SE532521C2 - Verkansanordning för graderad sprängverkan och förfarande därför - Google Patents

Description

5233 Hål Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning har varit ett förfarande för nämnda verkansanordning. Ändamål, samt andra här ej uppräknade syften, tillgodoses på ett tillfredsställande sätt inom ramen for vad som anges i de föreliggande självständiga patentkraven.

Således, enligt föreliggande uppfinning har man åstadkommit en förbättrad verkansanordning för graderad sprängverkan, speciellt avsedd att ingå i en granat för utskjuming ur ett eldrör, varvid risken för oavsiktlig initiering har eliminerats eller kraftigt reducerats.

Verkansanordriing innefattar minst två verkandelar innefattande ett bränsle och en oxidator, en aktiveringsanordning för aktivering av verkandelarna, vilken aktiveringsanordning inne- fattar en detonator. Kännetecknande är att bränslet och oxidatom är åtskilda fram till aktivering och att detonator och verkandelarna är anordnade för initiering av en eller flera verkandelar beroende på vilken grad av sprängverkan som skall uppnås.

Enligt ytterligare aspekter for en verkansanordning enligt uppfinningen gäller. att oxidatorn är anordnat i oxidatorbehållare och att bränslet är anordnat i bränslebehållare, vilka oxidatorbehållare är rörfonrrade och anordnade mellan aktiveringsanordriingen och brânslebehållarna, varvid oxidatorbehållarna innefattar radiellt anordnade oxidatorutlopp i anslutning till bränslebehållarna och att oxidatorutloppen är förslutna med öppningsbara oxidatoriörslutningar, att oxidatorförslutriingarna innefattar plastfolier anordnade på insidan av oxidator- behâllarna, att aktiveringsanordningen innefattar en tryckbehållare, vilken tryckbehållare innefattar trycksatt gas och att det i tryckbehållaren är anordnat gasutlopp i anslutning till de oxidatorbehållarria, vilka gasutlopp är förslutna med öppningsbara förslutningar, att det i anslutning till de öppningsbara förslutningarna är anordnat öppningsanordningar, vilka öppningsanordningar är aldiverbara i respons till en aktiveringssignal fiån en kontroll- enhet, 532 52% att de öppningsbara förslutningarna utgörs av sprängbleck, att öppningsanordningarna utgörs av sprängtråd anordnad på de öppningsbara för- slutningarna, att bränslet innefattar en sammanhållen porös bränslestruktur för att åstadkomma stor aktiv Yta» att den porösa bränslestrukturen är belagd med en pikrinsyra för ökad inítierbarhet hos bränsle~oxidator blandningen, att den porösa bränsle-strukturen är belagd med ett pyrofort ämne för åstadkommande av en självinitierande bränsle-oxidator blandning, att bränslet innefattar ett kompakterat pulver med hög porositet, att oxidatom innefattar en syrgas för snabb blandning mellan bränsle och oxidator, Enligt föreliggande uppfinning har man även åstadkommit ett förfarande för en verkans- anordning anordnad för graderad sprängverkan, speciellt avsedd att ingå i en granatkropp för utskjutrxing ur ett eldrör, innefattande minst två verkandelar innefattande ett bränsle och en oxídator, en aktiveringsanordning för aktivering av verkandelarrra, vilken aktiverings- anordning innefattar en detonator. Kännetecknande är att verkandelarnas bränsle och oxidator förvaras åtskilda fram till aktivering och att detonatorn och att verkandelarna anordnas för initiering av en eller flera verkandelar beroende på vilken grad av sprângverkan som skall uppnås.

Fördelar och effekter med uppfmningen Uppfinningen har flera fördelar och effekter. Genom att verkandelarnas bränsle och oxidator förvaras åtskilda fram till användning möjliggörs en säker hantering av verkansanordningen, från tillverkning, lagring och transport till hantering av verkansanordningen i vapen och vid återvinning och destruktion. Först när en verkandel aktiveras, det vill säga när bränsle och oxidator blandas och ingår explosiv blandning, utgör verkansanordningen en risk. 532 E21 Förfarandet vid återvinning förenklas genom att bränsle och oxidator redan är åtskilda och inga ytterligare operationer krävs.

Genom att en detonator används för initieríng av en eller flera verkandelar möjliggörs ett enklare aktiveringssystem järnfört med om flera detonatorer används.

