PT86722B - Projectil perfurante de nucleo duro e guia ductil e processo para a sua fabricacao - Google Patents

Projectil perfurante de nucleo duro e guia ductil e processo para a sua fabricacao Download PDF

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Description

Memória Descritiva
A presente invenção refere-se a um projéctil perfurante de calibre igual ou inferior a 40 mm.
A presente invenção refere-se igualmente a um cartucho que compreende um tal projéctil per furante, bem como ao processo para a fabricação do mesmo.
Os projécteis perfurantes conheci dos compreendem a maioria das vezes um invólucro de metal ou de liga dúctil tal como o cobre ou o latão que envolve um núcleo de metal duro tal como o aço temperado ou o carboneto de tungsténio mergulhado em chumbo.
O inconveniente destes projécteis reside no facto de a ligação entre o invólucro dúctil exterior e o núcleo duro inferior ser imperfeito.
Assim, quando se coloca o projéctil em rotação sob a acção das estrias helicoidais feitas no interior do tubo da arma de disparo do projéctil, produzem-se deslizamentos entre este invólucro e o núcleo duro, o que afecta consideravelmente o poder penetrante do projéctil.
Na forma de realização descrita na patente francesa N2 2 536 527, o núcleo do projéctil perfurante apresenta na sua parte traseira um cone de Eorse que se encaixa num cone complementar feito numa guia ou sapata de metal dúctil que vai assim recobrir parcialmente o núcleo duro.
Este modo de montagem permite obter boas condições de colocação do núcleo em rotação. Este projéctil apresenta assim um poder penetrante satisfatório.
Porém este modo de montagem por meio de cones Korse ou cones de aperto automático é dificilmente compatível com uma produção industrial em grandes séries. Com efeito, a maquinagem dos cones Morse deve ser executada com uma precisão muito grande para obter um encaixe perfeito e sem intervalo entre a guia e a face traseira do núcleo.
Nesta forma de realização, fazem-se ondulações na face exterior da guia para limitar o atrito entre esta superfície exterior e as estrias abertas no interior do cano da arma de fogo.
A realização desta ondulações por maquinagem é no entanto cara e implica um desperdício de ma(' téria prima.
Na patente francesa 2 191 718, descreveu-se um projéctil perfurante que compreende um núclec duro cuja parte traseira está recoberta por uma guia ou sapata de materlai dúctil. A fixação desta guia no núcleo é feita por soldadura normal, por soldadura forte, por colagem, por moldação sobreposta ou por depósito metálico.
Este modo de fixação é igualmente difícil e caro para a realização industrial.
Na patente francesa 764 833 descreveu-se uma bala perfurante que compreende um núcleo duro envolvido por um invólucro de metal macio que é ligado ao núcleo por um processo de modelação a frio ou por aperto em ’ pontos localizados que faz penetrar o metal macio nas cavi• dades existentes na superfície do núcleo.
Todavia, a superfície exterior do invólucro macio fica lisa, de modo que este invólucro oferece uma resistência de atrito elevada quando do seu deslocamento no interior do tubo da arma de fogo.
O objecto da presente invenção consiste em dar remédio aos inconvenientes das formas de rea lização conhecidas, proporcionando um projéctil perfurante no qual o núcleo e a guia estão ligados entre si de uma maneira tal que a colocação do conjunto em rotação tem lugar em condições óptimas e no qual a guia apresenta na sua super fície exterior ondulações que reduzem o atrito do projéctil no interior do tubo da arma de fogo, sendo um tal projéctil fácil de fabricar e económico.
projéctil perfurante de calibre inferior ou igual a 40 mm segundo a presente invenção compre ende um núcleo que apresenta uma ponta dianteira sendo esse núcleo de um metal ou de uma liga metálica duros e/ou de densidade elevada, envolvido atrás da sua ponta por uma guia de forma geral cilíndrica de metal dúctil, apresentando a parte do núcleo que é envolvida pela guia saliências e cavidades e sendo a guia engastada nesta parte do núcleo por compressão radial de modo tal que a superfície interior da guia fique ligada axialmente e em rotação à referida parte do núcleo por intermédio das saliências e das cavidades destu.
Segundo a presente invenção, este projéctil é caracterizado por a guia ser engastada sobre a referida parte do núcleo por modelação electromagnética e por a referida parte do núcleo apresentar ondulações, casando-se a superfície interior da guia em contacto com a referida par te do núcleo com o perfil destas ondulações e reproduzindo a superfície exterior da guia o perfil destas ondulações, sendo a forma destas ondulações pré-determinada para que as ondulações reproduzidas na superfície exterior da guia apresen tem as propriedades balísticas pretendidas.
Por metal dúctil entende-se um metal de liga mais dúctil que o aço do cano da arma de fogo.
