弹药前锥

技术领域

本公开一般涉及弹药领域，更具体地，涉及用于扩展弹药射程的技术。

背景技术

弹头是由导弹或其它载具运载的爆炸性材料。在某些情况下，弹头安装在导弹或火箭的前端，无论是通过空中、地面还是海上发射的武器，也称为弹药。传统的弹头设计，例如带有M423引信的M151高爆两用(HEDP)弹头，阻力特性较差，阻碍了导弹的最大有效射程。对于某些被发射且推进能力有限或没有推进能力的射弹，阻力差的效果影响会限制射弹的射程。由于现有设计的限制，包括引信和弹头的形状以及任何推进剂的限制，与扩大火箭射程相关的重要问题仍然存在。

附图说明

图1A和1B是根据本公开的实施例的示例性飞行弹药的侧视图。

图2A和图2B是根据本公开的实施例的具有前锥的示例性弹药的侧视图和透视图。

图3是根据本公开的实施例的具有前锥的另一个示例性弹药的侧视图。

图4是根据本公开的实施例的弹药前锥的替代形状的侧视图。

图5是根据本公开的实施例的具有前锥的又一示例性弹药的透视图。

图6是根据本公开的某些实施例的与示例性弹药结合使用的螺纹“C”形环的透视图。

图7A、7B、8A和8B是根据本公开的实施例的示例弹药组件的透视图。

图9是根据本公开的实施例的具有前锥的另一个示例性弹药的透视图。

具体实施方式

公开了用于扩展弹药射程的技术，包括例如具有弹头的直径为2.75英寸的尾翼稳定火箭，例如用于空对地角色。例如，这种火箭可以从飞行器平台发射，尽管应当理解，所公开的实施例可以在设计成从包括空基、陆基或舰基平台的几种类型的平台发射的武器中实施。一个例子是Hydra 70非制导火箭，在某些情况下可以转换为精确制导弹药。根据本公开的某些实施例，前锥配置为附接至引信，引信附接或联接至弹头的前部或弹头。在一些实施例中，引信是装置的启动功能的部分，例如引爆器或雷管，并且通常位于弹药的最前部。引信的一个例子可以包括冲击引信，当其向前运动迅速减小时引爆，例如在物理撞击物体或撞击水时，尽管可以理解任何类型的引信可以与所公开的实施例结合使用。引信可以与弹头分离(可连接)或集成到弹头中(固定)。当附接或联接到引信或弹头时，前锥覆盖引信和弹头的至少一部分，从而提供具有空气动力学轮廓的弹药。对于没有引信的惰性练习弹药[通常称为子弹(slug)]，前锥配置为连接到弹头或子弹的最前部，与引信位于实弹上的位置相同。与不包括引信覆盖物的弹药相比，前锥的形状改善了弹药的空气动力学轮廓。与没有覆盖引信或弹头的单独前锥的弹药相比，改进的空气动力学轮廓使弹药能够达到更大的射程(大约20％或更多)。

图1A和图1B是根据本公开的实施例的示例性弹药100的部分侧视图。弹药100包括火箭发动机101、附接或联接到火箭发动机101前部的弹头102和附接或联接到弹头102前部的引信104。引信104的最前面部分包括前盖105，其可以集成到引信104或与引信104分开。弹头102和引信104的组合可以安装到例如具有2.75英寸形状因子的空射火箭，例如火箭发动机101。在另一个实施例中，非制导火箭可以包括制导和导航部分，例如将非制导火箭转换为制导火箭的

应当理解，弹头102和引信104在某些情况下可以是惰性构件，例如在子弹或练习弹药中发现的。子弹可以具有与引信和弹头组件相似的表面轮廓和表面特征。引信104/弹头102和子弹可以与本公开的实施例互换使用。弹头102和引信104上或之间的一部分弹药100包括一个或多个槽、环、扳手平面(wrench flats)、环形凹槽或其它特征106，用于将引信104机械附接或联接到弹药100，例如通过使用扳手或其它工具将引信104旋转到弹头102上，如本领域技术人员将理解的那样。在一些实施例中，特征106设置在引信104上或集成到引信104中，尽管它们可以是另一构件的一部分，例如引信104与弹头102之间的包括一个或多个特征106的套环或垫片。示例性弹药100不包括前锥，并且至少部分采用了现有设计，例如，包括M151弹头和M423引信。图1B描绘了引信104和前盖105具有与弹头102不同的空气动力学轮廓。这样的轮廓可能具有较差的阻力特性，当在飞行期间暴露时会阻碍弹药100的最大有效射程。

