SE462449B - Med vaetskeformigt drivmedium arbetande eldroersvapen - Google Patents

Description

462 449 Samandrag av uppfinningen Ett ändamål med denna uppfinning är att åstadkoma ett eldrörsvapensystem med en differentialkolv som är koaxiell med eldröret, vid vilket system projektilen kan matas i längdriktningen framåt in i eldrörskammaren.

Ett annat ändamål med uppfinningen är användningen av en projektil såsom ventilanordning för att styra injektionen av och flödeshastigheten hos det flytande drivmediet då detta passerar in i förbränningskammaren, i syfte att åstadkomma en progressiv eller stegvis ändrad injektion.

Ett annat ändamål är att åstadkomma ett sådant eldrörs- vapensystem vid vilket tidsstyrningen av laddningen med flytande drivmedium och tidsstyrningen av laddningen med projektilen är väsentligt beroende av varandra.

Dessa ändamål uppnås med ett vapen av inledningsvis angivet slag med i patentkrav 1 angivna kännetecken.

Genom uppfinningen åstadkoms sålunda ett vapensystem med flytande drivmedium med en ringformig differentialkolv lagrad för teleskopisk rörelse i förhållande till en ringformig ventil och till eldrörslcppets kamare.

Vid uppfinningen används vidare kolven, ventilen och projektilen såsom ventilorgan för styrning av injektionen av flytande drivmedium i vapensystemets förbränningskamare.

Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 är en vy i vertikal längdsektion av ett vapen enligt föreliggande uppfinning. Den undre halvan av figuren visar anordningen före fyllningen med vätskeformigt driv- medel, medan den övre halvan visar anordningen efter fyll- ningen och före avfyrningen, och fig. 2 är ett diagram över funktionscykeln för vapensystemet enligt fig. 1.

Beskrivning av uppfinningen Vapnet omfattar en eldrörsenhet 8 bestående av en främre pipa 10 som är fast förbunden med en pipförlängning 12 i ett bakstycke eller hys 14 genom ett hölje 16. Eldrörsenheten har ett räfflat lopp 20, ett projektilsäte 22 som även tjänar som förbränningskamare, och en mellanliggande förträngningskon 24. 462 449 En ammunitionspatron 26 med en projektil 28 fastklämd i en hylsa 30 med slagtändare 30a och en detonatorladdning 30b, inmatas, fastlåses och utkastas medelst ett konventionellt slutstycke 32 eller, vid storkalibrigt vapen, ett slutstycksblock.

Eldrörsenheten med huset bildar en väsentligen cirkulär- cylindrisk kavitet 34 i vilken är på ett teleskopartat sätt an- ordnad en väsentligen ihålig cirkulärcylindrisk ventil 36 och en väsentligen ihålig cirkulärcylindrisk kolv 38.

