DK175171B1 - Blyfrit projektil og fremgangsmåde til dets fremstilling - Google Patents

Description

-1- DK 175171 B1

BLYFRIT PROJEKTIL OG FREMGANGSMÅDE TIL DETS FREMSTILLING

Opfindelsen omfatter et blyfrit projektil - også benævnt miljøprojektil - til ammunition for håndvåben op til kaliber 12.7 mm og en metode, i det efter-5 følgende benævnt FEN VI, til fremstilling af et sådant projektil.

Projektiler til småkalibret ammunition, * hvilket i denne forbindelse vil sige ammunition op til kaliber 12.7 mm - bliver traditionelt fremstillet som kappeprojektiler bestående af en kappe afen kobber- eller stållegering 10 forsynet med en ipresset kerne af bly, hvilket, som følge af blyets høje massefylde, bibringer det færdige projektil en høj vægt, hvilket til militære og jagtmæssige formål er ønskeligt, idet projektilets virkning i målet er stærkt afhængig af dets kinetiske energi (Εκ = 0.5 x m x v2).

Anvendelsen af bly er endvidere produktionsmæssigt fordelagtig som følge 15 af blyets formbarhed ved en moderat trykpåvirkning, hvilket letter produk tionsprocessen og samtidig sikrer et meget homogent projektil, som derved opnår god dynamisk balance om længdeaksen, hvilket er afgørende for det ekstremt hurtigt roterende projektils træfsikkerhed.

20 Såvel produktionen som anvendelsen af denne type projektiler indebærer farlige miljøbelastninger med tungmetal, hvorfor anvendelse af bly og blyholdige materialer i mange lande, gennem miljølovgivning, er blevet underlagt strenge restriktioner. Flere producenter verden over har derfor forsøgt at fremstille projektiler uden blyindhold - fortrinsvis til øvelsesbrug.

25 De kendte udformninger omfatter principielt enten kappeløse projektiler 1 bestående af støbt kunststofmateriale iblandet metalpulver, eller kappe- projektiler hvor blykemen er erstattet af en kerne der kan være af spåntagende bearbejdet massivt materiale, af presset massivt materiale, af metalpulver der er pulverpresset/sintret i eller uden for kappen samt af 30 metalpulver opblandet i et bindemiddel.

Anvendeligheden af de nævnte konstruktioner er diskutabel af en eller flere årsager som eksempelvis høj pris, for lav massefylde af projektilet, projek- ! tilet virker panserbrydende og beskadiger skydebaneanlæg/installationer, 35 projektilet sønderdeles ved/eller kort efter skudafgang på grund af for lav indre styrke, projektilet har på grund af inhomogenitet i projektilkemen for

I DK 175171 B1 I

I -2- I

I ringe dynamisk stabilitet omkring længdeaksen og dermed for ringe træf- I

I sikkerhed, projektilets skudbane afviger for meget fra det tilsvarende bly- I

I projektils bane, hvilket medfører negativ indlæring for skytten. I

I 5 Specielt skal her nævnes konstruktioner der foreligger beskrevet ved US I

I ' patentskrift nr. 3 898 933, hvoraf enkelte - umiddelbart betragtet - kan I

I opfattes som havende visse lighedstræk med FENVI projektilet. Dette er I

I dog ingenlunde tilfældet, idet konstruktionerne tjener helt andre formål, er I

I fundamentalt anderledes samt beskrives produceret ved hjælp af processer I

I 10 der er helt afgørende forskellige fra FENVI metoden. I

I Således beskriver US patentskriftet et øvelsesprojektil der er konstrueret I

I med det ene formål at nedsætte risikoen for ricochetter ved brug på skyde- I

I baner. Dette søges opnået ved at forsyne projektilkappen med en eller flere I

I svækkelseszoner således at projektilet let bryder itu ved anslag. I

I 15 Der beskrives bl.a. projektiler forsynet med en kerne af finkornet metal- I

I pulver der, evt. opblandet i et bindemiddel, pulverpresses blokvis i et antal I

I tempi direkte i projektilkappen. Processen er en separat proces for hvert I

I enkelt projektil og kan af rent fysiske årsager kun udføres, når projek- I

I tilkappen er i en tilsvarende procestilstand, som når den normale blykeme I

I 20 ipresses. Projektilkappen kan nødvendigvis først herefter gennemgå de af- I

I sluttende procestrin såsom indsnøring og ombukning af bagenden samt I

I diameterkalibrering. I

I Ved anslag i målet og kappens brud angives, som konstruktionens hoved- I

I formål, at kernen disintegrerer i små irregulært formede pulverkom som I

I 25 hurtigt nedbremses af luftmodstanden og derfor kun har ringe udbredelse. I

I I et pulverpresset ikke-sintret emne andrager porevolumenet normalt cirka I

I 15-20%, hvilket ikke kan påregnes fuldstændigt jævnt fordelt i emnet. I

I En projektilkeme fremstillet ved presning indebærer derfor en latent risiko I

I 30 for inhomogenitet. Dette er særdeles kritisk med hensyn til projektilets " I