图2A和图2B示出了根据本公开的实施例的具有前锥108的示例性弹药200。弹药200类似于图1的弹药100，并且还包括联接并覆盖引信104、前盖105和弹头102的至少一部分的前锥108，从而使气流在引信104、前盖105和弹头102的主体上流动顺畅。在一些实施例中，前锥108是轻质塑料、铝或其它合适的材料，可以连接到弹药200上，而不会在撞击时对引信104的功能产生不利影响。例如，前锥108可以使用丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚醚醚酮(PEEK)、铝或其它具有类似特性的材料来制造。例如，ABS中的丙烯腈提供化学和热稳定性，而丁二烯增加了耐用性和强度，而苯乙烯提供了光滑的饰面。ABS熔点低，可用于注塑成型和3D打印。ABS，即使是薄而轻的板材，也具有高抗拉强度，耐物理冲击和腐蚀。此外，ABS可以很容易地成型、打磨和成型为精确的规格。可以使用具有与ABS相似特性的其它材料。在另一个实施例中，非制导火箭可以包括制导和导航部分，例如将非制导火箭转换为制导火箭的制导套件。

与图1的弹药100(其中引信104被暴露)相比，前锥108具有改进弹药200的空气动力学轮廓的形状。例如，当弹药200包括Hydra70 2.75英寸尾翼稳定非制导火箭时，前锥108可以具有使空气流过引信、弹头主体和火箭尾翼的尖顶(ogive)形状，提高了火箭的射程和机动性。图4示出了根据本公开的实施例的前锥408的替代形状，与图1的弹药100相比改进了弹药200的空气动力学轮廓，其中引信104被暴露。

前锥108可以具有影响弹药200的空气动力学特性的任意数量的不同形状，例如具有光滑外表面的形状或包括环形或纵向脊、凹槽、尾翼或其它表面特征的外表面，减少在弹药200上方和周围的由阻力引起的湍流或帮助控制弹药200的轨迹或其它飞行特性。

在一些实施例中，前锥108的一些或全部外表面涂有或嵌入油漆或另一种材料，以改善前锥108上的气流动力学并减少冰和水的积聚。在一些实施例中，前锥108的一些或全部外表面可以涂有或嵌入提供伪装或反照明的油漆或其它材料。在一些实施例中，前锥108的一些或全部外表面可以涂有或制造有辐射吸收材料或非反射材料，该材料设计为吸收或散射电磁辐射、光或声音以提供例如雷达或声纳反制措施或降低弹药200的可探测性。

在一些实施例中，前锥108可包括设计成控制前锥108变形的结构特征。例如，前锥108可包括导致前锥108变形或破裂的内部穿孔或接头，防止前锥108干扰引信104在撞击时的操作。在一些实施例中，前锥108使用能够承受飞行动力学和振动以及大气条件(温度、气压、降水、湿度等)但不妨碍引信108在撞击时以如同好像前锥108不存在的相同方式激活的材料来制造。本文所述的示例包括具有合适的强度、耐用性和可变形性的塑料和金属，例如ABS、PEEK、铝、橡胶或这些材料的组合。

在一些实施例中，前锥108被压力装配到引信104、槽、环、扳手平面、环形凹槽或其它特征106、弹头102或这些元件的任何组合。在一些实施例中，前锥108可以永久地固定到弹药200。在一些其它实施例中，前锥108可以能移除地附接到弹药200从而允许弹药200的一个或多个部分的拆卸并且允许现场安装和组装。在又一些其它实施例中，前锥108可以在制造弹药200时安装。在又一些其它实施例中，前锥108可以在制造弹药200之后现场安装。在一些实施例中，前锥108可以在没有工具的情况下附接至弹药200或从其分离，例如通过将前锥108装配、卡入、拧紧或粘附到特征106来附接前锥108。例如，前锥108可以包括能变形、柔性或可移动的附接点，设计成卡入或锁定到槽/环/凹槽106，或设计成用手拧入引信104上的相应特征106的螺纹。

