ITRM980471A1

ITRM980471A1 - QUILL

Info

Publication number: ITRM980471A1
Application number: IT000471A
Authority: IT
Inventors: Dennis James Hickey
Original assignee: Royal Ordnance Plc
Priority date: 1997-07-16
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-14
Also published as: ITRM980471A0; AU7315798A; FR2865537A1; GB9714947D0; GB9815101D0; GB2380782B; GB2380782A; NL1009621C2; DE19831645A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: accompanying a patent application for an invention entitled:

"SPOLETTA" "SPOLETTA"

La presente invenzione si riferisce alle spolette, particolarmente, ma non esclusivamente, per bombe da mortaio. The present invention relates to fuses, particularly, but not exclusively, for mortar bombs.

Per ragioni di sicurezza, i colpi di munizionamento, per esempio le bombe da mortaio, a titolo di esempio, ed i missili richiedono dei sistemi che li rendano sicuri a terra durante la manipolazione e li armino dopo il lancio prima di raggiungere il loro bersaglio. Nel caso delle moderne bombe da mortaio, un perno di sicurezza viene rimosso ed una pila elettrolitica viene innescata mediante torsione della punta della spoletta intorno al suo asse, prima di far cadere la bomba nel tubo di lancio. Durante il lancio, un primo dispositivo di sicurezza, spesso avente la forma di un così detto dente di arresto di "set-back", che è un dispositivo inerziale, opera sotto l'influenza della accelerazione di lancio per armare almeno parzialmente la spoletta . For safety reasons, ammunition rounds, for example mortar bombs, by way of example, and missiles require systems that make them safe on the ground during handling and arm them after launch before reaching their target. In the case of modern mortar bombs, a safety pin is removed and an electrolytic battery is triggered by twisting the tip of the fuze around its axis, before dropping the bomb into the launch tube. During launch, a first safety device, often in the form of a so-called "set-back" detent, which is an inertial device, operates under the influence of the launch acceleration to at least partially arm the fuze.

Con il moderno munizionamento che entra in servizio, è desiderabile ed in effetti richiesto in certe specificazioni di sicurezza che vi sia un secondo dispositivo di sicurezza e di armamento, indipendente dal primo, il quale opera dopo che il primo dispositivo di armamento inerziale sia stato fatto scattare durante il lancio. Con i colpi sparati da canne munite di rigature, i dispositivi di sicurezza e di armamento azionati dagli effetti della forza centrifuga sono facilmente costruiti. Tuttavia, nel caso di colpi come i colpi di mortaio, il munizionamento sparato da armi con canna liscia ed i missili, a titolo di esempio, deve essere trovato un altro ambiente di azionamento. Sono state fatte proposte per utilizzare gli effetti della pressione dell'aria per mezzo del sollevamento di un tubo di pitot nel flusso di aria circostante dopo il lancio e durante il volo del proiettile, brevetto statunitense US-A-4.526.104, che mostra un esempio. Altre proposte hanno utilizzato il flusso dell'aria attraverso un orifizio nella punta della spoletta per trascinare una piccola turbina ad aria in modo da generare una forza motrice per mettere in azione un piccolo motore a gas o generatore che libera un dente di arresto per armare definitivamente la spoletta. Tuttavia, tali noti dispositivi di sicurezza di armamento secondari hanno tutti l'inconveniente comune di produrre o possedere una resistenza aerodinamica che riduce la portata del colpo di munizionamento per un qualsiasi dato valore della carica propellente. With modern ammunition entering service, it is desirable and indeed required in certain security specifications that there be a second safety and cocking device, independent of the first, which operates after the first inertial cocking device has been made. shoot during the launch. With shots fired from rifled barrels, safety and cocking devices activated by the effects of centrifugal force are easily constructed. However, in the case of rounds such as mortar rounds, ammunition fired from smooth-bore weapons and missiles, by way of example, another operating environment must be found. Proposals have been made to utilize the effects of air pressure by lifting a pitot tube into the surrounding air stream after launch and in flight of the projectile, U.S. Patent US-A-4,526,104, which shows a example. Other proposals have used the flow of air through an orifice in the tip of the fuze to drag a small air turbine in order to generate a motive force to put into action a small gas engine or generator that releases a detent for final arming. the fuze. However, such known secondary cocking safety devices all have the common drawback of producing or possessing an aerodynamic resistance which reduces the range of the ammunition shot for any given value of the propellant charge.

Un requisito delle moderne munizioni è che esse abbiano la massima portata a parità di carica propellente ed eventuali dispositivi di sicurezza che riducano tale portata a causa di una ulteriore resistenza all'avanzamento sono indesiderabili. Le spolette di tali munizioni che generalmente formano la punta debbono avere la massima efficienza aerodinamica. Un ulteriore inconveniente di una spoletta del tipo a turbina trascinata dall'aria consiste nel fatto che alcune munizioni in cui vengono impiegate delle potenti cariche propellenti hanno una velocità di uscita dalla volata supersonica che impedisce un efficiente funzionamento della turbina a causa del fatto che il flusso dell'aria viene strozzato fino a che il proiettile rallenta sufficientemente per effetto della resistenza all'avanzamento e della gravità durante la sua traiettoria. Perciò, alcune munizioni che dipendono da un temporizzatore di armamento che viene innescato al momento del lancio dalla forza motrice generata dalla turbina sono imprevedibili per quanto riguarda il momento in cui esse vengono armate, specialmente quando sono sparate in una traiettoria piatta come per esempio da un sistema di mortaio corazzato mobile. Pertanto, un secondo indipendente sistema di sicurezza azionabile dopo il lancio che non crei alcuna indesiderata resistenza all'avanzamento e che non sia influenzato dalle velocità supersoniche alla volata è altamente desiderabile. A requirement of modern ammunition is that they have maximum range with the same propellant charge and any safety devices that reduce this range due to additional resistance to advancement are undesirable. The fuzes of such ammunition which generally form the tip must have maximum aerodynamic efficiency. A further disadvantage of an air-driven turbine-type fuze is that some ammunition in which powerful propellant charges are used have a supersonic output velocity that prevents efficient turbine operation due to the fact that the flow of the air is throttled until the projectile slows down sufficiently due to drag and gravity during its trajectory. Therefore, some ammunition that depends on a cocking timer that is triggered at the moment of launch by the motive force generated by the turbine are unpredictable as to the moment in which they are cocked, especially when fired in a flat trajectory such as from a mobile armored mortar system. Therefore, a second independent safety system operable after launch which creates no unwanted drag and which is not affected by supersonic muzzle velocities is highly desirable.

