NO146516B - Drivladning for ammunisjon og fremgangsmaate til fremstilling av ammunisjon - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår drivladninger for ammunisjon med eller uten hylse av metall.

Det er velkjent at den ballistiske ytelse av en ammunisjon er nær knyttet til hylsens fyllingskoeffisient. Jo større denne koeffisient er, desto større er ytelsen.

For å oppnå store fyllingskoeffisienter, f.eks. på

1400 g/dm 3, har det vært foreslått å benytte sammenpressede drivladninger, dvs. blokker av ett eller flere krutt i en blanding fremstilt under trykk og under oppvarming i nærvær av et varmherdende bindemiddel i mengdeforhold varierende vanligvis fra 5

til 10 %. Fremstillingen av disse blokker tar relativt lang tid, og i tillegg til oppvarming krever den anvendelse av en form som kan motstå trykk på ca. 10^ kPa. Dessuten gir således fremstilte sammenpressede drivladninger en utilstrekkelig dimensjonsstabili-tet når de underkastes akselererte termiske aldringssykluser.

De sammenpressede kruttblokker vil nemlig utvide seg og trekke

seg sammen, hvilket resulterer i en forandring av bindemiddel-strukturen, som fører til en betydelig forstyrrelse av ammunisjonens ballistiske egenskaper. For å kompensere for denne ulempe, er det nødvendig å underkaste de sammenpressede ladninger én eller flere stabiliserende termiske behandlinger. Det har og-så vist seg at når slik ammunisjon utsettes for intense vibrasjo-ner, såsom i et automatvåpen, brytes den sammenpressede blokk ofte ned. I begge tilfeller oppstår det uregelmessigheter under skytingen, hvilket medfører en betydelig økning av trykkene som utvikles i våpenet. En annen viktig ulempe med drivblokker lig-ger deri at deres diameter må være stort sett lik med men ikke større enn åpningen i hylsene i hvilke de skal innføres. Meget ofte har disse hylser en vesentlig innsnevring i den øvre ende, hvor prosjektilet anbringes, hvilket forhindrer anvendelsen av sammenpressede ladninger.

Det er kjent å foreta automatisk fylling av metallhyl-ser med et pulverformig drivstoff bestående av kuleformede korn eller sylindriske mono- og multitubulære korn, uten bindemiddel av noen art. Skjønt fremstillingen av denne type ammunisjon lar seg automatisere, er fyllingskoeffisienten for hylser begrenset til 1000 g/dm 3 under de gunstigste betingelser.

Ved hjelp av oppfinnelsen taes det sikte på å overkomme de ovennevnte ulemper ved å tilveiebringe en drivladning innbefat-tende minst to drivladningskrutt hvis fyllingskoeffisient er vesentlig større enn for en løs ladning, og som ikke krever noen sammenpressing. Det er likeledes et mål med oppfinnelsen å tilveiebringe en drivladning som kan anvendes i en hvilken som helst type hylse, med eller uten innsnevring. Dessuten tas det sikte på å tilveiebringe en ladning som meget raskt og enten automatisk eller halvautomatisk lar seg innføre i en hylse. Det er likeledes et mål med oppfinnelsen å gi ladninger for hylser av brennbart materiale hensiktsmessige mekaniske egenskaper.

Ved hjelp av oppfinnelsen tilveiebringes der således en drivladning for ammunisjon for våpen av alle kalibre, hvilken drivladning er beregnet på å skulle øke fyllingskoeffisienten for en hylse av metall eller av brennbart materiale, slik at det oppnå o es en massetetthet av ladningen på ca. 1200 g/dm 3. Drivladningen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at den består av en kombinasjon av (1) minst ett perforert drivladningskrutt, (2) et drivladningskrutt med kuleformede og/eller monotubulære korn og (3) en mindre mengde av et overtrekksmateriale, idet mengde-forholdet mellom komponentene (1) og (2) er: (a) 65- 80 vekt% perforert drivladningskrutt og 20 - 35

vekt% kuleformede korn,

eller

f

(b) 65 - 85 vekt% perforert drivladningskrutt, 15 - 40

vekt% monotubulære korn og 0 - 20 vekt% kuleformede korn.

