RS51099B - Bezolovni projektil - Google Patents

Abstract

Malokalibarski projektil (100) sa oživalnom ili koničnom prednjom oblasti, cilindričnim centralnim delom i koničnom zadnjom oblasti, koji se sastoji od:- spoljne košuljice (5) napravljene od legure bakra/cinka, pri čemu košuljica (5) obuhvata približno cilindričnu šupljinu,- tvrdog jezgra (4) napravljenog od čelika ili sinterovanog materijala umetnutog u šupljinu košuljice (5) prema vrhu (1, 1'),- košuljice jezgra (8) napravljene od legure bakra/cinka pričvršćene spojem obezbeđenim oblikom za tvrdo jegro (4) sa cilindričnom šupljinom (10) koja je otvorena sa prednje strane,naznačen time, što- otvorena strana šupljine (10) ima koničnu prednju stranu koja je spojem obezbeđenim oblikom spojena sa tvrdim jezgrom (4) i zatvara pomenuto tvrdo jezgro sa prednje strane i- košuljica jezgra (8) je u perifernom kontaktu na celoj svojoj dužini i bar u zadnjoj oblasti košuljice (5) se drži presovanim spojem.Prijava sadrži još 10 patentnih zahteva.

Description

Opis pronalaska

Predmetni pronalazak se odnosi na bezolovni malokalibarski projektil sa košuljicom.

Poznata su različita izvođenja ovakve municije. Ona se mogu podeliti na ona sa tvrdim jezgrima napravljenim od čelika, na ona sa tvrdim jezgrima napravljenim od gustog sinterovanog materijala i na ona sa dodatnim medijumom uz tvrdo jezgro, kao što je olovo, aluminijum i/ili vazduh. Za ovu komercijalno raspoloživu municiju zajednička je čelična košuljica, koja je u opštem slučaju konfigurisana kao puna košuljica, tj. platirana čelična košuljica ili košuljica napravljena od legure bakra/cinka (tombak košuljica). Pri tome, košuljica prihvata jedno ili više jezgara i dodatni medijum, te obuhvata pomenuta jezgra i medijum bar hermetički nepropusno za tečnost.

Malokalibarska municija i proces za njenu proizvodnju su poznati iz EP-A2-0 106 411. Odgovarajuće optimizirani projektili služe u principu kao bojeva municija za pešadiju i već imaju dobra aerodinamička svojstva. Međutim, ova municija nema dovoljno visoku balističku energiju koju zahtevaju strelci, a koja je neophodna za njeno prodiranje kroz ploče oklopa. Njen sledeći nedostatak je velika količina čvrstog olova (98% Pb + 2% Sn) u jezgru, koje ima toksično dejstvo na okolinu i kod vežbovne municije, i kod bojeve municije i zbog toga je danas nepoželjna ili je čak i zabranjena u nekim zemljama.

Projektil sa košuljicom (WO 99/10703) sa povećanom performansom prodiranja i tačnosti gađanja ima tvrdo jezgro napravljeno od volfram karbida, a kao dodatni medijum ima meko jezgro napravljeno od olova (Pb/Sn 60/40) koje se drži presovanim spojem hermetički nepropusno za gasove pomoću mesinganog diska u košuljici. Na ovaj način je sprečeno izlaženje teških metala i/ili pare pri ispaljivanju; međutim, toksično dejstvo je još uvek prisutno u oblasti mete. Pored toga, proizvodnja ovakvog projektila je složena i previše skupa za masovnu upotrebu (pešadijska municija).

Sledeći projektil sa košuljicom za 9 mm kalibarske pištolje ima oznaku SVVISS P SELF 9 mm Luger (RUAG Ammotec, Thun/Švajcarska, ranije RUAG ammunition Thun/Švajcarska). U ovom slučaju projektil se sastoji od dve čaure koje su upresovane jedna u drugu, pri čemu je unutrašnja čaura zatvorena na zadnjem delu, a otvorena naviše, tako da obuhvata veliku vazdušnu komoru zajedno sa spoljnom čaurom. Međutim, ovaj projektil je konstruisan samo za meke mete i u tom slučaju može proći glatko kroz metu; inače se može proizvoditi i kao bezolovni.

