PT79517B - Anti-personnel fragmentation liner - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIÇÃO DO INVENTO
Esta invenção refere-se a aperfeiçoamentos em armas anti -pessoal, e em particular a sulcos controlados no invólucro de uma munição de fragmentação feitos para regular o tamanho, peso e raio de acção dos estilhaços resultantes.
As armas anti-pessoal estão sujeitas a uma série de requisitos dispares. Fundamentalmente, as armas anti-pessoal devem desintegrar-se em fragmentos individuais, ou estilhaços, com uma forma tsl que um máximo de danos seja causado â carne humana. Por razões analisadas mais adiante em maior pormenor, e particularmente para as granadas de mão, estes-fragmentos devem também ter formas que permitam que a resistência ao ar dissipe a energia dos fragmentos em distâncias curtas, a fim de os tornar inofensivos a uma distância pré-determinada do ponto da explosão que os produziu. Naturalmente, a adaptabilidade â mori tagem de uma munição completa é mais uma consideração de fabrico a ter em conta na concepção de uma arma anti-pessoal satisfa tória.
E claro que estes requisitos têm sido objecto de estuda e desenvolvimento consideráveis durante muitos anos.
Quanto ao raio de acção dos fragmentos, as granadas de mão constituem um risco para a pessoa que as lança, a menos que o lançamento seja feito de posições preparadas. Por esta razão, a Organização do Tratado do Atlântico-Norte (NATO) manifestou a ideia de que as granadas de mão devem ser letais dentro da cinco metros a partir do ponto de rebentamento, mas inofensivas a 20 - 25 metros. Tentou-se resolver esta necessidade ds várias maneiras mas nenhuma das tentativas foi plenamente satisfatória.
Os alemães produzem granadas de corpo de plástico. No interior da granadas há vários milhares de esferas de aço de pequeno diâmetro, dispostas solidariamente com a carga explosiva. Embora esta granadas seja letal à distância de 5 metros, algumas esferas alcançam urna distância tão grande como 80 metros. Nos Estados Onidos e na Ora-Oretanha, um invólucro de chapa metálica de paredes delgadas encerra uma bobina de fio
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fino que constitui uma mola ovóide com espirais cerradas para formar um casquilho. A pequenos intervalos definidos o fio está entalhado. Além disso, a carga explosiva ê interior relati*
vamente à bobina. Pretende-se, nestas circunstâncias, que & ex plosão quebre o fie nos entalhes e produza fragmentos individuais de pequeno tamanho. da prática, porém, a quebra em cada eri talhe nâo resulta e muitos dos gragmentos são múltiplos em vez de simples. Esses fragmentos múltiplos têm uma massa maior e consequentemsnte vão atá mais lonoe, tornando-se letais além da distância do ponto de rebentamento pretendida.
Na Itália foram feitas experiências com granadas de corpo de plástico em que os fragmentos individuais são modelados de modo a terem urna aerodinâmica negativa colando-os em camada dei. gada à superfície interna do corpo da granada ou invólucro exte rior e enchendo seguidamente o interior dc invólucro com a carga explosiva.
Embora este últime método dê os resultados pretendidos, é preciso fabricar milhões de fragmentos com forma aerodinâmica adequada, pois cada granada contêm aproximadamente 1000 fragmeri tos. Einalmente, cada fragmento tem de ser colado no lugar no que é presumivelmente uma operação de fabrico trabalhosa, difícil e dispendiosa.
Determinou-se que, para alcançar estes objectivos preteri didos, é necessário ter fragmentos com uma rnassa tão baixa qua_n to possível e dar-lhes uma velocidade inicial tão alta quanto possível. A alta velocidade á conseguida com uma razão elevada entre explosivo e massa de fragmentos e modelando estes fragmejg tos de modo que a resistência ao ar esgote rapidamente a energia dos fragmentos.
Por conseguinte, a alta velocidade inicial dos fragmentos dará letalidade em alcance curto e a rnassa e resistência ao ar dos fragmentos dissipará a energia nos alcances mais longos.
Chama-se a atenção para algumas considerações adicionais. Os projecteis de artilharia e de morteiro, as bombas, as minas terrestres, as granadas de mão e outras munições semelhantes são
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»4dispositivos de alta densidade e por isso apresentam pesos unitários extremamente elevados. Naturalmente, a redução desses pesos unitários ê muito desejável para se obter rendimento na expedição, no manuseamento e no próprio desfecho sobre o alvo.
