SE521445C2 - Sätt att synkronisera fenutfällningen vid en fenstabiliserad artillerigranat samt en i enlighet därmed utformad artillerigranat - Google Patents

Description

521 445 rotationsstabiliserad och detta gäller oavsett om den aktuella kurskorrigeringen avses bli genomförd med impulsmotorer, styrroder eller på annat sätt.

För granaten enligt uppfinningen gäller som krav att den skall kunna ges en extra lång skottvidd. En på senare år allt mera utnyttjad metod för att uppnå extremt långa skottvidder även vid äldre eldrörsartilleri är den s.k. base-bleed tekniken, som utnyttjas för att eliminera de bakvirvlar och det undertryck som bildas bakom de genom lufihavet flygande granatema och som verkar bromsande på dessa och förkortar deras flygsträcka. Base-bleed tekniken går ut på att man i granatens bakre del anbringar en brännkammare som fylls med en långsambrinnande pyroteknisk sats, som medan det förbränns lämnar förbränningsgaser, som i en på förhand bestämd mängd får strömma ut genom en öppning i granatens bakre ändgavel och där eliminerar och fyller ut de ovan nämnda bromsande virvlama och undertrycket bakom granaten.

Då det gäller att förse en granat med såväl base-bleed aggregat som stabiliseringsfenor uppstår emellertid lätt vissa placeringsproblem eftersom base-bleed aggregatet definitivt måste vara anordnat i granatens bakre del med minst en gasutströmningsöppning i granatens bakgavel medan fenoma även dessa bör vara placerade i granatens bakkropp så långt bort från granatens tyngdpunkt som möjligt, d.v.s. fenor och base-bleed aggregatet bör helst vara anordnade inom samma del av granaten, Ett extra problem är att fenoma för att tillåta en utskjutning av granaten ur ett räfflat eldrör under utskjutningen måste vara helt infällda innanför eldrörets mindiameter, samtidigt som de inte heller får uppta en allt för stor volym och därmed hindra användningen av detta utrymme för andra ändamål såsom alltså base-bleed aggregat eller nyttolast.

Vid en känd typ av infällbara fenor, som tar liten plats och som kan utformas så att de i infällt läge kan samsas med ett base-bleed aggregat om granatens bakersta del, utgörs varje fena av en vid en i granatens längdriktning anordnad vridbara axel fäst plåt, som i utfällt läge kommer att utgöra fenans aktiva area och som i infällt läge vridits in mot granatkroppen omkring den egna axeln och i detta läge böjts in mot granatkroppen och till önskat utfällningstillfälle hålls kvar i detta läge av en skyddshuv eller motsvarande. Tidigare brukade man konstruera dylika fenor krumböjda efter granatkroppen och låta dem behålla den formen även i utfallt läge men på senare år har man fått tillgång till elastiskt deformerbara material med så gott forrnminne att det blivit möjligt att framställa dylika fenor, som även efter åratal av inböjning i infällt läge 521 4453 i huvudsak återtar sin ursprungliga form. Av dessa material har det sålunda blivit möjligt att framställa fenor, som så snart de ges den möjligheten strävar efter att återta den form de ursprungligen tilldelats, och den kan ha varit helt plan eller svagt propellerforrnad eller utformad på annat sätt för att ges en begränsad angreppsvinkel relativt den förbirusande lufien. Ett i sammanhanget fabrikationsmässigt förhållandevis enkelt sätt att ge fenoma den önskade angreppsvinkeln är att förse dem med en skarp eller mjukt bågfonnig hundöresstukning eller några få graders propellervridning. Samtliga dessa typer av styrfenor förutsättes samtidigt ha en radiell huvudriktning sedd i granatens tvärsnittsriktning. De angreppsvinklar relativt den granaten förbirusande luften som främst är intressanta vid styrfenoma till fenstabiliserade granater är vanligen av storleksordningen l-2?och motsvarande angreppsvinklar kan givetvis även åstadkommas med hjälp av relativ granatens längdaxel snedställda vridningsaxlar för fenomas in- och utfíllning men det torde som regel innebära dyrare totallösningar.

