ES2272646T3 - Elemento de municion explosiva de fragmentacion. - Google Patents
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Abstract
Elemento de munición explosivo de fragmentación que comprende: - una envuelta (1) susceptible de generar fragmentaciones, que tienen un eje de revolución (2), - una carga explosiva (3) rodeada por la indicada envuelta (1) que tiene el mismo eje de revolución (2) que el de la envuelta (1), y que comprende una cavidad (5) en forma de canal cilíndrico cuyas generatrices (6, 7) son paralelas al eje de revolución (2) de la carga explosiva (3), - un medio único de cebado (4) de dicha carga explosiva (3), siendo el indicado medio único de cebado (4) un medio de cebado periférico y puntual de la carga explosiva (3).
Description
Elemento de munición explosiva de
fragmentación.
La presente invención se sitúa en el ámbito
militar, más particularmente en el de las municiones explosivas de
fragmentación, tales como particularmente las bombas, de
fragmentación controlada o no, destinadas por ejemplo a operaciones
anti-pistas, anti-bunkers o
anti-vehículos (embarcaciones, carros, blindados,
etc.)
Las municiones explosivas de fragmentación
comprenden generalmente una envuelta metálica, prefragmentada o no,
que contiene una carga explosiva.
En la detonación de la carga, la envuelta se
rompe formando fragmentos cuyos efectos destructores son buscados.
Estos efectos son tanto más intensos cuanto más elevada es la
velocidad de los fragmentos,
Es bien conocido aumentar esta velocidad
utilizando explosivos más potentes, pero estos son más costosos y
más sensibles, por consiguiente más peligrosos de manipular y de
almacenar.
El experto en la materia tiene por consiguiente
la preocupación permanente, por mejorar la eficacia de las
municiones explosivas de fragmentación, y particularmente de las
bombas, de buscar, para una carga explosiva dada, nuevos conceptos,
particularmente de arquitectura, que permitan aumentar la velocidad
de los fragmentos obtenidos.
La presente invención propone una solución de
este tipo.
La misma tiene por objeto un nuevo elemento de
munición explosiva de fragmentación que comprende:
- -
- una envuelta, de preferencia metálica, susceptible de generar fragmentaciones, con un eje de revolución,
- -
- una carga explosiva contenida en la indicada envoltura y rodeada por ella, es decir rodeada por la indicada envuelta, con el mismo eje de revolución que el de la envuelta, y que comprende una cavidad en forma de canal cilíndrico cuyas generatrices son paralelas al eje de revolución de la carga explosiva,
- -
- un medio único de cebado de dicha carga explosiva.
Este nuevo elemento de munición según la
invención se caracteriza porque el medio único de cebado es un
medio de cebado periférico y puntual, es decir localizado en un solo
punto sobre la superficie de revolución de la carga explosiva.
Por medio "único" de cebado, es preciso
normalmente comprender que la carga explosiva no comprende otro
medio de cebado.
Por "superficie de revolución", es preciso
clásicamente comprender una superficie producida por la rotación de
una curva (generatriz) alrededor de una recta fija (eje de
revolución).
Por "generatrices" del canal cilíndrico, es
preciso clásicamente comprender el conjunto de rectas paralelas que
se apoyan sobre una curva plana cerrada (directriz) que define un
cilindro.
Este nuevo concepto de arquitectura según la
invención no debe interpretarse con un rigor matemático. El canal
puede particularmente ser solo cilindroide y las generatrices pueden
ser solo aproximadamente paralelas al eje de revolución de la
carga, que la misma puede no ser rigurosamente de revolución.
Diversos conceptos de cebado de municiones
explosivas de fragmentación se describen en el estado de la
técnica.
La patente FR 2.778.978 describe por ejemplo un
proyectil de artillería de fragmentación que comprende una carga
explosiva contenida en una envuelta. El cebado de la carga se
realiza bien sea centralmente en la carga explosiva, o por el lado
del fondo.
La patente FR 2.748.102 describe una munición de
fragmentación cuya carga explosiva comprende un canal central
cilíndrico en el cual está alojado el medio de cebado de la
carga.