Ventilen 36 omfattar ett främre ringformigt parti 40 med en inre väggyta 42 som bildar ett ringformigt gap 44 vid ytterytan 46 hos pipa: och en yttre väggyta 48 Som roterbart och väsentligen tätande passar till den inre väggytan 50 hos huset. Det ring- formiga partiet 40 bildar ett stycke med ett rörformigt mitt- parti 52 som har en inre väggyta 54 som begränsar ett ring- formigt utrymme 56 intill den yttre väggytan 46, och en yttre väggyta 58 som begränsar ett ringformigt utrymme 60 intill den inre väggytan 50 hos höljet. Mellanpartiet 52 är i ett stycke med ett bakre ringformigt parti 62 som har en inre väggyta 64 som vridbart ansluter till den yttre väggytan 66 hos pipför- längningen och tätar mot denna, en tvärgående bakre yta 68, en tvärgående främre yta 70, en inre ringformig yta 72, ett flertal längsgående urborrningar eller passager 74 som sträcker sig mellan ytorna 68 och 70 och en ringtätning 76 'anbragt i ett ringformigt spår i den yttre väggytan 58. Ett flertal radiella urborrningar 77 är även upptagna i mellanpartiet 52 för åstad- kommande av en passage mellan det inre utrymmet 56 och det yttre utrymmet 60. Två stavar 78 har sin bakre ände fäst vid det främre ringformiga partiet 40 och passerar genom urborrningar 80 i höljet. Stavarna är vardera fjäderpåverkade i riktning bakåt genom en skruv-tryckfjäder 82 mellan en tvärpinne 84 på resp. stav och en tapp 86 i höljet. vardera staven kan ha en tätning 88. , Kolven 38 omfattar ett främre ringformigt parti 90 vilken har en inre väggyta 92 som roterbart ansluter till ytan 58 hos ventilen och en yttre väggyta 94 som roterbart ansluter till ytan 50 hos höljet. Det ríngformiga partiet 90 är i ett stycke med ett rörformigt mellanparti 96 som har en inre yta 98 vilken 462 449 anligger mot ringtätningen 76 hos ventilen, och en yttre yta 100 som anligger mot den högeffektiva ringtätningen 102 i ett , ringformigt spår i den inre ytan 104 hos höljet. Mellanpartiet 96 är i ett stycke med ett bakre ringformigt parti 106 som har en inre väggyta 108 i vilken är monterad en ringtätning 110 av L-typ som roterbart ansluter till och tätar mot ytterytan 66 hos pipförlängningen, en tvärgâende bakre yta 112, en tvärgående främre yta 114 och ett flertal urborrningar eller passager 115 mellan ytorna 112 och 114. Det framgår att den effektiva tvär- sektionsarean hos den främre ytan 114 är mindre än den effektiva tvärsektionsarean hos den bakre ytan 112, varigenom kolvhylsan äs får aifferentialkolvfunktion- Pipförlängningen 12, ventilen 36 och kolven 38 kan, beroende på deras inbördes lägen anses bilda ett tillförselutrymme 116 för vätsekformigt drivmedium, ett pumputrymme 118 och ett ytter- ligare förbränningsutrymme 120. Pipförlängningen 12 har ett första flertal radiella passager 122 belägna baktill i en ringformig serie och tjänande som passager mellan förbränningskammaren 120 och projektilkammaren 22; ett andra flertal passager 124, ett tredje flertal passager 126 och ett fjärde flertal passager 128, varvid dessa flertal passager är anordnade i var sin ringformig serie och tjänar som passager mellan pumpkammaren 118 och projektilkammaren 22. Passagerna 128 omfattar ett flertal radiella urborrningar som utmynnar i ett gemensamt ringformigt spår 130 med en avsats 132 sompartiellt täcker vardera urborrningen i bakåt- riktningen med avseende på avfyrningsriktningen och en yta 134 i sned eller trubbig vinkel mot ytan hos eldrörets lopp i eld- givningsriktningen..

En kontrollventil 150 är ansluten till ett inlopp 152 i huset 14 vilket inlopp leder till en ringformig passage 154 i huset från vilket ett flertal radiella urborrningar 156 leder ' till och genom det.främre partiet av ytan 50. En radiell ur- borrning 158 leder genom och från ytan 50 bakom ringen 90 hos kolven 38 till en utsläppsventil 160. En radiell urborrning 162 bakom ringen 90 hos kolven 38, i vilken en nâlventil 16/ är an- bragt, kommunicerar med en urborrning 166 som i sin tur kommunicerar med en urborrning 168 vilken leder till och genom ytan 50 framför ringen 90. 462 449 Två stavar 170 och 172 har sina resp. bakre ändar fästa vid det främre ringformade partiet 90 hos kolven 38 och passerar genom urborrningar med tätningar i huset liknande urborr- ningarna 80. De främre ändarna hos de resp. stavarna uppvisar ett huvud 174. En cylinderkam 176, sådan som enligt USA-patentet 3 763 739, sökt 1971-06-01 av D.P. Tassie, har ett skruvlinje- formigt styrspår 178 i vilket ingriper en kamföljare 180 med en arm 182 som avslutas i en stavföljare 184. Stavarna har frihet att röra sig framåt oberoende av stavföljaren 180 men styrs i sin rörelse bakåt av cylinderspåret 178 via organen 180 och 184.

Cylinderspåret är även i stånd att dra stavarna framåt genom organen 180 och 184.

Funktion Ett exempel på en vapencykel âskådliggöres i fig. 2.

