NO339365B1

NO339365B1 - Kaviterende kjerne

Info

Publication number: NO339365B1
Application number: NO20084978A
Authority: NO
Inventors: Andrey Albertovich Polovnev; Volodymir Shaymukhametovich Khasiakhmetov
Original assignee: Andrey Albertovich Polovnev; Volodymir Shaymukhametovich Khasiakhmetov; Dsg Tech As
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2016-12-05
Also published as: EP2053342A1; WO2007126330A1; EP2053342B1; US8082851B2; EP2053342A4; RU2316718C1; US20090064888A1; NO20084978L

Description

KAVITERENDE KJERNE

Denne oppfinnelse vedrører ammunisjon for missilvåpen og skytevåpen og kan brukes ved utforming av harpunpiler for armbrøster og harpunvåpen så vel som ved utforming av prosjektiler til håndvåpen, artilleri og sports- og jaktvåpen brukt for skyting under vann, fra luften og ned i vann, i luften og fra vann til luft. Mulighet for skyting i vann er angitt for hvert våpensystem individuelt.

Utbredt interesse for undervannssport stimulerer frembringelsen av kaviterende kjerner for skyting på undervannsmarkører som sport og undervannsjakt med armbrøster, harpunvåpen og skytevåpen.

Behovet for å frembringe kaviterende kjerner oppstår fra det faktum at harpunpiler for armbrøster og harpunvåpen saktner av i vannet og stanser raskt på grunn av viskøst fluids hydrodynamiske motstand, og tilgjengelige kuler ment for skyting i luften mister sin stabilitet etter at de har trengt inn i vannet, og stanser innenfor 0,5-0,7 m.

Det finnes informasjon om 4,5 mm og 5,66 mm ammunisjon med et kaliberprosjektil laget i form av en kaviterende kjerne med lengde på mer enn 21 kaliber. Kjernen går stabilt i vannet på grunn av at det dannes en naturlig kavitasjon, men er ikke stabilisert for flukt i luften (se Ivanov V.N. "Zniitochmash - razrabotchik patronov" - VPK: Voenny Parad (mili-tærparade), 01/02 2001, side 38...39, i nedenstående benevnt "Ivanov", Chikin A.M. "Morskie Diavoly" - Moskva, "Veche" forlag, 2003, side 272...275, i nedenstående benevnt "Chikin", Ardashev A.N., Fedoseev S.L., "Oruzhie spetsialnoe, neobychnoe, exoticheskoe" - Moskva, "Voennaya technika" forlag, 2001, side 172... 177, i nedenstående benevnt "Ardashev mfl.").

For vellykket å treffe mål i atmosfæren og i vannmiljøet må kaviterende kjerner beholde sin stabilitet mens de beveger seg både i luften og i vannet, så vel som at de må glatt passere grensesjiktet (luft-vann og vann-luft).

Stabil flukt for den kaviterende kjerne i luften tilveiebringes ved akterdelen som kan ha form som et flerbladet haleparti ved aerodynamisk stabilisering. Og ved spinnstabilisering kan den ha en konisk-sylindrisk form for å gi kjernen gyroskopisk stabilitet.

Fra teknisk litteratur er det kjent at høyhastighetsbevegelse av den kaviterende kjerne i vannet ledsages av dannelsen av en naturlig kavitet som vider seg ut bak den kaviterende kant av kjernens sekantspissdel. Kavitetens kontur ligger nær omdreiningsellipsoiden, idet dens endedeler samsvarer med den asymptotiske lov om strålespredning ("asymptotic law of jet spread") og er konstant over størstedelen av prosjektilbanen under vann (se Gurevich M.l. "Teoria struy idealnoy zhidkosti" - Moskva, Physical-mathematical Literatu-re Publishing (forlag for fysisk-matematisk litteratur), 1961, side 160...168, 410...460, i nedenstående benevnt "Gurevich"; Yakimov Yu.L. "Ob integrale energii pri dvizhenii s malymi tchislami kavitatsii I predelnyh formah kaverny" - Academy of Science of the USSR (det sovjetiske vitenskapsakademi), Fluid and Gas Mechanics (fluid- og gassme-kanikk), Nr. 3, 1983, side 67...70).

Det er også velkjent at den største kavitetsdiameter DK avhenger av kavitasjonstallet a, kaviterende kants diameter d og dens kaviteringsmotstandsindeks cx:

Kavitasjonstallet a avhenger av det hydrauliske trykk P og vanndensiteten p, så vel som av vanndamptrykket i kaviteten (Po~ 0,02 kg/cm<2>) og kjernehastigheten V:

Kavitetens lengde avhenger av dens største diameter DK:

Innledende kavitetsdimensjoner overskrider langt kjernens dimensjoner. For eksempel er lengden til kaviterende kjerner i ammunisjon for sports- og jaktvåpen 25...60 mm, mens for kjernehastighet på 800 m/s er kavitetens lengde ved 2 m dyp mer enn 13 m og for kjernehastighet på 500 m/s er kavitetens lengde på 2 m dyp mer enn 5 m. Lengden av kavitetens endedeler (forreste og bakre seksjon) utgjør 10 % av dens totale lengde; deres kontur er konstant og i samsvar med den asymptotiske lov om strålespredning ("asymptotic law of jet spread").