Ytterligare fördelar och effekter kommer att fiamgår vid studium och vid beaktande av den följande detalj erande beskrivningen av uppfinningen, inkluderande ett antal av dess mest fördelaktiga utföririgsforrner, patentkrav samt bifogade ritningsfigurerna där; fig. 1 visar ett längdsnitt av en verkansanordning, fig. 2 visar en förstoring av aktiveringsanordningen för verkansanordningen i figur l, fig. 3 visar en deförstoring av en oxidatorbehållare enligt verkansanordningen i figur l.

Detaljerad beskrivning I fig. 1 visas en första utföringsform av en verkansanordníng 1 anordnad för graderad spräng- verkan. Med graderad sprängverkan avses här en sprängverkan som kan ändras gradvis, i flcra steg, från låg till medelhög sprängverkan och från medelhög till hög sprängverkfill, bßfæflde på hur många verkansdelar 4,5, 6 som aktiveras. Antalet steg beror på hur många verkansdelar som ingår i verkansanordningen Verkansanordningen 1 innefattas i en granatlaopp 2 mellan granatkroppens 2 främre del, även benänmd nosdel, och granatkroppens 2 bakre del. Verkansanordning 1 innefattar tre verkan~ delar 4,5, 6, axiellt anordnade efter varandra i granatkropperrs 2 längaxel A, varvid verkans- anordníngens frärnre verkandel 4 är anordnad närmast granatkroppens nosdel, följt av verkansanordningens l mellanliggande verkandel 5 och dess en bakre verkandel 6.

Verkansanordningen 1 innefattar även en aküveringsenhet 3 för aktivering av en eller flera verkandelar 4,5, 6. Aktiveringsenheten 3 är anordnad mellan granatkroppens 2 nosdel och främre verkandelen 5. Varje verkandel 4,5, 6 innefattar en bränslebehållare 7,8,9 inne- fattande ett bränsle 10, och en oxidatorbehâllare 11,12, 13 innefattande en oxidator 14. Den främre verkandelen 4 innefattar en fiamre bränslebehållare 7 och en frärnre oxidatorbehållare 11. 532 521 Den mellanliggande verkansdelen 5 innefattar en mellanliggande brânslebehållare 8 och en mellanliggande oxidatorbehållare 12. Slutligen innefattar den bakre verkandelen 6 en bakre bränslebehållare 9 och en bakre oxidatorbehållare 13.

Genom att bränsle 10 och oxidator 14 förvaras åtskilda fiån varandra i respektive bränsle- behållare 7,8, 9 och oxidatorbehållare 11,12, 13 fram till aktivering av verkansanordningen 1, det vill säga då bränsle 10 och oxidator 14 och därigenom bildar en explosiv blandning, möjliggörs en säker hantering av verkansanordningen, risken för oavsiktlig iriitieririg är minimal. Mellan verkandelarria 4,5, 6 är det anordnat barriärer 15,16, 17 för förhíndrande att oxidator 14 sprider sig mellan verkandelarna 5,6, 7. Barriârerna 15,16, 17 är gas- och vätsko- täta och består, företrädesvis, av ett plast- eller metallmaterial, exempelvis i form av folie.

Plast- eller metallfolien kan vara monterad på granatkroppens 2 insida, exempelvis med ett svetsförband. Alternativt, kan barriärema 15,16, 17 anordnas så att de omsluter bränsle- behållarna 7,8, 9. Barriärerna 15,16, 17 är dimensionerade så att de brister av det tryck som uppstår vid en detonation. Detonationen fiån verkandelen 4 initierar verkandelen 5, och detonationen från verkandelen 5 initierar verkandelen 6. Genom nänmda arrangemang behövs således endast en detonator 23 för initierlng av en, två eller tre verkansdelar beroende på vilken grad av sprängverkan som skall uppnås. En förutsming är dock att bränslet 10 och oxidatorn 14 i de verkandelar 4,5, 6 som initieras, har ingått explosiv blandning, dvs. har blandats.