E' desiderabile, anche se non necessariamente essenziale, che il secondo sistema di sicurezza sia del tipo ad azione diretta, vale a dire serva per armare direttamente la munizione senza l'intervento di sistemi elettrici o elettronici che debbano azionare il sistema di armamento. It is desirable, even if not necessarily essential, that the second security system is of the direct action type, that is to say it serves to arm the ammunition directly without the intervention of electrical or electronic systems which must operate the armament system.

Uno scopo della presente invenzione consiste nel permettere l'impiego di una spoletta avente un secondo sistema di sicurezza e di armamento in-volo per un colpo di munizione che non effettua una rotazione durante la traiettoria. Un ulteriore scopo consiste nel permettere l'impiego di una spoletta avente un sistema di sicurezza e di armamento che produca poca resistenza aerodinamica all'avanzamento o non provochi alcun ulteriore incremento durante il suo funzionamento. An object of the present invention is to permit the use of a fuze having a second in-flight safety and arming system for an ammunition shot which does not rotate during trajectory. A further object consists in allowing the use of a fuze having a safety and arming system which produces little aerodynamic resistance to advancement or does not cause any further increase during its operation.

Secondo la presente invenzione, viene fornita una spoletta per un colpo di munizionamento, la spoletta avente un dispositivo di sicurezza e di armamento, detto dispositivo di sicurezza e di armamento comprendendo: According to the present invention, a fuse is provided for an ammunition shot, the fuse having a safety and arming device, said safety and arming device comprising:

un otturatore mobile da una posizione di sicurezza in cui il colpo non può essere sparato ad una posizione armata in cui la posizione dell'otturatore non impedisce di sparare, a movable bolt from a safe position where the shot cannot be fired to a cocked position in which the bolt position does not prevent firing,

un dente di arresto avente una posizione di bloccaggio in cui esso interagisce con l'otturatore in modo da trattenere l'otturatore nella posizione di sicurezza, ed una posizione di non-bloccaggio, in cui l'otturatore può muoversi verso la posizione armata, e a detent having a locking position in which it interacts with the bolt so as to retain the bolt in the safety position, and a non-locking position in which the bolt can move to the cocked position, and

un mezzo di azionamento del dente di arresto operativamente collegato a detto mezzo a dente di arresto in modo da spostare detto mezzo a dente di arresto dalla posizione di bloccaggio alla posizione di non-bloccaggio, detto mezzo di azionamento dèi mezzo di arresto essendo azionabile in risposta ad una differenza di pressione di almeno una predeterminata grandezza fra due posizioni su detta spoletta, almeno una delle quali si trova sulla sua superficie esterna in un punto lontano dalla punta della spoletta e detta differenza di pressione è suscettibile di essere creata dal flusso dell'aria su detta superficie esterna. ratchet driving means operatively connected to said ratchet means so as to move said ratchet means from the locking position to the non-locking position, said ratchet driving means being operable in response at a pressure difference of at least a predetermined magnitude between two positions on said fuze, at least one of which is located on its outer surface at a point away from the tip of the fuze and said pressure difference is capable of being created by the flow of air on said outer surface.

Nel corso della presente descrizione, il termine "dente di arresto" deve essere interpretato per significare un qualsiasi dispositivo di bloccaggio o di interbloccaggio che possa essere rilasciato o spostato, in modo da permettere all'otturatore di spostarsi verso la posizione armata. Throughout the present description, the term "detent" is to be interpreted to mean any locking or interlocking device that can be released or moved, so as to allow the shutter to move towards the cocked position.

Il colpo di munizionamento può essere un colpo che vola senza ruotare, vale a dire sparato da un tubo di lancio di mortaio a canna liscia oppure la canna di un cannone oppure per esempio un missile. The ammunition shot can be a shot that flies without rotating, i.e. fired from a smooth-bore mortar launch tube or the barrel of a cannon or for example a missile.

Il flusso dell'aria sulla forma (normalmente) ogivale del corpo della spoletta genera due effetti aerodinamici. Sulla punta, l'aria viene compressa così da fornire una zona di elevata pressione statica. Spingendosi ulteriormente verso 1'indietro lungo il corpo della spoletta, il flusso dell'aria che passa sulla sagoma curva della spoletta provoca una caduta di pressione in prossimità della superficie, simile all'effetto che genera la portanza su un'ala di aeroplano. La caduta di pressione lungo il corpo della spoletta o la differenza di pressione tra la punta e le zone del corpo può essere usata per causare direttamente o indirettamente l'azionamento del dente di arresto ad opera di detto mezzo di azionamento del dente di arresto. The flow of air on the (normally) ogival shape of the fuze body generates two aerodynamic effects. At the tip, the air is compressed to provide a zone of high static pressure. Pushing further rearward along the fuze body, the flow of air passing over the curved shape of the fuze causes a pressure drop near the surface, similar to the lift effect on an airplane wing. The pressure drop along the fuze body or the pressure difference between the tip and the body regions can be used to directly or indirectly cause the detent to be actuated by said detent actuating means.

