ES2927492T3 - Procedimiento y lanzador para lanzar un proyectil - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para lanzar un proyectil y un lanzador que comprende un cañón (1) que aloja a. un proyectil (2); b. un motor cohete (13) en el extremo trasero del proyectil (2) que comprende un primer compartimento que contiene un primer propulsor; C. una contramasa (3) en el extremo posterior del cañón (1); y d. un segundo compartimento entre el motor cohete (13) y la contramasa (3) que contiene un segundo propulsor, en el que dicho primer y segundo compartimento forman una cámara de alta presión (6) posterior al disparo del proyectil (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento y lanzador para lanzar un proyectil
La presente invención se refiere a un procedimiento para lanzar un proyectil desde un lanzador y a un lanzador y tales componentes acomodadores como se especifican más abajo.
Antecedente de la invención
Se conocen en la técnica un número de procedimientos para el lanzamiento de un proyectil desde armas de soporte disparadas desde el hombro, por ejemplo, lanzadores de explosivos, entre otros, lanzadores de retroexplosión sin retroceso, o lanzadores que funcionan de acuerdo con el principio de Davis-Gun que implica una contramasa. Aun que estos procedimientos conllevan varias ventajas, también tienen un impacto negativo en otros parámetros tales como la alta presión acústica y la necesidad de cañones más largos y armas más pesadas. Por ejemplo, es difícil lograr una combinación de alta velocidad del proyectil y una baja presión acústica. El lanzamiento de cohetes suele dar lugar a una baja tensión causada por la aceleración, niveles de presión acústica manejables, pero bajas veloci dades del proyectil. Este principio se divulga, por ejemplo, en el documento RU2349857 relativo a un procedimiento de lanzamiento de una granada que implica el empuje de un motor de cohete.
Además, por el documento DE 10 12849 B se conoce un proyectil autopropulsado, a cuyo extremo trasero se co necta un tubo, comprendiendo el citado tubo una contramasa líquida y una carga de propulsión dispuesta entre el proyectil y la contramasa.
El principio de Davis - Gun da lugar a una alta tensión, una baja presión acústica y necesita un paso más largo para la contramasa en el cañón. Por esta razón, puede ser necesario un cañón más largo y una contramasa más pesada, lo que da lugar a soluciones menos adaptadas al usuario. Los lanzadores de retroexplosión sin retroceso suelen tener pesos bajos, lo que da lugar a velocidades elevadas del proyectil, pero una tensión elevada y una presión acústica muy alta. La presente invención pretende paliar los inconvenientes de los procedimientos de lanzamiento anteriores. En particular, la presente invención pretende proporcionar un nuevo procedimiento de lanzamiento que mejore la aceleración en el cañón. Otro objetivo de la invención es acelerar o al menos mantener la velocidad de un proyectil en su trayectoria durante un periodo de tiempo más largo. Otro objetivo de la invención es reducir la tensión en el cañón. Todavía más, otro objetivo de la invención es utilizar una mayor parte de la longitud del cañón para la aceleración del proyectil y aumentar de esta manera la velocidad del proyectil en la fase de balística interna.
La invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para lanzar un proyectil desde un cañón que aloja
a. un proyectil;
b. un motor de cohete en el extremo trasero del proyectil que comprende un primer compartimento que contiene un primer propulsor;
c. una contramasa en el extremo trasero del cañón; y
d. un segundo compartimento entre el motor de cohete y la contramasa que contiene un segundo propul sor, en el que los citados compartimentos primero y segundo forman una cámara de alta presión poste rior al disparo del proyectil;
en el que un casquillo de cartucho encierra radialmente el proyectil, el motor de cohete, la contramasa y el segundo compartimento, en el que se proporciona un sellado de presión entre el casquillo de cartucho y el cañón en la parte más trasera del casquillo de cartucho,
i. en el que los gases de combustión procedentes de los propulsores contenidos en los citados compar timentos primero y segundo de la citada cámara de alta presión aceleran el proyectil en la dirección de disparo y la contramasa en la dirección opuesta hacia una recámara; y
ii. en el que la presión en la cámara de alta presión cae en el segundo compartimento a un nivel inferior a la presión en el primer compartimento cuando la contramasa sale del cañón; y
iii. en el que el citado primer compartimento mantiene sustancialmente la alta presión originalmente for mada, preferiblemente entre 20 MPa y 60 MPa, mediante una abertura del citado primer compartimen to, preferiblemente una tobera, que delimita el escape de gases del primer compartimento al segundo compartimento, permitiendo de esta manera continuar la aceleración del proyectil después de que la contramasa haya salido del cañón.
