NO141622B - Innretning for tilveiebringelse av en elektrisk tennstroem i tenneren til et prosjektil - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for tilveiebringelse av en elektrisk tennstrøm i tenneren til et prosjektil som skal avfyres fra et våpenløp, omfattende

minst en induksjonsspole som befinner seg i prosjektilet,

en magnet for tilveiebringelse av et magnetfelt,

en todelt magnetkrets, hvorav en del er anordnet i våpenløpet og den andre del i prosjektilet, for ved avfyring av prosjektilet å tilveiebringe en magnetfluksforandring ved åpning av magnetkretsen, hvorved

den i prosjektilet anordnede del av magnetkretsen har en spolebærer for induksjonsspolen.

Ved en kjent innretning av denne type (US-PS 1739921) er det ved løpets munning anordnet en elektromagnet, og prosjektiltenneren har en induksjonsspole som ved passering gjennom elektromagneten får en induksjonsstrøm som på den ene side anvendes til lading av en kondensator og på den annen side til inn-kobling av et mekanisk tidsrelé.

Ufordelaktig ved denne kjente innretning er at det på rørets munning i området for de varme gasser må anordnes en elektromagnet og at det med denne elektromagnet kun kan induseres et eneste strømstøt.

Videre er det kjent en innretning av denne type (US-PS 3417700) hvor det på prosjektillegemet er jevnt fordelt på om-kretsen et antall induksjonsspoler med permanentmagneter, idet spoleaksene er anordnet radialt med prosjektillegemet. Magnetfeltet som er fremkalt av permanentmagnetene er lukket så lenge prosjektilet befinner seg i våpenløpet, og det åpner seg så snart prosjektilet trer ut av våpenløpet, hvorved en spenning induseres i induksjonsspolen.

Denne kjente innretning har følgende ulemper:

En slik anordning av induksjonsspolene er ikke mulig ved små-kalibret ammunisjon.

Når det gjelder rotasjonsammunisjon tillater ikke den radiale akselerasjon noen slik anordning av induksjonsspolene.

Det kan kun fremkalle en eneste puls.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å unngå de foran nevnte ulemper og å tilveiebringe en innretning som det ved prosjektilets passering gjennom våpenløpet kan fremkalles størst mulig energi med og som egner seg for småkalibrede prosjektiler samt for rotasjonsammunisjon.

Innretningen i henhold til oppfinnelsen er karakterisert ved

at den i våpenløpet anordnede del av magnetkretsen omfatter et antall ferromagnetiske ringer,

at det mellom de ferromagnetiske ringer er anordnet paramagnetiske ringer,

at det i prosjektilet er anordnet en mykjernskive for lukking av magnetkretsen,

at aksen til induksjonsspolen faller sammen med prosjektilaksen, og

at de ferromagnetiske og paramagnetiske ringer' er festet ved enden av våpenløpet.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av kravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved hjelp av forskjellige utførelseseksempler som er fremstilt på tegningene, som viser: fig. 1 et lengdesnitt gjennom en elektronisk prosjektiltenner på den bakre ende av et prosjektillegeme med en generator,

fig. 2 et lengdesnitt gjennom den fremre ende av et våpenløp med en munningsbremse,

fig. 3 et lengdesnitt gjennom en elektronisk prosjektiltenner på den bakre ende av et prosjektillegeme med en generator ifølge et andre utførelseseksempel,

fig. 4 et tredje utførelseseksempel på en tennstrøms-generator i lengdesnitt,

fig. 5 et snitt langs linjen V - V på fig. 4,

fig. 6 en skjematisk fremstilling av koblingsanord-ningen mellom generator og kondensator,

fig. 7 et illustrerende riss av våpenløpets fremre ende,

fig. 8 et lengdesnitt gjennom en elektronisk tenner ved den bakre ende av et prosjektillegeme med en generator

ifølge et fjerde utførelseseksempel,

fig. 9 et diagram av magnetfluksen og den induserte spenning og

fig. 10 et lengdesnitt gjennom en elektronisk tenner ved den bakre ende av et prosjektillegeme med en generator ifølge et femte utførelseseksempel.

Det er kjent forskjellige generatorer for elektron-iske prosjektiltennere, hvor begge åkets deler er anordnet i prosjektilet. Når det.gjelder slike generatorer kan kun treghets-kreftene utnyttes til fremkalling av elektrisk energi.

For rotasjonsammunisjon kan f. eks. anvendes dreiege-neratorer, hvorhos dreieakselerasjonen eller en forandring i treghetsmomentet utnyttes til fremkalling av elektrisk energi. Det opptrer friksjonskrefter mellom rotor og stator, og det opp-står vanskeligheter under rotorens lagring.