Nel caso dell'azionamento diretto, la pressione superiore relativa alla punta può essere ridotta per spillamento, tramite un condotto, per esempio, verso una posizione adiacente al mezzo di azionamento del dente di arresto che, per esempio, può essere un diaframma. Perciò, un diaframma può essere collocato in modo da giacere sostanzialmente allo stesso livello e sigillato intorno alla sua periferia sulla superficie del corpo della spoletta ed in modo da essere alimentato con aria a pressione relativamente più elevata sul lato interno della spoletta, per mezzo di un condotto che allaccia la regione di punta ed il lato interno del diaframma, per esempio, e, durante l'uso, può avere un'aria a pressione relativamente inferiore per effetto del flusso dell'aria sul corpo della spoletta in una posizione esterna adiacente al diaframma; la risultante pressione positiva sulla superficie interna del diaframma provocando la sua flessione per azionare il dente di arresto e provocare l'armamento della munizione. Nel caso dell'azionamento diretto, il dente di arresto è preferibilmente fissato direttamente ad un diaframma, per esempio, il diaframma essendo situato in adiacenza all'otturatore per consentire al dente di arresto di interagire con l'otturatore. In the case of direct actuation, the upper pressure relative to the tip can be reduced by bleeding, via a conduit, for example, to a position adjacent to the ratchet actuation means which, for example, can be a diaphragm. Thus, a diaphragm may be located to lie substantially at the same level and sealed around its periphery on the surface of the fuze body and to be supplied with relatively higher pressure air on the inner side of the fuze by means of a conduit which connects the tip region and the inner side of the diaphragm, for example, and, in use, may have relatively lower pressure air due to the flow of air over the fuze body in an external position adjacent to the diaphragm; the resulting positive pressure on the inner surface of the diaphragm causing it to flex to actuate the detent and cause the ammunition to cock. In the case of direct actuation, the ratchet is preferably fixed directly to a diaphragm, for example, the diaphragm being located adjacent the shutter to allow the ratchet to interact with the shutter.

Si preferisce che l'interno della spoletta sia sigillato contro l'ambiente esterno durante l'immagazzinamento. Perciò, per esempio, allo scopo di escludere l'umidità durante l'immagazzinamento, un condotto può essere disposto in modo da connettere operativamente le due posizioni soltanto a seguito dell'azionamento di una cella generatrice prima di effettuare lo sparo, mediante la torsione della punta della spoletta, come precedentemente descritto. Preferibilmente, anche quando una connessione operativa viene stabilita per mezzo del condotto, soltanto l'area adiacente al mezzo di azionamento del dente di arresto verrà esposta all'atmosfera, mentre i restanti componenti della spoletta rimangono sigillati contro l'ambiente. It is preferred that the interior of the fuze be sealed against the external environment during storage. Therefore, for example, in order to exclude humidity during storage, a duct can be arranged in such a way as to operatively connect the two positions only following the actuation of a generating cell before firing, by twisting the tip of the fuze, as previously described. Preferably, even when an operational connection is established by means of the conduit, only the area adjacent to the detent driving means will be exposed to the atmosphere, while the remaining components of the fuze remain sealed against the environment.

Alternativamente, il sistema di sicurezza e di armamento può azionare direttamente il mezzo a dente di arresto semplicemente in virtù della più bassa pressione generata nella corrente di aria in confronto con la pressione interna nel corpo della spoletta. In questo caso, il corpo della spoletta è preferibilmente ermeticamente sigillato contro l'ambiente esterno, il mezzo di azionamento del dente di arresto essendo per esempio un diaframma. Al lancio, l'interno della spoletta si trova a pressione ambiente, mentre il flusso di aria che passa sul corpo della spoletta verso la sua estremità posteriore si trova ad una pressione alquanto inferiore, a causa degli effetti aerodinamici precedentemente descritti. Quando viene stabilita una differenza di pressione fra l'interno della spoletta ed il flusso di aria esterno, la risultante pressione positiva all'interno del corpo della spoletta provoca lo spostamento del diaframma verso l'esterno e l'azionamento del dente di arresto. Tuttavia, il procedimento di azionamento diretto precedentemente descritto, in cui la pressione più elevata sulla punta della spoletta viene spillata fino ad una posizione nell'interno della spoletta adiacente al mezzo di azionamento del dente di arresto è preferito poiché rimane disponibile una maggiore differenza di pressione risultante. Alternatively, the safety and cocking system may directly operate the ratchet means simply by virtue of the lower pressure generated in the air stream compared with the internal pressure in the fuze body. In this case, the fuze body is preferably hermetically sealed against the external environment, the detent actuation means being for example a diaphragm. At launch, the interior of the fuze is at ambient pressure, while the flow of air passing over the fuze body towards its rear end is at a somewhat lower pressure, due to the aerodynamic effects previously described. When a pressure difference is established between the interior of the fuze and the external air flow, the resulting positive pressure inside the fuze body causes the diaphragm to move outward and the detent to operate. However, the direct drive method described above, wherein the higher pressure on the tip of the bobbin is tapped to a position in the interior of the bobbin adjacent the ratchet driving means is preferred since a larger pressure difference remains available. resulting.