Som exempel på teknikens ståndpunkt kan nämnas WO 98/43037 i vilken det beskrivs en fenstabiliserad artillerigranat försedd med utfallbara stabiliseringsfenor av ovan beskriven typ.

Inledningsvis nämndes att varje fonn av artillerigranat utsätts för en viss form av konisk pendling i banan redan omedelbart efter det att den lämnat eldrörsmynningen och att detta medför att vid granaten anordnade utfällbara fenor kommer att utsättas för olika stora belastningar genom den omgivande luftens anblåsning, som dessutom till en viss del kan vara av olika riktning. Detta innebär sammanfattningsvis att de olika fenoma vid en fenstabiliserad artillerigranat kommer att bli olika belastade under sj älva utfállningsfasen. Vid granater försedda med slirande gördlar blir den på fenoma verkande centrifugalkraften av mindre betydelse för fenutfällningen. Huvuddelen av utfällningskraften kommer istället från fenmaterialets uträtningskraft, d.v.s. den kraft som frigörs när fenmaterialets elastiska deformation återgår till den ursprungsform som fenan en gång tilldelats. I sitt infällda läge elastiskt deforrnerade fenor av här aktuellt slag kommer helt enkelt att sprätta ut av egen inbyggd kraft men trots detta kan man inte lämna utfällningsfunktionen helt till denna mekaniska energiutveckling, bl.a. eftersom den är klart mest påtaglig under utfällningens första inledande fas. Av den orsaken förser man regelmässigt även fenoma på tidigare antytt sätt med en mindre anfallsvinkel relativt granatens flygriktning så att det blir luftkrafterna som framförallt i utfíllningens slutskede kommer att svarar för sin del av den erforderliga fenutfällningskraften. Luftkraftema kan emellertid pga. granatens pendling komma att variera 521 4454 rätt avsevärt i styrka och riktning mellan granatens olika sidor eftersom anblåsningen mot granaten blir beroende av granatens redan direkt utanför eldrörsmynningen inledda pendling.

En fena på den ena sidan om granaten skulle därför om den fick bestämma sin egen utfällningshastighet kunna få en så hög utfällningshastighet att dess hållfasthet äventyras medan en fena på en annan sida om granaten samtidigt skulle kunna få en så låg utfällningshastighet att den inte helt når sitt avsedda radiella läge.

Avsikten med föreliggande uppfinning är sålunda att på ett funktionsdugli gt sätt eliminera effekterna av en annars lätt uppkommen ofullständig fenutfällning och detta görs genom att fenomas inbördes utfällning synkroniseras med därtill avpassade organ. Enligt uppfinningen skall fenoma således vara så inbördes sammankopplade att de fälls ut med samma hastighet.

Uppfinningen innebär sålunda ett sätt att tvinga de i utfällningsriktningen starkast belastade fenor att dela med sig av den på dem verkande utfállningskrafien till i utfällningsriktningen mera lågbelastade fenor samtidigt som de senare skall tvinga de mera högbelastade fenoma att dämpar sin utfällningstakt och därmed även minska risken för att dessa skall överbelastas.

Uppfinningens grundprincip är sålund, att samtliga fenor skall vara förenade medelst en gemensam fenutfallningsstyining eller synkroniseringsanordning, som skall vara så utformad att den ger samtliga fenor en samtidigt initierad lika snabb och likformi g utfällning från deras första infällda läge med den del av resp. fenblad eller fenas aktiva area som ligger närmast axeln tangentiellt med granatens närmast angränsande yttersida till ett utfillt läge där fenbladen är utvinklade i princip 90? relativt det infällda läget i vilket läge fenbladen eller fenomas aktiva areor sträcker sig radiellt ut från granatkroppen. I uppfinningen ingår även att fenorna via synkroniseringsanordningen allt efter behov skall hjälpa varandra med utfällningen altemativt bromsa varandra. Någon direkt drivfunktion är således åtminstone i första hand inte tänkt att ingå i systemet. Som en väsentlig del av fenutfällningen ingår även att de fenplåtar som utgör fenomas aktiva areor återfjädrar från sin mot granatkroppen inböjda form till den slutgiltigt avsedda fonn de en gång tilldelats. En ytterligare fördel med uppfinningen är att den i en speciellt föredragen utföringsform kräver ett mycket begränsat extra utrymme och därigenom gör det möjligt att anordna såväl de utfíllbara fenoma som ett base-bleed aggregat inom samma del av granaten.

