eines Metallrohlings zu einem Mantel, einen Mantel, der einen Wandbereich benachbart des geschlossenen Endes 54 des Mantels besitzt, der fortschreitend von einer relativ dicken Wandung bei "A" in der" Nähe des geschlossenen Endes des Mantels zu einer weniger dicken Wandung bei "B" geformt ist, wobei der ungefähre Mittelpunkt 58 zwischen den gegenüberliegenden Seiten des Mantels liegt. Die Wanddicke "C" des Mantels zwischen dem ungefähren Mittelpunkt der Länge des Mantels verändert sich normalerweise nicht merklich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung.
• Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der erste, kompakte Zylinder 40 mit eine n äußeren Durchmesser d&sub1; versehen, der im Wesentlichen gleich jedoch nicht größer als der innere Durchmessers des Mantels benachbart seines geschlossenen Endes ist, sodass dieser Zylinder in den Mantel bis auf eine Stelle in der Nähe des geschlossenen Endes des Mantels eingesetzt werden kann. Der zweite kompakte Zylinder 46 wird mit einem zweiten Durchmesser d&sub2; ausgebildet, der im Wesentlichen gleich jedoch nicht größer ist als der innere Durchmesser des Mantels im Bereich zwischen dem Mittelpunkt der Länge und dem offenen Ende des Mantels. Bevorzugt sind die Zylinder im Wesentlichen von gleicher Länge, es kann jedoch auch einer der Zylinder geringfügig länger als der andere Zylinder sein, falls dies gewünscht ist. Die kombinierten Längen dieser beiden kompakten Zylinder bestimmen die gesamte Länge eines Kerns 51 des Projektils. Wie beschrieben, werden mindestens zwei kompakte Zylinder für jeden Projektilkern eingesetzt. Mehr als zwei Zylinder pro Kern können verwendet werden, jedoch tragen mehr als zwei Zylinder nicht merklich zu einem größeren Gewicht des Projektils bei, verglichen mit den Kosten, die mit der Herstellung und Bearbeitung des zusätzlichen Zylinders verbunden sind.
• In einem Ausführungsbeispiel ist der Mantel in einer ihn umgebenden Matrize angeordnet und der erste Zylinder wird in den Mantel eingesetzt, gefolgt durch das Einsetzen des zweiten Zylinders in den Mantel in Tandemanordnung mit dem ersten Zylinder. Danach werden die Zylinder unter hohen Druck gesetzt, beispielsweise größer als etwa 2,76 · 10&sup8; Pa (40.000 psi) und bevorzugt etwa 3,45 · 10&sup8; Pa (50.000 psi), und verformt, mit Hilfe eines Matrizenstempels, der mit der Längsmittellinie 64 des Mantels ausgerichtet ist und parallel dazu verläuft, um zu bewirken, dass die beiden Zylinder einen ausgewählten Bereich des inneren Volumens des Mantels ausfüllen, sowie einen ungefüllten Bereich 60 des Mantels freilassen. Der dem zweiten kompakten Zylinder anliegende Wandbereich 68 wird nachfolgend nach innen in Richtung auf die Längsmittellinie 64 des Mantels gefaltet, um zumindest teilweise das offene Ende des Mantels zu schließen und die ersten und zweiten Zylinder innerhalb des Mantels einzuschließen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Ende 52 des Mantels durch den nach innen gefalteten Wandbereich des Mantels nicht vollständig geschlossen, wodurch eine kreisförmige Öffnung 66 im Ende 56 des Mantels verbleibt, die mit einem Bereich der Pulvermischung des Kerns während des Verlaufs des Stauchvorganges gefüllt wird. Dieses Konstruktionsmerkmal verbessert die Verteilung des Projektils nach dem Aufschlagen des Projektils auf ein Ziel, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