Projektil sa košuljicom sa kalibrom do 15 mm koji je poznat iz DE-A1- 107 10 113 sastoji se od oživalne ili konične prednje oblasti, cilindričnog centralnog dela i konične zadnje oblasti. Duktilna metalna košuljica obuhvata zašiljeno tvrdo jezgro napravljeno od kaljenog čelika ili od sinterovanog metala, koje se manje ili više slobodno drži sa potkovičastim ili pločastim nosačem napravljenim od duktilnog metala ili od sintetičkog materijala. U oblasti svog pravougaonog ramena jezgro ima samo linearan kontakt sa košuljicom. Akcija prodiranja ovog projektila kroz mete oklopljene pločama je dobra; međutim, njegova preciznost je znatno smanjena. Naime, naročito u slučaju kosog udara u metu, prednji deo košuljice projektila se rasprskava u komade i deformiše, čime istiskuje tvrdo jezgro iz njegovog početnog osnosimetričnog položaja što kako efektivni poprečni presek postaje veći, bar smanjuje performansu prodiranja ili čak dovodi do rikošeta. Pored toga, proizvodnja ovog projektila je složena, a zbog manje ili više slobodnog pozicioniranja tvrdog jezgra se ne može uvek izvršiti sa velikom tačnosti.

Zato je cilj predmetnog pronalaska da se realizuje malokalibarski projektil (malokalibarski = kalibar manji od 0,5") koji je podesan za tvrde mete, koji se može ekonomično proizvoditi, koji ima visoke performanse prodiranja i tačnost gađanja i ne oslobađa teške metale pri ispaljivanju ili u oblasti mete. Projektil koji treba realizovati naročito ne srne sadržati olovo u jezgru. Košuljica projektila takođe se ne srne rasprskavati u komade na tvrdim metama.

Projektil prema zahtevu 1 se može lako proizvoditi, a u tvrdim metama (pločasti metal) itd. prenosi skoro svu kinetičku energiju na tvrdo jezgro koje prodire u metu. Pri tome, masa ostaje sačuvana 100%; a u rupi od metka formira se pečurkasti obrub nastao od košuljice od tombaka koji odgovara originalnoj težini košuljice. Na taj način je dokazano da se ne oslobađaju teški metali i/ili metalne pare.

Navedeno se može uočiti i kod predmetnog pronalaska prema zahtevu 2. On ispoljava visoke finalne balističke performanse, uprkos tome što nema tvrdo jezgro po celoj površini poprečnog preseka, a u praktičnim testovima nije detektovana fragmentacija na meti.

Poželjna usavršavanja predmetnog pronalaska opisana su u zavisnim zahtevima.

U balističkom pogledu je posebno poželjan projektil sa oživalnim spoljašnjim oblikom i vazdušnom komorom prema zahtevu 3. Kao što se pokazalo, utiskivanje, odnosno presovanje tvrdog jezgra koje je neophodno može se izvesti precizno i sa relativno malim silama. Pored toga prenos impulsa jezgra, posle kratke putanje pomeranja dozvoljava prodiranje košuljice uz manje gubitke energije.

Primer izvođenja prema zahtevu 4 je veoma poželjan za centralni prenos impulsa sa jezgra košuljice na tvrdo jezgro.

Ponašanje projektila pri letu u značajnoj meri je obezbeđeno položajem težišta, prema zahtevu 5. Težište može biti optimizirano konstrukcijom i dimenzionisanjem tvrdog jezgra, a naročito šupljine (vazdušne komore) u košuljici jezgra.

Za tvrdo jezgro su veoma podesni legirani alatni čelici koji se mogu obrađivati i površinski tretirati uobičajenim sredstvima, prema zahtevu 6.

Identični materijali za spoljnu košuljicu i košuljicu jezgra prema zahtevu 7 su se pokazali kao veoma ekonomični i podesni u pogledu gustine, sklapanja i toplotnog širenja.

Suženje prema zahtevu 8 poboljšava sastavljanje projektila i omogućava njegovu jednostavnu montažu.

Zadebljanje košuljice u njenoj prednjoj oblasti koje je opisano u zahtevu 9 smanjuje rikošeriranje u slučaju kosog ugla ispaljivanja na tvrde mete i takođe služi za određivanje težišta.

Pokazalo se da su napred navedeni primeri izvođenja projektila posebno podesni za kalibre i tipove projektila koji su navedeni u zahtevu 10.

Aktuelni zahtev za bezolovnim projektilima je obezbeđen izborom materijala koji je naveden u zahtevima; vidi zahtev 11. Standarni materijal punjenja koji je u konvencionalnim projektilima napravljen od teškog metala takođe je izbegnut, dok se pozicija težišta može optimalno podesiti dimenzionisanjem pojedinačnih komponenata i šupljina.

Pronalazak će biti opisan u nastavku sa pozivom na primere izvođenja i nacrt.

