SE509311C2 - Controlling combustion speed for projectile electrically conductive propellant charge - Google Patents
Controlling combustion speed for projectile electrically conductive propellant chargeInfo
- Publication number
- SE509311C2 SE509311C2 SE9704743A SE9704743A SE509311C2 SE 509311 C2 SE509311 C2 SE 509311C2 SE 9704743 A SE9704743 A SE 9704743A SE 9704743 A SE9704743 A SE 9704743A SE 509311 C2 SE509311 C2 SE 509311C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- electrode
- charge
- outer electrode
- explosive
- center electrode
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000003380 propellant Substances 0.000 title claims description 27
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 31
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 6
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 2
- ZCRYIJDAHIGPDQ-UHFFFAOYSA-N 1,3,3-trinitroazetidine Chemical compound [O-][N+](=O)N1CC([N+]([O-])=O)([N+]([O-])=O)C1 ZCRYIJDAHIGPDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100298295 Drosophila melanogaster flfl gene Proteins 0.000 description 1
- TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N Pentaerythritol Tetranitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(CO[N+]([O-])=O)(CO[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O TZRXHJWUDPFEEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007592 spray painting technique Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
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
- F41A19/60—Electric firing mechanisms characterised by the means for generating electric energy
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
Abstract
Description
509 311 10 15 20 25 30 35 Detta uppnås genom ett sätt och en elektrodanordning som definieras i patentkra- ven. 509 311 10 15 20 25 30 35 This is achieved by a method and an electrode device as defined in the claims.
Uppfinningen avser således ett sätt vid styming av förbränningshastigheten hos en drivladdning, som har en axiell utsträckning från en initieringsände till en slutände och består av elektriskt ledande krut, innefattande matning av elektrisk ström genom krutet mellan en mittelektrod, som sträcker sig axiellt genom laddningen, och en ytterelektrod , som omger laddningens axiella utsträckning. Åtminstone en del av mittelektroden och/eller ytterelektroden är försedd med ett isoleringsskikt som isolerar elektroden från det ledande krutet. Sättet kännetecknas av att elektro- den avisoleras med en kontrollerad hastighet i riktning mot laddningens slutände under laddningens förbränning genom att ett explosivämne, som är anordnad i en spiral på nämnda med isoleringsskikt försedda del av elektroden, bringas att deto- Uefa.The invention thus relates to a method of controlling the combustion rate of a propellant charge having an axial extent from an initial end to an end end and consisting of electrically conductive gunpowder, comprising supplying electric current through the gunpowder between a center electrode extending axially through the charge, and an outer electrode, which surrounds the axial extent of the charge. At least a part of the center electrode and / or the outer electrode is provided with an insulating layer which insulates the electrode from the conductive powder. The method is characterized in that the electrode is stripped at a controlled speed towards the end of the charge during the combustion of the charge by causing an explosive, which is arranged in a spiral on said insulated layer of the electrode, to be detonated.
Med elektriskt ledande krut avses krut som gjorts ledande genom tillsatser, ytbe- handling av krutkom etc., t.ex. såsom beskrivs i svenska patentansökningen 9402148-2, eller krut som innehåller en elektriskt ledande polymer.Electrically conductive gunpowder refers to gunpowder that has been made conductive through additives, surface treatment of gunpowder, etc. as described in Swedish patent application 9402148-2, or gunpowder containing an electrically conductive polymer.
Normalt leds strömmen in i mittelektroden och förs tillbaka genom ytterelektroden.Normally, the current is conducted into the center electrode and passed back through the outer electrode.
Vid början av förloppet leds strömmen in i krutet endast från en oisolerad zon av mittelektroden vid laddningens initieringsände. Även ytterelektroden har en oisole- rad zon vid laddningens initieringsände. Strömmen matas således i huvudsak radi- ellt genom laddningen mellan mittelektrod och ytterelektrod, med början i laddning- ens initieringsände och därefter successivt mot dess slutände.At the beginning of the process, the current is conducted into the powder only from an uninsulated zone of the center electrode at the initiation end of the charge. The outer electrode also has an uninsulated zone at the initiation end of the charge. The current is thus supplied substantially radially through the charge between the center electrode and the outer electrode, starting at the initiation end of the charge and then successively towards its end end.