• Es soll bemerkt werden, dass, obwohl die Dichte jedes Zylinders von Ende zu Ende nicht gleichmäßig ist, in jeder vorgegebenen Ebene des Zylinders rechtwinklig zur Längsmittellinie des Zylinders die Dichte jedes Zylinders gleichmäßig ist in einer Richtung radial auswärts von der Längsmittellinie des Zylinders. Das bedeutet, dass die Dichte innerhalb einer vorgegebenen Ebene gleichmäßig um die Drehachse des Projektils ist. Dieser Aspekt jedes Zylinder ist wichtig für das Ausbilden des Gravitationszentrums des Projektils, das im Wesentlichen mit der Längsmittellinie des Projektils (d. h. mit der Drehachse des Projektils) zusammenfällt und dadurch die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass das Projektil während seines freien Flugs zu einem Ziel ein Gieren zeigt. In diesem Zusammenhang soll ebenfalls bemerkt werden, dass beim Verfahren des Einsetzens der Zylinder in den Mantel, die Zylinder nicht nur so bemessen sind, dass sie fest in den Mantel in gestapeltem Zustand hineinpassen, sondern dass ferner auch ihre jeweiligen Längsachsen zusammenfallend ausgerichtet sind. Zu diesem Zweck ist die Druckkraft, die auf die im Tandem gestapelten Zylinder im Mantel ausgeübt wird, mit der Längsmittellinie des Mantels ausgerichtet und parallel zu ihr, und demzufolge ebenfalls ausgerichtet und parallel mit der Längsmittellinie der gestapelten Zylinder. Dadurch glaubt man, dass die Verformung der Zylinder, wie es notwendig ist, um die Zylinder an die inneren Abmessungen des Mantels anzupassen, im Prinzip durch die radiale Erstreckung der Zylinder begrenzt ist, wodurch die beträchtliche Masse jedes Zylinders in Radialrichtung unverändert bleibt, um dadurch die radiale Gleichmäßigkeit der Dichte jedes Zylinders im Wesentlichen intakt zu lassen. Man glaubt ebenfalls, dass der beim Drücken der Zylinder, um diese an die inneren Abmessungen des Mantels anzupassen, verwendete hohe Druck dazu tendiert, einen wesentlichen Anteil der Bindungen zwischen benachbarten Pulverpartikeln wiederherzustellen, die beim Verformen der Zylinder unterbrochen wurden, als diese gezwungen wurden, sich an das Innere des Mantels anzupassen. Man glaubt weiterhin, dass diese Faktoren wesentlich zur beobachteten Abwesenheit einer Geräuschentwicklung des Projektils während seines freien Flugs zu einem Ziel beitragen, wegen des erreichten Übereinstimmungsgrades des Gravitationszentrums und der Längsmittellinie des Projektils der vorliegenden Erfindung.
• Patronen für eine 5,56 mm Waffe, die halbautomatisch arbeitet, wurden hergestellt und abgefeuert, um die Geschwindigkeit der Projektile aus jeder Patrone und die Fähigkeit der Patronen ausreichend Energie zu erzeugen, um den Bolzen der Waffe gleichmäßig zu betätigen, zu untersuchen. Bei der Herstellung diese Patronen wurde eine Standardhülse aus Messingmetall ausgewählt.
• Bei jeder dieser Patronen wurden ein Projektil vorgesehen, das einen Mantel aus Kupfermetall umfasst, der auf eine Länge von 27,94 mm (1,100 Zoll) tiefgezogen wurde. Die Wanddicke des Mantels benachbart seinem geschlossenen Ende ("A") war mit einem Innendurchmesser von etwa 4,75 mm (0,187 Zoll) an dieser Stelle versehen. Die Wanddicke des Mantels lief von seinem geschlossenen Ende in Richtung auf den Mittelpunkt der Länge des Mantels auf eine Wanddicke ("B") schräg zu, was zu einem Innendurchmesser von 4,83 mm (0,190 Zoll) an dieser Stelle führte. Die Wanddicke des Mantels vom Mittelpunkt zu seinem offenen Ende veränderte sich nicht merklich für die vorliegenden Zwecke. Der Innendurchmesser des Mantels an seinem offenen Ende lag bei 4,83 mm (0,190 Zoll).