Fortrinnsvis er mengden av overtrekksmiddel mellom 0,5

og 3,5%, beregnet-på drivladningens totalvekt.

I henhold til en første utførelsesform av oppfinnelsen er overtrekksmaterialet en varmherdbar forpolymer, f.eks. et polyurethan.

Det viste seg at når bestemte mengder av et 19 hulls drivladningskrutt, av et monotubulært drivladningskrutt og/eller av et drivladningskrutt med kuleformede korn ble blandet med et overtrekksmateriale, fikk man drivladninger med en fyllingskoeffisient nær 1200 g/dm . Disse ladninger kan fremstilles som en-hetsladninger, dvs. patron for patron, i en blander, hvor kornene av tre drivladningskrutt overtrekkes, hvilket også gir god korn-fordeling. Derved vil den rommelige fordeling av kornene ikke variere med tiden, selv ikke etter lengre tids lagring, og de ballistiske egenskaper for den fremstilte ammunisjon endrer seg således ikke. Eksempelvis ble det for 30 mm's ammunisjon oppnådd en gjennomsnittlig økning på 20 % av ladningstéttheten.

Når 30 mm's ammunisjon fremstilles med hylser med et innsnevret parti, er kruttmengden større enn for hylser uten innsnevring. Det er derfor nødvendig å øke den prosentvise andel bindemiddel for å forsterke dets dempende rolle på overflatefor-brenningen, slik at trykket som oppstår i våpenet, blir forlike-lig med sistnevnte.

Det er å merke at dimensjonene av kornene i de tre drivladningskrutt må være avpasset til ammunisjonens kaliber. Det foretrekkes at materialtykkelsen i hvert av drivladningskruttene er hovedsakelig like stort, idet materialtykkelsen i de monotubulære drivladningskrutt vanligvis er den minste. Dette er fordel-aktig ut fra hensynet til den romlige tilpasning mellom kruttene, idet en ballistisk korreksjon foretas ved hjelp av en mer vidt-gående modererende overflatebehandling.

Et første resultat som oppnås med ladningen ifølge oppfinnelsen, er en meget betydelig økning av hylsens fyllingskoeffisient sammenlignet med den som oppnås ved automatisk fylling med frittstrømmende drivladningskrutt, idet fyllingskoeffisienten når opp til minst 1200 g/dm<3>. På den annen side tjener overtrekksmaterialet som en ytterligere demper av overflateforbren-ningen. Dersom overtrekksmaterialet er en varmherdende forpolymer, blir drivladningskomponentene, såsnart hylsen er fyllt, overført i fast form av ikke ubetydelig mekanisk styrke, hvilket særlig er gunstig for drivladninger for brennbare hylser. Derved fåes en brennbar, sammensatt enhet med gode mekaniske egenskaper. Ved å bindes kjemisk til nitrocellulosen i drivladningskruttene gir polyisocyanatene stivnede drivladninger med mekaniske egenskaper som er sammenlignbare med de som oppnås med varmherdende bindemidler. Således vil den in situ stivnede drivladning ikke flyte, slik tilfellet er med de tidligere kjente sammenpressede drivladninger, og den er meget motstandsdyktig overfor termisk aldringssyklus, f.eks. overfor en termohygrometisk syklus.

Ved fremstilling av store drivladninger, f.eks.' for

120 mm ammunisjon,, må det dannes en aksial kanal i drivladningen, som i og for seg kjent, for å lette antenningen, oppnå sikker funksjonering og god regelmessighet under skytingen. På den annen side er det av og til nødvendig å anordne en aksial kanal i drivladningene for hylser med avsmalnet parti, spesielt når inn-snevringen er meget aksentuert, hvilket som oftest gjelder for ammunisjon med høy ytelse. De drivladningskrutt som vanligvis anvendes til fremstilling av fra 20 mm til 30 mm ammunisjon, må underkastes en grundig dempningsbehandling. Denne behandling kan oppnås helt eller delvis ved å øke den prosentvise andel av bindemidlet.

For fremstilling av ammunisjon inneholdende en drivladning i henhold til oppfinnelsen går man frem som følger eller på lignende måte.

