NO320026B1 - Drivburprosjektil med fragmenteringspenetrator - Google Patents

Description

Oppfinnelsens tekniske område

Denne oppfinnelse gjelder ammunisjon, nærmere bestemt et drivburprosjektil som i sitt indre har en fragmenteringspenetrator. Denne omfatter på sin side en utvendig penetratorhylse og en innvendig penetratorkjerne i et rør som dannes av hylsen.

Oppfinnelsens bakgrunn

Fragmenteringspenetratorer brukes som øvelsesammunisjon og er utformet slik at de kan vise treffnøyaktighet, men uten å ødelegge et målområde i vesentlig grad. Særlig tar man sikte på å redusere anslagstøtet og rikosjettingsvirkninger. Prosjektiler av denne type har gjerne underkaliber og er innsatt i et drivbur, og de er egnet til øvelsesammunisjon siden de kan brukes i våpen med større kaliber, slik at slike våpen ikke behøver modifiseres for øvelsesformål, det vil si at man ikke behøver installere spesial-innsatser i løpet. Det er åpenbart at drivburprosjektiler med fragmenteringspenetratorer med underkaliber vil være velegnet for denne type øvelser.

Prosjektiler av denne type er forøvrig kjent fra patentlitteraturen, nemlig EP-0-989 381-A2 og har vist seg hensiktsmessige i praksis. Ulempen er imidlertid at de er relativt kostbare å fremstille.

Et prosjektil i form av en fullkalibers fragmenteringspenetrator er videre kjent fra US 4 108 074-A. Denne penetrator har en penetratorhylse av stål og en kjerne av plastmateriale. Hylsen er koppformet og omslutter den bakre del av kjernen, mens den fremre del strekker seg frem og ut av hylsen, idet denne har spor rundt omkretsen for å danne svekkingsområder. Oppbrytingen av penetratorhylsen til flere elementer skal finne sted ved anslaget mot et mål. Som nevnt ovenfor har dette prosjektil full kaliber og altså intet drivbur for å fylle ut mot våpenløpet. En for tidlig oppbryting av penetratorhylsen til sine enkelte elementer kan derfor bare hindres av selve penetratorkjernen, siden det ikke er noe omsluttende drivbur som hindrer slik uttilsiktet oppdeling før tiden, for eksempel under innladningen i våpenløpet som prosjektilet skal skytes ut fra, så vel som under utskytningen. For å hindre for tidlig oppdeling er derfor svekkingsområdene nokså forsiktig avsatt i materialet, hvorved de får minimal oppdelingsvirkning. Følgen er at den ønskede fragmentering ved anslaget heller ikke alltid finner sted, og man har funnet at denne type fragmenteringspenetrator i et underkaliberprosjektil ikke alltid gir ønskede resultater, nemlig sikret oppdeling ved enhver anslagsvinkel.

Målet med og kort gjennomgåelse av oppfinnelsen

Går man ut fra det først nevnte patentskrift er det således et mål med oppfinnelsen å komme frem til et forbedret drivburprosjektil med en fragmenteringspenetrator med underkaliber, men som er enklere å fremstille enn prosjektilene av kjent type og som likevel har minst de samme fordeler under bruken.

I samsvar med oppfinnelsen nås dette mål med et prosjektil av den type som er angitt i patentkrav 1, og videreutviklinger av samme er nærmere angitt i underkravene. Et slikt prosjektil med en fragmenteringspenetrator med underkalibermål er søkt å være så optimalt som mulig under produksjonen så vel som ved bruken. Ved anslaget mot et mål vil prosjektilets drivbur brytes opp i flere elementer på de aktuelle svekkingsområder, slik at man reduserer uønskede rikosjettingsvirkninger. Dette skyldes nemlig at de enkelte masser av de oppdelte elementer blir redusert vesentlig i forhold til prosjektilets totale masse, og luftmotstanden mot den økes.

Fortrinnsvis er elementenes masse tilnærmet den samme for alle sammen, og derved reduseres den totale rikosjettingsvirkning betydelig.

