SE546345C2 - Hybridmotor för projektil - Google Patents
Hybridmotor för projektilInfo
- Publication number
- SE546345C2 SE546345C2 SE2300013A SE2300013A SE546345C2 SE 546345 C2 SE546345 C2 SE 546345C2 SE 2300013 A SE2300013 A SE 2300013A SE 2300013 A SE2300013 A SE 2300013A SE 546345 C2 SE546345 C2 SE 546345C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- projectile
- motor
- propellant charge
- rocket motor
- rocket
- Prior art date
Links
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000003721 gunpowder Substances 0.000 claims description 45
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 19
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 238000013461 design Methods 0.000 description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 4
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- IDCPFAYURAQKDZ-UHFFFAOYSA-N 1-nitroguanidine Chemical compound NC(=N)N[N+]([O-])=O IDCPFAYURAQKDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N Nitroglycerin Chemical compound [O-][N+](=O)OCC(O[N+]([O-])=O)CO[N+]([O-])=O SNIOPGDIGTZGOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000006 Nitroglycerin Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229960003711 glyceryl trinitrate Drugs 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-3,3-difluoroprop-1-ene Chemical compound FC(F)(Br)C=C GDDNTTHUKVNJRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 241000973497 Siphonognathus argyrophanes Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F42B5/10—Cartridges, i.e. cases with charge and missile with self-propelled bullet
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/08—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
- F02K9/10—Shape or structure of solid propellant charges
- F02K9/12—Shape or structure of solid propellant charges made of two or more portions burning at different rates or having different characteristics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/08—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
- F02K9/30—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants with the propulsion gases exhausting through a plurality of nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/97—Rocket nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
- F42B10/02—Stabilising arrangements
- F42B10/26—Stabilising arrangements using spin
- F42B10/28—Stabilising arrangements using spin induced by gas action
- F42B10/30—Stabilising arrangements using spin induced by gas action using rocket motor nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
- F42B10/32—Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
- F42B10/38—Range-increasing arrangements
- F42B10/40—Range-increasing arrangements with combustion of a slow-burning charge, e.g. fumers, base-bleed projectiles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
- F42B15/10—Missiles having a trajectory only in the air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
- F02K9/08—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using solid propellants
- F02K9/24—Charging rocket engines with solid propellants; Methods or apparatus specially adapted for working solid propellant charges
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Uppfinningen avser en hybridmotor (10) for projektil där en raketmotor med ringformad dysa (7) är anordnad tillsammans med ett basflödesaggregat med en cirkelformad dysa (8) där den cirkelformade dysan (8) på basflödesaggregatet är anordnad centrerad i den ringformade dysan (7) på raketmotom samt att hybridmotom (10) är anordnad med en drivladdning för raketmotor (2) samt en drivladdning för basflödesaggregat (5).Uppfinningen avser vidare en projektil (100) anordnad med hybridmotor.
Description
Föreliggande uppfinning avser hybridmotor för projektil där en raketmotor med ringforrnad dysa är anordnad tillsammans med ett basflödesaggregat med en cirkelforrnad dysa där den cirkelforrnade dysan på basflödesaggregatet är anordnad centrerad i den ringformade dysan på raketmotom samt att hybridmotom är anordnad med en drivladdning för raketmotor samt en drivladdning fór basflödesaggregat.
Uppfinningen avser vidare en projektil anordnad med hybridmotor.
UPPFINNINGENS BAKGRUND, PROBLEMOMRÅDE OCH KÄND TEKNIK
Ett antal olika metoder att öka skottvidden för proj ektiler skjutna ur eldrörsvapen är kända och kan indelas i tre grupper:
l. vapenlösning - proj ektilen ges en högre utgångshastighet,
2. tillsatsimpuls - proj ektilen förses med en energikälla som ger en ökad hastighet i banan,
3. ballistisk lösning - medför att projektilen förlorar hastighet långsammare efter avfyringen.
Den första möjligheten - vapenslösningar - med utgångspunkt från att fastställda värden på myrmingsenergi och att maxtryck ej får överskridas för befintliga vapenlösningar kan en högre utgångshastighet åstadkommas endast genom att projektilvikten reduceras, i praktiken erhålls emellertid en signifikant ökning av skottvidden endast om proj ektilens tvärsnittsarea samtidigt reduceras. Det minskar i sin tur den verkan som projektilen kan
ha i målet då storleken på verkansdelen minskar.