Explosivämnesspiralen initieras i sin ena ände och allteftersom detonationsfronten fortplantas längs spiralen avlägsnas det isolerande skiktet och motsvarande axiella del av elektroden sätts i ledande förbindelse med krutet. Den hastighet med vilken strömgenomgången förflyttas i axiell led mot laddningens slutände, styrs således av den detonerande spiralen. Genom att variera spiralens stigning och bredd kan en önskad avisoleringshastigheten för olika axiella delar av laddningen i förväg kon- strueras och därmed förbränningshastigheten styras enligt ett önskat förlopp.The explosive coil is initiated at one end and as the detonation front propagates along the coil, the insulating layer is removed and the corresponding axial portion of the electrode is put into conductive communication with the gunpowder. The speed at which the current passage is moved in the axial direction towards the end of the charge is thus controlled by the detonating spiral. By varying the pitch and width of the spiral, a desired stripping speed for different axial parts of the charge can be constructed in advance and thus the combustion speed is controlled according to a desired course.
Uppfinningen avser även en elektrodanordning för matning av elektrisk ström genom en av elektriskt ledande krut bestående drivladdning för styming av dess förbränningshastighet, varvid laddningen har en axiell utsträckning från en initie- ringsände till en slutände. Elektrodanordningen innefattar en mittelektrod som 10 15 20 25 30 35 509 311 sträcker sig axiellt genom laddningen och en ytterelektrod som omger laddningens axiella utsträckning och kännetecknas av ett detonerande explosivämne som är anordnat i en spiral på åtminstone en del av mittelektroden och/eller ytterelektro- dens insida; ett isoleringsskikt som isolerar den med explosivämnesspiral försedda delen av elektroden från det ledande krutet och en tändare för initiering av explosivämnesspiralen i dess ena ände, varvid ett deto- nationsförlopp fortplantas längs spiralen och med kontrollerad hastighet avisolerar elektroden i riktning mot laddningens slutände.The invention also relates to an electrode device for supplying electric current through a propellant charge consisting of electrically conductive gunpowder for controlling its combustion rate, the charge having an axial extent from an initiation end to an end end. The electrode device comprises a center electrode extending axially through the charge and an outer electrode surrounding the axial extent of the charge and characterized by a detonating explosive arranged in a spiral on at least a part of the center electrode and / or the outer electrode. inside; an insulating layer which insulates the explosive coil portion of the electrode from the conductive gunpowder and a lighter for initiating the explosive coil at one end thereof, a detonation sequence propagating along the coil and stripping the electrode at a controlled speed toward the end of the charge.
Uppfinningen är i första hand avsedd att användas vid acceleration av en projektil till hög hastighet i ett eldrörsvapen varvid ytterelektroden med fördel kan utgöras av en ammunitionshylsa som på sin insida förses med explosivämnesspiral och isole- ringsskikt. Vid användning av laddningen som projektildrivladdning vänds den med sin initieringsände mot projektilen och sin slutände mot vapnets bakstycke.The invention is primarily intended for use in accelerating a projectile to high speed in a barrel weapon, whereby the outer electrode can advantageously consist of an ammunition sleeve which is provided on its inside with an explosive coil and insulating layer. When using the charge as a projectile propellant charge, it is turned with its initiation end towards the projectile and its end towards the rear of the weapon.
Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är det detonerande explosiväm- net fyllt i ett gängformat spår på mittelektroden och/eller insidan av ytterelektroden.According to a preferred embodiment of the invention, the detonating explosive is filled in a thread-shaped groove on the center electrode and / or the inside of the outer electrode.
Det gängformade spåret kan ha en ökande stigning och även en ökande bredd mot drivladdningens slutände. För att uppnå hög projektilhastighet i ett eldrörsvapen är det önskvärt att trycket i eldröret är i huvudsak konstant under utskjutningsfasen.The threaded groove can have an increasing pitch and also an increasing width towards the end of the propellant charge. In order to achieve high projectile velocity in a barrel weapon, it is desirable that the pressure in the barrel be substantially constant during the firing phase.
Detta kräver att laddningens förbrânningshastighet (dm/dt) ökar när projektilen accelererar, vilket kan åstadkommas genom att elektrodens avisoleringshastighet ökar mot laddningens slutände, dvs en ökande gängstigning hos explosivämnesspi- ralen.This requires that the combustion rate of the charge (dm / dt) increase as the projectile accelerates, which can be achieved by increasing the stripping speed of the electrode towards the end of the charge, i.e. an increasing thread pitch of the explosive coil.
Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer.The invention will be described in more detail below in connection with the accompanying figures.
Fig 1 visar schematiskt ett längdsnitt genom en kanon med en drivladdning och en mittelektrod och en ytterelektrod enligt känd teknik.Fig. 1 schematically shows a longitudinal section through a gun with a propellant charge and a center electrode and an outer electrode according to prior art.
Fig 2 visar ett snitt genom en patron med en elektrodanordning enligt uppfinningen.Fig. 2 shows a section through a cartridge with an electrode device according to the invention.
Fig 3 visar i genomskäming en förstorad vy av gränsområdet mellan elektrod och elektriskt ledande krut hos en elektrod enligt uppfinningen.Fig. 3 shows in cross-section an enlarged view of the boundary area between electrode and electrically conductive powder of an electrode according to the invention.