Penetratorkjernen er utformet slik at den på sikker måte holder drivbur-elementene sammen, i det tilfelle hvor et slikt drivbur er sammensatt av flere elementer, når prosjektilet føres inn i våpenløpet, skytes ut og under bevegelsen i sin ballistiske bane. Likevel vil ikke dette hindre at oppdeling på riktig måte finner sted ved anslaget mot et mål. Oppdelingen der sikres nemlig av svekkingsområdene mellom de enkelte elementer, og disse områder strekker seg i alt vesentlig rundt hele omkretsen. Det er imidlertid ikke nødvendigvis anordnet i normalplan i forhold til prosjektilets lengdeakse.

Penetratorkjernen alene kan sikre fragmenteringen av drivburet til dettes enkelte elementer under bevegelsen i banen, men for å unngå de påkjenninger som vil forekom-me under innlastingen i våpenet og ved utskytingen omfatter drivburet også hjelpemidler for å hindre fragmenteringen av penetratorhylsen.

Som allerede nevnt kan penetratorhylsen være utført av ett eller flere hylse-elementer, for eksempel i form av en fremre hylsedel og en bakre hylsedel. Når altså hylsen har flere deler er disse fortrinnsvis forbundet direkte med hverandre, for eksempel ved hjelp av et gjengeparti, ved liming, lodding eller på annen kjent måte. Delene er også indirekte koplet sammen over penetratorkjernen, og før fraskillelsen fra drivburet etter å ha forlatt våpenløpet, av dette drivbur.

Forhåndsavsatte drivbursvekkingsområder som danner bruddsoner er for eksempel utformet ved å redusere veggtykkelsen på bestemte steder og/eller endre veggtykkelsen brått. Alternativt kan områdene være av et annet materiale enn resten av penetratorkjernen.

Penetratorhylsen behøver ikke være det eneste element som har svekkingsområder, men også kjernen kan ha slike i tilknytning til hylsens områder.

Videre kan penetratorkjernen ha en spissbruddsone i området ved spissens akterende.

De forskjellige drivburelementer kan være utført av samme eller forskjellig materiale.

Penetratorkjernen er fortrinnsvis av et materiale som kan motstå varme meget godt, og materialet kan være plastisk. Generelt vil et slikt plastisk materiale fylles med egnede partikler, ved hjelp av hvilke det blant annet er mulig å påvirke skjørheten under bruken. I et hvert tilfelle lages penetratorkjernen av et materiale som kan flyte under produksjonen, og i dette kan det være et fluid eller et pastaliknende materiale som formes med trykk eller ved hjelp av forskjellige injeksjonsstøpeprosesser. Man kan også bruke et pulverformet utgangsmateriale som senere kombineres ved å påføre trykk og/eller varme slik at det dannes et kompakt legeme.

Oppdelingsprosessen påvirkes av flere parametere, særlig ved konfigurasjonen av de forhåndsbestemte svekkingsområder og kjernebruddsonen, dessuten av den absolutte og relative diameter av drivburet og kjernen og ved valget av et passende plastmateriale for kjernen.

Oppfinnelsen skal nå gjennomgås mer grundig, idet det er et typisk eksempel som trekkes frem, og i tillegg finner beskrivelsen støtte i tegningene, hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom prosjektilet, i midtplanet hvor lengdeaksen går, og med en fragmenteringspenetrator ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser samme forfra, fig. 3 viser penetratoren i prosjektilet på fig. 1 og 2, også i lengdesnitt, fig.4 viser en nærmere detalj i større målestokk, fra fig. 3, fig. 5 viser penetratorhylsen i en andre penetrator i lengdesnitt, fig. 6A viser fragmenteringspenetratoren i sin bane, og fig. 6B viser samme etter anslag mot et mål.

Detaljbeskrivelse av den foretrukne utførelse

Fig. 1 og 2 viser således et drivburprosjektil 10, hovedsakelig bestående av et drivbur 12 som omslutter en underkaliberpenetrator 14 for fragmentering og med et bakre kammer 18 tildekket av et deksel 16 i form av en mindre plate. Kammeret 18 brukes for eksempel til å omslutte en lyssporinnsats. Verken anordningen av kammeret 18 eller en slik innsats er nødvendig for bestanddeler av oppfinnelsen.