Por la expresión "mantiene sustancialmente la alta presión formada originalmente antes de que la contramasa haya salido del cañón" se entiende que la presión se mantiene a la alta presión formada o a un nivel ligeramente inferior a la presión más alta obtenida en la cámara de alta presión, preferiblemente al menos el 60% o al menos el 80% o más preferiblemente al menos el 90% de la alta presión formada originalmente.
De acuerdo con una realización, se entiende que el procedimiento de lanzamiento del proyectil comprende el disparo del proyectil.
Se ha encontrado que el lanzamiento de un proyectil, en particular la aceleración, se mejora considerablemente al combinar los principios de aceleración de la Davis-Gun y del cohete propulsor de acuerdo con la presente invención. De acuerdo con una realización, el motor de cohete, típicamente un motor de cohete de lanzamiento convencional, comprende una abertura tal como una tobera para el escape de los gases quemados del primer compartimiento. La tobera puede adoptar cualquier forma y dimensión adecuada en función de las exigencias balísticas, por ejemplo, como se describe en el documento EP 1337750. De acuerdo con una realización, la abertura es una tobera anular, preferentemente dispuesta en el citado primer compartimento que encierra el citado primer propulsor. La tobera puede ser preferentemente de tipo acampanado o cónico. Preferiblemente, puede haber cualquier número de boqui llas siempre que el área de la garganta combinada sea adecuada. Preferiblemente, la cámara de alta presión puede permitir un gran factor de expansión, pero puede estar limitada por el diámetro del tubo de lanzamiento y necesita una gran garganta para permitir un alto flujo de masa.
De acuerdo con una realización, para aumentar el impulso de un proyectil 125 Ns, con un propulsor con un Isp = 2100 Ns/kg, pueden ser necesarios aproximadamente 60 g de propulsor. El flujo de masa medio requerido para un tiempo de acción de 5 ms es entonces de 12 kg/s. Con una velocidad característica supuesta C* = 1520 m/s para el propulsor y una presión media de la cámara de 40 MPa, la tobera tendrá un diámetro de garganta de 24 mm. En función de las prestaciones deseadas, el experto podrá seleccionar parámetros tales como el propulsor, la presión, el caudal másico, etc. y, a partir de esta información, diseñar una tobera adecuada. De acuerdo con una realización, el diámetro de la garganta de una abertura, tal como una tobera, oscila entre 10 y 35 mm, por ejemplo entre 20 y 30 mm.
Cuando los propulsores primero y segundo son iniciados, preferiblemente mediante un sistema de ignición conven cional, la presión del gas se eleva hasta formar una cámara de alta presión. El proyectil y la contramasa son acele rados de esta manera por los gases de combustión procedentes de los propulsores primero y segundo.
De acuerdo con una realización, una porción de los gases propulsores es evacuada de la cámara de alta presión a través de canales de gas, por ejemplo canales de desbordamiento adaptados. Estos canales de gas pueden regular la presión acumulada en la cámara de alta presión acelerando la contramasa y el proyectil. De acuerdo con una realización, una cámara de baja presión está en comunicación con la cámara de alta presión a través de canales de gas para que los gases de combustión puedan ser ventilados y conducidos como se divulga adicionalmente en el documento EP1470382. Una realización de este tipo puede equilibrar la presión en la cámara de alta presión y la aceleración de la contramasa y el proyectil. La balística interna también puede ser controlada, por ejemplo, mediante la cantidad de propulsor, la selección del propulsor y la velocidad de combustión del propulsor.
De acuerdo con una realización, se proporcionan uno o varios dispositivos de encendido para encender los propul sores. Preferentemente, el propulsor del primer compartimento se inicia posteriormente al inicio del propulsor del segundo compartimento.