Den andra möjligheten - tillsatsimpuls - exempelvis genom att en raketmotor anordnas på projektilen - är lämpad för rotationsstabiliserade projektiler och ger en god prestandaförbättring. Nackdelen är framförallt den ökade kostnad som raketmotom innebär men även minskad möjlighet till verkan i målet då raketmotom tar plats i
projektilen och därmed minskar storleken på verkansdelen.
Inkom till Patent- och 2 registreringsverket
2023 -ÛZ- l E
Den tredje möjligheten att öka skottvidden går ut på att reducera det aerodynarniska motståndet i banan. Detta kan åstadkommas på följande sätt, antingen var för sig eller i kombination,
- Underkalibrering - Lågmotståndsutfornming - Basflödesaggregat
Den första metoden, underkalibrering, innebär att proj ektilen har mindre diameter än eldröret varför den måste förses med en drivspegel. En mindre diameter på proj ektilen innebär minskad verkan i målet då storleken på verkansdelens minskar. Lågmotståndsutformning innebär aerodynarnisk anpassning, exempelvis genom utförandet av en akterkon. Utförandet av en akterkon har dock andra tillverkningstekniska problem samt återigen att storleken på verkansdelen minskar. Den mest etablerade lösningen i dagsläget är införandet av ett basflödesaggregat som
påverkar skjuträckvidden positivt utan att ha inverka allt för mycket på verkansdelens
utrymme.
Patentdokument CN 113153580 B beskriver en raketmotor innefattande en kombinerad dysa med en yttre rörligt anordnad dysa och en inre fast monterad dysa. Genom den yttre rörligt anordnade dysan kan en förändrad vektoriserad dragkraft realiseras. Den beskrivna raketmotorn är påvisar att en gemensam drivladdning nyttjas av raketmotorn och påvisar inget basflödesaggregat.
Patentdokument WO 2021/074553 Al beskriver en raketmotor anordnad med dysa i form av aerospike utförande. Den beskrivna raketmotorn är av hybridutförande innefattande kombination av fasta och flytande drivåmne för raketmotorn. Den beskrivna raketmotorn innefattar inget basflödesaggregat.
Lösning på ovanstående problem och ytterligare problem med lösning beskrivs nedan.
IHKOm nu Pareni- och registreringsverket
3 zuza -nz-UPPFINNINGEN OCH DESS SYFTE
Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att lösa ovan identifierade problem relaterade till en förbättrad hybridmotor för proj ektiler innefattande dels en impulsmotor i form av en raketmotor samt dels ett basflödesaggregat kombinerat i en begränsad volym för att inte påverka projektilens möjlighet att bära last i någon större utsträckning.
Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är en hybridmotor för projektil där en raketmotor med ringformad dysa är anordnad tillsammans med ett basflödesaggregat med en cirkelforrnad dysa där den cirkelforrnade dysan på basflödesaggregatet är anordnad centrerad i den ringforrnade dysan på raketmotom samt att hybridmotorn är anordnad med en drivladdning för raketmotor samt en drivladdning för
basflödesaggregat. Enligt ytterligare aspekter för en hybridmotor enligt uppfinningen gäller; a tt dysa för raketmotor är av aerospike typ.
a tt drivladdning för raketmotor samt en drivladdning för basflödesaggregat utgörs av
ett fast drivämne samt där drivämnet är krut.
a t t raketmotorn med ringformad dysa omsluter basflödesaggregatet med en
cirkelformad dysa.
a tt drivladdning för raketmotor är anordnad med ett krutstöd.
a tt drivladdning för raketmotor antänds av en raketmotortändare.
a tt drivladdning för basflödesaggregat antänds av en basflödeständare.
s
a tt förbränningstiden för drivladdning för raketmotor är mellan 5 sek - 20 sek
beroende på proj ektilens kaliber.
a tt förbränningstiden för drivladdning för basflödesaggregatet är större än 10 sek.
Inkom till Patent~ och registreringsverket
4 2023 ~ÛZ-Uppfinningen utgörs vidare av en proj ektil anordnad med hybridmotor innefattande en raketmotor samt ett basflödesaggregat enligt ovan.
IIIHUIII Llll FCILBHL* UUH registreringsverket
2023 -ÛZ- 1FIGURFÖRTECKNING
Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till de bifogade figurema där:
Fig. 1 visar en hybridmotor i en vy i genomskäming enligt en utföringsform av
uppfinningen.