• Um einen Kern für das Projektil herzustellen, wurde ein erster, kompakter Zylinder mit einem äußeren Durchmesser von 4,75 mm (0,187 Zoll) hergestellt unter Verwendung einer Mischung von 60 Gew.-% Wolframpulver und 40 Gew.-% Bleipulver. Das Wolframpulver wies eine Siebgröße von -2 +0,21 mm (-10 +70 mesh) auf. Das Bleipulver wies eine Siebgröße von 0.044 mm (325 mesh) auf. Diese Pulver wurden vermischt und ein Teil davon wurde in eine Matrize mit einem zylindrischen Hohlraum eingegeben. Innerhalb der Matrize wurde die Pulvermischung einem Kaltverdichten (unter Umgebungstemperatur) unter einem Druck von 3,45 · 10&sup8; Pa (50.000 psi) unterworfen. Die Gesamtdichte dieses ersten Zylinders lag über 14 g/cm³. Ein zweiter, kompakter Zylinder mit einem äußeren Durchmesser von 4,83 mm (0,190 Zoll) wurde in gleicher Weise wie der erste Zylinder hergestellt. Dieser zweite Zylinder zeigte eine Gesamtdichte über 14 g/cm³.
• Der Kupfermantel des Projektils wurde in eine Matrize mit einem zylindrischen Innenhohlraum mit einem Innendurchmesser von 5,69 mm (0,224 Zoll) eingesetzt. Der erste kompakte Zylinder wurde durch das offene Ende des Mantels in den in der Matrize angeordneten Mantel eingesetzt, gefolgt durch das Einsetzen des zweiten Zylinders in den Mantel durch sein offenes Ende, so dass diese Zylinder in Tandemanordnung innerhalb des Mantels gestapelt waren. Ein Matrizenstempel wurde in die Matrize eingesetzt, um mit den gestapelten Zylindern in Eingriff zu treten, und auf diese einen Druck in einer Richtung auszuüben, die mit der Längsmittellinie des Mantels ausgerichtet ist und zu ihr parallel verläuft. Ein Druck von 3,45 · 10&sup8; Pa (50.000 psi) wurde auf die gestapelten Zylinder ausgeübt. Dieser Druck verformt den ersten Zylinder, bewirkt, dass dieser Zylinder sich an den inneren Hohlraum der Matrize benachbart ihres geschlossenen Endes anpasst und diesen Bereich ausfüllt. Ferner dient der aufgebrachte Druck dazu, die beiden Zylinder zu einem funktional einheitlichen Kern zu konsolidieren, der eine Gesamtdichte über 14 g/cm³ und eine Gesamtlänge von 26,42 mm (1,040 Zoll) aufweist. Die Länge des Mantels erhöht sich etwas.
• Nach dem Verdichten der Zylinder verbleibt eine Länge von etwa 0,76 mm (0,030 Zoll) der Mantelwandung, die sich vom Kern wegerstreckt. Diese Wandlänge wurde anschließend nach innen über das äußere Ende des Kerns, beispielsweise durch Stauchen, gefaltet, um das äußere Ende des Kerns teilweise abzudecken und dazu beizutragen, dass die Zylinder innerhalb des Mantels zurückgehalten werden. Bei diesem Versuch bedeckte die einwärts gefaltete Mantelwandung nicht vollständig das äußere Ende des Kerns, sondern es verblieb ein kreisförmiger Bereich an unbedecktem Kern, der im Wesentlichen konzentrisch mit der Mittellinie des Mantels war und mit einem Teil der Pulvermischung gefüllt wurde. Dieser Flächenbereich diente der Erleichterung der Trennung des Mantels und/oder des Kerns nach einem Aufschlag auf ein Ziel, in einer Weise, wie dies im Stand der Technik bekannt ist. Das Gesamtgewicht jedes der getesteten Projektile lag bei 8,68 g (134 grains).
