ES2251340T3 - Atacador de proyectil para artilleria. - Google Patents
Atacador de proyectil para artilleria.Info
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Abstract
Atacador de proyectil para artillería con un carro (4, 4¿) dispuesto detrás del proyectil, que lleva una cavidad de alojamiento (4, 4) dispuesta alineada con la recámara, con un elemento de ataque (4.2) en el extremo trasero para el proyectil (G) y que está guiado sobre una guía (4.1) de forma móvil sobre una trayectoria de guía (4.3) que se extiende paralelamente al eje del tubo de la pieza de artillería y que está acoplado con un dispositivo de accionamiento para la aceleración en dirección al tubo de la pieza de artillería (1), en el que están previstos medios para el frenado del carro (4, 4¿) a una distancia predeterminado desde el extremo trasero del tubo de la pieza de artillería (1), caracterizado porque el dispositivo de accionamiento está equipado con al menos un motor lineal eléctrico (5-6, 5.1¿ ¿ 6, 1¿, 5.2¿ ¿ 6.2¿) y el ciclo del movimiento en el motor lineal puede ser controlado a través de una instalación de control eléctrico (11) en función del trayecto recorrido y/o de la dirección del movimiento y/o de la elevación del tubo de la pieza de artillería (1) de acuerdo con valores predeterminados, en el que la instalación de control (11) está conectada con aparatos de medición (10) para el trayecto recorrido y/o la dirección del movimiento y/o la elevación del tubo de artillería y el frenado del movimiento del carro se lleva a cabo, al menos en parte, a través de frenado por generador por medio del motor lineal.
Description
Atacador de proyectil para artillería.
La invención se refiere a un atacador de
proyectil para artillería con las características del preámbulo de
la reivindicación 1 de la patente.
Un atacador de proyectil de este tipo, designado
también como "atacador de vuelo libre" se describe, por
ejemplo, en el documento EP 0 352 584 A2.
El principio del atacador de proyectil de vuelo
libre consiste en que se puede prestar a un proyectil, que se
encuentra fuera de la instalación del arma, una velocidad tan alta
que éste, después de abandonar el sistema de aceleración, en virtud
de la energía cinética provocada a través de la aceleración,
continúa moviéndose en vuelo libre y de esta manera se lleva a cabo
el proceso de ataque. El atacador de vuelo libre descrito en la
publicación mencionada anteriormente, como también, por ejemplo, en
el documento CH 664 627, posee para la aceleración un sistema de
carro, en el que se acelera el proyectil alojado en el carro
incluyendo el carro y cuando se alcanza la velocidad de ataque
necesaria, se frena el carro. El proyectil vuela entonces a través
de la culata hasta la recámara del arma y es atacado en las estrías
del tubo del arma.
En las piezas de artillería, detrás de la
instalación del arma solamente se puede realizar, en general, un
recorrido de aceleración relativamente corto para el sistema del
carro, sobre el que debe acelerarse el carro con el proyectil a la
velocidad de ataque necesaria. A partir del recorrido de aceleración
dado y de la velocidad de ataque a alcanzar se calculan valores de
aceleración altos. De esta manera, resulta forzosamente, para la
aceleración de las masas existentes (carro y proyectil), una fuerza
de aceleración alta, que debe aplicarse de forma repentina. Esto
significa que para el proceso de aceleración debe estar disponible a
corto plazo una alta densidad de energía.
En los atacadores de proyectiles conocidos se
utilizan dispositivos de accionamiento neumáticos (EP 0 352 584 A2)
o bien hidráulicos (CH 664 627), que están configurados como
accionamientos de cilindro y pistón, estando almacenado el medio
respectivo para el funcionamiento en un acumulador de trabajo y
siendo conducido por medio de una válvula de control especial de
forma repentina al accionamiento de cilindro y pistón.
Para la generación del aire comprimido necesario
o bien de la presión hidráulica se utiliza una instalación de
compresor accionada con motor eléctrico o bien un agregado
hidráulico.
La conversión de la energía eléctrica en otra
forma de energía, su preparación y acumulación requieren un gasto
grande y están unidos con pérdidas de rendimiento considerables.