Stabilisering av kjernen i kaviteten er tilveiebrakt via dens akterdel på grunn av ensidig periodisk spyling og glidning langs kavitetskonturen med dens glideflate; den største diameter på den sirkel som omskriver tverrsnittet av akterdelen, angir derfor den kaviterende kjernes kaliber.

Spredning ("scatter") på prosjektilbanen under vann avhenger av geometrien til kjernens hodedel, hvilken påvirkes av vannpartikler som unnslipper fra den kaviterende kant, og også av dybden og arealet av inertispyling av kjerneakterdelens glideflate som bestemmer verdien på den ensidige glidemotstand.

Når den sentrale del eller hodedelen spyles i kaviteten, mister kjernen sin stabilitet, ruller og saktner av via sideflaten.

Idet den beveger seg i kaviteten, mister kjernen sin kraft til å overvinne kavitasjonsmotstanden F:

Kjernens hastighet V på undervannsstrekningen S avhenger av dens masse m, utgangshastighet Voog kavitasjonsmotstand F:

Med fallet i kjernehastigheten V vokser kavitasjonstallet a og kavitetsdimensjonene LK og DK reduseres; med dybdeøkningen oppstår dessuten dimensjonsreduksjonen og kavitetssammenfallet mot kjernens akterdel tidligere, med høyere hastighet V og med kortere strekning S.

I løpet av kavitetssammenfallet oppstår det, utenom kavitasjonsmotstanden F, fluidvisko-sitetsmotstand på kjerneoverflaten som øker den totale hydrodynamiske motstand betydelig.

I henhold til hydrodynamikklover kunne rekkevidden for å treffe mål under vann økes ved å øke kjernemassen m, så vel som ved å redusere den kaviterende kants diameter d og indeksen for dens kavitasjonsmotstand Cx. For disse formål må den kaviterende kjernes kontur samsvare med konturen på kavitetens forreste del, hvilken har et konstant volum langs størstedelen av prosjektilbanen under vann.

En kaviterende kjerne som er beregnet til å skytes fra spesialvåpen, er kjent fra publika-sjoner (se beskrivelse i patent RU 2112205, Int. Cl.<6>F42B 30/02, publisert 27.05.1998). Kjernens hodedel med en flat sekantspissflate har form som en avkortet kjegle; den sentrale del og akterdelen er sylindriske og tilsvarer våpenkaliberen. For stabilisering i luften er kjernens hodedel laget av wolframlegering og den sentrale del og akterdelen med haleparti er laget av aluminium. Denne kjernes kontur tilsvarer geometrien til kjente kaviterende kjerner for 4,5 mm ammunisjon (se Ivanov, Chikin, Ardashev mfl.), derfor er kjernen under vann stabilisert i den dannede kavitet.

Ulempen med denne kaviterende kjerne med lengde på mer enn 21 kaliber ligger i dens geometri, hvor, for at den skal samsvare med kavitetskonturen, den kaviterende kants diameter skal økes; dette resulterer i dannelsen av en kavitet med et overdimensjonert volum, og et utvidet mellomrom mellom glideflaten og kavitetskonturen fremmer betydeli-ge vinkeloscillasjoner og dyp inertispyling av smale blader på halepartiet. De ovennevnte ulemper resulterer i spredningsvekst langs prosjektilbanen undervann og i reduksjon av rekkevidde for treff på mål under vann.

Det finnes informasjon om en kaviterende kjerne som er beregnet til å avfyres fra skytevåpen ved bruk av en avkastprosjektilhylse (discarding sabot). I denne kjerne er den koniske hodedel med en sylindrisk seksjon sammenføyd med den flate sekantspissflate langs den kaviterende kant. Den sentrale sylindriske del har sirkulære spor for fastgjøring i avkastprosjektilhylsen, og akterdelen er laget i form av et flerbladet haleparti med trekan-tede finner som har en skarp kant på glideflaten (se beskrivelse i patent US 5955698, Int. Cl.<6>F42B 15/20, publisert 21.09.1999).

Ulempen med denne kjente design ligger i at den kaviterende kjernes kontur er betydelig underdimensjonert i forhold til kavitetskonturen; det reduserer kjernens masse og styrke. En skarp kant på halepartibladers glideflate utsettes for dypspyling på grunn av dens lille areal, og det resulterer i økt glidemotstand. Mellomrommet mellom kjernen og kavitetskonturen ved basisen av kjernens hodedel er vesentlig redusert, slik at vannpartikler som unnslipper fra den kaviterende kant, øver tilleggspåvirkning på hodedelen. De ovennevnte ulemper resulterer i spredningsvekst langs prosjektilbanen undervann og i reduksjon av rekkevidden for treff på undervannsmål.

Den nærmeste analog (prototyp) til denne oppfinnelse som er angitt i patentkravene, er en kaviterende kjerne som er beregnet til å skytes fra skytevåpen ved bruk av en avkastprosjektilhylse. Den kaviterende kjerne har en hodedel som er sammenføyd med en sekantspissflate langs den kaviterende kant, en sentral del og en akterdel med en glideflate; den kaviterende kjernes kaliber er angitt ved maksimumsdiameteren til den sirkel som omskriver akterdelens tverrsnitt. I planet for kjernens aksiale lengdesnitt er toppvinkelen for tangenter til sekantspissflaten ved punktene hvor den er sammenføyd med hodedelen, 60°-180°, og omhyllingskonturen for kjernetverrsnittene er innrammet av omrisset av tre sammenføyde avkortede kjegler som er innskrevet i den dannede kavitets kontur. Stabilisering av den kaviterende kjerne i luften kan tilveiebringes gjennom rotasjon eller gjennom det aktre haleparti (se beskrivelse i patentet RU 2268455, Int. Cl.<7>F42B 10/38, publisert 20.01.2006).

