SE528525C2

SE528525C2 - Anordning vid elenergiöverföring i eldvapen

Info

Publication number: SE528525C2
Application number: SE0501019A
Authority: SE
Inventors: Ola Stark; Stig Viten; Lennart Gustavsson
Original assignee: Bae Systems Bofors Ab
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-05-03
Publication date: 2006-12-05
Also published as: EP1877718A1; US20090205484A1; US7798051B2; WO2006118531A1; EP1877718A4; SE0501019L

Description

20 25 30 C51 Fu) C30 O” lfl eldrörets längdriktning utnyttja keramiska skikt eller insatser, dock för helt andra syften och problemlösningar än för förhindrande av elenergiöverföring till oönskade delar av vapnet.

Således kan det bl.a. hänvisas till de amerikanska patentskrifterna US 4 957 035, US 5 546 844 och US 5 581 928, vilka föreslår utnyttjande av keramiska insatser på annorlunda sätt än vid föreliggande uppfinning.

UPPFINNINGENS SYFTE OCH DESS SÄRDRAG I enlighet med uppfinningen skall bl.a. ett keramiskt skikt eller en keramisk enhet kunna utnyttjas i strömledningsförhindrande syfte. Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för en anordning enligt uppfinningen är att eldröret vid ett läge för ammunitionsenhetens avfyring är anordnat med ett invändigt beläget el-isolerande material, företrädesvis i form av en keramisk insats, som hindrar nämnda elenergiöverföring.

Enligt ytterligare aspekter för en anordning enligt uppfinningen gäller: att insatsen är anordnad fastkrympt i eldröret. att insatsen är inspänd med inspänning om 300 MPa - 1000 MPa, företrädesvis 500 MPa - 700 MPa. att insatsen är anordnad fastlimmad i eldröret. att insatsen är anordnad fastgängad i eldröret. att insatsen innefattar ett eller ﬂera keramikmaterial, företrädesvis av zirkoniurndioxid, aluminiumoxid eller kiselnitrid eller liknande. att insatsen innefattar en fiberarmerad polymer, såsom en glasñberarmerad plast. att insatsen uppvisar en rak ytteryta och en inneryta som ansluter sig till en ammunitionshylsas ytteryta. att insatsen är anordnad att förhindra energiöverföring även under höga spänningsvärden, Lex. spänningsvärden om 10-12 kV, Lex. 11 kV. att insatsen är anordnad för att möjliggöra avfyring av ammunitionsenhet av konventionell uppbyggnad utan speciell förstärkning eller speciellt materialval i ammunitionshylsan. 10 15 20 25 30 (_37 Ci) C51 k? L? “l att insatsen har en medeltjocklek av 5-15 mm, företrädesvis cirka 10 mm, i beroende av eldrörets kaliber. att insatsen är anordnad i ett ET/ETK-vapens eldrör.

I en första föredragen utföringsforrn, se Fig. 1, är insatsen fastkrympt i eldröret och är inspänd med höga inspänningstryck, Lex. med inspänningstryck om 300 MPa - 1000 MPa, företrädesvis 500 MPa - 700 MPa. I en andra föredragen utföringsform, se Fig. 2, är insatsen utvändigt gängad över hela eller, dock ej visat, över en viss bestämd del av sin yttre yta och eldröret är invändigt gängat över en motsvarande yta varigenom insatsen vid monteringen gängas fast inuti eldröret. I en tredje föredragen utföringsform, se Fig. 3, är insatsen anordnad att limmas fast inuti eldröret. Insatsen kan utföras i ett flertal keramer, exempelvis titanoxid, aluminiumoxid eller kiselnitrid och företrädesvis väljas med medeltjocklekar om 5-15 mm, företrädesvis ca 10 mm. Den elektriska tändarens kontakter och ytterrör är anslutna till en energikällas olika potentialer så att den elektriska tändaren uppvärmes på eftersträvat sätt vid energiappliceringen. Höga energiöverföringar utnyttjas därvid och det kan nämnas att spänningsvärden om 10-12 kV, Lex. 11 kV utnyttjas idag och att även ca. 2 - 20 kV är under testning. Merparten av denna spänning ombildas i värmeutveckling som antänder en drivladdning, lämpligen en krutsats, i ammunitionsenhetens hylsa, i vilken den elektriska tändaren är införd. Ytterligare vidareutvecklingar av uppfinningstanken framgår av de efterföljande underkraven.

