IT8149574A1 - Metodo e dispositivo per ridurre la resistenza di base dell'aria su proiettili e simili - Google Patents

Description

Nel campo della tecnica di artiglieria vi

? stata \uia continua ricerca tendente ad aumentare

la gittata e la precisione dei cannoni di campo Una maggiore git t at a viene realizzai a con il perfeziona?? _ mento dei cannoni che comprendono anche modif icazio- _ _ ni delle cariche di propellente tali che una riproa. t/i ! gestazione di alcune part i dei cannone divent a ne-1 ce asiario per esempio per effetto della maggiore prea-^ ! ? O y =e ; sione dei nella canna oppure per mezzo di perfe-^js o zionamenti nelle prestazioni stesse del proiettile. < * ^ Il tempo di durata delle parti del cannone prima del c ?7 c c* loro cambiamento nel frattempo ? lungo e pertanto ? ^

< ?Q pi? conveniente tentare di. perf azionare le prestale t zio ni dello, stesso,. proiettile senza alterare il can-, none, dato che il munizionamento presenta un tempo

. di ricambio continuo di carattere totalmente diverso i

; da quello. del, cannone.,,, _ _ _ _ . _

_ Perfezionate prestazioni del proiettile. possono, essere, ottenute in diverse maniere che, in

una certa, misura .possono, essere, combinate, in. un .singolo e .unico proiettile.?- Attualmente 3? sta. lavorarti _ do, lungo .tre .diverse-linee, la, prima delle quali, im?__ _ plica, il tentativo di produrre un proiettile, di. bas?, _ ? sa resistenza nel quale la resistenza dell*arieL.vie4. _ ne ridotta al minimo. Questo lavoro ha comportato

p r o i et t ili pi? lunghi e pi? affusolat i. La sec onda li-

-t*- nea iraplica l' equip aggiament o di proiettili speciali

\ con la loro propria sorgente di fona motrice sotto

jforma di un moto re a razzo incorporato, i cosiddetti

I ; 11 re attili 11 (proiettili a33iatiti da razzi, noti con ?

? I

la_aigL a RAP) , e, per quanto riguarda la terza linea.?

jil lavoro ? stato concentrato sulla riduzione della _

resist enza .di. base. del proiettile, provocata dalla _ L_

_c_qrrent e di aria intorno al proiettile che genera. una

.pressione inferiore immediat ament e aL-didiet ro della. .

.base . del ? proiettile, che. non nell* ari a_c ire ostante. _

_ _ _ _ _ E'_noto. che t e or ic ama nt_e_qu e st a resistenza_.

di base pu? essere.. r i do 11 a oppure, anche eliminata fa-?u cendo in modo che la corrente di gas effluisca dalla O 1

- ?-^superficie. di. base del proiettile in maniera conveniente, alimentando _co3?_la_pressip_ne_di base. Questa.

T !

.'pressione pu? essere. .ulteriormente, aumentata se .la

I . !

_cor r.ente d e 1- gas_vi ene_c.omb i nata.con_lo._sv iluppo _d:a_

\ . . .

..calore.? L ' effetto, prodot t o. da ci?, __ il__co siddet t o .ef-?

?? -* ?? ~ ~ ?

_tetto.. di. ap.illam.ent o.. di_-ba3_e_(_has e-bla e d) , dif ferisca

dallafo rza _ mot rie a generata soltanto da un razzo par

il fatto, che il flusso generato ?_cas ?_l ent o c he 1? L

forzali .reazione.

trascurabile quando. . confrontata con, la. vari azione .di

pressione che. influenza la base. del. proiettile. Il

problema che si incontra nella produzione di un sodi ^disfacente proiettile con spillamento di base h stato _ 1 T pare dominantemente di natura pratica. La necessit? di _ un lungo tempo di combustione e di un ridotto efflus- _ so di gas ha provocato la esecuzione di tentativi p? r ? ?? pr? durr e__c ariche di polveri a. _ l.ent a combustione che < ^ ? O ? scorrono verso la superficie diabase del proiettile OS (-Y