Drivburet 12 kan for eksempel utformes slik det er vanlig, så som beskrevet i EP-0 989 281-A, dvs. bare med en utvendig omslutning, men uten en separat bunndel. På innsiden har drivburet 12 ringformede fremspring 12.1 mellom hvilke det er anordnet forankringsriller, og fremspringene 12.1 er ført inn i tilsvarende ringformede riller 14.1 på omkretsen av penetratoren 14. Drivburet er delt opp i flere segmenter 12.2. som er hengt sammen i hverandre over svekkingsområder 12.3.

På fig. 3 vises hvordan penetratoren 14 omfatter en penetratorhylse 20 som i det viste tilfelle er bygget opp med en fremre hylsedel 22 og en bakre hylsedel 24, utenpå en penetratorkjeme 26.

Den fremre hylsedel 22 har hovedsakelig avkortet kjegleform og danner derved foran et konisk parti 22.1 som baktil går over i et sylindrisk parti 22.2, mens den bakre hylsedel 24 hovedsakelig er sylindrisk over det hele. Ytterdiameteren av den fremre hylsedels 22 sylindriske parti 22.2 og den bakre hylsedel 24 er den samme. Den frem hylsdel 22 har bakerst innvendige gjenger, mens den bakre hylsedel 24 har utvendige gjenger foran, og disse gjenger danner sammen en gjengeforbindelse 23 som hylsedelene 22 og 24 er skrudd sammen over.

De allerede nevnte ytre riller 14.1 er anordnet på både den bakre og den fremre hylsedel og er beregnet til å fylles ut med materialet i drivburet 12 på en slik måte at disse deler 22 og 24 indirekte sammenkoples via drivburet både før og under utskytingen av prosjektilet.

Hylsedelene 22 og 24 kan også være forskjellig utformet og sammenkoplet med hverandre på annen måte enn det som er beskrevet ovenfor. Den bakre hylsedel kan for eksempel ha en diameter som endrer seg over lengden, og hylsedelene kan også være konstruert for trinnvis avtrapping forover eller bakover. Sammenføyningen mellom dem kan også være utført ved lodding, liming, krymping eller på en annen kjent sammen-føyningsmåte i stedet for sammenskruing. I andre utførelser av prosjektilet ifølge oppfinnelsen kan penetratorhylsen for eksempel være utført som bare ett drivburelement eller av mer enn to slike. Totalt vil drivbur med bare ett element kunne frembringes mer effektivt i en fremstillingsprosess, slik at man unngår sammenføyning.

Fig. 3 viser hvordan penetratorhylsen 20 har en nærmere avsatt bruddsone 23<*>, og med oppfinnelsens prosjektil 10 kan denne sone være nær den bakre hylsedel 24, like bak de utvendige gjenger. Sonen 23<*> er utformet på slik måte at når penetratorhylsen 20 deles opp dannes en fremre seksjon 22<*> og en bakre seksjon 24<*>.

I det foreliggende tilfelle er disse seksjoner 22<*> og 24<*> nesten, men ikke helt identiske med hylsedelene 22 hhv. 24, men dette behøver ikke være bestemt slik, og penetratorhylsen kan også være fremstilt med et vilkårlig antall elementer og kan brytes opp i et vilkårlig andre antall penetratorelementer. Det er imidlertid effektivt å kunne sette sammen penetratorhylsen med færrest mulige elementer, mens funksjonsvirkningen heller tilstreber så mange bruddsoner og tilhørende elementer som mulig.

Når det gjelder fig. 3 skal vises til at henvisningstallene i den høyre del av penetratoren 14 er relatert til den fremre hylsedel 22 og den bakre hylsedel 24, mens henvisningstallene til venstre er relatert til den fremre seksjon 22<*> og den bakre seksjon 24<*>, etter fragmenteringen, så vel som avbrytingen i bruddsonen 23<*>.

