NO332929B1 - Progressiv drivmiddelladning med hoy ladningstetthet - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å produsere drivladninger med progressive forbrenningsegenskaper og en høyere ladningstetthet enn tidligere ansett mulig å oppnå, i første rekke ment for direkte avfyring av våpen med løp, f.eks. tankkanoner. Kombinert i ladningen som er karakteristisk for oppfinnelsen er minst to radialt perforerte drivrør (10-12, 28-38, 48-52) som er anordnet i sin helhet inne i eller etter hverandre og som ved en e-dimensjon valgt i forhold til den faktiske type drivmiddel og dets ønskede forbrenningsegenskap, har forbrennings- eller tennkanaler (2, 19-21, 37) og med sirkulære ytre og indre grenseflater, i forbindelse med hvilke, før antennelse av ladningen, har fått minst en av det totale antall ytterflater av disse drivrørene som er tilgjengelige for antennelse, behandlet med en inhibisjon, overflatebehandling eller overflatebelegning (13-18, 33-36) for å forsinke propageringen av antennelsen til den overflaten, slik at trykket bak et prosjektil avfyrt med ladningen fra vedkommende løp, hvis trykk for hele passasjen av prosjektilet gjennom løpet ligger nær den gjeldende Pmop-verdi for løpet (det maksimale driftstrykk, dvs. det høyeste løpstrykk som kan tillates kontinuerlig).

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å produsere drivmiddelladninger, i første rekke produsert for tankkanoner med progressive forbrenningsegenskaper og en høyere ladningstetthet (høyere ladningsvekt per volumenhet) enn det som tidligere var ansett å være mulig.

I forbindelse med avfyring av et gassdrevet prosjektil fra et kanonrør som er lukket i den bakre ende av avfyringsinnretningen, kreves det først et første drivgasstrykk bak prosjektilet for å begynne å akselerere det langs løpet. Forutsatt at delen av volumet av kanonrøret som befinner seg bak prosjektilet øker etter hvert som prosjektilet beveges langs kanonrøret, vil det kreves større mengde av drivgass i tilsvarende grad etter hvert under avfyringen for kontinuerlig å øke prosjektilets hastighet så lenge det befinner seg i kanonrøret. Følgelig vil den ideelle drivladning, etter hvert som den brenner opp etter hvert levere økte mengder drivgass per tidsenhet, selv om dette ikke må føre til at gasstrykket inne i kanonrøret overskrider det maksimalt tillatte kanonrørtrykk, Pmaks, som gjelder for kanonrøret og delene av den tilhørende mekanisme. Hele drivladningen bør også være helt oppbrukt når prosjektilet forlater kanonløpet ettersom prosjektilets bane ellers kan forstyrres av de eksisterende drivgasser samtidig som drivladningen ikke helt kan utnyttes for det tiltenkte formål.

En drivladning som avgir et kvantum drivgass per tidsenhet etter hvert som den brenner under konstant trykk, og som øker etter hvert med forbrenningstiden, sies å være progressiv. Drivmiddelet kan f.eks. ha fått sine progressive egenskaper som følge av en spesifikk, geometrisk form som gir et forbrenningsområde som øker etter hvert som den lengre forbrenningen av samme fortsetter, selv om den også kan ha fått sine progressive egenskaper som følge av en kjemisk eller fysisk overflatebehandling av delene av de frie flater av de enkelte drivpartikler eller stykker av drivmiddel inneholdt i drivmiddelet som kan nås for antennelse. Drivladninger med minst begrensede, progressive egenskaper kan således produseres fra granulert drivmiddel ganske enkelt ved å velge en passende geometrisk form av kornene for drivmiddelet inneholdt i ladningen.

Granulat, enkeltperforerte eller multiperforerte drivmidler som brukes gjennom forbrenningskanaler eller perforeringer i den langsgående retning av drivkornene blir antent og brenner både internt i sine perspektive perforeringer eller forbrenningskanaler og fra utsiden av drivmiddelpartiklene. Dette innebærer at det vil finne sted en gradvis økning i de innvendige forbrenningsarealer av kanalene og følgelig i genereringen av drivgass derfra selv om de utvendige forbrenningsarealer av drivpartiklene samtidig vil reduseres etter hvert som drivmiddelet også brennes fra utsidene av drivpartiklene som gir en reduksjon i genereringen av drivgass fra disse flatene. For at et granulert, perforert drivmiddel av denne type skal kunne være helt geometrisk progressivt, vil det følgelig være et behov for at den etterfølgende økning i drivmiddelkanalenes egne forbrenningsarealer faktisk overskrider den samtidige etterfølgende reduksjon i de utvendige forbrenningsarealer av drivpartiklene. Et eksternt, ubehandlet, enkeltperforert drivmiddel med den utvendige form av en nøyaktig sylinder vil normalt brenne i en konstant rate av denne grunn, mens et 19-perforert drivmiddel med utvendig form av en rund stang og likeledes ubehandlet, vil normalt brenne progressivt.

