NO318674B1 - Drivladningshandtering i hel- og halvautomatiske ladere for artillerikanoner - Google Patents

Description

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte og en innretning for stuing og håndtering av modulære drivladninger av modulær type i artillerikanoner med hel- eller halvautomatiske ladere.

Det er allerede mulig å bruke artillerilokaliseringsradar og andre overvåkings-systemer, til for eksempel raskt og med stor nøyaktighet å bestemme posisjonen av en artillerikanon som har åpnet ild. Det er altså god anledning for en fiende å åpne effektiv motbatteriild. Artilleriet har derfor mer eller mindre blitt tvunget til å fravike tidligere tilnærmet stasjonær taktikk og mer måttet gå over til betydelig mer mobile strategier, innbefattet hurtig engasjement i form av korte intensive avskytninger etterfulgt av umid-delbar forflytting til et forhåndsbestemt forflyttingssted ved en tilstrekkelig stor avstand fra den første posisjon. Slik ny taktikk har ført til et øket behov for at hver kanon må kunne forflyttes ved egen maskin og i det minste kunne føre et primærbehov av ammunisjon.

Man må også anta at kommende generasjoner av artilleri vil drive drivladninger av modulær type, det vil si drivladninger som består av flere modulære ladninger med forskjellig størrelse så som lengden og til en viss utstrekning diameteren og med forskjellig ladningskraft med primært en rigid brennbar ytre omslutning som er kombinerbar på forskjellige måter for å gi de ønskede våpenmunningshastigheter. For tiden er dette system av modulære ladninger kalt M(A)CS, det vil si et modulært (artilleri-)lad-ningssystem. Siden videre den neste generasjon artillerikanoner er forventet å være utrustet med armert beskyttelse mot slagmarkfragmenter til faktisk større utstrekning enn det som er normalt i dag vil den neste generasjons ladesystemer måtte kunne arbeide meget raskt og være i stand til å håndtere eller stue store mengder drivladninger og likeledes håndtere de forskjellige typer modulære ladninger i systemet M(A)CS. Drivlad-ningene må også kunne være stubare i minst mulig rom. I tillegg skal ladesystemene være robuste og pålitelige over lang tid, og drivladningsmagasinet skal kunne fylles meget raskt, fortrinnsvis fra et kjøretøy som er utrustet med en automatisk påfyllings-enhet.

Det foreligger en beskrivelse av grunnprinsippene for et slikt drivladningshånd-teringssystem som nettopp møter de krav som er satt opp ovenfor, og denne beskrivelse kan finnes i patentskriftet SE 9604422-7.

Dette system bygger på bruken av et meget kompakt stuerom hvor de modulære ladninger stues lineært i et større antall magasinrør som er anordnet parallelle og hvert inneholder modulære ladninger av fortrinnsvis en og samme type. Hvert magasinrør er avsluttet i et felles vertikalt endeplan og med hver munning åpen for å kunne hente ut det ønskede antall ladninger fra bestemte av magasinrørene. Innsiden av hvert magasinrør er utrustet med en styrbar mate- eller uttaksmekanisme som sikrer at det antall drivlad ninger som tas ut alltid er det riktige. En dedikert manipulator henter ut det riktige antall ladninger fra uttaksmunningen på det ønskede magasinrør.

Denne manipulator kan beskrives som en industrirobot med begrenset operativ bevegelse og anordnet for levering av et uttaksrør mellom uttaksmunningen på magasin-røret, og uttaksrøret bringes derfor i flukt med munningen før det riktige antall ladninger overføres. Røret kan altså ta ladninger ut fra forskjellige magasinrør i rekkefølge og deretter bygge opp en komplett drivladning med riktig ladningskraft før det manøvreres til en ytre endeposisjon i flukt med den ladependel som brukes til å lade den aktuelle artillerikanon og til hvilken den komplette ladning overføres, for eksempel ved hjelp av en ejektor som er bygget inn i uttaksrøret. Ejektoren kan også brukes til å bestemme hvor mange modulære ladninger som skal hentes ut fra et bestemt magasinrør. Manipulatorens bevegelsesmønster involverer fortrinnsvis en parallellforskyvning av uttaksrøret mellom forskjellige posisjoner i to innbyrdes perpendikulære plan slik at uttaksrøret alltid vil bære i flukt med lengdeaksen av det magasinrør hvis uttaksmunning dokkes.