Fig 4 visar principiellt en kurva över erforderlig avisoleringshastighet som funktion av avståndet s från laddningens initieringsände och inom vilka områden avisolering 509 511 10 15 20 25 30 35 av mittelektroden respektive avisolering av ytterelektroden kan utnyttjas vid styming av förbränningsförloppet i en kanon.Fig. 4 shows in principle a curve of the required stripping speed as a function of the distance s from the initiation end of the charge and in which areas stripping of the middle electrode and stripping of the outer electrode can be used when controlling the combustion process in a gun.
Fig 5 visar i genomskäming en förstorad vy av gränsområdet mellan elektrod och elektriskt ledande krut hos en elektrod enligt uppfinningen under avisoleringpro- cessen.Fig. 5 shows in cross-section an enlarged view of the boundary area between electrode and electrically conductive gunpowder of an electrode according to the invention during the stripping process.
Figur 1 visar känd teknik enligt svenska patentansökningen 9402148-2 för att styra förbränningshastigheten hos en drivladdning bestående av elektriskt ledande krut, varvid elektrisk ström leds genom krutet mellan en mittelektrod och en ytterelektrod.Figure 1 shows known technology according to Swedish patent application 9402148-2 for controlling the combustion rate of a propellant charge consisting of electrically conductive gunpowder, whereby electric current is conducted through the gunpowder between a center electrode and an outer electrode.
Figuren visar schematiskt ett längdsnitt genom en kanon med eldrör 2 och bak- stycke 3, laddad med en enhetspatron 1 innefattande projektil 4, hylsa 10 samt en drivladdning 5 av ett kompakt elektriskt ledande drivämne. Drivladdningen har en axiell utsträckning från en initieringsände 6, som är vänd mot projektilen 4, till en slutände 7, som är vänd mot bakstycket 3, och omges av en ytterelektrod 9 i form av hylsan 10. En mittelektrod 8 är anordnad axiellt i drivladdningen från ett kontakt- organ i hylsans bakplan 11 och har en fri ände vid laddningens initieringsände 6.The figure schematically shows a longitudinal section through a cannon with barrel 2 and rear piece 3, loaded with a unit cartridge 1 comprising projectile 4, sleeve 10 and a propellant charge 5 of a compact electrically conductive propellant. The propellant charge has an axial extent from an initiating end 6, which faces the projectile 4, to a closed end 7, which faces the rear piece 3, and is surrounded by an outer electrode 9 in the form of the sleeve 10. A central electrode 8 is arranged axially in the propellant charge from a contact member in the rear plane 11 of the sleeve and has a free end at the initiation end 6 of the charge.
Mittelektroden omges fram till sin fria ände av en isolator 12. Ström tillföres det elektriskt ledande kmtet från mittelektrodens fria ände och avleds genom eldröret 2 via ytterelektroden, dvs. hylsan 10, Mittelektroden kan vara av aluminium och kon- sumeras i takt med att drivämnet förbränns. Strömmen matas i varje tidpunkt över en i axiell led begränsad del av drivladdningen. Högre ström ger högre temperatur på de ledande ytoma i drivämnet och därigenom snabbare reaktion. Volymen driv- ämne per tidsenhet som initieras ökar också med strömmen genom att en större volym drivämne når antändningstemperatur och antänder.The center electrode is surrounded up to its free end by an insulator 12. Current is applied to the electrically conductive circuit from the free end of the center electrode and is diverted through the fire tube 2 via the outer electrode, i.e. sleeve 10, The center electrode can be made of aluminum and is consumed as the fuel is burned. The current is supplied at any time over an axially limited part of the propellant charge. Higher current gives higher temperature on the conductive surfaces in the propellant and thereby faster reaction. The volume of fuel per unit of time that is initiated also increases with the current as a larger volume of fuel reaches the ignition temperature and ignites.
Avisoleringen av mittelektroden sker således i detta fall i samma takt som förbrän- ningszonen förflyttas mot laddningens slutände. Den egentliga stymingen av för- bränningshastigheten, t.ex. i form av en kontinuerligt ökande krutförbränning (dm/dt) under laddningens förbränningsförlopp, måste således ske genom en ökad Strömtillförsel.The stripping of the center electrode thus takes place in this case at the same rate as the combustion zone is moved towards the end of the charge. The actual control of the combustion rate, e.g. in the form of a continuously increasing powder combustion (dm / dt) during the combustion process of the charge, must thus take place through an increased power supply.