No entanto, a redução do peso destas muniçães é conseguida na maioria dos casos diminuindo o tamanho da carga de rebentamento e o peso do invólucro de fragmentação. Nestas circunstânci as, o rendimento no transporte e no manuseamento á conseguido somente com uma nítida diminuição da eficácia, da arma,
A granada de rnão moderna, por exernplo, representa muitos destes dilemas da concepção de muniçães. Por exemplo, as grana das de mão devem ser leves para evitar carregar desnecessariamente o pessoal de combate. Reduza-se o peso e a granada perde, rá a letalidade, porque um invólucro de fragmentação mais leve e uma carga de rebentamento mais pequena têm menos possibilida de de produzir uma distrihuição adequada dos estilhaços com um efeito de impacto apropriado. Uma melhor regulação da forma e da massa dos fragmentos para controlar com mais exactidão o alcance efectivo e o resultado no impacto dos fragmentos é nitidja mente desejável, mas, tal como se fez notar atrás a respeito das granadas italianas, foi conseguida somente através da adopção de processos de fabrico dispendiosos e demorados.
No passado era comum moldar o invólucro exterior de frajg mentação das granadas de mão a partir de ferro fundido pesado. Normalmente estes invólucros tinham superfícies externas segmejg tadas que se assemelhavam a pequenos ananases. Pretendia-se que os sulcos entre os segmentos formassem linhas de fractura quando a carga do interior do invólucro explodisse, para produzir estilhaços com uma forma, massa e distribuição ou dispersão pré-determinadas. Os resultados eram frequentemente menos que dasejáveis, Consoante a qualidade da moldagem, o invólucro podia fragmentar-se segundo um padrão uniforme de estilhaços de massa conveniente. Se a moldagem fosse de algum modo deficiente, porém, o invólucro podia rebentar por um dos sulcos apenas. Neste caso, a granada produzia apenas um forte ruído e uma distribuição de estilhaços nula ou muito irregular, falhando assim cornpletamente o seu objectivo..
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-5Este problema podia ser superado, dentro do possível, com uma inspecção dispendiosa e cuidadosa de cada invólucro de ferro fundido antes de este ser enchido com a carga de rebenta mento e o detonador.
Em conformidade, continua a ser preciso baixar o peso e preço das munições sem comprometer a eficácia destas armas. Pre cisa-se também de um melhor controle sobre a forma, a massa e os padrões de dispersão dos fragmentos. Como estes problemas se referem à granada de mão, é além disso ainda necessária uma maior letalidade em alcance curto e uma maior segurança em alcance mais longo.
Estes problemas são resolvidos em grande parte através da aplicação da invenção. 0 casquilho de munição que caracteri za a invenção produz fragmentos que oferecem uma resistência ao ar adequada e que seriam muito difíceis de fabricar individualmente, 0 casquilho, tal como aplicado em granadas de mão, pode ser feito de um material menos denso que o aço, por ex. alumínio anodisado duro, titânio, material cerâmico e congéneres.
Um invólucro de fragmentação para munições típico que se gue os princípios da invenção é formado por um arranjo de anéis em pilha. Uma superfície transversal de cada um destes anéis tern pelo menos um sulco fundo. A superfície oposta de cada um destes anéis tem um arranjo de sulcos feitos na sua própria superfície. Os sulcos deste arranjo estão dispostos angularmente em relação ao sulco (ou sulcos) da outra superfície do anel. Va riando o número de sulcos, as suas profundidades e orientações angulares respectivas pode-se controlar com exactidão o tamanho, a forma, a massa e o padrão de dispersão dos estilhaços resultantes.
Controlando cuidadosamente as profundidades dos sulcos de lados opostos dos anéis, pode-se formar aberturas, ou buracos, na estrutura anelar nas intersecções dos sulcos. A medida que a munição ê enchida com explosivo urna porção limitada do explosivo flui pelas aberturas e enche os volumes formados entre os sulcos exteriores e o invólucro da munição. Em consequência, a explosão, que ocorre de ambos os lados do casquilho de fragmen63 195
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-6tação, assegura que o casquilho se quebre na forma dos fragmentos individuais de tamanho e forma pré-determinados.
Além dó mais, os sulcos criam ápices aguçados de material de fragmentação que se caracterizam por elevadas concentrações de tensões juntamente com fracas uniões do metal. Isto obriga o casquilho de fragmentação a quebrar-se em fragmentos individuais e não em aglomerados. As concentrações de tensões nos ápices podem mesmo ser aumentadas mediante tratamento têrtni co, por ex. têmpera rápida após o aquecimento.
Us sulcos que criam os ápices são traçados partindo de uma grelha que pode ser configurada para satisfazer requisitos especiais, podendo-se agora obter, por exemplo, fragmentos mais leves com uma massa e um volume maiores que os possíveis até agora nas munições· de produção em massa.
