NO833740L

NO833740L - Taake-kastelegeme.

Info

Publication number: NO833740L
Application number: NO833740A
Authority: NO
Inventors: Manfred Weber
Original assignee: Feistel Pyrotech Fab
Priority date: 1982-10-16
Filing date: 1983-10-14
Publication date: 1984-04-17
Also published as: EP0108939A2; DE3238455C2; DE3238455A1; US4622899A; EP0108939A3

Description

Tåke- kastelegeme

Fra "Berichte des Instituts fur Chemie der Treib- und Explosionsstoffe der Fraunhofer Gesellschaft, Jahrestagung 1975", Karlsruhe 1975, side 185-194 fremgår det at infrarød-stråling med bestemte bølgelengder absorberes selektivt av atmosfæriske bestanddeler, hvorved der oppstår såkalte "atmosfæriske vinduer". Disse ligger ved bølgelengder på 0,7-1,5 ym og fra 2 til opptil 8-12 ym. Det har derfor vært nærliggende å benytte seg av denne erkjennelse ved anvendelse av Rayleighs lov og anvende støv som tåke til kamuflasjeformål, se f.eks. DE-B 27 29 055.

Disse støv gir imidlertid bare en utilfredsstillende optisk dekning og oppviser en relativt høy synkehastighet.

Det er derfor en hensikt med oppfinnelsen å skaffe en innretning som gjør det mulig å skaffe både en optisk dekkende og en IR-absorberende tåke hvor virkningen av den IR-absorberende komponent varer lenger. Dette lykkes ved hjelp av et tåke-kastelegeme bestående av en boks med tenninnretning samt tåkesats og antennelsessats som virker oppdelende,karakterisert vedat der over hinannen er anordnet to forskjellige tåkesatser hvorav den ene frembringer en optisk tåke ved eksoterm omsetning og den andre er et pulver med IR-absorberende egenskaper, og at antennelsessatsen resp. oppdelingssatsen er anordnet i midten av de to tåkesatser.

Virkningen av denne innretning er sannsynligvis som følger: Det utskutte tåke-kastelegeme antenner i sin bane eller liggende på bakken) den oppdelende virkende antennelsessats for den optisk virkende tåkesats. Denne blir oppdelt i mange små partikler som faller ned på bakken og herunder frembringer tåke og varme. Der oppstår på denne måte en rekke små felter med oppadgående luftstrømning.

Umiddelbart etter antennelsen av den optiske tåkesats blir også oppdelingssatsen for støvet antent, hvorved støvet fordeles i den optiske tåke. Som følge av virkningen av det store antall termikkfelter er det mulig å holde pulvertåken svevende vesentlig lenger enn hva som hadde vært mulig uten tilsetning av optisk tåke. Eventuelt spiller også suspensjons-og ladningsadskillelseseffekter en rolle.

En kombinasjon hvor IR-satsen er et metallpulver og

den optiske tåkeblanding består av lagvis over hinannen og med slisser utførte presslegemer, samtidig som slissene danner en kanal til å romme antennelsessatsen, har vist seg spesielt virksom. Disse presslegemer vil også i oppdelt tilstand som relativt store partikler avbrenne forsinket og ikke spontant, slik at der for det første stadig tilføres optisk tåke og for det andre dannelsen av adskilte termikkfelter hvori de synkende pulverpartikler holdes svevende eller endog kan beveges oppover, understøttes.

Den foreliggende oppfinnelse foreskriver at tåkesatsen, dvs. pulveret, skal anbringes i en separat beholder i boksen adskilt fra den optiske tåkesats. Denne beholder har en sentralt anordnet rørstuss som oppdelingssatsen befinner seg i.

Denne enkle løsning gjør det mulig å tilpasse oppdelings-resp. antennelsessatsene til tåkekomponentene slik at den optimale sats kan tilordnes hver tåke. Herunder er det hen-siktsmessig å lukke bunnen av stussen med en folie, noe som letter montasjen og hindrer kjemiske reaksjoner mellom satsene.

Særlig gode resultater oppnås hvis der som pulver anvendes et lamellært pulver, fortrinnsvis kobberpulver. Dette pulver foreligger på markedet og oppviser en spesifikk overflate på 3.200-16.000 cm<2>/g ved diametre på 1,9-0,45 ym. Lamell-strukturen av partiklene har ifølge utførte undersøkelser spesielt gunstig innvirkning i kombinasjon med de eksoterme reaks joner.