I dynamiske stabilitet omkring længdeaksen under den ekstremt hurtige rota- I

I tion, der skal stabilisere projektilet i flugten. Selv ganske små ubalancer, v I

I hidrørende fra fa milligram forskel i massefylde forskellige steder i kerne- I

I materialet, kan således kompromittere projektilets stabilitet i skudbanen I

I 35 voldsomt med stærkt forringet eller helt udeblevet træfsikkerhed til følge. I

-3- DK 175171 B1 Nærværende opfindelse omfatter konstruktion og metode til rationel masseproduktion af et blyfrit projektil der på relevante skudafstande har ballistiske egenskaber - herunder specielt en meget høj grad af dynamisk stabilitet - meget nær det tilsvarende blykemeprojektils, når bortses fra 5 egenskaber der er forbundet alene til projektilets vægt.

«

Opfindelsen adskiller sig afgørende fra de nævnte kendte konstruktioner og produktionsprocesser, og er særpræget ved at foreskrive anvendelse af et løst kernemateriale bestående af små ensartede kugler af ønsket vilkårligt 10 materiale, herunder tunge og hårde materialer af miljøuskadelig natur som f.eks. stål eller wolfram.

Nævnte kuglemateriale er karakteriseret ved - uomsluttet - at have næsten væskelignende egenskaber herunder en meget lav og temperaturuafhængig 15 viskositet, hvorfor materialet ved naturligt flow - stimuleret af procesmæs sige påvirkninger - vil fylde de tomme, i fyldmaterialet neddykkede, projektilkapper effektivt og markant ensartet med løst kernemateriale.

Nærmere beskrevet, og netop på grund af at fyldmaterialet består af kugler 20 af ensartet størrelse, opnås som følge af kuglens unikke geometri og ideelt regulære form, at kuglerne kan bringes til at konsolidere sig tæt i projektilkappen i en homogen og matematisk defineret klyngestruktur. Det således i kappen indesluttede klyngegitter eraf selvlåsende natur og meget ensartet fra projektil til projektil. Metoden indeholder, at konsolideringen i projek-25 tilkappen stimuleres ved vibration påtrykt selve den neddykkede projektil- kappe og dels af trykket fra det overliggende materialelag.

Resultatet af dette er et udpræget homogent projektil, særdeles dynamisk stabilt omkring længdeaksen og dermed med en høj sammenfaldende 30 træfsikkerhed fra skud til skud. Projektilet er ydermere meget transport- stabilt uden risiko for omlejring/inhomogenitet af kernematerialet som følge af transportrystelser eller stødpåvirkninger.

Modsætningsvis ville fyldning med et metalpulver indebære risiko for en 35 uensartet og inhomogen fyldning som følge af metalpulvers irregulære komform og tendens til agglomerering, ligesom projektilkemen efterfølgende kunne blive yderligere inhomogen ved f.eks. transport, grundet