Videre kan det for rotasjonsammunisjon anvendes f. eks. støtgeneratorer. Alt etter støtgeneratorens utforming er virk-ningsmåten forskjellig. Det er påkrevd med forskjellige sikker-hetsanordninger, f. eks. transportsikringer.

For vingestabiliserte prosjektiler kan det kun anvendes støtgeneratorer eller batterier.

Piezoelektriske generatorer kan brukes såvel for ro-tas jonsammunis jon som også for vingestabiliserte prosjektiler. Slike generatorer kan imidlertid kun fremkalle lite elektrisk energi pr. volumenhet.

Med generatoren ifølge oppfinnelsen skal det unngås noen av disse problemer hos de nevnte kjente generatorer.

I henhold til fig. 1 er det på den bakre ende av et prosjektillegeme som inneholder sprengladningen 11 festet et tennerhus 12. Dette tennerhus 12 består av en begerformet hylse 13 og en hekkskrue 14 som er skrudd inn i en indre gjengegang

15 i hylsen. Hylsen 13 er skrudd inn i en indre gjengegang 16 i prosjektillegemet 10. Mellom på den ene side prosjektillegemets 10 bakre endeflate og hylsen 13 og på den annen side hodet på hekkskruen 14 er det anordnet en del av et åk. Denne del av åket inneholder en permanentmagnetring 18 og en mykjernskive 19 samt en induksjonsspole 20. Induksjonsspolen 20 er omgitt med en isolatorring 21. Til slutt er det på prosjektillegemets ytre omkrets festet en føringsring 24. I hekkskruens 14 indre befinner det seg forskjellige av tennerens elementer, som ikke hører med til oppfinnelsens gjenstand og som er utformet på van-lig måte. Til disse elementer hører et ladningsmagasin 25 som lades opp ved hjelp av tennstrømsgeneratoren ifølge oppfinnelsen. Til dette ladningsmagasin er det koblet en tennkapsel 26 som

kan tennes med den ladning som er magasinert i ladningsmagasinet. Et elektronisk styreorgan 27 sørger for at tennkapselen 26 tennes i tide. Foran tennkapselen forefinnes en detonator eller et overføringsorgan 28, som overfører tenningen fra tennkapselen 26 til en forsterkerladning 29. Forsterkerladningen 29 er festet på hylsen 13 og rager inn i sprengladningen 11. Detonatoren 28 befinner seg i en rotor 30, som fra den viste armerte stilling kan dreies til en sikkerhetsstilling. Ved rotasjonen forflyttes rotoren 30 fra sikkerhetsstillingen til den armerte stilling.

Så lenge prosjektillegemet 10 befinner seg i patronhylsen 23 er magnetfeltet som er fremkalt ved hjelp av permanentmagneten 18 kortsluttet gjennom patronhylsen 23. For at prosjektilet skal kunne tennes pålitelig i målet, er det ytterligere anordnet en anslagsbryter 31.

I henhold til fig. 2 er det ved våpenløpets 32 fremre ende festet en munningsbremse 33. Fordi denne munningsbremse ikke hører med til oppfinnelsens gjenstand er dens oppbygging og virkemåte ikke beskrevet nærmere, men forutsatt kjent. På den indre vegg i den hylseformede munningsbremse er det anordnet det nevnte åks andre del. Denne del inneholder ringer 34 av et paramagnetisk materiale, nemlig titan. Mellom og foran disse titanringer 34 er det festet ringer 3 5 av ferromagnetisk materiale, nemlig stål. Den forreste ring 35 er skrudd inn i munningsbremsen 33. Disse ringers bredde er fortrinnsvis noe større enn bredden av åkets første del med mykjernskiven 19 (fig. 1).

Virkemåten av den på fig. 1 og 2 viste innretning er som følger: Når prosjektillegemet 10 under avfyring av prosjektilet trer ut av patronhylsen 23, er magnetfeltet som er fremkalt av permanentmagneten 18 og som i det vesentlige befinner seg i åkdelen, i mykjernskiven 19 og i halsen til patronylsen 23 fortsatt kortsluttet gjennom våpenløpet 32. Så snart prosjektillegemet 10 med den på sin bakre ende festede tenner går gjennom munningsbremsen 33, åpnes magnetfeltet ved hjelp av de paramagnetiske ringer 34 og kortsluttes igjen ved hjelp av de ferromagnetiske ringer 35. Denne åpning og kortslutning av magnetfeltet bevirker at det i induksjonsspolen 20 hver gang induseres en spenning. Ved hjelp av denne induserte spenning kan den til induksjonsspolen koblede kondensator 25 lades. Styreorganet 27 sørger for at kondensatoren 25 etter lading ikke kan utlades igjen gjennom induksjonsspolens vindinger, eksempelvis ved anvendelse av dioder. Fordi den induserte spennings retning forandrer seg ved prosjektilets bevegelse, er bruk av toveis-likerettere i styreorganet fordelaktig.

