RS60235B1 - Trasirna municija - Google Patents

Description

Opis

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na trasirnu municiju prema patentnom zahtevu 1.

[0002] U vojnim vežbama i intervencijama često se koristi trasirna municija kako bi strelci i/ili vođe intervencije mogli da optimizuju učinak gađanja. Kao svetlosna sredstva koriste se najčešće pirotehnička sredstva zapaljivih materijala od kojih je većina toksična.

[0003] Generička trasirna municija, koja se bazira na magnezijumu i stroncijum peroksidu, poznata je iz US patenta br.4,597,810.

[0004] Pirotehnička sredstva pokazuju nedostatke iz mnogobrojnih razloga: njihova upotreba često izaziva požare na terenu i/ili teške povrede (opekotine); dodaci teških metala u pirotehničkim sredstvima nanose pritom i dugoročne štete životnoj sredini; pri transportu su označena kao opasna roba i zahtevaju specijalna transportna sredstva; njihova proizvodnja je relativno zahtevna i iziskuje troškove; nabavka sirovina iziskuje intenzivne troškove. Izrazita mana su znatne promene spoljne balistike kod ovih vrsta ispaljivanja kao posledica sagorevanja pirotehničkih smeša, a, sa tim u vezi, i izmeštanje težišta. Zbog toga se ne ispunjava glavni zadatak koji ima trasirna municija, naime u velikoj meri se ne postiže povećavanje preciznosti gađanja municijom ordonansa uz dopunu trasirne municije.

[0005] Uzimajući u obzir sve to, primenjivale su se manje-više uspešne, raznorazne alternative, kao što je hemijska luminescencija (US - B1- 6,497,181), LED-ovi na baterijsko napajanja, „Light Emitting Diodes“, (US -A1- 2004/0099173) i HLA hibridna luninescencija od foto i/ili triboluminescentnih materijala (US -B1-8,402,896).

[0006] Iz patenta US -PS- 8,007,608 poznata je infracrvena trasirna municija koja sadrži pelet koji se sastoji od smeše „Tracer Ignition composition“ (trasirajuće smeše za paljenje) koja sadrži bor i kalijum hlorat, kao nosač kiseonika, i svetleću „Tracer composition“ (trasirajuću smešu). Ova poslednja se pretežno sastoji od magnezijuma i polimera koji sadrže ugljenik i služi kao zapaljiv materijal. Municija sa nosačima kiseonika ima nedostatak, koji je prethodno pomenut, da ona nastavlja da gori i pri dostizanju cilja, sve dok se integrisani nosač kiseonika ne potroši, što može dovesti do veoma ozbiljnih povreda, a i generalno postoji opasnost od požara.

[0007] Nadalje, iz patenta US H 489 poznat je projektil sa aksijalnim otvorom, koji služi za spektralnu analizu, u kome se nekoj pirotehničkoj smeši, pozamašnih dimenzija, doprema kiseonik kroz uzdužni otvor do zadnjeg dela, gde se na odgovarajući način stvara veliki plamen. On treba, tako što menja boju, da detektuje prisustvo jedinjenja hlora, iperita, fozgena, suzavca itd. I ovaj projektil nastavlja da gori pri udaru u tlo i/ili neki objekat.

[0008] Zadatak predmetnog pronalaska je da osmisli trasirnu municiju koja garantuje sigurno praćenje leta („Tracing“), a kod koje je, uprkos tome, umanjena opasnost od požara. Naročito je potrebno da se ugasi pri dostizanju cilja i da ne nanosi štetu životnoj sredini toksičnim sastojcima. Spoljna balistika kod metka, opremljenog „tracer“-om, ne bi smela tj. može tek minimalno da se razlikuje od uobičajenog serijskog metka. Pritom ne treba upotrebljavati nosače kiseonika tj. pirotehničke smeše.

[0009] Ovaj zadatak se rešava karakteristikama, navedenim u patentnom zahtevu 1.

[0010] Iznenađujuće je saznanje da je smeša lakog metala ili neke legure lakog metala i barem jednog supstrata koji sadrži ugljenik, zapaljiva pri ispaljivanju metka iz patrone, prema ovom pronalasku. Kiseonik, neophodan za sagorevanje, doprema se zapaljivoj smeši za vreme leta isključivo kod metka koji je realizovan na odgovarajući način.

[0011] U narednim, zavisnim patentnim zahtevima opisane su ostala poželjna tehnička rešenja predmeta predmetnog pronalaska.

[0012] Eksperimentalno su isprobane zapaljive smeše prema patentnom zahtevu 2, koje su na bazi magnezijuma i titanijuma.