La differenza o caduta di pressione viene così utilizzata per azionare direttamente il dente di arresto tramite il mezzo di azionamento del dente di arresto che provoca l'armamento della munizione. Poiché il diaframma si trova allo stesso livello oppure al disotto della superficie del corpo della spoletta e non si estende verso l'esterno nel flusso di aria, poca o nessuna ulteriore resistenza all'avanzamento viene provocata per ridurre la portata del colpo. The pressure difference or drop is thus utilized to directly operate the ratchet via the ratchet driving means which causes the ammunition to be cocked. Since the diaphragm is at or below the surface of the fuze body and does not extend outward into the air stream, little or no additional drag is caused to reduce the stroke rate.

Il mezzo di azionamento del dente di arresto precedentemente descritto si riferisce ad un diaframma. Tuttavia, possono essere impiegati altri mezzi passivi di azionamento del dente di arresto i quali rispondono alla caduta di pressione ovvero alla differenza di pressione, per esempio un pistone in un cilindro che ha accesso alla superficie del corpo della spoletta. The ratchet actuation means described above relates to a diaphragm. However, other passive ratchet actuation means may be employed which respond to pressure drop or pressure difference, for example a piston in a cylinder which has access to the surface of the fuze body.

Nel caso dell'azionamento indiretto, la differenza di pressione può essere rivelata da sensori di pressione collocati sulla punta della spoletta ed in una o più posizioni ulteriormente distanziate verso l'indietro per esempio lungo il corpo della spoletta, la pressione sulla punta della spoletta essendo più alta che non in adiacenza al corpo della spoletta in una posizione più arretrata. Le uscite dei sensori possono essere usate mediante appropriati mezzi elettronici alimentati da una pila generatrice di bordo per provocare il ritiro del dente di arresto in modo da consentire all'otturatore di spostarsi in maniera tale da armare il colpo. Il dente di arresto può essere fatto funzionare e può essere disposto in modo da armare il colpo per mezzo di un motore a gas o di un generatore, a titolo di esempio, oppure un qualsiasi altro conveniente dispositivo avente energia immagazzinata. In the case of indirect actuation, the pressure difference can be detected by pressure sensors located at the tip of the bobbin and in one or more positions further spaced backwards for example along the body of the bobbin, the pressure at the tip of the bobbin being higher than adjacent to the fuze body in a more rearward position. The outputs of the sensors can be used by appropriate electronic means powered by an on-board generating stack to cause the retraction of the detent so as to allow the shutter to move in such a way as to arm the shot. The ratchet can be operated and can be arranged to arm the shot by means of a gas engine or generator, by way of example, or any other convenient device having stored energy.

Un detonatore può essere alloggiato nell'otturatore, la disposizione essendo tale che, nella posizione di sicurezza, il detonatore viene mantenuto fuori di allineamento con una catena pirotecnica o di sparo attraverso cui il colpo può essere innescato e, nella posizione armata, il detonatore viene portato in allineamento con esso. A detonator may be housed in the bolt, the arrangement being such that, in the safety position, the detonator is held out of alignment with a pyrotechnic or firing chain through which the shot can be triggered and, in the cocked position, the detonator is brought into alignment with it.

Il dispositivo di armamento ed il sistema di sicurezza secondo la presente invenzione possono essere supplementari nei confronti di uno o più altri sistemi di sicurezza nella spoletta. The arming device and the safety system according to the present invention can be additional to one or more other safety systems in the fuze.

Allo scopo che la presente invenzione possa essere più completamente compresa, esempi verranno ora descritti a titolo di illustrazione soltanto e con riferimento ai disegni allegati, in cui: In order that the present invention may be more fully understood, examples will now be described by way of illustration only and with reference to the accompanying drawings, in which:

la figura 1 rappresenta una vista in sezione retta schematica attraverso una spoletta realizzata in accordo con l'invenzione, per mostrare i suoi componenti maggiori, Figure 1 is a schematic cross-sectional view through a fuze made in accordance with the invention, to show its major components,

la figura 2 rappresenta uno schema della disposizione di un otturatore della figura 1 nelle posizioni armata e di sicurezza (non armata); Figure 2 is a diagram of the arrangement of a bolt of Figure 1 in the armed and safety (non-cocked) positions;

la figura 3 mostra una vista dell'otturatore della figura 2 nella direzione della sua freccia "A", la figura 4 rappresenta una vista laterale schematica di una spoletta e di una parte di un colpo di munizionamento fissata ad esso; Figure 3 shows a view of the bolt of Figure 2 in the direction of its arrow "A"; Figure 4 represents a schematic side view of a fuze and a part of an ammunition shot fixed thereto;

la figura 5 rappresenta un grafico della pressione in funzione del tempo durante le fasi di lancio e di traiettoria di una bomba da mortaio; Figure 5 is a graph of the pressure versus time during the launch and trajectory phases of a mortar bomb;

la figura 6 rappresenta un grafico della pressione in adiacenza alla superficie del corpo della spoletta rispetto alla pressione di "flusso libero" dell'aria in funzione della distanza lungo il corpo della spoletta a partire dalla punta; Figure 6 is a graph of the pressure adjacent the surface of the fuze body versus the "free flow" pressure of the air as a function of the distance along the fuze body from the tip;

le figure 7A e 7B rappresentano, in forma schematica, il mezzo di azionamento del dente di arresto di un parte e di una prima e di una seconda forma di realizzazione della presente invenzione; Figures 7A and 7B represent, in schematic form, the means for actuating the ratchet of a part and of a first and a second embodiment of the present invention;

la figura 8 rappresenta in forma schematica una terza forma di realizzazione del mezzo di azionamento del dente di arresto secondo la presente invenzione; la figura 9 rappresenta in forma schematica una quarta forma di realizzazione del mezzo di azionamento del dente di arresto secondo la presente invenzione; e Figure 8 is a schematic view of a third embodiment of the detent drive means according to the present invention; Figure 9 is a schematic view of a fourth embodiment of the detent drive means according to the present invention; And

la figura 10 rappresenta i grafici della traiettoria e della velocità di un colpo o proiettile da mortaio in funzione del tempo. Figure 10 represents the graphs of the trajectory and velocity of a shot or mortar shell as a function of time.