Ulempen med denne kjente design ligger i at konturen av tre sammenføyde, avkortede kjegler ikke kan motsvare den nøyaktige tilnærmelse av kavitetsomrisset, så den kaviterende kjernes geometri er ikke optimal, og den kaviterende kjernes masse er alltid angitt for liten, derved er rekkevidden for å treffe mål under vann også redusert. Dessuten kan denne design på en kaviterende kjerne ikke brukes uten en avkastprosjektilhylse for skyting fra armbrøster og harpunvåpen, så vel som fra skytevåpen.

Formålet med den gitte oppfinnelse er å øke effektiviteten i treff på mål under vann under skyting fra skytevåpen og missilvåpen i luft og i vann.

Teknisk resultat er frembringelsen av en kaviterende kjerne med konturen nær opp til konturen til den forreste ende av kaviteten.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Det nevnte tekniske resultat oppnås ved å benytte en

kaviterende kjerne omfattende en hodedel sammenføyd med en sekantspissflate langs en kaviterende kant; en sentral del; og en akterdel med en glideflate, hvor kjernens kaliber er angitt ved maksimumsdiameteren til den sirkel som omskriver akterdelens tverrsnitt. Det særegne ved den kaviterende kjerne ifølge denne oppfinnelse er at den konturlinje som omhyller tverrsnittene fra den kaviterende kant til kjernekaliberen i planet for kjernens aksiale lengdesnitt, er begrenset gjennom følgende avhengighet:

- Dxer den gjeldende diameter, angitt i mm, på kjerneomhyllingskonturen R; - d er diameteren, angitt i mm, på den kaviterende kant; - Lxer den gjeldende avstand, angitt i mm, fra den kaviterende kant til kjernekaliberen; - 9 = 60°...270° er toppvinkelen for tangentene til sekantspissflaten ved punktene for dens sammenføyning, med den kaviterende kant målt fra hodedelens side; og - N = (2tt/9)°'4...(2tt/9)0'2 er kjernevolumsfaktoren, hvor kjernekaliberen er lik den gjeldende diameter på kjerneomhyllingskonturen Dx.

Den kaviterende kjernes spissflate kan ha form av en andregradsflate, f.eks. et kuleseg-ment eller en rotasjonsparaboloide, eller form av en konisk åpning.

Kjernens hodedel kan ha et smalt, sirkulært spor med minste diameter lik 1,1-1,7 av den kaviterende kants diameter.

Glideflatens helningsvinkel i retning av hodedelen, når målt i forhold til kjernens lengdeak-

se og sett i planet for kjernens aksiale lengdesnitt, kan være 1°-2,5°.

Videre kan glideflatens helningsvinkel i retning av kjernebunnens endeflate, når målt i forhold til kjernens lengdeakse og sett i planet for kjernens aksiale lengdesnitt, være 1°-2,5°.

Videre kan akterdelen med glideflate ha form av et flerbladet haleparti.

Videre kan akterdelen med glideflate ha form av et flerbladet haleparti med en sylindrisk bunnseksjon.

Videre kan akterdelen med glideflate være laget av materiale med mindre densitet enn hodedelen og den sentrale del, hvor akterdelen med glideflate kan ha form av flerbladet haleparti, og hvor akterdelen med glideflate kan være innrettet til å kunne rotere i forhold til den kaviterende kjernes lengdeakse.

Videre kan den kaviterende kjerne være laget av lett deformerbart materiale.

Videre kan den kaviterende kjerne være laget av lett deformerbart materiale med en indre fylling av høydensitetsmateriale.

Videre kan den sentrale del og akterdelen være laget av materiale med mindre densitet og styrke enn kjernens hodedel, og hodedelen kan være utstyrt med et høyfast element i form av en stav eller en mantel.

Det fremlagte system av oppfinnelsestrekk gjør det mulig, innenfor utvendige dimensjoner for konvensjonell ammunisjon, å utforme kaviterende kjerner som har en økt rekkevidde for treff på mål under vann under skyting i luften og i vannet. Dette skyldes en optimal avstemming til kavitetskonturen, redusert kavitasjonsmotstand og spredning langs pro-sjektilbanens undervannsseksjon.

Dimensjoner på kaviterende kjerner for kjernelengde opp til 6 kaliber tillater oppnåelse av spinnstabilisering i luften, og for kjernelengde på mer enn 6 kaliber stabilisering med haleparti.

Den foreliggende oppfinnelses opphavsmenn har fastslått at innenfor området kaviterende kjerners praktiske anvendelse er kavitasjonsmotstandsindeksen Cx, for verdier av kavitasjonstallet a = 0,002...0,1, ikke avhengig av formen på spissflatens sentrale del, hvilken kan være avrundet eller forsynt med en konisk åpning, men avhenger av toppvinkelen q> til tangenter ved sammenføyningspunktene med den kaviterende kant, og er angitt ved for- melen:

Dessuten avviker den med 2 til 7 % fra indeksen c*for koniske flater, fremlagt på side 443 i Gurevichs arbeid.

