Carenado desplegable y método para reducir la resistencia aerodinámica en un proyectil de artillería lanzado por cañón.

Un kit de ensamblaje de la base (100) para un proyectil de artillería lanzado por cañón

(10) configurado para ser lanzado desde un tubo de artillería, que comprende:

un ensamblaje de la base (104);

un carenado;

una cámara (52);

un mecanismo de bloqueo (68); y

un recorrido de admisión de gas (58) para almacenar gases del cañón a alta presión en dicha cámara (52) en el momento de disparar un proyectil de artillería (10) desde un tubo de artillería, dichos gases del cañón a alta presión almacenados actuando para impulsar el carenado en la parte posterior en el mecanismo de bloqueo (68) para desplegar el carenado (65) una vez que el proyectil despeja el tubo de artillería; caracterizado por

el carenado (22, 65) es un carenado de tejido (65) encajado en y unido al extremo en la parte posterior del ensamblaje de la base (104) en un estado estibado;

una placa (63) unida a la sección posterior del carenado de tejido (65);

un pistón (54) unido a la placa (63);

en donde los gases del cañón a alta presión almacenados actúan en el pistón (54) para desplegar el carenado (65).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2010/043975.

Solicitante: RAYTHEON COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 870 WINTER STREET WALTHAM, MA 02451-1449 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: MCDERMOTT,BRIAN K, GREENWOOD,KEVIN R, STREETER,JAMES D.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MUNICIONES; VOLADURA > CARGAS EXPLOSIVAS, p. ej. PARA VOLADURA; FUEGOS ARTIFICIALES;... > Medios para variar, p. ej. para mejorar, las propiedades... > F42B10/44 (Culotes especialmente adaptados para reducir la resistencia al avance)

PDF original: ES-2532733_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Carenado desplegable y método para reducir la resistencia aerodinámica en un proyectil de artillería lanzado por cañón Descripción ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Campo de la Invención Esta invención se refiere a proyectiles de artillería y más particularmente a un aparato y método para reducir la resistencia en un proyectil de artillería lanzado por cañón.

Descripción de la Técnica Relacionada Por razones relacionadas con la tecnología de disparo, los proyectiles de artillería tienen una superficie posterior en ángulos rectos al eje del proyectil. Es bien conocido que una superficie posterior que no se ahúsa, o que se ahúsa demasiado rápidamente, causará que el flujo de aire se separe del proyectil en la localización resultante en esa localización resultando en presión baja detrás del proyectil. La región de baja presión actúa como un vacío parcial sobre el área posterior completa del proyectil, lo que aumenta la resistencia limitando de esta manera el alcance máximo del proyectil. Cuanto mayor sea el área sobre la que actúa la baja presión mayor será la fuerza de resistencia aplicada.

La técnica de "expulsión por la base" ha sido ampliamente usada en años recientes para aumentar el alcance de proyectiles para defensa aérea y artillería sin tener que aumentar la velocidad inicial y aumentar de esta manera el tamaño de la carga propulsora a un nivel que el cañón en cuestión no soportaría. La técnica de expulsión por la base permite al gas fluir fuera desde la superficie posterior del proyectil preferiblemente a un caudal que represuriza el área por detrás del proyectil reduciendo la resistencia proporcional a la cantidad de presión recuperada llenando la región de baja presión con gas desde la fuente de gas de expulsión por la base. Aunque el dispositivo de expulsión por la base es similar un motor cohete suplementario con su cámara interior y su salida de flujo central cargadas de propulsor, su función es totalmente diferente de la usada en proyectiles equipados con motores cohete suplementarios conocidos como sustentadores para aumentar el alcance de fuego. Dichos motores cohete están cargados con propulsor para cohetes puro y proporcionan al proyectil con un incremento de la velocidad, mientras que el dispositivo de expulsión por la base está cargado con un propulsor de combustión lenta que está diseñado únicamente para eliminar la resistencia durante la porción de la trayectoria del proyectil en la que el propulsor está quemándose.