Også som tidligere har blitt beskrevet i lang tid er muligheten til å øke progressiviteten av et partikkel-multiperforeringsdrivmiddel og også få et enkelt perforeringsdrivmiddel progressivt ved inhibisjon eller kjemisk overflatebehandling av ytterflatene av drivmiddelpartiklene. I forbindelse med inhibisjon blir de utvendige forbrenningsarealer av drivmiddelpartiklene belagt med en mindre lett antennelig substans som forsinker utbredelsen av antennelsen av drivmiddelet langs overflatene og hvor de samme overflater, når det gjelder overflatebehandling, blir behandlet med en egnet, kjemisk substans som får drivmiddelet til å brenne langsommere langs disse flatene og i en viss avstand inn i drivmiddelet. Ifølge en tredje variant kan drivmiddelet gjøres progressivt ved å belegge dets ytterflater med et lag av et drivmiddel som må først brennes vekk før propageringen av antennelsen av ytterflatene av partiklene eller stykkene av den faktiske drivladning kan finne sted.

I flere år har det blitt arbeidet intenst med å øke ytelsen av eldre artilleristykker ved å forsyne dem med en mer moderne ammunisjon. En første, begrensende faktor har vært stipuleringen at det maksimalt tillatte kanonrørtrykket, Pmaks, aldri må overskrides. En andre tidligere begrensende faktor har vært at økt ytelse krever en økt ladningsvekt i et ladningsrom som allerede er helt utnyttet når det gjelder de opprinnelig eksisterende ladninger av løst partikkelperforert drivmiddel. En tredje begrensning er også at en høy ladningstetthet krever en progressivitet som øker parallelt.

Når det gjelder løst partikkelmateriale er det samlede tomromvolum mellom partiklene forholdsvis stort. En mulighet vil således være å kunne øke ladningens tetthet. Den største mengde drivmiddel og således den største ladningstetthet og den største ladningsvekt som kan rommes i et fast volum, er et fast legeme med en geometri som er helt er tilpasset det tilgjengelige volum. Imidlertid vil et helt fast legeme av drivmiddel ikke gi en generell løsning på problemet med økning av ytelsen av eksisterende artilleristykker. Det faste legeme av drivmiddel vil brenne i for lang tid og ville faktisk produsere et drivgasstrykk som er for lavt til å kunne utnyttes effektivt for å drive prosjektilene.

Fra et teoretisk synspunkt er det imidlertid mulig å tenke seg et meget perforert blokkdrivmiddel som brenner på samme måte som en større mengde partikkelmultiperforert drivmiddel. Dette er imidlertid ikke så lett i praksis. Det teoretisk tenkte høyt perforerte blokkdrivmiddel må følgelig være forsynt i sin helhet med et stort antall forbrenningskanaler som løper parallelt og som alle er anbrakt i en avstand fra alle nærliggende forbrenningskanaler tilsvarende to ganger avstanden som drivmiddelet får tid til å brenne under den tilgjengelige periode, inntil umiddelbart før tidspunktet når prosjektilet er ment å ha eksistert fra kanonløpet som det har blitt avfyrt fra. Avstanden mellom to forbrenningskanaler i et spesifikt drivmiddel kalles det e-dimensjon og e-dimensjonen for drivmiddelet som er inneholdt i en spesifikk ladning bør tilsvare avstanden som drivmiddelet har tid til å brenne under avfyringen av et spesifikt prosjektil fra antennelsestidspunktet inntil tidspunktet når prosjektilet forlater kanonløpet med fullstendig forbrenning under den dynamiske trykksekvens i det bestemte artilleristykket som drivmiddelet er tenkt for. For at et meget perforert drivmiddel skal kunne utnyttes optimalt, vil det følgelig være nødvendig at de to nærliggende perforeringer eller forbrenningskanaler skilles fra hverandre med en avstand av e-dimensjonen som gjelder i hvert enkelt tilfelle. For å sikre best mulig avfyringsresultat, må forbrenningstiden av drivstoffet i våpen med løp verken være for kort, ettersom det maksimal løptrykk da vil overskrides, eller for langt, ettersom ikke brent drivmiddel da vil bli utstøtt fra løpet uten å ha bidratt til akselerasjonen av prosjektilet.

Når det gjelder både det godt inhiberte partikkelperforerte drivmiddel og det meget perforerte blokkdrivmiddel, antennes drivmiddelet i alle forbrenningskanalene og brenner radialt utover fra hver respektive forbrenningskanal mot de andre. Hvis således den riktige e-dimensjon har blitt valgt, vil forbrenningsflatene fra de forskjellige forbrenningskanalene møtes umiddelbart før prosjektilet passerer gjennom munningen. For å sikre at forbrenningen av drivmiddelet fra ytterdelen av drivmiddelkornene ikke forstyrrer den geometriske progressivitet, må alle ytterflatene av drivmiddelet ideelt være inhibert, overflatebehandlet eller overflatebelagt for dette formål, herunder drivmiddelets overflate langs perforeringene.

I vår svenske patentsøknad SE0303301-6 som det refereres til i innledningen, er det beskrevet en ny type drivladning for våpen med løp konstruert fra en, to eller flere drivmiddelrør som er perforert radialt ved valgte e-dimensjonsavstander og anordnet inne i hverandre og/eller etter hverandre, idet rørene brenner med en viss overlapning som har blitt oppnådd ved at en eller flere rør som skal komme senere i forbrenningskjeden, har blitt inhibert, overflatebehandlet eller overflatebelagt langs deres ytterflater for å forsinke propageringen av antennelsen langs disse flatene.