For å redusere spesifikk belastning på den kaviterende kjernes spissflate, må vinkelen q> være ulik 180°; dette tillater bruk av kaviterende kjerner ikke bare av wolframlegering eller av stål, men også av lett deformerbare materialer som f.eks. ikke-jernmetall-legeringer. Når vinkelen 9 er mer enn 270°, avtar imidlertid den kaviterende kants styrke, og med vinkelen 9 mindre enn 60° blir forholdet ved kavitetsdannelsen upålitelig.

For en stabil kaviterende bevegelse må den kaviterende kjerne stemme overens med kaviteten på en slik måte at når den berører kavitetskonturen med sin glideflate, holder mellomrommet seg på et passende nivå i dets hodedel og sentrale del og avtar jevnt i bunndelen. For å oppfylle disse krav må den kaviterende kjernes kaliber D være lik den gjeldende diameter Dxpå omhyllingskonturen R. Diameteren til resten av kjernetverrsnittene, fra den kaviterende kant til kaliberen D som befinner seg ved avstanden L, må ikke være større enn omhyllingskonturen R. Overskridelse av konturen R resulterer i spyling av den kaviterende kjernes flate som rager ut over omhyllingskonturen R, og i tap av stabilisering når den beveger seg i kaviteten. Underskridelse av omhyllingskonturen R resulterer i reduksjon i den kaviterende kjernes masse, men kan kompenseres via dens lengde, f.eks. i utformingen av kjernen med haleparti. I den optimale utførelsesform må den kaviterende kjernes kontur være sammenfallende med konturen R, og alle konstruksjonsele-menter som f.eks. sirkulære spor, gjenger og langsgående spalter må være innenfor rammen av konturen R.

Den kaviterende kjernes kontur R, så vel som kavitetsomrisset, avhenger av den kaviterende kants diameter d og av kaviteringsmotstandsindeksen Cx uttrykt i leddene for vinkelen9. Kjerner med ulik volumfaktor N, som må være i området (2tt/9)<0>'<4>til (2tt/9)<0>'<2>, kan tilpasses kavitetskonturen. Når denne volumfaktor N settes for lav, avtar den kaviterende kjernes styrke; når volumfaktoren N settes for høy, overskrider den gjeldende diameter Dxpå den kaviterende kjerne den gjeldende diameter på kaviteten.

Glideflatens areal bestemmes i overensstemmelse med inertiparametrer for kjernen. Underdimensjonert glideareal øker inertispylingsdybden, mens overdimensjonert glideareal øker glidemotstanden, hvilke begge resulterer i spredningsvekst langs undervannsseksjonen av prosjektilbanen.

Kaviterende kjernedimensjoner i henhold til oppfinnelsen er begrenset av ammunisjons-dimensjonene; f.eks. lengden på harpuner for fjærharpunvåpen eller pneumatiske harpunvåpen kan utgjøre mer enn 1,2 m.

De ovennevnte avhengigheter som ville kunne brukes for beregning av en kjerne med lengde fra tre til ett hundre og seksti kaliber, ble oppnådd under utregninger og deretter verifisert praktisk under skyting fra harpunvåpen, armbrøster og skytevåpen.

Oppfinnelsen blir forklart mer detaljert ved faktiske eksempler som ikke på noen måte innskrenker omfanget av patentkravene og bare er ment for at fagfolk bedre skal forstå oppfinnelsens kjerne. I beskrivelsen av konkrete eksempler på utførelsesformene av oppfinnelsen er det henvisninger til de medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1, fig. 2, fig. 3 og fig. 4 er det første, andre, tredje og fjerde eksempel på utførelses-former av kaviterende kjerne i henhold til denne oppfinnelse idet den befinner seg i kaviteten; Fig. 5, fig. 6 og fig. 7 er det første, andre og tredje eksempel på utførelsesformer av kaviterende kjerne i henhold til denne oppfinnelse idet den befinner seg i ammunisjon. Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en kaviterende kjerne som befinner seg i kaviteten for ammunisjonskaliber .308 (0,308 tommer = 7,62 mm) beregnet til å skytes med avkastprosjektilhylse fra rifler.

Den kaviterende kjerne G består av en hodedel 1 sammenføyd langs den kaviterende kant 2 som har diameteren d, med en

sekantspissflate 3, en sentral del 4, og en akterdel 5 med en sylindrisk glideflate 6. Kjernekaliberen D er mindre enn den innvendige diameter i løpsboringen målt ved riflingsfelter. For å hindre deformering av den koniske spissflate 3, er dens topp avrundet. For fast-gjøring i en avkastprosjektilhylse har den sentrale del 4 et spor 7.

Den gjeldende diameter Dxpå den kaviterende kjernes omhyllingskontur på den gjeldende lengde Lx, fra den kaviterende kant 2 til kaliberen D på lengden L (unntatt sporet 7), er sammenfallende med omhyllingskonturen R som svarer til funksjonen:

Den kaviterende kjernes kontur R og kavitetskonturen W stemmer overens på en slik må-te at i kaviteten utgjør kjernerotasjonsvinkelen w mindre enn 1,8°, og mellom konturen W og kjernekonturen R gjenstår det et mellomrom 5 på mindre enn 0,5 mm som avtar jevnt til glideflaten 6.