La patente U.S. 6.657.174 describe una alternativa a la técnica de expulsión por la base que implica extender el proyectil en la parte posterior por una sección de cola cónica que sobresale. La sección de cola consiste de una parte inflable ajustada inicialmente en la sección posterior del proyectil en forma comprimida y asegurada al cuerpo del proyectil, y puede ser desplegada e inflada a la forma y dureza deseadas por los gases propulsores desde una pequeña carga de propulsor que se enciende en el momento requerido. Dicha parte de sección inflable puede estar hecha por ejemplo de Kevlar y permanecer en una cubierta desmontable conectada al proyectil hasta el momento que se despliega. La energía en el aire permite al flujo girar la esquina en la base del proyectil siguiendo el lado de la cola cónica que sobresale reduciendo el área en la que la baja presión actúa. La fuerza de resistencia en la base del proyectil es la diferencia en la presión del exterior, el aire no perturbado y el vacío parcial creado por el flujo de aire separado multiplicado por el área sobre al que actúa la presión. La cola cónica que sobresale reduce eficazmente el área en el que la baja presión puede actuar para reducir la fuerza de resistencia significativamente. Esta sección posterior ahusada es conocida típicamente como una cola de barco que viene del extremo posterior ahusado de muchos barcos diseñados para reducir su resistencia en el agua.

La WO0206759A1 divulga un kit de ensamblaje de base de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y un método de reducir la resistencia aerodinámica de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 14; muestra un carenado desplegable por gases del cañón a alta presión almacenados en una cámara de la base en el momento del disparo del proyectil. La DE4101960A1 divulga un misil que tiene un carenado de tejido desplegable por medio de cartuchos de gas dispuestos dentro del misil.

RESUMEN DE LA INVENCION

Lo siguiente es un resumen de la invención para proporcionar una comprensión básica de algunos aspectos de la invención. Este resumen no se pretende que identifique elementos calve o críticos de la invención o que defina el alcance de la invención. Su único propósito es presentar algunos conceptos de la invención de una manera simplificada como un preludio a la descripción más detallada y las reivindicaciones que la definen que se presentan posteriormente.

La presente invención proporciona un carenado desplegable expulsado de los gases del cañón a alta

presión para reducir la resistencia aerodinámica y extender el alcance del proyectil de artillería.

Esto se consigue por el kit de ensamblaje de la base de acuerdo con la reivindicación 1 y el método de acuerdo con la reivindicación 14. El proyectil de artillería resultante tiene un carenado de tejido y un pistón unido al mismo en una sección posterior del proyectil en un estado estibado y una cámara. El proyectil se carga en el tubo del cañón de artillería. El propulsor dentro del tubo del cañón se quema produciendo gases del cañón a alta presión que lanzan el proyectil desde el tubo del cañón. Durante el lanzamiento los gases del cañón a alta presión se capturan y son almacenados temporalmente en la cámara. Una vez que el proyectil despeja el extremo del tubo del cañón, la presión en la parte posterior del proyectil cae de la alta presión dentro del tubo a o por debajo de la presión atmosférica fuera del tubo. Los gases del cañón a alta presión almacenados en la cámara producen una presión que actúa en la superficie superior del pistón para impulsar el pistón en la parte posterior contra la presión atmosférica mucho más baja por detrás del proyectil para desplegar el carenado de tejido, llamado una "cola de barco", que está unida al mismo para reducir el área por detrás del proyectil reduciendo así la resistencia aerodinámica. El pistón impulsado en la parte posterior acopla un mecanismo de bloqueo que bloquea al pistón en la posición desplegada. El mecanismo de bloqueo evita que el pistón rebote y mantiene la cola de barco incluso después de que el gas impulsor en la cámara se haya agotado.

El proyectil de artillería para lanzar desde un tubo de artillería puede comprender una ojiva, una carenado de tejido encajado en una sección posterior del proyectil en un estado estibado, una cámara en una sección posterior del proyectil, una placa unida a la sección posterior del carenado de tejido, un pistón unido a la placa, un mecanismo de bloqueo y un recorrido de admisión de gas acoplado a la cámara. En el momento del disparo del proyectil de artillería desde el tubo de artillería, los gases a alta presión fluyen a través del recorrido de admisión de gas y se almacenan en la cámara. Una vez que el proyectil despeja el final del tubo, los gases del cañón a alta presión impulsan el pistón en la parte posterior en el mecanismo de bloqueo y despliegan el carenado.