Utgangsmaterialet for denne ladning er således meget perforerte drivrør som har blitt inhibert, overflatebehandlet eller overflatebelagt etter behov for deretter å kunne anordnes konsentrisk inne i hverandre og/eller etter hverandre. En vanskelig i forbindelse med produksjonen av denne type ladning er hvordan det er mulig å fremstille de radialt perforerte drivrør. For å kunne være i stand til å brukes og oppnå ønsket resultat, må normalt e-dimensjonen ved perforeringene i drivrørene normalt ligge mellom 0,5 mm og 10 mm, men fortrinnsvis mellom 1 mm og 4 mm, avhengig av løpsystemet. For å oppnå det ønskede resultat i vedkommende ladning, må drivmiddelrørene også perforeres radialt. Videre må kravene til utførelsen av perforeringen på en ensartet måte settes svært høyt.

Bruk av en meget perforert drivmiddelblokk som utgangsmateriale for progressive drivladninger med et høyt energiinnhold for våpen med løp, er beskrevet i US patentskrift 7 664 455 fra 1904, hvor oppfinneren H. Maxim tenkte seg å plassere sammen et antall mer eller mindre rektangulære blokker av drivmiddel for ved dette å fylle det tilgjengelige, sirkulære, sylindriske ladningsrom så langt det var mulig.

I SE 7728 fra 1896, også med H. Maxim som oppfinner, viser fig. 4 en tegning av en drivladning for et løpsvåpen hvor drivladningen består av et enkelt svært perforert drivmiddelrør. Drivmiddelrøret vist på figuren må imidlertid ifølge det som er beskrevet i teksten være i form av en perforert drivmiddelblokk som er bøyd sammen. Figuren gir også inntrykk av at oppfinnerne ikke helt hadde vurdert det praktiske aspekt ved å produsere en ladning med en slik komplisert geometri. Fremstillingsfremgangsmåtene foreslått i ovennevnte patentspesifikasjon er i realiteten upraktisk og komplisert å utføre hvis de passende perforeringsdiametre og perforeringsavstandene tas i betraktning. Det er også oppgitt i patentspesifikasjonen at perforeringene må ha en effekt på drivmiddelrøret, slik at dette blir tvunget mot innerveggen av ladningskammeret i forbindelse med antennelsen for derved å få det til å brenne bare fra innsiden. Det er imidlertid tvilsomt om dette faktisk vil fungere i praksis.

Samme oppfinner er også ansvarlig for US patentskrift 677 527 fra 1901 hvor han beskriver sirkulære, sylindriske artilleridrivladninger produsert fra flere lag av krummede og bøyde, svært perforerte drivmiddelblokker som sammen danner ladninger som består av flere meget perforerte lag av drivmiddel rullet konsentrisk over hverandre. Denne patentspesifikasjon gir samme inntrykk som SE 7728, nemlig at, selv om oppfinneren har en klar oppfatning av behovet for å oppnå en høy ladningstetthet og progressivitet, vil han faktisk ikke ha noen klar, praktisk oppfattelse av hvordan ladningen faktisk skal produseres. Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte som angitt i krav 1, for å produsere drivladninger med svært høy ladningstetthet og høy progressivitet og hvor det er blitt mulig å styre forbrennelsessekvensen både når det gjelder frigjøringen av energi og progressiviteten på en måte som er helt forskjellig fra tidligere teoretiske konstruksjoner, nevnt ovenfor. Oppfinnelsen, som angitt i krav 4, omfatter også ladningen som produseres ifølge fremgangsmåten som er karakteristisk for dette.

Utgangsmaterialet for ladningen ifølge oppfinnelsen omfatter to eller flere svært perforerte drivmiddelrør anordnet etter hverandre og/eller konsentrisk inn i hverandre, radialt i retningen av den respektive rørdiameter, med sirkulære ytre og indre grenseflater i tverrsnittsretningen hvor propageringen av antennelsen av de respektive drivmiddelrør reguleres på en slik måte, ved inhibisjon og/eller overflatebelegning eller belegning av ytterflatene av drivmiddelrørene med et langsommere brennende drivmiddel slik at de får brenne etter hverandre men med en viss overlapning. Når drivmiddelrørene plasseres inne i hverandre må hvert utvendig drivmiddelrør ha et innvendig hulrom med et tverrsnitt som er tilpasset ytterdiameteren av det innvendige drivmiddelrør anordnet deri og med tilstrekkelig mellomrom for å oppta de ovennevnte overflatebelegninger med forbrenningsmodifiserende substanser, langsommere brennende drivmiddel eller tilsvarende. Hvert drivmiddelrør må også perforeres i sin helhet med radiale perforeringer anordnet med en e-dimensjon for hvert drivmiddelrør som velges under hensyntagen til typen av drivmiddel som er inneholdt deri og de ønskede forbrenningsegenskaper. På grunn av at perforeringene er rettet radialt utover den sentrale akse av drivmiddelrøret av praktiske årsaker, vil avstanden mellom perforeringene skille seg litt ved ytter- og innerflatene av drivmiddelrørene (ei > e2), selv om forskjellen mellom de to e-dimensjonene (eb e2), på grunn av at veggene av drivmiddelrørene vil ha en begrenset tykkelse, dvs. være relativt tynne, likeledes av praktiske årsaker, vil være mindre jo tynnere rørene blir. Hvert drivmiddelrør inneholdt i ladningen har derfor et svært stort antall radiale perforeringer hvor gjennomsnittsavstanden (e3) mellom to perforeringer som befinner seg ved siden av hverandre, blir på den ene side beregnet ved hjelp av en første e-dimensjon (ei) målt ved ytterveggen av røret og på den annen side ved hjelp av en andre e-dimensjon (e2) målt ved innerveggen av røret, idet den andre e-dimensjon (e2) er mindre enn den første e-dimensjon på grunn av at innerperiferien av røret er mindre enn dets ytre periferi. Den gjennomsnittlige e-dimensjon (e3) for vedkommende drivmiddelrør blir da lik (ei + e2)/2, som ideelt er lik den valgte e-dimensjon.