De acuerdo con una realización, la densidad de la contramasa oscila entre 2 kg/dm3 y 6 kg/dm3, preferentemente entre 4 kg/dm3 y 5 kg/dm3.
De acuerdo con la invención, un casquillo de cartucho se extiende coaxialmente dentro del cañón desde el extremo trasero del proyectil hasta el extremo trasero de la contramasa a lo largo o sustancialmente a lo largo del diámetro interior del cañón. De acuerdo con una realización, la sección del casquillo de cartucho que encierra la contramasa está dividida en una sección delantera y una trasera. Preferiblemente, la sección trasera tiene una construcción más débil que la sección delantera para proporcionar una distribución de resistencia optimizada.
De acuerdo con una realización, la sección delantera del contenedor de contramasa está provista de estrías para crear conductos entre el extremo delantero de la sección delantera y el extremo delantero de la sección trasera. De acuerdo con una realización, las estrías están dispuestas alrededor de la sección delantera en dirección longitudinal y, preferiblemente, distribuidas uniformemente alrededor de la sección delantera. De acuerdo con una realización, la contramasa es moldeable como un material sólido de partículas de un tamaño adecuado. De acuerdo con una reali zación, la contramasa es un material sólido tal como granos, por ejemplo granos metálicos tales como granos de acero y/o granos de aluminio. Ejemplos de otros materiales sólidos son los materiales plásticos, tales como bolas de plástico. Preferiblemente, el tamaño de las partículas , por ejemplo, de granos y/o bolas oscila entre 20 jm y 250 |jm, y más preferiblemente entre 50 jm y 100 jm.
Cuando la contramasa ha salido del cañón, se produce una caída de presión en los compartimentos primero y se gundo que conforman la cámara de alta presión. Debido a la combustión del propulsor en el primer compartimento y a la abertura que delimita el escape de los gases quemados del primer compartimento, se mantiene en el primer compartimento una presión como la especificada en la presente memoria descriptiva. De acuerdo con una realiza ción, la presión en los compartimentos primero y segundo antes de que la contramasa haya salido del cañón está en el rango de 20 MPa a 90 MPa, preferiblemente de 50 MPa a 70 MPa.
De acuerdo con una realización, la presión en el primer compartimento después de que la contramasa haya salido del cañón está en el rango de 20 MPa a 90 MPa, por ejemplo de 30 MPa a 60MPa, preferiblemente de 30 MPa a 50 MPa.
De acuerdo con una realización, la presión en el segundo compartimento después de que la contramasa haya salido del cañón está en el rango de 1 MPa a 10 MPa, preferiblemente de 1 MPa a 5 MPa.
De acuerdo con una realización, el primer propulsor es preferentemente de forma de combustión neutra y de alta energía de doble base, preferentemente con una banda que ofrece un tiempo de combustión de 3 ms a 8 ms. Nor malmente, la tasa de combustión y la demanda de un flujo de masa bajo en la salida de la boca del cañón limitarán la cantidad de impulso dado en esta fase.
De acuerdo con una realización, el segundo propulsor puede tener una forma de combustión neutra y un propulsor de doble base de alta energía, preferiblemente con una banda que proporciona un tiempo de combustión de 2 ms a 5 ms. Esta carga puede ser, preferiblemente, ligeramente progresiva para mejorar la eficiencia total del sistema. Preferiblemente, esta carga contendrá la mayor parte de la energía total de impulso que se produce en la fase de lanzamiento.
De acuerdo con una realización, la resistencia del cañón debe soportar una sobrepresión interna en el rango de 5 MPa a 15 MPa.
De acuerdo con una realización, mediante la selección adecuada del propulsor, del grosor y del tamaño de las partí culas del propulsor, la sección más pequeña de la abertura, preferiblemente la tobera, y el volumen del primer com partimento, el proyectil puede ser acelerado de la manera deseada durante la porción restante del cañón y, preferi blemente, si se dispone un casquillo de cartucho en el interior del cañón, la longitud del casquillo de cartucho funcio na entonces como una porción extendida del cañón. Preferiblemente, esto se permite mediante un sellado entre el citado casquillo de cartucho y el cañón en la parte más trasera del casquillo de cartucho.