Tenneren som er vist på fig. 3 adskiller seg fra den på fig. 1 viste tenner vesentlig ved formen til åket, til mykjernskiven 19 og ved anvendelsen av en egnet kunstoffring 36.

Hensikten med denne forandrede form består frem for alt i å overføre de store krefter som gjennom drivgassene utøves på hekkskruen 14 på en slik måte til prosjektillegemet 10 at ikke tennstrømgeneratoren, spesielt induksjonsspolen 10, skades.

Tennstrømgeneratoren ifølge fig. 4 og 5 har et todelt sektorlignende åk 37 og 38 som er festet til en i det vesentlige rektangulær plate 39. Dette åk 37 og 38 er omgitt av en induk-sjorisspole 40 som på sin side er anordnet koaksialt med prosjektilaksen. Til en andre rektangulær plate 41 er det festet en permanentmagnet 42 hvis form tilsvarer åket 37, 38. Induksjonsspolen 40 er omgitt av en kunststoffmasse 43.

Denne tennstrømsgenerators virkemåte adskiller seg ikke fra den til de tennstrømsgeneratorer som er vist på fig.

1 og 3.

Den på fig. 7 viste munningsbremse har tre ferromagnetiske ringer 44, 45 og 46 som er forbundet med hverandre gjennom to paramagnetiske hylser 47 og 48. De tre ferromagnetiske ringer 44 - 4 6 er forbundet med hverandre gjennom et trearmet åk 49 av lett magnetiserbart materiale. Dette åk 49 er omgitt av to elektromagnetspoler 50 og 51 ved hjelp av hvilke de tre ferromagnetiske ringer 44 - 46 kan magnetiseres, således at f. eks. den midtereste ring 45 danner en nordpol og de ytre ringer 44 og 46 sydpoler. Som det vil fremgå av fig. 7, forefinnes i de paramagnetiske ringer 47, 48 boringer 52 hvorigjennom driv-gasser kan unnvike. Disse boringer 52 er rettet således at de på i og for seg kjent måte virker som munningsbremse.

Prosjektiltenneren ifølge fig. 8 adskiller seg fra den på fig. 3 viste prosjektiltenner kun ved at det ikke forefinnes noen permanentmagnetring 18. Denne permanentmagnetring 18 er overflødig når det ifølge fig. 7 forefinnes elektromagnetspoler 50 og 51 på munningsbremsen. Disse elektromagnetspoler 50 og 51 fremkaller et magnetfelt sammen med åket 49 og de tre ferromagnetiske ringer 44 - 46. Ved prosjektilets passering gjennom munningsbremsen, dvs. gjennom ringene 44 - 46, induserer dette magnetfelt i induksjonsspolen 20 (fig. 8) spenningspulser som bevirker ladingen av kondensatoren 25.

De beskrevne tennstrømsgeneratorer har følgende for-deler : Prosjektilet inneholder ikke noen bevegelige deler. Enten er det på åket 17 festet en permanentmagnet 18 (fig.l og 3) eller det forefinnes elektromagneter 50, 51 i munningsbremsen (fig. 7 og 8).

Det kan fremkalles flere støtpulser eller spenningspulser, fordi det i røret eller i munningsbremsen kan anordnes et antall ferromagnetiske og et tilsvarende antall paramagnetiske ringer. Derved kan den i kondensatoren 25 magasinerte ladning økes.

Disse tennstrømsgeneratorer er uavhengige av rotasjonen og av avfyringsakselerasjonen. Det trenges ikke noen treg-hetskrefter, men relativbevegelsen mellom våpenløp og prosjektillegeme utnyttes til fremkalling av ladningen.

Denne tennstrømsgenerator er anvendelig spesielt for små kalibre og egner seg også for raketter, hvorhos avfyrings-akseleras jonen og rotasjonen er relativt liten.

Tennstrømsgeneratoren krever ingen vesentlig forandring av våpenet, det er kun munningsbremsen som må utformes tilsvarende.

Magnetfloks og spenningsforløp fremgår av fig. 9.