.attraverso una_ apertura dl-u se ita. di gas relativamen- ?; Sot e grande . ._Di_ conseguenz.a, . vi_ ?_ st at o__ il_ problema d?_

^ i 1 ,r\ .produrre, cariche di .polve re a combust ione_suff icien- ?o r-j .temente lenta, che in aggiunta non si. disintegrassero,

03 l_sotto. l'influenza complessiva, di tutte le forze, che

agiecono sul proiettile. Le cariche di polvere a lei*- . . .

i _.^ta combustione per i_ proiettili del tipo, a spillamenr i :

^to di. base effettivi. precedenti inoltre soffrono del ... j ifatto che le cariche, di polvere, che sono aperte al-_ | |_ .. atmo sfer ^.circostante attraverso una.apertura. di

use ita-, relativamente grande brucer anno con velocit? variabili sulla base^ delle diversa pressioni est emo I.,

In- altre parole la velocit? .dl_combustione_variet?. in confo rmit?^con 1 Valtezza dell a_t r alettoni a-Con-, la presente invenzione si. ?. ora,pro-_ dot.t o un di spo sit ivo_dl_ el iminaz ione della., resist enza.di base che ? .indipendente dall'altezza diavolo

del proiettile e, per effetto di un perfezionato mi-; scelamento dell* aria, fornisce una migliore utilizz ar

!zione di quella carica di polvere che pu? essere portata nel proiettile. Un ulteriore vantaggio del dispositivo di eliminazione della resistenza di base, codescritto nella presente invenzione, consiste nel

a. fatto che di regola esso non richieda uno speciale si l/i stema di accensione come ? stato necessario con le f -J pre cedenti cariche di polvere di spili amento di base r a lenta combustione; Queste precedenti strutture in

r . ef fetti sono st at e accese dai gas prodotti dalla pol-T~ *-J- cr vere quando il proiettile veniva sparato , ma qu indi ?? ti.

< venivano est int e. dalla rapida caduta di pressione .quan cd ?? e do il _pro iettile lasciava, la_ canna d_el_ cannone. L*in-_ _

venzione comprende soluzioni che possono essere ut ilizzate per proiettili avent i la loro propria sorgente di f o r z a motrice, per esempio mo sai li,_ciie.,_per jquanto_.riguarda._ il sistema di guida usato oppure

altre ragioni, sono costruiti con una base pi?L o_menp_ l?3_Q_ia__&?fii__produce__Uena_indesiderat_a__resl3t enza di bas Ie.

_ _ In_c_o_nf o rmit?__ai la_pr_aa_ent e invenz ione r_L.

di combustione in cui una polvere propellente oppure j

altri combuatibila propali anta viene baciato in cond?z.ioni_.tali cha JL_ gas della^combuatione lascino, la ca-?

j

mera di combustione-.con. una velo cit?- critica? vale- a ?_

dire pi? rapidamente della velocit? del_ suono . dopo L ! di che i gas_p_erdono_. la maggior parte della loro energia jnotr ice, vale . a_ dire_.che la 1 o ro_ji ei o.cit ?_ di flusso viene ridotta itL-misura t ale c he. i _ . gas e ff lu e nt i non impartiscono in linea di. pri nc ipio_ al cuna reale f prza motrice quando easi^vengono^rilaaciat? _ dal

pr? isti .e oppure dal raz zo al livello_della loro .

p erfic i e d i_bas e, __ El- pose ib il e . modif ic ar a llenergi?. motrice dei gas?di^comhustione. in. diverse- maniere . [Un modo _che_ha dimostrato- di avere successo ? .quello I ! !di costringere i gas a cambiare direzione in condi-