Na njemu:

Fig. 1 je projektil prema pronalasku, postavljen u čauri koje je poznata kao takva,

Fig. 2 je delimični presek poželjnog primera izvođenja projektila sa Fig. 1,

Fig. 3 je delinični presek jednog varijantnog rešenja bezolovnog projektila,

Fig. 4a je konvencionalni projektil (iz stanja tehnike) kada pogađa metu,

Fig. 4b je projektil sa Fig. 2 kada pogađa metu,

i

Fig. 4c je projektil sa Fig. 3 kada pogađa metu.

Vrh projektila 100 je na Fig. 1 označen sa 1. Obrub 21 je umetnut u smanjeni prečnik perifernog suženja 6, koji je komponenta čaure 20 projektila koja je poznata kao takva. Standardni eksploziv 24, koji deluje kao pogonsko sredstvo za projektil 100, smešten je u čauri 20. Udarna kapisla 23 (SINTOX, komercijalno ime firme RUAG Ammotec GmbH, Furth, DE) umetnuta je u osnovu čaure 20.

Poželjni obrtno simetrični projektil 100 se vidi na Fig. 2 u uveličanom delimičnim preseku.

Aktuelni vrh je fiktivan; u realnosti to je vrh u obliku odsečka lopte, odnosno kalote 2. Mala vazdušna komora 3, koja je formirana između tvrdog jezgra 4 i spoljašnje košuljice 5 kao rezultat njihovih različitih prečnika, smeštena je u unutrašnjosti projektila 100. Košuljica jezgra 8 je pričvršćena na tvrdo jezgro 4 spojem obezbeđenim oblikom i ima centralnu šupljinu 10 u obliku slepog otvora. Težište 7 projektila je smešteno u gornjem delu pomenute šupljine. Suženje, odnosno spoljni periferni prstenasti žljeb 6 je smešten iznad njega, a ovde je prikazan kao prečnik, vidi Fig. 1.

Na zadnjem delu košuljica 5 se konično sužava i završava se kosim delom pod uglom a od 30°, pri čemu se kosi deo spaja sa krajnjim obrubom 9 i drži dva jezgra 4 i 8 zajedno presovanim spojem.

Prečnik projektila 100 označen je sa K, kalibar, u aktuelnom slučaju je 5,56 mm i tipa je SS 109. Prečnik suženja 6 je 5,45 mm. Tvrdo jezgro 4 ima težinu od 4 g i napravljeno je od kaljenog alatnog čelika (materijal prema DIN 1.5511) i fosfatizirano je posle karbonizovanja (dubina penetracije = 0,3 - 0,5 mm). Površinska tvrdoća iznosi 570 HV1.

U ovom primeru izvođenja, tvrdo jezgro 4 ima konični vrh od 90° koji se pozitivno oslanja u odgovarajućem udubljenju (komplementarno) u gornjem delu košuljice jezgra 8. Ova konfiguracija se može menjati po želji; međutim, poželjna je slična forma sa centralnim centrirajućim dejstvom, jer olakšava umetanje ili utiskivanje, odnosno presovanje jezgra i obezbeđuje obrtnu simetriju projektila.

Tvrdo jezgro 4 napravljeno od tombaka se takođe pokazalo kao podesno; iznenađujuće je da ima slične finalne balističke performanse.

Projektili se mogu proizvoditi standarnim proizvodnim uređajima i u suštini se izrađuju dubokim izvlačenjem i presovanjem.

Tvrdo jezgro se takođe može napraviti i od drugih materijala, na primer, od sinterovanih materijala, kao što je volfram karbid. Takođe se mogu realizovati druge košuljice projektila koje imaju sličnu duktilnost kao tombak. Košuljica jezgra se takođe može sastojati od drugih materijala koji imaju sličnu ili veću gustinu. Međutim, kod svih legura treba voditi računa o deponovanju teških metala tokom ispaljivanja i kod mete.

Na Fig. 3 je prikazana varijanta napred navedenog projektila, pri čemu su isti funkcionalni delovi označeni istim pozivnim oznakama.

Nasuprot primeru izvođenja prikazanom na Fig. 2, u ovom slučaju tvrdo jezgro je izostavljeno. Umesto tvrdog jezgra 4 samo jedna jedina košuljica jezgra 8' na sličan način ispunjava prostor, na Fig. 2. Njoj pripadajuća šupljina 10'je kraća u odnosu na šupljinu 10 i ima manji prečnik. Kao rezultat toga, masa celog projektila 100' je povećana, tako se da na meti ostvaruju približno iste finalne balističke performanse i dejstvo.

Na prednjoj strani šupljina 10' se sužava i bar skoro zatvara tako da sa prednjim delom spoljne košuljice formira kompaktni vrh pri pogađanju mete.

