SE509310C2 - Sätt att elektriskt initiera och styra förbränningen av en kompakt drivladdning samt drivladdning - Google Patents
Sätt att elektriskt initiera och styra förbränningen av en kompakt drivladdning samt drivladdningInfo
- Publication number
- SE509310C2 SE509310C2 SE9402148A SE9402148A SE509310C2 SE 509310 C2 SE509310 C2 SE 509310C2 SE 9402148 A SE9402148 A SE 9402148A SE 9402148 A SE9402148 A SE 9402148A SE 509310 C2 SE509310 C2 SE 509310C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- propellant
- charge
- electrically conductive
- propellant charge
- combustion
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A19/00—Firing or trigger mechanisms; Cocking mechanisms
- F41A19/58—Electric firing mechanisms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A1/00—Missile propulsion characterised by the use of explosive or combustible propellant charges
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
- F42B5/02—Cartridges, i.e. cases with charge and missile
- F42B5/08—Cartridges, i.e. cases with charge and missile modified for electric ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C19/00—Details of fuzes
- F42C19/08—Primers; Detonators
- F42C19/12—Primers; Detonators electric
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
- Air Bags (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
509 510
10
15
20
25
30
35
elektriskt ledande ytor i drivämnet och att nämnda tillförsel sker till olika delar eller
zoner av drivladdningen vid olika tidpunkter under förbränningen.
Genom det uppfunna sättet kan mycket hög massförbränningshastighet, dm/dt,
erhållas även i kompakta drivämnen med en densitet när TMD. I drivladdningar till
kanoner och raketmotorer kan därigenom energitätheten ungefär fördubblas mot
vad som är möjligt i motsvarande konventionella laddningar.
I en drivladdning som har en axiell utsträckning från en första ände till en andra
ände kan den elektroterrniska energin tillföras drivladdningen med början i dess
första ände och därefter successivt mot dess andra ände genom att strömmen i
varje tidpunkt matas över en i axiell led begränsad del av drivladdningen. Detta har
fördelar speciellt i projektildrivladdningar då drivladdningens första ände
(initieringsände) vänds mot projektilen och dess andra ände mot vapnets bak-
stycke. Vid en sådan förbränning kan en avsevärt högre verkningsgrad uppnås,
definierad som kvoten av rörelseenergi hos projektilen och kemiskt tillförd energi
från förbränningen av drivämnet, än vad som uppnås med en konventionell projek-
tildrivladdning. Detta gäller speciellt vid höga projektilhastigheter.
Det uppfunna sättet att initiera och styra drivladdningens förbränning ger också
möjlighet att friare välja explosivämne till drivladdningen. Explosivämnen som t.ex.
HMX, TNAZ och CL-20 kan användas. De ger högre energitäthet än dagens
drivämnen baserade på NC/NG.
Ett drivämne i kompakt form med en densitet på 90-99 % av TMD är dessutom
avsevärt tåligare mot oavsiktlig initiering jämfört med samma ämne i löspackad
form. Kombinerat med användning av lågkänsliga explosivämnen kan därför låg-
känsliga egenskaper (LOVA, IM) erhållas.
Uppfinningen avser även en drivladdning som lämpar sig för användning vid sättet.
Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer.
Fig 1 visar schematiskt ett längdsnitt genom en kanon med en drivladdning enligt
uppfinningen.
Fig 2 visar samma längdsnitt som i fig 1 som en situationsbild strax efter drivladd-
ningens antändning.
10
15
20
25
30
35
509 310
Fig 3 visar i snitt en detaljvy på ett drivämne med elektriskt ledande ytor i form av
inblandade fibrer.
Fig 4 visar i snitt en detaljvy på ett drivämne med elektriskt ledande ytor i form av på
dnvämneskom pålagda ledande skikt.
Fig 5 visar tryck och hastighetsförhållandena i eldröret när drivämnet just förbränts
helt.
Fig 6 visar tryckförhållandena i eldröret när projektilen lämnar eldröret.
Fig 7 visar i likhet med figur 1 schematiskt ett längdsnitt genom en kanon men i
detta fall med en drivladdning bestående av flera drivladdningsenheter som initieras
individuellt.
Fig 8 visar samma Iängdsnitt som fig 7 som situationsbild strax efter att drivladd-
ningen antänds.
Fig 9 visar ett Iängdsnitt genom en drivladdning bestående av flera drivladdnings-
enheter.
Fig 10 visar ett snitt A-A genom drivladdningen enligt fig 9.
Fig 11 visar ett Iängdsnitt genom en utföringsfonn av ett elektriskt ledande skiktma-
terial för en drivladdning.
Fig 12 illustrerar ett sätt att framställa en drivladdning enligt fig 9.
Fig 13 visar ett motsvarande snitt som figur 10 genom en altemativ utföringsform av
en drivladdning enligt uppfinningen.
Fig 14 illustrerar ett sätt att framställa en drivladdning enligt fig 13.
Fig 15 visar ett altemativt sätt att anordna ett elektriskt ledande skiktmaterial i dri-
vämnet i en drivladdning enligt uppfinningen.
509 310
10
15
20
25
30
35
Detaljer som motsvarar varandra i de olika figurema har givits samma hänvisnings-
beteckning.