Som visas i fig. 2 innefattar aktiveringsenheten 3 en tryckbehållare 18, företrädesvis en cylinder med stängda gavlar. Tryckbehållaren 18 är trycksatt med en gas 19, företrädesvis en inert gas, exempelvis heliurn, kväve eller argon. Aktiveringsenheten 3 innefattar vidare tre gasutlopp 20, till vilka de tre oxidatorbehållarna 11,12, 13 är anslutna. Gasutloppen 20 är, initialt, förslutna med öppningsbara förslumingar 21 för förhindrande av att den trycksatta gasen 19 strömmar ut i oxidatorbehållarna 11,12, 13 innan aktivering. Förslutriingania 21 utgörs, företrädesvis, av sprängbleck. I direkt anslutning till förslutningarna 21 är det även anordnat öppningsanordningar 22 för öppning av förslutningarria 21 i respons till en aktiveringssigrial fiån en kontrollenhet 24, benämnd CPU (Control Process Unit) 24. En eller flera förslutningen' 21 kan öppnas oberoende av varandra Öppningsanordningen 22 utgörs, företrädesvis, av sprängtråd/stubin monterad på förslutningarna 21. Alternativt kan öppningsanordningama 22 utgöras av pyrotekniska laddningar monterad på fórslutningarna 2 l . 533 5É°l Även andra typer av öppningsanordningar 22 är möjliga använda, exempelvis elektro- magnetiska anordningar där kolvar eller nålar (ej visat) aktiveras för punktering av för- slutning-arna 21 . Öppningsanordriinganra 22 aktiveras elektriskt via CPU enheten 24 i granatkroppens 2 nosdel, antingen genom ett törinstållt aktiveringsprogram eller genom en signal fiån en aktiv mâlsökningssensor 25.

Oxidatorbehållarna 11,12, 13 är axiellt anordnade i granatkroppen 2 mellan aktiveringsen- heten 3 och bränslebehållarna 7,8, 9. Den ti-ärnre oxidatorbehållaren ll löper från aktiverings- enheten 3 genom den fiämre bränslebehållaren 7 framtill den främre barriären 15.

Den mellanliggande oxidatorbehållaren 12 löper fiån aktiveringsenheten 3 parallellt med den fiärnre oxídatorbehållaren 11, genom den främre brânslebehällaren 7 och vidare genom den mellanliggande bränslebehållaren 8 fram till den mellanliggande oxidatorbarriären 12. Den bakre oxidatorbehållaren 13 löper fiân aktiveringsenheten 3 parallellt med den fiârnre 11 och den mellanliggande oxídatorbehållaren 12 fram till den bakre oxidatorbarriären 16. Den del av oxidatorbehållarna 11,12, 13 som befinner sig i respektive bränslebehållare 7 ,8, 9 innefattar radiellt anordnade oxidatorutlopp 26. Oxidatorutloppen 26 är, initialt, tillslutna med gastäta öppningsbara oxidatorfórslutningar 27. De öppningsbara oxidatorförslumirrgarna 27 utgörs, företrädesvis, av plast- eller metallfolie anordnad på insidan av oxidatorbehållarna 11,12, 13.

Alternativt, utgörs oxidatorfórslumingania 27 av sprängbleck anordnade, antingen, på utsidan eller på insidan av oxidatorutloppen 26. Oxidatorlörslunringarna 27 är öppningsbara i respons till en bestämd tryckökning i oxidatorbehållarna 11,12, 13.

Tryckökningen i oxidatorbehâllarna 11,12, 13 genereras av den trycksatta gasen 19 efter att öppningsanordningen 22 aktiverats. Gastrycket i oxidatorbehållarna 11,12,13 stiger snabbt vilket leder till att oxidatoriörslutningarrxa 27 brister. Tryckökníngen innebär att oxidator 10 pressas ut i bränslebehållaren 7,8, 9, via oxidatorutloppen 26, och fyller bränslets 10 por- struktur.

Oxidatorbehållarna 11,12, 13 består, företrädesvis, av rostfiitt stål för att klara lagting av korrosiv gas, men kan även bestå av korrosionsbeständig plast. Oxidatorn 14 är gas- och/eller vätskeforrnig och innefattar syrgas, dikväveoxid, salpetersyra, eller väteperoxid, eller blandningar därav. 532 52% Altemativt kan oxidatom 14 utgöras av dínitrarnidsalt upplöst i ett lämpligt lösningsmedel, exempelvis dimetylforrnamid eller tetraliydrofiiran eller blandningar därav.