E-dimensjonen (ei) mellom perforeringene på ytterkanten av de forskjellige drivmiddelrør som er satt inn i hverandre vil om nødvendig kunne justeres manuelt, slik at funksjonen av ladningen som helhet blir igjen siden de gjennomsnittelige e-dimensjonene (e3) for de respektive drivmiddelrør sammen gir den ønskede trykkbanesekvens.

Referanse er gjort i denne sammenheng blant annet til fig. 3 i det forannevnte US 677 527 fra 1901, hvor det var ansett at problemet kunne løses ved å ta hensyn til at en plate bøyd i form av en sylinder hadde forskjellige utvendige og innvendige radier og at de parallelle perforeringene gjort i den flate tilstand av denne grunn ville ligge i forskjellig avstand etter bøyning fra hverandre på de respektive ytre og innvendige grenseflater av platen. Løsningen i den forannevnte spesifikasjon kompletterer perforeringene med ekstra forbrenningskanaler anordnet mellom de gjennomperforerte kanaler hvor tilleggsforbrenningskanaler blir derved eksterne, dvs. at de bare delvis er gjennomført. Det er igjen tvilsomt om en slik produksjonsløsning faktisk vil fungere i praksis siden platen av drivmiddel fremdeles må bøyes i en rørform, selv om bare en perforering har funnet sted som et resultat av hvilken spennings- og sammentrykkende belastninger oppstår i drivmaterialet. Disse spennings- og sammentrykkende belastninger kan ha alvorlige følger i forbindelse med avfyring av drivladningen og især ved ekstreme omgivelsestemperaturer siden drivmiddelet da kan bli sprøtt. Oppfinnelsen innebærer også kravet om at de forskjellige drivmiddelrør, for å oppnå den ønskede progressivitet må antennes etter hverandre, i det minste i en viss utstrekning, men må brenne med overlapningen som er nødvendig for å oppnå den ønskede progressivitet, det vil si den ønskede gradvis økte produksjon av drivgass. Denne suksessive gjensidig delvis overlappende og regulerte propageringen av antennelsen av de perforerte drivrør oppnås ved at de et eller flere drivrør som antennes på et senere tidspunkt enn et foregående antent drivrør må inhiberes, belegges eller overflatebelegges langs deres ytre og indre periferi med et passende middel som kan minske propageringen av antennelsen av de respektive drivrør i løpet av et tilpasset tidspunkt. I forbindelse med dette blir endene av drivrørene også ideelt inhibert, overflatebelagt eller overflatebehandlet med et passende middel for å tillate maksimal progressivitet som kan oppnås for drivmiddelet.

Ifølge en spesielt foretrukket variant av oppfinnelsen blir således forbrenningen av drivrørene i ladningen således regulert ved at deres ytterflater helt eller delvis blir inhibert, overflatebehandlet eller overflatebelagt tilpasset formålet som fører til at drivrørene forbrennes i en bestemt sekvens regulert derved med en bestemt overlapning mellom antennelsen av de forskjellige drivrør som likeledes reguleres derved.

I den grunnleggende variant av oppfinnelsen omfatter den fullstendige ladning følgelig et eller fortrinnsvis minst to drivrør innsatt i hverandre og/eller anordnet etter hverandre og som blir radialt perforert ved valgte e-dimensjonsavstander i det sirkulære, ringformede tverrsnitt av selve drivrørene med drivrøret som er ment å antennes etter at det først antente er behandlet eller belagt på dets ytre og indre, sylindriske grenseflater og dets ender med et inhibisjonsstoff som i seg selv kan være av den tidligere beskrevne type, eller at disse overflatene alternativt kan filtreres ved hjelp av et overflatebelegg av et langsommere brennende middel, f.eks. et langsomt brennende drivmiddel som følgelig må brennes vekk før antennelsen kan propageres til drivrøret. Hvis belegget består av et langsomt brennende drivmiddel kan dette bestå av f.eks. et valset drivbånd som tilføres overflatene ved spiralvikling eller på annen måte.

Sekvensen for propageringen av antennelsen av drivrørene omfattet i ladningene ifølge oppfinnelsen kan således reguleres helt etter ønske ved først å få antennelsen til å propageres til et innvendig drivrør og deretter til et utvendig drivrør eller omvendt og samme situasjon gjelder hvis drivrørene er anordnet etter hverandre eller hvis det gjelder kombinasjoner av disse grunnleggende varianter.