Drivladdningen enligt uppfinningen innehåller ett kompakt drivämne 5 och elektriskt
ledande ytor 6,7,19 i drivämnet och organ 12,17,21 för att leda elektrisk ström
genom nämnda ytor för att generera elektroterrnisk energi i drivämnet. De elektriskt
ledande ytoma och/eller ledningsorganen är därvid anordnade för att leda ström-
men genom olika delar eller zoner 15,16 av drivladdningen vid olika tidpunkter
under förbränningen.
Drivämnet kan vara av ett fast, plastiskt eller vätskeformigt krut, t.ex en gelad
vätska, och kan bestå av t.ex ett kompositkrut eller plastbundet sprängämne (PBX)
baserat på explosivämen såsom HMX, RDX, PETN, HNS, NTO, TNT, TNAZ, CL-20
(HNlW), NC eller blandningar av dessa. Drivämnet kan ha en laddningsdensitet på
90-99 % av den teoretiskt maximala för krutet.
De elektriskt ledande ytoma kan åstadkommas genom inblandning av fibrer 6 av
elektriskt ledande material i drivämnet (fig. 3). Fibrema kan t.ex. vara metallfibrer,
kolfibrer eller elektriskt ledande plastfibrer. I det fall drivämnet består av fasta dri-
vämneskom 8 kan de elektriskt ledande ytoma åstadkommas genom påläggning av
elektriskt ledande skikt 7 på eller i omedelbar närhet av de fasta drivämneskomen
(fig 4). Påläggningen kan t.ex göras genom inblandning, sprutmålning, sputtering
eller vacuumdeponering.
De elektriskt ledande ytoma kan också bestå av ett tunt elektriskt ledande skiktma-
terial, som är inbäddat och fördelat i drivämnet så att drivämnet föreligger i tunna
lager mellan skiktmaterialytor (fig. 9-15).
Uppfinningen äri första hand avsedd att användas vid acceleration av en projektil
till hög hastighet i ett eldrör och kommer i det följande att beskrivas i ett sådant
sammanhang men kan användas generellt när det är önskvärt att kunna styra för-
bränningen i tid och rum, dvs styra förbränningshastigheten och styra förbränning-
ens utbredning genom laddningen från ett initieringsområde.
Figur 1 visar schematiskt ett längdsnitt genom en kanon med eldrör 2 och bak-
stycke 3, laddad med en enhetspatron 1 innefattande projektil 4, hylsa 11 samt en
drivladdning enligt uppfinningen. 5 betecknar det kompakta drivämnet i vilket elek-
triskt ledande ytor är fördelade genom hela drivämneskroppen genom inblandning
10
15
20
25
30
35
509 310
av fibrer 6 eller påläggning av skikt 7 på drivämneskom 8, vilket illustreras som
detaljvyer i figur 3 respektive figur 4. Drivladdningen har en axiell utsträckning från
en första ände 9, som är vänd mot projektilen 4, till en andra ände 10, som är vänd
mot bakstycket 3, och omges av en mantelyta som ståri elektriskt ledande förbin-
delse med hylsan 11. Hylsan är således i detta fall av elektriskt ledande material.
Ledningsorganen för att leda ström till de ledande ytoma innefattar en tilledare 12
som är anordnad axiellt i drivladdningen från ett kontaktorgan i hylsans bakplan och
har en fri ände 13 vid laddningens första ände. Tilledaren omges fram till sin fria
ände av en isolator 14, som kan bestå av explosivämne. Ström tillföres till de elek-
triskt ledande ytoma i drivämnet från tilledarens fria ände 13 och avleds genom
eldröret 2 via hylsan 11. Tilledaren är företrädesvis av aluminium och konsumeras i
takt med att drivämnet förbränns.
Uppskattningsvis behöver strömpulsens energi vara 50-150 kJ per kg drivämne
motsvarande ca. 1-3 % av drivämnets förbränningsenergi för att massförbrännings-
hastigheten , dm/dt, skall bli tillräckligt hög i kompakta drivladdningari kanoner.
Den nödvändiga elektriska energin kan lagras i ett elektriskt pulsaggregat baserat
på t.ex. energilagring i kondensatorer. Pulsaggregatet uppskattas då väga ca. 100-
300 kg per kilo laddningsvikt av explosivämnet.
Drivladdningen initieras med start över den fria ändytan av drivämnet som är vänd
mot projektilen 4 genom att en strömpuls tillföres genom tilledaren 12. Strömmen
söker sig den väg där resistansen är minst, dvs från tilledarens fria ände 13 i
huvudsak radiellt ut mot det strömavledande eldröret 2 såsom visas med pilar i figur
1. Strömmen går således endast över de ledande ytorna inom en i axiell led
begränsad del 15 av drivladdningen. Förbränningen sker som ändförbränning med
riktning mot kanonens bakstycke 3 och förbränningshastigheten styrs genom
strömtillförsel under hela förbränningsförloppet.
När en strömpuls leds genom drivämnet värms de ledande ytoma upp av s.k. .Joule-
uppvärmning. Den tillförda termiska energin ET ges av resistansen R i ett volym-
selement gånger strömmen I genom volymselementet i kvadrat gånger tiden t.
ET =R-|*-t
Snabb förbränning i drivämnet initieras på de ytor av explosivämnet där temperatu-
ren genom strömpulsen höjs till några hundra grader.