For å hindre at pulveret under fylleoperasjonen i beholderen og ved lagringen bakes sammen og deretter ikke lenger kan suspenderes tilfredsstillende, foreslås det å la pulveret få tilsatt et skillemiddel såsom ammoniumfosfat, teflon og høydispers kieselsyre alene eller eventuelt i kombinasjon.

En videre hensikt med den foreliggende oppfinnelse består i å øke effektiviteten av de frembragte tåkevegger.

Hvis en slik tåke f.eks. frembringes mens det blåser,

vil den ofte fjerne seg for raskt fra de gjenstander som skal beskyttes. I prinsippet er det mulig å skyte ut flere etter hverandre følgende kastelegemer med forskjellig rekke-vidde for på denne måte å forlenge tåkeveggen i horisontal retning.

Denne fremgangsmåte er imidlertid unøyaktig, idet der mellom de enkelte tåkefelter fås for store mellomrom.

Det foreslås derfor å anordne flere pyrotekniske tåkesatser over hinannen. Hver tåkesats oppviser i denne forbindelse en antennelses- og oppdelingssats. Enhetene er adskilt fra hverandre ved en skilleskive. De befinner seg i separate beholdere som antennes i ønskede avstander etter hverandre ved hjelp av en i skilleskiven anordnet forsinkelse.

De separate beholdere kan inneholde forskjellige mengder tåkesatser, og spesielt kan flere pyrotekniske satser kombi-neres med flere metallpulversatser.

Videre er det mulig å føre ut satsene ved hjelp av en rakett. Motoren antenner den første sats i flukten. Denne første sats blir sprengt og fordeler tåkesatsen eksplosjons-artig til flere sider med en god kulekarakteristikk.

Etter avbrenning av forsinkelsen for den følgende sats blir denne antent, og dette gjentar seg frem til den forreste sats. Der oppstår således en kjede av tåker som flyter sammen til en lang vegg.

Endelig er det mulig å tilordne pulversatsene til de enkelte pyrotekniske satser på en slik måte at pulversatsene uten forsinkelse eller med relativt kort forsinkelse bringes ut i det pyrotekniske tåkedekke.

Som oppdelingssats for pulveret kan der anvendes en

i og for seg kjent sats bestående av ca. 60% perklorat og 40% metallpulver, f.eks. aluminium og magnesium.

Et presslegeme av klorgiver, metalloksid og ammoniumklorid samt

5-40 vektprosent tiokarbamid

20-70 vektprosent ammoniumperklorat

1- 3 vektprosent aluminiumpulver med en kornstørrelse

på ^ 100 ym og

5-30 vektprosent bindemiddel

eller et presslegeme som er bygd opp på basis av rødt fosfor, har vist seg særlig egnet.

En slik tåkesats er beskrevet i DE-A 30 31 369, og det samme gjelder den i denne forbindelse foreslåtte antennelses-resp. oppdelingsblanding som fortrinnsvis skal anvendes.

I denne forbindelse henvises det til kravene.

Tåkesatsen kan imidlertid også være oppbygd på basis

av rødt fosfor (se ovenfor), som likeledes kan bearbeides til presslegemer med egnede bindemidler.

Fortrinnsvis anvendes der presslegemer som er blitt presset ved trykk på 500-1500 bar. Disse legemer oppviser etter oppdelingen fortsatt en tilstrekkelig liten overflate, dvs. er store nok til at de ikke avbrenner for raskt.

Den foreliggende oppfinnelse egner seg spesielt for såkalt nærbeskyttelse.

Det er også uten videre mulig å overlagre de to tåke-komponenter en tredje virkningsretning, nærmere bestemt ytterligere å forsterke den virkning som ved anvendelse av metall-støv allikevel allerede foreligger mot radaroppdagelse, eller gi en slik virkning ved anvendelse av andre støv. Til dette formål foreslås det ifølge oppfinnelsen å blande inn i pulver-satsen et i og for seg kjent glassfibermateriale med fiber-lengder på 2-30 mm, såkalt hakkelse.

Det etterfølgende eksempel utgjør en av de mulige kombi-nasjoner. Som pulverkomponent ble valgt lamellært kobber med en overflate i henhold til Fisher på mellom 3.200 og 16.000 cm 2/g. Dette tilsvarer diametre av pulverpartiklene på 1,9-0,4 ym. I kobberpulveret ble der innblandet ca. 0,5 vektprosent høydispers kieselsyre. Oppdelingssatsen for denne IR-tåke besto av 60 vektprosent ammoniumperklorat og 40 vektprosent magnesium/aluminium-pulverblanding.