O engaste por modelação electromagnética consiste em introduzir o núcleo recoberto da guia num solenoide..0 campo magnético gerado por este solenoide desenvolve forças intensas (Forças de Laplace) durante alguns microssegundos que não só comprimem radialmente a guia sobre o núcleo, como além disso permitem obter uma verdade^ ra soldura por difusão de átomos, entre esta guia e o núcleo
A escolha de um metal dúctil tal como o cobre ou de uma liga como o latão para a guia e aço para o núcleo é óptimo para a realização da modelação electromagnética.
A realização desta modelação elec tromagnética permite assim obter uma ligação excelente entre a guia e o núcleo, estando além disso perfeitamente adaptada a uma produção industrial em grandes séries. Com efeito, as dimensões da guia e do núcleo não necessitam de ser ajustadas com uma precisão muito grande, dado que as deformações geradas durante o engaste permite compensar os desvios dimensionais.
Além disso, dado que as ondulações do núcleo são reproduzidas, pela modelação electromagnética, na superfície exterior da guia, reduz-se a superfície de con tacto entre esta superfície exterior e as estrias do cano da arma de fogo. Dado que estas ondulações são realizadas numa só operação, ao mesmo tempo que o engaste por modelação electromagnética, o custo da fabricação do projéctil segundo a presente invenção é nitidamente inferior ao do projéctil descrito na patente francesa 2 536 527.
Segundo um outro aspecto da preseja te invenção,'o processo para a fabricação do projéctil segundo a presente invenção compreende, de preferência, as seguintes fases:
- realizasse um núcleo que apresen ta atrás da sua ponta uma parte sensivelmente cilíndrica de diâmetro reduzido e apresentando cavidades e saliências,
- realiza-se uma guia de forma geral cilíndrica cujo diâmetro interior é sensivelmente igual
ou ligeiramente maior que o diâmetro da parte do núcleo que se destina a ser envolvida pela guia,
- aplica-se a guia na referida par te sensivelmente cilíndrica do núcleo;
- engasta-se a guia sobre a referida parte sensivelmente cilíndrica do núcleo por modelação electromagnética, de modo que a superfície exterior da guia reproduza o perfil das cavidades e saliências da referida parte do núcleo. Assim, partindo de uma guia cilíndrica, é possível obter numa só operação que não exige qualquer maquinagem complementar uma ligação perfeita entre a guia e o núcleo, e obter na superfície da guia o perfil ondulado pretendido para reduzir os atritos no interior do cano, se afec tar as propriedades balísticas do projéctil.
Outras particularidades e vantagens da presente invenção serão ainda evidentes na descrição que vai seguir-se.
Nos desenhos anexos, dados a títulos de exemplo, as figuras representam:
A fig, 1, uma vista em planta do núcleo e em corte longitudinal da guia de um projéctil segun do a presente invenção:
A fig. 2, uma vista com as peças separadas da guia e do núcleo antes da sua ensarablagem;
A fig. 3, uma vista em corte longitudinal da guia encaixada no núcleo estando o conjunto in troduzido num solenoide de um dispositivo de modelação electromagnética; e
A fig. 4, uma vista em alçado com arranque de um cartucho segundo a presente invenção.
Na forma de realização da fig. 1, o projéctil perfurante de calibre inferior ou igual a 4 mm compreende um núcleo (1) que apresenta uma ponta dianteira (2) de forma ogival clássica. Este núcleo (1) é de um metal ou liga metálica duros e/ou de deasidade elevada, tal como aço temperado,e é envolvido atrás da sua ponta por uma guia (3) de forma geral cilíndrica de metal dúctil, tal como o
cobre ou o latao. A parte (4) do núcleo (1) que é envolvida pela guia (3) apresenta saliências (5) e cavidades (6) e a guia (3) é engastada nesta (4) do núcleo por compressão radial, de modo tal que a superfície interior da guia (3) fique ligada axialmente e em rotação na referida parte (4) do núcleo por intermédio das saliências (5) e as cavidades (6) desta.
Segundo a presente invenção, a guia (3) é engastada sobre a parte (4) do núcleo (1) por modelação electromagnética.
N'o exemplo representado, a ponta ogival (2) do núcleo está lig.da à parte (4) envolvida pela guia (3) por um ressalto anular (7) cuja largura radial é sensivelmente igual à espessura e da parede da guia (3), es tando a borda desta apoiada contra este ressalto (7).
Por outro lado, como se vê na fig, 1, as saliências (5) e as cavidades (6) fornadas na parte (4) do núcleo são constituídas por ondulações anulares e a superfície interior da guia (3) era contacto com esta parte (4) do núcleo casa-se com o perfil destas ondulações.
Do nodo, a superfície exterior da guia (3) apresenta ondulações (6) que seguem o perfil das on dulaçSes ($) formadas na parte (4) do núcleo. Assim, o perfil destas ondulações (5) é pré-determinado em função do pejr fil pretendido para as ondulações exteriores (6) da guia.