I patentskriftet nevnt ovenfor beskrives tre forskjellige måter og innretninger for manøvrering av uttaksrøret i manipulatoren, mellom munningene av de forskjellige magasinrør. Alle tilfredsstiller de betingelser som er satt opp ovenfor for manøvrering av uttaksrøret, og som en konsekvens kan alle tre brukes sammen med den foreliggende oppfinnelse. Den beste utførelse av manipulatoren er imidlertid fortrinnsvis den hvor enden av uttaksrøret motsatt dens uttaks/inntaksmunning er montert i en av to styreskinner som er anordnet i en innbyrdes vinkel, og hvor den ene bestemmer den vertikale bevegelse av uttaksrøret, mens den andre bestemmer dettes sideveis bevegelse. Skinnene har sin respektive forflyttbare vogn som kan bevege seg i innbyrdes parallelle plan, idet hvert av disse plan er normalt på uttaksrøret.

Oppfinnelsen gjelder altså ikke grunnprinsippene for en slik lader eller et slikt ladesystem, men den praktiske utførelse av de komponenter som inkorporeres, primært magasinrørene og manipulatoren og de deler som er inkorporert i disse, og hvordan de arbeider i samvirke med hverandre. Det er essensielt at dette er anordnet på slik måte at det korrekte antall modulære ladninger alltid overføres fra magasinrørene til manipulatorens uttaksrør og at funksjoneringen av manipulatoren ikke forstyrres av de modulære ladninger som, for å si det sånn, bare går halvveis mellom det relevante magasinrør og ut-taksrøret. Man må huske på at dette er et ultrahurtig ladesystem hvor de modulære ladninger forflyttes mellom det relevante magasinrør og manipulatorens uttaksrør ved en hastighet på flere meter per sekund, og mer eller mindre umiddelbart etter plasseringen i uttaksrøret skal være klare for overføring til ladependelen for etterfølgende innstøting i kanonen. Dette siste arbeidstrinn betyr at ladningene allerede fra starten av må være pakket tett inn mot hverandre, butt i butt i uttaksrøret og slik at de kan overføres uten forsinkelse til ladependelen, idet denne deretter kan støte dem som en enkelt amrnunisjonsenhet inn i kanonen.

For oppsummering kan oppfinnelsen avgrenses til en detaljert utforming av en innretning for artillerikanoner og beregnet for bruk med hel- eller halvautomatiske ladere for stuing eller pakking, håndtering og, før ladingen av det aktuelle våpen, reparering av drivladninger bestående av flere kombinerbare modulære ladninger av typen M(A)CS og som kan ha forskjellig drivkraft i avhengighet av lengde, diameter og/eller siden de inneholder forskjellige typer drivmiddel, men som alle ihendehar en stiv, forbrennbar ytre omslutning som inneholder de nødvendige antennelses bestanddeler, og hvor modulære ladninger er fritt kombinerbare for å muliggjøre valg av riktig munningshastighet for å tilveiebringe ønsket rekkevidde og bane for prosjektilet. Innretningen i den foreliggende oppfinnelse forhåndsantar også videre at pakkerommet for de modulære ladninger skal omfatte flere innbyrdes parallelle magasinrør som er anordnet på oversiden og ved siden av hverandre, idet hvert rør er innrettet for å kunne oppta et antall modulære ladninger anordnet lineært ende mot ende, og hvor hvert slikt magasinrør er avsluttet i et felles vertikalt endeplan med hver uttaksmunning tilgjengelig for et uttaksrør som kan manøvreres i trinn mellom de enkelte munninger, ved hjelp av en manipulator. Uttaksrøret kan derved rettes inn i forhold til hvert relevant magasinrør. Manipulatoren har i det minste én ytre stopposisjon for uttaksrøret og hvor dette er ved siden av magasinrørene og samtidig umiddelbart bak og i flukt med ladependelen som brukes for å støte inn ammunisjonen i det aktuelle våpen, til hvilken ladependel de modulære ladninger i uttaksrøret skal føres tilbake umiddelbart. Hvert av magasinrørene er også utrustet med en intern utmatingsfunksjon for å føre ut det valgte antall modulære ladninger i hvert enkelt tilfelle.

Videre omfatter manipulatoruttaksrøret ifølge oppfinnelsen en innebygget uttaksinnretning som kan dokkes med uttaksinnretningen tilhørende hvert magasinrør på slik måte at uttaksrørets uttaksinnretning vil reverseres ved samme takt som magasin-rørets uttaksinnretning for å tillate overføring av de modulære ladninger til uttaksrøret. På denne måte holdes de modulære ladninger sammenpakket ende mot ende under overføringen fra det relevante magasinrør og til uttaksrøret.