Fig. 4 viser hvordan penetratorhylsen 20 i den illustrerte utførelse eller den bakre hylsedel 24 har et ringformet bruddsonespor 25 på utsiden for å danne bruddsonen 23<*>, og på grunn av dette spor blir tykkelsen av resten av hylseveggen meget liten, nemlig så liten i tykkelse at bruddsonen tilnærmet blir folieaktig. For å hindre skade av denne sone under innføringen av den flytende masse under trykk for penetratorkjernen 26 kan det være nødvendig å vente med og avsette dette spor 25 til etter at penetratorkjernen 26 er ført inn. Bruddsonen 23<*> er anordnet på en slik måte på forhånd at den kommer til å utsettes for en avskjæringsvirkning som starter i det indre av penetratorhylsen 20.

Bruddsonen 23<*> kan også fremstilles på kjent måte for fagfolk ved å utnytte materialegenskapene i stedet for fasongen, eller ved en kombinasjon av dette, for hylsen 20. Hylsedelene 22 og 24 kan for eksempel sammenkoples over et klebeområde som samtidig utgjør denne bruddsone 23<*> og med slik fasong at den fremre hylsedel 22 blir identisk med den fremre seksjon 22<*>, mens den bakre hylsedel 24 blir identisk med den bakre seksjon 24<*.>

Seksjonene 22<*> og 24<*>, begge inkludert i lengdesnittet av penetratorkjernen 26 som opptas i dem har på en fordelaktig, men ikke obligatorisk måte tilnærmet samme masse, hvilket betyr at den tyngste av disse seksjoner høyst utgjør 2/3 av den totale masse av dem.

En sammenhengende sentral åpning er anordnet i den fremre hylsedel 22, og denne åpning kan være som en maskinert boring og danner den fremre del av det allerede omtalte rør 30 for opptak av en midtdel 26.1 av penetratorkjernen 26. Ringformede utsparinger 30.1 er anordnet forrest i røret 30, idet dette rør er fylt med det materiale penetratorkjernen 26 utgjør.

Den bakre hylsedel 24 har en utsparing som starter foran på frontflaten 24.1, som danner akterdelen av røret 30, men er ikke sammenhengende, og hvor penetratorkjernens 30 akterdel 26.2 opptas. Denne utsparing har sin største diameter forrest, slik at kjernen 26 danner et skulderparti 26.3 der. Utsparingen har ringformede spor i midtdelen 26.1, og disse er fylt med materialet kjernen 26 danner.

Den bakre hylsedel 24 har videre en blindboring 32 som starter i akterdelen 24.2 og danner det allerede omtalte kammer 18 for opptak av en eventuell lyssporinnsats.

Som beskrevet ovenfor er den bakre del av røret 30 utformet for diameterendring, mens den frem del også kan være slik etter valg. En mer intim forbindelse mellom drivburet 20 og kjernen 26 dannes ved en slik avtrappet fasong, og relative bevegelser mellom drivburet og kjernen 26 kan derved særlig hindres. Samtidig kan kantområder i avsatsene i området for bruddsonen 23<*> gi den allerede nevnte avskjæringsvirkning og på denne måte hjelpe til med oppdelingen av penetratorkjernen ved anslaget mot mål. I dette tilfelle er det ikke nødvendig å lage røret 30 med noen stor nøyaktighet, siden kjernen 26 ikke behøver passes inn med mekanisk behandling, men blir ført inn i flytende tilstand.

Rørets 30 enkelte tverrsnitt er sirkulære i den typiske utførelse av oppfinnelsen, men andre fasonger kan også tenkes, for eksempel polygonale eller stjerneformede, eventuelt med langsgående spor for å hindre relativ dreining mellom kjernen og drivburet.

Hylsedelene 22 og 24 kan fremstilles av samme eller forskjellig materiale, særlig av metalliske materialer så som stål, messing, bronse eller aluminium, men også et passende plastmateriale er mulig.