O diâmetro máximo dj da ponte ogival (2) é ligeiramente inferior ao calibre de passagem de ama de disparo do projéctil.
O diâmetro máximo da parte (4) do núcleo (1) é menor que o diâmetro d^ de maneira que a espessura e da parede da guia (3) seja suficiente para permitir a sua deformação quando vai aplicar-se ès estrias do cano da arma de fogo. Esta espessura e é da ordem do milímetro.
A amplitude das ondulações (8) tá compreendida entre u,5 e 1 asa.
As ondulações (5) fornadas na Ρ+Σ. te (4) do núcleo (1) são tais que o diâmetro máximo d* é
igual a d2~2e (sendo d2 igual ao calibre do projéctil) e que o diâmetro mínimo d^ da guia é igual a d^-2e (sendo igual ao diâmetro mínimo da guia que é igual a d^ no exemplo da fig. 1) .
As ondulações (6) cujo perfil é constituído, no exemplo da fig. 1, por arcos de circunferên cia iguais sucessivamente côncavos e convexos, compreendem pelo menos dois arcos formando bossas que assegurem um guiamento perfeito do projéctil no interior do cano, limitando no entanto os atritos. Por outro lado, a amplitude destas ondulações (8) é suficientemente pequena e o seu raio suficientemente grande para não afectar as propriedades aerodinâmicas do projéctil.
Na fig. 2, vê-se além disso que a parte (4) do núcleo (1) apresenta em contraste com a ponta (2) uma superfície sensivelmente troncocónica (9) cuja base menor (10) coincide com a extremidade traseira desta parte.
A suprefície interior da guia (3) apresenta uma superfície sensivelmente troncocónica complementar desta superfície troncocónica da parte (4) do núcleo e a guia (3) apresenta uma parede traseira (11) aplicada contra a extremidade traseira (1O) do núcleo (1).
vai agora descrever-se, com referência às fig. 2 e 3, o processo de fabricação de um projéctil perfurante tal como o representado na fig. 1.
Este processo compreende as fases seguintes:
_ realiza-se um núcleo (1) apresentando na parte traseira da sua ponta (2) uma parte sensivelmente cilíndrica (4) de diâmetro reduzido e apresentando cavidades (6) e saliências (5), obtidas por exemplo por torneamento,
- realiza-se uma guia (3) de forma geral cilíndrica cujo diâmetro interior máximo d- é senO sivelmente igual ou ligeiramente maior que o diâmetro máximo d^ da parte (4) do núcleo que se destina a ser envolvida pela guia (3). O comprimento 1^ da cavidade interior da guia (3) é ligeiramente menor que o comprimento da parte (4) do núcleo, encaixa-se depois a guia (3) na parte (4) sensivelmente cilíndrica do núcleo por modelação electromagnética, por meio do dispositivo representado esque maticamente na fig. 3.
Este dispositivo de modelação elec tromagnética foi descrito em especial num artigo da revista CSTIM-INFORMATIONS·' N2s 80-81-Junho de 1983 intitulado Le formage électromagnétique.
Este dispositivo compreende um solenoide (13) que envolve a guia (3) encaixada na parte (4) do núcleo (1). Este solenoide (13) está ligado a um gerador (14) de corrente eléâtrica. Em paralelo com os terminais do solenoide (13) está disposto um condensador (15). 0 circuito eléctrico compreende por outro lado um interruptor de carga (16) e um interruptor de descarga (17).
Quando se fecha o interruptor de carga (16) e depois o interruptor de descarga (17), o solenoide (13) é percorrido por uma corrente de forma sinusoidal amortecida e cria-se um campo magnético variável no interior do solenoide. Este campo magnético gera umaaforça que comprime radialmente a guia (3) na parte (4) do núcleo. A pressão radial exercida na guia é sensivelmente igual à relação:
sendo P= pressão (em pascal) B* indução (em tesla)
Assim, um solenoide que crie uma indução de 30 tesla gerará uma pressão de aproximadamente θ x 10 pascal, ou sejam 7 000 bar.
Esta pressão pode parecer baixa mecanicamente para a deformação dos materiais, mas dado que ela se desenvolve em alguns microssegundos, provoca por uma forte implusão um deslocamento do material (fenómeno instân taneo de plastificação) e portanto deforàaçSes importantes.
As leis clássicas de resistência
dos materiais deixam de ser utilizáveis e há que recorrer à teoria da plasticidade e a noções tais como a de módulo de elasticidade dinâmico ou à de limite aparente de elastici dade variável.
O cobre ou o latão utilizados para a guia (3) e o aço utilizados para o núcleo formam um par de materiais ideal para a aplicação do processo de modelação electromagnética. O aço do núcleo é de preferência aço Z 85 W D C V 6542.