Si faccia ora riferimento ai disegni in cui le stesse caratteristiche sono indicate con comuni numeri di riferimento. Reference is now made to the drawings in which the same characteristics are indicated with common reference numbers.

La figura 1 rappresenta un esempio di una spoletta contrassegnata genericamente con il numero di riferimento 10. La spoletta comprende un corpo 12 avente una superficie esterna 14; un pacco elettronico 16 per il funzionamento della spoletta in un tempo predeterminato durante la sua traiettoria e/o il funzionamento della spoletta attraverso la rivelazione della sua prossimità ad un bersaglio; un pacco 18 di alimentazione per fornire energia elettrica ad un temporizzatore/sensore elettronico e per fornire energia elettrica ad un detonatore (per esempio 40, figura 3); un complesso di otturatore 20 avente un primo dente di arresto di sicurezza 22 e di un secondo dente di arresto di sicurezza 24, il quale forma parte di un dispositivo di armamento e di sicurezza secondo la presente invenzione; ed un sistema 26 di accensione del carico pagante. Dato che formano parte della tecnica precedente e sono già noti a coloro che sono esperti nel settore delle spolette, il pacco elettronico ed il pacco di alimentazione non verranno descritti in alcun ulteriore dettaglio. Il complesso 20 dell'otturatore comprende un primo dente di arresto di sicurezza 22, noto come dente di arresto di "set-back", comprendente un perno 32 resilientemente sollecitato da una molla 30, la quale opera sotto la accelerazione di lancio e rilascia un vincolo sul corpo 34 dell'otturatore impedendo la sua rotazione da una prima posizione (sicurezza) ad una seconda posizione (armata) (questo primo dente di arresto forma parte della tecnica precedente e può alternativamente permettere ad un altro meccanismo di entrare in gioco per avere un effetto operativo sul corpo dell'otturatore, che non sia la sua rotazione). Il funzionamento del primo dente di arresto 22 forma parte della tecnica precedente e non forma parte della presente invenzione, per se. Il complesso otturatore 20 comprende un braccio otturatore 36 girevole intorno ad un perno 38 e portante un detonatore 40. Il funzionamento del secondo dente di arresto 24 in accordo con la presente invenzione (dopo il rilascio del primo dente di arresto) libera completamente il braccio 36 dell'otturatore dalla sua posizione rappresentata nella figura 2 ed indicata in linea continua, in altre parole la posizione di sicurezza non-armata, per ruotare intorno al perno di testa 38 verso una seconda posizione armata indicata dalle linee tratteggiate nella figura 2, in cui il detonatore 40 viene portato in linea con la parte restante del treno esplosivo di innesco, comprendente uno "stelo" 42 ed una carica secondaria 44 che può quindi accendere la carica principale 46 a seguito dell'innesco del detonatore 40. Lo scopo delle figure da 1 a 3 è di mostrare il disegno esecutivo schematico dei componenti principali e di un esempio di spoletta secondo l'invenzione. Figure 1 represents an example of a fuze generically designated with the reference number 10. The fuze comprises a body 12 having an external surface 14; an electronic pack 16 for the operation of the fuze in a predetermined time during its trajectory and / or the operation of the fuze by detecting its proximity to a target; a power pack 18 for supplying electrical power to an electronic timer / sensor and for supplying electrical power to a detonator (e.g. 40, Figure 3); a shutter assembly 20 having a first safety stop tooth 22 and a second safety stop tooth 24, which forms part of a cocking and safety device according to the present invention; and a system 26 for switching on the paying load. Since they form part of the prior art and are already known to those skilled in the fuze art, the electronic pack and the feed pack will not be described in any further detail. The shutter assembly 20 comprises a first safety detent 22, known as a set-back detent, comprising a pin 32 resiliently biased by a spring 30, which operates under the launch acceleration and releases a constraint on the bolt body 34 preventing its rotation from a first position (safety) to a second position (armed) (this first detent is part of the previous technique and can alternatively allow another mechanism to come into play to have an operational effect on the bolt body, other than its rotation). The operation of the first detent 22 forms part of the prior art and does not form part of the present invention, per se. The shutter assembly 20 comprises a shutter arm 36 rotatable about a pin 38 and carrying a detonator 40. The operation of the second detent 24 in accordance with the present invention (after the first detent has been released) completely frees the arm 36 of the bolt from its position shown in Figure 2 and indicated in a solid line, in other words the non-cocked safety position, to rotate around the head pin 38 towards a second cocked position indicated by the dashed lines in Figure 2, in which the detonator 40 is brought into line with the remainder of the explosive trigger train, comprising a "stem" 42 and a secondary charge 44 which can then ignite the main charge 46 following the firing of the detonator 40. The purpose of the figures to be 1 to 3 is to show the schematic executive drawing of the main components and an example of a fuze according to the invention.