509 310
10
15
20
25
30
35
Figur 2 visar samma längdsnitt som i figur 1 som en situationsbild strax efter att
drivladdningen initierats. Tilledaren 12 förbrukas i takt med att den brinnande
ändytan förflyttas mot kanonens bakstycke 3. När förbränningen startar bildas
snabbt ett elektriskt ledande plasma av reaktionsprodukter från drivämnet och för-
gasat ledande material. Plasmat leder strömmen från den kvarvarande tilledarens
fri änden 13 utmed den brinnande ändytan och till de ledade ytoma i drivämnet.
Dvs avståndet som upptas av isolatom 14 överbryggas vid änden 13 av det
ledande plasmat. Strömmen matas således i varje tidpunkt över en i axiell led
begränsad del 15 av drivladdningen. Högre ström ger högre temperatur på de
ledande ytoma i drivämnet och därigenom snabbare reaktion. Volymen drivämne
per tidsenhet som initieras ökar också med strömmen genom att en större volym
drivämne vid brinnytan når antändningstemperatur och därvid initieras. Förbrän-
ningshastigheten regleras elektriskt under hela förbränningsfasen så att trycket i
reaktionsproduktema nära brinnytan hålls vid designtrycket (pd ) för eldröret så att
dess hållfasthet utnyttjas optimalt.
Med denna förbränningsteknik blir tryckfallet lågt i området mellan brinnyta och
projektil under förbränningsfasen. Reaktionsproduktemas hastighet mellan brinn-
ytan och projektilen är också nära konstant och lika med projektilens hastighet i
varje tidsögonblick av förbränningsfasen. En konsekvens av detta är att verknings-
graden i omvandlingen från förbränningsenergi i drivämnet till rörelseenergi i pro-
jektilen blir avsevärt högre än i en konventionell drivladdning.
Figur 5 visar schematiskt trycket utefter eldrörets längd vid tiden när drivämnet just
förbränts helt. Hastighet och tryck hos reaktionsproduktema är approximativt kon-
stanta i hela eldröret bakom projektilen. För att uppnå detta behöver förbrännings-
hastigheten approximativt vara proportionell mot den längd av laddningen som för-
bränts.
Figur 6 visar trycket utefter eldrörets längd när projektilen lämnar eldröret. Från
läget där drivämnet slutförbränts expanderar reaktionsproduktema approximativt
adiabatiskt och ger en tryckprofil enligt figuren.
Figur 7 visar schematiskt ett längdsnitt genom en kanon på samma sätt som figur 1
men i detta fall med en drivladdning bestående av flera efter varandra anordnade
drivladdningsenheter 16 med separata elektriskt ledande ytor. När drivladdningen
på detta sätt består av flera drivladdningsenheter, kan förbränningshastigheten
10
15
20
25
30
35
509 310
styras genom valet av initieringstidpunkt för de olika enheterna. Varje laddningsen-
het motsvarar en begränsad axiell del 15 av laddningen från en första ände 9 som
är vänd mot projektilen 4 till en andra ände 10 som är vänd mot kanonens bak-
stycke 3. Den elektriska strömmen tillföres laddningsenhetema en efter en med
början i laddningens första ände 9 och därefter successivt mot dess andra ände 10
och med valt tidsmellanrum mellan strömtillförseln till respektive laddningsenhet.
Ledningsorganen för att leda ström till och från de ledande ytorna i drivämnet inne-
fattar individuella tilledare 17 för elektrisk ström till de olika laddningsenhetema.
Frånledningen av strömmen kan ske på olika sätt från positioner i varje laddnings-
enhet genom hylsan 11 till eldröret 2 eller genom en central frånledare till kontak-
torgan i hylsans bakplan på motsvarande sätt som tilledaren 12 i figur 1-2. Ladd-
ningen kan vara isolerad från hylsan eller hylsan vara av elektriskt isolerande kom-
positmaterial. De elektriskt ledande ytoma kan utgöras av inblandade fibrer eller
skikt på drivämneskom såsom visas i figur 3 och 4 eller av ett tunt elektriskt ledande
skiktmaterial, vilket beskrivs närmare i anslutning till figurema 9-15.
Vid initieringen och stymingen av förbränningen av drivladdningen enligt figur 7 leds
strömpulser från en kraftenhet till en styrenhet (i figur 7 visad som en släpkontakt
18) som leder strömmen till tilledaren hos respektive laddningsenhet i en vald tids-
följd. Först ansluts den första drivladdningsenheten i serien, dvs den som är belä-
gen närmast bakom projektilen. l snabb följd därefter ansluts de övriga drivladd-
ningsenhetema i tur och ordning bakåt i serien.
Genom värrneutvecklingen i de elektriskt ledande ytoma i drivämnet tillförs driväm-
nesmassan ett elektroterrniskt energitillskott som ökar drivämnets brinnhastighet.
Förutom genom valet av initieringstidpunkt för de olika drivladdningsenhetema kan
således förbrânningshastigheten styras med styrkan hos den pålagda strömmen.