A realização do processo segundo a presente invenção, sendo embora particularmente bem adaptado para a produção industrial em séries muito grandes, dado que não implica a utilização de peças maquinadas com uma precisão muito elevada, permite obter uma ligação particularmente fiável e eficaz entre a guia e o núcleo.
Uma outra vantagem deste processo reside no facto de ele permitir numa só operação reproduzir na superfície da guia (3) as ondulações que permitem limitar os atritos no interior do cano da arma de fogo
Assim, a guia (3) pode ser obtida a partir de um simples tubo estirado. Por outro lado, as on dulações formadas no núcleo não necessitam de ser maquinadas com precisão, porque a moielação electromagnética confere às ondulações da guia uma superfície lisa, mesmo que as ondulações do núcleo não estejam maquinadas com uma grande precisão. Pelo contrário, uma superfície do núcleo não maquinado com precisão, deixando micro-asperezas, é favorável para a aderência entre a guia e o núcleo.
Depois da realização do processo que se acaba de descrever, basta encaixar o projéctil num invólucro de cartucho clássico (18) (ver a fig.4) cheio de pólvora propulsiva para obter um cartucho pronto paraser uti lizado. E claro que a presente invenção não se limita aos exemplos de realização que se acaba de descrever e podemos introduzir-lhes numerosas modificações sem sair do quadro da presente invenção.
Assim, a forma das ondulações for madas na parte (4) do núcleo (1) pode ser diferente da repre sentada na fig. 1.
Por outro lado, a guia (3)
estar desprovida de fundo e ser feita a partir de um simples tubo estirado, o que permite reduzir ainda mais os custos da fabricação.

Claims (1)

  1. Projéctil perfurante de calibre inferior ou igual a 40 mm que compreende um núcleo (1) com uma ponta dianteira (2), sendo este núcleo feito de um metal ou liga metálica dura e/ou de densidade elevada, envolvido atrás da sua ponta por uma guia (3) de forma geral cilíndrica de metal dúctil, apresentando a parte (4) do núcleo (1) que é envolvida pela guia (3) saliências (5) e cavas (6) e sendo a guia engastada nesta parte do núcleo por compressão radial, de modo tal que a superfície interior da guia fique ligada, axialmente e em rotação, à referida parte (4) do núcleo (1) por intermédio das saliências e das cavas desta, caracterizado por a guia (3) ser engastada na referida parte (4) do núcleo por moldação electromagnética e por a referida parte (4) do núcleo (1) apresentar ondulações (5,6),casando-se a superfície interior da guia (3) em contacto com a referida parte do núcleo com o perfil destas ondulações (5,6) e reproduzindo a superfície exterior da gula (3) o perfil das ondulações (5,6), sendo a forma destas ondulações pré-determinada para que as que são reproduzidas na superfície exterior da guia (3) apresentem as propriedades balísticas pretendidas.
    - 2a Projéctil de acordo com a reivindicação 1, tendo a ponta (2) do núcleo (1) uma forma ogival, caracterizado por esta ponta ogival (2) ser ligada à parte (4) envolvida pela guia (3) por um ressalto anular (7) cuja largura radial corresponde sensivelmente ou é menor que a espessura (e) da parede da guia (3), apoiando-se o bordo da guia (3) no referido ressalto (7).
    1 1
    - 3s Projéctil de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida parte (4) do núcleo (1) apresentar do lado oposto à ponta (2) uma superfície troncocónica (9) cuja base menor (10) coincide com a extremidade traseira desta e por a superfície interior da guia (3) apresentar uma superfície troncocónica complementar desta superfície troncocónica da referida parte do núcleo.
    - 4- Projéctil de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a guia (3) apre sentar uma parede traseira (11) aplicada contra a extremidade (10) do núcleo (1).
    - 53 Cartucho que compreende um estojo (18) no qual está encaixado um projéctil de acordo com uma das reivindicações 1 a 4.
    - 6« Processo para a fabricação de um projéctil de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelas fases seguintes:
    - realiza-se um núcleo (1) que apresenta na parte traseira da sua ponta (2) uma parte (4) sensivelmente cilíndrica de diâmetro reduzido e apresentando • cavas e saliências (5,6),
    - realiza-se uma guia (3) de forma geral cilíndrica cujo diâmetro interior é sensivelmente igual ou ligeiramente maior que o diâmetro da parte (4) do núcleo (1) que se destina a ser envolvida pela guia (3),
    - aplica-se a guia (3) sobre a re ferida parte (4) sensivelmente cilíndrica do núcleo (1),
    - engasta-se a guia (3) na referi da parte (4) sensivelmente cilíndrica do núcleo, por moldaçSo electromagnética, de maneira que a superfície exterior da guia (3) reproduza o perfil das cavas e das saliências da parte (4) do núcleo.
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