! ? i .zioni tali- che. e ssi_ vengono efficacemente miscelati ^con f atmosf era. circostante. Un altro modo- ? quello ? ? e 'di permettere-. ai gas di. scarico che fluiscono- in conr-_ .dizioni critiche di effluire in. una camera di gran- [ I

_ jde volume in relazione, alla quantit? di gas effluente.. La camera-a^sueu volt a-dovr? avere un intimo- co ntatto con.l*atmosf era- circostante attraversa una o pi? ap ert ure di uscit a. - , ? , - ? . -ai riferisce ai gas di combust ione caldi che vigono? frenai i pref eribilmente con- -tro_un diaframma incorporato nell'oggetto in quest io? questo- diaframma- pu? essere definito -come-un pattare di fiamma. Se questo partitore- di 4, fiamma ? formato in maniera tale da realizzare un buon miscela-* _ _ment o dei gas di combust i o_ne _c on_l*.aria_ circo si ante*.

, si pu? trarre vantaggio dal summenzionato noto aumen-; to della resistenza di base che viene realizzato quarta

do viene liberato calore

In generale, l'invenzione PU? essere o origide rat a come avente il si unificato che . in condi zioni di -pressione relativamente elevata, vengono gene- c/>

_ ^rati gas di combustione cheF durante il loro flusso O Ud * r\ ? critico. . vengo no_ scari cati dalla camera__di combust io ? V- O _ne dopo di che JLa__maggipr parfc e_ dell ' energi a mot.ri- t-TStrc5 ce viene estratta dai gas di combustione . ef f luent i _ CS ?

Z- O* e<L_essi_jvengpno. quindi allontanati dalla superficie a di base del proiett il e_ loggettol c_qn_ velocit?, molto co O? : bassa in modo completo in conformit? con le tecniche

\ precedentemente note. Ci? significa che il .descritto..

'procedimento secondo l'invenzione non ? limitato all_,usQ_ di_ una polvere _ a_c.ombust tone?a_ pre ssione. sp epi alm e.nte_baasa,_raa^pu? im ? linaa_dL_p.rincipio jittlxfc

zare_un_mot ore_a_. razzo, .moli. appiccalo. _di _t ipo.. comple-Lamente. convenzionala. in.culJL'energia motricQ affluente__dei gas, della combustione, viene annullata.

L 'invenzio ne_ ? def inita^nolla rivendicazio

ni allegate e .verr?. ora alquanto ulteriormente.. de-;sc.ritta_con .11 ausilio, di alcuni, esempi.

Le figure 1-8_rappresentano una- sezione ret-.

ta attraverso la parte posteriore di un proiettila

zione della resistenza di base in conformit? con la presente invenzione* mentre la figura 9 rappresenta una sezione retta che mostra un razzo munito di un equivalente dispositivo di eliminazione della resi- < i t/i stanza di base. <

/ ( Nelle figure 1-8, con 1 viene indicata la parte posteriore di un corpo di proiettile che com- ! i t c ~ :

.propellente J_ per il dispositivo di eliminazione del^>? - c i - , CN ' | ? J-a re a latenza di base, un ugello 4 attraverso il qua- e, T'S ile. i gas della combustione generati dalla carica pr?- di _ p aliente 1 lasciano la camera di combustione 2. Fra la parte posteriore 3' della carica prop sileni e e l'ugallo ( gli ugelli) 4 vi ? uno ap azio di aria 2.

Nelle_.fi gure 1-7 si pu? vedere il corpo del proiettile anteriore 5 con la sua carica esplosiva

^& davanti al corpo_ posteriore deLpro iettile 1. La cintura? del proiettila ? indicata con 7. L?ugello 4

? collocato nella parata divisoria 8 che racchiude 3ja camera-di^ combustione^,^.

nelle fi gora l -8 aono utilizzati diversi matacUL ts=. tare-JJ.energia- motrice.jiei_.gaa- della combustione

Nell a vari ant e r app rea ent at a nella fi gara

? 1 , ci? ha luogo per mezzo del fatto che i gas della

combustione vengono fatti ef fluire in una camera re?