Os ápices de pontas aguçadas que caracterizam a faceta da invenção em consideração são nitidamente mais eficientes no impacto e são superiores aos fragmentos esféricos ou cilíndricos que têm caracterizado grande parte dos métodos anteriores.
Estes anéis, como já se disse atrás, podem ser fabricados a partir de alumínio anodizado duro para se obter fragmentos convenientemente grandes e leves. Deste modo, os fragmentos grandes resultantes estão sujeitos a uma maior resistência ao ar. Estes fragmentos grandes concedem uma eficiência melhorada no alcance curto, enquanto que, pare, as granadas de mão, dá mais segurança à pessoa que lança a granada de uma distância maior, pois a resistência ao ar dissipa mais depressa a energia destes fragmentos maiores e mais leves e reduz assim o raio de acção do rebentamento.
Como o invólucro de fragmentação é montado a partir de anéis individuais, tem-se uma flexibilidade muito maior na disposição destes anéis para se alcançar um padrão pretendido dos estilhaços. Estes anéis são também inspeccionáveis com maior facilidade e por um custo inferior ao de um invólucro de ferro fundido simples e maciço. Um defeito de fabrico em qualquer dos anéis causa uma falha apenas nesse anel quando a carga de rebentamento explode, contrarismente a um invólucro monolítico
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defeituoso, em. aue uma imperfeição na moldagem pode produzir uma arma completamente ineficaz.
0 emprego de alumínio anodizado de acordo com a invenção e o controle superior ...'a fragmentação concedido por esta invenção permitem ainda utilizar munições de pesos unitários menores mas com uma eficiência inalterada.
Resumindo, um casquilho segundo os princípios da invenção ê mais fácil de fabricar que fragmentos isolados colados ao interior de um invólucro ou que a bobina de fio entalhado.
Os fragmentos produzidos com um casquilho do tipo em coji sideração têm coeficientes de aerodinâmica baixos (para melhor dissipar a força imprimida na explosão). Estes fragmentos possuem também um efeito de impacto superior e a forma desejada dos fragmentos ê prontamente obtida.
Embora os casquilho possa^ser feitos de material ferroso denso para algumas aplicações (projecteis ds morteiro e de arti. lharia, por exemplo) para as munições individuais, de que a gra nada de rnão os de carabina é um exemplo caracteristico, pode-se empregar materiais ferrosos de peso específico menor para reduzir o peso unitário da munição sem prejuízo da sua eficácia.
Enchendo todos os sulcos do casquilho, tanto por dentro como por fora, as forças de explosão exercidas em todas as supe_r fícies dos sulcos geram forças resultantes respectivas que se concentram em cada ápice dos fragmentos. Estas forças resultajg tes aumentam assim a possibilidade de uma desintegração completa do casquilho em fragmentos individuais e não em aglomerados.
A introdução de um casquilho inteiriço num invólucro ê uma operação relativamente pouco dispendiosa, contrariamente ao sistema italiano de colar fragmentos individuais ao interior de um invólucro.
Também o peso do invólucro da munição pode ser reduzido. Os plásticos ou outros materiais de baixa densidade podem agora substituir os invólucros de aço ou de ferro fundido relativameri te espessos que até agora eram necessários e que, por serem materiais mais densos, geralmente não rebentavam nos fragmentos
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mais ou menos uniforme desejados.
Consequentemente, a invenção permite fazer fragmentos de forma prê-determinada que pode ser muito elaborada, com facj. lidade e por um custo baixo. A fragmentação completa e uniforme é também possível agora devido à presença de uma carga expio siva em ambos os lados do casquilho de fragmentação.
Estas outras vantagens da invenção são descritas seguida, mente com mais pormenor, em conjugação com os desenhos anexos. Não obstante, o âmbito da invenção ê limitado apenas pelas reivindicações anexas.
A Figura 1 ê uma vista lateral de parte de um casquilho de fragmentação com caracteristicas da invenção;
a Figura 2 é uma vista de cima da parte do casquilho de fragmentação mostrada na Fig. 1;
a Figura 3 é um fragmento característico do casquilho mostrado nas Figs, 1 e 2;
a Figura 4 ê um alçado lateral em corte parcial de parte de um casquilho de fragmentação de granada de mão montado de acordo com a invenção; e
a Figura 5 ê um alçado lateral em corte parcial ds parte de uma casquilho de granada de mão que exemplifica uma outra ca racterística da invenção.