Den optiske tåkesats ble fremstilt på følgende måte:

En sats på 2,2 kg PVC-pulver, 3,3 kg zinkoksid (tørket), 2,2 kg ammoniumklorid og 2,64 kg tiokarbamid ble presset gjennom en sikt med en maskevidde på 0,3-0,5 mm og deretter intensivt blandet. Deretter ble satsen ført inn i en kna-maskin og blandet til en deig med 2,4 kg (regnet på prøve-legemet) av et høyviskøst elastomerbindemiddel i 15 min. Etter avslutning av knaoperasjonen ble 7,26 kg ammoniumperklorat som var bearbeidet ved den samme sikteoperasjon, tilsatt. Denne sats ble knadd i ytterligere 15 min, deretter strøket ut på tørkerister og deretter tørket i 6 timer ved en temperatur på 45°C. Deretter ble den oppnådde tørre masse findelt i en friksjonssnittemaskin og endelig presset til presslegemer under et trykk på ca. 100 bar.

Presslegemene var runde og oppviste i midten en korsformet sliss til opptagelse av oppdelings/antennelses-satsen. Disse skiver ble lagt lagvis over hverandre og oppdelings/antennelses-satsen anordnet i slissene og i boksen. Denne sats ble fremstilt på følgende måte: I en blandebeholder ble 1,2 kg magnesiumpulver og 0,9 kg vivianitt godt sammenblandet. Til denne forblanding ble der satt 0,8 kg klorparafin (pulverformet) som var oppløst i 2 liter perkloreten. Oppløsningen ble blandet godt med for-blandingen i en blander i 10 min. Deretter ble 2,39. kg amorft bor tilsatt og blandeoperasjonen gjentatt i 5 min. Som siste satskomponent ble 4,71 kg svartkruttmel (på to-komponentbasis, dvs. uten svoveltilsetning) ført inn i blandebeholderen og blandet inn i ca. 10 min. Deretter ble den oppløsningsmiddel-fuktige sats rystet gjennom en 1,5 mm sikt og spredd ut på tørkerister. Etter en tørketid på 5 timer ved +45°C kunne satsen presses til stenger ved et pressetrykk på 1.500 bar.

Denne oppdelings/antennelses-sats egnet seg fremragende for en behersket kontrollert oppdeling av presslegemer.

Metallpulveret ble fylt i beholderen, og den tilhørende oppdelingssats ble fylt i det i midten av beholderen anordnede rør. Beholderen ble anordnet i boksen over den optiske tåke-ladning, og boksen ble lukket med et deksel. Under boksen ble tennhodet skrudd på, og den pyrotekniske sats ble antent.

Der oppsto en optisk tåke av fremragende kvalitet og meget tydelig utpreget IR-virkning. Denne IR-virkning besto overraskende nok vesentlig lenger enn hvis bare pulveret ble spredd. Ved spredning av pulver alene fikk man virknings-tider som var avhengig av meteorologiske betingelser og lå

på ca. 15-30 s, mens de optiske tåker kunne være virksomme i 2 min og mer.

Ved kombinasjonen ifølge oppfinnelsen ble der fastslått en IR-effektivitet på klart over 30 s.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen.

Fig. 1 viser oppbygningen av kastelegemet.

Fig. 2 viser presslegemet for den optiske tåkesats.

Fig. 3 viser oppbygningen av den optiske sats i boksen. Fig. 4 viser en kombinasjon av flere pyrotekniske tåkesatser. Fig. 5 viser anordningen av satsene i en rakett. Kastelegemet består av boksen 5 med tennhodet 9 og deksel 10. Tennhodet inneholder et kruttkammer 11 samt en forsinkel-sessats 12.

I tilslutning til tennhodet 9 er der i boksen anordnet først en optisk tåkesats 1 som består av lagvis over hverandre liggende tabletter. Slissene i tablettene flukter slik at

der oppstår en korsformet kanal til mottagelse av en antennelses/oppdelings-sats 3. Over denne tåkesats er en beholder 7 skjøvet inn i boksen 5 og fastlåst ved hjelp av en bajonett-lås 13.