Bränslet 10 utgörs företrädesvis av en sammanhållen porös bränslestruktur 10, bestående av kisel, kol, vanadin, berylliurn, magnesium, järn eller blandningar därav. Det högporösa bränslet 10 är utformade för snabbast möjliga absorption av en gas- eller vätskeformig oxidator 14 genom att bränslet 10 är anordnat i form av tunna porösa skivor pâ ett visst avstånd fiân varandra i bränslebehâllarna 7,8, 9. Det porösa bränslet 10 har en porositet, företrädesvis, i intervallet 60 till 95 vol. %. Alternativt kan bränslet 10 innefatta ett finkomigt kompakterat pulver 10 innefattande kisel, kol eller vanadin, beryllium, magnesium, järn eller blandningar därav. Pulverblandningen 10 har en porositet och struktur som vid kontakt med en gas- och/eller vätskefonnig oxidator 14, vid initiering, kan fås att detonera.

I en andra utföringsforrn, ej visad i figurerna, är den sammanhållna porösa bränslestrukturen 10 belagd med ett tillsatsâmne för underlättande av initieringen av bränsle/oxidator blandning.

Tillsatsâmnet kan med fördel bestå av ett finkornigt zirkonium pulver, jämnt fördelat i bränslets 10 por-struktur. För att ytterligare öka initierbarheten kan tillsatsmet även vara uppblandat med en primer, exempelvis pikrinsyra. I ytterligare en specialvariant är bränslets 10 porsmtktur belagd med ett pyrofort ämne som vid kontakt med oxidatorn 14 leder till självantändning, vilken självantändning initierar bränsle-oxidator blandningen. Fördelen är att ingen ytterligare initiering via en detonator krävs.

I en tredje utföringsforrn, ej visad i figurerna, förvaras oxidatorn 14 tillsammans med den trycksatta gasen 19 i tryckbehållaren 18. Oxidatorbehállarna 11,12, 13 för förvaring av oxidator 14 blir därmed överflödiga. Oxidatorbehållarnas 11,12, 13 funktion blir istället att utgöra transportkanaler för oxidatorn 14 fram till bränslebehållarna 7,8, 9. Oxidatorbehållarna 11,12, 13 kan därigenom förenklas genom att göras tunnare och smalare.

Efter att oxidator 14 och bränsle 10 blandats i en eller flera verkandelar 4,5, 6, beroende på avsedd sprängverkarisgrad, initieras den fiämre verkansdelen 4. Den frärnre verkandelen 4, i sin tur initierar den mellanliggande verkandelen 5 och den mellanliggande verkandelen 5 initierar den bakre verkandelen 6 under förutsättning att dessa har aktiverats. initiering av verkandel 5 sker efter en bestämd tidsfördröjning från det att aktivering skett. 532 53"! Tídsfördröjníngen kan vara íörprogrammerad via ett tidsrelä eller via en pyroteknisk för- dröjningsenhet. Alternativt kan tids-iördröjningen bestämmas under granatens flykt mot ett mål genom en rnålsökningssensor. Målsökningssensorn kan vara av radar- eller lasertyp.

Alternativt kan tidstördröjningen bestämmas från en markkontroll via radar- eller IR länk Hastigheten med vilken oxidatom 14 fördelar sig i bränslets ll porsnuktttr bestäms främst av gastrycket i tryckbehållaren 18 och av bränslets 10 fysikaliska egenskaper, såsom porositet men även av granatkroppens 2 rotationshastighet. Hög rotationshastighet innebär högre blandningshastighet medan låg rotationshastighet innebär en lägre blandnings-hastighet.

Alternativa möjligheter för användning av verkansanordningen Verkansanordningen 1 enligt uppfinningen är speciellt avsedd att ingå i granater för utskjuming ur ett eldrör varvid graden av sprängverkan ñån verkansanordningen 1 är för- programmerad eller bestäms under granatens färd mot ett mål. Alternativt kan verkans- anordningen l ingå i robotar, missiler eller olika typer av minor. Verkansanordningen l kan även ingå spränganordningar för civilt bruk, exempelvis vid gnivbrytriing eller vägarbeten.