Sedan en avfyrning skett befinner sig kolven 38 och ventilen 36 i sina främre vilolägen såsom visas i den nedre halvan av fig. l. Ytan 48 hos ventilringen 40 tjänar till att stänga till- förselkanalerna 156. Sedan trycket i förbränningskammaren veder- börligen dränerats, och i den mån kammaren 176 tillåter, kommer fjädrarna 82 som påverkar stavarna 78 att skifta om ventilen bakåt till det läge som visas i den övre halvan av fig. l. Kolven har oförändrat utgångsläge relativt ventilen. Då ventilen för- flyttas bakåt lämnas tillförselkanalerna 156 avtäckta av ytan 48, varvid vätskeformigt drivmedium kan komma framför ringen 40.

Drivmediet flyter genom den ringformiga passagen 44 in i utrymmet 56, genom passagerna 77 in i utrymmet 60, in i tillförselut- rymmet 116 och in i urborrningarna 74. Då kammen 76 tillåter kommer trycket hos drivmediet att förflytta kolven bakåt från ventilen så att det'uppstår ett pumpningsutrymme 118 till vilket drivmedium flyter från urborrningarna 74. I det bakre läget hos ventilen stänger ytan 64 inloppsänden hos samtliga tre antal urborrningar 124, 126 och 128. Något drivmedium kan alltså inte inkomma i dessa urborrningar och passera till projektilkammaren 22. Olika urborrningar sådana som 190 är upptagna för att säker- ställa att löpytorna mellan ventilen och kolven 98 och 58 är smorda med drivmedium. Ytterligare urborrningar såsom 194 är upp- tagna för att befria systemet från luft.

Ammunitionen 26 införs i produktilkammaren 22 genom sbnstyflæm 462 449 32 som därefter låses.

Tändstiftet 32a hos slutstycket 32 utlöser tändsatsen 30a, santämkn~daxmæïrladhfingal30b.Eöfimännügsgææm:fiåm.Lxünhræm äqhmer utgxojddilazfràademæs h¶ua.irikufing:fiæmåt.Födnännhrmgasfæssemnrgemm1_ urborrningarna 122 in i förbränningskammaren 120 och åstadkommer ' tryck på bakytan 112 hos kolven så att denna förskjuts framåt och börjar komprimera flytande drivmedium i pumpningskammaren. En del av drivmediet passerar genom urborrningarna 115 in'i förbränninge- kammaren och tänds. ventilen förflyttas framåt och börjar minska volymen hos tillförselutrymmet ll6L Då det främre hörnet av ytan 72 hos ventilen når det bakre hörnet av ytan 46 hos pipförlängningen blir_tillförselutrymmet 116 ett slutet utrymme vars enda utlopp är urborrningarna 74, varigenom en stötfångarverkan åstadkommes för ventilen då den går till utgångsläge på pipförlängningen. Medan projektilen befinner sig i projektilkammaren 22 tillsluter den utloppen hos urborrningarna 128 och urborrningarna 126 och 124. Då ventilen rör sig framåt avtäcker den först inloppen hos urborrningarna 124 vilket tillåter passage av flytande drivmedium från pumpnings- kammaren ll8 till den bakre delen av projektilkammaren där det antänds av förbränningsgasen från detonatorladdningen, varvid accelerationen av projektilen ökas utöver vad som åstadkommits av själva detonatorladdningen och drivmediet från urborrningarna ll5.

Då ventilen delvis stängts på pipförlängningen avtäcker den inloppen hos kanalerna 126, och då den stängs helt, avtäcker den inloppen hos kanalerna 128. Då projektilen har förflyttat sig framåt i loppet 20 så att utloppen hos kanalerna 126 och 128 avtäcks, injiceras ytter- ligare flytande drivmedium genom dessa kanaler i projektilkammaren 22, och antänds. Då flytande drivmedium passerar ut från kanalerna 128 och in i det ringformigá utrymmet 130 avlänkas det av huvuddelen av förbränningsgasströmmen framåt genom projektilkammaren för åstad- kommande av en kontinuerligt förnyad film eller "slang" av vätska Q på ytan 134 som sträcker sig framåt (nedströms) längs ytan hos loppet 20. Denna "slang" av flytande drivmedium omsluter och matar en rör- formig förbränningszon.'Filmröret eller -slangen isolerar den när- j belägna ytan hos eldrörsloppet gentemot hettan i förbränningszonen.