Beholderen 7 er et sylindrisk legeme med et sentralt anordnet rør 6 som i bunnen er lukket ved hjelp av en folie 8.

Beholderen 7 inneholder pulveret 2, mens oppdeleren

4 er anordnet i røret. Boksen 5 og samtidig beholderen 7

er lukket av dekselet 10.

Denne oppbygning oppviser fremstillingstekniske fordeler. Det er imidlertid også mulig å tilordne pulverbeholderen 7 til tennhodet 9 og å anordne tåketablettene 1 lagvis over beholderen 7. Da tennoperasjonen foregår ekstremt raskt, oppstår der på denne måte ingen vesentlige forskjeller.

Fig. 2 viser de slissede tåketabletter som skal anvendes. Ved endene av slissene er legemets struktur svekket. Som

vist ved 2c og 2d vil strukturen her briste særlig lett.

Ved eksplosjon av oppdeleren kan således kompaktere partikler som ved avbrenning danner de enkelte stasjonære kilder for oppadgående strømning for det suspenderte pulver, bli slynget bort. Som følge av avstandene mellom tåkekildene er der sørget for tilstrekkelig temperaturforskjell mellom den omgivende luft og de tilnærmet adiabatisk oppstigende "tåkesøyler".

Der hersker med andre ord i tåken en meget ujevn temperatur-profil. Vanlige tåker som dannes ved avbrenning eller ut-støtning fra en eneste kilde, har derimot en meget jevn tempe-raturprofil, hvori der som følge av manglende potensiale ikke kan dannes noen termikk. Denne tåke virker som helhet som en adiabatisk blære. Fig. 3 viser nærmere oppbygningen av den optiske tåkesats med boks 5, lagvis over hverandre liggende tabletter 1 og i slissene i tablettene innskjøvede antennelses/opp-delings-partikler 3. Kanten av boksen 5 strekker seg naturligvis høyere enn hva som er vist på figuren, og opptar pulverbeholderen . Fig. 4 viser kombinasjonen av en multippelladning med pyrotekniske tåker.

Den første sats er inneholdt i boksen 5. Den annen sats befinner seg i den separate beholder 7 som ligger over og er forbundet med boksen 5. Boksen 5 og beholderen 7 er eks-plosjonsbeskyttet adskilt fra hinannen ved skilleskiven 14

på en slik måte at spredningen av den i boksen 5 foreliggende sats ikke påvirker den overliggende sats.

I skilleskiven 14 er forsinkelsen 15 anordnet.

Virkemåten er som følger:

Ved tenning av den i boksen 5 anordnede sats blir denne spredd og forsinkelsen 15 antent. Den i beholderen 7 anordnede sats beveger seg videre i banen beskyttet av skilleskiven 14 og oppdeles på et annet sted etter utbrenning av forsinkelsen 15. Som følge av den kuleformede karakteristikk av tåkeutslyngningen flyter grensene for tåken over i hverandre. Der oppstår således en vegg svarende til antallet av de ut-plasserte enkeltladninger.

Den på fig. 4 viste kombinasjon oppviser to ladninger.

Det er naturligvis mulig å forbinde tre eller flere separate kastelegemer med hverandre, samtidig som også metallpulversatser kan være mellomkoblet.

Fig. 5 viser anordningen ifølge oppfinnelsen i en rakett. Denne består av en motor 16, et raketthode 19 og en støtte-konstruksjon som her er vist å bestå av tre steg 17.

Som et eksempel er vist en metallpulversats og to separate pyrotekniske tåkesatser. Stegene 17 kan være innleiret i beholderveggene som vist på tverrsnittet 5b. Stegene er opp-lagret i skiver 20 og forankrer hodet 19 til motoren 16.

Satsantallet er ikke begrenset til de tre viste satser. Tvertimot kan etter behov også ytterligere satser tilføres. Spesielt fordelaktig er det mellom disse å bygge inn de ovenfor nevnte metallpulversatser.

Virkemåten er her som følger:

Rakettmotoren driver raketten i sin bane. Etter en på forhånd fastlagt tid antennes den første sats, som så spres. Som følge av stegene 17 blir de ytterligere satser i stilling og antennes etter tur etter avbrenning av sine forsinkelser.

I denne forbindelse kan rakettmotoren være slik dimensjonert at den skaffer en drivvirkning inntil tenning av den siste tåkesats 18.