Se conocen, además, atacadores de vuelo libre,
que utilizan, como dispositivo de accionamiento, acumuladores de
resorte, por ejemplo muelles helicoidales pretensados con motor
eléctrico o muelles de gases, que son activados mecánicamente
durante el proceso de ataque y la energía acumulada es transmitida a
través de componentes de máquinas conectados a continuación
(cadenas, cremalleras) sobre el proyectil o el carro de ataque.
En el documento DE 3208941 A1 se describe la
utilización de un accionamiento de motor eléctrico lineal sobre el
control de un cerrojo de tracción directa de un arma de tubo
automática. En esta utilización conocida, el cuerpo del cerrojo es
acelerado desde una posición de retenida en la zona trasera de su
trayectoria de movimiento hacia la rotura de fuego, arrastrando una
unidad de munición preparada para la introducción en el tubo del
arma y siendo acerrojado para el desarrollo del fuego. A través de
una parte de la energía que se libera durante el desarrollo del
fuego se descerraja de nuevo el cuerpo del cerrojo y se acelera de
nuevo, haciendo tope en un tope del cerrojo e invirtiendo en este
caso su dirección de movimiento para el inicio del ciclo de fuego
siguiente.
La invención tiene el cometido de configurar un
atacador de vuelo libre para artillería con las características
indicadas al principio y en el preámbulo de la reivindicación 1 de
la patente, de tal forma que la energía eléctrica en el dispositivo
de accionamiento es convertida directamente en energía cinética y,
por lo tanto, se evita la pérdida de rendimiento a través de una
conversión de la energía eléctrica en otra forma de energía.
La invención parte del reconocimiento de que la
realización de un dispositivo de accionamiento de este tipo a través
de sistemas accionados por motores eléctricos convencionales fracasa
en la conversión de la energía eléctrica alta, necesaria en el
momento del proceso de ataque, en el movimiento de traslación del
carro. Debido a la conversión del movimiento giratorio de un motor
eléctrico convencional en el movimiento de traslación del carro, los
elementos de máquinas (cadenas, husillos, engranajes, cremalleras)
conocidos a este respecto en la fabricación de máquinas, chocan con
los límites de su capacidad de carga debido a las fuerzas de masas
que se producen durante la aceleración y a las altas velocidades de
ataque. Además, especialmente en piezas de artillería dispuestas en
vehículos de combate, debido al tamaño grande de un motor eléctrico
convencional, a la potencia necesaria y a su peso, apenas se puede
llevar a cabo el alojamiento, por ejemplo la disposición en un brazo
de carga móvil.
La solución del cometido mencionado anteriormente
se realiza, de acuerdo con la invención, con las características de
la parte de caracterización de la reivindicación 1 de la patente.
Los desarrollos ventajosos de la invención se describen en las
reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con ello, una idea básica de la
invención cosiste en utilizar, en lugar del dispositivo de
accionamiento conocido, configurado como accionamiento de cilindro y
pistón, un motor lineal eléctrico. Los motores lineales permiten la
generación directa de movimientos lineales sin la intercalación de
engranajes.
En su lugar, la fuerza es generada directamente
en la pieza a mover. Todos los miembros mecánicos intermedios se
suprimen, y la energía eléctrica es alimentada directamente en la
forma existente y no es necesario convertirla en otra forma de
energía. Otra ventaja del dispositivo de accionamiento configurado
como motor lineal consiste en que en oposición al accionamiento de
cilindro y pistón, que desarrolla su fuerza de empuje hasta el final
de la carrera de aceleración, el proceso de aceleración y un
eventual proceso de frenado se pueden controlar muy exactamente en
el motor lineal. Esto se lleva a cabo a través de una instalación de
control eléctrica, a través de la cual se puede controlar el ciclo
de movimiento en el motor lineal en función del trayecto recorrido
y/o de la dirección de movimiento y/o de la elevación del tubo de la
pieza de artillería de acuerdo con valores predeterminados, estando
conectada la instalación de control con aparatos de medición para el
trayecto recorrido y/o la dirección del movimiento y/o la elevación
del tubo de la pieza de artillería. Debido a la capacidad de
regulación del motor lineal, la fuerza de accionamiento se
desconecta en la fase de frenado y a la inversa. Por lo tanto, el
motor lineal desarrolla una fuerza de frenado adicional, que se
puede tener en cuenta en el diseño de los medios para el frenado del
carro. Como se explica más adelante con la ayuda de ejemplos de
realización, también es posible dimensionar el motor lineal y
disponerlo en el carro de tal forma que en la fase de frenado, la
parte secundaria del motor lineal abandona el estator del motor
lineal. A través del recubrimiento reducido se reduce de forma
automática la fuerza de empuje del motor.