Uttaksrøret er også konstruert på slik måte at det før hver overføring av en eller flere modulære ladninger går i retur en kort avstand fra magasinrøret som det like før var i inngrep med, slik at røret beveger seg uavhengig og kommer i flukt med det neste magasinrør som en eller flere modulære ladninger skal tas ut fra, for så å bevege seg fremover for dokking med dette magasinrør.

Uttaksrøret og magasinrørene er også utrustet med holdere for å holde den ytterste modulære ladning i sitt respektive rør slik at ladningen hindres i å falle ut. Oppfinnelsen omfatter også to varianter av hvordan man kan oppnå parallell kontroll med det valgte magasinrør og uttaksrørets uttaksinnretning, idet denne kontroll kan muliggjøres ved hjelp av mellomkoplingselementer (utvekslingsenheter) eller parallell styrte elektriske motorer.

En måte å drive samtlige uttaksinnretninger for magasinrørene fra en og samme elektriske motor er også beskrevet, hvor den mekaniske drift fritt kan velges bare for det relevante magasinrørs uttaksfunksjon. Denne løsning baseres på prinsippet at den elektriske motor driver inngangsakslinger for samtlige uttaksinnretninger tilhørende magasin-rørene, med en kombinert elektrisk kopling/brems (clutch) anordnet mellom disse akslinger og uttaksinnretningene, hvorved koplingsfiinksjonen aktiveres for akselen for uttaksinnretningen for magasinrøret som velges for uttak, mens bremsefunksjonen samtidig aktiveres for de øvrige akslinger.

Den foreliggende oppfinnelse er nærmere avgrenset og bestemt i de patentkrav som er satt opp etter den beskrivelse som følger nedenfor, idet beskrivelsen støtter seg til tegningene, hvor

fig. 1 i perspektiv viser hoveddelene i et ammunisjonshåndteringssystem, fig. 2 viser et tverrsnitt i større målestokk gjennom uttaksmunningene i hovedmagasinets magasinrør, fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom manipulatorens uttaksrør, fig. 4 viser i perspektiv og større målestokk et magasinrørs uttaksmunning, fig. 5 og 6 viser deler av en variant av en fremgangsmåte for parallelldrift for magasinrørenes og uttaksrørenes uttaksinnretning, og fig. 7 viser et system for å drive samtlige magasinrørs uttaksinnretninger med en og samme elektriske motor.

Hovedmagasinet 1 vist på fig. 1 omfatter fjorten horisontalt festede magasinrør 2-15 for drivladninger 16 av modulær type. Samtlige magasinrør har kjededrevne uttaksinnretninger som er konstruert på samme måte som den komplette uttaksinnretning i det viste uttaksrør 17 i en manipulator som brukes for å hente ut de modulære ladninger fra et eller flere av magasinrørene 2-15 og legge ladningene inn i den viste ladependel 19 som brukes for å lade det aktuelle våpen (kanonen). Våpenet er ikke vist på tegningene. Manipulatoren 18 omfatter også en brakett 43 og et styresystem som omfatter en diagonal styreskinne 20 med en tilhørende vogn 21 som i den viste situasjon på fig. 1 kan bevege seg horisontalt og som på sin side fører en vertikal styreskinne 22 på hvilken det kan beveges en elevator 23 i form av en vogn som i den viste situasjon altså kan bevege seg vertikalt.

Fig. 3 viser uttaksrøret 17 montert på elevatoren 23. Ved styrt forskyvning av vognen 21 og elevatoren 23 i forhold til skinnene 20 henholdsvis 22 kan uttaksrøret 17 bringes til en posisjon som gir direkte flukting med et hvilket som helst av magasinrørene 2-15 så vel som med ladependelens 19 inngangsmunning.

Uttaksrøret 17 er montert på en tapp 24 slik at røret kan beveges noe langsetter, styrt av en drivenhet 25. Dette er for å tillate at røret 17 kan reverseres etter dokking med et magasinrør (på fig. 1 er dette magasinrøret 7) eller ladependelen 19, eller for å drives forover for å dokke med det neste magasinrør eller ladependelen. Som vist på fig. 1 og/eller 4 er det anordnet styretunger 26 rundt utmatingsmunningen på hvert magasinrør for å sikre at uttaksrøret 17 kommer i nøyaktig flukting med det valgte magasinrør.