Para uma melhor compreensão da invenção, chama-se a ate_n ção para a Fig. 1, que rnostra um anel de fragmentação 10 com um eixo cilíndrico 12. Segundo a invenção, a periferia exterior do anel 10 tem dois sulcos côncavos circunferenciais em V 13, 14, sendo as profundidades dos sulcos e as dimensões do anel es. colhidas para se obter estilhaços, ou fragmentos, de tarnanho e formato pré-determinados, como descrito mais adiante com maior pormenor. Note-se aqui ainda que o anel 10 ê feito de preferên cia de alumínio anodizado para se obter um invólucro de fragmejg tação menos pesado que rebente em fragmentos maiores e de baixa massa.
Como se pode ver melhor na Fig. 2, o anel 10 tem uma sé63 195
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-9rie de sulcos 15 feitos na sua periferia interior. Estes sulcos individuais que formam a série 15 também têm a forma de V, sendo cada um geralmente perpendicular ao ápice côncavo dos sulcos 13, 14 da periferia exterior do anel 10 (Fig. l).
Recorde-se que o tamanho, a forrna e a distribuição dos estilhaços produzidos quando a carga de rebentamento (não repre sentada nas Figs. 1 e 2) fragmenta o anel 10 são controlados pe. las profundidades dos sulcos 13, 14 e pelos sulcos da série 15, bem como pelas dimensões do anel 10. Explicando melhor, as pro fundidades dos ápices dos sulcos côncavos 13, 14 em pontos de in tersecção comum com os sulcos orientados perpendicularmente da série 15 formam aberturas com forma de diamante, de que as aber. turas 17, 20 são um exemplo caracteristico. Estas aberturas 17, 20 não só permitem a introdução da carga de explosivo de rebentamento por qualquer dos lados do anel 10, como descrito adiante, mas também definem o tamanho e a forma dos fragmentos estabelecendo os cantos dos fragmentos. Assim, quando o anel 10 re benta, os ápices côncavos dos sulcos que ligam aberturas adjacentes formam linhas de fractura pré-determinadas que produzem fragmentos de tamanho e formato geralmente uniforme, A Fig. 3 mostra um fragmento caracteristico 21. Note-se na Fig. 3 que a massa do fragmento 21 é determinada pelos lados 22, 23, 24 e 25 das aberturas que definiram o seu tarnanho global. A eficácia do fragmento 21 é aumentada ainda pelas cristãs ou dobras 26,
27 em lados opostos do fragmento nos cimos dos sulcos respcctivos de que o fragmento ê fcrmado. Em certos casos poderá também ser desejável produzir altas concentrações de tensões nas do. bras 26, 27. Consoante o material escolhido para o casquilho de fragmentação, estas concentrações de tensões podem ser criadas por tratamento térmico, de que a têmpera rápida após o aquecimento é um exemplo.
Como apontado anteriormente, a espessura e a largura do anel 10 (Fig. l) as profundidades dos sulcos 13, 14 e os sulcos individuais das séries 15, l. determinam o tamanho e a forma dos fragmentes resultantes, nestas circunstâncias, os fragmentos têm uma uniformidade invulgar de forma e massa. Consequen-
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temente, o padrão de dispersão e o diâmetro efectivo deste padrão para qualquer munição são uniformes e perfeitamente previ siveis.
As formas e as orientações angulares relativas dos sulcos 13, 14 e dos sulcos das áéries 15, - podem também ser variadas para se adaptarem a operações de fresagem preferidas para produzir um padrão de rebentamento particular, propriedades aerodinâmicas particulares, etc.. Assim, em vez dos sulcos transversais 13, 14 feitos na periferia exterior do anel 10, p_o de haver um ou mais sulcos em espiral. Igualmente, a série de sulcos 15 pode ser orientada segundo um ângulo agudo relativamente aos sulcos 13, 14 em vez da orientação perpendicular rela tiva mostrada no desenho.
Ainda corno variante ilustrativa da invenção, pode-se fazer sulcos transversais côncavos na periferia interior do anel 10 e fazer os sulcos côncavos orientados axialmente na periferi a exterior do anel 10.
Charna-se agora a atenção para a Fig. 4, que mostra um casquilho de fragmentação 30 para granada de mão montado segundo princípios da invenção. Um grupo de anéis 31, 32, 33, 34, cada um com um diâmetro diferente e sulcados do modo descrito em relação ãs Fins. 1 e 2, está alinhado relativamente ao eixo longitudinal 35. Os anéis 31, 32, 33, 34 estão assentes em recessos correspondentes de um invólucro exterior 36. 0 invólucro 36 tem uma configuração cilíndrica escalonada para se adaptar aos diferentes diâmetros dos anéis aí alojados e para conce der â granada um perfil global com a forma habitual que melhor serve para ser agarrada com a mão e depois apontada e atirada. Além disso o invólucro 36 pode ser feito a partir de um plástico robusto e leve ou de outro material adequado, para reduzir ainda mais o peso global da granada.