Penetratorkjernen 26 har en spiss 26.4 som også utgjør spissen av penetratoren 14. Starter man på denne spiss 26.4 strekker den allerede nevnte midtdel 26.1 seg bakover gjennom røret 30 på den fremre hylsedel 22. Midtdelen 26.1 har omløpende fremspring som rager inn i tilsvarende utsparinger i hylsedelen 22. Kjernens 26 akterdel 26.2 strekker seg bakover inn i den bakre hylsedel 24, med skulderpartiet 26.3 og omkretsløpende fremspring som strekker seg inn i spor i den bakre hylsedel 24 og er sammenføyd med midtdelen 26.1. Fremspringene på kjernen 26 og utsparingene eller sporene i penetratorhylsen 20 brukes for å forbinde hylsedelene 22 og 24 direkte med kjernen 26 og derfor også indirekte med hverandre.

Penetratorkjernen 26 er utformet slik at den møter flere og delvis motstridende krav. Først og fremst må den være utformet slik at den forbinder hylsedelene 22 og 24 eller seksjonene 22<*>, 24<*> slik at penetratoren 14 kommer til å motstå de påkjenninger som forekommer under innføringen i våpenet og utskytingen fra dette og dessuten etter utskytingen, i sin bane, uten at penetratorhylsen 20 brytes opp i bruddsonen 23<*> før anslaget mot et mål, og særlig i et tilfelle hvor banen utsettes for innledende forstyrrelser. Selv om hylsedelene 22, 24 er sammenbundet via gjengeforbindelsen 23 ville nok penetratorhylsen 20 uten denne penetratorkjernen 26 bryte opp allerede før måltreffet, i de enkelte seksjoner 22<*>, 24<*>, særlig når den for påkjenninger på tvers av lengdeaksen A gjennom den og prosjektilet 10 selv, det vil si med relativt utstrakte baner. Videre må kjernen 26 være konstruert slik at når penetratoren 14 slår an mot målet vil fragmenteringen av penetratorhylsen 20 i de enkelte seksjoner 22*, 24* ikke hindres, særlig slik at fragmenteringen av hylsen 20 derfor må sikres også når penetratoren 14 slår an mot en målflate ved en skrå vinkel, siden rikosjettvirkningene blir redusert ved penetratorens 14 oppdeling i flere deler. For å lette dette har kjernen 26 en oppbrytingsareal hvor det dannes en kjernebruddsone 27 nær hylsens 20 bruddsone 23<*>, og dette areal er fremstilt slik at diameteren av kjernen 26 endrer seg raskt over lengden og uten avrunding. Videre er den fremre hylsedel 22 utformet slik at et spissbryteareal som danner en spissbruddsone 28 mellom midtdelen 26.1 og spissen 26.4.

Som allerede nevnt kan penetratorhylsen 20 i det typiske eksempel være fremstilt av stål, bronse, messing eller et annet egnet materiale.

Penetratorkjernen 26 er fremstilt av et hensiktsmessig plastmateriale som ikke behøver være noen industriplast som nylon, men et godt varmebestandig plastmateriale, for eksempel PEI, PPS eller PEEK vil være egnet for de illustrerte versjoner. Dette plastmaterialet inneholder fortrinnsvis passende fyllstoffer. Fibre, for eksempel karbonfibre og/eller glassfibre, glassperler, knust mineralmasse eller andre partikler så som granulater eller mindre biter av for eksempel wolfram eller bronse kan også brukes. Ved bruk av forskjellig og passende fyllmateriale, og eventuelt på grunn av deres strengt lokale anord-ning i særskilte områder i penetratorkjernen muliggjøres på begrenset måte å påvirke penetratorens masse, massefordelingen inne i denne og de enkelte masser som elemen-tene utgjør når penetratoren er fragmentert ved et anslagstøt.

Prosjektilet er fortrinnsvis utformet slik at plastmaterialet for penetratorkjernen kan innføres i penetratorhylsen uten at det trengs noen spesiell mating eller luftåpning i det bakre området i hylsen, på denne måte lukkes denne bakerst og kommer til å omslutte penetratorkjernens plastmateriale fullstendig. Av denne grunn trengs ingen ytterligere komponent for avskjerming av kjernen fra de varme drivgassene ved utskytingen.