La alimentación eléctrica del motor lineal se
puede realizar en una pieza de artillería, dispuesta en un vehículo
de combate, desde una batería tampón alimentada a través de la red
de a bordo. Para poder disponer a corto plazo de una potencia
eléctrica alta para el proceso de ataque, se puede emplear un
acumulador de corta duración, cuya capacidad está diseñada para el
proceso de ataque. Además, es posible supervisar el desarrollo del
proceso de ataque, en virtud de un sistema de medición eléctrica
instalado en el carro de ataque y controlar a través de una
regulación de una manera selectiva la cesión de la potencia
eléctrica al motor lineal.
Se consiguen las siguientes ventajas especiales
del atacador de proyectil de acuerdo con la invención:
- a)
- un mando controlado de un ciclo óptimo de recorrido y tiempo del carro de ataque;
- b)
- una regulación, en función de la elevación, de la velocidad de ataque necesaria;
- c)
- una regulación de la fuerza de accionamiento en función del tipo de proyectil;
- d)
- una influencia del proceso de frenado.
A continuación, se explican en detalle, con la
ayuda de los dibujos adjuntos, ejemplos de realización para un
atacador de proyectil de acuerdo con la invención.
En los dibujos:
La figura 1 muestra en la sección longitudinal el
extremo trasero de un tubo de proyectil con un atacador de proyectil
en la posición de reposo.
La figura 2 muestra en una representación similar
a la figura 1 el atacador de proyectil en una posición de
frenado.
La figura 3 muestra, en una representación
ligeramente ampliada con respecto a la figura 1, una sección a
través del atacador del proyectil de acuerdo con la línea
A-A en la figura 1.
La figura 4 muestra en una representación similar
a la figura 3 una sección correspondiente a través de otra forma de
realización del atacador del proyectil.
La figura 5 muestra en un diagrama de bloques la
instalación de alimentación eléctrica para un atacador de proyectil
de acuerdo con las figuras 1 a 4.
La figura 6 muestra la curva de recorrido y
tiempo del atacador del proyectil durante el proceso de ataque.
La figura 1 muestra el extremo trasero del tubo
de una pieza de artillería 1 no representada en detalle, en la que
está dispuesta la culata 1.1. En el tubo de la pieza de artillería 1
está dispuesto un brazo de transferencia del proyectil 2, que se
puede girar hacia arriba alrededor del eje del muñón S y que lleva
en su extremo exterior un soporte 3, sobre el que está dispuesto un
atacador del proyectil. Sobre el soporte 3 está fijada una
trayectoria de guía 4.3, sobre la que está guiado un carro 4, sobre
una guía de rodillos 4.1, en una dirección paralela al eje del alma
del tubo R. En el extremo trasero del carro 4 se encuentra un
elemento de ataque 4.2 del tipo de cáscara como arrastre para el
proyectil G, que se encuentra sobre el carro en una cavidad de
alojamiento 4.4. En el extremo delantero del carro está dispuesto un
amortiguador de impactos 7 conocido en sí y no descrito en detalle,
cuyo tope 7.1 se apoya en la posición final del carro 4 representada
en la figura 2 en el extremo trasero del tubo de la pieza de
artillería. Por lo tanto, durante el proceso de ataque, el carro 4
se mueve desde la posición se reposo representada en la figura 1
hasta la posición final representada en la figura 2, estando
representado en la figura 2 el comienzo de la posición final con
líneas continuas y la posición final definitiva después de la
entrada del amortiguador de impactos 7 con línea de trazos. Durante
y después del frenado del carro 4, el proyectil G se mueve en vuelo
libre dentro del tubo de la pieza de artillería 1.