Figur 8 visar en situationsbild strax efter initiering av förbränningen. Laddningsen-
heterna initieras successivt och förbrânningshastigheten för drivladdningen i dess
helhet styrs med de elektriska pulsema. Genom att använda en laddning som
består av många drivladdningsenheter 16 och välja initieringstidpunktema lämpligt
kan man uppnå att trycket i eldröret blir approximativt konstant under förbrânnings-
fasen och att trycket på projektilens bakplan kan bibehållas högt under projektilens
acceleration i eldröret. En konstant hastighet hos reaktionsproduktema mellan brin-
nyta och projektil och ett tryckförlopp i likhet med vad som beskrivits i anslutning till
figur 2, 5 och 6 uppnås.
509 310
10
15
20
25
30
35
Figur 9 visar ett längdsnitt genom en utföringsform av en drivladdning bestående av
flera efter varandra anordnade drivladdningsenheter 16. Laddningsenhetema kan
utgöra separata enheter som kopplas samman till en drivladdning eller vara integre-
rade delar i en sammanhängande drivämneskropp. l det senare fallet definieras
laddningsenhetema av axiella avsnitt med separata elektriskt ledande ytor. l det
visade utförandet utgöres de elektriskt ledande ytoma av ett tunt elektriskt ledande
skiktmaterial 19, som är inbäddat och fördelat i drivämnet så att drivämnet förelig-
geri tunna lager 20 mellan skiktytor. Varje enhet har en individuell tilledare 17
medan frånledaren 21 är gemensam för samtliga enheter i drivladdningen. Mellan
de olika drivladdningsenhetema finns ett isoleringsskikt 22 av t.ex. samma dri-
vämne som i resten av laddningen men utan elektriskt ledande ytor eller ett motsva-
rande material som konsumeras vid laddningens förbränning. Drivladdningsenhe-
tema 16 kan således tändas individuellt genom att ström tillföres det ledande skikt-
materialet 19 i respektive enhet. Drivladdningen kan förses med ett isoleringshölje
23 genom vilket anslutningar till tilledama är anordnade.
Figur 10 visar ett snitt A-A genom drivladdningen enligt figur 9. Det elektriskt
ledande skiktmaterialet 19 är anordnat som en spiral med det tunna kompakta dri-
vämneslagret 20 mellan de olika varven i spiralen. Tilledaren 17 är ansluten till
skiktmaterialets 19 ena ände vid drivladdningsenhetens hölje 22 och frånledaren 21
vid dess andra ände i laddningens mittparti. Frånledaren är dragen axiellt ut från
drivladdningen.
Skiktmaterlalet 19 innefattar ett tunt elektriskt ledande skikt 24, av t.ex. metall eller
kolfiber, i form av en folie, matta, nät etc. Speciellt föredrages en aluminiumfolie
eller en kolfibermatta. Fig 11 visar ett längdsnitt genom en utföringsform av ett
skiktmaterial. 17 och 21 betecknar tilledare och frånledare för ström anslutna till det
ledande skiktet 24. Med hänsyn till risken för överslag mellan angränsande delar av
det elektriskt ledande skiktet föredrages att detta har en isolerande beläggning 25
av t.ex. en polymer. Den isolerande beläggningen kan vara anordnad på den ena
eller, såsom visas i figuren, båda sidor av det ledande skiktet. Enligt en utförings-
form av uppfinningen består det ledande skiktet 24 av en Al-folie och den isole-
rande beläggning 25 av PTFE (polytetrafluoroetylen). Skiktmaterialet kan då omsät-
tas i nyttig energi i laddningen utan att nämnvärt belasta drivämnets oxidator. Vid
initieringen reagerar aluminiumet med PTFE som oxidator under stor energiutveck-
ling.
10
15
20
25
30
35
509 310
Drivladdningen kan framställas genom gjutning av ett gjutbart drivämne i ett hölje i
vilket skiktmaterialet i förväg arrangerats. Ett annat sätt att framställa en drivladd-
ning enligt fig 9-10 illustreras i fig 12. På ett tunt formbart drivämnesskikt lägges
remsor 26 av elektriskt ledande skiktmaterial 19 parallellt med varandra och med ett
visst avstånd 27 mellan varje remsa. Tilledare 17 ansluts till varje remsas ena
kortände och en frånledare 21 sammanbinder remsomas andra kortändar. Skiktet
rullas därefter i remsomas längdriktning till en cylinderformad drivladdning. Avstån-
det 27 mellan remsoma kommeri den färdiga laddningen att motsvara isolerings-
skiktet 22 (fig. 9) mellan närliggande drivladdningsenheter. Drivämnet kan t.ex.
bestå av ett plastiskt krut som kan bearbetas till tunna skikt eller PBX eller kompo-
sitkrut som ännu ej sluthärdat. Den skiktade produkten och rullningen görs därvid
medan drivämnet fortfarande är mjukt och fonnbart och sluthärdningen görs i den
rullade drivladdningen. Drivladdningen kan sedan förses med ett skyddande isole-
ringshölje 23 (fig. 9,10).
Drivladdningsenheterna kan naturligtvis även framställas en och en och monteras
samman till en drivladdning.
För att undvika att induktans uppstår i det elektriskt ledande skiktmaterialet 19 vid
påläggning av en strömpuls över detsamma, kan skiktmaterialet fördelas i driväm-
net såsom visas i fig 13, dvs som ett dubbelvikt skikt med mellanliggande driväm-
neslager anordnat i spiralforrn i drivämnesmassan. Strömriktningen blir då olika itvå
närbelägna vindlingar av motståndsskiktet.
