射弹密封装置 【技术领域】
本发明涉及用于圆筒组件的射弹密封装置，其中多个射弹组件被以毗邻关系轴向设置在一个圆筒中，并且与离散的推进弹药相关联，用于选择性地依次从圆筒中推射出相应的射弹。
尽管并非局限于此，但是本发明尤其涉及用于武器的圆筒组件，其采用电动或者电子方式来启动用于点燃离散推进弹药的点火装置。
背景技术
在转让给本申请人的在先国际专利申请包括PCT/AU94/00124中所描述的用于圆筒组件的射弹密封装置，在各个射弹组件与容纳这些射弹组件的圆筒膛孔之间采用了可操作地密封接合。
射弹组件与圆筒膛孔之间可操作地密封接合的一个重要功能是，防止或者至少减少由于点燃前一射弹所产生的燃烧产物发生燃烧泄漏，否则这种泄漏会导致圆筒内部与后方射弹组件相关联的推进弹药被同时点燃。这些射弹组件包括多种结合有衬套和楔状套筒、圆环或者可膨胀部件的圆筒密封构造—所有这些均被设置成密封靠在圆筒膛孔上。
但是，利用与圆筒可操作地密封接合的圆筒组件的相对复杂度和制造成本影响了本申请人的圆筒组件的应用，尤其是在体积很大的情况下，因此期待能够进行低成本制造。
发明概述
在某些实施例中，本发明旨在提供一种用于圆筒组件地射弹密封装置，其中射弹被轴向设置在一个圆筒中，以便防止前一射弹的点火动作会将后方或者后部射弹的推进剂点燃，但无需使射弹与圆筒膛孔可操作地密封接合。
在某些实施例中，本发明旨在提供一种用于所述圆筒组件的射弹密封装置，其不太复杂，允许使用常规的膛线(conventional rifling)，有利于降低制造成本或者至少提供一种有用的选择。
鉴于前述内容，本发明在一个方面涉及一种用于武器的圆筒组件的射弹密封装置，其中多个射弹组件被以毗邻关系轴向设置在一个圆筒中，各个射弹组件均与离散的推进弹药相关联；所述密封装置包括：
一个后向开口，其与设置在各个射弹组件中的用于容纳离散推进弹药的凹腔相连通；和
一个毗邻射弹组件的前部，其被设置成与所述后向开口可操作地密封接合；
这种装置能够使得在向毗邻的射弹组件施加压缩载荷的过程中，离散的推进弹药被密封在所述凹腔内。
在另外一个方面，本发明涉及一种用于武器的圆筒组件，该圆筒组件包括：
多个以毗邻关系轴向设置在一个圆筒中的射弹组件，各个射弹组件均与离散的推进弹药相关联；
用于各个推进弹药的点火装置，由此使得这些离散的推进弹药可以被选择性地点燃，以依次从圆筒中推射出相应的射弹；以及
位于毗邻的射弹组件之间的密封装置，该密封装置包括：
一个后向开口，其与设置在各个射弹组件中的用于容纳离散推进弹药的凹腔相连通；和
一个毗邻射弹组件的前部，其被设置成与后所述方开口可操作地密封接合；
这种装置能够使得在向毗邻的射弹组件施加压缩载荷的过程中，用于后面射弹的离散的推进弹药被密封在它们的相应凹腔内。
在另外一个方面，本发明涉及一种射弹组件，其具有一个带有头部和尾部的主体，其特征在于：
所述头部包括一个被设置成与前一射弹上的后向开口可操作地密封接合的前部；
所述尾部包括一个后向开口，该后向开口与设置在所述射弹组件中的用于接收离散推进弹药的凹腔相连通，并且包括一个被设置成与后一射弹的前部可操作地密封接合的后部；以及
密封装置，该装置能够使得在向毗邻的射弹组件施加压缩载荷的过程中，离散的推进弹药被密封在所述凹腔内。
优选的是，所述前部或者头部具有一个呈预定形状的前向密封表面，而所述后向开口具有一个后向密封表面，其形状基本上与前向密封表面的预定形状互补，由此使得这些密封表面协同工作。
可选择地，所述前向密封表面和后向密封表面中的一个或两个均包括密封装置比如垫圈以有助于或者增强密封作用。所述密封装置可以被预制成一个弹性体，比如垫圈，或者通过使用合适的可流动密封材料现场制取。更为优选的是，所述密封材料具有粘结性能。
所述射弹主体上的密封表面可以呈任何合适的形状，包括有横剖面为半球形、锥形或者楔形的表面部分，无论是基于空气动力学考虑或者其它考虑。合适地，所述前向密封表面呈外凸形状，而协作的后向密封表面呈互补的内凹形状。