La figura 4 rappresenta schematicamente una vista in verticale laterale di una spoletta 50 e di una parte di un colpo o proiettile 52 di munizione da mortaio. Il pacco di alimentazione 18, come descritto con riferimento alla figura 1, viene attivato torcendo la punta della spoletta 50 rispetto al proiettile 52 intorno all'asse 54 immediatamente prima di far cadere il colpo in un tubo di lancio (non rappresentato). Durante il volo del proiettile vi è una zona di aria statica ad alta pressione 58 in adiacenza alla punta; spostandosi ulteriormente verso 1'indietro lungo il corpo della spoletta in 62, la velocità del flusso di aria è crescente e di conseguenza una caduta di pressione rispetto a quella che si trova sulla punta 58 si verifica lungo il corpo della spoletta, vale a dire che viene stabilita una differenza di pressione dovuta agli effetti aerodinamici e che dipende dalla velocità del proiettile. Figure 4 schematically represents a side vertical view of a fuze 50 and part of a mortar ammunition shot or projectile 52. The supply pack 18, as described with reference to Figure 1, is activated by twisting the tip of the fuze 50 with respect to the projectile 52 about the axis 54 immediately before dropping the shot into a launch tube (not shown). During the flight of the projectile there is a high pressure static air zone 58 adjacent the tip; moving further backward along the fuze body at 62, the velocity of the air flow is increasing and consequently a pressure drop relative to that found at the tip 58 occurs along the fuze body, i.e. a pressure difference is established due to aerodynamic effects and which depends on the speed of the projectile.

La figura 5 rappresenta un grafico della pressione dell'aria in adiacenza al corpo della spoletta in funzione del tempo, la linea di riferimento 70 essendo corrispondente alla pressione atmosferica. Al momento del lancio, la bomba da mortaio provoca una certa compressione dell'aria imprigionata nel tubo al disopra di essa, provocando un innalzamento di pressione indicato con il numero di riferimento 72, il quale è essenzialmente dovuto all'inerzia dell'aria imprigionata. Alla uscita dalla volata, questa aria si espande, ma la bomba è circondata brevemente dal gas in espansione derivante dalla carica propellente in combustione. La bomba si muove più rapidamente della bolla di gas e passa attraverso di essa generando un picco di pressione 74 noto come shock di volata. Il profilo di pressione 76 è quindi largamente l'inverso del profilo di velocità della bomba, il profilo di velocità essendo rappresentato nella figura 10. Come mostrato nella figura 10, la bomba di mortaio perde la componente verticale della sua velocità a mano a mano che sale verso il suo apogeo indicato genericamente dalla linea verticale 80 e quindi accelera ancora durante la sua caduta. Questa variazione di velocità produce una corrispondente variazione della pressione 76 sulla superficie della bomba. Figure 5 is a graph of the air pressure adjacent the fuze body as a function of time, the reference line 70 being corresponding to the atmospheric pressure. At the moment of launch, the mortar bomb causes a certain compression of the air trapped in the tube above it, causing a pressure increase indicated with the reference number 72, which is essentially due to the inertia of the trapped air. Upon exiting the muzzle, this air expands, but the bomb is briefly surrounded by the expanding gas from the burning propellant charge. The bomb moves faster than the gas bubble and passes through it generating a pressure spike 74 known as a muzzle shock. The pressure profile 76 is therefore largely the inverse of the velocity profile of the bomb, the velocity profile being represented in Figure 10. As shown in Figure 10, the mortar bomb loses the vertical component of its velocity as it progresses. it rises towards its apogee indicated generically by the vertical line 80 and then accelerates again during its fall. This change in velocity produces a corresponding change in pressure 76 on the surface of the bomb.

E' proprio l'abbassamento della pressione al disopra del corpo della spoletta verso 1'indietro a partire dalla punta durante la traiettoria di volo oppure la differenza di pressione fra la regione di punta 58 e la scia 62 che viene utilizzata nella spoletta della presente invenzione per azionare il secondo dente di arresto 24. It is precisely the lowering of the pressure above the fuze body towards the rear from the tip during the flight path or the pressure difference between the tip region 58 and the wake 62 that is used in the fuze of the present invention. to operate the second detent 24.

La figura 6 rappresenta, per due diversi valori della velocità di volata (M.V.), vale a dire 170 m/s e 70 m/s, un grafico di pressione in adiacenza alla superficie 14 del corpo della spoletta rispetto alla pressione della scia di aria, vale a dire la differenza di pressione o la caduta di pressione provocata dal flusso di aria aerodinamico sulla punta della spoletta e sul corpo in funzione della distanza a partire dalla punta. Come si può vedere, una caduta di pressione di circa 3 kPa viene prodotta per una velocità della bomba di circa 170 metri al secondo, ad un valore di circa 130 miti dalla punta. Figure 6 represents, for two different values of the muzzle velocity (M.V.), namely 170 m / s and 70 m / s, a graph of pressure adjacent to the surface 14 of the fuze body with respect to the pressure of the air trail, that is, the pressure difference or the pressure drop caused by the flow of aerodynamic air on the tip of the fuze and on the body as a function of the distance from the tip. As can be seen, a pressure drop of about 3 kPa is produced for a bomb velocity of about 170 meters per second, at a value of about 130 myths from the tip.