图3示出了根据本公开的实施例的具有前锥308的另一个示例性弹药300。弹药300类似于图1的弹药100，并且还包括安装在引信104、前盖105和弹头102的至少一部分上的前锥308，从而使气流在引信104、前盖105和弹头102的主体上流动顺畅。在一些实施例中，前锥308是一种轻质半刚性塑料、铝或其它合适的材料，可以附接到弹药300上，而不会在撞击时对引信104的功能产生不利影响。例如，前锥108可以使用ABS、PEEK、铝或其它具有类似特性的材料来制造。这种材料传递足以启动引信104的引信启动力(例如300磅或更多)。在另一个实施例中，非制导火箭可以包括制导和导航部分，例如将非制导火箭转换为制导火箭的

与图1的弹药100相比，前锥308具有改进了弹药300的空气动力学轮廓的形状，其中引信104被暴露。例如，当弹药300包括Hydra 70 2.75英寸尾翼稳定非制导火箭时，前锥108可以具有使空气流过尾翼的尖顶形状，这提高了火箭的射程和机动性。

前锥308可以具有影响弹药300的空气动力学特性的任何数量的不同形状，例如具有光滑外表面的形状或包括环形或纵向脊、凹槽、尾翼或其它表面特征的外表面，减少在弹药300上方和周围的由阻力引起的湍流或帮助控制弹药300的轨迹或其它飞行特性。

在一些实施例中，前锥308的一些或全部外表面涂有或嵌入油漆或另一种材料，以改善前锥308上的气流动力学并减少冰和水的积聚。在一些实施例中，前锥308的一些或全部外表面可以涂有或嵌入提供伪装或反照明的油漆或其它材料。在一些实施例中，前锥308的一些或全部外表面可以涂有或制造有辐射吸收材料或非反射材料，该材料设计为吸收或散射电磁辐射、光或声音以提供例如雷达或声纳反制措施或降低弹药300的可探测性。

在一些实施例中，前锥308可包括设计成控制前锥308变形的结构特征。例如，前锥308可包括导致前锥308变形或破裂的内部穿孔或接头，防止前锥308干扰引信304在撞击时的操作。在一些实施例中，前锥308使用能够承受飞行动力学和振动以及大气条件(温度、气压、降水、湿度等)但不妨碍引信308在撞击时以如同好像前锥308不存在的相同方式激活的材料来制造。本文所述的示例包括具有合适的强度、耐用性和可变形性的塑料和金属，例如ABS、PEEK、铝、橡胶或这些材料的组合。

在一些实施例中，前锥308通过紧固件310、凸片或与槽、环、扳手平面、环形凹槽或弹药300的其它环形特征106接合的构件而联接或附接到引信104、槽、环或环形凹槽106、弹头102或这些元件的任何组合。在一些这样的实施例中，紧固件310包括柔性构件，该柔性构件在压靠在弹药300上时偏转，然后在对准时卡入槽、环、扳手平面或环形凹槽106中，如图3所示。柔性构件的示例包括模制或附接到前锥310的能变形特征。这种柔性构件可以配置为与槽、环、扳手平面或环形凹槽106具有过盈配合。这种过盈配合使刚性构件紧密且牢固地靠在特征106上。柔性构件的能变形特性允许该构件适应特征106的形状以实现牢固的配合并吸收振动而不松动。