Den kaviterende kjerne kan være laget av stål eller lett deformerbart materiale, f.eks. av ikke-jernmetall-legeringer (bronse, messing), og for å øke dens masse kan den være fylt med bly eller annen høydensitetslegering, eller den kan i sin helhet være laget av wolframlegering. Kjernen er spinnstabilisert i luften og dens lengde er 1,5 D.

Fig. 2 er et skjematisk oppriss av den kaviterende kjerne idet den befinner seg i kaviteten for ammunisjonskaliber .308 beregnet til å skytes uten avkastprosjektilhylse fra rifler.

Den kaviterende kjerne G består av en hodedel 1 sammenføyd langs den kaviterende kant 2 som har diameteren d, med

sekantspissflaten 3 laget i form av en konisk åpning, en sentral del 4 og en akterdel 5 med en sylindrisk glideflate 6, lik den kaviterende kjernes kaliber D og flaten 8. For å feste den kaviterende kjerne i avkastprosjektilhylsen har den sentrale del 4 et spor l<1>.

Den kaviterende kjerne er fremstilt i form av en mantel 9 av lett deformerbar ikke-jernmetall-legering og fylt med bly 10. Flatens 8 diameter di motsvarer løpsboringens indre diameter målt ved riflingsfelter. Den kaviterende kjernes kaliber D svarer til den ytre diameter på et standardprosjektil kaliber .308 og er større enn diameteren d-i. Under pas-seringen gjennom løpsboringen oppstår det på glideflaten 6 spor 11 fra riflingsspor.

Den gjeldende diameter Dxpå den kaviterende kjernes omhyllingskontur på den gjeldende lengde Lx, fra den kaviterende kant 2 til kaliberen D på lengden L (utenom sporet l<1>), er sammenfallende med omhyllingskonturen R som svarer til funksjonen:

Den kaviterende kjernes kontur R og kavitetskonturen W stemmer overens på en slik må-te at i kaviteten utgjør kjernerotasjonsvinkelen w mindre enn 1,6°, og mellom konturen W og kjernen gjenstår det et mellomrom 6 på mindre enn 0,45 mm som avtar jevnt til glideflaten 6. I kaviteten glir kjernen med sin profilflate 6 som har spor 11 fra riflingsspor, mens flaten 8 ikke berører kavitetskonturen W. I luften er den kaviterende kjerne spinnstabilisert og dens lengde er 4,8 D.

Fig. 3 er et skjematisk oppriss av den kaviterende kjerne idet den befinner seg i kaviteten for ammunisjonskaliber .410 (0,410 tommer = 10,3 mm) beregnet til å skytes med en avkastprosjektilhylse fra glattborede geværer.

sekantspissflate 3, en sentral del 4 og en akterdel 5 med en glideflate 6. Akterdelen 5 er laget i form av et haleparti 13. For fastgjøring i avkastprosjektilhylsen har den sentrale del 4 sirkulære spor 12. Maksimumsdiameteren til den sirkel som omskriver akterdelens 5 tverrsnitt, er lik den kaviterende kjernes kaliber D og er mindre enn løpsboringens indre diameter.

Den gjeldende diameter Dxpå den kaviterende kjernes omhyllingskontur på den gjeldende lengde Lx, fra den kaviterende kant 2 til kaliberen D på lengden L (utenom den sentrale del 4 og den forreste kant av det flerbladede haleparti 13 på akterdelen 5) er sammenfallende med omhyllingskonturen R, som svarer til funksjonen:

Den kaviterende kjernes kontur R og kavitetskonturen W stemmer overens på en slik må-te at i kaviteten utgjør kjernerotasjonsvinkelen w mindre enn 1,4°, og mellom konturen W og hodedelen 1 gjenstår det et mellomrom 6 på mindre enn 0,45 mm som øker i den sentrale del 4 og avtar jevnt til glideflaten 6.

Glidekanten på det flerbladede haleparti er sammenfallende med konturen R, og skråner i forhold til den kaviterende kjernes akse. Dette gjør det mulig å tilveiebringe nøyaktig sammenfall mellom glideflaten 6 og kavitetskonturen W idet det tas hensyn til kavitetskonturens W vinkel y og den kaviterende kjernes rotasjonsvinkel w for å redusere spyledybden på halepartiets 13 blader, og for å minske spredning i vannet.

Glideflaten 6 kan innskrives i den beregnede kontur R. F.eks. kan glideflatens 6 hellingsvinkel B i retning av hodedelen 1 målt i forhold til kjernens lengdeakse være 1,9°, hvilket gjør det mulig å tilveiebringe tilnærmet sammenfall mellom glideflaten 6 og kavitetskonturen W og redusere spyledybden på halepartiets 13 blader og minske spredning i vannet.