Enligt föreliggande uppfinning styrs den hastighet varmed drivladdningen förbränns, från initieringsände till slutände, genom att ett isolerande skikt 12 (13) på mittelek- troden och/eller ytterelektrodens insida avlägsnas på ett kontrollerat sätt med hjälp av en detonerande explosivämnesspiral 17 (18). lsoleringsskiktet bränns således bort med hjälp av explosivämnesspiralen, som har så låg sprängkraft att den inte 10 15 20 25 30 35 5Û9 311 initierar krutladdningen till detonation. Elektroden sätts därigenom i ledande förbin- delse med krutet med en kontrollerad hastighet mot laddningens slutände.According to the present invention, the rate at which the propellant charge is burned, from initiation end to end end, is controlled by removing an insulating layer 12 (13) on the center electrode and / or the inside of the outer electrode in a controlled manner by means of a detonating explosive coil 17 (18). The insulating layer is thus burned off by means of the explosive coil, which has such a low explosive force that it does not initiate the powder charge to detonation. The electrode is thus placed in a conductive connection with the gunpowder at a controlled speed towards the end of the charge.
Den hastighet med vilken strömmatningen genom laddningen förflyttas axiellt bestäms således av den detonerande explosivämnesspiralen och motsvarande mängd krut initieras till förbränning av den elektriska effekutvecklingen. Den tillförda elektrotermiska energin ökar också krutets förbränningshastighet och ger ett tryck- höjande energitillskott till förbränningsgasema.The speed at which the current supply through the charge is moved axially is thus determined by the detonating explosive coil and the corresponding amount of gunpowder is initiated to burn the electric power generation. The supplied electrothermal energy also increases the combustion rate of the gunpowder and provides a pressure-increasing energy supplement to the combustion gases.
Om laddningen har konstant tvärsnittsyta och om förbränningen av krutpatronen styrs så att gastrycket nära förbränningszonen hålls konstant (t.ex. 500 MPa), gäller att avisoleringshastigheten u approximativt skall ges av uttrycket l 1 2 2 - u1 s s 2 Uo S, S1 där uo =starthastigheten (typiskt 1 m/s vid 500 MPa) u, :sluthastigheten (typiskt 200 m/s) S, = patronens längd s är avståndet från initieringsänden (projektilläget) till läget för avisoleringen.If the charge has a constant cross-sectional area and if the combustion of the powder cartridge is controlled so that the gas pressure near the combustion zone is kept constant (eg 500 MPa), then the stripping speed u should be approximately given by the expression l 1 2 2 - u1 ss 2 Uo S, S1 where uo = starting velocity (typically 1 m / s at 500 MPa) u,: final velocity (typically 200 m / s) S, = cartridge length s is the distance from the initialization end (projectile position) to the stripping position.
Avisoleringshastigheten avser den linjära hastigheten i axiell led längs laddningen och svarar mot den önskade linjära förbränningshastigheten hos laddningen. lsoleringsskiktet täcker mittelektrodens och/eller ytterelektrodens utsträckning med undantag av en oisolerad zon 14 (15) vid laddningens initieringsände. Det är inte nödvändigt att både mittelektroden och ytterelektroden har isolerande skikt, men när så är fallet kan den oisolerade zonen vara längre på mittelektroden än på ytter- elektroden. Exempelvis kan mittelektroden ha en oisolerad zon som utgör ca. 25% av elektrodens längd medan ytterelektroden är isolerad utom på en kort zon invid initieringsänden.The stripping rate refers to the linear velocity in the axial direction along the charge and corresponds to the desired linear combustion rate of the charge. The insulating layer covers the extent of the center electrode and / or the outer electrode with the exception of an uninsulated zone 14 (15) at the initiation end of the charge. It is not necessary for both the center electrode and the outer electrode to have insulating layers, but when this is the case, the uninsulated zone may be longer on the center electrode than on the outer electrode. For example, the center electrode may have an uninsulated zone which constitutes approx. 25% of the electrode length while the outer electrode is insulated except in a short zone near the initiation end.
Med den metod som beskrivs nedan är det lättare att styra avisoleringen vid stor diameter på mittelektroden och ytterelektroden. Naturligtvis har ytterelektroden alltid en större diameter men ur tillverkningssynpunkt är det lämpligare att ordna avisole- 509 311 10 15 20 25 30 35 ringen på mittelektroden där så är möjligt. Detta innebär att för större projektilkaliber (t.ex. större än 80 mm) kan avisoleringen med fördel ske vid mittelektroden medan för mindre kaliber avisoleringen väsentligen måste ske vid ytterelektroden.With the method described below, it is easier to control the large diameter stripping of the center electrode and the outer electrode. Of course, the outer electrode always has a larger diameter, but from a manufacturing point of view, it is more convenient to arrange the stripping on the center electrode where possible. This means that for larger projectile caliber (eg larger than 80 mm) the stripping can advantageously take place at the center electrode, while for smaller caliber the stripping must essentially take place at the outer electrode.