De acuerdo con una realización, un motor de vuelo, típicamente un motor de trayectoria de cohete, puede estar integrado en el proyectil delante del motor de cohete, por ejemplo, como se divulga en el documento EP 1337 750 que puede ser utilizado durante la fase balística externa. El motor de vuelo puede ser utilizado como propulsor o como sustentador para prolongar la trayectoria del proyectil. Preferiblemente, se dispone una membrana u otra ba rrera entre el motor de cohete de lanzamiento y el motor de vuelo para asegurar que el encendido del motor de vuelo se retrase por razones de seguridad. Para evitar que el artillero se vea perjudicado por el encendido de un motor de trayectoria de cohete después de que el proyectil haya salido del cañón, se prevé un cierto tiempo de retardo antes de que se encienda el motor de vuelo. De acuerdo con una realización, se puede proporcionar un cohete multietapa con una pluralidad de motores de cohete sucesivos dispuestos uno tras otro. De acuerdo con una realización, cada motor de cohete en una secuencia de encendido depende de que se inicie en relación con un motor de cohete pre cedente que se quema por medio de un sistema de encendido secuencial.
De acuerdo con una realización, un tercer compartimento que comprende un tercer propulsor está dispuesto en el motor de vuelo. Preferentemente, el tercer propulsor se enciende en la fase balística externa después de 0,05 a 0,2 segundos. Preferiblemente, el tiempo de combustión del tercer propulsor oscila entre 1 y 1,5 segundos. Por medio de un motor sustentador de vuelo, se puede mantener la velocidad del proyectil y reducir el retardo. La sensibilidad frente al viento puede ser compensada con el motor de sustentación.
La presente invención también se refiere a un lanzador que comprende un cañón que aloja
a. un proyectil;
b. un motor de cohete en el extremo trasero del proyectil que comprende un primer compartimento que con tiene un primer propulsor;
c. una contramasa en el extremo trasero del cañón; y
d. un segundo compartimento entre el motor de cohete y la contramasa que contiene un segundo propulsor en el que los citados compartimentos primero y segundo forman una cámara de alta presión tras el disparo del proyectil,
en el que un casquillo de cartucho está dispuesta dentro del cañón y se extiende desde el extremo trasero del pro yectil hasta la parte trasera de la contramasa, en el que una banda de accionamiento está situada entre la sección más trasera del casquillo de cartucho y el cañón.
De acuerdo con la invención, una banda de accionamiento está situada entre la sección más trasera del casquillo de cartucho y el cañón. De este modo, toda la longitud del cañón queda disponible para la aceleración. Cuando el cas quillo de cartucho se acelera tras el disparo, la banda de accionamiento acompaña al casquillo de cartucho dentro del cañón.
De acuerdo con una realización, los medios para fijar la contramasa, preferiblemente un disco, un pasador o una membrana, están dispuestos en la sección más trasera de la contramasa, que preferiblemente también fija los com ponentes adicionales en el interior del casquillo de cartucho, incluido el proyectil. En vista de ello, sólo se necesita un mecanismo de liberación para poner en movimiento la contramasa y el proyectil. De acuerdo con una realización, la contramasa y el proyectil se liberan simultáneamente o casi simultáneamente cuando se rompe la fijación del casqui llo de cartucho al cañón, con lo que se obtiene una aceleración equilibrada del proyectil y de la contramasa. Las fuerzas de retroceso también se amortiguan debido al suave mecanismo de liberación previsto.
De acuerdo con otra realización adicional, el lanzador es un arma sin retroceso de mano, montada en una platafor ma o autónoma.
Breve descripción de los dibujos
La figura1a ilustra un cañón que aloja un proyectil y una contramasa.
La figura1b ilustra una disposición convencional en un cañón que aloja una contramasa y un proyectil. Las figuras 2a y 2b ilustran un proyectil con un casquillo de cartucho con aletas envolventes en posición desplegada.
La figura 3a ilustra un cañón que aloja un motor de cohete en el que está dispuesto un primer compartimen to.
Las figuras 3a-d ilustran diferentes subfases durante la fase balística interna.
La figura 4 muestra un cañón que aloja un proyectil en tándem.