Den kaviterende kjerne kan være fremtilt av ikke-jernmetall-legeringer eller av stål, og for å øke massen kan dens hodedel og sentrale del være fylt med bly eller tung wolframlegering. Dessuten kan hodedelen være utstyrt med et høyfast element i form av en stav eller en mantel som tillater flerbruksanvendelse av den kaviterende kjerne, f.eks. for skyting på en undervannsskytebane (se beskrivelse i patent RU 49970 for bruksmønstermo-dell, Int. Cl.<7>F 41 J 1/18, publisert 10.12.2005). Den kaviterende kjernes lengde begren- ses av lengden på ammunisjonen .410 Magnum og utgjør 6,1 D. Under flukten i luften stabiliseres den kaviterende kjerne av halepartiet 13.

Når det brukes rifler, ville det være å foretrekke å fremstille den kaviterende kjernes haleparti av materiale med mindre densitet enn dens hodedel og sentrale del og gjøre den i stand til å rotere om kjernens lengdeakse. Dette hindrer rotasjon av halepartiet sammen med den roterende kjerne, øker aerodynamisk stabilitet i luften og reduserer spredning i vannet.

Fig. 4 er et skjematisk oppriss av den kaviterende kjerne idet den befinner seg i kaviteten for ammunisjonskaliber 5,66 mm beregnet til skyting uten en avkastpatronhylse, f.eks. fra 5,66 mm undervannsmaskinpistolen APS.

Den kaviterende kjerne G består av en hodedel 1 sammenføyd langs den kaviterende kant 2, som har diameteren d, med en sekantspissflate 3, en sentral del 4 og en akterdel 5 med en sylindrisk glideflate 6. Diameteren på hodedelens basis er lik den kaviterende kjernes kaliber D og er også lik diameteren til den sentrale del og akterdelen, og motsvarer våpenkaliberen. I akterdelen 5 finnes det flerbladede haleparti 13, som har en sylindrisk bunnseksjon, som i denne utforming er beregnet til å fastgjøre den kaviterende kjerne i patronhylsen. Den kaviterende kjernes lengde er lik lengden av en standardkjerne for 5,66 mm ammunisjon og utgjør 21,4 D.

Den gjeldende diameter Dxpå omhyllingskonturen til den kaviterende kjernes hodedel 1 på den gjeldende lengde Lx, fra den kaviterende kant 2 til kaliberen D på lengden L, er sammenfallende med omhyllingskonturen R, som svarer til funksjonen:

Den kaviterende kjernes kontur R og kavitetskonturen W stemmer overens på en slik må-te at i kaviteten utgjør kjernerotasjonsvinkelen w mindre enn 2,6°, og mellom konturen W og hodedelen 1 gjenstår det et mellomrom 5 på mindre enn 0,55 mm som øker i den sentrale del 4 og avtar jevnt til glideflaten 6. Glideflatens 6 hellingsvinkel e i retning av kjernens bunnseksjon målt i forhold til kjernens lengdeakse utgjør 1,5° og bestemmes i henhold til kavitetskonturens W vinkel y i kjernens glideområde og kjernens rotasjonsvinkel w i kaviteten. Samtidig er det tilveiebrakt sammenfall mellom glideflaten 6 og kavitetskonturen W, hvilket tillater reduksjon av glideflatens 6 spyledybde og minsking av spredning i vannet. Under flukten i luften stabiliseres den kaviterende kjerne av det flerbladede haleparti 13. For økt stabilitet er senteret til den kaviterende kjernes masse forskjøvet til hodedelen 1 på grunn av bruken av et spisstykke 15 av tung wolframlegering og et lettere stållegeme 16. Dessuten øker en aktre flate 17 av det flerbladede haleparti 13 og den sylindriske bunnseksjon 14 den aerodynamiske motstand og hever stabiliteten til den kaviterende kjerne under dens flukt i luften.

Designer på kaviterende kjerner for armbrøster og harpunvåpen svarer til den kaviterende kjerne vist på fig. 4, men er ulike i lengde og kjernemateriale. For flerbruksanvendelse kan hodedelen 1 være utstyrt med et høyfast element i form av en stav eller en mantel; dessuten kan spisstykket 15 være laget av herdet wolframlegering eller stål. For å øke stabiliteten under flukten i luften og bevegelsen i vannet, kan legemet 16 som har en sentral del og en akterdel, være laget av materiale med lavere densitet, f.eks. plast eller aluminiums-legering.

Standardpiler for armbrøster og harpuner for harpunvåpen har lav utgangshastighet, men relativt overdreven masse. I dette tilfelle er det mulig å øke undervannsrekkevidden for skyting på mål ved å øke den kaviterende kjernes utgangshastighet på grunn av reduksjonen i dens masse. Forskyvningen av senteret for den kaviterende kjernes masse til hodedelen tilveiebringer dens stabile bevegelse etter kavitetssammenfallet og sirkulær spyling av legemet 16 frem til spisstykket 15 skjer i kaviteten.

Fig. 5 er et skjematisk oppriss av fragmentet av .308

Winchester-ammunisjon for sports- og jaktvåpen inneholdende en kaviterende kjerne G, en avkastprosjektilhylse J og en standard-patronhylse U med en tennhette og kruttladning.

Den kaviterende kjerne G fra den kaviterende kant 2 til kaliberen D tilsvarer kjernen på fig. 1 bortsett fra geometrien til hodedelen 1 på lengden 18. Kjernens kontur på lengden 18 er mindre enn konturen R på grunn av hodedelens sylindriske flate 19 og sporet 20 på hodedelen som har diameteren d2, hvilke er lik 1,1-1,7 av den kaviterende kants diameter d; dessuten er diameteren d3til en kant 21 lik den gjeldende diameter Dx.