La patente GB 2 318 631 describe un elemento
cilíndrico de munición explosiva esencialmente constituido por una
parte por una pared anular hueca de acero en la cual se encuentra
sumergida una carga explosiva y por otra parte por un sistema de
cebado de puntos múltiples de la carga explosiva.
La patente FR 2.679.640 describe un equipo de
cebado de puntos múltiples destinado para constituir un conformador
de onda de detonación para las cargas formadas o de fragmentos.
La carga explosiva no comprende cavidad en forma
de canal cilíndrico.
La patente US 4.579.059, que forma una base para
las reivindicaciones 1 y 9, describe un proyectil tubular de
fragmentación cuya pared, hueca, delimita una cámara anular que
contiene una carga explosiva que está así totalmente sumergida en
el tubo.
Por otro lado, el medio de cebado de la carga se
sitúa a nivel de una superficie lateral de esta carga, y no en su
periferia.
El concepto de arquitectura anteriormente citado
según la invención no es por consiguiente conocido por el experto
en la materia. Permite de forma inesperada y particularmente
sencilla y poco costosa, aumentar considerablemente, para una carga
explosiva dada, la velocidad de los fragmentos obtenidos, sin
aumentar los riesgos pirotécnicos relacionados con la manipulación
y con el almacenado.
Según una variante particularmente preferida de
la invención, la envuelta de revolución susceptible de generar
fragmentos y la carga explosiva de revolución que la misma reviste
tienen una forma cilíndrica u ojival. Como ejemplos de otras formas
de revolución, se pueden citar las formas cónica y troncocónica.
Según la invención, el término "puntual" o
"punto" no debe ser interpretado con un rigor matemático. En
la práctica, este término significa una pequeña superficie
asimilable en un punto en comparación con la superficie total de
revolución de la carga. Un medio de cebado usual que comprende un
detonador y un relé cilíndrico con diámetro de 10 mm en explosivo
de tipo hexocira en contacto con la periferia de una carga de
diámetro 150 mm y de longitud 100 mm permite asegurar un cebado
periférico puntual en el sentido de la presente invención.
El tiro de una bala perforante de acero
representa otro ejemplo de medio de cebado puntual según la
invención.
De forma general, se puede utilizar cualquier
medio de cebado usual bien conocido del experto en la materia,
particularmente sistemas de cebado de multiplicador de explosivo o
de elemento proyectado.
Según la invención, la transición a la
detonación después del cebado puede ser de tipo
Transition-Choc-Detonation (TCD) o
de tipo Transición a la Detonación retardada, también llamada
transición "desconocida" a la detonación (TXD). Estos 2
mecanismos de transición a la detonación son bien conocidos del
experto en la materia. Según la transición TCD, el cebado genera
una onda de choque cuyo nivel en presión y en duración de
mantenimiento es superior al umbral de comportamiento en la
detonación del material energético que es una característica de
este
material.
material.
Según la transición TXD, cuya duración es mucho
más larga, el cebado genera una onda de choque cuyo nivel en
presión y en duración de mantenimiento es inferior al umbral de
funcionamiento TCD anteriormente citado. Esta onda de choque poco
reactiva daña físicamente el material, pues, después de la reflexión
sobre la pared de la munición y combinación con otra onda, vuelve
en sobrepresión sobre el material dañado, lo cual provoca su
descomposición química y su detonación.
El experto en la materia sabe, por cálculo o por
experiencia, elegir un medio de cebado que permita, para una carga
explosiva dada, obtener una transición a la detonación del tipo TCD
o del tipo TXD.
Según una variante particularmente preferida de
la invención, el medio único de cebado es tal que pueda provocar
una transición TXD, generando una onda de choque cuyo nivel en
presión y en duración de mantenimiento es inferior al umbral de
comportamiento en la detonación de la carga explosiva (umbral de
funcionamiento TCD). De forma particularmente inesperada, se ha
observado que esta variante permitía aumentar aún más la velocidad
de los fragmentos obtenidos en comparación con la variante de cebado
con transición a la detonación de tipo TCD.
