ITTO940366A1 - Spoletta per sub-munizioni con dispositivo di percussione inerziale e di autodistruzione. - Google Patents

Description

D ESCR I ZIO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione riguarda una spoletta per submunizioni con dispositivo di percussione inerziale e di autodistruzione.

Come è noto, sono in uso da anni proiettili di artiglieria e razzi contenenti al loro interno una pluralità di sub-munizioni, chiamate bombette, nonché una spoletta a tempo che, attivata ad una opportuna altezza sull'obiettivo, provoca lo sconfezionamento del proiettile o razzo (chiamato portante o cargo) e la distribuzione delle bombette su di una certa area.

Le sub-munizioni sono dotate di una propria spoletta che provoca l'esplosione della sub-munizione stessa al termine della caduta, per effetto dell'impatto.

Attualmente, le spolette più diffuse hanno il solo modo di funzionamento ad impatto. Tuttavia, con tali spolette, esiste il problema che, in caso di impatto su superficie morbida e/o in caso di impatto con basso angolo di caduta, si possono avere dei mancati funzionamenti (falliti). In tal caso, sul terreno rimangono submunizioni con spoletta "armata", cioè con catena pirica allineata, che sono pericolose e possono esplodere successivamente.

Per ovviare a questo inconveniente, sono note già delle spolette in cui, oltre al modo primario di funzionamento ad impatto, è presente un modo secondario di funzionamento ad autodistruzione. In tali spolette ad autodistruzione, al momento dell'armamento della spoletta o addirittura allo sconfezionamento del cargo, viene attivato un meccanismo a tempo che garantisce il funzionamento della spoletta nel caso di mancato funzionamento all'impatto. Dato che lo scoppio della submunizione deve necessariamente avvenire dopo che essa è arrivata sul bersaglio, pena la sua efficacia, occorre che fra l'attivazione del meccanismo di autodistruzione e il suo funzionamento passino parecchi secondi.

Come meccanismi di autodistruzione sono stati usati e/o proposti in passato sistemi di due tipi: a ritardo pirico e a ritardo elettronico, nessuno dei quali si è dimostrato soddisfacente. Infatti i primi (a ritardo pirico) presentano lo svantaggio di essere sensibili all'invecchiamento e alle condizioni ambientali di immagazzinamento. I secondi (a ritardo elettronico) fanno uso di componenti elettronici e, se alimentati da batterie, sono sensibili anch'essi alla durata e alle condizioni di immagazzinamento; se alimentati da generatori elettromagnetici che sfruttano la rotazione relativa fra percussore e spoletta, hanno complessità e costo elevato.

Scopo· della presente invenzione consiste nel realizzare una spoletta per sub-munizione esente dagli svantaggi sopra indicati e quindi affidabile e poco costosa. In particolare, la presente spoletta deve presentare dimensioni molto ridotte e deve essere capace di funzionare in modo affidabile su campi di temperatura molto estesi e anche dopo parecchi anni di immagazzinamento.

Secondo la presente invenzione viene realizzata una spoletta per sub-munizione con dispositivo di percussione inerziale e di autodistruzione, comprendente un corpo tubolare di armamento; un supporto alloggiato scorrevolmente in detto corpo tubolare di armamento; un elemento percussore supportato scorrevolmente in detto supporto; un gruppo detonatore montato in posizione affacciata a detto elemento percussore, almeno in una posizione armata di detto elemento percussore; mezzi generatori di forza verticale atti a generare, in caduta di detta spoletta, una forza verticale agente su detto supporto in direzione di allontanamento da detto gruppo detonatore; caratterizzato dal fatto di comprendere primi mezzi di spinta agenti su detto supporto ed atti a generare una prima spinta in direzione di detto gruppo detonatore di valore non maggiore a detta forza verticale; secondi mezzi di spinta agenti su detto elemento percussore ed atti a generare su detto elemento percussore una seconda spinta in direzione di detto gruppo detonatore; e mezzi di bloccaggio agenti su detto elemento percussore ed atti a bloccare detto elemento percussore in una posizione di armamento arretrata, detti mezzi di bloccaggio essendo disattivati da detti primi mezzi di spinta in assenza di detta forza verticale.

Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte due forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- le figure da 1 a 4 mostrano sezioni trasversali attraverso una prima forma di realizzazione della presente spoletta in quattro differenti fasi; e

- le figure 5 e 6 mostrano sezioni trasversali di una seconda forma di realizzazione della presente spoletta in due differenti fasi, corrispondenti alle fasi delle figure 2 e 4.