Uppfmningen erbjuder således ett sätt och en anordning som garanterar att de utfällbara fenoma vid en ur ett räfflat eldrör med slirande gördel avfyrad artillerigranat, når sina helt utfällda och låsta slutlägen. Utmärkande för sättet och anordningen enligt uppfinningen är 521 445 5 därvid att varje form av oliksidig fenutfallning och därmed sammanhängande negativa inverkan på granatens flykt skall undvikas genom att samtliga styrfenor medelst därtill avpassade organ förenats med varandra till ett system som under utfillningsfasen ger fenoma ett synkroniserat rörelsemönster med samtidiga och likformiga utfillningsrörelser.

För att kunna genomföra en dylik synkroniserad fenutfállningsfunktion har vi infört ett rörelseöverföringsorgan, som förenar samtliga vridningsaxlar omkring vilka fenoma under utskjutningsfasen har varit inböjda mot granatkroppen och i vilket läge de hållits kvar av en speciell skyddshuv från granatens färdigställande vid tillverkningen fram till det att den lämnar eldrörsmynningen. Då granaten lämnar eldrörets mynning slits skyddshuven bort från granaten av ett inre krutgastryck, som under utskjutningsfasen tillåtits läcka in i huven och som inne i eldröret balanseras av krutgastrycket bakom granaten. Då granaten lämnar eldröret upphör nämligen detta mottryck mycket snabbt och genom att dimensionera huvens gastillopp så att dess inre övertryck inte hinner elimineras i takt med den abrupta trycksänkningen bakom granaten kommer huven att kastas av.

Så snart skyddshuven avlägsnats kommer fenutfällningen att påbörjas och eftersom sättet och anordningen enligt uppfinningen i första hand är tänkt att utnyttjas vid granater försedda med slirande gördlar så finns endast en på sin höjd svag centrifugalkraft tillgänglig som hjälp för fenutfällningen. Huvuddelen av den för fenutfällningen erforderliga krafien fås därför, som redan nämnts hämtas från den i fenoma inbyggda uträtningskrafien samt till viss del från den passerande luftens anblåsningskraft mot fenoma. Avsikten med sättet och anordningen enligt uppfinningen är därför att jämna ut denna oliksidighet och att ge samtli ga fenor samma utfällningshastighet. l enlighet med en speciellt föredragen utföringsform utgörs huvudorganet för synkroniseringen av fenutfállningsfunktionen av en koncentriskt omkring granatens längdaxel nära dess yttervägg anordnad i ett därtill avpassat spår roterbar manöverring som förenar de olika fenaxlama och ger dessa och fenomas aktiva areor identiska rörelsemönster. I dess mest utvecklade form är manöverringens ytteryta utformad som kuggring och varje fenaxel i sin tur försedd med ett motsvarande kuggsegment som täcker åtminstone ett kvarts varv. Under vissa omständigheter skulle troligen kuggningen kunna ersättas av billighetsvariant i förrn av en lättring eller annan friktionshöjande behandling av manöverringens ytteryta och fenomas vridningsaxlar. En annan tänkbar men mindre praktisk lösning eftersom den skulle ge så 521 4-45 många smådelar skulle vara att utnyttja ett flertal länkar som inbördes förenar med resp. axlar fast förbundna vevslängar.

Uppfinningen finns nu närmare definierad i de efterföljande patentkraven och den skall dessutom något ytterligare beskrivas i samband med bifogade figurer.

Av figurerna visar Fig. 1 en snedprojektion av en artilleri granat medan Fig. 2 visar ett längdsnitt genom granatens bakre del och Fig. 3 visar snittet III-III i Fig. 2 med fenoma infällda och täckta av en skyddshuv medan Fig. 4 visar snittet III-1IIi fig. 2 men med fenoma utfállda och Fig. 5 visar en detalj ur Fig. 4 medan Fig. 6 visar granatens bakdel enligt Fig. 2 men i snedprojektion.