Fig 14 illustrerar ett sätt att framställa en drivladdningsenhet enligt fig 13. En lång-
sträckt skiktad produkt 28 formas i detta fall av två drivämnesskikt 29 och 30 och
mellanliggande remsor av elektriskt ledande skiktmaterial 19. Figuren visar ett
längdsnitt genom skikten. Remsorna är längre än de enskilda drivämnesskikten och
viks runt det ena drivämnesskiktets ena ände och läggs även mot drivämnesskiktets
andra sida. Tilledare 17 och frånledare 21 för elektrisk ström ansluts till remsomas
fria kortändar. Den så erhållna skiktade produkten 28 rullas till en cylinderformad
drivladdningsenhet. Den skiktade produkten rullas såsom pilen i fig 14 visar så att
tilledama 17 och frånledaren 21 hamnari laddningens yttre del. Tilledamas och
frånledarens inbördes placering på drivladdningens ytteryta kan anpassas genom
att de två drivämnesskikten görs olika långa såsom visas i figur 14. Om skillnaden i
längd motsvarar n-R, där R är den färdiga drivladdningens radie, kan tilledaren och
frånledaren fås att hamna diametralt mitt emot varandra såsom visas i figur 13.
509 510
10
15
20
25
10
Figur 15 visar uppbyggnaden av en drivladdning bestående av krutskivor 31 av ett
kompakt drivämne och mellanliggande skivor 32 av ett elektriskt ledande skiktmate-
rial. I figuren visas två krutskivor och en mellanliggande skiva, sammansatta
respektive särade i sina delar. En komplett drivladdning kan bestå av ett stort antal
skivor enligt denna uppbyggnad. Sklktmaterialet i skivan 32 kan ha ett elektriskt
ledande skikt 33 av t.ex. en Al-folie, som gåri ett zig-zag-mönsteri skiktmaterialet
och är isolerad med PTFE-skikt. En tilledare 17 och en frånledare 21 är anslutna till
var sin ände av det elektriskt ledande skiktet 33.
Vid initieringen av en drivladdningsenhet med inbäddat elektriskt ledande skiktma-
terial, tillföres elektrisk ström till det ledande skiktet med minst sådan styrka att dri-
vämnets förbränning initieras över skiktets yta. Om drivämneslagret mellan skiktma-
terialytoma är t.ex. 1 mm, är drivämnet omsatt efter brinnsträckan 0,5 mm vilket gör
att förbrännings hastigheten för hela drivladdningsenheten blir mycket snabb.
Genom valet av drivämnestjocklek mellan ledande skikt, kan förbränningshastighe-
ten för drivladdningen anpassas för olika ändamål.
Drivämnets förbränningshastighet påverkas av hur mycket termisk energi som tillfö-
res vid initieringen. Genom att tillföra en starkare strömpuls än vad som minst
erfordras för initieringen, kan man öka förbränningshastigheten. Den påbörjade
förbränningen kan även förstärkas med tillförd elektrotermisk energi. När förbrän-
ningen startat bildas ett elektriskt ledande plasma i flammans mest intensiva del. Så
länge tilledaren och frånledaren för ström står i förbindelse med plasmat kan en
fortsatt Strömtillförsel ske som höjer temperaturen och förstärker drivämnets verkan.
Att det elektriskt ledande skiktet snabbt förbränns eller förgasas vid antändningen
utesluter således inte en fortsatt strömtillförsel för att elektrotermiskt förstärka dri-
vämnets verkan.
Claims (21)
1. Sätt att elektriskt initiera och styra förbränningen av en kompakt drivladdning innehållande ett drivämne, kännetecknat av att elektroterrnisk energi tillföres drivladdningen genom att elektrisk ström matas över elektriskt ledande ytor (6,7,19) i drivämnet och att nämnda tillförsel sker till olika delar eller zoner av drivladdningen vid olika tidpunkter under förbränningen.
2. Sätt enligt krav 1 kännetecknat av att drivladdningen har en axiell utsträckning från en första ände (9) till en andra ände (10) och att den elektroterrniska energi tillföres drivladdningen med början i dess första ände och därefter successivt mot dess andra ände genom att strömmen i varje tidpunkt matas över en i axiell led begränsad del (15,16) av drivladdningen.
3. Sätt enligt krav 2 kännetecknat av att en ändförbränning initieras i drivladdning- ens första ände (9) och att den elektriska strömmen matas mellan den brinnande ändytans centrala del och en drivladdningens axlella utsträckning omgivande man- telyta under förbränningen.
4. Sätt enligt krav 2 kännetecknat av att drivladdningen består av flera efter var- andra anordnade laddningsenheter (16) med separata elektriskt ledande ytor och att den elektriska strömmen tillföres laddningsenhetema en efter en med valt tids- mellanrum.
5. Sätt enligt krav 2-4 kännetecknat av att drivladdningen är en projektildrivladdning och att dess första ände (9) är vänd mot projektilen (4) och att dess andra ände (10) är vänd mot vapnets bakstycke (3).