Figur 2 visar en patron med en utföringsfonn av en elektrodanordning enligt upp- finningen. Detaljer som motsvarar varandra i de olika figurema har givits samma hänvisningsbeteckningar. l en hylsa 10 är en drivladdning 5 bestående av elektriskt ledande krut anordnad. Drivladdningen har en axiell utsträckning från en initiering- sände 6, som är vänd mot en projektil 4, till en slutände 7 vid hylsans bakplan 11.Figure 2 shows a cartridge with an embodiment of an electrode device according to the invention. Details that correspond to each other in the different figures have been given the same reference numerals. In a sleeve 10, a propellant charge 5 consisting of electrically conductive gunpowder is arranged. The propellant charge has an axial extent from an initiation end 6, which faces a projectile 4, to an end end 7 at the rear plane 11 of the sleeve.
Axiellt genom laddningen sträcker sig en mittelektrod 8 från kontaktorgan i hylsans bakplan till laddningens initieringsände 6. Laddningen består lämpligen av kompakt krut och är avsedd att i huvudsak ändförbrännas från sin initieringsände 6 till sin slutände 7. Drivämnet i laddningen kan utgöras av ett fast, plastiskt eller vätske- formigt krut, t.ex en gelad vätska, och kan bestå av t.ex ett kompositkrut eller plast- bundet sprängämne (PBX). Drivämnet kan vara baserat på explosivämen såsom HMX, RDX, PETN, HNS, NTO, TNT, TNAZ, CL-20 (HNIVV), ADN, NC, NG/NC eller blandningar av dessa.Axially through the charge, a center electrode 8 extends from contact means in the rear plane of the sleeve to the initiation end 6 of the charge. The charge preferably consists of compact gunpowder and is intended to be substantially combusted from its initiation end 6 to its end 7. The propellant in the charge may be a solid, plastic or liquid powder, eg a gelled liquid, and may consist of eg a composite powder or plastic-bound explosive (PBX). The propellant may be based on explosives such as HMX, RDX, PETN, HNS, NTO, TNT, TNAZ, CL-20 (HNIVV), ADN, NC, NG / NC or mixtures thereof.
Drivämnet kan göras elektriskt ledande t.ex. såsom beskrivs i den svenska patent- ansökningen 9402148-2, dvs att elektriskt ledande ytor åstadkommas i krutet genom inblandning av fibrer av elektriskt ledande material. Fibrema kan t.ex. vara metallfibrer, kolfibrer eller elektriskt ledande plastfibrer. l det fall drivämnet består av fasta drivämneskom kan de elektriskt ledande ytoma åstadkommas genom påläggning av elektriskt ledande skikt på eller i omedelbar närhet av de fasta dri- vämneskomen. Påläggningen kan t.ex göras genom inblandning, sprutmålning, sputtering eller vacuumdeponering. Det elektriskt ledande drivämnet kan även vara ett kompositkrut eller plastbundet sprängämne där bindemedlet består av en elek- triskt ledande polymer.The propellant can be made electrically conductive e.g. as described in the Swedish patent application 9402148-2, ie that electrically conductive surfaces are provided in the powder by mixing in fibers of electrically conductive material. Fibers can e.g. be metal fibers, carbon fibers or electrically conductive plastic fibers. In the case where the propellant consists of solid propellant grains, the electrically conductive surfaces can be provided by applying electrically conductive layers on or in the immediate vicinity of the solid propellant grains. The application can be done, for example, by mixing, spray painting, sputtering or vacuum deposition. The electrically conductive propellant can also be a composite powder or plastic-bonded explosive where the binder consists of an electrically conductive polymer.
Kontaktorganet och mittelektroden 8 är isolerad från hylsan 10, t.ex kan hylsans bakplan 11 bestå av ett elektriskt icke ledande material. Hylsans mantel, som också utgör ytterelektrod 9, består liksom mittelektroden av metall med god elektrisk led- ningsfönnåga, t.ex. mässing. Mittelektroden utsida och ytterelektrodens insida är försedda med isoleringsskikt 12 respektive 13 som isolerar respektive elektrod från det ledande krutet förutom på en oisolerad zon 14 på mittelektroden och en oisole- rad zon 15 på ytterelektroden närmast laddningens initieringsände 6. Under isole- ringsskikten är elektrodema försedda med ett detonerande explosivämne 16 som är 10 15 20 25 30 509 511 anordnat i spiral 17 och 18 runt mittelektroden respektive runt ytterelektrodens insida.The contact member and the center electrode 8 are insulated from the sleeve 10, for example the back plane 11 of the sleeve may consist of an electrically non-conductive material. The sleeve of the sleeve, which also constitutes the outer electrode 9, consists, like the central electrode, of metal with good electrical conductivity, e.g. brass. The outside of the center electrode and the inside of the outer electrode are provided with insulating layers 12 and 13, respectively, which insulate the respective electrode from the conductive gunpowder except for an uninsulated zone 14 on the center electrode and an uninsulated zone 15 on the outer electrode closest to the charge initiation end 6. Under the insulating layers a detonating explosive 16 which is arranged in spirals 17 and 18 around the center electrode and around the inside of the outer electrode, respectively.