Fig. 2 visar en projektil i en vy i genomskäming enligt en utföringsform av uppfinningen.
DETALJERAD UTFÖRANDEBESKRIVNING
Föreliggande uppfinning visar på en ny och altemativ utformning av hybridmotor för proj ektil.
En utskjutningsanordning, även benämnd kanon, haubits, eller pjäs, så som artilleripjäs, är ämnad att medelst ett drivämne avlossa en proj ektil. Företrädesvis initieras ett drivämne, så som krut, i en del av kanonen, ofta en kammare speciellt anpassad för detta. Initiering sker genom antändning av drivämnet, exempelvis med en tändpatron eller en tändare i en ammunitionsenhet, som initieras genom anslag. Andra metoder fór att antända drivämnet kan vara genom att laser- eller elektrisk energi antänder drivämnet. Drivämnet brinner med hög hastighet och stor gasutveckling vilket skapar ett gastryck i kammaren som driver proj ektilen ut ur eldröret på utskjutningsanordningen. Drivämnet är anpassat för att i så stor utsträckning som möjlig generera ett konstant tryck på projektilen under hela eldrörsförloppet, då projektilen rör sig i eldröret, vilket skapar en hög hastighet på projektilen då proj ektilen lämnar eldrörsmyrmingen.
Projektiler, så som olika typer av granater, innefattar i de flesta fall någon form av verkansdel samt någon fonn av tändrör som initierar verkansdelen. Tändrör kan vara av olika typer där anslag är vanligt förekommande fór projektiler som avser brisera vid kontakt med ett objekt, tidrör då projektilen avser brisera vid en viss förutbestämd tid samt zonrör då projektilen avser brisera då ett objekt kommer inom ett visst avstånd från projektilen. Zonrör nyttjas företrädesvis vid bekämpning av flygfarkoster medan tidrör och anslag kan nyttjas vid bekämpning av ett stort antal olika objekt. Med fördel
lnkom till Patent- och registreringsverket
2023 -UZ- 'lfi
kombineras olika typer av tändrörsfunktion i samma tändrör, så att om ett tändrör med zonrörsfunktion inte detekterar något objekt så briserar proj ektilen efter en viss tid etc.
Verkansdelen innefattar företrädesvis någon form av explosivämne samt någon form av splitterverkade hölje som omsluter explosivämnet. Vidare kan olika fonner av
styrmedel, så som fenor anordnas, endera i tändröret eller i en egen delkomponent.
För att stabilisera projektilema efter att projektilema länmat eldröret så anordnas företrädesvis proj ektilerna med rotation alternativt med fenor. I fallet att proj ektilerna anordnats med rotation sägs projektilema vara rotationsstabiliserade och i fallet att proj ektilema anordnats med fenor sägs projektilema vara fenstabiliserade. Fenstabiliserade proj ektiler bör ej ha rotation alternativt mycket låg rotation då de lämnar eldröret.
För att uppnå rotation på proj ektilema anordnas ofta räfflor i eldröret till vilka
proj ektilen kopplar under utskjutningsförloppet. Räffling innebär att loppet i ett eldvapen, eldröret, försetts med spiralforrnade spår. Motsatsen är slätborrat eldrör. När räffloma giper in i projektilen under avfymingen får den en rotation längs sin längdaxel. Genom rotationen kommer mindre ojämnheter eller skador på projektilen inte orsaka en avdrift. Rotation är också nödvändigt för att en avlång (torpedformad) projektil ska behålla sin riktning efter att den lämnat loppet och inte börja tumla runt, detta benämns att projektilen är rotationsstabiliserad. I slätborrade vapen kan bara runda (sfäriska) proj ektiler eller fenstabiliserade projektiler avfyras. En avlång projektil utan fenor kommer tumla når den lämnar mynningen.