Claims (6)

1. 532 521 Patentkrav 1. Verkansanordning (1) anordnad för graderad sprängverkan, speciellt avsedd att ingâi en ganatkropp (2) för utskjutrxing ur ett eldrör, vilken verkansanordrxing (1) innefattar minst två verkansdelar (4,5, 6) innefattande ett bränsle (10) och en oxidator (14), en aktiveringsanordning (3) för aktivering av verkandelania (4,5, 6), vilken aktiverings- anordníng även innefattar en detonator, k ä n n e t e c k n a d av att bränslet (10) och oxidatorn (14) är åtskilda fiatn till aktivering och att detonatorn (23) och verkandelarna (4,5, 6) är anordnade för iriitiering av en eller flera verkandelar (4,5, 6) beroende på vilken grad av språngverkan som skall uppnås.

2. Verkansanordnjng (1) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att oxidatorn (14) är anordnat i oxidatorbehållare (l1,12, 13) och att bränslet (10) är anordnat i bränsle- behållare (7,8, 9), vilka oxidatorbehållare (11,12, 13) är rörformade och anordnade mellan aktiveringsanordningen (3) och bränslebehållarna (7,8, 9), varvid oxidator- behållarna (1 1,12, 13) innefattar radiellt anordnade oxidatorutlopp (26) i anslutning till bränslebehållarna (7, 8, 9) och att oxídatorutloppen (26) är iörsluma med öppningsbara oxidatortörsltxtnirigar (27).

3. Verkansanordning (1) enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att oxidatortörslumingarna (27) utgörs av plastfolier anordnade på insidan av oxídatorbehållarna (1 1,12, 13).

4. Verkansanordning (1) enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att aktiverings- anordningen (3) innefattar en tryckbehållare (18), vilken tryckbehållare (18) innefattar trycksatt gas (19) och att det i tryckbehållaren (18) är anordnat gasutlopp (20) i anslutning till oxidatorbehållarna (1 1,12, 13), vilka gasutlopp (20) är fórslutna med öppningsbara förslutningen' (21).

5. Verkansanordning (1) enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att det i anslutning till de öppningsbara iörslutningarna (21) är anordnat öppningsanordningar (22), vilka öppningsanordningar (22) är aktiverbara i respons till en aktiveringssignal fiån en kontrollenhet (24).

6. Verkansanordning (1) enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d av att de öppningsbara förslutningarna (21) utgörs av sprängbleck. 10. ll. 12. 13. 532 531 10 Verkansanordnirtg (1) enligt något av kraven 4 till 6, k ä n n e t e c k n a d av att öppningsanordningarna (22) utgörs av sprängtråd anordnad på de öppningsbara för- slutningarna (21). Verkansanordning (1) enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att bränslet (10) innefattar en sammanhållen porös bränslestruktur för åstadkommande av stor aktiv yta. Verkansanordning (1) enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att den porösa bränsle- strukturen är belagd med en pikrinsyra för ökad initierbarhet hos bränsle-oxidator blandningen. Verkansanordning (1) enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att den porösa bränsle- strukturen är belagd med ett pyrofort ânme för åstadkommande av en självinitierande bränsle-oxidator blandning. Verkansanordning (1) enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att bränslet (10) innefattar ett kompakterat pulver med hög porositet. Verkansanordning (1) enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att oxidatorn (14) innefattar syrgas för snabb blandning mellan bränsle (10) och oxidator ( 14). Verkansanordriing (1) enligt något av kraven 4 till 7, k ä n n e t e c k n a d av att de öppningsbara förslutningarna (21) är öppningsbara oberoende av varandra i respons till en aktiveringssigrial från en kontrollenhet (24). 14. Förfarande för en verkansanordning (1), vilken verkansanordning är anordnad för graderad sprängverkan, speciellt avsedd att ingå i en granatkropp (2) för utskjutning ur ett eldrör, vilken verkansanordning (1) innefattar minst två verkandelar (4,5, 6) innefattande ett bränsle (10) och en oxidator (14), en aktiveringsanordrting (3) för aktivering av verkandelama (4,5,6), vilken aktiveringsanordning (3) innefattar en detonator (23), k ä n n e t e c k n a d av att verkandelanias (4,5, 6) bränsle (10) och oxidator (14) förvaras åtskilda fiam till aktivering och att detonatorn (23) och verkandelania (4,5,6) anordnas för initiering av en eller flera verkandelar (4,5, 6) beroende på vilken grad av sprängverkan som skall uppnås.