Ett föredraget sätt att anordna denna explosivämnesspiral framgår av figur 3, som visari genomskärning en förstorad vy av gränsområdet mellan elektroden (mittelektrod eller ytterelektrod) och det elektriskt ledande krutet. Vid spiralens 17 (18) början, närmast laddningens initieringsände, sitter en tändare 22 för initiering av spiralen till detonation. Tändaren kan vara en EFI, EBW eller vanlig eltändare och är schematiskt markerad med en cirkel i figuren. Tändaren kan förses med ström via ledningar 23 och styrs lämpligen av en jonisationskontakt 24 som sitter något närmare laddningens initieringsände 6 än tändaren. När förbränningen når fram till jonisationskontakten bränns en reaktiv isoleringen bort på jonisationskon- takten varvid strömmen når fram till tändaren 22 vilken initierar explosivämnesspira- len 17 (18).A preferred way of arranging this explosive coil is shown in Figure 3, as a cross-sectional view of an enlarged view of the boundary area between the electrode (center electrode or outer electrode) and the electrically conductive powder. At the beginning of the coil 17 (18), closest to the initiation end of the charge, there is a lighter 22 for initiating the coil to detonate. The lighter can be an EFI, EBW or ordinary electric lighter and is schematically marked with a circle in the figure. The igniter can be supplied with current via lines 23 and is suitably controlled by an ionization contact 24 which is located slightly closer to the initiation end 6 of the charge than the igniter. When the combustion reaches the ionization contact, a reactive insulation is burned off on the ionization contact, the current reaching the igniter 22 which initiates the explosive coil 17 (18).
På mittelektodens utsida, radie r. är en gänga 19 svarvad med successivt ökande stigning räknat från laddningens initieringsände. På samma sätt är på ytterelektro- dens insida, radie rz, en gänga svarvad med successivt ökande stigning. Spåren är avskilda med en rygg 20 med den konstanta bredden a (storleksordningen 1 mm).On the outside of the center electrode, radius r., A thread 19 is turned with successively increasing pitch counted from the initiation end of the charge. In the same way, on the inside of the outer electrode, radius rz, a thread is turned with gradually increasing pitch. The grooves are separated by a ridge 20 with the constant width a (of the order of 1 mm).
Spårens bredd, b, på mittelektroden och bz på ytterelektroden, är en funktion av avståndet S från laddningens initieringsände. Spårens djup är av storleksordningen 0.3 mm. Djupet kan också vara en funktion av s. Spåren är fyllda med det detone- rande sprängämnet, tex. ett lämpligt grafiterat eller metalliserat sprängämne (tex.The width of the grooves, b, on the center electrode and bz on the outer electrode, is a function of the distance S from the initialization end of the charge. The depth of the grooves is of the order of 0.3 mm. The depth can also be a function of p. The grooves are filled with the detonating explosive, e.g. a suitable graphitized or metallised explosive (e.g.
HNS) med den täthet som uppnås vid pressning till ca. 200 MPa och mycket fin- komigt. Sprängämnet skall kunna bringas till detonation itunna skikt. En detona- tionshastighet D på omkring 5000 m/s eller lägre är önskvärd.HNS) with the density achieved by pressing to approx. 200 MPa and very fine-grained. It must be possible to bring the explosive to detonation in thin layers. A detonation speed D of about 5000 m / s or lower is desirable.