• Die Hülse dieser Patronen wurde mit einem Federal 205 Match-Zünder an ihrem geschlossenen Ende und mit 0,73 g (11,2 grains) von H-380®, ein Schießpulver mit sphärischen Partikeln von Hodgdon Powder Co. gefüllt, gefolgt durch das Einsetzen eines Projektils innerhalb des offenen Endes der Hülse, wodurch das offene Ende der Hülse geschlossen wurde und eine OAL der Patrone von 5,74 cm (2,26 Zoll) erreicht wurde. Das Pulver füllte etwa 65% der in der Hülse zwischen dem Zünder und dem Projektil definierten Hohlraums. Diese Pulver zeigte eine mittlere Brennrate. Zusätzlich zu seinen anderen Eigenschaften, zeigt dieses Pulver gleichmäßige Brenneigenschaften bei Temperaturen zwischen etwa -17,8ºC (0ºF) und etwa 51,67ºC (125ºF).
• Gleiche Patronen wurden unter Verwendung von anderen Schießpulvern hergestellt, die entweder eine niedrigere oder eine höhere Brennrate als das H-380®-Pulver aufweisen. Diese letztgenannten Patronen zusammen mit den Patronen, die das H-380®-Pulver enthielten wurden aus einer M-16 (5,56 mm) Waffe abgeschossen, die halbautomatisch arbeitete. Die Lauflänge der Waffe lag bei 36,83 cm (14,5 Zoll). Mindestens 10 Sätze von Patronen, hergestellt aus jedem dieser Pulver wurden abgefeuert. Die Mindestgeschwindigkeiten der verschiedenen Patronen wurden unter Verwendung standardisierter chronografischer Verfahren überwacht. Nur die Patronen, die mit dem langsam brennenden H-380®-Pulver hergestellt wurden, zeigten durchgehend Unterschallgeschwindigkeiten ihrer Projektile wie nachgewiesen bei allen zehn der Sätze, die Unterschallgeschwindigkeiten ihrer Projektile zeigten, und die erfolgreiche Betätigung des Bolzens der Waffe bei jedem Geschoss, einschließlich des letzten Geschosses, das dazu dient, den Bolzen in seiner offenen Position zu verriegeln. Bei jedem Satz der zehn Geschosse der Patronen, die mit anderen Pulvern als dem H-380® hergestellt wurden, gab es mindestens ein oder mehrere Geschosse, die Schallgeschwindigkeit zeigten, die bei der erfolgreichen Betätigung des Bolzens der Waffe versagten oder bei der die Standardabweichung zwischen den Geschwindigkeiten der zehn Geschosse unkontrollierbar zwischen etwa 10,25 bis etwa 60,96 m/s (etwa 50 bis etwa 200 fps) variierte. Die aus dem H-380®-Pulver hergestellten Geschosse zeigten eine Standardabweichung von weniger als 6,1 m/s (20 fps). Die große Variationsbreite bei der Standardabweichung, die diese Pulver zeigten, die langsamer oder schneller brennen als das H-380®-Pulver, ist unakzeptabel für eine sicher schießende Unterschallmunition. Gleiche Patronen wurden mit gleichen Ergebnissen aus einer M-16 Waffe mit einem 50,8 cm (20 Zoll) Lauf erzielt. Bei allen Versuchen, bei denen die vorliegenden Projektile, die das H-380®-Pulver verwendeten, unter einer Unterschallgeschwindigkeit angetrieben wurden, wurde kein hörbares Geräusch durch das Projektil durch seine Bewegung durch Luft erzeugt.
• Weitere Patronen wurden hergestellt unter Verwendung des H-380®-Pulvers und von Projektilen mit einem geringeren Gewicht, und wie oben beschrieben untersucht. Insbesondere wurden Projektile mit Gewichten von 6,48, 7,45 und 8,16 g (100, 115 und 126 grains) hergestellt und untersucht. Keine dieser Patronen schoss durchgehend mit Unterschall mit einer Standardabweichung innerhalb eines akzeptablen Bereichs.
• Patronen, die Projektile mit 8,68 g (134 grains) enthielten und unter Verwendung von H- 380®-Pulver hergestellt wurden, wurden aus einer M-16 Waffe abgefeuert, bei der an der Mündung des Laufs ein Dämpfer angeordnet wurde. Die Projektile aus diesem Patronen wiesen ebenfalls durchgehend eine Unterschallgeschwindigkeit auf und zeigten eine akzeptable Standardabweichung. Die Patronen betätigen weiterhin erfolgreich den Bolzen der Waffe. Weiterhin war das Gesamtgeräusch, das beim Abfeuern der Waffe auftrat weitgehend nichtexistent. Kein hörbares Geräusch wurde durch den Flug dieser Projektile durch Luft erzeugt.