Según otra variante preferida de la invención,
la cavidad en forma de canal cilíndrico se sitúa en la carga en
posición central de tal modo que el eje de revolución de la carga
explosiva pase por la cavidad.
Según otra variante preferida, la sección del
canal cilíndrico que constituye la cavidad es circular, elíptica,
cuadrada, rectangular, trapezoidal, poligonal o estrellada.
De forma particularmente preferida, la cavidad
es un canal cilíndrico de revolución, es decir su sección es
circular, cuyo eje coincide, rigurosa o aproximadamente, con el eje
de revolución de la carga explosiva.
La relación entre la sección de la carga
explosiva y la sección de la cavidad se encuentra de preferencia y
en general comprendida entre 5 y 100.
La cavidad en forma de canal cilíndrico puede
traspasar la carga explosiva, es decir comprender 2 aberturas, lo
cual es preferido, pero puede también comprender solo una abertura,
por el lado del fondo o por el lado delantero de la carga, o bien
también no comprender ninguna abertura, es decir que queda entonces
aprisionado en la carga.
La cavidad en la carga explosiva está de
preferencia vacía de cualquier materia, es decir que solo contiene
aire o un gas cualquiera, pero puede también al menos parcialmente
contener un material inerte de baja densidad.
Por "baja" densidad, es preciso comprender
una densidad claramente inferior a la del material energético que
constituye la carga explosiva, es decir inferior a aproximadamente
el 70% de la densidad del material energético. Como ejemplos de
tales materiales inertes de baja densidad, se pueden citar las
espumas y los cauchos que tienen una densidad comprendida entre
aproximadamente 0,1 g/cm^{3} y aproximadamente 1,3
g/cm^{3}.
Según la invención, el explosivo que constituye
la carga puede ser cualquier explosivo bien conocido del experto en
la materia en el ámbito de las municiones de fragmentación. Este
explosivo es en general y de preferencia un sólido, pero puede
igualmente ser por ejemplo un líquido viscoso. En este caso, la
cavidad en forma de canal cilíndrico debe bien entendido
materializarse por una envuelta sólida, por ejemplo metálica.
Los explosivos compuestos son particularmente
preferidos como explosivos sólidos, es decir explosivos obtenidos a
partir de composiciones explosivas de ligante plástico realizadas
por vertido y luego polimerización, constituidas por un ligante
plástico cargado que contiene al menos una carga explosiva nitrada
orgánica como el hexógeno o el octógeno.
Como ejemplos de otros explosivos sólidos que
son adecuados en el marco de la presente invención, se pueden citar
los explosivos colados fundidos como los constituidos a base de TNT
(hexolitas, octolitas, etc...), y los explosivos con ligante
plástico realizados por compresión.
La presente invención tiene igualmente por
objeto un procedimiento que permite aumentar la velocidad de los
fragmentos obtenidos en la detonación de un elemento de munición
explosiva de fragmentación que comprende:
- -
- una envuelta susceptible de generar fragmentos con un eje de revolución,
- -
- una carga explosiva rodeada de la indicada envuelta, con el mismo eje de revolución que el de la envuelta, y que comprende una cavidad en forma de canal cilíndrico cuyas generatrices son paralelas al eje de revolución de la carga explosiva.
Este nuevo procedimiento según la invención se
caracteriza porque la detonación resulta de un cebado de la carga
explosiva únicamente localizado en la periferia de la carga
explosiva, y puntual.
De forma preferida, según este nuevo
procedimiento el medio de cebado es tal que provoca una transición
hacia una detonación de tipo TXD, es decir que el cebado de la carga
explosiva genera una onda de choque cuyo nivel en presión y en
duración de mantenimiento es inferior al umbral de comportamiento en
la detonación de la carga explosiva.
La figura 1 adjunta representa una sección
esquemática de un elemento de munición explosiva de fragmentación
según la invención.
En la realización esquematizada según la figura
1, el elemento de munición comprende:
- -
- una envuelta 1 metálica, cilíndrica, sólida, susceptible de generar fragmentos, con un eje de revolución 2,
- -
- una carga explosiva 3, contenida en la mencionada envuelta 1 y rodeada por la indicada envuelta 1. Esta carga explosiva 3 es por consiguiente cilíndrica y tiene el mismo eje de revolución 2 que el de la envuelta 1.