Den på Fig. 1 i snedprojektion visade granaten utgör ett exempel på hur en i enlighet med uppfinningen utformade granat kan se ut under dess väg mot målet. Granaten ifråga består av en granatkropp 1 försedd med ett spår för en redan förlorad slirande gördel 2, ett antal utfållda fenor 3, vilka är infästa i granatens bakparti 4 vars förbindelse med granatkroppen 1 markeras av skarven 5. I granatens främre ände finns fyra likaledes utfällbara och dessutom styrbara canardroder 6a, 6b resp. 7a, 7b. Samtliga fenor och roder är så utformade att de kan hållas infällda under utskjutningsfasen.

Figuren 2 visar mer i detalj hur bakpartiet 4 är utformat. Detta innefattar sålunda ett inre hålrum 8 i vilket en base-bleed laddning 9 är anordnad. Vidare finns en tändare 10 för base- bleed laddningen samt en omkring dennas utlopp 11 anordnad stödkupol l2. Var och en av fenorna 3 är infäst i en i huvudsak i granatens längdriktning inriktad kringvridbar axel 13,.

Varje dylik axel har en lagringspunkt 14 och 15 i resp. ända. Fenomas aktiva areor som utgörs avi utfállt läge plana plåtar som på F ig.2-6 har fåt den generella beteckningen 16.

I sina infällda lägen är fenomas aktiva areor 16, som närmare framgår av Fig. 3, dels nedvikta omkring sina resp. axlar 13 ett kvarts varv mot granatens bakkropp 4, så att de i höjd med sina resp. axlar 13 sträcker sig i huvudsak tangentiellt längs med bakkroppen 4, dels i sina resp. fria ytterända inböjda längs med denna samt dessutom täckta av en skyddshuv 17 som avlägsnas så fort granaten lämnat eldrörsmynningen. 521 4457 För att kunna åstadkomma den för uppfinningen kännetecknande synkroniseringen av fenornasló utfállning är dessas axlar 13 någonstans längs den egna längden,i detta fall vid sin ena ände utformade med kuggbåge eller kuggsegment 18, vilka i sin tur samtliga ligger ingrepp med en för uppfinningen utmärkande utvändigt tandad styrring 19 som i ett därtill avpassat spår 20 inne i bakkroppen 4 nära dess yttervägg löper koncentriskt runt bakkroppen 4 centrala utlopp 21 för base-bleed laddningen.

Fram till och med att granaten lämnar det eldrör ur vilken den avfyrats kommer sålunda fenoma att vara täckta av huven 17, som genom en samverkan mellan in i huven inträngda krutgaser och vakuumet omedelbart utanför eldrörsmynningen dras av varvid fenutfällningen omedelbart påbörjas. Genom att samtliga fenors 16 axlar 13 via kuggbågama 18 och sedan i sin tur med den utvändigt kuggade styrringen eller synkroniseringsorganet är förenade med varandra till ett sammanhängande system, så kommer samtliga fenor att fällas ut med samma hastighet.

Som framgår av främst Fig. 3 och 5 har vi i det illustrerade fallet valt en kuggstorlek som med fyra kugg för varje kuggbåge 18 på resp. fenas 16 axel 13 vilket i sin tur ger en utfállningsrörelse motsvarade ett kvarts varv för fenans aktiva area 16.

Claims (10)

521 445 Patentkrav

1. Sätt vid utskjutning av en såväl med base-bleed aggregat (9) som med slirande gördel och helt infällda styrfenor (3,16) försedd artilleri granat (1) som snarast möjligt utanför den skjutande pj äsens eldrörsmynning omvandlas till en fenstabiliserad, base-bleed artilleri granat genom att styrfenoma (3,16) falls ut, kännetecknat därav att varje form av en oliksidig fenutfällning undviks genom att samtliga styrfenor (3,16), medelst därtill avpassade organ (18,l9,20), är förenade med varandra till ett system som oberoende av någon direkt drivfunktion ger samtliga fenor (3,16) samma rörelsemönster och samma utfillningshastighet inom varje fas av fenutfállningen.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat därav att varje fena (3,16) tillåts röra sig omkring en egen och i huvudsak i granatens (1) längdriktning anordnad vridningsaxel (13) från ett första infällt läge, där dess aktiva area (16) i höjd med vridningsaxeln (13) ligger i huvudsak tangentiellt med granatkroppen (4), till ett andra utfällt läge, där samma aktiva area (16) är i huvudsak radiellt inriktad relativt granatkroppen (4), varvid de olika utfällbara fenoma (16), genom att de samtliga är förenade medelst rörelseöverföringsorganen (18,19,20) till ett sammanhängande system, hjälper till med varandras utfállning resp. bromsar varandras utfällning allt i enlighet med hur vindbelastningen verkar på resp. fenas (3) aktiva area (16).