Räfflor är således spår anordnade i loppet på eldröret, och upphöjningen mellan kallas bommar. Vanligtvis består räfflingen hos finkalibriga eldhandvapen av fyra högervridna räfflor medan kanoner, så som artilleripjäser, har ett större antal räfflor beroende på utskjutningsanordningens kaliber. För att räfflingen ska kunna gripa in i proj ektilen måste proj ektilen antingen vara något större än diametem mellan bommarna, vilket är vanligt förekommande för finkalibervapen, eller vara försedd med en speciell fläns, benämnd gördel, som har en något större diameter än bommarna, vilket är vanligt förekommande i proj ektiler med en diameter på större än 20 mm. Gördeln kan vara tillverkad av plast, kompositmaterial eller en mjuk metall, så som mässing. Den längd av eldröret på vilken räfflan vrider sig ett helt varv kallas stigning och anges vanligen antal tum per varv. En stigning på 1:10 tum innebär att projektilen roterar ett varv på 10 tum. Motsvarande stigning i millimeter skrivs 1:254 mm. Stigningen avpassas så att
Inkom tiH .Patent- och reglstrermgsverket
2023 -ÛZ- 1projektilen erhåller den utgångsrotationshastighet som fordras för att den under hela sin bana från utskjutning till mål skall bibehålla erforderlig stabilitet det vill säga utan att förlora sin stabilitet och börja tumla runt.
De flesta eldrör innefattar räffling och genom att anordna projektiler med slirande gördlar kan såväl rotationsstabiliserade som fenstabiliserade proj ektiler skjutas med räfflade eldrör. Slätborrade eldrör nyttjas i princip enbart för vapensystem ämnade att bekämpa bepansrade stridsfordon då proj ektilens rotation medför att riktad sprängverkan, RSV, fungerar sämre eftersom centrifugalkraften gör att strålen från RSV sprids ut.
Ett sätt att öka skjutavståndet för artilleri granater, samt att minska skjuttiden vid luftväms- och pansarprojektiler, genom gasflöde i projektilens akter, är känt som basflöde eller på engelska base bleed. Denna teknik innebär att ett bränsle förbränns i proj ektilens bakre parti och därmed genererar ett massflöde, väsentligen gasforrnigt, vilket utströmmar och vanligtvis slutförbränns i anslutning till granatens/projektilens basplan/akter. Syftet med basflöde är företrädesvis att minska basmotståndet och ger därmed inte någon drivkraft till projektilen.
Figur 1 visar en hybridmotor 10 i genomskäming innefattande ett basflödesaggregat, innefattande en dysa 8, drivladdning för basflödesaggregat 5 samt en basflödeständare 3, samt en raketmotor, innefattande en drivladdning för raketmotor 2, raketmotortändare l, krutstöd för drivladdning för raketmotor 4 samt aerospike dysa 7. Aerospike är en typ av dysa som även kan benämnas inverterad dysa då dysan, ur ett tekniskt perspektiv,
utgörs av flera konventionella klockdysor som vänts ut och in.
Av de inströmmande förbränningsgasema då drivämnet förbränns i utskjutningsanordningen kommer såväl basflödeständaren 3 samt drivladdningen för basflödesaggregat 5 att antändas, vidare antänds även drivladdning för raketmotor 2 samt raketmotortändare l. Vid ett visst värde på trycket - forceringstrycket - kommer projektilen att börja röra sig, varvid gördeln, ej visad i figuren, pressas in i räffling på eldröret. Vid accelerationen i eldröret kommer drivladdningen för basflödesaggregat 5 att pressas bakåt under samtidig formförändring varför såväl utformning som val av material av drivladdningen för basflödesaggregat 5 är viktigt för att säkerställa basflödets fiinktionalitet. På samma sätt kommer drivladdningen för raketmotorn 2 att pressas bakåt samt radiellt under samtidig forrnförändring varför såväl utformning som
val av material av drivladdningen för raketmotom 2 är viktigt för att säkerställa
Inkom till Patent och feglstreringsverket
2023 ~fl2- 1 E
basflödets funktionalitet. Drivladdningen för raketmotom 2 kan även förses med ett krutstöd, exempelvis tillverkat av en polymer, för att förbättra drivladdningens förmåga att hantera de axiella och/eller radiella krafterna vid utskjutning. Utformning av krutstödet 4 kan även påverka hur drivladdningen för raketrnotorn 2 initieras, exempelvis genom att fördröja initieringen av drivladdningen för raketmotom 2 tills efter att proj ektilen länmat eldröret.
När projektilen lämnar eldröret upphör den axiella accelerationen. Genom krutets viskoelastiska egenskaper samt den stora centripetalaccelerationen p g a rotationen återgår laddningen inte bara till sin ursprungliga längd, utan kommer att förlängas tills
dess den stöder emot den främre gaveln. Även i detta fall blir belastningen följaktligen hydrostatisk.