FIGURFÖRTECKNIN G En för närvarande föreslagen utföringsform av en anordning som uppvisar de för uppfinningen si gnifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur 1 i längdsnitt visar schematiskt delar av ett eldrör, innefattande en fastkrympt insats enligt en första utföringsform av uppfinningen, i vilket eldrör en ammunitionsenhet med patronhylsa är applicerad i arnmunitionsenhetens avfyringsläge och en elektrisk tändare är införd i krutet eller motsvarande drivladdning i ammunitionsenhetens patronhylsa. 10 15 20 25 30 (I: P l CS (_51 F 113 un] figur 2 i längdsnitt visar schematiskt delar av ett eldrör innefattande en utvändigt gängad insats enligt en andra utföringsform av uppfinningen. figur 3 i längdsnitt visar schematiskt delar av ett eldrör innefattande en fastlirnmad insats enligt en tredje utföringsform av uppfinningen. ﬁgur 4 i längdsnitt visar schematiskt delar av ett eldrör innefattande en utvändigt koniskt formad insats enligt en fjärde utföringsform av uppfinningen.

DETALJERAD UTFÖRANDEBESKRIVNING Enligt figuren 1 är ett eldvapens bakstycke symboliskt visat med 1. Till bakstycket 1 är anslutet ett eldrör 2, vars anslutning till bakstycket 1 visats symboliskt. En elektrisk tändare är visad schematiskt med 3 och den elektriska tändarens 3 elektriskt ledande ytterrör är angivet med 4. Vid den visade utföringsformen av den elektriska tändaren 3 är tändaren 3 anordnad i en elektrisk krets innefattande en första kontakt S centriskt anordnad vid den elektriska tändarens 3 inre, dvs. bakre, ände 6a. Nämnda första kontakt 5 är ansluten till en ej närmare visad elektrisk energikällas ena strömpol, exempelvis dess anod via en första elektrisk ledare 7, varvid anoden är angiven med plustecken (+). Vid sin inre ände 6b är den elektriska tändarens 3 ytterrör 4 anslutet till energikällans motsatta strömpol, i detta fall då dess katod, som är symboliskt angiven med ett minustecken (-) via en andra kontakt 8 och en andra ledare 9. Vid första 5 och andra 8 kontakternas aktiveringar, dvs. vid det aktuella vapnets avfyrande, kommer en ström att ﬂyta från energikällans anod (+) till den första kontakten 5 och vidare till ytterröret 4 vid dettas fria ände 10, varifrån strömmen vidareleds mot ytterrörets 4 inre ände 6b. Vid sistnämnda ände 6b leder den andra kontakten 8 via den andra ledaren 9 åter till energikällans katod (-) varigenom en sluten elektrisk krets erhållits. Energikällan är lämpligen av det slag att den kan tillhandahålla en spänning U på 10-12 kV, företrädesvis ca ll kV (se dock ovan).

Det är angeläget att elenergi hindras att ledas från den elektriska tändaren 3 till eldrörets 2 stomme och därmed eldvapnets stomme. En dylik överföring kan skada omgivande utrustningar och personal. Vid ifrågavarande ammunitionsenhets 11 avfyrning initieras 10 15 20 25 30 's u Effïšš , ._ \I F» ' sf! avfyringskontakten i vapensystemet. Denna kontakt har inte visats i figurerna utan är väl förut känd. lnitieringen medför att energikällans spänning inkopplas. Spänningsfallet av den av den elektriska tändaren 3 förorsakade resistansen blir avsevärd vid nämnda inkoppling, vilket medför att värmeenergi av avsevärd storlek bildas. I enlighet med figuren 1 har den elektriska tändaren 3 applicerats eller delvis införts i en ammunitionsenhets ll hylsa 12.

Ammunitionsenheten 11, exempelvis ett skott, en patron eller en grövre granat etc., är införd till sitt avfyringsläge i eldröret 2. Ammunitionsenheten 11 innefattar i det visade fallet nämnda hylsa som angivits med 12 och en projektil 13 anordnad till hylsans 12 främre del.

Vid den visade utföringsformen utgöres proj ektilen 13 av en fenförsedd granatdel. Hylsan 12 innefattar en drivladdning 14 som kan utgöras av exempelvis krut. Vid nämnda energiutveckling antändes drivladdningen 14, varvid granatdelen 13 påverkas via de bildade drivladdningsgasema för sin utskjutning ur eldröret 2. För att hindra nämnda elenergiöverföring från den elektriska tändaren 3 till eldrörets 2 stomme vid avfyrningen är eldröret 2 försett med en inre insats 15 i elektriskt oledande material, företrädesvis ett keramiskt material vid och utmed avfymingsläget för nämnda hylsa 12. Även andra material än keramiska är således tänkbara bara de uppfyller kraven på erforderlig elisolering och har en lämplig hållfasthet mot det slitage och den värmeutveckling som uppkommer vid vapnets användning, exempelvis faller även en insats tillverkad av lämplig fiberarmerad polyrner, t. ex. glasfiberarmerad plast, inom uppfinningstanken. Nämnda plastins ats innefattar därvid ett eller flera lager (komposit) av polymer av härd- eller termoplasttyp armerad med lämpligt fibermaterial för att uppfylla ställda krav på värmebeständighet och isolationsförrnåga.