El dispositivo de accionamiento para la
aceleración de un carro 4 presenta, en la forma de realización
representada en las figuras 1 a 3, un motor eléctrico lineal con una
parte primaria 5 plana, extendida alargada, dispuesta fijamente
entre el soporte 3 y el carro 4, que está conectada, de una manera
no representada en las figuras 1 y 2, en la instalación de
alimentación eléctrica. La parte secundaria móvil 6 del motor lineal
está configurada como componente plano alargado y está constituida
por material ferromagnético, por ejemplo por hierro con una pista
magnética 6.1. La parte secundaria 6 sobrepasa a la parte primaria 5
colocada plana. En esta disposición aparece una fuerza de apriete de
una magnitud doble a la fuerza de avance máxima entre la parte
primaria y la parte secundaria, que debe transmitirse desde la guía
del carro 4.1-4.3. El espacio para el amortiguador
de impacto no representado se designa con 7.2 en la figura 3.
La figura 4 muestra un dispositivo de
accionamiento, que está equipado con dos motores lineales. Los
componentes de la figura 4, que corresponden a los componentes
respectivos de la figura 3, están identificados con el mismo número
de referencia y con un trazo de apóstrofe.
En esta forma de realización, el carro 4' está
guiado sobre una guía lineal 4.1' en un carril de guía central 4.3'.
Las partes primarias 5.1' y 5.2' de los motores lineales están
dispuestos fijamente en los dos lados del carro 4' en el soporte 3'.
Frente a las partes primarias 5.1' y 5.2', en los dos lados del
carro, están dispuestas las partes secundarias 6.1' y 6.2',
configuradas como componentes que apuntan hacia fuera y que están
constituidas por material ferromagnético, que llevan en cada caso
una pista magnética 6.11' y 6.12'. Por lo tanto, las partes primaria
y secundaria están alineadas aquí en dirección vertical y opuestas
entre sí. En esta disposición, se compensan las fuerzas de apriete
a través de la disposición por parejas de las partes primaria y
secundaria. No obstante, dentro de la estructura del carro 4' están
presentes como anteriormente, de manera que debe realizarse una
estructura de carro muy rígida. Además, se produce un gasto de
construcción ligeramente elevado a través de la disposición por
parejas.
En las dos formas de realización descritas, a
través de la configuración correspondiente de la parte primaria y de
la parte secundaria con respecto a su longitud en correspondencia
con el espacio de construcción disponible, se puede conseguir un
recorrido de aceleración correspondientemente largo para el carro de
ataque 4 y 4', respectivamente. Esto tiene como consecuencia que
para la aceleración del carro 4 y 4', respectivamente, con proyectil
G, se necesita una fuerza de aceleración más baja y se reduce la
necesidad de potencia de corta duración del motor lineal.
Además, la longitud del carro se puede acortar a
la longitud de la parte secundaria, con lo que resulta una reducción
del peso.
A través de la cáscara de carga 4.4 y 4,4',
respectivamente, dispuesta sobre el carro 4 y 4', respectivamente,
se puede conseguir que el extremo delantero de la cáscara de carga
se sumerja, durante el frenado del carro, en la recámara del arma
(representación de trazos en la figura 2). Por medio de esta medida
se mejora considerablemente el comportamiento de salida del
proyectil G en el momento del "vuelo" desde el carro de ataque
4.
En la figura 5 se muestra una instalación de
alimentación eléctrica para los dispositivos de accionamiento del
atacador del proyectil. La instalación de alimentación posee una
batería tampón 9, que está conectada, por ejemplo, en la red de a
bordo del vehículo de combate. Para motores lineales configurados
como máquinas sincronizadas, la tensión continua presente debe
transformarse en la tensión alterna necesaria para el funcionamiento
del motor lineal o bien de los motores lineales. Esto se realiza por
medio de un transformador 8 conectado en la batería tampón 9. Puesto
que para el proceso de ataque debe estar disponible a corto plazo
una potencia eléctrica alta, el transformador 8 contiene un
acumulador de corta duración 8.1, cuya capacidad está diseñada para
un proceso de ataque.
Un sistema de medición eléctrica 10 instalado en
el carro de ataque 4 y 4', respectivamente, supervisa el desarrollo
del proceso de ataque y controla a través de una regulación 11 de
una manera selectiva la cesión de potencia eléctrica desde el
acumulador de corta duración 8.1 a la parte primaria 5 del motor
lineal.
La regulación se puede realizar de acuerdo con
curvas características de control predeterminadas opcionalmente, de
acuerdo con las cuales se acelera o se frena el carro en las
diferentes fases de movimiento.