Drivladningskruttene blandes i de angitte mengdeforhold i noen sekunder i en blander, sammen med en liten mengde av et hensiktsmessig overtrekksmateriale, hvoretter den erholdte masse, som ennu ikke er stivnet, innføres i hylsen. Anbringelsen av prosjektilet gjør det mulig å fullføre setningen av drivladningen. Dersom overtrekksmaterialet er en varmherdbar forpolymer, underkastes den således fremstilte ammunisjon en varmebehandling ved en temperatur under 100° C. Drivladningen stivner i hylsen og hefter til dennes vegger. Drivladningen ifølge oppfinnelsen krever således ikke anvendelse av høye trykk, f.eks. av størrelses- , ordenen 80 000 kPa, slik det kreves for sammenpressede drivladninger, og den kan anvendes for hylser med eller uten avsmalnet parti.

Andre fordeler ved drivladningen ifølge oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av spesielle utførelses-former, som, uten å skulle begrense oppfinnelsen, rent eksempelvis refererer seg til 30 mm ammunisjon.

Eksemplene 1-3 illustrerer den utførelsesform ifølge hvilken overtrekksmaterialet er et bindemiddel på oljebasis, og eksemplene 4-8 den utførelsesform ifølge hvilken overtrekksmaterialet er en varmherdbar forpolymer. I eksemplene er prosjekti-lets hastighet målt på konvensjonell måte ved 25 meter. Trykket måles på den vanlige måte ved hjelp av en piezoelektrisk innret-ning. Prosentangivelsene er på vektbasis. Den prosentvise meng-

de av bindemidlet er beregnet på basis av drivladningens totalvekt. I alle de etterfølgende eksempler består de anvendte drivladningskrutt av nitrocellulose. De sylindriske, monoturbulære. korn har en materialtykkelse mellom 0,3 og 0,4 mm, mens 19 hulls sylindriske korn har en nett-tykkelse på 0,36 mm og de kuleformede korn har en diameter på 0,35 til 0,45 mm.

Eksempel 1

De tre drivladningskrutt blandes intimt sammen med bindemidlet på oljebasis i henhold til nedenstående sammensetning. Drivladningen som derved erholdes i løpet av noen få sekunder, anbringes i hylsene. Etter flere dagers lagring underkastes ammunisjonen ballistiske tester.

- 77 % 19 hulls drivladningskrutt

- 15 % monoturbulært drivladningskrutt

8 % drivladningskrutt med kuleformede korn

- 2,0 % dibutylfthalat, beregnet på drivladningens totalvekt

De følgende resultater ble oppnådd:

Fyllingstetthét: d = 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 824 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 2,723-10 5 kPa

Eksempel 2

En drivladning fremstilles på samme måte som i eksempel

1, men med følgende sammensetning:

- 77 % 19 hulls drivladningskrutt

- 15 % monoturbulært drivladningskrutt

8 % drivladningskrutt med kuleformede korn

- 0,7 % diisocyanat

Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 898 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3,764-105 kPa

Eksempel 3

Det fremstilles en drivladning av følgende sammensetning:

- 77 % 19 hulls drivladningskrutt

- 15 % monotubulært drivladningskrutt 8 % drivladningskrutt med kuleformede korn

- 0,9 % diisocyanat

Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 888 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3,59-10 "kPa

Eksempel 4

Det fremstilles en drivladning etter den ovennevnte fremgangsmåte, ut fra en blanding av de følgende komponenter:

- 75 % 19 hulls drivladningskrutt

- 15 % monotubulært drivladningskrutt

- 10 % drivladningskrutt med kuleformede korn Det benyttes 1 % av en varmherdende forpolymer som markedsføres av Vos Schemie Soloplast under merket "HSV". Denne forpolymer er av polyurethantypen. Såsnart hylsene er fyllt, underkastes ammunisjonen en varmebehandling ved 9 0° C i ca. 2 timer.

Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 873 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3 ,648 -IO5 kPa

Eksempel 5

Det fremstilles ammunisjon under de samme betingelser som i eksempel 4, og under anvendelse av den samme kruttsammen-setning men med 1,5 % "HSV".

Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 893 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3,98-IO<5> kPa

Spredningen av treffene ved skyting øker når bindemid-delmengden øker.

Eksempel 6

Ammunisjonen fremstilt i henhold til eksempel 5 underkastes fra 5 til 10 aldringssykluser, hver av varighet 24 timer (termohygrometrisk syklus).