• In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Projektile leicht zerbrechbar beim Auftreffen auf einem festen oder halbfesten Ziel ausgebildet werden. Zu diesem Zweck kann der Mischung von Wolfram- und Bleipulver bis zu etwa 0,10 Gew.-% eines mikronisierten Polyolefinwachses hinzugefügt werden, wie beispielsweise ACumist 12, erhältlich bei Allied Signal, Inc., Morristown, NJ. Dieses Pulver hatte eine Größe von -0,058 +0,037 mm (-250 +400 mesh) und wird ebenfalls identifiziert als oxidiertes Polyäthylenhomopolymer mit geringer Partikelgröße. Es wurde festgestellt, dass dieses Pulver die Bindung der Metallpulverpartikel aneinander verhindert und demzufolge, bei den beschriebenen, geringen Mengen, nicht merklich die Formbarkeit oder die akzeptablen Festigkeitseigenschaften eines kompakten Zylinders negativ beeinflusst, der in einer Weise, wie oben beschrieben, matrizengeformt ist. Ein mikronisiertes Polyolefinwachs und eine Metallpulvermischung, wenn sie zu einem Projektilkern geformt werden, der in einem leichten Metallmantel eingeschlossen ist, schaffen eine Projektil, das sich in allen Materialaspekten wie ein Projektil verhält, das nur aus den Metallpulvern hergestellt ist, außer bezüglich der Zerbrechlichkeit des Projektils, wenn es auf ein Ziel aufschlägt. Der Grad der Zerbrechlichkeit des Projektils ist eine Funktion der Menge des eingesetzten, mikronisierten Polyolefinwachses, sollte jedoch nicht etwa 0,10 Gew.-% überschreiten, um einen ausreichend festen, selbsttragenden Zylinder zu erhalten.
• Wie Fig. 7 zeigt, umfasst die vorliegende Erfindung ferner einen Satz Pistolenmunition 80, die eine Hülse 82 mit einem in ihr offenes Ende eingesetzten Projektil 84 enthält. Das Projektil 84 enthält erste und zweite Kernelemente 86 und 88, die unabhängig voneinander matrizengeformt und danach in einen Mantel 90 matrizengepresst würden, wie oben beschrieben.
• Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Herstellen eines Projektils gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 8 dargestellt und enthält die Verfahrensschritte des Auswählens von Wolfram- und Bleipulvern und das Mischen dieser Pulver zu einer Pulvermischung. Ein Teil dieser gemischten Pulver wird zu einem ersten Kernelement matrizengeformt und ein weiterer Teil wird zu einem zweiten Kernelement matrizengeformt. Dieser beiden Kernelemente werden anschließend in einen Mantel eingesetzt, der in eine Matrize eingesetzt wurde. Diese Kernelemente im Mantel werden in den Mantel mit einem Druck eingepresst, der ausreichend ist, dass sich die Kernelemente an das innere Volumen des Mantels anpassen und dieses zumindest teilweise füllen. Danach wird das offene Ende des Mantels, der das doppelt Kernelement enthält, zumindest teilweise verschlossen. Anschließend wird das Projektil für eine nachfolgende Einarbeitung in einen Satz von Munition abgedeckt.
• Während spezielle Beispiele der Bestandteile der Munition der vorliegenden Erfindung dargelegt wurden, ist es selbstverständlich, dass ein Fachmann, dem die vorliegende Offenbarung vorliegt, auswählen kann, um andere äquivalente Komponenten zu verwenden. Demgemäß ist es geplant, dass die Erfindung nur in Bezug der hier anhängenden Ansprüche begrenzt wird.