La figura 7A rappresenta una vista schematica di una prima forma di realizzazione 90 del secondo dente di arresto 24 nella sua posizione di riposo o non armata. Sono previsti mezzi di azionamento del dente di arresto, aventi la forma di un diaframma flessibile 92 il quale è incavato e risiede leggermente al disotto della superficie 14 del corpo della spoletta. Esso è protetto da una garza 94. Il diaframma 92 viene sigillato lungo la sua periferia completamente al corpo della spoletta. Dopo il lancio, la caduta di pressione nello strato di confine in adiacenza al diaframma 90 provoca il fatto che esso venga spinto verso l'esterno dalla pressione maggiore regnante all'interno del corpo della spoletta, tirando con se il dente di arresto 24 (figura 7B) e rilasciando così l'otturatore 36, come descritto con riferimento alle figure da 1 a 3. La risultante pressione positiva all'interno del corpo della spoletta è dovuta al fatto che il corpo della spoletta è sigillato e presenta una pressione di aria interna sostanzialmente coincidente con la pressione dell'aria ambiente al momento del lancio. Figure 7A represents a schematic view of a first embodiment 90 of the second detent 24 in its rest or unarmed position. Means for actuating the detent are provided, having the form of a flexible diaphragm 92 which is recessed and resides slightly below the surface 14 of the body of the fuze. It is protected by a gauze 94. The diaphragm 92 is sealed along its periphery completely to the body of the fuze. After launch, the pressure drop in the boundary layer adjacent to the diaphragm 90 causes it to be pushed outward by the greater pressure reigning inside the fuze body, pulling the detent 24 with it (figure 7B) and thus releasing the shutter 36, as described with reference to Figures 1 to 3. The resulting positive pressure inside the fuze body is due to the fact that the fuze body is sealed and has an internal air pressure substantially coinciding with the ambient air pressure at the time of launch.

Una seconda forma di realizzazione descritta con riferimento alle figure 7A e 7B comprende il diaframma 92 ed il dente di arresto 24. Tuttavia, la regione 96 al didietro del diaframma 92 viene collegata per mezzo di un condotto 98 (indicato in linea tratteggiata) alla regione di punta in adiacenza alla pressione di aria più elevata 58 descritta con riferimento alla figura 4 (in cui il condotto 98 è anche rappresentato in linea tratteggiata). L'aria a più alta pressione 58 viene spillata verso la regione 96 al didietro del diaframma 92 per fornire una differenza di pressione fra la regione di punta ed il lato del dispositivo di sicurezza e di armamento verso 1'indietro della punta della spoletta. La differenza di pressione prodotta in accordo con questa seconda forma di realizzazione è normalmente maggiore della caduta di pressione prodotta nella prima forma di realizzazione, A second embodiment described with reference to Figures 7A and 7B comprises the diaphragm 92 and the detent 24. However, the region 96 behind the diaphragm 92 is connected by means of a conduit 98 (indicated in dashed line) to the region adjacent to the higher air pressure 58 described with reference to Figure 4 (in which the duct 98 is also shown in broken line). The higher pressure air 58 is tapped to the region 96 behind the diaphragm 92 to provide a pressure difference between the tip region and the rearward safety and cocking side of the fuze tip. The pressure difference produced in accordance with this second embodiment is normally greater than the pressure drop produced in the first embodiment,

La figura 8 mostra una seconda forma di realizzazione 100 di una spoletta secondo la presente invenzione, in cui un primo sensore di pressione 102 è posizionato nella regione 58 di alta pressione in adiacenza alla punta ed un secondo sensore di pressione 104 è posizionato sulla superficie del corpo 14 ulteriormente distanziata verso 1'indietro dalla punta. Le uscite dai due sensori vengono alimentate ad una conveniente circuiteria elettronica di elaborazione 106 che può essere alloggiata o può non essere alloggiata nel modulo elettronico 16. Quando una conveniente predeterminata differenza di pressione esiste fra i sensori 102 e 104, la circuiteria di elaborazione 106 genera un segnale di uscita attraverso il quale gli appropriati mezzi di azionamento del dente di arresto vengono eccitati dal pacco o modulo di alimentazione 18 per rimuovere il dente di arresto 24 e così rilasciare il suo vincolo sul movimento dell'otturatore verso la posizione armata. Convenienti mezzi di azionamento del dente di arresto potrebbero per esempio comprendere un motorino a gas con innesco elettrico oppure un generatore 108, azionabile da un impulso elettrico fornito dall'elaboratore 106. Figure 8 shows a second embodiment 100 of a fuze according to the present invention, in which a first pressure sensor 102 is positioned in the high pressure region 58 adjacent to the tip and a second pressure sensor 104 is positioned on the surface of the body 14 further spaced rearwardly from the tip. The outputs from the two sensors are fed to a convenient electronic processing circuitry 106 which may or may not be housed in the electronic module 16. When a convenient predetermined pressure difference exists between the sensors 102 and 104, the processing circuitry 106 generates an output signal through which the appropriate ratchet actuation means are energized by the feed pack or module 18 to remove the ratchet 24 and thus release its constraint on the movement of the shutter towards the cocked position. Convenient means for actuating the detent could for example comprise a gas motor with electric ignition or a generator 108, which can be actuated by an electric pulse supplied by the computer 106.