La carga explosiva 3 comprende, en toda su
longitud, una cavidad 5 en forma de canal cilíndrico cuyas
generatrices 6, 7 son paralelas al eje de revolución 2 de la carga
explosiva 3 y cuya pared está constituida por la carga explosiva 3.
La cavidad 5, que traspasa la carga explosiva 3, es un canal
cilíndrico de revolución cuyo eje coincide con el eje de revolución
2 de la carga explosiva 3.
- -
- un medio único de cebado 4 de la carga explosiva 3, que permite asegurar un cebado periférico de la carga, en un solo punto.
Un dispositivo experimental 9, no detallado en
la figura 1, bien conocido del experto en la materia, permite
visualizar, con la ayuda de una cámara de barrido de ranura, los
fenómenos y efectos producidos después del cebado de la carga, y
particularmente determinar el tipo de la transición a la detonación
y la velocidad de los fragmentos obtenidos. El eje de la ranura se
encuentra aproximadamente situado en el eje de cebado 10, por el
lado opuesto al cebado con relación al elemento de munición.
Los ejemplos no limitativos siguientes ilustran
la invención y las ventajas que proporciona.
Se realizó un elemento de munición explosiva de
fragmentación como se ha esquematizado en la figura 1, con una
longitud de 100 mm.
La envuelta 1 es lisa, de acero, con un espesor
de 1,5 mm.
El diámetro exterior de la carga explosiva 3 es
de 150 mm.
El diámetro de la cavidad 5 es de 50 mm.
El material energético que constituye la carga
explosiva 3 es un explosivo compuesto constituido por un 55% en
peso de octógeno, 12% en peso de perclorato de amonio, 3% en peso de
aluminio y 30% en peso de una matriz polimérica energética
reticulada obtenida por polimerización, por el biuret trihexano
isocianato (BTHI), de un poliadipato de dietilenglicol en presencia
de un plastificante energético constituido por una mezcla de
nitroglicerina y de trinitrato de butanotriol.
La cavidad 5 se obtiene clásicamente con la
ayuda de un núcleo central posicionado en el molde antes del
vertido de la composición explosiva no polimerizada.
El medio de cebado 4 comprende un detonador de
alta tensión usual bien conocido del experto en la materia y un
relé cilíndrico de hexocira (95% de hexógeno y 5% de cera) con un
diámetro de 10 mm y altura de 10 mm, bien en contacto con la
superficie de revolución de la carga explosiva 3, gracias a una
perforación de diámetro correspondiente en la envuelta 1.
Después del cebado, se ha podido observar, con
la ayuda del dispositivo experimental 9:
- -
- un mecanismo de transición a la detonación de tipo TCD.
- -
- una expansión casi hemisférica de la envuelta 1 en acero.
- -
- una velocidad de reelevación de la envuelta 1 en función del tiempo, medido a nivel de la generatriz 11 opuesta a la generatriz 8 sobre la cual se produce el cebado, permitiendo deducir una velocidad inicial de los fragmentos de 2870 m/s.
Se realizó un elemento de munición explosivo de
fragmentación idéntico al del ejemplo 1, pero desprovisto del
detonador, de su relé de hexocira y de la perforación
correspondiente de la envuelta 1. Se obtuvo un cebado periférico de
la carga explosiva tirando, hacia la periferia de la envuelta 1, con
un ángulo de tiro de 90º con relación al plano tangencial del punto
de impacto, es decir según el eje de cebado 10 por el lado opuesto
al dispositivo experimental 9 con relación al elemento de munición,
una bala perforante de acero de tipo PF1, de diámetro 12,7 mm, a la
velocidad de 1000 m/s.
Esta bala perforante representa el medio único
de cebado 4 según la invención y la figura 1.
Se observado, con la ayuda del dispositivo
experimental 9, un mecanismo de transición a la detonación de tipo
TXD, una expansión de la envuelta 1, cualitativamente idéntica a la
observada para el ejemplo 1, pero cuantitativamente superior, ya
que la curva de velocidad de reelevación de la envuelta en función
del tiempo permite deducir una velocidad inicial de los fragmentos
de 3370 m/s.