Claims (11)

1. Unterschall-Munitionssatz (10), der ein Projektil (24, 28), das einen Metallmantel (52, 90) mit einem geschlossenen Ende (54) enthält, ein offenes Ende (56), ein Innenvolumen (26), eine Längsmittellinie (64) umfasst und Schmiereigenschaften bezüglich des Laufs einer Waffe zeigt,

mit einem Kern (25, 51), der innerhalb des Mantels (52, 90) enthalten ist,

wobei der Kern (25, 51) erste und zweite Elemente (40, 46; 86, 88) aufweist, wobei jedes der Elemente (40, 46; 86, 88) gegenüberliegende Enden aufweist und aus einer Mischung aus einem schweren Metallpulver und einem leichteren Metallpulver hergestellt ist, das zu einer geometrischen Form kaltverpresst ist, die geeignet ist, innerhalb des Mantels (52, 90) aufgenommen zu werden, wobei jedes der Elemente (40, 46; 86, 88) benachbart seiner gegenüberliegenden Enden eine größere Dichte aufweist als dies ihrer Dichte benachbart zu einer Stelle entspricht, die zwischen den gegenüberliegenden Enden gleichmäßig beabstandet ist, wobei die ersten und zweiten Elemente (40, 46; 86, 88) in gestapelter Anordnung zueinander in den Mantel (52, 90) eingesetzt sind und einem Druck unterworfen sind, um diese Elemente (40, 46; 86, 88) unter zumindest teilweiser Ausfüllung des Mantels (52, 90) an diesen anzupassen.

2. Munitionssatz nach Anspruch 1, wobei der Mantel (50, 90) durch die Elemente (40, 46; 86, 88) unvollständig gefüllt ist und einen Teil der Länge des Mantels (52, 90) aufweist, der nach innen in Richtung auf die Längsmittellinie des Mantels (52, 90) gefaltet ist, um das offene Ende (56) des Mantels (52, 90) zumindest teilweise zu schließen.

3. Munitionssatz nach Anspruch 1, wobei die Dichte jedes der ersten und zweiten Elemente (40, 46; 86, 88) benachbart ihrer gegenüberliegenden Enden größer als die Dichte von Blei ist.

4. Munitionssatz nach Anspruch 1, wobei das erste Metallpulver Wolframmetallpulver ist.

5. Munitionssatz nach Anspruch 1, wobei das leichtere Metallpulver Blei ist.

6. Munitionssatz nach Anspruch 1, wobei das Projektil (24) geeignet ist zum Schießen aus einer 5,56 mm Waffe und ein Gewicht von mindestens 8,68 g (134 grains) aufweist.

7. Munitionssatz nach Anspruch 1, wobei die Mischung aus Metallpulvern ein weiteres Pulver enthält, das die Bindung der Metallpulver aneinander verhindert.

8. Munitionssatz nach Anspruch 7, wobei das weitere Pulver mikronisiertes Polyolefinwachs umfasst.

9. Munitionssatz nach Anspruch 8, wobei das weitere Pulver ein oxidiertes Polyäthylenhomopolymer oder eines seiner chemischen und physikalischen Äquivalente mit feiner Partikelgröße umfasst.

10. Verfahren zum Herstellen eines Unterschall-Munitionssatzes (10) der ein Projektil (24, 84), das einen Metallmantel (52, 90) mit einem geschlossenen Ende (54) aufweist, ein offenes Ende (56), ein inneres Volumen (26), eine Längsmittellinie (64), einen Kern (25, 51), der innerhalb des Mantels (52, 90) angeordnet ist, umfasst und Schmiereigenschaften bezüglich des Laufs einer Waffe aufweist,

wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte enthält:

Herstellen des Kerns (25, 51) aus ersten und zweiten Elementen (40, 46; 86, 88), wobei jedes dieser Elemente (40, 46; 86, 88) gegenüberliegende Enden aufweist und aus einer Mischung aus einem schweren Metallpulver und einem leichteren Metallpulver hergestellt ist, die in eine geometrische Form kaltverdichtet wurde, die geeignet ist, im Mantel (52, 90) aufgenommen zu werden, wobei jedes der Elemente (40, 46; 86, 88) eine größere Dichte an ihren gegenüberliegenden Seitenenden aufweist, als dies der Dichte benachbart einer Stelle entspricht, die zu seinen gegenüberliegenden Enden gleichmäßig beabstandet ist;

Einsetzen der ersten und zweiten Elemente (40, 46; 86, 88) in den Mantel (52, 90) in einer gestapelten Beziehung zueinander, und

Unterwerfen der Elemente unter einen Druck, um zu bewirken, dass sich die Elemente (40, 46; 86, 88) an den Mantel (52, 90) anpassen und ihn mindestens teilweise füllen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Mantel (52, 90) durch die Elemente (40, 46; 86, 88) unvollständig gefüllt ist und wobei ein Teil der Länge des Mantels (52, 90) nach innen in Richtung auf die Längsmittellinie des Mantels (52, 90) gefaltet wurde, um das offene Ende (56) des Mantels (52, 90) zumindest teilweise zu schließen.