[0013] Supstrat koji sadrži ugljenik, prema patentnom zahtevu 3, produžava vreme sagorevanja legura lakih metala, a samim tim omogućava i praćenje svetlosnog traga koji ostavlja metak čitavim putem njegovog delovanja.

[0014] Ivica za kidanje, pomenuta u zahtevu 4, dovodi do obrazovanja intenzivnog vrtloga u delu sa zapaljivim materijalom u metku i tako snabdeva komoru za sagorevanje kiseonikom iz vazduha.

[0015] Poželjna tehnička rešenja komora za sagorevanje treba preuzeti iz patentnog zahteva 5, pri čemu pri određivanju dimenzija treba uzeti u obzir zapaljivu smešu i težišni položaj metka.

[0016] Poželjno je da se zapaljivi materijal oblikuje u vidu opne, jer se tako može u određenim granicama upravljati njegovim sagorevanjem; naročito ako je realizovan u obliku sendviča, sa koncentričnim slojevima.

[0017] Dimenzije, prikazane u patentnom zahtevu 7, usaglašene su sa municijom malog kalibra, patentni zahtev 8. Poprečni otvori prema patentnom zahtevu 1 i 9, prilagođeni su mecima koji relativno sporo lete – do otprilike 1.1 Mahovog broja. Poprečni otvori, koji su postavljeni u paru sa nekoliko milimetara odstojanja, povećavaju pouzdanost sagorevanja zapaljive smeše, jer kompenzuju efekte Tejlorovog vrtložnog strujanja; patentni zahtev 10. Primena poprečnih otvora naročito je poželjna kod municije srednjeg kalibra prema patentnom zahtevu 11. Na osnovu slika nacrta, u nastavku će se objasniti primeri tehničkih rešenja predmetnog pronalaska.

[0018] Prikazane su:

Sl. 1 presek metka malog kalibra, koji nije prema ovom pronalasku, sa konvencionalnom patronom i punjenjem za pucanje,

Sl. 2 presek varijante metka, koji nije prema ovom pronalasku, prikazan nakon napuštanja patrone,

Sl. 2a čeoni prikaz metka prema sl.2,

Sl. 2b delimični presek metka prema sl.2 i sl.2a,

Sl. 3 presek metka prema predmetnom pronalasku za vreme njegovog leta u opsegu brzine zvuka,

Sl. 4 dalji razvoj metka prema sl.3 i

Sl. 4a poprečni presek metka prema sl.4.

[0019] Na slici 1 brojem 1 označen je metak malog kalibra za trasirnu municiju, koji nije prema ovom pronalasku. Čeoni deo metka realizovan je, kao i obično, u vidu zasvođene kupole i u svojoj spoljnoj balistici najvećim delom identičan sa notorno poznatom municijom za ordonanse. U zadnjem delu metka 1 predviđen je komora 5 za sagorevanje, u koju je umetnut zapaljiv materijal 5’, a koji je zaptiven zapaljivim zaptivnim čepom 6. Komora 5 za sagorevanje obuhvata otvor sa oštrim ivicama, koji služi kao ivica 7 za kidanje i koji u letu obrazuje vrtlog kojim se zapaljivi materijal 5’ snabdeva kiseonikom iz vazduha.

[0020] Metak 1 nalazi se obično u patroni; patrona 9 predstavljena je u delimičnom preseku sa svojim punjenjem 10 za pucanje (pogonsko punjenje).

[0021] Ovaj način tehničkog rešenja pokazuje veliku prednost što su, za razliku od municije za ordonanse masovne fabričke proizvodnje, ovde neophodne minimalne promene na zadnjem delu metka, ugradnjom komora za sagorevanje sa zapaljivim materijalom 5’ i zaptivnim čepom 6.

[0022] Kao zapaljivi materijali služe laki metali kao što je magnezijum ili titanijum, koji se u cilju povećanja površine, stavljaju u barut ili u vidu sastruganog materijala zajedno sa supstratom koji sadrži ugljenik, kao što su pamuk, grafitna vlakna ili nitroceluloza. Laki metal ili njegova legura može se, takođe, u vidu praha, pene ili folije preraditi zajedno sa supstratom u istoj ili drugačijoj formi u „zapaljivu pilulu“. Kako bi postigla dovoljan svetleći efekat preko razdaljine pucanja od 300 m, potrebna je količina od 30 mg magnezijuma i 30 mg ugljeničnih vlakana.