De forskjellige drivrør omfattet i en og samme ladning kan ifølge forskjellige utviklinger av oppfinnelsen produseres fra forskjellige typer drivmidler med forskjellige forbrenningsrater og kan ha perforeringer i forskjellig avstand, dvs. at de kan ha forskjellige e-dimensjoner og som resultat forskjellige forbrenningstider også. Ifølge en variant av oppfinnelsen bør drivrørene som antennelsen blir propagert til på et senere tidspunkt i antennelsessekvensen, bestå suksessivt av økende rasktbrennende drivmiddel, hvorved progressiviteten av ladningen ytterligere kan økes.

Oppfinnelsen omfatter også kravet om at de forskjellige drivrør som settes inn hverandre, eller anordnes etter hverandre bør overlappe hverandre i det minste delvis etter hvert som de brenner, hvilket innebærer at drivrøret som skal antennes og brennes før et etterfølgende drivrør fortrinnsvis bør ha en litt lengre, total forbrenningstid enn drivrøret som antennes senere og følgelig også en større e-dimensjon eller bør bestå av et langsommere brennende drivmiddel enn drivrøret som vil bli brent etterpå.

Den grunnleggende utførelse av ladningen ifølge oppfinnelsen som er spesifikk for oppfinnelsen kan, med unntagelse av ensartede ladninger, også brukes i modulladninger som har blitt stadig vanligere i de senere år idet den grunnleggende form av disse omfatter en delladning innkapslet i en antennelseshylse med en ytre form av en kort sylinder med et sirkulært tverrsnitt som tilsvarer tverrsnittet av ladningsrommet av vedkommende kanon og hvor et antall slike delladninger kan forbindes sammen for å oppnå ønsket avfyringsområde.

Oppfinnelsen omfatter også muligheten til å bruke rommet som forblir igjen inne i den innerste del av de perforerte drivrør eller drivsylindere som karakteriseres av oppfinnelsen for en startladning av løst partikkeldrivmiddel av en type som egner seg for å produsere den ønskede effekt.

En annen fordel med ladninger av den type som karakteriserer oppfinnelsen, er at disse har svært god innbyrdes styrke på grunn av at de er konstruert av perforerte drivrør som er satt inn i hverandre eller fordi deres styrke ikke er avhengig av ytre hus av metall eller annet stivt materiale. Husene kan i stedet erstattes av en valgfri, lett og antenningsbar anordning av beskyttelse mot vær, slitasje og klima.

Hovedkomponenten i produktet ifølge oppfinnelsen er således de radialt perforerte drivrør som således kan kombineres i et stort antall forskjellige måter hvor de anordnes inn i hverandre og/eller etter hverandre eller begge deler og hvis frie, innvendige volum i sin tur kan fylles med en annen type av løst drivmiddel, f.eks. forskjellige typer partikkeldrivmiddel eller såkalte fastkjørte rør eller multiperforert drivmiddel, avhengig av ønskede forbrenningsegenskaper for den komplette ladning. Tenningen for ladningen kan også anordnes i samme rom.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der: Fig. 1 viser et sterkt forstørret riss av en liten del av en perforert drivblokk;

fig. 2 vier en del av et langsgående snitt av en vesentlig trerørsdrivmiddelladning;

fig. 3 viser et snitt langs ladningen ifølge fig. 2;

fig. 4 viser et delvis snitt helt rundt;

fig. 5 viser en avskåret forstørrelse fra fig. 4 ifølge merkingen på fig. 4;

fig. 6 viser en generell trykk/tidsgraf som for en ladning av typen vist på fig. 3-5 indikerer trykket i løpet bak et prosjektil på dens bane langs løpet; og

fig. 7a-c viser i snitt gjennom et antall ladninger, forskjellige antenningspropageringsmuligheter for disse og

fig. 8 viser et langsgående snitt gjennom en ladning som består av flere perforerte drivrør anordnet både inne i hverandre og etter hverandre.

Fig. 1 viser følgelig et svært forstørret riss av en liten del av en perforert drivblokk 1 med et stort antall perforeringer eller antenningskanaler 2. Den ytre konfigurasjon av drivblokken 1 kan være kubeformet eller rørformet og kan ha en annen form. Hovedoppgaven til fig. 1, som viser delen av drivblokken 1 som et riss på tvers over perforeringen eller antenningskanalene av blokken, er å vise forbrenningssekvensen for et meget perforert drivmiddel. Utgangspunktet i dette tilfellet er de teoretiske forbrenningssirklene 3-9 som sammen danner et tenkt syvperforert drivmiddel som, siden det består av en innerdel av drivmiddelblokken 1, kan anses etter antennelsen som bare å brenne via dens respektive perforering eller antenningskanaler 2. Forbrenningen av drivmiddel finner derved sted fra den respektive drivmiddelkanal 2 og radialt utover i retningen r av pilene. Det vil således fremgå av figuren at forbrenningsarealet av drivmiddelet øker suksessivt med forbrenningstiden, dvs. at forbrenningen av drivmiddelet skjer gradvis inntil forbrenningsprosessen kommer sammen ved de gjensidige kontaktpunkter av forbrenningssirklene 3-9 vist på figuren. Som det vil fremgå av figuren vil også et antall mindre mengder av drivmiddelet x som er vist på figuren stiplet også bli igjen i hjørnene mellom forbrenningssirklene og disse kvanta av drivmiddel vil brenne avtagende sammen med ytterflatene av drivmiddelblokken. Dette avtagende bidrag kan anses å være ubetydelig i hvert fall i forhold til det progressive bidrag.