As aberturas 17, 20 (mostradas na Fig, 1 e não representadas na Fig. 4) dão comunicação entre o interior dos anéis res. pectivos 31, 32, 33, 34 e a superfície que está em contacto com o invólucro exterior 36. Assim, à medida que a carga de rebentamento derretida (não representada nos desenhos) é vertida para
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a cavidade ôca formada pelos anéis 31, 32, 33, 34, uma parte dessa carga flui pelas aberturas e enche os sulcos da periferia exterior dos anéis respectivos. No rebentamento, a carga presente em ambos os lados dos sulcos explode e produz pars cada fragmento uma resultante de forças que se concentra, no ápice ou dobra da superfície exterior, assegurando ainda mais a desintegração do casquilho 30 em fragmentos individuais.
A Fig. 5 mostra um outro aspecto da invenção. Como ilustrado, cada um dos anéis alinhados axialmente e sulcados 37, 40, 41, 42 para um invólucro de fragmentação 43 de granada de mão está unido ao anel contíguo por meio de flanges dispostas trans, versalments 44, 45, 46. Deste modo, um invólucro de fragmentação monolítico é formado a partir das estruturas anelares básicas. Embora os casquilhos de fragmentação mostrados nos desenhos sejam montados com anéis empilhados, pode-se usar um casqui lho cilíndrico ou hexagonal, bem como qualquer outro formato ade, quado, para os fins desta invenção, o qual, como referido atrás, depende em grande parte da formação de sulcos mutuamente interseccionados de profundidade e socção adequadas nas superfícies interior e exterior do casquilho de fragmentação para se obter estilhaços adequados.
Note-se relativamente ãs Figs. 4 e 5 que os diferentes diâmetros dos anéis 31 a 34 e 37, e 40 a 42, respectivamente, seguem o formato ovóide de uma granada sem que os frsgmentos das extremidades da munição tenham um tamanho menor.
Assim, segundo a invenção cria-se um prccesso e um disp£ sitivo para formar o invólucro de fragmentação para uma munição. A técnica mostrada e descrita produz munições menos pesadas com uma eficácia inalterada, em que o tamanho, a forma, a massa e o padrão de distribuição dos estilhaços podem ser controlados de_n tro de limites muito mais rigorosos que os possíveis até agora.
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DESCRIPTION OF THE INVENTION
This invention relates to improvements in anti-personnel weapons, and in particular to grooves controlled in the enclosure of a fragmentation ammunition made to regulate the size, weight and radius of action of the resulting shards.
Anti-personnel weapons are subject to a number of disparate requirements. Fundamentally, anti-personnel weapons must disintegrate into individual fragments, or shrapnel, in such a way that a maximum of damage is caused to human flesh. For reasons discussed in more detail later, and particularly for hand grenades, these fragments must also have shapes which allow the air resistance to dissipate the energy of the fragments over short distances in order to make them harmless at a pre- -determined from the point of explosion that produced them. Of course, the morbidity of a complete ammunition is yet another manufacturing consideration to be taken into account in the design of a satisfactory personal anti-personnel weapon.
Of course, these requirements have undergone considerable study and development over many years.
As for the range of action of the fragments, hand grenades constitute a risk to the person who launches them, unless the launching is made of prepared positions. For this reason, the North Atlantic Treaty Organization (NATO) has expressed the idea that hand grenades must be lethal within five meters from the burst point, but harmless to 20 - 25 meters. This need has been attempted in many ways but none of the attempts have been fully satisfactory.
The Germans produce plastic body grenades. Within the grenades are several thousand small diameter steel balls, arranged in solidarity with the explosive charge. Although this grenade is lethal at a distance of 5 meters, some spheres reach a distance as large as 80 meters. In the Onid States and Ora-Oretanha, a thin walled sheet wrap encloses a coil of wire
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which forms an ovoid spring with closed coils to form a bush. At short intervals the wire is notched. In addition, the explosive charge is relatively internal,
the coil. It is intended, in these circumstances, that " splice " break the fillet into " small " individual fragments. of practice, however, the break in each eri tal does not work, and many of the graxments are multiples rather than simple. These multiple fragments have a larger mass and consequently will go up to lonoe, becoming lethal beyond the distance of the desired burst point.