Kod obe varijante rezultati merenja, teoretska razmatranja i poređenja sa drugim projektilima (poznatim iz stanja tehnike) pokazuju izuzetno dobre rezultate: Šupljina 10 i/ili 10' dozvoljava poprečno suženje u burencetu revolvera (puške) u poređenju sa čvrstim projektilima, što dovodi do smanjenja habanja (abrazije), a naročito olučenja cevi. Istovremeno, početna brzina v0, odnosno brzina ispaljivanja projektila 100 i/ili 100' na izlazu iz cevi je veća nego kod projektila bez šupljine 10 i/ili 10'.

Mali koeficijent cotp čeonog otpora za projektil od 5,56 mm (SS 109 tip) prema pronalasku posle dužine leta od 570 m (NATO meta) još uvek dovodi do brzine udara od 470 m/s; bila je korišćena čelična ploča Stanag 4172 sa debljinom od 3,5 mm i tvrdoćom od 55 - 70 HRB (400 N/mm<2>), koja je bila glatko probušena.

Precizna stabilizacija obrtanja je delovala pozitivno na stabilnost i reproduktibilnost putanje leta, čak i uz dejstvo bočnog vetra. Kao rezultat izbora materijala i visoke brzine ispaljivanja, kinetička energija je bila veča nego kod projektila sa kojima je upoređivan, kao što su to pokazali testovi. Sa predmetnim pronalaskom se može povećati preciznost standardnog oružja. Tako su, na primer, svi ispaljeni hici (ponovljena rafalna vatra) na rastojanju mete od 25 m bili locirani u disperzionom krugu sa prečnikom < 50 mm. Na rastojanju mete od 300 m može se detektovati standarno odstupanje SD< 35 mm. U praksi ovo znači da od 20 ispaljenih hitaca, 18 biva locirano u kružnoj površini sa prečnikom od 110 mm, a samo dva projektila pogađaju pomereno od centra (mete) približno 80 mm.

Kao što su testovi ispaljivanja u balistički sapun pokazali, zahtevi ICRC (engl. International Committee of the Red Cross, Međunarodni komitet Crvenog krsta) u pogledu balistike rana, takođe su kompletno zadovoljeni, nasuprot brojnih drugih projektila iz stanja tehnike.

Na Fig. 4 je prikazan konvencionalni projektil 200 sa tvrdim jezgrom (iz stanja tehnike) pre i tokom udara u metu Z (čelik). Čelična košuljica 50 eksplodira u meti Z, a tvrdo jezgro 40 koje se sastoji od volframa ili čelika prodire u metu Z, dok zahvaljujući visokoj kinetičkoj energiji, olovno jezgro 30 koje sledi iza njega delimično prelazi u tečno stanje i pri udaru čak delimično isparava sublimacijom. Ovo se može videti kao oblak pare 30' koji posle svoje kondenzacije takođe ostavlja tragove olova na meti.

U projektilu 200 se odvija kombinacija elastičnog i plastičnog udara sa visokom deformabilnosti (fragmentacija materijala sa svih strana). Materijal projektila 200 koji se rasprskava u komade na meti Z i koji se još uvek može detektovati, više ne odgovara njegovoj početnoj težini na izlazu iz cevi.

Nasuprot tome, kod jednog projektila 100, na Fig. 4b, može se detektovati identična masa na meti Z. Pri tome, tvrdo jezgro 4 (čelik ili tombak) takođe prodire u metu Z. Spoljna košuljica 5 na meti Z menja oblik u pečurkasto deformisanu košuljicu 5' i prenosi skoro 100% kinetičke energije na tvrdo jezgro 4 preko njenog slično duktilnog jezgra košuljice 8; nema fragmentacije materijala, bilo na košuljici 5 ili na košuljici jezgra 8. Smer impulsa ostaje sačuvan.

Na Fig. 4c je prikazan sličan izgled: projektil 100' koji je modifikovan u odnosu na onaj na Fig. 4b se gnječi na meti Z i prodire vrhom 1' koji je sada zaravnjen. Smer impulsa takođe ostaje sačuvan, a košuljica jezgra 8' se pri udaru pomera u vazdušnu komoru 3, sabija se i gnječi, što je ovde označeno sa 8".