La figura 6 muestra a modo de ejemplo la curva de
recorrido y tiempo del carro de ataque durante el proceso de ataque
con una fase de aceleración, una fase de frenado, una fase de reposo
y una fase de retorno.
Claims (11)
1. Atacador de proyectil para artillería con un
carro (4, 4') dispuesto detrás del proyectil, que lleva una cavidad
de alojamiento (4, 4) dispuesta alineada con la recámara, con un
elemento de ataque (4.2) en el extremo trasero para el proyectil (G)
y que está guiado sobre una guía (4.1) de forma móvil sobre una
trayectoria de guía (4.3) que se extiende paralelamente al eje del
tubo de la pieza de artillería y que está acoplado con un
dispositivo de accionamiento para la aceleración en dirección al
tubo de la pieza de artillería (1), en el que están previstos medios
para el frenado del carro (4, 4') a una distancia predeterminado
desde el extremo trasero del tubo de la pieza de artillería (1),
caracterizado porque el dispositivo de accionamiento está
equipado con al menos un motor lineal eléctrico
(5-6, 5.1'-6,1',
5.2'-6.2') y el ciclo del movimiento en el motor
lineal puede ser controlado a través de una instalación de control
eléctrico (11) en función del trayecto recorrido y/o de la dirección
del movimiento y/o de la elevación del tubo de la pieza de
artillería (1) de acuerdo con valores predeterminados, en el que la
instalación de control (11) está conectada con aparatos de medición
(10) para el trayecto recorrido y/o la dirección del movimiento y/o
la elevación del tubo de artillería y el frenado del movimiento del
carro se lleva a cabo, al menos en parte, a través de frenado por
generador por medio del motor
lineal.
lineal.
2. Atacador de proyectil de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la parte primaria (5,
5.1', 5.2') y la parte secundaria (6, 6.1', 6.2') del motor lineal
están dispuestas de tal forma que la parte secundaria abandona la
zona de actuación de la parte primaria de acuerdo con un trayecto
predeterminado.
3. Atacador de proyectil de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la parte primaria
(5, 5.1', 5.2') del motor lineal, en la que se lleva a cabo la
alimentación de corriente, está conectada fijamente con la
trayectoria de guía (4.3, 4.3'), mientras que la parte secundaria
(6, 6,1', 6.2') está conectada con el carro (4, 4').
4. Atacador de proyectil de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque la parte primaria (5)
del motor lineal posee una longitud predeterminada mayor que la
parte secundaria (6).
5. Atacador de proyectil de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la parte
secundaria (6, 6.1', 6.2') del motor lineal está constituida por un
componente plano, alargado, de material ferromagnético, con una
pista magnética (6.1, 6.11', 61.12').
6. Atacador de proyectil de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la
instalación de alimentación de corriente para el motor lineal
presenta un acumulador eléctrico (8.1) de corta duración.
7. Atacador de proyectil de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizado porque durante la aplicación
del atacador del proyectil en un vehículo de combate, la instalación
de alimentación de corriente para el motor lineal presenta una
batería tampón (9) conectada en la red de a bordo.
8. Atacador de proyectil de acuerdo con una de
las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque en el caso
de un motor lineal configurado como motor sincrónico, la instalación
de alimentación de la corriente contiene un vibrador (8).
9. Atacador de proyectil de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque entre el
carro (4) y el extremo trasero del tubo de la pieza de artillería
(1) está conectado un dispositivo de freno configurado como
amortiguador de impactos (7).
10. Atacador de proyectil de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el
dispositivo de accionamiento presenta un motor lineal, cuya parte
primaria (5) es plana y está dispuesta fijamente, apuntando hacia
arriba, debajo del carro (4), mientras que en el lado inferior del
carro (4) está fijada la parte secundaria (6) configurada como
componente plano alargado.
11. Atacador de proyectil de acuerdo con una de
las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el
dispositivo de accionamiento presenta dos motores lineales, cuyas
partes primarias (5.1', 5.2') están dispuestas fijamente a ambos
lados del carro (4'), mientras que en los lados del carro (4') están
fijadas en cada caso las partes secundarias (6.1', 6.2')
configuradas como componentes que apuntan hacia fuera.
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