De følgende resultater oppnås:

Prosjektilhastighet: V25 = 897 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 4,094'10<5>kPa Det har vist seg at aldringens virkninger på de ballistiske egenskaper er meget begrensede og aldri overskrider grensene for den spredning man får med de konvensjonelle, løse drivladninger .

Eksempel 7

Det fremstilles ammunisjon i henhold til fremgangsmåten beskrevet i eksempel 4. Sammensetningen av drivladningen er som følger:

- 73 % 19 hulls drivladningskrutt

- 17 % monotubulært drivladningskrutt

- 10 % drivladningskrutt med kuleformede korn - 1,1 % "HSV"

De følgende resultater oppnås:

Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 865 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3,578-IO<5> kPa

Eksempel 8

Det fremstilles ammunisjon med drivladninger av den i eksempel 7 beskrevne sammensetning, bortsett fra at mengden av "HSV"-forpolymer er 1,4 i. De følgende resultater oppnås:

Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 853 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3,279-10<5>kPa

Eksempel 9

Etter fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1 fremstilles en drivladning av følgende sammensetning:

- 75 % 19 hulls drivladningskrutt

- 25 % monotubulært drivladningskrutt

- fra 1 til 1,5 % diisocyanat Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 867 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3,22-IO5 kPa

Eksempel 10

Etter fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1 fremstilles en drivladning av følgende sammensetning:

- 70 % 19 hulls drivladningskrutt

- 30 % drivladningskrutt med kuleformede korn - fra 1 til 1,5 % diisocyanat Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 846 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3,32-IO5 kPa

Eksempel 11

Etter fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1 fremstilles en drivladning av følgende sammensetning:

- 68 % 19 hulls drivladningskrutt

- 32 % drivladningskrutt med kuleformede korn

- 0,6 % diisocyanat

Fyllingstetthet: 1200 g/dm<3>

Prosjektilhastighet: V25 = 894 m/s

Piezoelektrisk trykk: P = 3,056"IO<5> kPa

Claims (8)

1. Drivladning for ammunisjon for våpen av alle kalibere, hvilken drivladning er beregnet å skulle øke fyllingskoeffisienten for en hylse av metall eller av brennbart materiale, slik at det oppnåes en massetetthet av ladningen på ca.

12 00 g/dm<3>, karakterisert ved at den består av en kombinasjon av (1) minst ett perforert drivladningskrutt, (2) et drivladningskrutt med kuleformede og/eller monotubulære korn og (3) en mindre mengde av et overtrekksmateriale, idet mengde-forholdet mellom komponentene (1) og (2) er: (a) 65 - 80 vekt% perforert drivladningskrutt og 20 - 35 vekt% kuleformede korn, eller (b) 65 - 85 vekt% perforert drivladningskrutt , 15 - 4.0 vekt% monotubulære korn og 0 - 20 vekt% kuleformede korn.

2. Drivladning ifølge krav 1, karakterisert ved at overtrekksmaterialet utgjør fra 0,5 til 3,5 vekt% av drivladningen.

3. Drivladning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at overtrekksmaterialet er et oljeaktig bindemiddel.

4. Drivladning ifølge krav 3, karakterisert ved at overtrekksmaterialet er dibutylfthalat eller et polyisocyanat, spesielt diisocyanat.

5. Drivladning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at overtrekksmaterialet er en varmherdende forpolymer, såsom polyurethan.

6. Drivladning ifølge krav 1-5, karakterisert ved at det perforerte drivladningskrutt er et

19 hulls drivladningskrutt.

7. Drivladning for 30 nun ammunisjon ifølge krav 1-6, karakterisert ved at drivladningskruttene har en tykkelse av fra 0,3 til 0,47 nun.

8. Fremgangsmåte ved fremstilling av ammunisjon inneholdende en ladning i henhold til ett av de foregående krav, karakterisert ved at man blander de kornformige drivladningskrutt sammen med overtrekksmaterialet, innfører den derved erholdte ikke-stivnede masse i ammunisjonshylsen, anbringer prosjektilet på plass og, når overtrekksmaterialet er eh varmherdende forpolymer, underkaster ammunisjonen en varmebehandling ved en temperatur under 100°C.