La figura 5 ilustra un cañón que aloja un motor de vuelo en el que se encierra un tercer propulsor.
Descripción de los dibujos
La figura 1a ilustra un cañón 1 que aloja un proyectil (casco tándem) 2 y una contramasa 3 en el extremo trasero del cañón 1. En la figura 1a, también se muestra un casquillo de cartucho de propulsión 4 junto a la contramasa 3. Se muestra un casquillo de cartuchos 8 que resiste la presión acumulada en la cámara de formación de alta presión 6. El cañón 1 puede ser entonces diseñado con menos rigurosidad, pero debe resistir la presión que queda en el mo mento en que el proyectil 2 y el casquillo de cartucho 8 salen del cañón 1.
El casquillo de cartucho 8 rodea las partes alojadas en el cañón 1 que se extienden desde el extremo trasero del proyectil 2 hasta la parte trasero de la contramasa 3. Una banda de accionamiento 5 está dispuesta en la sección más trasera del cañón contribuyendo a la formación de una cámara de alta presión 6 entre el proyectil 2 y el casqui llo de cartucho 8. Como la banda de accionamiento 5 está unida al casquillo de cartucho 8 por su extremo trasero, la distancia que recorre es igual a la longitud del cañón 1, en este caso concreto 980 mm. La contramasa 3 está for mada por granos de acero con un peso total de 1 a 4 kg. Los medios 7 que fijan la contramasa 3 están dispuestos en el extremo trasero del casquillo de cartucho 8.
La figura 1b ilustra una disposición convencional en un cañón 1 que aloja una contramasa 3 y un proyectil 2. A dife rencia de la disposición de la figura 1a, la banda de accionamiento 5 está dispuesta en la parte trasera del proyectil 2, por lo que la distancia que recorre es sólo de 430 mm en el mismo cañón 1, es decir, menos de la mitad de la banda de accionamiento 5 de la figura 1a.
Las figuras 2a y 2b muestran un proyectil 2 con un casquillo de cartucho 8 con aletas envolventes 12 en posición desplegada, visto desde atrás y desde el lado respectivamente. El casquillo de cartucho 8 es el mismo que el de la figura 1a. El casquillo de cartucho 8 dentro del cañón 1 está provisto en su sección más trasera de aletas envolven tes 12. El casquillo de cartucho 8 puede funcionar de esta manera como un soporte de las aletas 12 al que se ase guran las aletas 12.
La figura 3a muestra un cañón 1 que aloja un motor de cohete 13 en el que un primer compartimento 6" que contie ne un primer propulsor 10 está dispuesto entre un proyectil 2 y una contramasa 3 en un casquillo de cartucho 8. Un
segundo propulsor 11 está encerrado en un segundo casquillo de cartucho de propulsor 4. El segundo propulsor 11 está en comunicación con el primer propulsor 10 después del disparo, ya que una tapa de separación del segundo propulsor se quema y se elimina. El propulsor 10 del primer compartimento, típicamente un propulsor de cohete, se enciende después del encendido mediante el segundo propulsor 11.
Las figuras 3a-d ilustran diferentes subfases durante la fase balística interna. En la figura 3a, antes del encendido del propulsor, la contramasa 3 está en el extremo trasero del cañón 1 y todos los demás componentes están colocados uno al lado del otro junto a la contramasa 3. En la figura 3b, la contramasa 3 y el proyectil 2 se han desplazado en el interior del cañón 1. La contramasa 3 sigue estando parcialmente en el interior del cañón 1 por lo que la presión balística interna se mantiene en la cámara de alta presión 6 formada por los compartimentos 6' y 6". En la figura 3c, la contramasa 3 ha salido del cañón 1. Se ha iniciado la fase del motor de cohete. La presión ha disminuido conside rablemente en el segundo compartimento 6' mientras que en el primer compartimento 6" se mantiene una sobrepre sión debido al propulsor quemado en el motor de cohete y a una tobera del motor de cohete que restringe el escape del propulsor quemado. En la figura 3d, la parte trasera del casquillo de cartucho 8 está a punto de salir del cañón 1. El propulsor debe haber sido quemado antes del momento en que el proyectil 2 sale del cañón 1 por razones de seguridad del operador.