E-dimensjonen av drivmiddelet er således vist på fig. 1 av kant-mot-kant-avstanden mellom to nærliggende antenningskanaler 2 eller de kombinerte radier av to etterfølgende sirkler 3-9 minus diameteren av en antenningskanal. Tatt i betraktning den innebygde forbrenningsrate av et drivmiddel og behovet for at drivmiddelladningen i våpen med løp må få levert sin energi til prosjektilet avfyrt fra våpenet før prosjektilet har forlatt løpet, ligger som regel e-dimensjonen mellom 0,5 mm og 10 mm, men mer foretrukket mellom 1 mm og 4 mm.

Den faktiske del av oppfinnelsen er vist på fig. 2 og 3 i form av en drivladning ment for våpen med løp som består av tre drivrør 10, 11 og 12 satt inn i hverandre hvor hvert ytre drivrør er inhibert, overflatebehandlet med et stoff for å forsinke propageringen av antennelsen eller overflate belagt med et lag av et drivmiddel for å forsinke propageringen av antennelsen på begge dets egen utside og innside og på endene. På figurene har disse forbrenningsmodifiserende lag fått betegnelsene 13, 14, 15 og 16, idet 17 og 18 er gitt for de respektive ender hvor sistnevnte benevnelser alle gjelder endene av drivmiddelrørene 10-12. Inhibisjonen, overflatebehandlingen eller overflatebelegningen av minst noen av drivrørene som er nødvendig for styringen av forbrenningen kan også kombineres eller delvis skiftes ut for å sikre at disse drivrør utføres slik at de ikke perforeres hele veien gjennom til innsiden av rørene. Hvis det er tenkt at propageringen av antennelsen av drivrørene skal finne sted fra innsiden og utover, vil en relativt liten mengde drivmiddel kreves for avbrenning i denne variant før forbrenningskanalene eller perforeringene blir tilgjengelige for propageringen av antenningen. En annen måte å forsinke propageringen av antennelsen mellom de forskjellige perforerte drivrør og som er vist på fig. 8, er basert på prinsippet med å separere de forskjellige drivrør fra hverandre med et separasjonslag som består av et drivmiddel som på samme måte først må brennes vekk før antennelsen kan propageres til det neste drivrør.

Hvis ladningene som inneholder flere drivrør som er karakteristiske oppfinnelsen, er hensikten således at de forskjellige drivrør bør antennes etter hverandre men før et allerede antent drivrør har fått tid til å brenne ut. Om et tidligere antent drivrør da er et ytre eller et indre drivrør har mindre betydning ut fra dette synspunkt. Hvert drivrør er også meget perforert i sin helhet ifølge prinsippene som allerede er omtalt i innledningen.

Som det fremgår av fig. 3 og når bare noen få perforeringer 19, 20 og 21 er vist for tydelighets skyld, innebærer en ensartet perforering rundt et rundt drivrør at perforeringene må rettes radialt og at de således vil nærme seg hverandre innover mot innsiden av røret og at det tas hensyn til betydningen av e-dimensjonen for forbrenningskarakteristikken av drivmiddelet som allerede omtalt er en tydelig fordel hvis rørladningen består av flere tynne rør som er satt inn i hverandre og hvor perforeringsavstanden for hvert rør blir korrigert for å oppnå best mulig kompromiss. I tillegg til denne mulighet for å regulere forbrenningsegenskapen til drivmiddelet, er en grunnleggende ide med inhiberende drivrør som ligger utenfor eller innenfor, slik at disse antennes suksessivt i en bestemt sekvens med en viss gjensidig overlapning samtidig som den kombinerte generering av drivgass fra alle de samtidig brennende drivrør aldri får generere et samlet drivgasstrykk som overskrider Pmaks-verdien av vedkommende utløpsanordning, dvs. dets høyest tillatte løpstrykk og likevel på en annen side, under hele utløpssekvensen er så nær som mulig det maksimale trykk som kan tillates under kontinuerlig bruk. Sistnevnte trykk kalles vanligvis Pmop (maksimalt driftstrykk). Det innvendige hulrom 22 av det indre drivrør 10 gir et rom som tidligere beskrevet for å opptå en tennsats pluss en tennladning som består av et eventuelt drivmiddel.

Ladningen vist på fig. 2 og 3 kan i seg selv anses å utgjøre et eksempel på en såkalt modulladning, dvs. en type standardladning hvor flere kan kombineres for å danne en komplett drivladning. De ytre, inhiberende lag 16-18 av ladningen kan utføres i dette tilfellet slik at de også fungerer som beskyttelse mot vær og slitasje og klima.