Con riferimento alle figure 1-4, la spoletta è indicata nel suo complesso con 1 e comprende un contenitore 2 presentante inferiormente un canale trasversale 3, alloggiente un gruppo detonatore 4, ed assialmente un canale assiale 5, perpendicolare e in collegamento con il canale trasversale 3.

Il gruppo detonatore 4 è formato da una slitta 6 portante una capsula 7 e presentante due fori 8, 9 trasversali. Tra la slitta 6 e un riscontro 10 solidale al contenitore 2 è interposta una molla elicoidale 11, compressa, che esercita una spinta sulla slitta 6 in direzione di fuoriuscita dal canale trasversale 3 (nelle figure, verso destra).

Il contenitore 2 presenta inoltre, superiormente, un prolungamento anulare 12 (formante una camera assiale 12a) e, perifericamente, un foro passante 13 che, nella posizione arretrata della slitta 6 (mostrata in fig. 1, corrispondente alla posizione disarmata della spoletta 1) è allineato al foro 9 ed alloggia una spina di sicurezza 14.

Il canale assiale 5 del contenitore 2 presenta superiormente una filettatura 15 che, nella posizione disarmata della spoletta (fig. 1) impegna una porzione filettata 16 formata superiormente all'esterno di una bussola 17 alloggiata all'interno del canale assiale 5. Inferiormente, la bussola 17 presenta una porzione allargata 18 separata dalla porzione filettata 16 da una porzione intermedia 19 a diametro ridotto. In tal modo, quando la porzione filettata 16 si è disimpegnata dalla filettatura 15, la bussola 17 può spostarsi rispetto al contenitore 2, ma non può fuoriuscire completamente dal canale assiale 5.

La bussola 17 presenta un foro assiale 20 presentante diametro minimo in corrispondenza dell'estremità superiore del foro 20 stesso, diametro medio nella maggior parte della sua lunghezza e diametro massimo all'estremità inferiore del foro 20 stesso (in corrispondenza della porzione allargata 18 della bussola 17), formando così due gradini 21, 22 di riscontro. Un supporto o portapercussore 23 è alloggiato all'interno del foro assiale 20 in modo da poter scorrere ma non ruotare rispetto alla bussola 17; tale bloccaggio alla rotazione può essere ottenuto ad esempio mediante sezioni prismatiche su una delle estremità del foro 20 e nella porzione ad essa affacciata del porta-percussore 23, oppure attraverso spine di trascinamento, in modo non illustrato.

Il porta-percussore 23 presenta forma sostanzialmente a bicchiere rovesciato comprendente un'estremità superiore 24 chiusa ed un foro cieco 25 aperto verso il gruppo detonatore 4. L'estremità superiore 24 del portapercussore 23 sporge all'esterno del foro assiale 20 anche nella posizione di sicurezza (disarmata) della spoletta 1 ed è fissata in 26, nell'esempio mostrato per ribordatura, ad un nastro 27 di tipo noto, per l'armamento della spoletta 1.

L'estremità inferiore 28 del porta-percussore 23 è allargata e presenta due o più camere radiali 29 alloggianti ciascuna una sfera 30; nel foro assiale 20 tra il gradino 21 e l'estremità allargata 28 del portapercussore 23 è alloggiata una molla di compressione 31 che definisce primi mezzi di spinta del porta-percussore 23 verso il gruppo detonatore 4 e la cui forza è tarata in modo da non superare la forza aerodinamica esercitata sul nastro 27 in fase di caduta della spoletta, come meglio spiegato in seguito.

All'interno del foro cieco 25 del porta-percussore 23 è alloggiato scorrevolmente un percussore 35 includente una punta 36, sporgente all'esterno del foro cieco 25; una porzione di bloccaggio 37, intermedia, ed uno stelo 38, a diametro ridotto. In dettaglio la porzione di bloccaggio 37 presenta diametro sostanzialmente -uguale a quello del foro cieco 25 ad eccezione di una scanalatura 39 anulare impegnata, prima dell'attivazione della spoletta 1, dalle sfere 30. In particolare, le dimensioni della scanalatura 39, delle sfere 30 e del foro 20 in corrispondenza della porzione allargata 18 della bussola sono studiate in modo che, nella posizione disarmata e nella posizione armata della spoletta (prima della sua attivazione) la parete interna della bussola 17 mantiene le sfere 30 contro la porzione di bloccaggio 37 del percussore, all'interno della scanalatura 39, bloccando in posizione il percussore 35 stesso.