La figura 4 muestra un cañón 1 que aloja un proyectil tándem 2 equipado con un motor de cohete de lanzamiento 13 formado con un diseño de tobera anular.
La figura 5 ilustra un cañón 1 que aloja un motor de vuelo 14 en el que está encerrado un tercer propulsor 15. Se ilustra un proyectil alternativo 2. El motor de vuelo 14 está situado delante del motor de lanzamiento 13 (en la figura 4) en el extremo trasero del proyectil 2. El motor de vuelo 14 se enciende mediante una secuencia de encendido conectada al motor de cohete 13.
Descrita de esta manera la invención, será obvio que la misma puede ser variada de muchas maneras. Dichas va riaciones no deben ser consideradas como una desviación de la esencia y el alcance de la presente invención, y todas las modificaciones que serían obvias para un experto en la materia están incluidas en el alcance de las reivin dicaciones.
Claims (9)
1. Un procedimiento para lanzar un proyectil (2) desde un cañón (1) que aloja
a. un proyectil (2);
b. un motor de cohete (13) en el extremo trasero del proyectil (2) que comprende un primer compartimento (6") que contiene un primer propulsor (10);
c. una contramasa (3) en el extremo trasero del cañón (1); y
d. un segundo compartimento (6') situado entre el motor de cohete (13) y la contramasa (3) que contiene un segundo propulsor (11), en el que los citados compartimentos primero y segundo (6",6') forman una cámara de alta presión (6) tras el disparo del proyectil (2);
en el que un casquillo de cartucho (8) encierra radialmente el proyectil (2), el motor de cohete (13), la contramasa (3) y el segundo compartimento (6'),
en el que se prevé una junta de presión entre el casquillo de cartucho (8) y el cañón (1) en la parte más trasera del casquillo de cartucho (8),
i) en el que los gases de combustión procedentes de los propulsores contenidos en los citados comparti mentos primero y segundo (6",6') en la citada cámara de alta presión (6) aceleran el proyectil (2) en la di rección de disparo y la contramasa (3) en la dirección opuesta hacia una recámara; y
ii) en el que la presión en la cámara de alta presión (6) cae en el segundo compartimento (6') a un nivel in ferior a la presión en el primer compartimento (6") cuando la contramasa (3) sale del cañón (1); y iii) en el que el citado primer compartimento (6") mantiene sustancialmente la presión originalmente forma da por medio de una abertura del citado primer compartimento (6") que delimita el escape de gases del primer compartimento (6") al segundo compartimento (6'), permitiendo de esta manera la aceleración conti nua del proyectil (2) después de que la contramasa (3) haya salido del cañón (1).
2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la contramasa (3) consiste en unos granos metá licos.
3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la abertura es una tobera
4. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la abertura es una tobera anular.
5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que un motor de vuelo (14) está integrado en el proyectil (2) delante del motor de cohete (13)
6. Un lanzador que comprende un cañón (1) que aloja
a. un proyectil (2);
b. un motor de cohete (13) en el extremo trasero del proyectil (2) que comprende un primer compartimento (6") que contiene un primer propulsor (10);
c. una contramasa (3) en el extremo trasero del cañón (1); y
d. un segundo compartimento (6') dispuesto entre el motor de cohete (13) y la contramasa (3) que contiene un segundo propulsor (11), en el que los citados compartimentos primero y segundo (6",6') forman una cá mara de alta presión (6) tras el disparo del proyectil (2),
en el que un casquillo de cartucho (8) está dispuesta en el interior del cañón (1) y se extiende desde el ex tremo trasero del proyectil (2) hasta la parte trasera de la contramasa (3), en el que una banda de acciona miento (5) está situada entre la sección más trasera del casquillo de cartucho (8) y el cañón (1).
7. El lanzador de acuerdo con la reivindicación 6, en el que los medios (7) para fijar la contramasa (3) están dis puestos en el extremo trasero del casquillo de cartucho (8).
8. El lanzador de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 7, en el que al menos tres compartimentos para propulsores están dispuestos entre el extremo trasero del proyectil (2) y la contramasa (3).
9. El lanzador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el lanzador es un arma de mano, montada en una plataforma o un arma sin retroceso autónoma.
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