所述射弹主体可以在该射弹组件的头部或尾部上包括一个横向表面，该横向表面被设置成能够在向其施加压缩载荷时，防止射弹相对于其后面的射弹发生过度移动(voer-travel)。该横向表面可以根据需要为平坦的或者弯曲的。
所述推进弹药可以呈固态形式或者可流动形式，比如粉末或者颗粒。
所述后向开口可以包括一个封闭件，用于将推进物质保持在所述凹腔内。该封闭件可以包括一个能够机械爆裂的圆盘或者一个由可燃物质制成的圆盘。
所述封闭件可以包括卡持装置，其可释放地与所述头部上的互补卡持装置接合。所述卡持装置最好是插座与插销构件，最好包括协同工作的螺纹来便于实现释放。可选择地，所述卡持装置可以是易碎的。在任一种情况下，均可以通过将这种卡持装置选择性地接合起来来形成射弹组件串。
在又一个方面，本发明涉及一种射弹串，其包括至少两个被可释放地连接在一起的射弹，其中各个射弹组件均包括一个头部和一个尾部，并且可释放的连接装置包括互补的插销构件和插座构件，该连接装置被设置在前一射弹的尾部与后一射弹的头部之间。
根据需要，所述连接装置中的插销构件和插座构件带有可释放的接合装置，比如协同工作的螺纹或者易碎的接头装置。
附图简述
为了能够更轻易地理解本发明并且付诸实施，下面将参照附图，附图中示出了本发明的典型实施例，其中：
图1是本发明第一实施例中的一个射弹组件的等轴视图；
图2是在一个圆筒内以近乎毗邻关系设置的两个第一实施例中的射弹组件的局部等轴视图；
图3是本发明第二实施例中的一个射弹组件的等轴视图；
图4是两个第二实施例中的射弹组件的局部等轴视图；
图5是本发明第三实施例中包括一个密封装置的射弹组件的等轴视图；
图6是本发明第四实施例中的一个射弹组件的侧向剖视图；
图7是另外一个通过将第四实施例中的射弹毗邻起来而形成的射弹组件的侧向剖视图；
图8是本发明第五实施例中的一个射弹组件的侧向剖视图；
图9是另外一个通过将第五实施例中的射弹毗邻起来而形成的射弹组件的侧向剖视图。
优选实施例的详细描述
在图1和2中示出的第一实施例中的射弹组件10，每一个均包括一个主体11，该主体11具有一个头部或者前部12和一个位于尾部19处的嘴部或者后向开口13，该开口与射弹主体中的凹腔14相连通。凹腔14中包含有离散的推进弹药15以及用于点燃该推进弹药的点火装置(未示出)。将会明白的是，在对推进剂进行点火时，最好利用电子控制装置，包括推进气体在内的燃烧产物将以相当大的力经由射弹的尾部19处的嘴部13从射弹凹腔14中排出。
在第一实施例中，射弹头部12的前向密封表面16是外凸的，呈一种简单的半球形状，而嘴部13具有一个周向密封表面17，其至少部分地被设置或者制成与头部12的半球形密封表面16互补的内凹形状。这些形状的精确构造相对不太重要，只是需要它们互补，以便满足预期目的，即在向毗邻的射弹组件施加压缩载荷时，提供一个基本上气密的密封部。如针对图2讨论的那样，这种密封部用于避免无意中点燃与后方射弹相关联的推进剂。还希望这些用于射弹的形状能够提供足够的强度，以抵抗在对利用了这种射弹组件的武器进行点火的过程中所产生的筒内作用力。
尽管在本实施例中采用了简单的半球形状，但是也可以进行多种变型。例如，一种简单的变型是射弹的头部与射弹的接收尾部具有协同工作的锥形或者楔状横剖面形状，用于改善密封接合。在某些实施例中，射弹主体11的头部或者前部12的表面形状将根据空气动力学考虑确定。
图2示出了多个以近乎毗邻关系轴向设置在一个圆筒20内的射弹组件10中的两个。这些射弹组件被略微分离开，并且为了清楚起见，仅描绘出了圆筒20的一部分。在正常工作的过程中，由于将射弹装载入圆筒20内的压缩作用，前一或者左侧射弹10a的头部12的前向表面16将与后一或者右侧射弹10b的嘴部13的后向圆周表面17发生接触。各个射弹10的向内延伸圆周表面17，均从射弹尾部处的后端圆环面18和从射弹主体11的外表面朝向射弹的纵轴22延伸。