En penetratorhylse 20 som består av et enkelt hylseelement er vist på fig. 5, men eller vises der til tilsvarende som på fig. 3, og henvisningstallene blir tilsvarende. Hylsen 20 har et fremre konisk areal 20.1 og et bakre sylinderisk areal 20.2 hvor bruddsonen 23<* >er anordnet. Ytterflaten av hylsen har sirkulært omløpende riller 14,1, og det avtrappede rør 30 i hylsen, så vel som innboringen 32 er utformet for samme dimensjoner som hylsen beskrevet ovenfor i forbindelse med fig. 3. Fig. 6A viser en fragmenteringspenetrator 14 under sin bevegelse i bane mot et mål, det vil altså si etter utskytingen fra drivburet 12, (her ikke vist), men før målet nås. Penetratorkjernen 26 med sin spiss 26.4, som altså også utgjør spissen av penetratoren 14, er avbildet på tegningen. Hylsedelene 22<*> og 24<*> er sammenkoplet via gjengeforbindelsen 23 over bruddsonen 23<*>. Seksjonene 22<*> og 24<*> samt kjernen 26 danner ett stykke. Fig. 6B viser samme penetrator 14 etter anslaget mot et mål. Penetratoren som i utgangspunktet var i ett stykke er nå oppdelt i tre deler, nemlig spissen 26.4, den fremre seksjon 22<*> med midtdelen 26.1 inni, og den bakre seksjon 24<*> med akterdelen 26.2 inni. En mindre del av penetratorkjernen 26 rager frem fra denne bakre seksjon 24<*> og indi-kerer at kjernens 26 bryteflate som forventet ikke eksakt sammenfaller med bruddflaten i penetratorhylsen 20.

Claims (9)

1. Drivburprosjektil (10) med et drivbur (12) og en i dette innlagt fragmenteringspenetrator (14) som omfatter en penetratorhylse (20) som når penetratoren (14) slår an mot et mål kan brytes opp i minst to seksjoner (22<*>, 24<*>) som er sammenføyd med hverandre over sin respektive bruddsone, hvor penetratorhylsen (20) videre har et sentralt rør (30) som en penetratorkjerne (26) av plastmateriale er innført i mens materialet er flytende, og hvor penetratorkjernens spiss (26.4) rager frem fra penetratorhylsen (20) og derved også utgjør penetratorens (14) spiss, karakterisert ved at hver bruddsone i penetratorhylsen (20) er avsatt i et sammenføyd område på denne og danner derved en hylsebruddsone (23<*>), og at penetratorkjernen (26) omfatter kjernebruddsoner (27) som ligger inntil hylsebruddsonen (23<*>).

2. Prosjektil ifølge krav 1, karakterisert ved at seksjonene (22<*>, 24<*>), som omslutter kjernedeler (26.1, 26.2) i penetratorkjernen (26), i det minste tilnærmet har innbyrdes samme masse.

3. Prosjektil ifølge krav 1-2, karakterisert ved at hylsebruddsonene (23<*>) utgjøres av områder i penetratorhylsen (20) med redusert hylseveggstyrke.

4. Prosjektil ifølge krav 1-3, karakterisert ved at rørets (30) diameter endrer seg kontinuerlig eller trinnvis over dets lengde.

5. Prosjektil ifølge krav 1-4, karakterisert ved at det på den bakre del av penetratorspissen (26.4) er utformet en spissbruddsone (28).

6. Prosjektil ifølge krav 1-5, karakterisert ved at peneteratorhylsen (20) er sammensatt av flere hylsedeler (22, 24).

7. Prosjektil ifølge krav 6, karakterisert ved at hylsedelene (22,24) er innbyrdes direkte forbundet, særlig ved hjelp av en gjengeforbindelse (23), ved lodding, liming, sammenpressing eller krymping.

8. Prosjektil ifølge krav 1-7, karakterisert ved at hylsedelene (22, 24) er av identisk eller forskjellig materiale, særlig metall, for eksempel stål, messing eller bronse.

9. Prosjektil ifølge krav 1-8, karakterisert ved at penetratorkjernens (26) plastmateriale har stor varmebestandinghet og er tilsatt et eller flere av følgende fyllmaterialer: • glassfibere, • glasskuler, • karbonfibere, • pulverformet mineralbergmasse, • biter, • granulat.