6. Kompakt drivladdning innehållande ett drivämne kännetecknad av elektriskt ledande ytor (6,7,19) i drivämnet och organ (12,17,21) för att leda elektrisk ström till och från nämnda ytor för att generera elektrotermisk energi i drivämnet samt att nämnda ytor och/eller ledningsorgan är anordnade att leda strömmen genom olika delar eller zoner (15,16) av drivladdningen vid olika tidpunkter under förbränningen.
7. Drivladdning enligt krav 6 kännetecknad av att den har en axiell utsträckning från en första ände (9) till en andra ände (10) och att de elektriskt ledande ytoma och/eller ledningsorganen är anordnade att leda strömmen genom en i axiell led begränsad del (15,16) av drivladdningen vid vane tidpunkt under förbränningen. 10 15 20 25 30 35 509 310 12
8. Drivladdning enligt krav 7 kännetecknad av att ledningsorganen innefattar en tilledare (12) för elektrisk ström som är anordnad axiellt i drivladdningen och har en fri ände (13) vid laddningens ena ändyta och från vilken fria ände ström tillföres till de elektriskt ledande ytoma i drivämnet samt en laddningens axiella utsträckning omgivande mantelyta vid vilken strömmen avleds.
9. Drivladdning enligt krav 7 kännetecknad av den består av flera efter varandra anordnade laddningsenheter (16) med separata elektriskt ledande ytor och att led- ningsorganen innefattar individuella tilledare (17) för elektrisk ström till de olika laddningsenhetema.
10. Drivladdning enligt krav 6-9 kännetecknad av att drivämnet består av driväm- neskom (8) och att de elektriskt ledande ytorna består av på drivämneskomen pålagt elektriskt ledande skikt (7).
11. Drivladdning enligt krav 6-9 kännetecknad av att de elektriskt ledande ytorna består av i drivämnet inblandade fibrer (6) av elektriskt ledande material.
12. Drivladdning enligt krav 11 kännetecknad av att fibrema (6) är valda ur en grupp bestående av metallfibrer, kolfibrer och elektriskt ledande plastfibrer.
13. Drivladdning enligt krav 6-9 kännetecknad av de elektriskt ledande ytoma utgö- res av ett tunt elektriskt ledande skiktmaterial (19), som är inbäddat och fördelat i drivämnet så att drivämnet föreligger i tunna lager (20) mellan skiktmaterialytor.
14. Drivladdning enligt krav 13 kännetecknad av att skiktmaterialet innefattar en metallfolie.
15. Drivladdning enligt krav 14 kännetecknad av att metallfolien är en Al-folie.
16. Drivladdning enligt krav 13 kännetecknad av att skiktmaterialet innefattar en kolfiberrnatta.
17. Drivladdning enligt krav 13 kännetecknad att skiktmaterialet har en isolerande beläggning (25). 10 509 510 13
18. Drivladdning enligt krav 17 kännetecknad att den isolerande beläggningen (25) består av PTFE (polytetrafluoroetylen).
19. Drivladdning enligt krav 6 kännetecknad att det kompakta drivämnet (5) är baserat på ett explosivämne valt ur en grupp bestående av PETN, RDX, HMX, NTO, TNT, HNS, TNAZ, HNlW, NC och blandningar av dessa.
20. Drivladdning enligt krav 6 kännetecknad att det kompakta drivämnet är ett plastbundet sprängämne (PBX).
21. Drivladdning enligt krav 6 kännetecknad att det kompakta drivämnet är ett kom- positkrut.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9402148A SE509310C2 (sv) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Sätt att elektriskt initiera och styra förbränningen av en kompakt drivladdning samt drivladdning |
US08/460,011 US5854439A (en) | 1994-06-17 | 1995-06-07 | Method for electrically initiating and controlling the burning of a propellant charge and propellant charge |
GB9511649A GB2326701B (en) | 1994-06-17 | 1995-06-08 | Initiating and control of propellent charge burning |
DE19521385A DE19521385A1 (de) | 1994-06-17 | 1995-06-14 | Verfahren zum elektrischen Zünden und Steuern des Verbrennens einer Treibladung und Treibladung |
NO952378A NO952378L (no) | 1994-06-17 | 1995-06-15 | FremgangsmÕte til Õ initiere og styre forbrenningen av en drivladning elektrisk, samt en drivladning |
FR9507219A FR2765319A1 (fr) | 1994-06-17 | 1995-06-16 | Procede d'amorcage electrique et de commande de la combustion d'une charge propulsive ainsi qu'une charge propulsive obtenue |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9402148A SE509310C2 (sv) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Sätt att elektriskt initiera och styra förbränningen av en kompakt drivladdning samt drivladdning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9402148L SE9402148L (sv) | 1998-01-11 |
SE509310C2 true SE509310C2 (sv) | 1999-01-11 |
Family
ID=20394436
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9402148A SE509310C2 (sv) | 1994-06-17 | 1994-06-17 | Sätt att elektriskt initiera och styra förbränningen av en kompakt drivladdning samt drivladdning |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5854439A (sv) |
DE (1) | DE19521385A1 (sv) |
FR (1) | FR2765319A1 (sv) |
GB (1) | GB2326701B (sv) |
NO (1) | NO952378L (sv) |
