SE466568B - Vapen med flytande drivmedel - Google Patents

Description

466 568 Systemet innefattar ett hus 10, som har en huvudbrännkammare 12, en tänd- ningsförkammare 14 och en ledning 16, som kommunicerar med och mellan dessa två kammare. Ledningens tvärsektionsarea är mindre än tvärsektionsarean i var och en av kamrarna. Ledningens 16 öppning i huvudkammaren 12 är strypt av ett munstycke 18. Förhållandet mellan längd och diameter hos ledningen 16 är större än ett.

Längden och diametern hos ledningen 16 bör väljas såsom en funktion av de önska- de karakteristiska egenskaperna för tändningsfunktionen, exempelvis total avgi- ven energi till huvudbrännkammaren, topptryck i huvudbrännkammaren, repetitione- hastighet etc. En elektrod 20 skjuter in i tändningsförkammaren och är åtskild från den ledande sidoväggen 22 i denna kammare av ett ringformigt gap 24. Sido- väggen tjänar såsom den andra elektroden. Elektroden 20 är fixerad och avtätad i ett hål 26 i huset genom en styv dielektrisk vulst 28, som är fäst vid ett gän- gat rörformigt element 30. Alternativt kan elektrodenheten vara uppbyggd såsom anges i den amerikanska patentskriften 4 215 620, till vilken hänvisas. En källa 32 för flytande drivmedel under tryck är kopplad via en ledning 34 och en ventil 36 till tändningsförkammaren. Ventilen 36 och den elektriska källan (ej visad) till elektroderna styrs synkront under varje vapencykel av en trumkam, såsom an- ges i den amerikanska patentskriften 3 763 739, till vilken hänvisas.

I funktion öppnas först ventilen 36 för att tillföra flytande drivmedel un- der tryck in i och för att fylla tändningsförkammaren 14 och ledningen 16, under utdrivning av restluft och restförbränningsgas därur in i huvudbrännkammaren.

Därefter stängs ventilen 36 och den elektriska källan, som konventionellt är en laddad kondensator, kopplas till och urladdas över elektroderna 20 och 22. Den- na tändström passerar genom det flytande drivmedlet i tändningsförkammaren.

Strömmen genererar värme, som sönderdelar något av drivmedlet. Sönderdelningen genererar gas, som strävar att expandera in i ledningen men motverkas av det flytande drivmedlet, som är i vila i ledningen och verkar såsom en tröghetspel- are eller propp. Denna tröghetspelare innehåller det flytande drivmedlet i för- kammaren och medger utveckling i förkammaren av adekvat gastryck för att initi- era förbränning av det flytande drivmedlet och utbredning av denna förbränning.

Gränsytan mellan gas och vätska fortskrider genom förkammaren och in i ledningen 16. Det flytande drivmedlet i ledningen accelereras progressivt under trycket av förbränningsgasen och avges till huvudbrännkammaren. I sin tur kommer det flyt- ande drivmedel som avges att själv aktivt undergå förbränning och tjänar såsom en drivladdning för att antände det flytande drivmedlet i huvudbrännkammaren.

I ett systemexempel har ledningen 16 en diameter av omkring 3,175 mm och en längd av omkring 47,88 mm och mnnstycket har en diameter av omkring 3,175 mm.

Förkamaren 14 har en diamter av omkring 6,35 mm och ett elektrodgap 24 av om- kring 2,39 mm. Fig. 2 visar funktion av detta systemexempel över ett tidsinter- 3 466 568 vall av särskilt intresse av en ms. Det framgår att strömflödet mellan elektrod- erna är 700 A, vilket genererar ett topptryck av omkring 478 MP 1 tänd- ningsförkammaren 14 och ett topptryck av omkring 387 MP 1 ledningen 16.

Fig. 3 visar en modifikation av mekanismen i fig. 1 ingående i ett vapen med flytande drivmedel och differentialkolv av det slag som anges i den ovan nämnda amerikanska patentansökan 178 254.

Vapensystemet innehåller en vapeneldrörsenhet 50, som är fixerad inuti ett hus 52. Eldrörsenheten har ett räfflat avfyringslopp 54, en projektilupptag- ningskammare 56 och en mellanliggande kraftkon 58. En projektil 60 med ett band 62 är anbragt i kammaren och låst av ett slutstycke 64, som är beläget i ett längsriktat lopp 66 i huset, vilket är koaxiellt med loppet S4, och vilket slut- stycke är styrt av en trumkam- och kamföljarenhet 67.