Riktig utformet kan en ladning av denne type gi en trykkbanesekvens av den type som er vist på fig. 6 hvor et drivrør, f.eks. det innvendige drivrør 10 blir antent først og takket være dets egen perforering, produserer en progressiv forbrennings-sekvens i samsvar med delen av kurven 10' som når sitt maksimum ved 10" hvoretter genereringen av drivgassen fra drivrøret på et nivå med 10"' begynner å avta, selv om siden, hvis antenningen av drivrørene propageres fra innsiden og utover, drivrøret 11 allerede vil ha blitt antent før drivrøret 10 har nådd sitt maksimum, idet produksjonen av drivgass fra dette andre drivrør samtidig vil begynne å levere en vesentlig økt mengde drivgass mens drivrøret 10 brenner ut. Kurven 12 på fig. 6 viser drivgasstrykket som er tilgjengelig i løpet bak det avfyrte prosjektil ved hvert tilfelle. Drivrøret 11 bidrar nå følgelig til den progressive del 11' av kurven og begrenser derved kurvens nedadgående trend samtidig som drivrøret 11 gir et maksimumsbidrag ved 11". På lignende måte som for drivrøret 10, vil den avtagende produksjon av drivgass av drivrøret 11 føre til en liten minskning i den samlede generering av en drivgass ved 11"' samtidig som tilsetning av drivgass fra drivrøret 12 kan bidra på lignende måte i form av en liten økning ved 12' og et maksimum ved 12" hvoretter hele trykkurven faller raskt, slik at drivgasstrykket bak det avfyrte prosjektil, etter at det passerer gjennom munningen, blir så lavt at leggingen av prosjektilet på dets tenkte trajektorie ikke blir forstyrret. På fig. 6 er det på den annen side også vist det maksimalt tillatte løpstrykk Pmaks for et enkelt skudd og på den annen side Pmop (maksimalt driftstrykk) som bør være så nær som mulig ved kontinuerlig tjeneste for å oppnå maksimalt avfyringsrekkevidde. Den teoretisk optimale kurve for en drivladning har blitt gitt benevnelsen Poptimal på figuren (vist på figuren med et kryss) og type trykkbanekurve i forbindelse med dagens konvensjonelle partikkeldrivmiddel har fått gitt benevnelsen Pnormal. Siden partikkeldrivmiddelet har en vesentlig innledende forbrenningsflate vil den svært raskt gi et maksimalt trykk som deretter faller ved et altfor tidlig tidspunkt. Som det fremgår av figuren ligger på den annen side resultatet oppnådd ifølge oppfinnelsen svært nær den teoretiske optimale verdi. Trykkbanediskusjonen her gjelder også ladningen ifølge fig. 4 og 5. Som det også fremgår fra kurven vil det også være et behov for at genereringen av drivgass vesentlig bør ha avtatt helt umiddelbart før prosjektilet forlater løpsmunningen.

Det komplette skudd 23 vist på fig. 4 og delvis på fig. 5 består av et subkaliberpansergjennomtrengende pilprosjektil 24 med tilhørende prosjektilknaster 25, et hus 26 med en bunn 27 og en av de tre drivrør 28-30 satt inn i hverandre og den lange tennsats 31 med sine antenningsåpninger 32 som vist på fig. 5.

Det vil også fremgå av fig. 5 at ladningen (vist delvis i snitt på figuren) består av tre drivrør 28-30 satt inn i hverandre hvor de to utvendige drivrør 28 og 29 er inhibert på alle de tre ytterflatene 33-36 samt på endene som ikke er omfattet på figuren. Det vil også fremgå av fig. 4 at de forskjellige drivrør 28-30 minst når det gjelder drivrøret 30 i forhold til drivrørene 28 og 29 har forskjellig tykkelse og at deres perforeringer som alle har benevnelsen 37, er laget med forskjellige e-dimensjoner (perforeringene 37 har ikke blitt vist på fig. 4 siden dette ikke ble mulig på grunn av figurens skala). En utvikling av oppfinnelsen tilveiebringer også for forskjellige drivrør fremstilt av forskjellige typer drivmiddel med forskjellige forbrenningsrater i forbindelse med hvilke et raskere brennende drivmiddel fortrinnsvis brukes i drivrør som skal antennes på et senere tidspunkt og et mer langsomt brennende drivmiddel brukes i et drivrør som skal antennes først.

Fig. 7a-c viser som allerede nevnt, et antall forskjellige varianter av propageringen av antennelsen mellom de forskjellige drivrør. En annen variant som faller innenfor den underliggende ide som karakteriserer oppfinnelsen, er også tenkbar.