SE (1) | SE509310C2 (sv) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009123528A1 (en) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | Bae Systems Bofors Ab | Method for electrical flashover ignition and combustion of propellent charge, as well as propellent charge and ammunition shot in accordance therewith |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE517704C2 (sv) | 1999-05-10 | 2002-07-09 | Tzn Forschung & Entwicklung | Patron med elektrotermisk tändanordning |
DE19928832A1 (de) | 1999-06-24 | 2000-12-28 | Diehl Stiftung & Co | Elektrische Anzündeinrichtung für die Treibladung einer Patrone |
US6962112B1 (en) * | 1999-07-30 | 2005-11-08 | Ruag Ammotec Gmbh | Entirely combustible inductive primer |
DE19949674C1 (de) * | 1999-10-14 | 2001-06-07 | Fraunhofer Ges Forschung | Treibladungsanordnung für Rohrwaffen oder ballistische Antriebe |
WO2002064693A1 (en) * | 2001-02-09 | 2002-08-22 | Alliant Techsystems Inc. | Static dissipative mold release agent and use in casting and molding processes |
AU2003304725A1 (en) | 2002-01-16 | 2008-05-29 | W.E. Research, Llc | Electrically controlled extinguishable solid propellant motors |
WO2008027022A2 (en) | 2002-01-16 | 2008-03-06 | W.E. Research, Llc | Methods of controlling solid propellant ignition, combustion, and extinguishment |
US20040031204A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-02-19 | Ronald Thompson | Door mounting assembly and method |
US20050115439A1 (en) * | 2003-12-02 | 2005-06-02 | Abel Stephen G. | Multiple pulse segmented gas generator |
DE102009043491A1 (de) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | Rheinmetall Waffe Munition Gmbh | Aktivierungseinheit für munitionsfreie Scheinziele |
US8746120B1 (en) * | 2011-11-01 | 2014-06-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Boosted electromagnetic device and method to accelerate solid metal slugs to high speeds |
US9534863B2 (en) | 2011-11-01 | 2017-01-03 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Electromagnetic device and method to accelerate solid metal slugs to high speeds |
US10254090B1 (en) | 2013-03-14 | 2019-04-09 | University Of Central Florida Research Foundation | Layered energetic material having multiple ignition points |
US9464874B1 (en) * | 2013-03-14 | 2016-10-11 | Spectre Materials Sciences, Inc. | Layered energetic material having multiple ignition points |
US10882799B2 (en) | 2014-09-10 | 2021-01-05 | Spectre Materials Sciences, Inc. | Primer for firearms and other munitions |
US10385806B2 (en) * | 2015-10-02 | 2019-08-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Solid propellant grain |
CN106380954B (zh) * | 2016-10-21 | 2018-09-18 | 重庆大学 | 一种电控固体推进剂电极用耐高温耐强酸腐蚀绝缘材料 |
US10415938B2 (en) | 2017-01-16 | 2019-09-17 | Spectre Enterprises, Inc. | Propellant |
CN108645278B (zh) * | 2018-05-16 | 2020-07-31 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种电控药剂燃烧发射弹丸的方法 |
US11112222B2 (en) | 2019-01-21 | 2021-09-07 | Spectre Materials Sciences, Inc. | Propellant with pattern-controlled burn rate |
DE102019205276A1 (de) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | Christof-Herbert Diener | Beschichtungsverfahren eines energetischen Materials und Beschichtungsanlage zur Beschichtung des energetischen Materials durch ein solches Beschichtungsverfahren |
US11287238B1 (en) * | 2020-12-02 | 2022-03-29 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Methods of initiating insensitive explosive formulations |
US11193746B1 (en) * | 2020-12-02 | 2021-12-07 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Methods of initiating insensitive explosive formulations |
JP2024502509A (ja) | 2021-02-16 | 2024-01-19 | スペクトル マテリアルズ サイエンシズ,インコーポレイテッド | 銃器及びその他の軍需品用プライマー |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US380368A (en) * | 1888-04-03 | Charles m | ||
DE1082834B (de) * | 1955-08-19 | 1960-06-02 | Boelkow Entwicklungen Kg | Treibladung zur Beschleunigung eines Geschosses |
US3434426A (en) * | 1956-11-30 | 1969-03-25 | Jay W De Dapper | Combined ignitor and propellent grain |
US3527168A (en) * | 1960-12-05 | 1970-09-08 | Minnesota Mining & Mfg | Solid propellant grain containing metal macrocapsules of fuel and oxidizer |
GB983246A (en) * | 1961-03-13 | 1965-02-17 | Lionel Joseph Phelps | Improvements in or relating to rifles or pistols and ammunition therefor |
US3793097A (en) * | 1964-01-17 | 1974-02-19 | Aerojet General Co | Method of increasing propellant burning rate by the use of high conductive wires |
FR1502732A (fr) * | 1966-07-26 | 1967-11-24 | Thomson Houston Comp Francaise | Perfectionnements aux propulseurs spatiaux à poussée contrôlable |
GB1196114A (en) * | 1966-08-26 | 1970-06-24 | Mini Of Technology | Electroexplosive Devices |
US4072546A (en) * | 1971-12-22 | 1978-02-07 | Hercules Incorporated | Use of graphite fibers to augment propellant burning rate |
US4167428A (en) * | 1974-05-17 | 1979-09-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Conductance method for determining the mechanical properties of propellants |