Insatsen 15 omsluter och sträcker sig över hylsans 12 hela längd och förbi hylsan 12 till delar in över granatdelen 13. Den keramiska insatsen 15 utgör således en isolering mot nämnda elenergiöverföring mellan den elektriska tändaren 3 och eldrörets 2 insida via hylsan 12. Vid den visade utföringsformen är insatsen 15 utförd i ett kerammaterial, såsom exempelvis zirkoniumdioxid, aluminiumoxid eller kiselnitrid eller liknande, och kan uppvisa en medeltj ocklek t i enlighet med ovanstående om 5-15 mm, företrädesvis ca 10 mm. Insatsen 15 vid den i figur 1 visade utföringsformen uppvisar en rak' cylindrisk ytteryta 16, dvs. insatsens 15 yttre omkrets är konstant längs insatsens 15 sträckning, och en invändigt konad inneryta 17 som ansluter sig till hylsans 12 yttre utformning. Vid andra utföringsfonner kan insatsens ytteryta innefatta en helt konisk ytteryta 18, se Fig. 4, eller innefatta både cylindriska och koniska partier, dock ej visat. 10 15 20 n n rf f' ä; ef. å) Û få »3 Den nämnda yttre utformningen av hylsan beror på vilken arnmunitionsenhet som är avsedd att avfyras i det aktuella vapnet och insatsens inneryta kan följaktligen vara anpassad att ansluta till exempelvis en helt cylindrisk hylsa eller en hylsa innefattande skilda kombinationer av cylindriska och koniska partier eller andra yttre partier eller former som bestäms av den för tillfället utnyttjade amrnunitionstypen. Eldrörets 2 generella uppbyggnad, liksom bakstyckets 1 uppbyggnad, är förut väl kända och skall inte beskrivas här närmare i detalj. Det inses dock att eldröret 2 är invändigt anpassat för att mottaga den för den föreliggande ammunitionstypen aktuella insatsen 15. Således innefattar eldröret 2 en urholkning motsvarande insatsens volym och yttre form och eldrörets 2 urholkning är även anpassad efter den föreliggande monteringsmetoden, dvs. om, se ovan, insatsen krympes fast, gängas 20, se Fig. 2, fast eller limmas 19 fast, se Fig. 3, vid eldröret 2. insatsen 15 är även anordnad rnotståndskraftig mot värmeenergiutvecklingen som kommer till stånd vid drivladdningens 14 aktivering.

ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER Uppfirmingen är inte begränsad till den i ovanstående såsom exempel visade utföringsforrnen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken.

Det inses att antalet, storleken, materialet och formen av de i anordningen ingående elementen och detaljerna, exempelvis energikällan, dess aktuella spärming, inspänningstrycket, insatsens tjocklek och form anpassas efter det eldrör, den ammunitionsenhet samt den vapentyp, etc., som för tillfället föreligger.

Claims

10 15 20 25 30 r -_-- b' l r- ~. I Wu' .a w' 1 PATENTKRAV

1. Anordning för att förhindra elenergiöverföring från elektrisk tändare (3) till eldrörsstomme (2) vid avfyring av ammunitionsenhet (11) som är initierbar med den elektriska tändaren (3) vid dennas aktivering med elektrisk energi, k ä n n e t e c k n a d därav, att eldröret (2) vid ett läge för arnmunitionsenhetens (11) avfyring är anordnat med ett invändigt beläget elisolerande material, företrädesvis i form av en keramisk insats (15), som hindrar nämnda elenergiöverföring.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) är anordnad fastkrympt i eldröret (2).

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) är inspänd med inspärming om 300 MPa - 1000 MPa, företrädesvis 500 MPa - 700 MPa.

4. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) är anordnad fastlimmad (19) i eldröret (2)

5. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) är anordnad fastgängad (20) i eldröret (2).

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) innefattar ett eller flera keramikmaterial, företrädesvis av zirkoniumdioxid, aluminiumoxid eller kiselnitrid.

7. Anordning enligt något av patentkraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) innefattar en fiberarmerad polymer, såsom en glasfiberarrnerad plast.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) uppvisar en rak ytteryta (16) och en inneryta (17) som ansluter sig till en ammunitionshylsas (12) ytteryta. 10 15

9. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) är anordnad att förhindra energiöverföring även under höga spänningsvärden, Lex. spänningsvärden om 10-12 kV, Lex. 11 kV.

10. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) är anordnad för att möjliggöra avfyring av ammunitionsenhet (11) av konventionell uppbyggnad utan speciell förstärkning eller speciellt materialval i använd ammunitionshylsa (12).

11. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att insatsen (15) har en medeltjocklek av 5-15 mm, företrädesvis cirka 10 mm, iberoende av eldrörets (2) kaliber.

12. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e .c k n~a d därav, att insatsen (15) är anordnad i ett ET/ETK-vapens eldrör (2).