In Italy experiments were carried out with plastic body grenades in which the individual fragments are shaped so as to have negative aerodynamics by gluing them to layer. to the inner surface of the body of the grenade or outer casing and then filling the interior of the casing with the explosive charge.
While this latter method yields the desired results, it is necessary to fabricate millions of fragments with suitable aerodynamic shape, as each grenade contains approximately 1000 fragrances. Finally, each fragment has to be glued in place in what is presumably a laborious, difficult and expensive manufacturing operation.
It has been determined that in order to achieve these pre-empted objectives it is necessary to have fragments as low as possible and give them an initial velocity as high as possible. High speed is achieved with a high ratio of explosive to mass of fragments and modeling these fragments so that the air resistance rapidly depletes the energy of the fragments.
Therefore, the initial high velocity of the fragments will give lethality in the short range and the mass and air resistance of the fragments will dissipate the energy in the longer reaches.
Attention is drawn to some additional considerations. Artillery and mortar shells, bombs, land mines, hand grenades and similar ammunition are
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»4 devices of high density and therefore have extremely high unit weights. Of course, the reduction of such unit weights is highly desirable for obtaining yield upon shipment, handling and the actual outcome over the target.
However, the reduction of the weight of these munitions is achieved in most cases by decreasing the size of the bursting charge and the weight of the shredding shell. In these circumstances, the yield on transport and handling is achieved only with a clear decrease in the effectiveness, the weapon,
The modern grenade, for example, represents many of these dilemmas of ammunition design. For example, handcrafts should be lightweight to avoid unnecessarily loading combat personnel. The weight is reduced and the grenade will lose lethality because a lighter shredding casing and a smaller bursting charge are less able to produce an adequate distribution of the shrapnel with an appropriate impact effect. Better regulation of the shape and mass of the fragments to more accurately control the effective range and result on the impact of the fragments is clearly desirable, but, as noted above with respect to Italian grenades, was achieved only through adoption costly and time-consuming manufacturing processes.
In the past it was common to cast the outer casing of framed hand grenades from heavy cast iron. Usually these shells had external surfaces segmejgated that resembled small pineapples. The grooves between the segments were intended to form fracture lines when the load on the inside of the casing exploded to produce chips having a predetermined shape, mass and distribution or dispersion. The results were often less than rangeable. Depending on the quality of the molding, the shell could fragment according to a uniform pattern of convenient mass shards. If the molding were somehow deficient, however, the shell could burst through one of the grooves only. In this case, the grenade produced only a strong noise and a distribution of shrapnel null or very irregular, thus failing to complete its objective ..
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This problem could be overcome, as far as possible, with a costly and careful inspection of each cast iron casing before it is filled with the bursting charge and the detonator.
Accordingly, it remains necessary to reduce the weight and price of munitions without compromising the effectiveness of these weapons. A better control over the shape, mass and dispersion patterns of the fragments is also required. As these problems refer to hand grenade, further lethality is still required in short range and greater safety in longer range.
These problems are solved largely through the application of the invention. The ammunition bushing which characterizes the invention produces fragments which provide adequate air resistance and which would be very difficult to manufacture individually. The bushing, as applied to hand grenades, may be made of a material less dense than steel, for example. hard anodised aluminum, titanium, ceramic material and the like.
A typical ammunition fragmentation shell embodying the principles of the invention is formed by a stack ring arrangement. A transverse surface of each of these rings has at least one bottom groove. The opposing surface of each of these rings has an arrangement of grooves made on its own surface. The grooves of this arrangement are angularly disposed relative to the groove (or grooves) of the other surface of the ring. By varying the number of grooves, their depths and respective angular orientations, the size, shape, mass and dispersion pattern of the resulting shards can be accurately controlled.
By carefully controlling the depths of the grooves on opposite sides of the rings, openings, or holes, may form in the annular structure at the intersections of the grooves. As the ammunition is filled with explosive a limited portion of the explosive flows through the apertures and fills the volumes formed between the outer grooves and the ammunition shell. As a result, the explosion, which occurs on both sides of the
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Ensures that the ferrule breaks in the form of the individual fragments of predetermined size and shape.
In addition, the grooves create sharp apexes of fragmentation material which are characterized by high stress concentrations together with weak metal bonds. This forces the fragmentation shell to break into individual fragments rather than into clusters. The stress concentrations at the apexes can even be increased by standard treatment, e.g. quenching after heating.
The grooves which create the apexes are drawn from a grid which can be configured to meet special requirements, for example, lighter fragments having a mass and a volume which may be greater than are possible in production ammunitions in large scale.