DE2451370C2 (de) * | 1974-10-29 | 1986-05-15 | Hubert Inzing Tirol Usel | Elektrischer Zünder für hülsenlose Treibsätze und Verfahren zur Herstellung solcher Zünder |
US4410470A (en) * | 1981-01-07 | 1983-10-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Increasing burning rate of solid propellants by electric field effects |
DE3707694A1 (de) * | 1987-03-11 | 1988-09-29 | Dynamit Nobel Ag | Elektrisch anzuendbare anzuendsaetze fuer huelsenlose munition und treibkartuschen |
AT392844B (de) * | 1987-05-15 | 1991-06-25 | Basta Walter | Munition |
FR2650884B1 (fr) * | 1989-08-08 | 1991-10-11 | Commissariat Energie Atomique | Charge pour lanceur electrothermique |
US5171932A (en) * | 1991-09-30 | 1992-12-15 | Olin Corporation | Electrothermal chemical propulsion apparatus and method for propelling a projectile |
US5322002A (en) * | 1993-04-30 | 1994-06-21 | Thiokol Corporation | Tube launched weapon system |
US5431105A (en) * | 1993-09-16 | 1995-07-11 | Maxwell Laboratories, Inc. | Electrothermal chemical cartridge |
US5470408A (en) * | 1993-10-22 | 1995-11-28 | Thiokol Corporation | Use of carbon fibrils to enhance burn rate of pyrotechnics and gas generants |
US5612506A (en) * | 1994-10-26 | 1997-03-18 | General Dynamics Land Systems, Inc. | Method of and apparatus for generating a high pressure gas pulse using fuel and oxidizer that are relatively inert at ambient conditions |
-
1994
- 1994-06-17 SE SE9402148A patent/SE509310C2/sv unknown
-
1995
- 1995-06-07 US US08/460,011 patent/US5854439A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-08 GB GB9511649A patent/GB2326701B/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-14 DE DE19521385A patent/DE19521385A1/de not_active Withdrawn
- 1995-06-15 NO NO952378A patent/NO952378L/no unknown
- 1995-06-16 FR FR9507219A patent/FR2765319A1/fr active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009123528A1 (en) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | Bae Systems Bofors Ab | Method for electrical flashover ignition and combustion of propellent charge, as well as propellent charge and ammunition shot in accordance therewith |
US8607704B2 (en) | 2008-04-01 | 2013-12-17 | Bae Systems Bofors Ab | Method for electrical flashover ignition and combustion of propellent charge, as well as propellent charge and ammunition shot in accordance therewith |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9402148L (sv) | 1998-01-11 |
US5854439A (en) | 1998-12-29 |
FR2765319A1 (fr) | 1998-12-31 |
GB2326701A (en) | 1998-12-30 |
GB9511649D0 (en) | 1998-05-20 |
NO952378D0 (sv) | 1995-06-15 |
DE19521385A1 (de) | 1998-10-08 |
NO952378L (no) | 1998-02-24 |
GB2326701B (en) | 1999-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE509310C2 (sv) | Sätt att elektriskt initiera och styra förbränningen av en kompakt drivladdning samt drivladdning | |
EP0767872B1 (en) | Solid propellant dual phase rocket motor | |
US8857338B2 (en) | Electrode ignition and control of electrically ignitable materials | |
US7347906B1 (en) | Variable output and dial-a-yield explosive charges | |
US4357795A (en) | Multi-burn solid fuel restartable rocket and method of use | |
US2434652A (en) | Igniter | |
US7770380B2 (en) | Methods of controlling solid propellant ignition, combustion, and extinguishment | |
CA2593222C (en) | Methods and apparatus for selectable velocity projectile system | |
US20130104765A1 (en) | Reactive material enhanced projectiles, devices for generating reactive material enhanced projectiles and related methods | |
EP3359796B1 (en) | Electrically operated pulse initiators and method of ignition | |
WO1994025414A1 (en) | Improved propellant system | |
WO2018186923A2 (en) | Propellant | |
US20230071915A1 (en) | Propulsion system with single initiator for multiple rocket motors | |
EP0475279B1 (en) | Main propellant ignition liner for cased telescoped ammunition | |
US11512668B2 (en) | Multi-pulse solid rocket motor ignition method | |
Sinyaev et al. | Plasma-replacement technology of ETC-ignition of powder charges in high-velocity launchers | |
US11846252B2 (en) | Propulsion system with initiators for selective activation of multiple rocket motors | |
US11852104B2 (en) | Propulsion system with single initiator for multiple rocket motors | |
SE509311C2 (sv) | Sätt och elektrodanordning för styrning av en drivladdnings förbränningshastighet | |
SE532627C2 (sv) | Plasmagenerator till elektrotermiskt-kemiskt vapensystem innefattande förbättrade kontaktdon och metod för att förhindra att plasmageneratorns elkontakt bryts | |
US11040924B1 (en) | Process for additively manufacturing discrete gradient charges | |
EP4396454A2 (en) | Propulsion system with single initiator for multiple rocket motors | |
Sparks et al. | Fifty years of solid propellant technical achievements at Atlantic Research Corporation | |
SE517048C2 (sv) | Drivladdning, metod att initiera och styra förbrännings/ deflagrationshastigheten hos en drivladdning samt användning av en sådan drivladdning |