Una molla di compressione 40 è disposta all'interno del foro cieco 25, intorno allo stelo 38, ed agisce tra il fondo del foro cieco 25 e la porzione di bloccaggio 37 in modo da formare secondi mezzi di spinta che agiscono sul percussore 35 per spingerlo verso il gruppo detonatore 4; tale spinta è normalmente disattivata per effetto del bloccaggio dovuto alle sfere 30, ad eccezione della condizione di autodistruzione, come sotto spiegato.

Infine, l'estremità superiore 24 del porta-percussore 23 presenta un foro radiale 41 alloggiente parte di una spina 42 con accoppiamento libero. La spina 42, sporgente all'interno della camera 12a e trattenuta in posizione dal prolungamento anulare 12, ha il compito di mantenere solidale il porta-percussore 23 alla bussola 17 durante la rotazione e lo svitamento di quest'ultima e viene espulsa automaticamente dopo che la bussola 17 si è svitata per un certo tratto, come sotto spiegato.

Il funzionamento della spoletta descritta è il seguente. Inizialmente, quando la spoletta 1 è disarmata (fig. 1), la slitta 6 è nella sua posizione arretrata, con il foro 9 allineato al foro 13 e la spina di sicurezza 14 inserita, e la punta 36 del percussore 35 è alloggiata all'interno del foro 8, bloccando in posizione la slitta 6 stessa. Inoltre, la porzione filettata 16 della bussola 17 è in impegno con la filettatura 15 del contenitore 2.

Dopo l'assiematura della spoletta 1 alla bombetta (non illustrata), l'estrazione della spina di sicurezza 14 e dopo lo sconfezionamento del proiettile in volo, in modo di per sé noto, inizia a svolgersi il nastro 27. In questa fase, per effetto della rotazione della bombetta sul proprio asse e/o per effetto del freno aerodinamico esercitato sul nastro 27, si stabilisce una rotazione relativa fra il contenitore 2 e il porta-percussore 23. Tale rotazione viene trasmessa alla bussola 17, provocando lo svitamento della sua porzione filettata 16 dalla filettatura 15 del contenitore 2 e il sollevamento dell'intero gruppo formato dalla bussola 17, portapercussore 23 e percussore 35. In questa prima fase, in certi tipi di bombetta in cui lo svolgimento del nastro 27 richiede un po' di tempo, può accadere che il freno aerodinamico esercitato dall'aria non abbia ancora un valore sufficiente a contrastare la spinta esercitata dalla molla di compressione 31 e quindi che il portapercussore 23 tenda a traslare verso il basso rispetto alla bussola 17. Tale traslazione è però impedita dalla spina 42, che è trattenuta nel foro radiale 41 dal prolungamento anulare del contenitore 2.

La spina 42 viene espulsa per forza centrifuga prima che la bussola 17 sia svitata completamente, non appena il foro radiale 41 ha superato il bordo superiore del contenitore 2; a questo punto, il freno aerodinamico ha comunque sicuramente raggiunto valore elevato, maggiore di quello della molla 31, e non vi è più rischio di malfunzionamento. Il gruppo percussore può quindi essere predisposto al funzionamento.

Il gruppo formato da bussola 17, porta-percussore 23 e percussore 35 si porta quindi nella posizione estratta, con la porzione allargata 18 della bussola 17 in battuta contro la filettatura 15. Di conseguenza, la slitta 6, non trattenuta più dall'impegno della punta 36 del percussore 35 nel foro 8, viene spinta dalla molla 11 nella posizione estratta, portando la capsula 7 al di sotto del percussore 35. La spoletta si trova quindi in posizione armata mostrata in fig. 2.

Nel caso di impatto violento (fig. 3), ovvero su bersagli consistenti, il porta-percussore 23, per inerzia, cade verso la slitta 6, trascinando con sé il percussore 35, la cui punta 36 penetra nella capsula 7, innescandola.

Viceversa, nel caso di impatto su terreno soffice o comunque tale per cui l'energia cinetica sviluppata non è sufficiente a spostare il porta-percussore 23 per inerzia, interviene il meccanismo di autodistruzione.