Claims

1. Tåke-kastelegeme bestående av en boks (5) med tenninnretning (9) samt tåkesats (1) og antennelsessats (3) som virker oppdelende, karakterisert ved at der over hinannen er anordnet to eller flere tåkesatser (1, 2) som befinner seg i separate, innbyrdes forbundne beholdere (5, 7), samtidig som disse antennelses- resp. oppdeler-satser (3, 4) er tilordnet de to tåkesatser i midten av disse.

2. Tåkelegeme som angitt i krav 1, karakterisert ved at den tåkesats (1) som slutter seg til tenninnretningen (9), frembringer en optisk og/eller en IR-absorberende tåke ved eksoterm omsetning og den eller de tilgrensende satser inneholder et pulver (2) med IR-absorberende egenskaper eller en eller flere ytterligere pyrotekniske tåkesatser (1) som består av presslegemer og har slisser samt er anordnet slik lagvis at slissene danner en kanal til å romme antennelsessatsen (3), og hvis kamre er adskilt fra hinannen ved en skilleskive (14) med et i midten anordnet forsinkelsesstykke (15).

3. Tåkelegeme som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at pulveret er anordnet i en separat beholder (7) som har en rørstuss (6) og er anordnet i boksen (5), og som oppdelingsladningen (4) befinner seg i.

4. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at der til tåkesatsene (1, 2) er knyttet forskjellige antennelsessatser (3, 4), og at rørstussen (6) er lukket i bunnen med en folie (8).

5. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at pulveret for den IR-absorberende tåke er kobberpulver, fortrinnsvis lamellært kobberpulver med en overflate på 3.200-16.000 cm 2/g og diametre på 1,9-0,45 ym.

6. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at pulveret inneholder et skillemiddel, fortrinnsvis ammoniumfosfat og/eller teflon og/eller høydispers kieselsyre.

7. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at oppdelingssatsen (4) for pulveret (2) er en i og for seg kjent blanding av ca.

60% perklorat og ca. 40% metallpulver (Al, Mg).

8. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at den optiske tåkesats består av et i og for seg kjent presslegeme av klorgiver, metalloksid og ammoniumklorid samt 5-40 vektprosent tiokarbamid 20-70 vektprosent ammoniumperklorat 1- 3 vektprosent aluminiumpulver med en kornstørrelse på. S 100 ym og 5-30 vektprosent bindemiddel eller er bygd opp på basis av rødt fosfor.

9. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at antennelsessatsen (3) for den optiske tåke er en i og for seg kjent blanding med oppdelende virkning og bestående av magnesiumpulver, malt svartkrutt, oksygengiver og bindemiddel, samtidig som magnesiumpulveret har en partikkelstørrelse på 100 ym,, og at antennelsessatsen eventuelt inneholder amorft bor og som katalysator et jern(II)/jern(III)-kompleks.

10. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at beholderen (7) for pulveret er fastholdt i boksen (5) ved hjelp av en bajonett-lås.

11. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at der i pulveret (2) er innblandet en komponent som virker i radarområdet, og som består av glassfibre med lengder på 2-30 mm (hakkelse).

12. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at veggtykkelsen av beholderne (5, 7) for de pyrotekniske tåker, lagtykkelsen av presslegemene (1) og antennelsessatsene (3, 4) med oppdelende virkning er forskjellig dimensjonert (ausgelegt).

13. Tåkelegeme som angitt i et av de foregående krav, karakterisert ved at antennelsesinnretningen er en rakettmotor (16), og at flere beholdere (7) for pulver (2) er holdt slik sammen ved hjelp av en støttekonstruksjon at rakettmotoren (16) forblir forbundet med beholderen for den sats (18) som ligger forrest i bevegelsesretningen inntil denne tennes.

14. Tåkelegeme som angitt i krav 13, . karakterisert ved at beholderne er omgitt av steg (17) som støtter dem, og som er forbundet med rakettmotoren (16) og et raketthode (19).

15. Fremgangsmåte til frembringelse av en tåke som på samme tid dekker optisk og i IR-området, karakterisert ved at man avbrenner en eksotermt reagerende tåke og suspenderer et pulver, fortrinnsvis et lamellært metallpulver, i denne tåke.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, karakterisert ved at man oppdeler og avbrenner pressede tåkesatser og suspenderer pulveret i disse.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 15 eller 16, karakterisert ved at man oppdeler og avbrenner tåkesatser som er presset under et trykk på 500-1.500 bar, og suspenderer pulveret i disse.