Bredden b1 och bz erhålles nu ur sambanden D i=1,2 vilket ger biflflfittiliizfilaiea 509 511 10 15 20 25 30 Vi ser av uttrycket för b, att för , a 2 D 2 uo 2 a 2 D 2 s, z : - - - s,~ i - s 2nr, uo u, 2nr, u, blir sprängämnessträngens bredd noll. Med värdena a =1 mm rz =20 mm uo = 10 m/s u, =200 m/s D =5000 m/s S, :400 mm erhålles s; till ca 20 mm dvs den allra första delen av ytterelektroden kan inte aviso- leras med den angivna metoden. Den lägsta avisoleringshastigheten som kan erhållas ges av 1 2 2 2 5 um, = uo wp-[ïßfi (E) 4) sin u1 Zur, ut, 2nr, till ca 30 m/s. i=1,2 Med ovanstående värden erhålles Umm De sprängämnesfyllda spåren täcks företrädesvis med en metallfolie 21 av t.ex koppar eller aluminium. Metallfolien utgör en fördämning som tillåter mindre kritisk tjocklek för detonation och hindrar detonationsöverföring till drivladdningen. Utanpå detta förses sedan elektrodema med isoleringsskiktet 12 (13), t.ex. en elektriskt isolerande folie eller lack med lämplig genombrottsspänning. Det isolerande skiktet kan med fördel väljas att vara ett reaktivt ämne. l figur 4 visas schematiskt en kurva över erforderlig avisoleringshastighet som funk- tion av avståndet från drivladdningens initieringsände. I figuren har markerats vilken del av krutpatronen som inte kan styras av den angivna metoden, vilken del som kan styras med hjälp av avisolerande sprängämnesspiral vid mittelektroden och vil- ken del som kan styras med hjälp av avisolerande sprängämnesspiral vid ytterelek- troden. Vid den första delen av krutpatronen kan inte strömmen styras med hjälp av avisolering. 10 15 20 25 509 311 Sättet fungerar på följande sätt: Den första delen s; av mittelektroden (zonen 14) och den första delen s; av ytter- elektroden (zonen 15) är oisolerade vid starten. Drivladdningens förbränning initie- ras i dess initieringsände 6 med en tändare (ej visad). Laddningen förbränns i huvudsak som en ändbrinnande laddning mot sin slutände 7. Under förbränningens initialskede leds ström genom krutet mellan de oisolerade zonema 14 och 15 hos mittelektroden 8 respektive ytterelektroden 9.The width b1 and bz are now obtained from the relationships D i = 1,2 which gives bi flfl fittiliizfilaiea 509 511 10 15 20 25 30 We see from the expression for b, that for, a 2 D 2 uo 2 a 2 D 2 s, z: - - - s, ~ i - s 2nr, uo u, 2nr, u, the width of the explosive string becomes zero. With the values a = 1 mm rz = 20 mm uo = 10 m / s u, = 200 m / s D = 5000 m / s S,: 400 mm is obtained s; to approx. 20 mm, ie the very first part of the outer electrode cannot be stripped with the specified method. The lowest stripping speed that can be obtained is given by 1 2 2 2 5 um, = uo wp- [ïß fi (E) 4) sin u1 Zur, ut, 2nr, to approx. 30 m / s. i = 1.2 With the above values obtained Umm The explosive-filled grooves are preferably covered with a metal foil 21 of eg copper or aluminum. The metal foil forms a dam that allows less critical thickness for detonation and prevents detonation transfer to the propellant charge. On top of this, the electrodes are then provided with the insulating layer 12 (13), e.g. an electrically insulating foil or varnish with a suitable breakdown voltage. The insulating layer can advantageously be chosen to be a reactive substance. Figure 4 schematically shows a curve of the required stripping speed as a function of the distance from the initiation end of the propellant charge. The figure shows which part of the gunpowder cartridge can not be controlled by the specified method, which part can be controlled by means of stripping explosive coil at the center electrode and which part can be controlled by means of stripping explosive coil at the outer electrode. In the first part of the powder cartridge, the current cannot be controlled by means of stripping. 10 15 20 25 509 311 The method works as follows: The first part s; of the center electrode (zone 14) and the first part s; of the outer electrode (zone 15) are uninsulated at the start. The combustion of the propellant charge is initiated at its initiation end 6 with a lighter (not shown). The charge is burned substantially as an end-burning charge towards its end 7. During the initial stage of combustion, current is conducted through the gunpowder between the uninsulated zones 14 and 15 of the center electrode 8 and the outer electrode 9, respectively.
När förbränningen har avverkat sträckan s; initieras ytterelektrodens gänga 19 vid läget s; och avisoleringsprocessen på ytterelektroden har startats. När förbrän- ningen har avverkat sträckan s; initieras mittelektrodens gänga och avisoleringen av mittelektroden har startats. lnitieringen av detonationförloppet kan ske med en tändare 22 som styrs av en jonisationskontakt 23 (fig 3). Om endast avisoleringen sker vid mittelektroden finns inget s; och om avisoleringen endast sker vid ytter- elektroden finns inget S1' .When the combustion has removed the distance s; the outer electrode thread 19 is initiated at position s; and the stripping process on the outer electrode has been started. When the combustion has removed the distance s; the center electrode thread is initiated and the stripping of the center electrode has started. The initiation of the detonation process can take place with a lighter 22 which is controlled by an ionization contact 23 (Fig. 3). If only the stripping takes place at the center electrode, there is no s; and if the stripping only takes place at the outer electrode, there is no S1 '.