La figura 9 rappresenta una quarta forma di realizzazione 120 di una parte di una spoletta secondo la presente invenzione. Poiché la differenza o caduta di pressione è provocata dall'effetto aerodinamico della forma della spoletta in maniera simile a quello di una sezione aerodinamica di un'ala di aeroplano, un miglioramento localizzato dell'effetto aerodinamico può essere prodotto dall'aggiunta di una caratteristica superficiale 122, per esempio un rigonfiamento oppure altra irregolarità locale della superficie che agisce per accelerare il flusso di aria relativo 124 e provocare una più elevata caduta di pressione nella regione 126. Anche se rappresentata come una linea tratteggiata, la caratteristica 122 deve consentire che una qualsiasi migliorata caduta di pressione venga comunicata al diaframma e, come conseguenza, una porzione della caratteristica 122 può comprendere una porzione permeabile all'aria, per esempio una garza, in posizione conveniente. L'interno del corpo della spoletta può essere sigillato come descritto con riferimento alla prima forma di realizzazione oppure la regione 130 al didietro del diaframma può essere collegata all'aria a più alta pressione per mezzo di un condotto (non rappresentato), per esempio, come nella seconda forma di realizzazione, per migliorare la differenza di pressione. Figure 9 represents a fourth embodiment 120 of a part of a fuze according to the present invention. Since the difference or pressure drop is caused by the aerodynamic effect of the fuze shape similar to that of an aerodynamic section of an airplane wing, a localized improvement in the aerodynamic effect can be produced by the addition of a surface feature. 122, for example, a swelling or other local irregularity of the surface which acts to accelerate the relative air flow 124 and cause a higher pressure drop in the region 126. Although represented as a dashed line, the feature 122 must allow any improved pressure drop is communicated to the diaphragm and, as a consequence, a portion of feature 122 may comprise an air permeable portion, such as a gauze, in a convenient location. The interior of the fuze body can be sealed as described with reference to the first embodiment or the region 130 behind the diaphragm can be connected to the higher pressure air by means of a conduit (not shown), for example, as in the second embodiment, to improve the pressure difference.

Dalle forme di realizzazione precedentemente descritte si vedrà che l'invenzione rende possibile la realizzazione di sistemi di sicurezza e di armamento che non dipendano dalla rivelazione della rotazione sull'asse della spoletta e che producono una scarsa resistenza all'avanzamento oppure non comportano un aumento della resistenza all'avanzamento del corpo della spoletta o del proiettile, consentendo di realizzare la massima portata a parità di carica propellente. From the embodiments described above, it will be seen that the invention makes it possible to produce safety and arming systems which do not depend on the detection of rotation on the axis of the fuze and which produce poor resistance to advancement or do not involve an increase in the resistance to the advancement of the body of the fuze or of the projectile, allowing to achieve the maximum range with the same propellant charge.

Le forme di realizzazione descritte con riferimento alle figure 7 e 9 sono sistemi di rilascio del dente di arresto di tipo meccanico ad azione diretta e, pertanto, non vi è alcuna necessità di patti o moduli di alimentazione oppure dispositivi elettronici destinati specificamente al sistema di armamento in se stesso. In queste circostanze, la presenza di moduli di alimentazione o componenti elettronici spesso servirà per altri scopi che la spoletta deve perseguire. The embodiments described with reference to Figures 7 and 9 are direct-acting mechanical ratchet release systems and, therefore, there is no need for power supply modules or modules or electronic devices specifically intended for the arming system. in itself. In these circumstances, the presence of power supply modules or electronic components will often serve other purposes that the fuze must pursue.

Claims

CLAIMS 1. Fuse for an ammunition shot, the fuse having a safety and cocking device, said safety and cocking device comprising: a bolt movable from a safe position where the bullet cannot be fired to an armed position in which the bolt position does not prevent firing, a detent having a locking position, in which it interacts with the shutter, so as to hold the shutter in the safety position, and a non-locking position, in which the shutter can move towards the cocked position , And ratchet drive means operatively connected to said ratchet means so as to move said ratchet means from the locking position to the non-locking position, said ratchet driving means being operable in response to pressure difference of at least a predetermined magnitude between two positions on said fuze, at least one of which is located on the outer surface at a point away from the tip of the fuze, and said pressure difference is capable of being created by the flow of air above said outer surface.

2. A fuze according to claim 1, wherein the first of said two positions is located on the outer surface of the fuze body and the second of said two positions is inside the fuze body.

A fuze according to claim 1 or claim 2, wherein the body of the fuze is hermetically sealed.

4. Spool according to claim 1, wherein both said positions are on the outer surface of the spool body, the first being located in the region of the spool tip and the second being disposed rearward thereof along the spool body.

5. Spool according to claim 4, wherein conduit means is provided for transmitting air pressure from said first position in the region of the spool tip to a position adjacent to said ratchet driving means within the spool. body of the fuze.

6. Spool according to any preceding claim, wherein the detent actuation means comprises a flexible diaphragm or a piston and cylinder and they are directly actuable by said pressure difference.

7. Spool according to claim 6, wherein said piston or cylinder or said diaphragm is located adjacent to or below the profile of the body of the spool.

8. Spool according to claim 7, wherein said detent is directly attached to said piston or to said cylinder or to said diaphragm, said piston or cylinder or said diaphragm being adjacent to said obturator to allow said detent to interact with said shutter.

9. A fuze according to any preceding claim, comprising aerodynamic means towards the rear of the tip of the fuze for increasing said pressure difference in use.

10. Spool according to claim 9, wherein said aerodynamic means, during use, locally increase the speed of the air with respect to the body of the spool.

11. Spool according to any preceding claim, comprising sensors for detecting the pressure difference between said two positions and processing means for generating an output when said pressure difference exceeds said predetermined magnitude, said output being capable of energizing the actuating means of the ratchet.

12. A fuze according to claim 11 wherein one of said sensors is positioned on the tip region of the fuze and another is positioned rearward of the tip of the fuze.

13. A fuze according to claim 11 or claim 12, wherein the detent drive means comprises a gas engine or a gas generator.

14. Spool substantially as described up to now with reference to the attached description and to figures 1 to 3 or to figures 4 and 7 or to figure 8 or figure 9 of the attached drawings.