El proyectil puede incluir un cilindro que guía al pistón y se extiende axialmente en la cámara. El cilindro incluye uno o más agujeros formados en el mismo que permiten inicialmente al gas fluir desde el orificio central del pistón a través de los agujeros en la cámara. El recorrido de admisión... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un kit de ensamblaje de la base (100) para un proyectil de artillería lanzado por cañón (10) configurado para ser lanzado desde un tubo de artillería, que comprende:

un ensamblaje de la base (104) ; un carenado; una cámara (52) ; un mecanismo de bloqueo (68) ; y un recorrido de admisión de gas (58) para almacenar gases del cañón a alta presión en dicha cámara (52) en el momento de disparar un proyectil de artillería (10) desde un tubo de artillería, dichos gases del cañón a alta presión almacenados actuando para impulsar el carenado en la parte posterior en el mecanismo de bloqueo (68) para desplegar el carenado (65) una vez que el proyectil despeja el tubo de artillería;

caracterizado por el carenado (22, 65) es un carenado de tejido (65) encajado en y unido al extremo en la parte posterior del ensamblaje de la base (104) en un estado estibado; una placa (63) unida a la sección posterior del carenado de tejido (65) ; un pistón (54) unido a la placa (63) ; en donde los gases del cañón a alta presión almacenados actúan en el pistón (54) para desplegar el carenado (65) .

2. El kit de ensamblaje de la base de la reivindicación 1, que comprende además:

un cilindro (56) a lo largo de un eje del proyectil (10) que se extiende en la cámara (52) , dicho cilindro (52) incluyendo uno o más agujeros (62) formados en el mismo, dicho pistón (54) dispuesto dentro de dicho cilindro (56) , en donde los agujeros (62) en el cilindro (56) forman un recorrido de salida del gas para expulsar el gas del cañón a alta presión almacenado desde la cámara (52) en el cilindro (56) para impulsar el pistón (54) en la parte posterior en el mecanismo de bloqueo (68) para desplegar el carenado (65) .

3. El kit de ensamblaje de la base de la reivindicación 2, en donde el recorrido de admisión de gas comprende un orificio (64) que se extiende a través de la placa (63) , axialmente a través del pistón (54) y a través de los agujeros (60, 62) en el pistón (54) y el cilindro (56) en el estado estibado.

4. El kit de ensamblaje de la base de la reivindicación 3, en donde el orificio (64, 58) se extiende axialmente a través del pistón (54) a su superficie superior, que comprende además:

una pluralidad de entalladuras dispuestas en la superficie superior del pistón (54) alrededor del orificio (58) los espacios vacíos entre las entalladuras adyacentes acoplando gases del cañón a alta presión del orificio a través de los agujeros en el cilindro (56) para almacenar los gases en la cámara (52) en el estado estibado, dichos gases a alta presión expulsados desde la cámara (52) a través de los agujeros en el cilindro (56) y a través de las entalladuras para aplicar presión a una superficie superior del pistón (54) para impulsar el pistón en la parte superior.

5. El kit de ensamblaje de la base de la reivindicación 3, en donde los agujeros (60) en el pistón (54) están dispuestos en las paredes laterales del pistón (54) alineados nominalmente con los agujeros (62) en el cilindro (56) en el estado estibado para dirigir los gases del cañón a alta presión en la cámara (52) , una vez que el proyectil despeja el tubo de artillería dichos gases del cañón a alta presión son expulsados desde la cámara (52) a través de los agujeros (62) en el cilindro (56) para aplicar presión a una superficie superior del pistón (54) para impulsar el pistón en la parte posterior.

6. El kit de ensamblaje de la base de la reivindicación 2, en donde dicha cámara (52) está posicionada delante del montaje de la base (104) .

7. El kit de montaje de la base de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el pistón (54) comprende un mecanismo telescópico que se extiende más allá de su longitud estibada cuando se impulsa en la parte posterior para desplegar el carenado (65) .

8. Un proyectil de artillería lanzado por cañón (30) que comprende:

una carga útil; y un kit de ensamblaje de la base de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. El proyectil de artillería y kit de ensamblaje de la base de la reivindicación 8, en donde el diámetro de la placa (63) es menor que el diámetro de la sección posterior del proyectil (30) para reducir el área de la base y formar o

extender la cola de barco en el proyectil una vez desplegado.

10. El proyectil de artillería y kit de ensamblaje de la base de la reivindicación 8, en donde el ensamblaje de la base (104) mantiene un obturador (38) en su sitio alrededor de la sección posterior de la carga útil (14) para acoplar un diámetro interno de un tubo de artillería, dicho carenado de tejido (65) encajado en y unido a una sección posterior del ensamblaje de la base (104) en el estado estibado.

11. El proyectil de artillería y el kit de ensamblaje de la base de la reivindicación 10, en donde un sección posterior de la carga útil (14) tiene un espacio vacío, dicha cámara (52) posicionada delante el ensamblaje de la base (104) para acoplar con dicho espacio vacío.