Ejemplo
comparativo
Este ejemplo comparativo no forma parte de la
invención. Ha sido realizado con el único fin de evidenciar las
ventajas proporcionadas por la invención, y particularmente la
ganancia importante obtenida en velocidad inicial de los
fragmentos.
Según este ejemplo comparativo, se ha realizado
primeramente un elemento de munición explosivo de fragmentación
rigurosamente idéntico al del ejemplo 2.
Después de un cebado plano convencional de la
carga explosiva, a la altura de una de las 2 caras planas, con la
ayuda de un generador de ondas planas (GOP) acoplado a un relé de
hexocira 95/5 de diámetro 10 mm y altura de 10 mm así mismo
acoplado con un detonador de alta tensión usual, se ha observado un
mecanismo de transición a la detonación de tipo TCD y una velocidad
inicial de los fragmentos de 2400 m/s.
La ganancia obtenida en velocidad inicial de los
fragmentos según la invención es por consiguiente del orden de un
20% según la configuración objeto del ejemplo 1 y del orden del 40%
según la configuración objeto del ejemplo 2.
Claims (10)
1. Elemento de munición explosivo de
fragmentación que comprende:
- -
- una envuelta (1) susceptible de generar fragmentaciones, que tienen un eje de revolución (2),
- -
- una carga explosiva (3) rodeada por la indicada envuelta (1) que tiene el mismo eje de revolución (2) que el de la envuelta (1), y que comprende una cavidad (5) en forma de canal cilíndrico cuyas generatrices (6, 7) son paralelas al eje de revolución (2) de la carga explosiva (3),
- -
- un medio único de cebado (4) de dicha carga explosiva (3),
siendo el indicado medio único de
cebado (4) un medio de cebado periférico y puntual de la carga
explosiva
(3).
2. Elemento de munición explosivo según la
reivindicación 1, caracterizado porque la envuelta (1)
generadora de fragmentos y la carga explosiva (3) tienen una forma
cilíndrica u ojival.
3. Elemento de munición explosivo según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cavidad (5) en
forma de canal cilíndrico está situado en posición central de tal
forma que el eje de revolución (2) de la carga explosiva (3)
atraviese la cavidad (5).
4. Elemento de munición explosivo según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque la cavidad (5) es un canal cilíndrico de revolución cuyo eje
coincide con el eje de revolución (2) de la carga explosiva
(3).
5. Elemento de munición explosivo según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque la cavidad (5) traspasa la carga explosiva (3).
6. Elemento de munición explosivo según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque la relación entre la sección de la carga explosiva (3) y la
sección de la cavidad (5) se encuentra comprendida entre 5 y
100.
7. Elemento de munición explosivo según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado
porque la cavidad (5) contiene un material inerte de baja
densidad.
8. Elemento de munición explosivo según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado
porque el medio de cebado (4) es tal que puede generar una onda de
choque cuyo nivel en presión y en duración de mantenimiento es
inferior al umbral de comportamiento en la detonación de la carga
explosiva (3).
9. Procedimiento que permite aumentar la
velocidad de los fragmentos obtenidos en la detonación de un
elemento de munición explosivo de fragmentación que comprende:
- -
- una envuelta (1) susceptible de generar fragmentos que tiene un eje de revolución (2),
- -
- una carga explosiva (3) rodeado por la indicada envuelta (1), que tiene el mismo eje de revolución (2) que el de la envuelta (1), y que comprende una cavidad (5) en forma de canal cilíndrico cuyas generatrices (6, 7) son paralelas al eje de revolución (2) de la carga explosiva (3),
resultando la detonación de un
cebado de la carga explosiva (3) únicamente localizado en la
periferia de la carga explosiva (3), en un solo
punto.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque el cebado de la carga explosiva (3)
genera una onda de choque cuyo nivel en presión y en duración de
mantenimiento es inferior al umbral de comportamiento en la
detonación de la carga explosiva (3).
Applications Claiming Priority (2)
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