Vid passagen genom mynningen kommer trycket inuti såväl basflödeskarnmaren som raketmotörn att vara av samma storleksordning som mynningstrycket medan trycket utanför basflödesanordningen samt raketmotorn snabbt sjunker till atmosfärstryck. Basflödesanordningen samt raketmotorn kommer därvid att utsättas för ett högt invändigt tryck och måste dimensioneras med hänsyn till detta. Genom den förhållandevis stora dysorna 7 och 8, kommer emellertid trycket mycket snabbt att utjämnas. På grund av det snabba tryckfallet efter mynningspassage anpassas konstruktionen för att undvika att förbränningen av drivladdningen för basflödesaggregat 5 slocknar, därtill är basflödeständaren 3 anpassas att brinna även under kraftig tryckförändring. På samma sätt anpassas drivladdningen för raketrnotorn 2 samt raketmotortändaren
Figur 2 visar en proj ektil 100 anordnad med en hybridmotor 10, verkansdel 20 samt ett tändrör 30. Tändrör 30 kan anpassas utifrån verkansdelens funktion och kan exempelvis utföras av anslagsrör, tidrör och/eller zonrör. Verkansdelen kan även anpassas utifrån projektilens 100 användningsområden men innefattari de flesta sammanhang explosivämrie samt ett splitterverkande hölje, men även andra verkansformer kan vara aktuella. Figur 2 illustrerar att hybridmotom 10 tar relativt lite utrymme i anspråk på
projektilen och kan anordnas för de flesta allmänt kända projektilvarianter.
Inkom till Patent- och registreringsverket
2023 -ÛZ- 1FUNKTIONSBESKRIVNING
En utskjutningsanordning är anordnad för att avfyra, skjuta, projektiler med en drivladdning. Drivladdningen, som exempelvis kan vara krut, förbränns efler initiering och alstrar ett högt tryck som driver projektilen ut ur ett eldrör. Projektilen anordnas i eldröret genom ett forfarande som benämns ansättning, vanligt förekommande är att en runt proj ektilen omslutande gördel defonneras gentemot i eldröret anordnad räffling som kvarhåller proj ektilen i eldröret. Drivladdningen anordnas i vad som ofta är benämnt kammare i vilken drivladdningen förbränns under alstrandet av gaser, krutgaser, som bringar projektilen att förflytta sig i eldröret. Företrädesvis skapas ett kontinuerligt/konstant tryck i kammaren som även fyller upp eldröret med trycksatt gas bakom projektilen då den förflyttar sig mot eldrörsmynningen. Då drivladdningen initieras så tänds även raketmotortändaren och basflödeständaren samt dessutom, om så önskas och planerats, drivladdning för basflödesaggregat samt drivladdning för raketmotor. Då proj ektilen lämnar eldrörsmynningen kommer ett kraftigt tryckfall påverka raketmotom och basflödesaggregatet varför såväl raketmotortändare, basflödeständaren, drivladdning för basflödesaggregat samt drivladdning för raketmotor anpassats för att klara tryckförändringen. Vid en viss tidpunkt, exempelvis direkt efter att projektilen lämnat eldröret, initieras raketmotom och ger proj ektilen en impuls. Samtidigt initieras basflödesaggregatet och genererar ett konstant basflöde. Raketmotom förbränns ofta relativt snabbt, exempelvis mellan 5 sek till 20 sek, och skapar därmed en impuls på proj ektilen. Basflödesaggregatet brinner dock företrädesvis under projektilens hela färd från utskjutningsanordning till mål, brinntiden för basflödesaggregatet är således företrädesvis över 10 sek. Beroende på kaliber på projektilen kan brinntiden förändras för basflödesaggregatet där proj ektiler i mellankaliber har betydligt kortare brinntid relativt proj ektiler för grovkaliber.
Problem med att avfyra proj ektiler anordnade med gördel är dels att gördeln sliter på eldröret samt dels att tätningen mellan projektil och eldrör kan glappa och därmed släppa förbi krutgaser vilket påverkar utskjutningsförloppet bland annat genom att projektilens utskjutningshastighet, V0, kan variera mellan olika proj ektiler beroende på varierad tätning mellan projektil och eldrör.
Kombinationen av proj ektilens längd, vikt, och utformning avgör vilken rotationshastighet som krävs för att stabilisera projektilen. Generellt kräver korta projektiler med hög diameter (grovkaliber) lägre rotationshastighet jämfört med långa projektiler med liten diameter (finkaliber). Eldrör kan även tillverkas med progressivt
:imorn un Hatent- och regßtreringsverket
w zuzs -uz- is
ökande stigning. Extremt långa projektiler, som exempelvis pilarnmunition, även benänmt flechette, kan vara svåra att rotationsstabilisera varför de istället företrädesvis är fenstabiliserade.
För bäst prestanda bör eldröret ha en stigning som är tillräckligt hög för att projektilen får en så hög rotationshastighet så att projektilen blir rotationsstabiliserad men stigníngen bör inte vara så stor att rotationshastigheten blir mycket högre än vad som krävs för att uppnå rotationsstabilisering. Grövre projektiler medför bättre stabilisering då ett högre rörelsemängdsmoment uppnås medan långsmala projektiler får en aerodynamisk tryckpunkt med hävstång vilket medför lägre stabilitet.
För såväl drivladdning för utskjutningsanordning, raketrnotortändaren, basflödeständaren, drivladdning för basflöde samt drivladdning för raketrnotor så används företrädesvis olika former av krut. Krut indelas ofrai gruppema eldrörskrut och raketkrut då det krävs två relativt olika egenskaper för respektive krut. I ett eldrör vill man erhålla höga tryck (flera hundra MPa) under kort tid (några ms) medan man för en raket vill erhålla ett någorlunda konstant tryck (tiotals MPa) under en längre tid (sek- min). Ur kemisk synvinkel är dock vissa raket- och eldrörskrut mycket lika. Ett mått för att värdera ett eldrörskruts prestanda är det specifika arbetsvärdet, force, som ofta anges i MJ/kg, vilket inte är samma sak som krutets energiinnehåll. Ett eldrörskrut med höga prestanda har ett högt specifikt arbetsvärde. Motsvarande för raketkrut är måttet specifik impuls som anges i Ns/kg. Ett raketkrut med höga prestanda har en hög specifik impuls.
Krutets geometriska form är mycket betydelsefull för krutets prestanda. Den gasmängd som produceras då krutet brinner är proportionell mot brinnhastigheten och den brinnande ytan. Den brinnande ytan är beroende av krutets form och porositet vilket gör att krutet kan se olika ut beroende på vilket sätt gasproduktionen önskas ske. Detta gör att benämningar som bladkrut, stavkrut och flerhålskrut förekommer i drivämnessammanhang.
Vanliga militära krut är exempelvis nitrocellulosakrut, NC-krut, eller singelbaskrut som är ett fast ämne som framställs genom att nitrocellulosa gelatineras med etanol och eter. En annan mer historisk benämning på detta krut är bomullskrut. Singelbaskrutet är något fuktkänsligt vilket kan nedsätta krutets prestanda. Singelbaskrut används i ammunitionen för eldhandvapen och artilleripj äser. Nitroglycerinkrut, NCGL-krut, eller dubbelbaskrut är ett fast ämne som framställs genom att nitrocellulosa gelatineras med nitroglycerin. Dubbelbaskrutet är energirikare än Singelbaskrutet och mindre känsligt
Inkom tili Patent och registreringsverket
U 2023 -uz- i s
för fukt. En nackdel med denna typ av krut är att förbränningstemperaturen är hög vilket bidrar till eldrörsförslitningen. Dubbelbaskrut används i ammunitionen för bland annat
stridsvagnskanoner och lufivärnspjäser där höga utgångshastigheter är önskvärda.
Nitroguanidinkrut eller trippelbaskrut är ett fast ämne som framställs genom att dubbelbaskrut blandas med nitroguanidin. Trippelbaskrut är inte firktkänsligt och inte lika energirikt som dubbelbaskrut men har de fördelarna att eldrörsförslitningen och mynningsflamma blir mindre än vid bruk av dubbelbaskrut. Trippelbaskrutet kommer främst till användning i ammunition för större kanoner och pjäser. Alla ovan nämnda krut, som baseras på nitrocellulosa, benämns också röksvaga krut, huvudsakligen beroende på att jämförande krut var svartkrut vilket genererade omfattande rökutveckling. Dubbelbaskrut används både som kanonkrut och som raketkrut. Kompositkrut är ett fast ämne som framställs genom att blanda ett syrerikt salt med ett bindemedel och ev. också ett extra bränsle så som en metall. Det i dag vanligaste är att använda ammoniumperklorat, AP, som syreavgivare och en härdplast, polymer, som bindemedel och tillika bränsle samt ofta också, för att öka den specifika impulsen, aluminium. Kompositkrutet kan göras mycket energirikt och ges en hög speciflk impuls (över 2 600 Ns/kg). En nackdel med kompositkrutet av ovan nämnt slag är att det avger en röjande rökstrimma, speciellt i fuktig luft, och alltid då det innehåller aluminium.
Kompositkrut används i raketmotorer för exempelvis missiler eller startraketer.
UTFÖRINGSEXEMPEL
Exempel på kaliber för projektil anordnad med hybridmotor är 20 - 155 mm.
ALTERNATIVA UTFÖRINGSFORMER
Uppfinningen är inte begränsad till de speciellt visade utföringsforrnema utan kan
varieras på olika sätt inom patentkravens ram.
Det inses exempelvis att antalet, storleken, materialet och formen av de i projektilema ingående elementen och detaljerna anpassas efter det eller de eldrör, proj ektil och proj ektilsammansättningar och övri ga konstruktionsegenskaper som för tillfället föreligger.
inkom till Patent- och registreringsverket
12 2023 ~oz- is
Projektil kan exempelvis anordnas fór sprängverkan, splitterverkan, brandverkan, termobarisk verkan, brandbekämpning, träningsprojektiler, lyssatser, röksatser, elektromagnetisk verkan, elektromagnetisk störning eller andra laster och funktioner.
Claims (1)
- Inkom till Patent- och 13 registreringsverket 2023 -UZ- 1Hybridmotor (10) fór projektil k ä n n e t e c k n a d a v att en raketmotor med ringforrnad dysa (7) är anordnad tillsammans med ett basflödesaggregat med en cirkelforrnad dysa (8) där den cirkelforrnade dysan (8) på basflödesaggregatet är anordnad centrerad i den ringformade dysan (7) på raketmotom samt att hybridmotom (10) är anordnad med en drivladdning fór raketmotor (2) samt en drivladdning fór basflödesaggregat (5). Hybridmotor (10) fór projektil enligt något av ovanstående krav k ä n n e t e c k n a d a v att dysa fór raketmotor är av aerospike typ. Hybridmotor (10) fór proj ektil enligt något av ovanstående krav k ä n n e t e c k n a d a v att drivladdning fór raketmotor (2) samt en drivladdning fór basflödesaggregat (5) utgörs av ett fast drivämne samt där det fasta drivämnet är krut. Hybridmotor (10) fór projektil enligt krav 3 k ä n n e t e c k n a d a v att raketmotom med ringforrnad dysa (7) omsluter basflödesaggregatet med en cirkelforrnad dysa (8). Hybridmotor (10) fór projektil enligt något av ovanstående krav k ä n n e t e c k n a d a v att drivladdning fór raketmotor (2) är anordnad med ett krutstöd (4). Hybridmotor (10) fór projektil enligt något av ovanstående krav k ä n n e t e c k n a d a v att drivladdning fór raketmotor (2) antänds av en raketmotortändare (1). Hybridmotor (10) fór projektil enligt något av ovanstående krav k ä n n e t e c k n a d a v att drivladdning fór basflödesaggregat (5) antänds av en basflödeständare (3). Hybridmotor (10) fór projektil enligt något av ovanstående krav k ä n n e t e c k n a d a v att fórbränningstiden fór drivladdning Inkom till Patent- och 14 registreringsverket 2023 ~ÛZ- 1G fór raketrnotor (2) är mellan 5 sek - 20 sek beroende på projektilens kaliber. Hybridmotor (10) fór projektil enligt något av ovanstående krav k ä n n e t e c k n a d a v att fórbränningstiden fór drivladdning fór basflödesaggregatet (2) är större än 10 sek. Proj ektil (100) anordnad med hybridmotor (10) innefattande en raketrnotor samt ett basflödesaggregat enligt något av krav l - 9.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE2300013A SE546345C2 (sv) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | Hybridmotor för projektil |
PCT/SE2024/050078 WO2024172714A1 (en) | 2023-02-16 | 2024-01-30 | Hybrid engine for a projectile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE2300013A SE546345C2 (sv) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | Hybridmotor för projektil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE2300013A1 SE2300013A1 (sv) | 2024-08-17 |
SE546345C2 true SE546345C2 (sv) | 2024-10-08 |
Family
ID=92420499
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE2300013A SE546345C2 (sv) | 2023-02-16 | 2023-02-16 | Hybridmotor för projektil |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE546345C2 (sv) |
WO (1) | WO2024172714A1 (sv) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3885385A (en) * | 1972-12-22 | 1975-05-27 | Us Army | Base drag reduction |
EP0178959A1 (fr) * | 1984-09-19 | 1986-04-23 | ETAT-FRANCAIS représenté par le DELEGUE GENERAL POUR L'ARMEMENT (DPAG) | Projectile d'artillerie à portée accrue |
JPS61218756A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Nissan Motor Co Ltd | ロケツト弾 |
GB2324359A (en) * | 1995-04-24 | 1998-10-21 | Secr Defence | Long range artillery shell |
US5886289A (en) * | 1992-07-31 | 1999-03-23 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Long range artillery shell |
KR20110088652A (ko) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | 국방과학연구소 | 복합 추진탄용 점화/지연장치 조립체 |
US8256203B1 (en) * | 2007-01-26 | 2012-09-04 | The University Of Alabama In Huntsville | Rocket based combined cycle propulsion unit having external rocket thrusters |
KR101494393B1 (ko) * | 2014-05-23 | 2015-02-17 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 이중 추력 로켓 추진기관 |
-
2023
- 2023-02-16 SE SE2300013A patent/SE546345C2/sv unknown
-
2024
- 2024-01-30 WO PCT/SE2024/050078 patent/WO2024172714A1/en unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3885385A (en) * | 1972-12-22 | 1975-05-27 | Us Army | Base drag reduction |
EP0178959A1 (fr) * | 1984-09-19 | 1986-04-23 | ETAT-FRANCAIS représenté par le DELEGUE GENERAL POUR L'ARMEMENT (DPAG) | Projectile d'artillerie à portée accrue |
JPS61218756A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-09-29 | Nissan Motor Co Ltd | ロケツト弾 |
US5886289A (en) * | 1992-07-31 | 1999-03-23 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Long range artillery shell |
GB2324359A (en) * | 1995-04-24 | 1998-10-21 | Secr Defence | Long range artillery shell |
US8256203B1 (en) * | 2007-01-26 | 2012-09-04 | The University Of Alabama In Huntsville | Rocket based combined cycle propulsion unit having external rocket thrusters |
KR20110088652A (ko) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | 국방과학연구소 | 복합 추진탄용 점화/지연장치 조립체 |
KR101494393B1 (ko) * | 2014-05-23 | 2015-02-17 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 이중 추력 로켓 추진기관 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2024172714A1 (en) | 2024-08-22 |
SE2300013A1 (sv) | 2024-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4015527A (en) | Caseless ammunition round with spin stabilized metal flechette and disintegrating sabot | |
US11898827B2 (en) | Spinning projectile | |
US4712465A (en) | Dual purpose gun barrel for spin stabilized or fin stabilized projectiles and gun launched rockets | |
US4539911A (en) | Projectile | |
US3620162A (en) | Rifle launched rocket | |
US2681619A (en) | Rocket projectile | |
US3750979A (en) | Rocket assisted projectile | |
RU2525352C1 (ru) | Выстрел к гранатомету | |
US20240183642A1 (en) | Spinning projectile | |
KR101609507B1 (ko) | 사거리 연장형 램제트 추진탄 | |
CN101113882A (zh) | 一种降低弹体激波阻力的弹体结构及方法 | |
US4485742A (en) | Firearm bullet | |
US20240344814A1 (en) | Bullet System with Multiple Drag-Reducing Capabilities | |
SE546345C2 (sv) | Hybridmotor för projektil | |
RU138948U1 (ru) | Боеприпас "смерч" для огнестрельного оружия | |
RU2777720C2 (ru) | Пуля с реактивной отстреливаемой гильзой | |
US3067685A (en) | Supersonic barrel-fired projectiles carrying propulsion units | |
RU2823083C1 (ru) | Артиллерийско-стрелковый комплекс повышения эффективности метания, способы метания и закручивания метаемого объекта | |
FI131255B1 (sv) | Trycksatt projektil | |
EP4481318A1 (en) | Projectile | |
RU2108537C1 (ru) | Противотанковая ракета кинетического действия | |
RU2150080C1 (ru) | Ракета | |
RU2534143C1 (ru) | Патрон для гладкоствольных систем | |
RU199081U1 (ru) | Пуля патрона для снайперской стрельбы | |
US2926608A (en) | Rocket projectile construction |