通过向毗邻的射弹10施加压缩载荷L，前一射弹10a上的后向圆周表面17将可操作地密封靠在后一射弹10b上的前向表面16上，由此将推进弹药15密封在射弹主体11中的凹腔14内。一般来说，在将最前方的射弹从圆筒20中推射出的过程中，由于最前方射弹(在图2中未示出)的点火作用，会产生进一步的压缩载荷。
需要指出的是，本实施例中的射弹组件10与圆筒20的侧壁或者膛孔21之间的相互作用(至少与一定的密封要求有关)与用于已知武器中的常规射弹和圆筒侧壁之间的相互作用相同。因此，为了可靠地进行工作，仅需要射弹主体11的圆柱形外表面与圆筒膛孔21之间的密封程度能够在点火过程中防止推进气体穿过射弹主体11的头部12即可，该点火比如由于常规的膛线产生。
在图3中示出了按照本发明第二实施例的射弹30。射弹30包括一个主体31，该主体31具有一个小径头部或者前部32和一个位于尾部处的嘴部或者后向开口33，该开口与射弹主体中的凹腔(未示出)相连通。射弹主体31包括一个平头锥形尾部34，其终止于一个相对于射弹总体具有较小直径的圆环状后表面38。所述内腔中容纳有离散的推进弹药35和用于点燃推进弹药的点火装置(未示出)。用于点燃推进弹药的装置最好类似于在已转让给本申请人的在先国际专利申请PCT/AU94/00124中描述的装置。
一个前向密封表面36设置在射弹头部上，同时在后向开口33的圆周处带有一个互补的后向密封表面37，该后向密封表面37被设置成能够与射弹头部32的密封表面36可操作地密封接合。
图4示出了两个基本上轴向排列的第二实施例中的射弹30，尽管为了清楚起见它们在附图中被分离开。如果需要，射弹主体31的前表面可以包括一个圆环部分(未示出)，其横穿纵轴39并且被设置成抵靠在前一射弹的横向圆环状后端面38上。这种排布可以用来将后一射弹头部32的移动行程限制在前一射弹的后向开口33内，由此降低相应的密封表面36、37由于过度移动和/或变形而锁合在一起，所述过度移动和/或变形是由于对圆筒中的一串或者一组射弹组件反复施加压缩力而造成的。
参照图5，在此示出了射弹组件40，其总体构造类似于前面针对图1和2描述的构造。各个射弹组件40均包括一个呈垫圈41形式的密封装置，其中垫圈41被卡持在开口43上接近射弹尾部49的后向密封表面42上。可以由不锈钢或者合适的专用合成材料制成的第一垫圈41，在后向密封表面42与射弹头部的前向密封表面44之间提供了更强的密封作用。如果需要，通过在射弹头部上设置一个第二垫圈(最好与第一垫圈41间隔开)可以实现双重密封。但是，设置在射弹头部上的密封装置会影响射弹组件40的空气动力学性能。
在第三实施例的其它变型中，密封装置可以包括一种粘结密封材料，其于现场在毗邻的射弹组件之间形成一个密封部，并且还可以用于将多个射弹卡持成串，以便于装载到圆筒内。推进弹药45被与射弹组件40的主体卡持在一起，并且可以被制成一个固块或者可流动物质，比如粉末或者颗粒，如同本实施例中那样。
本实施例还包括一个用于后向开口43的封闭件，其呈可爆裂圆盘46的形式，用于留持可流动的推进弹药45。选择性地，该封闭件可以由一种可燃物质制成而并非一个可爆裂圆盘，包括卡持装置，其与相邻射弹头部上的互补卡持装置可释放地接合起来。在本实施例中，卡持装置由一个位于头部上的插销构件47和设置于可爆裂圆盘46中的插座48形成，这些构件均包括相应的协作螺纹，允许在以后根据需要释放开。在其它的利用推进剂固块的实施例中，卡持装置可以包括直接形成于推进剂固块中的插座。
卡持装置中的插销构件47和插座构件48可以同时包括一个易碎的连接装置。除了协作螺纹之外，所述连接装置可以在燃烧作用的协助下释放开，更为希望的是在点火过程中释放开。多个射弹组件40可以因此被连接在一起，以形成一个射弹串，以便于进行处理和后续装载入圆筒内。