Slutstycket 64 innefattar en slutstyckskropp 68 med ett stympat koniskt _ framparti 70 med en slutstycksyta 72 och ett längsriktat bottenhål 74, vilket avslutas bakom slutstycksytan 72. Ett flertal radiella hål 76 kommunicerar mel- lan hålets framände och utsidan av den koniska ytan. En elektrod 78 är fäst vid hålets bakände med ett dielektriskt rör 80 och har ett framparti, som sträcker sig in i ett utvidgat parti 82 av hålet. Ett flertal radiella kanaler 84 sträc- ker sig från hålets utvidgning 82 till utsidan av slutstyckskroppen. Slutstycke- kroppen 68 glider och är tätad inuti två ringformiga tätningar 86,88, vilka är fixerade resp i två ringformiga spår 90,92 i hålet 66. En ledning 98 genom huset 52 leder från en trycksatt källa för flytande drivmedel till ett ringformigt spår 99 i det längsriktade hålet 66. Slutstycket förflyttas fram och åter i hå- let 66 av en trumkam, såsom anges i de amerikanska patentskrifterna 3 763 739 och 4 244 270, till vilka hänvisas. Den ringformiga tätningen 88 kan vara av det slag som anges i de amerikanska patentskriferna 3 783 737 eller 4 050 352. Trum- kammen förflyttar slutstycket mellan ett bakersta läge, i vilket slutstyckskana- len 84 är bakom tätningen 86, ett mellanläge, i vilket slutstyckskanalerna 84 är inriktade med husets spår 99, och ett främsta läge, i vilket slutstyckskanalen 84 är framför tätningen 88. När slutstycket är 1 sitt bakersta läge, kan projek- tilen matas till vapnet, såsom anges i den ovan nämnda amerikanska patentskrif- ten 4 244 270. När slutstycket är i eller passerar genom sitt mellanläge, kan flytande drivmedel doseras från den trycksatta behållaren genom ledningarna 98 och 84 till hålets utvidgning 82, som tjänar såsom en tändningsförkammare, och återstoden av hålet 74, som tjänar såsom en tröghetsledning eller pelare.

Pipenheten och huset bildar ett väsentligen ihåligt cylindriskt hålrum 134, i vilket är teleskopartat anbragt en väsentligen ihålig cylindrisk ventil 136 och en väsentligen ihålig cylindrisk kolv 138. 466 568 Ventilen 136 har ett främre ringformigt parti 140 med en inre väggyta 142, som bildar ett ringformigt gap eller en passage 144 invid den yttre väggytan 146 av pipan. Det ringformiga partiet 140 är i ett stycke med ett mellanliggande rörformigt parti 152, som har en inre väggyta 154, vilken bildar ett ringformigt hålrum 156 invid den yttre väggytan 146, och en yttre väggyta 158, som bildar ett ringformigt hålrum 160 invid den inre väggytan 150 av huset. Mellanpartiet 152 är i ett stycke med ett bakre ringformigt parti 162, som har en inre väggyta f 164, vilken är lagrad på den yttre väggytan 166 av pipan och väsentligen tätad vid denna, en transversell bakre yta 168, en transversell främre yta 170, ett inre ringformigt hålrum 172, ett flertal längsriktade hål eller passager 174, som sträcker sig mllan ytorna 168 och 170, samt en ringtätning 176, som är an- bragt i ett ringformigt spår i den yttre väggytan 158. Ett flertal längsriktade hål 177 bildar passager mellan hålrummet 156 och hålrummet 172, när.ventilen 136 är bakom sitt främsta läge. Två stänger 178 har sina bakändar fästa vid det främre ringformiga partiet 140 och passerar genom hål i huset. Stängerna är var- dera förspända bakåt av en motsvarande tryckfjäder 310, som är fångad mellan en tvärpinne på stången och en propp i huset. Varje stång kan ha en motsvarande tätning, ej visad.

Kolven 138 innehåller ett främre ringformigt parti 190, som har en inre väggyta 192 lagrad på ytan 158 av ventilen och en yttre väggyta 194, som är åtskild från husets yta 150. Det ringformiga partiet 190 är i ett stycke med ett mellanrörparti 196, som har en inre yta 192 vilande mot ringtätningen 176 i ven- tilen, och en yttre yta 200 vilande mot en ringtätning 202a och anbragt i ett ringformigt spår i husets inre yta 204. En 0-ring 202b stöder ringtätningen.