在其它此类实施例中，紧固件310包括接合槽、环、扳手平面或环形凹槽106的刚性构件。刚性构件的示例包括锁线或塑料模制件。例如，刚性构件可以配置为卡入槽、环、扳手平面或环形凹槽106中。在另一个示例中，刚性构件可以配置为与槽、环、扳手平面或环形凹槽106具有过盈配合。这种过盈配合使刚性构件紧密且牢固地靠在特征106上。在一些实施例中，前锥308可以永久地固定到弹药300上。在一些其它实施例中，前锥308可以能移除地附接到弹药300以允许拆卸弹药300的一个或多个部分。在又一些其它实施例中，前锥308可以在制造弹药300时安装。在又一些其它实施例中，前锥308可以在制造弹药300之后现场安装。在一些实施例中，前锥308可以在没有工具的情况下附接至弹药300或从其分离，例如通过将前锥308装配、卡入、拧紧或粘附到特征106来附接前锥308。例如，前锥308可以包括能变形、柔性或可移动的附接点，设计成卡入或锁定到槽/环/凹槽106，或设计成用手或工具拧入引信104上的相应特征106的螺纹。

图5示出了根据本公开的实施例的具有前锥508的另一个示例性弹药500。弹药500类似于图1的弹药100，并且还包括安装在引信504、前盖505和弹头502的至少一部分上的前锥508，从而使引信504、前盖505和弹头502主体上的气流顺畅。前盖505附接到引信504的最前部。在一些实施例中，前锥508是轻质半刚性塑料、铝或其它合适的材料，其可以连接到弹药500而不会对引信504在撞击时的功能产生不利影响。例如，前锥508可以使用ABS、PEEK、铝或其它具有类似特性的材料来制造。这种材料传递足以启动引信504的引信启动力(例如300磅或更多)。在另一个实施例中，非制导火箭可以包括制导和导航部分，例如将非制导火箭转换为制导火箭的

前锥508可以具有影响弹药500的空气动力学特性的任何数量的不同形状，例如具有光滑外表面的形状或包括环形或纵向脊、凹槽、尾翼或其它表面特征的外表面，减少在弹药500上方和周围的由阻力引起的湍流或帮助控制弹药500的轨迹或其它飞行特性。

在一些实施例中，前锥508的一些或全部外表面涂有或嵌入油漆或另一种材料，以改善前锥508上的气流动力学并减少冰和水的积聚。在一些实施例中，前锥508的一些或全部外表面可以涂有或嵌入提供伪装或反照明的油漆或其它材料。在一些实施例中，前锥508的一些或全部外表面可以涂有或制造有辐射吸收材料或非反射材料，该材料设计为吸收或散射电磁辐射、光或声音以提供例如雷达或声纳反制措施或降低弹药500的可探测性。

在一些实施例中，前锥508可包括设计成控制前锥508变形的结构特征。例如，前锥508可包括导致前锥508变形或破裂的内部穿孔或接头，防止前锥508干扰引信504在撞击时的操作。在一些实施例中，前锥508使用能够承受飞行动力学和振动以及大气条件(温度、气压、降水、湿度等)但不妨碍引信508在撞击时以如同好像前锥508不存在的相同方式激活的材料来制造。本文所述的示例包括具有合适的强度、耐用性和可变形性的塑料和金属，例如ABS、PEEK、铝、橡胶或这些材料的组合。

前锥508通过螺纹“C”形环510而附接到弹头502，该“C”形环510滑过引信504上的扳手平面506。在某些实施例中，环510是“C”形的，具有开口钳口设计以安装在引信504表面周围。扳手平面506包括一个或多个平坦表面，用于附接扳手或其它合适的工具，并且可以用于将引信504固定到弹头702上，以及用于使用扳手或其它合适的工具将环510附接到引信504。在某些实施例中，环510包括能变形特征以提供环510与扳手平面506之间的过盈配合，这减少了环510的平坦表面与引信504之间的游隙。在某些实施例中，环510由铝、高强度塑料或其它合适的材料而制成。

在使用中，前锥508在引信504和弹头502上滑动或旋转。前锥508包括与环510上的螺纹512接合的螺纹518。前锥508通过在环510上的螺纹512上旋转前锥508的螺纹518而紧靠弹头502，如520所示。在安装前锥508之前，螺纹锁定化合物(例如