Då kolven sluter framåt på ventilen uppstår också ett slutet utrymme 47 462 449 vars enda utlopp är kanalerna 115, 124, 126 och 128, varigenom en stötfångande verkan erhålls för ventilen då den går till utgångsläge på ventilen.

Då kolven rör sig framåt under eldgivningens fortsatta cykel kommer det ringformiga partiet 90 att trycka mot framförvarande vätskeformigt drivmedium i det främre partiet 60a av utrymmet 60.

Detta främre parti tjänar som ett slutet utrymme vars enda utlopp är urborrningarna 77 och urborrningen 168. Kanalerna 77 leder endast till utrymmet 56, som då ventilhylsan är i sitt främre viloläge, i sig själv är ett helt slutet utrymme. Kanalen 168 kommunicerar via kanalen 166, nålventilen 164 och kanalen 162 med det bakre partiet 60b hos utrymmet 60. Det bakre partiet ökar i volym då det främre partiet minskar i volym. Hastigheten i proportionsändringen styrs av nålventilen. Utrymmet 60 med nålventilkretsen tjänar alltså såsom ett injektionsstyrsystem, som medger direkt inställning av vapnets prestation. Varje överskott av vätskeformigt drivmedium som upp- kommer på grund av skillnaden mellan volymerna av de främre och de bakre partierna av utrymmet 60 kan avgå genom tryckreduceringsventilen É 160. Sådan avgående vätska kan antingen avgå som spill eller bringas att passera ett kylsystem 206, t.ex. en radiator, och därefter åter- föras till systemet för tillförsel av vätskeformigt drivmedium.

Ett högre förhållande än konventionellt mellan injektionstryck och kammartryck, t.ex. l,4:l i stället för l,2:l, kan väljas för att medge en hög begynnelseacceleration innan ventilhylsan sluter och nålventil- kretsen övertar styrkunktionen. _ Det skall påpekas att kamspâret 178 tjänar till att styra den del av arbetscykeln under vilken påfyllning sker och detta på grund av dess begränsning av kolvens 38 bakåtrörelse. Det styr eller hindrar inte kolvens framâtrörelse. Skulle emellertid tändning ej ske, såsom då kolven ej förskjuts framåt under det tidsintervall som är avsett för eldgivningscykeln, kommer kamspåret 178 att via kamföljarna 184, som samverkar med stavhuvudena 174, åstadkomma framåtrörelse hos kolven. Då kolven rör sig framåt kommer det flytande drivmediet i pumpningskammaren ll8 att tvingas genom kanalerna 74 in i tillförsel- utrymmet 116 och utrymmet 56, genom kanalerna 77 och in i utrymmet 60, genom nålventilkretsen samt ut genom tryckreduceringsventilen 160. 462 449 Detoneringsladdningen 30b är tillräckligt stark så att den vid detonering alstrar en volym förbränningsgas tillräcklig för att fram- driva projektilen genom eldröret och ut ur vapnet. _ = Efter fullbordad eldgivningscykel upphävs läsningen av slut- stycket som drar ut patronhylsan. Om vapnet klickat så att tänd- satsen inte tänt detoneringsladdningen, kommer projektilen att dras ut tillsammans med patronhylsan. Om detoneringsladdningen antänds kommer endast patronhylsan att kvarbli med slutstycket för senare utdragning.

Det är sålunda tydligt att patronhylsan tjänar tre funktioner. Den åstadkommer en förnybar tätning för tillslutning av projektilkammarens bakre ände. Den utgör också ett medel för utdragning av projektilen då vabnet klickat. Den utgör även ett förnybart eller ersättnings- bart tändningssystem, vilket inte har någon motsvarighet i andra system med vätskeformigt drivmedium.