[0023] Uobičajeni pritisak P, izazvan pri ispaljivanju napunjenog materijala (punjenje za pucanje/pogonsko punjenje) u municiji malog kalibra sa kalibrom 8.5 mm, iznosi 350 do 500 Mpa. Temperatura gasa se kreće u opsegu od 2500 °C do 3000 °C. Uobičajena brzina ispaljivanja iznosi 850 m/s do 950 m/s. Obrtno stabilizovana municija malog kalibra rotira se, kao što je poznato, sa brojem obrtaja do 250'0001/min.

[0024] Zapanjujuće je da su prethodno pomenute, relativno niske fizičke vrednosti dovoljne za inicijaciju zapaljivog materijala i da zapaljiva smeša gori za vreme čitavog leta metka – bez inherentnog nosača kiseonika – i dovoljno svetli kako bi se pratio cilj.

[0025] Na narednim slikama, isti delovi su označeni istim pozivnim oznakama.

[0026] Na sl. 2 je alternativa sa sl. 1 neinventivnog metka kalibra 8.5 mm, u stanju ispaljivanja. Pritisak P je ucrtan duplom strelicom, pri čemu je metak l’ ovde već istisnut iz patrone. Visoka temperatura u cevi puške, koja nije predstavljena, pali zaptivni čep 6, a samim tim i zapaljiv materijal 5’ koji je ovde u vidu opne. Snabdevanje zapaljivog materijala 5’ kiseonikom vrši se preko nadzvučnog difuzora 8 sa čeone strane i otvora 3, koji se završava u otvoru 4 za turbulencije. Otvor 3 obuhvata prečnik d1 od 1 mm; otvor za turbulencije obuhvata prečnik d2 od 3 mm, dok komora 5 za sagorevanje obuhvata prečnik D od 5 mm. Iskakanje prečnika sa d1 na d2 služi kao ivica za kidanje i uzrokuje nužne turbulencije kako bi se zapaljiv materijal 5’ dovoljno snabdeo kiseonikom.

[0027] Prethodno opisana ventilacija metka prema sl. 2 poznata je iz patenta DE -A1- 102 32 441, prema kome bi aksijalni kanal trebalo da doprinese povećanju njegovog dometa i poboljšanoj spoljnoj balistici. Ta hipoteza nije od značaja za ovaj slučaj; centralni otvor 3 služi za snabdevanje zapaljive smeše kiseonikom.

[0028] Sl. 2a i sl. 2b prikazuju nadzvučni difuzor 8 i otvor 3, pri čemu sl. 2b predstavlja delimični presek A – A.

[0029] Na sl. 3 prikazan je presek metka 1’’ srednjeg kalibra koji se nalazi u letu, prema patentnom zahtevu 1. Ovde se radi o varijanti, na primer, prema sl. 2, gde kiseonik iz vazduha utiče povratnim pritiskom p kroz otvore 3’ u otvor 4 za turbulencije. Kako bi se intenzivirala koncentracija turbulencija, koje pogoduju sagorevanju zapaljivog materijala 5’, i na sl. 3 i sl. 4, analogno sl. 2, su predviđene takođe ivice 7 za kidanje. Ugao između otvora 3’ koji se nalaze jedan preko puta drugog, iznosi α = 160°. Pravac leta označen je slovom F; a svetlosni zraci slovom L, pri čemu je u ovom stanju zaptivni čep 6, koji je do malopre bio tu, sada spaljen.

[0030] Dok se primeri realizacije prema sl.1 i sl. 2 odnose na metke sa brzinom barem 2.5 puta većom od brzine zvuka, sl. 3 i sl. 4 se odnose na one koji su u opsegu zvuka. U skladu s tim, ovde je ucrtan po jedan udarni talas, označen sa ShW, koji se u ovom slučaju mora nalaziti iza otvora 3’ tj. 3’’ (sl.3 i sl. 4) kako bi se stvorila dovoljna unutrašnja ventilacija. Iz toga proizlazi da su ovi primeri realizacije pogodne za veličine do 1.1 Mahovog broja, što odgovara otprilike mecima srednjeg kalibra.

[0031] Primer prema sl. 4 uzima u obzir okolnost da kod obrtno stabilizovanih metaka nastaju Tejlorova vrtložna strujanja (TVF = Taylor vortex flow), koja mogu dovesti do smetnji u dotoku kiseonika kod otvora 3’ koji se nalaze na istoj kružnoj liniji duž obima. Pomeranjem otvora 3’ prema otvorima 3’’, vidi sl. 4, za 1.5 mm moguće je eliminisati ovu opasnost. U delimičnom preseku B – B, vidi sl. 4a, mogu se uočiti horizontalni poprečni otvori 3’’ koji se nalaze iza vertikalnih otvora 3’.