Avkastprosjektilhylsen J er stivt festet langs sporet 7 på den kaviterende kjerne G og er presset inn i patronhylsen U som er klemt inn i sporet 22. Avkastprosjektilhylsens J ytre

diameter d4passer til den ytre diameter på et standardprosjektil .308, og avkastprosjektilhylsen J blir derfor, når den beveger seg gjennom løpet, klemt i riflingen og vinner tverro-tasjonsvinkelhastighet sammen med kjernen G. Etter utskyting fra løpsboringen deler av-

kastprosjektilhylsen J seg på grunn av sentrifugalkraft i segmenter langs de langsgående spalter 23 og faller av fra den kaviterende kjerne G.

Flaten 19 er beregnet til å kontrollere den kaviterende kants 2 diameter d. Sporet 20 på hodedelen 1 muliggjør skudd ned i vannet i liten vinkel i forhold til vannflaten og øker den kaviterende kjernes evne til å skade. For eksempel, når den kaviterende kjerne kommer opp til vannoverflaten og flaten 24 spyles, skaper sporet 20 med sin kant 25 midlertidig kavitasjonstomrom under kjernen og hindrer spyling av resten av dens overflate. Etter neddykking av kjernen tildannes kaviteten av den kaviterende kant 2 med diameteren d.

Den kaviterende kjerne laget av lett deformerbart materiale blir, etter å ha trengt inn i et ubeskyttet mål, deformert med en bøyning langs sporets 20 diameter 62og snur seg deretter over på siden og øker således det skadde område. Dersom diameteren d2er mindre enn 1,1d, kan imidlertid kjernen deformeres allerede i løpet av bevegelsen under vann og miste sin stabilitet i kaviteten.

Den kaviterende kjerne laget av fast materiale blir, etter å ha kollidert i liten vinkel med en hard gjenstand, brutt av i fliser langs sporets 20 diameter d2, og deretter samhandler kan-ten 21 med diameteren d3med gjenstanden, hvor denne diameter overstiger den kaviterende kants 2 diameter d 2-3 ganger, hvilket er nok til å hindre rikosjett under gjennom-trengningen av gjenstanden. Men når diameteren 62er mer enn 1,7d, kan kjernen brytes av i fliser langs sporet 20.

Fig. 6 viser et fragment av .308 Winchester-ammunisjon for sports- og jaktrifle, hvilket består av en kaviterende kjerne G og en standard-patronhylse U med en tennhette og en kruttladning.

Den kaviterende kjerne G tilsvarer den kaviterende kjerne vist på fig. 2, men om nødven-dig kan den være laget i sin helhet av lett deformerbart materiale, f.eks. messing eller bronse, og kan ha et spor 20 og/eller en flate 19 vist på fig. 5. Dersom den kaviterende kjerne G består av en mantel 9 og er fylt med bly 10, er den, etter å ha truffet målet, deformert og øker således det skadde område.

Den kaviterende kjerne G er langs sin glideflate, som har diameteren D, presset inn i en patronhylse U, som er klemt inn i et spor l<1>. Under skuddet tar diameteren D form av riflingen i løpsboringen, og flaten 8 som har diameteren di, glir langs riflingsfelter. I kaviteten glir kjernen med sin profilflate som har riflingsspor, og flaten 8 berører ikke kavitetskonturen.

Fig. 7 viser .410 Magnum-ammunisjon for glattborede sports- og jaktvåpen, hvilken består av en kaviterende kjerne G, en avkastprosjektilhylse J<7>og en standard-patronhylse U<7>med en tennhette og en kruttladning.

Den kaviterende kjerne G tilsvarer den kaviterende kjerne vist på fig. 3, og omhyllingskonturen for dens tverrsnitt er rammet inn av konturen R. Om nødvendig kan den kaviterende kjerne ha et spor 20 og en flate 19 vist på fig. 5.

Den kaviterende kjerne er festet over sine ringformede spor 26 i en to seksjoners delt avkastprosjektilhylse J', hvor en ytre flates 27 diameter ds passer til løpsboringens kaliber, og en ytre flates 28 diameter d6overstiger løpsboringens kaliber. I ammunisjon settes den kaviterende kjerne G inn i en patronhylse U; med sin bunn vendende til anlegg mot en endeflate 29. For bedre antennelse av kruttladningen er den bakre kant av et flerbladet haleparti 30 laget skrånende. For innkapsling av kruttladningen er en fremre vegg 31 i avkastprosjektilhylsen forseglet langs en delelinje 32 og langs en rullekontur 33 på en patronhylse U' av plast.

Under skuddforløpet glir flaten 27 som har diameteren ds, bortetter løpsboringen og flaten 28 som har diameteren d6, tilveiebringer avstengning mot kruttgass. Kruttgass trenger delvis inn i kapslingen 34 og bidrar til deling av avkastprosjektilhylsen J' og dens atskillel-se fra kjernen G etter å ha forlatt løpsboringen.