12. Un proyectil de artillería lanzado por cañón y kit de ensamblaje de la base de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:

una sección de la nariz (12) que incluye una espoleta; una carga útil; y un obturador (38) alrededor de la sección posterior de la carga útil para acoplar con un diámetro interior del tubo de artillería; en donde la carga útil es una ojiva (14) , dicha ojiva teniendo una sección posterior roscada que define un espacio vacío; el kit de ensamblaje de la base (104) es roscado en la sección posterior roscada de la ojiva que mantiene el obturador (38) en su sitio; y la cámara (52) está posicionada en el ensamblaje de la base delante en el espacio vacío de la ojiva; el kit de ensamblaje de la base comprendiendo adicionalmente:

un cilindro (56) que se extiende axialmente a través del ensamblaje de la base en la cámara (52) , dicho cilindro incluyendo uno o más agujeros (62) formados en el mismo; en donde el pistón (52) está dentro del cilindro (56) , dicho pistón teniendo un orificio axial (58) a lo largo de su longitud, dicho pistón teniendo uno o más agujeros (60) formados en el mismo: en donde la placa (63) está unida al extremo en la parte posterior del pistón (54) , dicha placa teniendo un orificio (64) alineado con el orificio axial (58) en el pistón (54) ; en donde un extremo del carenado está asegurado al ensamblaje de la base y el otro extremo del carenado está asegurado a la placa final (63) ; en donde el mecanismo de bloqueo (68) bloquea el pistón (54) en un estado desplegado, en donde el orificio de la placa (64) , a lo largo del orificio axial del pistón (68) y a través de los agujeros (60, 62) en el pistón y cilindro forman un recorrida de admisión de gas para almacenar gas del cañón a alta presión en la cámara en el estado estibado, y en donde los agujeros (62) en el cilindro (56) forman un recorrido de salida de gas para expulsar el gas del cañón a alta presión desde la cámara en el cilindro para producir una presión alta que impulsa el pistón en la parte posterior en el mecanismo de bloqueo (68) para desplegar el carenado (65) al estado desplegado.

13. El proyectil de artillería y el kit de ensamblaje de la base 12, en donde el orificio se extiende axialmente a través del pistón a su superficie superior, que comprende además:

una pluralidad de entalladuras dispuestas en la superficie superior del pistón sobre el orificio, espacios vacíos entre entalladuras adyacentes que acoplan gases del cañón a alta presión desde el orificio a través de los agujeros en el cilindro para almacenar los gases en la cámara en el estado estibado, dichos gases a alta presión expulsados desde la cámara a través de los agujeros en el cilindro y a través de las entalladuras para aplicar presión a la superficie superior del pistón para impulsar el pistón en la paste posterior.

14. Un método de reducir la resistencia aerodinámica en un proyectil de artillería lanzado por cañón, que comprende:

proporcionar un proyectil de artillería que tiene un carenado y un pistón unidos al mismo en una sección posterior del proyectil en un estado estibado y que tiene una cámara; cargar el proyectil de artillería en un tubo de artillería; deflagrar un propulsor dentro del tubo de artillería para producir gases del cañón a alta presión para lanzar el proyectil desde el tubo de artillería; durante el lanzamiento del proyectil de artillería desde el tubo de artillería, capturar y almacenar gases del cañón a alta presión en la cámara; una vez que el proyectil despeja el extremo del tubo de artillería, dichos gases del cañón a alta presión almacenados empujan el pistón en la parte posterior para desplegar el carenado de tejido unido al mismo para reducir el área de cola de barco del proyectil; y acoplar un mecanismo de bloqueo para bloquear el pistón en una posición desplegada, 9

caracterizado porque el carenado es un carenado de tejido. 15. El método de la reivindicación 14, en donde el pistón está dispuesto dentro de un cilindro que se extiende a lo largo de un eje largo del proyectil en la cámara, dicho cilindro incluyendo uno o más agujeros formados en el mismo que forman un recorrido de salida de gas, que comprende durante el lanzamiento del proyectil de artillería desde el tubo de artillería, capturar los gases del cañón a alta presión a través de un recorrido de admisión de gas y almacenar los gases del cañón a alta presión en la cámara; y una vez que el proyectil despeja el extremo del tubo de artillería, expulsar los gases del cañón a alta presión almacenados desde la cámara a través del recorrido de salida de gas en el cilindro para impulsar el pistón en la parte posterior a través del cilindro en el mecanismo de bloqueo para desplegar el carenado.