DK 175171 B1 I

-4- I

pulvers tendens til omlejringer, når det udsættes for rystelser eller stød. I

Det kan matematisk eftervises, at den teoretiske effektive fyldning af et I

hulrum med ens kugler af passende størrelse, der konsolideres i en ideel I

5 kubisk klyngestruktur, er ca. 68 % af hulrummets volumen. Den høje fyld- I

ningsprocent muliggør rent fysisk - kun afhængig af det valgte kugle- * I

materiales massefylde - at fremstille en given projektiludformning med en I

vægt af det færdige projektil værende mindre, lig med eller større end det I

, tilsvarende blykemeprojektils vægt. I

10 I

Fremstillingsmetoden er, i modsætning til de nævnte kendte metoder, ka- I

rakteriseret ved, at fyldeprocessen ikke er en separat proces for det enkelte I

projektil, men er en proces, hvor der inden for vide grænser simultant kan I

fyldes et vilkårligt antal projektiler i samme operation, hvilket gør metoden I

15 særdeles velegnet til masseproduktion. I

Opfindelsen er endvidere karakteriseret ved, at det nødvendige separate I

produktionsudstyr er ukompliceret og meget lidt energikrævende, ligesom I

producenten - med små ændringer af processen - fortsat kan anvende sit I

20 eksisterende produktionsudstyr under bibeholdelse af sit projektildesign. I

Opfindelsen vil nu blive nærmere forklaret ved efterfølgende beskrivelse I

og tegninger til hvilke beskrivelsen refererer: I

25 FIG. 1 er et delsnitbillede i længdeaksen af et kemeløst, men i øvrigt helt I

færdigtproduceret og diameterkalibreret, projektil før ifyldning af kugler. I

FIG. 2 er et delsnitbillede i længdeaksen af projektilet under ifyldning af I

kugler, anbragt i en vibrationskassette neddykket i det løse kuglemateriale. I

30 - I

FIG. 3 er et delsnitbillede i længdeaksen af det kuglefyldte projektil efter I

udført fyldning og optagning fra fyldningsmaterialet. - I

FIG. 4 er et delsnitbillede i længdeaksen af det kuglefyldte projektil efter I

35 afstrygning af overflødigt kuglemateriale i projektilkappens fyldnings- I

åbning. I

-5- DK 175171 B1 FIG. 5 er et delsnitbillede i længdeaksen af det færdige, i fyldningsåbningen forseglede, projektil.

Nærmere beskrevet viser FIG. 1 en tom projektilkappe 32 der med dia-5 meterkalibrering 35 er helt færdigproduceret som et normalt blykeme- iv projektil, blot uden ipresset blykeme. Projektilkappen 32 har i den ind snørede og ombukkede bagende 36 en cirkulær åbning 33 ind til det tomme hulrum 34.

10 FIG. 2 viser princippet for fyldning af projektilkapper med løst materiale i et fyldeudstyr 51 bestående af et fyldekar 52 samt en vibrationskassette 53 forbundet til en vibrator 54 . Den tomme projektilkappe 32 er i vertikal stilling anbragt i vibrationskassetten 53 med den cirkulære åbning 33 vendende opad og herefter neddykket i et løst fyldmateriale 4Γ bestående 15 af små ensartede kugler af et vilkårligt til formålet valgt materiale.

Fyldmaterialet 4Γ , der på grund af kugleformen har meget ringe tilbøjelighed til agglomerering, vil nu frit faldende strømme ned igennem den cirkulære åbning 33 og fylde hulrummet 34 . Under fyldningen stimuleres fyldmaterialet 4Γ til at konsolidere sig i den for kugler karakte-20 ristiske tætte og delvist selvlåsende kubiske klyngestruktur. Stimuleringen sker dels ved udefra at påføre projektilkappen 32 vibration med vibratoren 54 og dels fra det nedadrettede tryk fra laget af fyldmateriale 4Γ mod åbningen 33 .

Den her beskrevne fyldningsproces kan i princippet anvendes til simultan 25 fyldning af et vilkårligt antal projektilkapper.

FIG. 3 viser projektilkappen 32 efter gennemført fyldningsproces og nu helt fyldt op med konsolideret kuglefyldmateriale 41.1 den cirkulære åbning 33 vil der være en uønsket mængde løst fyldmateriale 4Γ som 30 efterfølgende fjernes for at skabe volumen til en forsegling.

FIG. 4 viser projektilkappen 32 med konsolideret kuglefyldmateriale 41 hvor der, ved horisontal afstrygning f.eks. med en børste, er etableret et lille hulrum 36 til efterfølgende forsegling med et egnet forseglings-35 materiale.

I DK 175171 B1 I

I i I

i

I -6- I

I FIG. 5 viser i overensstemmelse med opfindelsen et færdigproduceret I

I blyfrit projektil 31 efter forsegling. Forseglingen 42 fuldender omslut- I

I , ningen af det ifyldte konsoliderede kugiemateriale 41 og fastlåser, som en I

I ' egentlig fast integreret projektilkeme, definitivt dette i den etablerede ku- I

I 5 biske klyngestruktur under samtidig låsning til projektilkappen 32. I

H

I 10 I

I 15 I

Claims (3)

1. DK 175171 B1 i 5 Krav 1. Projektil til småkalibret ammunition op til kaliber 12.7 mm med 10 en projektilkappe med en fyldningsåbning til ifyldning af løst materiale kendetegnet ved at fyldningsmaterialet består af ensartede kugler. Krav
2. 2. Projektil ifølge Krav 1. kendetegnet ved, at fyldningsåbningen lukkes med en forsegling. 15 Krav
3. 3. Fremgangsmåde til fyldning af projektilet ifølge Krav 1. kendetegnet ved, at projektilet neddykkes i fyldningsmaterialet, og at fyldningen stimuleres ved udefra påført vibration og af trykket af det overliggende materiale.