Mellanpartiet 196 är 1 ett stycke med ett bakre ringformigt parti 206, på vilket är monterade en fotventil 208 av ringtyp, som normalt är självförspänd för att lagras på och täta mot det bakersta partiet 166a av pipans yttre yta 166. Ven- tilen 208 är försedd med ett snitt, som medger ringens diameter och ökas under inre mottryck. Det framgår att den effektiva tvärsektionsarean av den främre ytan 214 på det ringformiga partiet 206 är mindre än den effektiva tvärsektions- arean av den bakre ytan 212, vilket förser kolvhylsan 138 med en differential- kolvverkan.

Pipan 50, ventilen 136 och kolven 138, beroende på deras ömsesidiga läge, kan anses bilda en fyllningskavitet för flytande drivmedel 156, en ventilkavi- tet 172, en pumpkavitet 218 och en förbränningskavitet 220. Pipan 50 har ett första flertal av radiella passager 226, som tjänar såsom passage mellan pump- kammaren 218 och loppet 54.

En tillförselanordning 251 för att tillföra flytande drivmedel under tryck är kopplad till en kamstyrd ventil 252, vilken är kopplad till ett inlopp i hu- ,, ff.- 466 568 set, som leder till en ringformig passage 254 i huset, från vilken ett flertal radiella hål 256 leder till och genom frampartiet av ytan 150. Ett radiellt hål 258 leder genom och från ytan 150 bakom kolvens 138 ring 190 till ett utlopp.

Tillförselanordningen 251 är även kopplad via en kamstyrd ventil 259 till led- ningen 98.

Två stänger 270 och 272 har sina bakändar resp fixerade vid det främre ringformiga partiet 190 av kolven 138 och passerar genom hål med tätningar i distansorganet 149 och huset. Stängernas framändar anvslutas vardera i en ut- vidgning. En trumkam, såsom anges i den ovan nämnda amerikanska patentskriften 3 763 739, har ett spiralformigt styrspår, i vilket löper en kamföljare, som har en arm, vilken avslutas i en stångföljare. Stängerna är fritt rörliga framåt fria från följaren men är styrda i sin rörelse bakåt av kamspåret via följaren.

Kamspåret kan även dra stängerna framåt via följaren.

Pipan 50 har ett utvidgat parti 300 med en yttre yta 159 med en tätning 302, som löper på och tjänar till att täta mot den inre ytan 154 av ventilen 136. Ett flertal väsentligen längsriktade hål 177 är anbragta i en ringformig rad genom utvidgningen för att tjäna såsom passager från den ringformiga fyll- ningskaviteten 156 till ventilkaviteten 172. Gruppen av längsriktade hål 174 tjänar såsom passager från ventilkaviteten 172 till pumpkaviteten 218. När tryckskillnaden mellan pumpkaviteten 218 och brännkammaren 220 överskrider den naturliga förspänningen av fotventilen 208, tvingar den ventilen 208 att öppnas för att bilda ett gap mellan den yttre ytan 166a av pipan och ventilen, som tjä- nar såsom en passage från pumpkaviteten 218 till brännkammaren 220.

En bellevillefjäder 306 vilar i ventilkaviteten 172 på pipan invid hålen 177 och kvarhålls av en låsring 308. Fjädern har normalt konisk form och medger flödet av flytande drivmedel från fyllningskaviteten 156, genom passagerna 177, kring fjädern 306, genom ventilkaviteten 172 och genom passagerna 174 in i pump- kaviteten 218. Före avfyring hålls differentialventilen 136 i det läge som visas i den övre delen av fig. 3 medelst yttre tryckfjädrar 310, som är kopplade till stängerna 178, så att ytan 166 på ventilhuvudet 162 stänger de radiella hålen 226 och hindrar flödet av flytande drivmedel från pumpkaviteten 218 in i dessa hål. Vid början av avfyringen kommer vätsketrycket i pumpkaviteten 218 att stiga och ledas till ventilkaviteten 172. Denna ökning i tryck på fjäderns 306 baksida över trycket på fjäderns framsida kommer att tvinga fjädern platt mot dess inne- boende fjäderkraft för att stänga passagerna 177 och isolera fyllningskaviteten 156 och dess framförliggande system från de ballistiska fluidtryck som alstras under avfyringen. Under avfyring kommer, på grund av att ventilhuvudets framsida 170 har mindre transversell area än baksidan 168, den differentialkraft som als- tras härav att tvinga ventilen 136 framåt under övervinnande an fjädrarnas 310 466 568 förspänning för att reducera volymen i ventilkaviteten 172 till väsentligen noll och frilägga hålen 226.