In dettaglio, al mancare della forza aerodinamica esercitata in caduta sul nastro 27, la molla 31, non più contrastata, spinge il porta-percussore 23 direzione assiale, provocando lo scorrimento verso il basso del porta-percussore 23 stesso. Quindi le sfere 30, non più trattenute dalla parete interna del foro 20, vengono spinte radialmente verso l'esterno dal percussore 35, a sua volta soggetto alla forza della molla 40. Il percussore 35, ormai libero, viene quindi spinto dalla molla 40 contro la capsula 7 {come mostrato in fig. 4), provocando l'esplosione della spoletta.

Nelle figure 5 e 6 è mostrata una variante della presente spoletta, rispettivamente in posizione di disarmo e in posizione di autodistruzione.

La spoletta delle fig. 5 e 6, indicata con 1', presenta sostanzialmente la struttura descritta sopra per la spoletta 1 delle figg. 1-4, ad eccezione della realizzazione dei primi mezzi di spinta. In dettaglio, nelle figg. 5 e 6, non è presente la molla 31, e l'azione di spinta verso il basso sul porta-percussore 23 viene ottenuta grazie ad una superficie conica 45 delimitante la parte inferiore del foro 20, in corrispondenza della porzione allargata 18 della bussola.

Nella spoletta 1', non essendo presente la molla 31, il foro 20 presenta un unico diametro, ad eccezione della parte inferiore, come detto, e quindi è assente anche il gradino 21.

Nella spoletta 1', l'azione di spinta verso il basso sul porta-percussore 23 viene ottenuta grazie al fatto che il percussore 35, per effetto della molla 40, esercita sulle sfere 30 una forza avente una componente trasversale, cioè perpendicolare alla direzione assiale del contenitore 2, che spinge le sfere 30 contro la superficie conica 45. La superficie conica 45 esercita quindi sulle sfere 30 una forza di reazione avente una componente assiale verso il basso, che viene trasmessa dalle sfere 30 alle sporgenze radiali 28 e quindi al porta-percussore 23, analogamente all'azione della molla 31 nella prima forma di realizzazione. Tale spinta verso il basso sul porta percussore 23 viene compensata ed annullata, durante la caduta, dal freno aerodinamico agente sul nastro 27 e, inizialmente, se necessario, dalla spina 42, come nell'esempio precedente. In caduta, dopo l'armamento, la spoletta 1' si porta quindi nella posizione mostrata in fig. 5.

In caso di impatto violento, il gruppo formato dal porta-percussore 23 e dal percussore 35 si sposta assialmente verso il basso, per effetto dell'energia cinetica presente, in modo del tutto uguale a quanto descritto sopra per la spoletta 1, provocando l'innesco della capsula 7.

Nel caso di impatto morbido o comunque non sufficiente a provocare l'innesco, la spinta generata dalla superficie conica 45 sul porta-percussore 23, non più contrastata dalla forza aerodinamica, provoca lo scorrimento del porta-percussore 23 stesso verso il basso. In tal modo, le camere radiali 29 fuoriescono dal foro assiale 20 e le sfere 30, a causa della spinta radiale esercitata dal percussore 35 per effetto della molla 40, disimpegnano la scanalatura 39 del percussore 35. Il percussore 35, ormai libero, viene spinto dalla molla 40 contro la capsula 7, provocandone l'innesco e quindi l'autodistruzione della spoletta.

Le spolette descritte presentano quindi un meccanismo di autodistruzione la cui attuazione è indipendente dal tempo di caduta ed è immediata dopo l'impatto, in caso di fallimento del sistema di innesco primario, senza utilizzare meccanismi di ritardo di durata prefissata e quindi senza il rischio che il meccanismo di autodistruzione intervenga in anticipo o con ritardo eccessivo.

Le soluzioni presentate sono insensibili all'invecchiamento e alle condizioni di immagazzinamento; inoltre esse sono semplici e di costo comparabile con le soluzioni note con il solo modo di impatto primario.