lati vanente capace 9, In relazione alla quantit? di

gas, format a dalle pareti laterali estese del proiettile . Nella vari ant e rappresentata nella figura _2U

la velocit? del gas viene ulteriormente rallentata

per mezzo del fatto che, la camera 9 ? munita di una

i r

parete posteriore 10 la quale a_sua_jVQlt_a presenta, .

mi certo numero di ap_erture_ assiali di uscita. 11 di-_.

sposte radialmente all ' esterno dellj ugello 4, _ , _

_ La figura 3 rappresenta un _altro_ metodo, per

.disporre, queste aperture di_.uscita_che in. questo ca-r ?r- r ? cci. ? r so__sono_indicate_con aperture_1_2 spingono i ^

_] gas della_combust?Qne . verso una ulteriore variazione _

j j

_ j_ d;L_dire z ione allo_scopo dibasso rb.ire_da_ essi la loro _

| >

energia motrice.. d ini.

La. figura, 4 rappresenta -una.yariant e con

aperture di us cita . in adiacen-r

z a alla^aup erf i ci_e_di_base_.de l .pro i et t il e^

f igur a _5__dQ_vrebbja_

primo luogo come un sug _ger imeni o _ par quella variant te

in cui 1 gas della, co mbust ione .subisc o no una e strazio ne della, loro .energia motrice- per_mezzo di un _

diaframma o partitore di fiamma 1.4^ collocato, imme

diat amente al didietro della superficie di base del' proiettile. Questa costruzione teorica fornisce un

con 1' aria molto buono e o, come

mente molto efficace. H diaframma 14 viene tenuto * i li in posto per mezzo di bulloni 15. o ?L * i-*? <

O " * La figura 6 dimostra quella che in pratica o %. Q ? ?] OS ? una_p rogati azione pi? conveni ent e. . co st rui i a_ in__co.n-Vt CO co f o rmlt? con i pr incip i per il partitore di fiamma o. > Z.

O CN

_spart if iamma ? come ragres ent aio nella figura. 5..?.In. - <

CU

< que s t o_ c a.so *_ il_ diaf ramma_ conci si e ..dii. una _ c av?t ? 1_6 co w c f j ornit a di una p i a atra . di. b as e 17L_ed avvitata- in

_un_ f oro_ 1_0__nella_ base _del proiett il_e_._ La. piastra di_

base a cavit? 17 funziona come un diaframma per lo

scopo di rallentare la velocit? dei gas, mentre le

.pareti laterali 18 della cavit ? presentano numerose; aperture__di_us.cita__19-.--La^.c.avit?_1.6_.con_la- sua_ piaatra di basa 17 e con la apertura di uscita radi:

19 effettivamente frena la velocit? del gaa a f n

-300 -circostante coli

s ione? di_ fiamma molto effic ace.

_Ita_ figura 8 rappresenta ?^?? ant della, .alt. eraai.iva. rap.pr e s ent at a^-nella. figura^ 6.

In-.queatQ__caao*? i gas. della. combuatione vengono fat?

ti fluire^ di rettamente fuori?delVugello 4_in una

t

cavit? 20 di spari ifiamma rinforzato che in linea _ [

di principio ? formata nella stessa maniera della

cavit? spartif iamma 16. In questo caso, le aperture

di efflusso sono indicate con 21. Il vantaggio di

questo, tipo di progettazione in confronto con quello rappresent ato nella figura 6 consiste nel fatto

che la camera_9 b eliminatar ci? che permette di im4 _ > . ^ ?" ! . '* o ?j)iegare una minore lunghe zza. del proi. et t il e_ p er il ;_ __ __ ;_ ^ _ i 1 ? hn ! -?. co dispositivo di eliminazione della resistenza. di base. _ .^.? r-. ^ o 1 ? ^ ? o _ La figura 7? rappresenta, un '.altra, variante . . _ ? i P?* Ci ; dello stesso principio in cui . i ..gas della combustio-, _ _ -??r i

jne vengo no. spinti a^ cambiare, direzione per due. volte, _

in. primo IUQ go _at t ravers.o 1 e ap erture... radiali_22- al- _

llinterno di una camera intermedia.. 23 e in secondo _ _

luogo da questa. camera-fino_-dentrn una .cavit? 24- dola-\\

la. stessa progettazione cUL quella.d.ella-figura -6 e^ !