Hvert magasinrør 2-15 og uttaksrøret 17 er også utrustet med en aktiverbar holder 27b henholdsvis 27a (vist på fig. 1, 2 henholdsvis 1, 3), og hvis oppgave er å holde den ytterste modulære ladning på plass under håndteringsfaser når denne ladning ikke holdes på annen måte. Dette gjelder holderen 27a på uttaksrøret 17 under samtlige overføringsfaser for dette rør, det vil si mens det vender retning fra en bevegelse fra magasinrøret som det har tatt en eller flere ladninger fra og under diagonal og/eller vertikal bevegelse til sin sluttstilling i flukt med ladependelen, så vel som under foroverrettet bevegelse til denne pendel eller et annet magasinrør.

På den annen side behøver holderen 27b for hvert av magasinrørene 2-15 bare være i inngrep med den relevante modulære ladning under den betydelig kortere tid under separeringen av uttaksrøret fra det aktuelle magasinrør. Utmatings- eller uttaksmunningen på hvert magasinrør 2-15 er nemlig utrustet med en fjærbelastet uavhengig holder 40 hvis oppgave er å holde på plass den ytterste modulære ladning når uttaksrøret 17 ikke er dokket med magasinrørene.

Som vist på fig. 2 er holderne 27b for magasinrørene 2-15 montert på to roterbare aksler 41 og 42, og begge disse er anordnet mellom to rekker magasinrør 2-15. Ved rotasjon av en av akslene vil samtlige holdere i en av rekkene aktiveres. Rotasjonsretningen er bestemmende for hvilken rekke av holdere som aktiveres.

Det er videre som nevnt anordnet en uttaksinnretning anordnet i uttaksrøret 17 så vel som i hvert av magasinrørene 2-15, og disse innretninger omfatter et mate- eller uttakshode 31 festet til og drevet av en kjede 30 som løper rundt to kjedehjul 28 og 29. Kjeden drives av en elektrisk motor 32 med et reduksjonsgir med tannhjul av konisk type.

Kjedene styres på slik måte at når magasinrørets uttaksinnretning fører ut et bestemt antall ladninger 16 til uttaksrøret 17 som magasinrøret er dokket mot reverserer uttaksrørets uttaksinnretning ved samme takt for å muliggjøre at de modulære ladninger blir ført inn i uttaksrøret, det vil si at kjedene 30 drives i samme retning.

Når ladningene deretter overføres til pendelen 19 skjer dette ved å kjøre kjeden for uttaksrøret 17 i motsatt retning.

Parallellstyringen av kjedene 30 nevnt ovenfor under dokkingen kan for eksempel løses på den måte som er vist på fig. 5 og 6 hvor kjedehjulene 28 og 29 er koplet til sitt respektive reduksjonsgir 33 og 34, og disse gir er sammenkoplet via en kopling 35 som er i inngrep når uttaksrøret 17 dokker med et magasinrør.

Samtlige drivkjeder 30 kan drives av en og samme elektriske motor 32, nemlig den som er inkorporert i manipulatoren 18. Manipulatoren og samtlige magasinrør kan naturligvis ha sine separate elektriske motorer som styres elektronisk i parallell.

En annen versjon er illustrert på fig. 7, idet denne figur viser den motsatte ende av magasinrørene, sammenliknet med fig. 1. I denne versjon har uttaksrøret 17 sin separate elektriske motor, mens samtlige magasinrør 2-15 har en felles elektrisk motor 36 som driver drivkjeden 30 for hvert magasinrør via flere elektronisk styrte enheter av typen kopling/brems 37. Motoren 36 er koplet via kjeder 38 til enhetenes 37 aksling, mens en elektronisk styreinnretning sørger for at disse enheter 37 bremses med unntak av den ene enhet i magasinrøret som ladninger skal tas ut fra.

Som vist på fig. 7 er det også et reduksjonsgir 39 med koniske tannhjul mellom enhetens 37 utgangsaksling og kjedehjulet 29.