Avisoleringsprocessen visas i figur 5. Detonationsfronten fortplantas längs den explosivämnesfyllda gängan 19 och avlägsnar isoleringsskiktet på motsvarande del av elektroden. Metallfolien 21 som täcker gängan förgasas samtidigt som ström 24 leds in i krutet från den frilagda elektroden. Motsvarande del av laddningen initieras till förbränning och förbränningen förstärks/påskyndas av den tillförda elektroterrnis- ka energin. Processen fortsätteri riktning mot laddningens slutände 7 och den has- tighet med vilken den fortskrider i axiell led bestäms i huvudsak av gängans stig- ning. Detonationsfrontens hastighet längs gängan är väsentligen konstant och bestäms av det valda detonerande explosivämnet.The stripping process is shown in Figure 5. The detonation front propagates along the explosive-filled thread 19 and removes the insulating layer on the corresponding part of the electrode. The metal foil 21 covering the thread is gasified at the same time as current 24 is conducted into the gunpowder from the exposed electrode. The corresponding part of the charge is initiated for combustion and the combustion is amplified / accelerated by the supplied electrothermal energy. The process continues towards the end of the charge 7 and the speed at which it proceeds in the axial direction is mainly determined by the pitch of the thread. The velocity of the detonation front along the thread is substantially constant and is determined by the selected detonating explosive.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9704743A SE9704743L (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Method and electrode device for controlling the combustion rate of a propellant charge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9704743A SE9704743L (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Method and electrode device for controlling the combustion rate of a propellant charge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE509311C2 true SE509311C2 (en) | 1999-01-11 |
| SE9704743L SE9704743L (en) | 1999-01-11 |
Family
ID=20409454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9704743A SE9704743L (en) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | Method and electrode device for controlling the combustion rate of a propellant charge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SE (1) | SE9704743L (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1102029A3 (en) * | 1999-11-19 | 2002-06-12 | Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff- und Systemtechnik | Propellant charge with multi-point ignition |
-
1997
- 1997-12-18 SE SE9704743A patent/SE9704743L/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1102029A3 (en) * | 1999-11-19 | 2002-06-12 | Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff- und Systemtechnik | Propellant charge with multi-point ignition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE9704743L (en) | 1999-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8857338B2 (en) | Electrode ignition and control of electrically ignitable materials | |
| US5854439A (en) | Method for electrically initiating and controlling the burning of a propellant charge and propellant charge | |
| US6237494B1 (en) | Ignition component for a pyrotechnic composition or propellant charge | |
| SE533046C2 (en) | Methods for electric over-ignition and combustion of propellant charge, as well as divarge and ammunition shot accordingly | |
| SE459123B (en) | LIGHTING SYSTEM AND WAY TO INITIATE THE SAME | |
| US20110056402A1 (en) | Plasma generator for an electrothermal-chemical weapons system comprising ceramic, method of fixing the ceramic in the plasma generator and ammunition round comprising such a plasma generator | |
| US6354218B1 (en) | Propellant for large-caliber ammunition | |
| US3779167A (en) | Electrical initiator | |
| US20110061555A1 (en) | Plasma generator comprising sacrificial material and method for forming plasma, as well as ammunition shot comprising a plasma genrator of this type | |
| US6691621B2 (en) | Ignition device for a propellant charge | |
| SE509311C2 (en) | Controlling combustion speed for projectile electrically conductive propellant charge | |
| GB2470174A (en) | Reusable plasma jet igniter for ETC weapons | |
| US5463954A (en) | Conductive polymer ignitors | |
| EP2798302B1 (en) | Repeatable plasma generator and method for the same | |
| RU2166181C2 (en) | Device for ignition of fuel | |
| EP2652429B1 (en) | Repeatable plasma generator and a method therefor | |
| US20110050076A1 (en) | Plasma generator for electrothermal-chemical weapon system comprising improved connectors, and method for preventing the electrical contact of the plasma generator from being broken | |
| Sinyaev et al. | Plasma-replacement technology of ETC-ignition of powder charges in high-velocity launchers | |
| SE517048C2 (en) | Propellant charge has explosive spiral embedded in explosive material | |
| UA121060C2 (en) | METHOD OF ELECTRIC DISCHARGE INITIATION OF HUMIDIFIED METAL CHARGE OF AMMUNITION FOR BARREL SYSTEMS | |
| CN115342695A (en) | Bullet firing method and bullet | |
| SE544051C2 (en) | Plasma generator as well as ammunition unit and launching device containing said plasma generator | |
| KR19980703195A (en) | Electrothermal chemical cartridge | |
| SE507777C2 (en) | Artillery shell firing method | |
| SE500581C2 (en) | Liquid Level Sensors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |