DK3080543T3 - Fiberviklingssystem til komposit projektionsløbsstruktur - Google Patents

Fiberviklingssystem til komposit projektionsløbsstruktur Download PDF

Info

Publication number
DK3080543T3
DK3080543T3 DK14883548.1T DK14883548T DK3080543T3 DK 3080543 T3 DK3080543 T3 DK 3080543T3 DK 14883548 T DK14883548 T DK 14883548T DK 3080543 T3 DK3080543 T3 DK 3080543T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
region
barrel
winding angle
cfc
inner liner
Prior art date
Application number
DK14883548.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Jason E Lincoln
David B Curliss
Original Assignee
Proof Res Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Proof Res Inc filed Critical Proof Res Inc
Application granted granted Critical
Publication of DK3080543T3 publication Critical patent/DK3080543T3/da

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A21/00Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
    • F41A21/02Composite barrels, i.e. barrels having multiple layers, e.g. of different materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/14Layered products comprising a layer of metal next to a fibrous or filamentary layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A21/00Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
    • F41A21/02Composite barrels, i.e. barrels having multiple layers, e.g. of different materials
    • F41A21/04Barrel liners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41AFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A21/00Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
    • F41A21/20Barrels or gun tubes characterised by the material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Claims (15)

1. Løb til beskyttelse af banen for et udløseligt projektil, hvilket løb omfatter: en indre foring (22), der definerer en aksial boring (24), hvor den indvendige foring (22) har en termisk ekspansionskoefficient (CTE) langs den aksiale boring (24); og en ydre skal (20), der omgiver og er i direkte kontakt med den indvendige foring (22), hvor den ydre skal (20) fremstillet af kontinuerlig fiber (34) i en matrix frembringer en kontinuerlig fiberkomposit (CFC) og har en gennemsnitlig effektiv CTE i den aksiale retning, hvor den ydre skal omfatter: a. fibertov (34) spiralviklet omkring den indvendige foring (22) i en i alt væsentligt konstant første vikling svinkel (Θ) for at danne et indre område (50); b. fibertov (34) spiral viklet omkring det indre område (50) i en i alt væsentligt konstant anden viklingsvinkel (Θ), der i alt væsentligt adskiller sig fra den første viklingsvinkel (0) for at danne et første mellemliggende område (52); c. fibertov (34) spiralviklet omkring det foregående mellemliggende område (52) i en i alt væsentligt konstant vikling svinkel (Θ), der i alt væsentligt adskiller sig fra vikling s vinklen (Θ), der kendetegner det foregående mellemliggende område (52); d. fibertov (34) spiralviklet omkring de foregående mellemliggende områder (52) så mange gange, det måtte være ønsket for at tilvejebringe yderligere mellemliggende områder (52), indtil et endeligt mellemliggende område er dannet; og e. et ydre område (56), der omfatter fibertov (36) spiralviklet omkring det endelige mellemliggende område i en i alt væsentligt konstant vikling svinkel (Θ), der i alt væsentligt adskiller sig fra viklingsvinklen, der kendetegner det endelige mellemliggende område; kendetegnet ved, at den ydre skals (20) gennemsnitlige effektive aksiale CTE omtrent matcher den indvendige forings (22) aksiale CTE, således at den indvendige forings (22) aksiale CTE er inden for 1,8 ppm/°C (1 ppm/°F) af den ydre skals (20) gennemsnitlige effektive aksiale CTE, og hvor vikling s vinklerne (Θ) i tilstødende område adskiller sig med mindre end 25°.
2. Løb ifølge krav 1, hvor matrixen består af et materiale valgt fra en polymer, et metal, keramik, et mineral eller en carbonallotrop.
3. Løb ifølge krav 2, hvor CFC’en omfatter en harpiksblanding (36) med et termisk ledende additiv.
4. Løb ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, hvor den indvendige foring (22) består af et materiale valgt fra keramik eller et metal.
5. Løb ifølge krav 4, hvor den indvendige foring (22) er rustfrit stål fra AlSI-gruppen 400 og den ydre skals (20) gennemsnitlige effektive aksiale CTE er mellem 8,1 og 11,7 ppm/ °C (4,5 og 6,5 ppm/°F).
6. Løb ifølge krav 4, hvor den indvendige foring (22) er en stållegering fra AlSI-gruppen 4000 og den ydre skals (20) gennemsnitlige effektive aksiale CTE er mellem 10,4 og 14 ppm/°C (5,8 og 7,8 ppm/°F).
7. Løb ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 7, hvor fibrene er carbon, keramik, glas, metal, mineral eller polymer.
8. Løb ifølge krav 7, hvor fibertovet omfatter carbonfibre, og hvor hvert lagdelt område (50, 52, 54, 56) har en radial tykkelse fø).
9. Løb ifølge krav 8, hvor mindst ét af de lagdelte områder (50, 52, 54, 56) omfatter PAN-forløbercarbonfibre.
10. Løb ifølge krav 9, hvor fibrene har et elasticitetsmodul i intervallet 265- 320 GPa.
11. Løb ifølge et hvilket som helst af kravene 8 til 10, hvor mindst ét af de lagdelte områder (50, 52, 54, 56) omfatter pitch-forløbercarbonfibre.
12. Løb ifølge et hvilket som helst af kravene 8 til 11, der omfatter områder, der er ordnet på følgende måde: et indre område region (50) med en viklingsvinkel (Θ) mellem ±80° og 90° og en radial tykkelse (β) mellem 35 % og 45 % af den radiale tykkelse af CFC; et første mellemliggende område (52) med en viklingsvinkel (Θ) mellem ±70° og 80° og en radial tykkelse (β) mellem 2 % og 12 % af den radiale tykkelse af CFC; et andet mellemliggende område (54) med en viklingsvinkel (0) mellem ±60° og 70° og en radial tykkelse (β) mellem 1 % og 11 % af den radiale tykkelse af CFC; et tredje mellemliggende område med en vikling svinkel (0) mellem ±40° og 50° og en radial tykkelse mellem 2 % og 12 % af den radiale tykkelse af CFC; et fjerde mellemliggende område med en viklingsvinkel (0) mellem ±20° og 30° og en radial tykkelse mellem 16 % og 26 % af den radiale tykkelse af CFC; et femte mellemliggende område med en viklingsvinkel (Θ) mellem ±30° og 40° og en radial tykkelse mellem 1 % og 11 % af den radiale tykkelse af CFC og et ydre område (56) med en viklingsvinkel (Θ) mellem ±40° og 50° og en radial tykkelse mellem 8 % og 18 % af den radiale tykkelse af CFC.
13. Skydevåben (11), der omfatter en ramme (12), et skæfte forbundet med rammen (12) og et løb (14) ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 12 forbundet med rammen (12), hvor den indre foring (22) omfatter en indre metalforing (22).
14. Fremgangsmåde til fremstilling af et løb (14) til dirigering af banen for et udløseligt projektil, hvilken fremgangsmåde omfatter følgende trin: tilvejebringelse af en indre foring (22), der definerer en aksial boring (24) og har en aksial termisk ekspansionskoefficient (CTE); fremstilling af en radialt regional kontinuerlig ydre fiberkomposit- (CFC) skal (20) omkring den indvendige foring (22), hvor den ydre skal (20) har en gennemsnitlig effektiv aksial CTE, hvilken fremstilling omfatter følgende trin: a. spiralvikling af et fibertov (34) omkring den indvendige foring (22) i en i alt væsentligt konstant første viklingsvinkel (Θ) for at danne et indre område (50); b. spiralvikling af fibertovet (34) omkring det indre område (50) i en i alt væsentligt konstant anden viklingsvinkel (Θ), der i alt væsentligt adskiller sig fra den første viklingsvinkel (Θ) for at dannet et første mellemliggende område (52); c. spiralvikling af fibertovet (34) omkring det foregående mellemliggende område (52) i en i alt væsentligt konstant viklingsvinkel (Θ), der i alt væsentligt adskiller sig fra viklingsvinklen (Θ), der kendetegner det foregående område mellemliggende område (52); d. gentagelse af trin c så mange gange, som det matte være ønsket, indtil et endeligt mellemliggende område er dannet; e. dannelse af et ydre område (56) ved spiralvikling af fibertovet (36) omkring det endelige mellemliggende område i en i alt væsentligt konstant viklingsvinkel (Θ), der i alt væsentligt adskiller sig fra viklingsvinklen, der kendetegner det endelige mellemliggende område; hvor vikling s vinklerne (Θ) i tilstødende område adskiller sig med mindre end 25°, og hvor den indvendige forings (22) aksiale CTE er inden for 1,8 ppm/°C (1 ppm/°F) af den ydre skals (20) gennemsnitlige effektive aksiale CTE.
15. Fremgangsmåde ifølge krav 14, hvor fibertovet (34) omfatter en PAN-forløbercarbonfiber, og/eller hvor den indvendige foring (22) består af en rustfri stållegering.
DK14883548.1T 2013-12-09 2014-12-09 Fiberviklingssystem til komposit projektionsløbsstruktur DK3080543T3 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361913825P 2013-12-09 2013-12-09
PCT/US2014/069403 WO2015130379A2 (en) 2013-12-09 2014-12-09 Fiber winding system for composite projectile barrel structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK3080543T3 true DK3080543T3 (da) 2019-01-07

Family

ID=54009751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK14883548.1T DK3080543T3 (da) 2013-12-09 2014-12-09 Fiberviklingssystem til komposit projektionsløbsstruktur

Country Status (11)

Country Link
US (2) US20160334180A1 (da)
EP (1) EP3080543B1 (da)
KR (1) KR102313776B1 (da)
CN (1) CN105814396B (da)
AU (1) AU2014384616B2 (da)
CA (1) CA2933035C (da)
DK (1) DK3080543T3 (da)
ES (1) ES2700832T3 (da)
IL (1) IL246164B (da)
WO (1) WO2015130379A2 (da)
ZA (1) ZA201604583B (da)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9863732B2 (en) 2013-08-28 2018-01-09 Proof Research, Inc. Lightweight composite mortar tube
EP3097142B1 (en) * 2014-01-23 2025-09-17 Henkel AG & Co. KGaA Unidirectional fiber composite system for structural repairs and reinforcement
EP3247933A4 (en) 2015-01-22 2018-10-24 Neptune Research, Llc Composite reinforcement systems and methods of manufacturing the same
WO2016160308A1 (en) * 2015-03-11 2016-10-06 Proof Research, Inc. Lightweight composite mortar tube
US9823034B2 (en) * 2015-08-24 2017-11-21 Dreadnought Technologies, Llc System and method for improving performance of a weapon barrel
CN105442154B (zh) * 2015-12-15 2017-05-10 机械科学研究总院先进制造技术研究中心 一种具有梯度结构的三维预制体织造方法
US20170261280A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 Sapphire Defense Group LLC Enhanced metal-metal-matrix composite weapon barrels and ways of making the same
US12061059B2 (en) 2016-03-10 2024-08-13 Consulting Group Of Jocassee, Inc. Enhanced metal-metal-matrix composite weapon barrels
KR101818845B1 (ko) * 2016-03-24 2018-01-16 (주)화이트스톤 발사체 유도관
US11385013B2 (en) 2016-07-01 2022-07-12 Blackpowder Products, Inc. Hybrid carbon—steel firearm barrel
US10228209B2 (en) * 2016-07-19 2019-03-12 Cory J. Newman Non-segmented composite barrel for gas operated firearms
US20180229092A1 (en) * 2017-02-13 2018-08-16 Cc3D Llc Composite sporting equipment
RU2666505C1 (ru) * 2017-07-04 2018-09-07 Акционерное общество "Завод N 9" (АО "Завод N 9") Танковая пушка
CN107702589A (zh) * 2017-10-18 2018-02-16 中国人民解放军装甲兵工程学院 一种基于复合材料的轻量化火炮身管
US11440287B2 (en) 2018-06-07 2022-09-13 Honeywell International Inc. Hybrid fiber multi-axial prepreg
CN111070802A (zh) * 2018-10-22 2020-04-28 有研工程技术研究院有限公司 一种复合结构身管及其成形方法
CN111442693B (zh) * 2020-04-22 2024-12-20 江苏恒神股份有限公司 基于碳纤维复合基材料的发射筒、制作方法
USD1018757S1 (en) 2020-09-17 2024-03-19 Blackpowder Products, Inc. Firearm barrel
AU2022200834B2 (en) * 2021-02-17 2024-02-08 Blackpowder Products, Inc. Hybrid carbon - steel firearm barrel
CN113239549B (zh) * 2021-05-18 2022-06-10 长沙理工大学 一种复合材料丝束缠绕工艺中非测地线缠绕路径设计方法
US12618628B2 (en) * 2024-03-14 2026-05-05 Grey Birch MFG Forged carbon fiber rifle barrel
CN118255204B (zh) * 2024-05-30 2024-07-19 常州虹纬纺织有限公司 一种细旦化学纤维缝纫线的加工设备

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2847786A (en) * 1955-02-07 1958-08-19 Olin Mathieson Composite firearm barrel comprising glass fibers
US2845741A (en) 1955-04-27 1958-08-05 Olin Mathieson Composite firearm barrel
US3517585A (en) 1966-03-10 1970-06-30 Edwin Slade Reinforced plastic tube and gun barrel construction incorporating an imbedded expandable woven screen lining
US3879244A (en) 1973-04-18 1975-04-22 Us Air Force Method of making high modulus graphite fiber reinforced tubes
US4435455A (en) * 1983-01-10 1984-03-06 United Technologies Corporation Compliant composite tubular liners of fiber reinforced glass/glass-ceramic having utility as gun barrel liners
US4685236A (en) 1984-05-30 1987-08-11 Sam May Graphite/metal matrix gun barrel
US4669212A (en) * 1984-10-29 1987-06-02 General Electric Company Gun barrel for use at high temperature
US5125179A (en) 1991-04-08 1992-06-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Nonmetallic tubular structure
FR2677442B1 (fr) 1991-06-06 1993-10-15 Propulsion Ste Europeenne Chemise de tube de canon en materiau composite, son procede de fabrication, et tube de canon muni d'une telle chemise.
US5341719A (en) 1992-12-14 1994-08-30 General Electric Company Multi-layer composite gun barrel
US5600912A (en) 1995-11-29 1997-02-11 Smith; David B. Composite tube for a gun barrel
US5657568A (en) 1995-12-18 1997-08-19 Roland J. Christensen Composite/metallic gun barrel having a differing, restrictive coefficient of thermal expansion
US5692334A (en) 1995-12-18 1997-12-02 Roland J. Christensen Family Limited Partnership Primarily independent composite/metallic gun barrel
US5804756A (en) * 1995-12-18 1998-09-08 Rjc Development, L.C. Composite/metallic gun barrel having matched coefficients of thermal expansion
EP0862721B1 (en) * 1995-12-18 2004-08-18 Roland Christensen Composite/metallic gun barrel
US6189431B1 (en) 1998-01-26 2001-02-20 Remington Arms Company, Inc. Small caliber gun barrel
US7153465B1 (en) 2001-08-14 2006-12-26 Thor Technologies, Inc. Method of producing hybrid tubular metal/ceramic composites
US6889464B2 (en) * 2003-06-04 2005-05-10 Michael K. Degerness Composite structural member
JP2005155935A (ja) 2003-11-20 2005-06-16 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency 円管構造体
US8079945B2 (en) 2004-02-10 2011-12-20 Pactiv Corporation Fiber-reinforced film processes and films
US7721478B2 (en) * 2004-04-27 2010-05-25 Materials & Electrochemical Research Corp. Gun barrel and method of forming
US7775200B2 (en) * 2005-05-23 2010-08-17 Anderson Kenneth K Barrel system for a paintball marker
US7934332B2 (en) * 2006-02-23 2011-05-03 Sturm, Ruger & Company, Inc. Composite firearm barrel
WO2009032212A1 (en) 2007-08-31 2009-03-12 Cabot Corporation Thermal interface materials
GB2453308B (en) * 2007-10-03 2012-07-25 Acell Group Ltd Composite products
WO2015031635A1 (en) 2013-08-28 2015-03-05 Proof Research, Inc. High temperature composite projectile barrel
US9863732B2 (en) * 2013-08-28 2018-01-09 Proof Research, Inc. Lightweight composite mortar tube
JP6889464B2 (ja) 2016-12-07 2021-06-18 国立大学法人電気通信大学 チャットシステム、管理装置、端末装置、宛先選択支援方法および宛先選択支援プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
KR102313776B1 (ko) 2021-10-15
EP3080543B1 (en) 2018-09-05
EP3080543A2 (en) 2016-10-19
ZA201604583B (en) 2018-11-28
CA2933035C (en) 2018-03-13
WO2015130379A3 (en) 2015-10-22
AU2014384616B2 (en) 2019-11-14
US10168117B2 (en) 2019-01-01
US20160320156A1 (en) 2016-11-03
CN105814396A (zh) 2016-07-27
NZ720293A (en) 2020-09-25
CN105814396B (zh) 2018-04-24
CA2933035A1 (en) 2015-09-03
IL246164A0 (en) 2016-07-31
KR20160104626A (ko) 2016-09-05
AU2014384616A1 (en) 2016-06-09
ES2700832T3 (es) 2019-02-19
IL246164B (en) 2021-02-28
US20160334180A1 (en) 2016-11-17
WO2015130379A2 (en) 2015-09-03
EP3080543A4 (en) 2016-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3080543B1 (en) Fiber winding system for composite projectile barrel structure
US9863732B2 (en) Lightweight composite mortar tube
US10001337B2 (en) Composite multi-lobe projectile barrel
US6889464B2 (en) Composite structural member
US10161700B2 (en) Cooling of weapons with graphite foam
US11385013B2 (en) Hybrid carbon—steel firearm barrel
US20160363402A1 (en) Systems and methods for composite gun barrel
EP3039374B1 (en) High temperature composite projectile barrel
US5657568A (en) Composite/metallic gun barrel having a differing, restrictive coefficient of thermal expansion
US5804756A (en) Composite/metallic gun barrel having matched coefficients of thermal expansion
EP4047300A1 (en) Hybrid carbon-steel firearm barrel
WO2016160308A1 (en) Lightweight composite mortar tube
NZ720293B2 (en) Fiber winding system for composite projectile barrel structure