Claims (9)

1. Innretning for en lader for artillerikanoner for å håndtere drivladninger med brennbare ytre omslutninger av fortrinnsvis modulær ladningstype og kombinerbare til større enheter i et hovedmagasin (1) som omfatter flere innbyrdes parallelle magasinrør (2-15) for de modulære ladninger (16), idet magasinrørene er avsluttet med sin respektive uttaksmunning i et felles vertikalt plan, og et uttaksrør (17) med en tilsvarende innmatings/uttaksmunning som kan dokkes med et vilkårlig fritt valgbart magasinrørs (2-15) uttaksmunning, idet uttaksrøret (17) brukes for å overføre et valgt antall slike modulære ladninger (16) fra et av magasinrørene (2-15) til en ladependel (19) for å lade kanonen,karakterisert vedat magasinrørene (2-15) og uttaksrøret (17) hvert er utrustet med et internt anordnet uttakshode (31) med styrbar drift i en vilkårlig fritt valgbar lengderetning og hvis uttaksmekanismer (28-32) kan sammenkoples ved hjelp av innretninger (33-35) som, under aktivering, driver uttakshodet (31) i magasinrøret (2-15) som uttaksrørets (17) innmatings/uttaksmunning er dokket med, i parallell med uttaksrørets (17) uttakshode (31), i samme retning og ved samme hastighet.

2. Innretning ifølge krav 1,karakterisert vedat uttaksrørets (17) og magasin-rørenes (2-15) uttakshode (31) er kjededrevet med kjeder (30) anordnet langsgående for hvert rør og utenfor plassen for opptak av modulære ladninger, mens uttakshodene (31) er anordnet innenfor plassen for ladninger som er koplet i en lukket sløyfe til kjedene som løper rundt kjedehjul (28,29) på slik måte at det aktuelle uttakshode (31) inne i røret for modulære ladninger er koplet til sin kjede via en langsgående spalteåpning i rørets vegg, under hvilken åpning det er anordnet en kanal for kjedehjulene og kjeden.

3. Innretning ifølge krav 2,karakterisert vedat samtlige magasinrør (2-15) i hovedmagasinet inkorporerer en drivinnretning (34) nær uttaksmunningen koplet til dens kjede, hvilken innretning (34) har en kopling (35) som kan mellomkoples med den ekvivalente drivinnretning (33) på uttaksrøret (17) når innmatings/uttaksmunningen på denne er dokket med uttaksmunningen på det aktuelle magasinrør, og at uttaksrørets (17) kjede (30) er koplet til en elektrisk motor (32) via et av kjedehjulene.

4. Innretning ifølge krav 2,karakterisert vedat uttaksrørets (17) kjede (30) er koplet til en første elektrisk motor (32) mens en andre elektrisk motor (36) er anordnet for inngrep for å drive kjeden for magasinrøret som uttaksrøret er dokket med, og at begge disse elektriske motorer er sammenkoplet via en styrefunksjon som tillater like stor bevegelse av uttakshodene i uttaksrøret henholdsvis det aktuelle magasinrør.

5. Innretning ifølge krav 4,karakterisert vedat hver av kjedene i de enkelte magasinrør er utrustet med en drivfunksjon som på sin side drives av en kombinert enhet (37) for kopling/bremsing og som kjedene er sammenkoplet til en elektrisk drivmotor (36) med, hvorved de enkelte funksjoner for de forskjellige enheter (37) kan føres i inngrep i avhengighet av hvilket av magasinrørene uttaksrøret (17) er dokket med.

6. Innretning ifølge ett av kravene 1-5,karakterisert vedat uttaksrøret er aksialt forskyvbart i lengderetningen fra en første reversert transportposisjon som gir en viss avstand mellom uttaksrørets (17) innmatings/uttaksmunning og endeplanet for magasin-rørene, og en andre foroverposisjon hvor denne munning er rett overfor uttaksmunningen på det magasinrør (2-15) som røret i øyeblikket er dokket med.

7. Innretning ifølge krav 6,karakterisert vedat hvert av magasinrørene (2-15) og uttaksrøret (17) er utrustet med en aktiverbar holder (27) som holder den modulære ladning som ligger nærmest uttaksmunningen på hvert rør, i røret.

8. Innretning ifølge krav 7-6,karakterisert vedat hvert magasinrørs (2-15) uttaksmunning også inkorporerer en fjærbelastet uavhengig holder (40) hvis oppgave når den er aktivert er å holde den ytterste modulære ladning (16) i hvert magasinrør som ut-taksrøret (17) ikke er dokket med.

9. Innretning ifølge krav 7 eller 8,karakterisert vedat magasinrørene (2-15) og uttaksrøret (17) hvert er utformet for å inkorporere en innretning som, når den er aktivert, pakker de modulære ladninger i hvert rør mot en endeholder som i hvert magasinrør består av den uavhengige holder (40), fjærbelastet i sin holdeposisjon, og i uttaksrøret omfatter den aktiverte holder (27a).