quindi .ili. us e ita?attraverso_ aperture jradiali . 25 . _

- La figura d . illustra il modo in. cui- il - principio. de 11 1 invenzlone^ vjaiB-Utilizzato per oggettl- vo

lenti _(mis3ili) .avent i_ Uloro proprio motore- a^razzjo

In un missile 26 fornitoc eli un motore a razzo 27 ajlimentato_ con polvere.. propellente,? avente due- o-pi?

ugelli di azionamento. 28, un&.piccolsu quantit? di gas -di combustione in flusso critico vengono scaricati [

, dalla camera di .combustione del motore a. razzo.. 26 a=_ .lim.entatQ con. polvere propellente attraverso un canalle _ 29. -Questi gas di... combustione vengono. _p_o.rtat i al- _ ia_has_e_.del_ missile _dove_essi, nella maniera...descritt?L_aon. rif eriment o ? alle_figure_t^.,. ._suMs.co.no .. la <

..della- maggior.. parte dalia-loro energia mo-__t.rlc.e- dapo dl che i gas . in.

. era .gi? not a- vengono? utilizzati per eliminare la resistenza diabase. .Questa, variante pu?- essere. -convegni ent ement e _ut ilizzat a. in tali missili- in. oui-11-..si-^

_< sterna di guida oppure altri sistemi di-contatto-I ! t il terreno non permettono di collocare, gll-ugelli ? ? - y di ? uscita del motore- a razzo sulla- basa del mi .assile.?. 5 i1 - ' \

HIVENTICAZIONX ? r - - 1 .. Metodo per la eliminazione della- resi-- ?

I

stanza di- base di- un- -oggetto che vola attraverso?l'a -ria- attuato -portando^ 1 gas di combustione in^ quantit? sufficiente da una camera di combustione inoorpo?

rata- nell? ogget t o p er lo scopo? di generare? questi-- -gas ad ? una ? o ? piu ? bocc he ? di ? uscii a- collocate

base dell ' o ggetto att raver so oui - vengono? eondott i? i

gas della- combustione,-- e-quindi vengono portati si

I in condizioni-tali ohe la-resistenza-di-? se dell 'oggetto- sia -completamente o parzialmente- e-1 iminata, caratterizzato dal fatto che- i-gas della

!

i combustione che fluiscono in condizioni critiche veggono rilas ciati dalla camera di combuatio ne e quind.

condotti verso le bocche di uscita sulla superficie _

di base dell 'oggetto attraverao dispositivi che eliminano la maggior parte dell ' energia motrice dei gas

prima o simultaneamente con il raggiungi mento delle _

< bocche di uscita. ?.

< _ 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, ca- ? _ O ufi B; (- <| ratterizz 'ato dal fatto che la v -elocit? di flu -sso d -ei j C o c: gas della combustione viene abbassata per mezzo del__ <t UJ ? : fatto che i gas vengono costretti a camb iare dire- rv, r N <i c zio ne prima oppure^ simultaneamente co n il_ loro di- -.?T- CH !

. st acco dalla superficie di base dell'oggetto. _ L OC CQ j _ 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, ca- ai i

. ratt erizzato dal fatto che i gas dalla combustione

vengono spinti a cambiare direzione in condizioni talli che essi vengono ben miscelati con l1 atmosfera ???co stante.