图6和7以剖视图形式示出了本发明第四实施例中的射弹50。在图6中示出的射弹50包括一个外壁51，其限定出一个内腔，和一个横向内壁52，其将所述内腔分成一个载货腔室或者可操作地载荷腔室53和一个推进剂腔室54。为了便于参考，射弹主体可以被抽象地分成头部55和尾部56。
头部55的前向外表面包括一个平坦或者平截的前端部56和一个外凸的密封表面57。所述头部的内表面包括一条用于载货腔室或者可操作地载荷腔室53的向内延伸加强肋58。将会明白的是，根据需要，在一种形式中肋58可以包括一个螺纹装置，以有利于进入可操作地载荷腔室。
推进剂腔室54可以经由一个位于射弹尾部56处的后向开口或者嘴部59与射弹的外部连通，所述嘴部由一个圆环状内向延伸壁60限定而成。开口59由一个封闭件覆盖起来，在这里所述封闭件呈一个可爆裂圆盘61的形式，适合于通过点燃容纳于其中的可流动推进剂(未示出)而发生爆裂。圆环状壁60的后向密封表面62呈内凹形状，其总体上与外凸的密封表面57互补。
参照图7，示出了一组三个第四实施例中的射弹50a、50b、50c，它们如同设置于一个圆筒(未示出)中那样以轴向毗邻关系排布。因此，第一射弹50a中的推进剂腔室54a在交界面65a-b处被密封起来，其中交界面65a-b通过使得第一射弹的后向密封表面62a与下一个相邻(第二)射弹50b的前向密封表面57b协同工作而形成。相应地，第二射弹50b中的推进剂腔室54b在交界面65b-c处被密封起来，其中交界面65b-c通过使得其后向密封表面62b与下一个相邻(第三)射弹50c的前向密封表面57c协同工作而形成。
图8和9以剖视图形式示出了本发明第五实施例中的射弹70。在图8中示出的射弹70包括一个外壁71，其限定出一个内腔，和一个横向内壁72，其将所述内腔分成一个载货腔室或者可操作地载荷腔室73和一个推进剂腔室74。为了便于参考，射弹主体可以再次被抽象地分成头部75和尾部76。
头部75的前向外表面包括一个环状横向表面76，其位于从圆柱形侧壁至头部75的局部半球形前壁的过渡部，所述前壁具有一个前向外凸密封表面77。射弹70的头部75的内表面包括一用于载货腔室或者可操作地载荷腔室73的向内延伸加强肋78。
推进剂腔室74可以经由一个位于射弹尾部76处的后向开口或者嘴部79与射弹的外部连通，所述嘴部由一个圆环状内向延伸壁80限定而成。一个推进剂固块81(以虚线示出)可以被容纳在推进剂凹腔74中。圆环状壁80的后向密封表面82呈内凹形状，该内凹形状总体上与球形的外凸密封表面77互补。
参照图9，示出了一组三个第五实施例中的射弹70a、70b、70c，它们如同设置于一个圆筒(未示出)中那样以轴向毗邻关系排布。因此，第一射弹70a中的推进剂腔室74a在交界面85a-b处被密封起来，其中交界面85a-b通过使得第一射弹70a的后向密封表面82a与下一个相邻(第二)射弹70b的前向密封表面77b协同工作而形成。还将看出的是，相应第一和第二射弹的后向拐角83a与圆环状侧面76b之间的毗邻关系能够抵抗在射弹组的轴向压缩过程中射弹70a、70b的过度移动和可能变形。
相应地，第二射弹70b中的推进剂腔室74b在交界面85b-c处被密封起来，其中交界面85b-c通过使得其后向密封表面82b与下一个相邻(第三)射弹70c的前向密封表面77c协同工作而形成。类似地，通过使得第二射弹70b的后向拐角83b与第三射弹70c的前向侧面76c毗邻起来而抵抗过度移动现象。
尽管本发明也能够应用于其它民用领域，但是本发明主要应用在用于军事和法律强制使用的武器中。其尤其适用于武器系统，大大降低了圆筒和射弹的应力要求，并且还简化了制造工艺。尤其是，包括有本发明中的密封装置的射弹可以与采用标准构造技术的圆筒一同使用，包括常规的膛线装置，并且可以与专用圆筒和武器一同使用。
需要明白的是，已经提供的前述实施例仅用于例证本发明，由于对于相关技术领域中的熟练人员显而易见，所以对它们的进一步变型和改进将被认为落入在这里所描述以及在所附权利要求中加以限定的本发明宽泛保护范围和界线之内。