3. Sätt enligt krav 2, kännetecknat därav att systemet, genom att utnyttja en fenaxlama (13) förenande kuggkrans (19) och en inbördes kuggtandning (18) av resp. fenaxel (13), styr de olika fenoma (3, 16) så att de falls ut under inbördes samverkan.

4. Artillerigranat (1) försedd med såväl base-bleed aggregat (9) som med slirande gördel (2) avsedd för utskjutning ur ett räfflat eldrör och försedd med efter utskjutningen i enlighet med sättet enligt endera av kraven 1-3 utfällbara stabiliseringsfenor (16) som omvandlar den till en i dess fortsatta bana fenstabiliserad, base-bleed projektil, kännetecknad därav att de olika fenoma (16) är förenade medelst rörelseöverföringsorgan (18,19) som tvångsmässigt och 521 445 oberoende av någon direkt drivfunktion synkroniserar fenomas (3, 16) utfallningsrörelser och gör dessa likformiga.

5. Artillerigranat (1) enligt krav 4, kännetecknar! därav att samtliga fenor (3) har en egen aktiv area (16) som är vridbart lagrad omkring en egen i huvudsak i granatens längdriktning anordnad axel (13) omkring vilken den aktiva arean (16) kan vrida sig från ett forsta infállt läge, där nämnda aktiva area (16) ligger mer eller mindre tangentiellt med granatkroppen (4) och dess egna fria ytterände kan böjas in mot granatkroppen (4) till ett andra utfallt läge där dess aktiva area (16) sträcker sig i huvudsak radiellt ut från granatkroppens (4) yta och varvid det rörelseöverföringsorgan (l8,l9) som styr fenutfállningen utgörs av minst en koncentriskt omkring granatens (1) axel roterbart anordnad manövening (19) som ståri förbindelse med samtliga fenors axlar (13) och styr dessas rörelser.

6. Artillerigranat (1) enligt krav 5, kännetecknar] därav att manöverringen (19) har en utvändig kuggning medan varje fenas axel (13) vid det egna fórbindelsestället med manöverringen (19) uppvisar motsvarande kuggning (18) i ingrepp med manöverringens (19) kuggar.

7. Artillerigranat (1) enligt krav 5, kännetecknad därav att manöverringen (19) har en utvändig lättring eller annan friktionshöjande ytbehandling medan varje fenas (3) vridningsaxel (13) uppvisar en motsvarande friktionshöjande ytbehandling där de anligger mot manöverringen (19).

8. Artillerigranat (1) enligt endera av kraven 4 - 7, kännetecknad därav att rörelseöverfóringsorganet (19) som styr fenomas (16) utfällning är anordnat runt om utblåsningsmynningen (1 1) for base-bleed aggregatet (9) som i sin tur är anordnat i samma del av granaten (4) som fenoma (16), vilka i sin tur är koncentriskt lagrade utanför base-bleed aggregatet (9).

9. Artillerigranat (1) enligt endera av kraven 4 - 8, kännetecknad därav att luftkraftemas verkan på de olika fenoma (3, 16) förstärks genom att fenoma (3, 16) givits en angreppsvinkel på sin höjd några grader relativt granatens huvudaxel. 521 44-5 10

10. Artillerigranat (1) enligt krav 8, kännetecknad därav att nämnda angreppsvinkel åstadkommits genom att fenan (3, 16) i utfillt läge tillförts en spiral- eller propellervridning, eller givits en hundöresstukning av åtminstone en del av dess yttre del.