The pointed apexes characterizing the facet of the invention under consideration are markedly more impact efficient and are superior to the spherical or cylindrical fragments which have characterized a large part of the foregoing methods.
These rings, as already mentioned above, may be fabricated from hard anodized aluminum to obtain conveniently large and light fragments. Thus, the resulting large fragments are subject to increased air resistance. These large fragments give improved efficiency in the short range, while stopping the hand grenades gives more safety to the person firing the grenade from a greater distance as the resistance to air dissipates the energy of these larger and faster fragments faster. and thus reduces the radius of action of the burst.
Since the shredding shell is assembled from individual rings, there is a much greater flexibility in the arrangement of these rings to achieve a desired pattern of shrapnel. These rings are also inspectable more easily and at a lower cost than a simple and massive cast iron casing. A manufacturing defect in any of the rings causes a failure only in that ring when the bursting charge explodes, unlike a monolithic envelope
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defective, in. that an imperfection in molding can produce a completely ineffective weapon.
The use of anodized aluminum according to the invention and the superior control ... the fragmentation granted by this invention still allows to use ammunition of smaller unit weights but with an unchanged efficiency.
In short, a bushing according to the principles of the invention is easier to manufacture than isolated fragments glued to the interior of a shell or the notched shell.
The fragments produced with a bushing of the type under consideration have low aerodynamic coefficients (to better dissipate the force impressed in the explosion). These fragments also have a superior impact effect and the desired shape of the fragments is readily obtained.
While the bushings may be made of dense ferrous material for some applications (for example, mortar shells and articles) for individual ammunition, of which the size of carbine is a characteristic example, to use ferrous materials of lower specific gravity to reduce the unit weight of the ammunition, without prejudice to its effectiveness.
By filling all the grooves of the bush, both inside and out, the burst forces exerted on all surmounts of the grooves generate respective resulting forces which concentrate at each apex of the fragments. These resultant forces thus increase the possibility of complete disintegration of the bush into individual fragments rather than into agglomerates.
The introduction of an integral bushing into a housing is a relatively inexpensive operation, unlike the Italian system of gluing individual fragments into a housing.
Also the weight of the ammunition casing can be reduced. Plastics or other low-density materials can now replace the relatively thick steel or cast iron shells that were previously required and which, because they were denser materials, generally did not burst into fragments
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more or less uniformly desired.
Accordingly, the invention allows to make fragments of predetermined form which can be very elaborate, with facj. and low cost. Full and uniform fragmentation is also possible now due to the presence of a scattering charge on both sides of the shredding bush.
These further advantages of the invention are described below in more detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the scope of the invention is limited only by the appended claims.
Figure 1 is a side view of part of a fragmentary bushing having features of the invention;
Figure 2 is a top view of the fragmentation bushing portion shown in Figure 1;
Figure 3 is a typical fragment of the bushing shown in Figures 1 and 2;
Figure 4 is a partial cross-sectional side elevation of part of a hand grenade fragmentation bush assembled in accordance with the invention; and
Figure 5 is a partial cross-sectional side view of a hand grenade bushing which exemplifies a further feature of the invention.
For a better understanding of the invention, reference is made to Figure 1, which shows a fragmentation ring 10 with a cylindrical axis 12. According to the invention, the outer periphery of the ring 10 has two circumferential V-shaped concave grooves 13 , 14, the depths of the grooves and the dimensions of the ring being. collected to obtain shards, or fragments, of predetermined size and shape, as described in more detail below. It is further noted herein that the ring 10 is preferably made of anodized aluminum to provide a lighter fragrance sheath which burst into larger and lower mass fragments.
As best seen in Fig. 2, the ring 10 has a cross-sectional view.
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9 of grooves 15 made on its inner periphery. These individual grooves forming the series 15 are also V-shaped, each being generally perpendicular to the concave apex of the grooves 13, 14 of the outer periphery of the ring 10 (Fig. 1).
It is recalled that the size, shape and distribution of the shrapnel produced when the bursting load (not shown in Figs. 1 and 2) fragments the ring 10 is controlled e.g. the depths of grooves 13, 14 and the grooves of the series 15, as well as the dimensions of the ring 10. By further explaining the apex depths of the concave grooves 13, 14 at points of common intersection with the perpendicularly oriented grooves of the series 15 form diamond-shaped openings, of which the openings. 17,20 are a typical example. These openings 17, 20 not only allow the burst explosive charge to be introduced on either side of the ring 10, as described below, but also define the size and shape of the fragments by establishing the corners of the fragments. Thus, when the annular ring 10, the concave apexes of the adjacent connecting apertures forming predetermined fracture lines producing fragments of generally uniform size and shape, Fig. 3 shows a feature fragment 21. Note Fig. That the mass of the fragment 21 is determined by the sides 22, 23, 24 and 25 of the apertures which have defined their overall pitch. The effectiveness of fragment 21 is further augmented by Christians or folds 26,
27 on opposite sides of the fragment at the apex of the respacing grooves of which the fragment is formed. In certain cases it may also be desirable to produce high stress concentrations at temperatures below. 26, 27. Depending on the material chosen for the shredding sleeve, these stress concentrations can be created by heat treatment, that the rapid quenching after heating is an example.