Fra forsøk er det kjent at når det skytes med vinkler på mer enn 7° i forhold til horisonten, og for grovt vann mer enn 3° i forhold til horisonten, passerer den kaviterende kjerne ned i vannet uten rikosjett og bevarer sin prosjektilbane.

Ved skyting under vann fra småkalibrede skytevåpen, tilveiebringes utpressing av vannet fra boringen med kruttgass; kjernens utgangshastighet er omtrent 15 % lavere enn ved skyting i luft, og avkasting av avkastprosjektilhylsen fra

kjernen skjer i en gassboble i en avstand på 0,3-0,5 m fra munningen.

Når øvrige ting er like, overstiger massen til kaviterende kjerner i henhold til oppfinnelsen massen til kaviterende kjerner angitt i beskrivelsen i patent RU 2268455, Int. Cl.<7>F42B 10/38, publisert 20.01.2006, med 10-15 %, og under komparative tester med skyting fra luften og ned i vann og under vann for kaviterende kjerner i henhold til oppfinnelsen, ble ikke bare økningen i inntrengningsevne avdekket, men også reduksjonen i spredning på undervannsseksjonen av prosjektilbanen.

Kaviterende kjerner i henhold til oppfinnelsen kan brukes til jakt undervann, forsvar mot rovdyrangrep og til sportsskyting fra harpunvåpen, armbrøster, sports- og jaktvåpen og håndvåpen. Formålstjenlighet ved skyting i vann bestemmes for hver våpentype individuelt.

Ammunisjon med kaviterende kjerner for håndvåpen kan være en del av ammunisjonstil-latelsen for kampsvømmere, marineinfanterister, kystvakter, mannskap på skip og marine-fly.

Storkaliberammunisjon med kaviterende kjerner kan brukes til selvforsvar av sjø- og kystsiktemål fra undervanns-, overflate- og luftangrepsmidler under skyting i luften fra van-lige maskingeværer og våpen på motorbåter og helikoptre, så vel som fra kyst- og skips-baserte artillerisystemer.

Oppfinnelsen kan brukes ved utforming av rakettvåpen som er ment til flukt i luft og/eller kaviterende bevegelse i vann.

Claims

1. Kaviterende kjerne (G) omfattende en hodedel (1) sammenføyd med en sekantspissflate (3) langs en kaviterende kant (2); en sentral del (4); og en akterdel (5) med en glideflate (6), hvor kjernens kaliber (D) er angitt ved maksimumsdiameteren til den sirkel som omskriver kjernens tverrsnitt,karakterisert vedat den konturlinje (R) som omhyller tverrsnittene (Dx) fra den kaviterende kant til kjernekaliberen (D) i planet for kjernens aksiale lengdesnitt, er begrenset gjennom følgende avhengighet: Dx= d x [1 + (Lx/d) x (2 x sin q>/Tr)1/<N>]<N>; hvor - Dxer den gjeldende diameter, angitt i mm, på kjerneomhyllingskonturen (R); - d er diameteren, angitt i mm, på den kaviterende kant (2); - Lxer den gjeldende avstand, angitt i mm, fra den kaviterende kant (2) til kjernekaliberen (D); - 9 = 60°...270° er toppvinkelen for tangentene til sekantspissflaten ved punktene for dens sammenføyning, med den kaviterende kant (2) målt fra hodedelens (1) side; og - N = (2tt/9)°'<4>...(2tt/9)0'<2>er kjernevolumsfaktoren, hvor kjernekaliberen (D) er lik den gjeldende diameter (Dx) på kjerneomhyllingskonturen (R).

2. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat kjernens spissflate (3) omfatter en andregradsflate.

3. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 2,karakterisert vedat andregradsflaten har form av en konisk åpningsflate.

4. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat kjernens hodedel (1) har et smalt sirkulært spor (20) med minste diameter lik 1,1-1,7 av den kaviterende kants (2) diameter (d).

5. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat vinkelen (B) for glideflatens (6) skråstilling i retning av hodedelen (1), når målt i forhold til kjernens lengdeakse og sett i planet for kjernens aksiale lengdesnitt, er 1°-2,5°.

6. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat vinkelen (e) for glideflatens (6) skråstilling i retning av kjernebunnens endeflate, når målt i forhold til kjernens lengdeakse og sett i planet for kjernens aksiale lengdesnitt, er 1°-2,5°.

7. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat akterdelen (5) med glideflate (6) har form av et flerbladet haleparti.

8. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 7,karakterisert vedat akterdelen (5) har en sylindrisk bunnseksjon.

9. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat akterdelen (5) med glideflate (6) er laget av materiale med mindre densitet enn hodedelen (1) og den sentrale del (4); - at akterdelen (5) med glideflate (6) har form av et flerbladet haleparti; og - at akterdelen (5) med glideflate (6) er innrettet til å kunne rotere i forhold til den kaviterende kjernes lengdeakse.

10. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat kjernen (G) er laget av lett deformerbart materiale.

11. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 10,karakterisert vedat kjernen (G) er laget av lett deformerbart materiale med en indre fylling av høydensitetsmateriale.

12. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat den sentrale del (4) og akterdelen (5) er laget av materiale med mindre densitet og styrke enn kjernens hodedel (1).

13. Kaviterende kjerne (G) i henhold til krav 1,karakterisert vedat hodedelen (1) er utstyrt med et høyfast element i form av en stav eller en mantel.