图6示出了根据本公开的某些实施例的图5的螺纹“C”形环510。环510包括螺纹512和配置为与引信504上的扳手平面506接合的平坦表面614。在某些实施例中，环510的平坦表面614能变形以提供环510与引信504上的扳手平面506之间的过盈配合。在某些其它实施例中，平坦表面614是刚性的。

图7A和图7B是根据本公开的实施例的示例弹药组件700的透视图。弹药组件700包括弹头702、引信704和前盖705。前盖705附接到引信704的最前部。图7A是弹药组件700的部分分解透视图，其中环510与引信704分离。引信704包括配置为与环510的平坦表面614接合的一个或多个扳手平面706。扳手平面706可用于在将环510安装到引信704之前将引信704固定到弹头702。图7B是弹药组件700的透视图，其中环510在扳手平面706之上耦合或接合到引信704。

图8A和图8B是根据本公开的某些实施例的图7A和图7B的弹药组件700的进一步透视图。弹药组件700包括弹头702、引信704和前锥808。图8A是弹药组件700的部分分解透视图，其中环510和前锥808与引信704分离。图8B是在飞行配置中的弹药组件700的透视图，其中前锥808经由环510附接到引信704，例如，通过将环510附接到引信704然后将前锥808拧到环510上。在图8B中，前锥808安装在引信704、前盖705和弹头702的至少一部分上方并覆盖从而使引信704、前盖705和弹头702主体上的气流顺畅。非制导火箭可以包括制导和导航部分，例如将非制导火箭转换为制导火箭的

图9示出了根据本公开的实施例的具有前锥908的另一个示例性弹药900。弹药900包括安装在引信904、前盖905和弹头902的至少一部分上的前锥908，从而使引信904、前盖905和弹头902的主体上的气流顺畅。前盖905附接到引信504的最前部。在一些实施例中，引信904和弹头902是惰性构件(子弹)并且可以是单个构件或多个构件。在一些实施例中，前锥908是轻质半刚性塑料、铝或其它合适的材料，其可以附接到弹药900而不会在撞击时对引信904的功能产生不利影响。例如，前锥908可以使用ABS、PEEK、铝或其它具有类似特性的材料来制造。在撞击时，此类材料传递足以启动引信904的引信启动力(例如300磅或更多)。在另一个实施例中，非制导火箭可以包括制导和导航部分，例如将非制导火箭转换为制导火箭的

前锥908可以具有影响弹药900的空气动力学特性的任何数量的不同形状，例如具有光滑外表面的形状或包括环形或纵向脊、凹槽、尾翼或其它减少阻力的表面特征的外表面。在弹药900上方和周围引起湍流或帮助控制弹药900的轨迹或其它飞行特性。

在一些实施例中，前锥908的一些或全部外表面涂有或嵌入油漆或另一种材料，以改善前锥908上的气流动力学并减少冰和水的积聚。在一些实施例中，前锥908的一些或全部外表面可以涂有或嵌入提供伪装或反照明的油漆或其它材料。在一些实施例中，前锥908的一些或全部外表面可以涂有或制造有辐射吸收材料或非反射材料，该材料设计为吸收或散射电磁辐射、光或声音以提供例如雷达或声纳反制措施或降低弹药900的可探测性。

在一些实施例中，前锥908可包括设计成控制前锥908变形的结构特征。例如，前锥908可包括导致前锥908变形或破裂的内部穿孔或接头，防止前锥908干扰引信904在撞击时的操作。在一些实施例中，前锥908使用能够承受飞行动力学和振动以及大气条件(温度、气压、降水、湿度等)但不妨碍引信908在撞击时以如同好像前锥908不存在的相同方式激活的材料来制造。本文所述的示例包括具有合适的强度、耐用性和可变形性的塑料和金属，例如ABS、PEEK、铝、橡胶或这些材料的组合。