As noted above, the thickness and width of the ring 10 (Fig. 1) the depths of the grooves 13, 14 and the individual grooves of the series 15, 1. determine the size and shape of the resulting fragments, under these circumstances the fragments have an unusual uniformity of shape and mass. Consequently,
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The actual dispersion pattern and diameter of this standard for any ammunition are uniform and perfectly predictable.
The relative angular shapes and orientations of the grooves 13, 14 and the grooves of the apertures 15, - may also be varied to adapt to preferred milling operations to produce a particular burst pattern, particular aerodynamic properties, etc. Thus, in instead of the transverse grooves 13, 14 made in the outer periphery of the ring 10, in that there is one or more spiral grooves. Likewise, the series of grooves 15 may be oriented at an acute angle relative to the grooves 13, 14 instead of the relative perpendicular orientation shown in the drawing.
In yet an illustrative variant of the invention, concave transverse grooves can be made in the inner periphery of the ring 10 and make the concave grooves axially oriented on the outer periphery of the ring 10.
Attention is now drawn to Fig. 4, which shows a fragmentation bush 30 for hand grenade assembled according to principles of the invention. A group of rings 31, 32, 33, 34, each having a different diameter and grooved in the manner described with respect to the Ends. 1 and 2 is aligned relative to the longitudinal axis 35. The rings 31, 32, 33, 34 are seated in corresponding recesses of an outer shell 36. The shell 36 has a cylindrical configuration staggered to accommodate the different diameters of the rings housed therein and to provide the grenade with a generally shaped profile which is best suited to be grasped by the hand and then pointed and thrown. In addition, the casing 36 may be made from a sturdy and lightweight plastic or other suitable material to further reduce the overall weight of the grenade.
The apertures 17, 20 (shown in Fig. 1 and not shown in Fig. 4) communicate between the interior of the res. and the surface which is in contact with the outer shell 36. Thus, as the molten burst charge (not shown in the drawings) is
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the hollow cavity formed by the rings 31, 32, 33, 34, a part of that charge flows through the apertures and fills the grooves of the outer periphery of the respective rings. Upon bursting, the charge present on both sides of the grooves explodes and produces for each resultant fragment a force that concentrates, at the apex or fold of the outer surface, further ensuring disintegration of the bush 30 into individual fragments.
Fig. 5 shows a further aspect of the invention. As shown, each of the axially aligned and grooved rings 37, 40, 41, 42 for a hand grenade fragmentation shell 43 is attached to the contiguous ring by means of transverse disposed flanges 44, 45, 46. Thus, a monolithic fragmentation envelope is formed from the basic annular structures. Although the fragmentation bushings shown in the drawings are assembled with stacked rings, a cylindrical or hexagonal shell may be used, as well as any other suitable format for the purposes of this invention, which, as noted above, depends in large part of the formation of mutually intersecting grooves of suitable depth and spacing on the inner and outer surfaces of the shredding bush to provide suitable shards.
Note relative to Figs. 4 and 5 that the different diameters of the rings 31 to 34 and 37 and 40 to 42, respectively, follow the ovoid shape of a grenade without the ends of the ammunition having a smaller size.
Thus, according to the invention there is provided a method and apparatus for forming the fragmentation shell for an ammunition. The technique shown and described produces less-heavy ammunition with unaltered effectiveness, wherein the size, shape, mass and pattern of splinter distribution can be controlled over much stricter limits than hitherto possible.
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Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PT7951784A PT79517B (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Anti-personnel fragmentation liner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PT7951784A PT79517B (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Anti-personnel fragmentation liner |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PT79517A PT79517A (en) | 1984-12-01 |
| PT79517B true PT79517B (en) | 1986-08-12 |
Family
ID=20083577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PT7951784A PT79517B (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Anti-personnel fragmentation liner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PT (1) | PT79517B (en) |
-
1984
- 1984-11-16 PT PT7951784A patent/PT79517B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT79517A (en) | 1984-12-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM3A | Annulment or lapse |
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