4. Metodo secondo una qual a iasi .delle rivendicazioni 1-3f caratterizzato dal fatto che 1? variazione di direzione dai gag viene inipiintu A* ung

? 4

i

P aratia. collocajLa direttamenteL^attraversQ _ il percors-3o da jLgas da Ha combustione che effluiscono

_ j:amera_di combustione.

_ : _ 5_.. Metodo. secondo una qual siasi dalle ri

vendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che i gas della combustione vengono spinti a cambiare direfcione per due o pi? volte prima che essi vengano fatti uscire dalla superficie di base dell'oggetto attrai

j verso le aperture destinate a questo scopo.

:_ 6. Metodo fecondo una qualsiasi delle pre- j _

? ?. r! cedenti riven "dicazioni, caratterizzato dal fatto ch? 10 _ ^ i . gas (iella combustione " n"ec .essari per _ la eli .mina "zio- # O l*J !. ne della resistenza di base vengono scaricati da e. ; ot '?; Q per lo scopo della propulsione in avanti del motore

? . ? ^ J3 C . a razzo utilizzato nell 'oggetto dal lato di tali boc? ' -? r ? - CN che di uscita o ugelli attraverso cui i_ gas. pr? dot- ?

C ! < . ti dalla polvere effluiscono dal motore che aziona _ m O) c ; l' oggetto spingendolo in avanti attraverso l'aria. ,

7* Dispositivo ( 1 , 26) per la eliminazione della resistenza di base da un oggetto, voi ant_e_in _ r?.

i

| conformit? al metodo secondo una qualsiasi delle ri-____ v e ndi c az io ni _ 1_- 6 , caratterizzato dal fatto che una J _ camera di jcombust ione (2,?27?)__ con associata carica propellent e ( 3.) , un ugello_di flusso (4) che sboc- _ ca. dalla, camera di combustione verso l 'atmo sfera ci]'-, j costante e che ? cos? formato e. adattato alla.carlca_ j propellente che i gas prodotti dalla polvereLjef fluente .

. ti vengono fatti fluire in condizione critica attrae verso l'ugello, e tali dispositivi (9-1 6, 20, 24 e .

? ??4? ? 30) collocati nel percorso dei gas di combustione che effluiscono attraverso l'ugello eliminano la maggior

part e dell* energia motrice dai gas prodott i dalla.,

polvere prima che essi vengano fatti lasciare l*oggetto volante attraverso una bocca di uscita oolloca-< ta allo stesso livello dell'altezza della superficie CL ist < di base dell oggett o ? _

O ? ai i- ?< _ 8. Dispositivo secondo la rivendicazione _ -e-Z-s S

71 . c arat t eri zzato dal fatt o_che__il_ dispo sit ivo che _ < ? w o t?S < N. rallenta la velocit? dei gae prodotti dalla polvere N t 00

?

in condizioni di flusso critico e che assorbe la, mag 7 - ?

?? ?M P < NI

gior parte della loro energia motrice consiste di un . ai a < diaframma ( 10? 14? 17 e 20) collocato direttamente. ?i . C _att rayerso__il_ percorso del flusso dei gas.

_ 9 . Prosit ivo secondo la rivendi cazio. ne 8, _ caratterizzato dal fatto che il diaframma, ? sui la- _

i

ti circondatQ_da.una parete. ..divi so ria ( 18 ) avente _

aperture di. efflusso. dispo ste._r_adialment e, _

10. Dispo. sit ivq__ secondo. XSL_ rivendi cazione_i

- ~ - \ ? t

9 ? arat t eri zzato, dal f atto che il summenz io.nat o dia-_f ramina. ( 17t 20) con aaaociata parata. -divisoria, pre-_

senta .una. sezione ret1?_a^.molt.Q- pi? piccola della su-?

/il

perf icie. di . base dell'oggetto.

Roma, 27 0?<? ? _ fc- :

p. : AKTIEBOLAGET BOFORS IV

?

p . : ING . BARZ ANO ' &_Z ANARDO _ ROMA. 3. p . A. TVgr. 7585.