前锥908通过螺纹“C”环910附接到弹头902，该螺纹“C”环910滑过引信904、和弹头902或引信902和弹头902的组合上的槽、环、扳手平面、环形凹槽或其它特征906。在某些实施例中，环910为“C”形，具有开口钳口设计，以安装在引信904或弹头902的外表面周围。扳手平面906可用于将引信904附接到弹头902以及用于将环910附接到引信904或弹头902。在某些实施例中，环910包括能变形特征以提供环910与扳手平面906之间的过盈配合，这减少了环910的平坦表面与引信904或弹头902之间的游隙。在实施例中，环910由铝、高强度塑料或其它合适的材料而制成。

在使用中，前锥908在引信904和弹头902上滑动和旋转。前锥908与环910上的螺纹912接合。通过在环910上的螺纹912上旋转前锥908来使前锥908紧靠弹头902，如920所示。在安装前锥908之前，可以将螺纹锁定化合物(例如

鉴于本公开，许多实施例将是显而易见的，并且本文描述的特征可以以任意数量的配置组合。一个示例性实施例提供了一种弹药，该弹药包括：螺纹“C”形环，该“C”形环配置为联接到引信和弹头中的至少一个；和前锥，该前锥配置为联接到环并覆盖引信、连接到引信最前部的前盖、以及弹头的至少一部分，从而使引信、前盖和弹头上的气流顺畅。在一些情况下，前锥包括配置为与环接合的螺纹。在一些情况下，引信的表面包括一个或多个扳手平面，该扳手平面配置为与环的一个或多个平坦表面接合。在一些这样的情况下，环的一个或多个平坦表面包括能变形特征。在某些情况下，前锥具有尖顶形状。在一些情况下，前锥包括塑料材料和金属材料中的至少一种。在一些这样的情况下，塑料材料包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚醚醚酮(PEEK)中的至少一种，并且其中金属材料包括铝。

另一个示例性实施例提供了一种弹药，包括：紧固件，该紧固件配置为连接到设置在引信和弹头中的至少一个上的至少一个槽、环、扳手平面或环形凹槽；和前锥，该前锥配置为通过紧固件连接到至少一个槽、环、扳手平面或环形凹槽并覆盖引信、连接到引信最前部的前盖、和至少一部分弹头，从而使引信、前盖和弹头上的气流顺畅。在某些情况下，紧固件包括螺纹“C”形环。在一些这样的情况下，前锥包括配置为与环接合的螺纹。在一些情况下，紧固件包括柔性构件，该柔性构件在被压抵弹药时偏转并且配置为卡入至少一个槽、环、扳手平面或环形凹槽中。在一些情况下，紧固件包括刚性构件，该刚性构件配置为与至少一个槽、环、扳手平面或环形凹槽接合。

又一个示例性实施例提供了一种套件，其包括：引信和/或弹头，引信配置为联接到弹头的前部；紧固件，其配置为联接至设置在引信和弹头中的至少一个上的至少一个槽、环、扳手平面或环形凹槽；和前锥，其配置为连接到紧固件并覆盖引信、连接到引信最前部的前盖、以及弹头的至少一部分，从而使引信、前盖和弹头上的气流顺畅。在一些情况下，紧固件包括螺纹“C”形环，并且其中前锥配置为通过环而接合到引信。在一些这样的情况下，前锥包括配置为与环接合的螺纹。在一些其它这样的情况下，引信的表面包括一个或多个扳手平面，该扳手平面配置为与环的一个或多个平坦表面接合。在一些情况下，紧固件包括柔性构件，该柔性构件在被压靠到弹药时偏转并且配置为卡入至少一个槽、环、扳手平面或环形凹槽中。在一些情况下，紧固件包括刚性构件，该刚性构件配置为与至少一个槽、环、扳手平面或环形凹槽接合。在一些情况下，前锥包括塑料材料和金属材料中的至少一种，其中塑料材料包括丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)和聚醚醚酮(PEEK)中的至少一种，并且其中金属材料包括铝。在某些情况下，前锥具有尖顶形状。

各种实施例的前述描述和附图仅以示例的方式呈现。这些示例并非旨在穷举或将所公开的主题限制为所公开的精确形式。根据本公开，变更、修改和变化将是显而易见的，并且旨在落入如权利要求中所述的公开主题的范围内。