Ladningen ifølge fig. 7a omfatter således tre radialt perforerte drivrør 39-41 av den type som karakteriserer oppfinnelsen. Pilen a benevner at propageringen av antennelsen av drivrørene er ment å finne sted fra innsiden av midten av ladningen utover. De utvendige drivrør 40 og 41 antas derfor å være inhibert eller overflatebehandlet som nevnt tidligere, slik at den ønskede delvise overlapning og gjensidig forsinkede propagering av antennelsen oppnås. Fig. 7b viser likeledes en ladning som består av tre drivrør 42-44 anordnet inne i hverandre hvor det er tenkt at propageringen av antennelsen vil finne sted både fra utsiden innover ifølge pilen b og fra innsiden og utover ifølge pilen c. I denne variant er det således det midtre drivrør 43 som har blitt forsynt med inhiberte eller overflatebehandlede ytterflater for å forsinke propageringen av antennelsen. Naturligvis kan alle drivrørene i ladningen bli radialt perforert. De kan også være fremstilt av forskjellige typer drivmiddel med forskjellige forbrenningsrater. Fig. 7c viser endelig en torørs drivladning som består av radialt perforerte drivrør 45 og 46 hvor ytterflaten av det ytre drivrør 46 hindres i å brenne f.eks. ved påføringen av en inhibitor. De tidligere nevnte to drivrør 45, 46 er ment å antennes av propageringen fra innsiden utover ifølge pil d, selv om propageringen av antennelsen mellom drivrørene 45, 46 i denne utførelse blir sinket av et lag 47 som er anordnet mellom drivrørene 45, 46 eller av et overflatebelegg 47 på innerflaten av det ytre drivrør 46 som består av et langsomt brennende drivmiddel 47 som må brennes vekk før antennelsen kan propageres til dette drivrør 46. Fig. 8 viser til slutt et langsgående snitt av en del av en utviklet variant av ladningen ifølge oppfinnelsen som omfatter flere radialt perforerte drivrør anordnet etter hverandre og innsatt i hverandre (som i flere av de tidligere figurene tillot ikke skalaen av figurene å vise perforeringene). Figuren viser fire forskjellige drivrør 48-51 hvor drivrørene 50 og 51 er anordnet inne i drivrørene 48 og 49. Det er tenkt at alle de utvendige og innvendige flater av drivrøret 48 er inhibert eller overflatebehandlet mens drivrøret 49 er overflatebelagt med eller kanskje snarere innbakt i et forsinkelsesdrivmiddel 52. For å eksemplifisere oppfinnelsens fleksibilitet, er det tenkt at drivrørene inneholdt i ladningen er fremstilt av forskjellige typer drivmiddel. Også vist på figuren er deler av en tennsats 53 samtidig som det frie rom 54 ved midten av de innvendige drivrør 50, 51 er ment å fylles med løst partikkelinitierende drivmiddel.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for å produsere rørdrivladninger med svært høy ladningstetthet og høy progressivitet, der ladningen omfatter minst to drivrør (10-12, 28-30, 48-52) som har sirkulære ytre og indre grenseflater,karakterisert vedat drivrørene er radialt perforert i sin helhet med forbrennings- eller antenningskanaler (2, 19-21, 37) ved en e-dimensjonsavstand som velges i forhold til den faktiske type drivmiddel og dets ønskede forbrenningsegenskaper og ved at minst en av det totale antall ytterflater av disse drivrørene, før initieringen av ladningen, som er tilgjengelig for initiering, har blitt behandlet med en inhibisjon, overflatebehandling eller overflatebelegning (13-18, 33-36) som forsinker propageringen av antennelsen til denne overflaten, slik at overflatebehandlingen og perforeringene gjør at drivrørene brenner etter hverandre med et visst overlapp.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat minst to av de perforerte drivrør (48-52) omfattet i ladningen har blitt anordnet etter hverandre.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2 for produksjon av såkalte modulladninger som består av drivenhetsladninger (10-22) innkapslet i et forbrenningshus eller anordning for beskyttelse mot vær, klima og/eller slitasje og hvor ladningene er utført på en slik måte at de kan kombineres til et optimalt antall for å danne ladninger med ønsket energiinnhold hvor hver slik delladning har en sentral antennelseskanal (22) for propageringen av antennelsen mellom alle delladninger samlet for å forme en enhet,karakterisert vedat det kombinert med hver modulladning er minst to meget perforerte drivrør (28-30) av hvilke hvert yte drivrør (28, 29) er inhibert, overflatebehandlet eller belagt med en substans (16-18) med en annen forbrenningsrate langs ytterflatene, slik at drivrørene får antenne ved propagering i en bestemt og gjensidig delvis overlappende tennsekvens.

4. Drivladning for våpen med løp som har et sirkulært utvendig tverrsnitt og en svært høy ladningstetthet og høy progressivitet produsert ifølge fremgangsmåten ifølge et eller flere av kravene 1-3, hvor drivladningen omfatter to eller flere radialt, svært perforerte drivrør (10-12, 28-30, 48-52) anordnet konsentrisk inne i hverandre og/eller direkte etter hverandre og med sirkulære utvendige og innvendige tverrsnitt hvor hvert ytre drivrør har et innvendig hulrom med et tverrsnitt tilpasset ytterdiameteren av et innvendig drivrør som kan anordnes deri,karakterisert vedat og hvor hvert drivrør i sin helhet er perforert med forbrennings- eller antennelseskanaler (2, 19-21, 37) anordnet radialt i tverrsnittet av drivrørene, idet kanalene er separert fra hverandre i avstander eller e-dimensjoner tilpasset for det respektive drivrør i forhold til ønskede forbrenningstider og type drivmiddel inneholdt deri, og at drivrørene (10-12, 28-30, 48-52) er inhibert med en substans med lavere forbrenningsrate enn selve drivrøret på tidspunktet for antennelse av ladningen.

5. Drivladning ifølge krav 4,karakterisert vedat drivrøret omfatter lag av saktebrennende drivmiddel (47) for å forsinke propageringen av antennelsen anordnet mellom de forskjellige drivrør.

6. Drivladning ifølge krav 4-5,karakterisert vedat den har blitt formet eksternt som en modulladning (10-21) av en type som tidligere er beskrevet som sådan.

7. Drivladning ifølge krav 4-6,karakterisert vedat de forskjellige drivrør (10-12, 28-30, 48-52) produseres fra forskjellige drivmidler med forskjellige forbrenningsrater og som perforeres i forskjellige e-dimensjonsavstander.

8. Drivladning ifølge krav 4-7,karakterisert vedat for flere drivrør (10-12, 28-30, 48-52) anordnet inn i hverandre, har et drivrør tidligere antent ved propagering, ved hjelp av en valgt e-dimensjon og/eller en valgt type drivmiddel, blitt gitt en lengre forbrenningstid enn et drivrør senere antent ved propagering.