Risulta infine chiaro che alle spolette qui descritte ed illustrate possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione. In particolare, si sottolinea il fatto che, qualora la spoletta fosse applicata a bombette nelle quali, per loro conformazione o caratteristiche di caduta, il freno aerodinamico presenta valore elevato sin dall'inizio, la spina 42 potrebbe essere eliminata.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Spoletta (1, 1') per sub-munizione con dispositivo di percussione inerziale e di autodistruzione, comprendente un corpo tubolare di armamento (17); un supporto (23) alloggiato scorrevolmente in detto corpo tubolare di armamento (17); un elemento percussore (35) supportato scorrevolmente in detto supporto (23); un elemento detonatore (7) montato in posizione affacciata a detto elemento percussore (35), almeno in una posizione armata di detto elemento percussore; mezzi di generatori di forza verticale (27, 42) atti a generare, in caduta di detta spoletta, una forza verticale agente su detto supporto in direzione di allontanamento da detto elemento detonatore (7); caratterizzata dal fatto di comprendere primi mezzi di spinta (31; 45) agenti su detto supporto (23) ed atti a generare una prima spinta in direzione di detto elemento detonatore (7) di valore -non maggiore a detta forza verticale; secondi mezzi di spinta (40) agenti su detto elemento percussore (35) ed atti a generare su detto elemento percussore una seconda spinta in direzione di detto elemento detonatore (7); e mezzi di bloccaggio (30) agenti su detto elemento percussore (35) ed atti a bloccare detto elemento percussore in una posizione arretrata, detti primi mezzi di spinta (31; 45) definendo mezzi di disattivazione per detti mezzi di bloccaggio (30) attivi in una posizione di armamento di detta spoletta ed in assenza di detta forza verticale.
2. 2. Spoletta secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di bloccaggio comprendono almeno un corpo di bloccaggio (30) bloccato, in detta posizione di armamento, in una posizione di interferenza con detto elemento percussore (35).
3. 3. Spoletta secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che detto supporto (23) comprende almeno una camera radiale (29) alloggiante detto corpo di bloccaggio (30) e delimitata internamente da detto elemento percussore (35), detto supporto (23) essendo mobile rispetto a detto corpo tubolare (17) tra una prima posizione disattivata, corrispondente a dette posizioni disarmata ed armata di detta spoletta (1, 1'), in cui detta camera radiale (29) è delimitata esternamente da una porzione (18) di detto corpo tubolare ed una posizione attivata, in assenza di detta forza verticale, in cui detta camera radiale è aperta esternamente e consente lo spostamento radiale di detto corpo di bloccaggio (30).
4. 4. Spoletta secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzata dal fatto che detto corpo di bloccaggio comprende almeno una sfera (30).
5. 5. Spoletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4 , caratterizzata dal fatto che detto elemento percussore (35) presenta un elemento ad incavo (39) impegnante detto elemento di bloccaggio (30) in dette posizioni disarmata ed armata di detta spoletta (1, 1')·
6. 6. Spoletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti secondi mezzi di spinta comprendono un primo elemento elastico (40).
7. 7. Spoletta secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che detto supporto (23) presenta forma a bicchiere avente un foro cieco (25) aperto verso detto elemento detonatore (7) e alloggiente almeno una porzione (37, 38) di detto elemento percussore (35), detto detto primo elemento elastico (40) essendo interposto fra una superficie di fondo di detto foro cieco (25) ed una superficie di riscontro (37) di detto elemento percussore.
8. 8. Spoletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di spinta comprendono un secondo elemento elastico (31) interposto fra detto corpo tubolare (17) e detto supporto (23).
9. 9. Spoletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzata dal fatto che detti primi mezzi di spinta comprendono una superficie inclinata (45) formata internamente a detto corpo tubolare (17) ed agente su detto elemento di bloccaggio (30) in dette posizioni disarmata ed armata di detta spoletta (1')-
10. 10. Spoletta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detti mezzi generatori di forza verticale (27, 42) comprendono un elemento di freno aerodinamico (27).
11. 11. Spoletta secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi generatori di forza verticale (27, 42) comprendono inoltre un elemento di arresto (42) portato amovibilmente da detto supporto (23) e cooperante con detto corpo tubolare (17) in modo atto ad impedire uno scorrimento di detto supporto (23) rispetto a detto corpo tubolare (17) in una fase di armamento di detta spoletta (1, 1').
12. 12. Spoletta secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che detto elemento di arresto comprende una spina (42) alloggiata con possibilità di scorrimento in una cavità (41) di detto supporto (23) e sporgente da detta cavità, e dal fatto di comprendere un elemento contenitore (2) alloggiante detto corpo tubolare (17) e presentante una porzione (12) di trattenimento di detta spina in detta cavità (41) in detta fase di armamento di detta spoletta.
13. 13. Spoletta per sub-munizione con dispositivo di percussione inerziale e di autodistruzione, come descritta con riferimento ai disegni allegati.