Så snart åket 17 med induksjonsspolen 20 samt permanentmagneten 18 og mykjernskiven 19 befinner seg i området for en paramagnetisk titanring 34, er magnetfluksen gjennom induksjonsspolen 20 liten (punkt 1 på fig. 9). Så snart åket 17 med induksjonsspolen 20 samt permanentmagneten 18 og mykjernskiven 19 befinner seg i området for en ferromagnetisk stålring 35, er magnetfluksen gjennom induksjonsspolen 20 stor (punkt 4 på fig. 9).

Fordi den induserte spenning U. representerer magnetfluksens avledning, springer denne spenning lk i punkt 4 ved magnetfluksens reduksjon til en negativ verdi. Likeretterne ifølge fig. 6 sørger for at kondensatoren lades også ved den

fremkalte vekselspenning.

Prosjektiltenneren ifølge fig. 10 adskiller seg fra de hittil beskrevne prosjektiltennere i det vesentlige ved at generatoren har to induksjonsspoler 54 og 55.

Mellom disse to induksjonsspoler 54 og 55 er det anordnet en permanentmagnetring 56 som er magnetisert radielt. Denne permanentmagnetring 56 er anbragt på et åk 57 som dannes av en hylse 58 og to flenser 59 og 60.

Denne generators virkemåte er som følger:

Ved prosjektilets passering av våpenrøret 32 åpnes først magnetfeltet rundt den første induksjonsspole 54 ved hjelp av de paramagnetiske ringer 34 (fig. 2) og derpå åpnes magnetfeltet rundt den andre induksjonsspole 55 ved hjelp av de paramagnetiske ringer 34. Ved hjelp av de ferromagnetiske ringer 35 blir først magnetfeltet rundt den første induksjonsspole 54 igjen lukket, og derpå lukkes magnetfeltet rundt den andre in-duks jonsspole 55 ved hjelp av de ferromagnetiske ringer 35.

Hvis ett av disse to magnetfelter er åpent og det andre lukket, bevirker det lukkede magnetfelt at magnetfluksen $ ved det åpne magnetfelt synker til null.

Claims (5)

1. Innretning for tilveiebringelse av elektrisk.tenn-strøm i en tenner for rotasjonsprosjektiler som skal avfyres fra et våpenløp (32), omfattende

minst en induksjonsspole (20, 40, 54, 55) som befinner seg i prosjektilet, en magnet (18, 42, 56) for tilveiebringelse av et magnetfelt, en todelt magnetkrets, hvorav en del (34, 35, 44, 45, 46, 47, 48) er anordnet i våpenløpet (32) og den andre del (17, 18, 19, 38, 41, 59, 60) i prosjektilet, for ved avfyring av prosjektilet å tilveiebringe en magnetfluksforandring ved åpning av magnetkretsen, hvorved den i prosjektilet anordnede del (17, 18, 19, 38, 41, 59, 60) av magnetkretsen har en spolebærer (17, 38, 58, 60) for induksjonsspolen (20, 40, 54, 55),karakterisert vedat den i våpenløpet (32) anordnede del (34, 35, 44, 45, 46, 47, 48) av magnetkretsen omfatter et antall ferromagnetiske ringer (35, 44, 45, 46), at det mellom de ferromagnetiske ringer (35, 44, 45, 46) er anordnet paramagnetiske ringer (34, 47, 48), at det i prosjektilet er anordnet en mykjernskive (19, 58, 59, 60) for lukking av magnetkretsen, at aksen til induksjonsspolen (20, 40, 54, 55) faller sammen med prosjektilaksen, og at de ferromagnetiske og paramagnetiske ringer (34, 35, 44, 45, 46, 47, 48) er festet ved enden av våpenløpet (32).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at magneten for tilveiebringelse av magnetfeltet er dannet av en i prosjektilet mellom spolebærer (17) og mykjernskive (19) anordnet permanentmagnet (18).

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at magneten for tilveiebringelse av magnetfeltet er dannet av en på munningen til våpenløpet (32) anordnet elektromagnet, som har en spolebærer (49) med magnetspoler (51), og at det på spolebæreren (49) er festet ferromagnetiske ringer (44, 45, 46) som er forbundet med hverandre ved hjelp av paramagnetiske hylser (47, 48), hvorved ringene (44, 45, 46) og hylsene (47, 48) er anordnet koaksialt til løpets akse.

4. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at de nevnte ferro- og paramagnetiske ringer og hylser (34, 35, 44, 45, 46) er anordnet på en munningsbremse (33) på våpenløpet (32).

5. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at det for de i prosjektilet anordnede permanentmagneter (18) er benyttet en kobolt-samariumlegering.