Projektilens bakände som omsluts av patronhylsans hals kan upp- visa ett flertal längsgående spår 200 vilkas främre ändar tillsluts av det längst fram belägna partiet av hylsans hals. Dessa spår tjänar såsom passager för förbränningsgaserna från detonerings- laddningen, vilka genom deformation öppnar tätningarna vid patron- hylsans hals och strömmar in i projektilutrymmet och genom kanalerna l22 för anbringande av en tryckkraft på kolvens baksida.

Injektionskanalerna 115 genom kolven kan utelämnas och all injektion ske genom kanalerna 124, 126 och 128. I detta fall tjänar endast den projektilen upptagande kammaren 22 såsom förbränninge- kammare. Kammaren 120 kommer endast'att mottaga förbränningsgas genom kanalerna 122 för förskjutning framåt av kolvhylsan. Dessutom kan urborrningen 124 elimineras, varvid all injektion sker genom urborrningarna 126 och 128, eller endast en av dessa i vilket fall tändsatsen 30a enbart eller i kombination med detoneringsladdningen 30b förflyttar projektilen tillräckligt för att medge injektion av flytande driv edium. Vidare kan en mekanisk anordning användas för att "knuffa" projektilen så att den öppnar en kanal eller ledning för att tillåta flöde av vätskeformigt drivmedium till förbrännings- kammaren.

Patronhylsan som åstadkommer den förnybara tätningen och den förnybara tändningsmekanismen kan undvaras och en permanent tätning anordnas mellan slutstycket och kammaren såsom visas i USA-patentet 462 449 »O 3 996 837, och en permanent tändare kan anordnas i slutstycket såsom enligt USA-patentet 3 733 737. I detta fall kan en viss mängd vätskeformigt drivmedium för tändningsändamål bringas att passera genom kanalerna 115.

Claims (4)

10- 462 449 Patentkrav

1. Vapen med ett förbränningsutrymme (120) som innefattar den del av vapen- pipans lopp (20), vilket är beläget bakom projektilen (28) före och under pro- jektilaccelerationen och vid vilket medel är anordnade att utmata ett flytande drivmedium från en reservoar (116) genom en ledningsanordning (1l5,124, 126,128) och till förbränningsutrymmet genom omställning av ett mekaniskt element, som är påverkbart i beroende av gastrycket i förbränningsutrymmet under eldgivning, k ä n n e t e c k n a t därav, att ledningsanordningen innefattar åtminstone en passage (124,126 eller 128) som sträcker sig från reservoaren (116) genom pipan (10) och till en öppning inom den del av loppet som är i kontakt med projektilen då denna är i läge för avfyrning, varigenom projektilen verkar som ventil, som först blockerar flödet av flytande drivmedium från reservoaren in i loppet och efter avfyrning tillåter sådant flöde då projektilen har rört sig framåt i loppet förbi nämnda öppning.

2. Vapen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att ledningsan- ordningen innefattar en andra passage från reservoaren till en andra öppning inom den del av loppet som är i kontakt med projektilen då denna är i läge för avfyrning, varvid de två öppningarna är belägna på axiellt avstånd från varandra utmed loppet, varigenom flödet av flytande drivmedium till förbränningsutrymmet ökas vid projektilens rörelse i loppet förbi nämnda öppningar.

3. Vapen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att ledningsan- ordningen innefattar ett flertal passager frå reservoaren till ett antal öpp- ningar inom den del av loppet som är i kontakt med projektilen, varvid öppning- arna är belägna på axiellt avstånd från varandra längs loppet för styrning av flödet av flytande drivedium till förbränningsutrymmet under projektilens rörelse i loppet.

4. Vapen enligt krav 1, klä n n e t e c k n a t därav, att det inne- fattar ett bakstycke, som omger pipans bakstycksände med ett parti av bakstycket på avstånd från pipan för bildande av en sluten ringformig cylinder omkring ett parti av pipan nära dennas slutstycksände, varvid medlen för utmatning av driv- medel innefattar en ringformig differentialkolv, som är vridbar i nämnda cylin- der omkring pipan för fram- och återgående rörelse i pipans längdriktning och uppdelning av cylindern i två ringformiga partier av vilka det ena bildar reser- voaren och det andra bildar en del av förbränningsutrymmet.