[0032] Prethodno opisani primeri tehničkih rešenja pokazuju da su mogući mnogobrojni načini konstrukcijskog oblikovanja koji optimizuju balistiku metka, a naročito uzimaju u obzir težišni položaj metka koji se menja u letu. Kao prednost se pokazalo to što je eksternim dotokom kiseonika iz vazduha dovoljna tek neznatna količina zapaljivog materijala i ona se načelno može navesti u centar mase.

[0033] Predmet pronalaska sprečava opekotine (balističke rane!) gušenjem plamena usled nedostatka dotoka kiseonika pri dostizanju cilja, u čemu se ogleda znatan napredak u odnosu na konvencionalnu trasirnu municiju. Nažalost, mora se konstatovati da municija sa integrisanim nosačem kiseonika, naročito pirotehnička sredstva, nastavljaju da gore i u ljudskom telu, sve dok se ne potroši kiseonik, što može prouzrokovati teže povrede.

Lista pozivnih oznaka

1,1’,1’’ metak malog kalibra (patrona za pušku 6,5 mm) 2 zasvođena kupola

3 centralni uzdužni otvor

3’ poprečni otvor

3’’ poprečni otvori pomereni u odnosu na 3’

4 otvor za turbulencije

5 komora za sagorevanje

5’ zapaljiv materijal / opna zapaljivog materijala 6 zaptivni čep (gasno zaptiven, zapaljiv)

7 ivica za kidanje (oštra)

8 nadzvučni difuzor

9 opna patrone

10 punjenje za pucanje (pogonsko punjenje)

α ugao između otvora 3’

d1 otvor kod 3

d2 otvor kod 4

D spoljašnji prečnik kod 5

F pravac leta

L svetlosni zraci (snop svetlosti)

P pritisak gasa pri ispaljivanju

p parcijalni povratni pritisak

ShW front udarnog talasa

Claims (11)

Patentni zahtevi

1. Trasirna municija koja sadrži patronu sa zapaljivom kapislom, barutom i telom metka, umetnutim u patronu, sa otvorom na zadnjem delu i zapaljivom smešom, stavljenom u njega, sa zapaljivom gasnom zaptivkom sa zadnje strane, koja se pali pri ispaljivanju metka, pri čemu zapaljiva smeša (5’) sadrži, s jedne strane, laki metal ili leguru lakog metala u vidu praha i/li opiljaka, pene ili folije i, s druge strane, barem jedan supstrat koji sadrži ugljenik, i što je u metku (1) ili na metku (1) predviđena barem jedna ivica (7) za kidanje, koja snabdeva zapaljivu smešu (5’) kiseonikom iz vazduha, pri čemu postoje barem dva poprečna otvora (3’) koja se nalaze jedan preko puta drugog, a koja se ulivaju u otvor (4) za turbulencije, dovodeći u njega parcijalni povratni pritisak (p).

2. Trasirna municija prema patentnom zahtevu 1, naznačena time, što laki metal sadrži magnezijum ili titanijum ili njihove legure.

3. Trasirna municija prema patentnom zahtevu 1, naznačena time, što supstrat poseduje nižu vrednost sagorevanja u poređenju sa lakim metalom.

4. Trasirna municija prema patentnom zahtevu 1, naznačena time, što je u zadnjem delu metka predviđena komora (5) za sagorevanje sa koncentričnom ivicom (7) za kidanje.

5. Trasirna municija prema patentnom zahtevu 1, naznačena time, što je komora (5) za sagorevanje izrađena kao slepa rupa, ima prečnik od 2.0 do 9.0 mm i dužinu od 2.0 do 11.0 mm.

6. Trasirna municija prema patentnom zahtevu 1, naznačena time, što je zapaljivi materijal (5’) izrađen u obliku opne.

7. Trasirna municija prema patentnom zahtevu 4, naznačena time, što otvor (4) za turbulencije ima prečnik (d2) od 2.0 mm do 6.0 mm, a komora (5’) za sagorevanje ima prečnik (D) od 6.0 mm do 11.0 mm.

8. Trasirna municija prema nekom od patentnih zahteva 1 do 7, naznačena time, što je ona municija malog kalibra.

9. Trasirna municija prema nekom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time, što su otvori (3’) postavljeni pod uglom (α) od 120° do 180°.

10. Trasirna municija prema nekom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time, što su po dva otvora (3’; 3’’) koji se nalaze jedan naspram drugog, pomaknuti jedan od drugog za barem 1 mm.

11. Trasirna municija prema nekom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time, što je ona municija srednjeg kalibra.