I den här visade utföringsformen initieras avfyring genom ledning av en elektrisk ström från en kamstyrd strömkälla 37 mellan den exponerade änden av elektroden 78 till den inre väggen av hålets utvidgning 82 för att alstra och leda het gas under högt tryck genom hålet 74 och genom utloppen 76 in i bränn- kammaren 120. Denna gas under tryck kommer att verka på baksidan 212 av kolvhu- vudet 206 för att tvinga kolven framåt under ökning av trycket i pumpkaviteten 218 för att öppna fotventilen 208 och därigenom åstadkomma ett ringformigt gap.

Flytande drivmedel tvingas från pumpkaviteten 218 genom detta ringformiga gap in i brännkammaren 220 och antänds av den heta gasen i denna. Emedan framsidan 214 _ av kolvhuvudet har mindre transversell area än baksidan 212, kommer den diffe- rentialkraft som alstras att tvinga kolven framåt under fortsättning av flödet av flytande drivmedel genom det ringformiga gapet. Vid ett förutbestämt gastryck i brännkammaren kommer projektilbandet 62 att graveras av räfflingen och projek- tilen kommer att löpa framåt i pipan för att frilägga hålen 226. Emedan ventil- huvudet 162 redan har frilagt dessa hål, kan flytande drivmedel nu fritt passera från pumpkaviteten 218 genom dessa hål in i pipans bakände för att bilda en ring av flytande drivmedel i pipans lopp, vars insida kontinuerligt förbränns och vars utsida kontinuerligt påfylls.

I händelse av feltändning kommer både differentialventilen 136 och helle- villefjäderventilen att förbli i sina ursprungliga, öppna lägen för att medge det flytande drivmedlet i pumpkaviteten 218 att återföras till tillförselsyste- met 251 genom processen med att förflytta differentialkolven framåt via stäng- erna 170 och 172. 4 h. »w

Claims (6)

*I 466 568 Patentkrav.

1. Vapen med flytande drivmedel med en huvudbrännkammare (12;220), en tänd- ningsförkammare (14;82) med en första tvärsektionsarea, två åtskilda elektroder (20,22;78,70) och en inloppsport (84) för flytande drivmedel, varvid en första ledning förbinder tändningsförkammaren med huvudbrännkammaren , k ä n n e - t e c k n a t av att den första ledningen (16;74) har ett förhållande mellan längd och diameter, som är större än ett, och en andra tvärsektionsarea, som är mindre än den första tvärsektionsarean, samt ett inlopp, som mynnar i tändnings- förkammaren (14) och ett utlopp, som mynnar i huvudbrännkammaren (12).

2. Vapen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att ledningsutloppet innehåller ett munstycke (l8,76) med en tredje tvärsektionsarea, vilken är mindre än den andra tvärsektionsarean.

3. Vapen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av en källa (251) för flytande drivmedel under tryck, en andra ledningsanordning (98) innehållande en ventilanordning (259) och förbindande källan för flytande drivmedel med inlopps- porten (84) till förkammaren (82), en styranordning, som är kopplad till ventil- anordningen, för att bringa källan (215) att åstadkomma en förutbestämd mängd av flytande drivmedel till förkammaren (82) och den första ledningen (74).

4. Vapen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av ett hus (52), ett pip- lopp (54), en ringformig ventilhylsa (136), som är koaxiell med piploppet, en kolvhylsa (138) med differentialarea, som är koaxiell med piploppet, varvid ven- tilhylsan och kolvhylsan begränsar en pumpkavitet, samt kolvhylsan och huset be- gränsar förbränningskaviteten.

5. Vapen enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av ett hus (52) med en kammare (66), ett vapenslutstycke (64), som är löstagbart anbragt i kammaren, varvid tändningsförkammaren (82) och den första ledningen (74) är anbragt inuti slutstycket.

6. Vapen enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av en kam, som styr placeringen av vapenslutstycket, och en kam, som styr tillförseln av elektrisk ström till de två elektroderna.