Spisak pozivnih oznaka

1 vrh (fiktivni)

1' zaravnjeni, zgnječeni vrh

2 kalota (odsečak lopte)

3 vazdušna komora (šupljina)

4 tvrdo jezgro (kaljeni čelik, tombak)

5 spoljna košuljica (tombak)

5' deformisana košuljica 5

6 suženje/prečnik

7 težište

8 košuljica jezgra

8' košuljica jezgra

8" zgnječena košuljica jezgra 8'

9 obrub na 5

10 šupljina u 8

10' šupljina u 8'

20 čaura

21 obrub na 20

22 osnova od 20

23 udarna kapisla

24 eksploziv/propelent

30 olovno jezgro

30' oblak pare koja se sastoji od Pb

40 tvrdo jezgro (volfram, čelik)

40' para olova (sublimirani Pb)

50 čelična košuljica

100, 100' projektili

200 konvencionalna municija sa tvrdim jezgrom (projektil)

K kalibar

Z meta (čelična ploča)

a ugao (ugao osnove)

Claims (11)

1. Malokalibarski projektil (100) sa oživalnom ili koničnom prednjom oblasti, cilindričnim centralnim delom i koničnom zadnjom oblasti, koji se sastoji od: - spoljne košuljice (5) napravljene od legure bakra/cinka, pri čemu košuljica (5) obuhvata približno cilindričnu šupljinu, - tvrdog jezgra (4) napravljenog od čelika ili sinterovanog materijala umetnutog u šupljinu košuljice (5) prema vrhu (1, 1'), - košuljice jezgra (8) napravljene od legure bakra/cinka pričvršćene spojem obezbeđenim oblikom za tvrdo jegro (4) sa cilindričnom šupljinom (10) koja je otvorena sa prednje strane, naznačen time, što - otvorena strana šupljine (10) ima koničnu prednju stranu koja je spojem obezbeđenim oblikom spojena sa tvrdim jezgrom (4) i zatvara pomenuto tvrdo jezgro sa prednje strane i - košuljica jezgra (8) je u perifernom kontaktu na celoj svojoj dužini i bar u zadnjoj oblasti košuljice (5) se drži presovanim spojem.

2. Malokalibarski projektil (100') sa oživalnom ili koničnom prednjom oblasti, cilindričnim centralnim delom i koničnom zadnjom oblasti, koji se sastoji od: - spoljne košuljice (5) napravljene od legure bakra/cinka, pri čemu košuljica (5) obuhvata približno cilindričnu šupljinu, - šupljine košuljice (5) koja sadrži samo košuljicu jezgra (8') sa šupljinom (10'), - košuljice jezgra (8') koja je u perifernom kontaktu na celoj svojoj dužini sa košuljicom (5) i drži se presovanim spojem, naznačen time, što - šupljina (10') ima otvor koji se sužava prema prednjoj strani, čije unutrašnje ivične oblasti su bar delimično u kontaktu jedna sa drugom.

3. Malokalibarski projektil prema zahtevu 1, sa oživalno oblikovanom prednjom oblasti, čiji vrh je bar približno konfigurisan u obliku kalote, pri čemu - cilindrična šupljina u prednjoj unutrašnjoj oblasti je izvedena u obliku kalote, - tvrdo jezgro (4) na svom vrhu takođe ima oblik kalote, - radijus kalote šupljine je veći od radijusa vrha tvrdog jezgra, tako da je u šupljini košuljice, u njenom vrhu, smeštena vazdušna komora (3).

4. Malokalibarski projektil prema zahtevu 3, pri čemu - zadnja oblast tvrdog jezgra (4) je konična i - konični vrh se pruža u šupljinu (10) košuljice jezgra (8).

5. Malokalibarski projektil prema jednom od zahteva 1 do 4, pri čemu - težište (7) projektila je smešteno na uzdužnoj osi i u oblasti šupljine (10) košuljice jezgra (8).

6. Malokalibarski projektil prema zahtevu 1 ili 3, pri čemu - tvrdo jezgro (4) se sastoji od legiranog alatnog čelika ili sinterovanog materijala velike gustine, kao što je volfram karbid.

7. Malokalibarski projektil prema zahtevu 1 ili 2, pri čemu - spoljašnja košuljica (5) i košuljica jezgra (8) se sastoje od identične legure bakra/cinka.

8. Malokalibarski projektil prema zahtevu 1, 2 ili zahtevu 5, pri čemu - spoljna košuljica (5) ima obodno periferno suženje, na kome je presavijen prednji kraj (21) čaure (20).

9. Malokalibarski projektil prema zahtevu 3, pri čemu - materijal košuljice (5) u njenoj prednjoj oblasti, u odnosu na njenu cilindričnu oblast i njenu zadnju oblast, ima zadebljanje najmanje sa faktorom 2.

10. Malokalibarski projektil prema najmanje jednom od prethodnih zahteva, pri čemu - pomenuti projektil ima kalibar od 5,56 mm (0,223" ili 0,224").

11. Malokalibarski projektil prema najmanje jednom od prethodnih zahteva, pri čemu - pomenuti projektil je bezolovan.