形成瞬间空中图案

本发明涉及形成瞬间空中图案。尤其涉及如用于娱乐或广告目的 的形成瞬间空中图案，这样的空中图案可以由施放在空中展示的媒体 的焰火或其它射弹形成。

在一些事件中，用于娱乐目的烟火展示变得很普及，为提供新的 和/或有趣的空中展示，组织者要花费大量资金。为提供其特色，这样 的展示通常由顾客制造或设计。另外，这样的展示受到发射焰火至空 中的施放系统的限制。其结果得其变化受到限制和/或加工昂贵。

很多的展示需要在展示地点放置大量的高能炸药。这样的展示经 常在停泊的驳船或浮桥上实施。然而，焰火运输至驳船经常需要经过 密集的人口居住区，这样，存在着潜在的危险。焰火也需要在施放地 点安置，这些工作劳动强度大并耗费时间。为确保发射时刻的正确， 焰火的印信安装也很复杂。

现在，我们找到了一种形成瞬间空中图案如烟火展示的改进的装 置和方法。该改进的装置和方法采用了炮管总成，射弹用于施放媒介 形成瞬间空中图案如焰火展示，该射弹可以从炮管发射，炮管内轴向 布置多个射弹，射弹具有单独的可选择引发的推进装药，该推进装药 用于推进射弹顺序通过炮管的炮口。为防止引发的推进装药的向后泄 漏至后面的推进装药，在射弹和炮管之间提供了密封接合。

按照本发明，提供了一种用于从炮管总成内施放的射弹，该炮管 总成包括炮管，炮管内轴向布置所述多个射弹，射弹具有单独的可选 择引发的推进装药，该推进装药用于推进射弹顺序通过炮管的炮口， 所述射弹包括：

一容纳用于形成瞬间空中图案的材料的壳体；

一引发器；

一与壳体后端部连接的推进剂雷管，因而，推进装药通过起爆引 发器而被引发；

一提供烟火的延迟引发的引信；

一可膨胀的园环，其中所述园环与壳体啮合，用于支撑射弹并在 啮合条件下与炮管的内孔有效地密封，其中，所述园环相对于壳体是 可移动的，因此，在松弛状态下，园环与炮管的内孔脱离密封接合， 用于与壳体一同向后移动，并且，可膨胀的园环提供了一个开口的后 端部，该后端部围绕下一个射弹的弹头部，或在最后面的射弹的情况 下，围绕炮管的尾端。

一个安装在壳体上的开口尾端内的压力缓冲垫，其中所述园环在 推进装药引发时脱离啮合状态，并通过压力缓冲垫保持在松弛状态下， 用于射弹通过炮管并从炮管的炮口出来。

本发明的射弹装有形成瞬间空中图案的材料，该图案形成材料可 以包括如爆炸材料、燃烧材料、发光或照亮材料或其它材料形成高可 视的瞬间图案。可选择的，该图案材料可以包括烟雾、气体、微粒或 薄片或带状材料，如天然的谷壳或其它能够扩散形成图案的材料。该 图案形成材料还可以包括用于降低其从扩散位置下降速度的装置，如 降落伞或类似物。

射弹布置在炮管总成内，这样一旦发射并且图案形成材料施放， 所需要的瞬间空中图案形成。射弹装有不同的图案形成材料，无论是 颜色还是形式不同，可以顺序装入每个炮管总成。

图案形成材料可以是施放的，例如，通过爆炸装置、通过储存的 能量或通过射弹的可分离部件的分离使图案形成材料漏出或通过其它 任何适当的施放装置的施放。

本发明的射弹从炮管总成内发射，该炮管总成包括炮管，炮管内 轴向布置所述多个射弹，射弹具有单独的可选择引发的推进装药，该 推进装药用于推进射弹顺序通过炮管的炮口。本发明可以采用炮管总 成，该炮管总成能够发射以控制速率顺序发射的榴弹类射弹，并且是 所述通常类型和/或我们的早期专利申请如：PCT/AU94/00124、 PCT/AU96/00379、PCT/AU00/00296和PCT/AU00/00297中所描述的炮 管总成。至少在包括了申请号为PCT/AU94/00124和PCT/AU96/00379 的这些早期的申请中，描述了一组炮管的配置，每个炮管装有多个射 弹，以便于大量射弹能够连续迅速地发射。在装有的布置中，炮管可 以制成圆柱形壳体，多个射弹和用于推进相应射弹的分离的推进装药 轴向布置在壳体内，与壳体的内孔有效地密封接合。

合适的炮管总成可以是发射榴弹类射弹的低压类炮管总成，尽管 高炮口压力炮管总成可以采用。相应的炮管总成可以装填不同的射弹， 并且炮管总成可以具有用于容纳不同尺寸射弹的不同尺寸的内孔。

最好每个射弹包括一个安装在射弹体上的尾部圆环，并且当其装 入炮管内时，向后延伸楔入尾部射弹体的头部。最好该楔形作用通过 薄楔形提供，因此，在使用中，圆环的后端部膨胀与炮管形成有效的 密封接合。

该可以安装的尾部圆环用于限制相对于射弹体的轴向移动，并且 圆环的前端制有圆环形密封表面，该园环的后端部制有圆环形密封表 面，该圆环形密封表面与制成在射弹体上的互补的表面接合，因此， 由推进装药的气体反作用力引起的射弹体的向后移动迫使其互补表面 与圆环形的前端部的环形密封表面密封接合。

该互补的表面和环形密封表面可以基本沿径向延伸，并形成有互 补密封特征。然而，最好这些密封表面是互补的部分锥形的密封表面， 该锥形密封表面彼此楔入紧密密封接合。该前端部也可以膨胀与炮管 有效地密封。然而，最好部分锥形的表面之间的楔形是相对陡峭的表 面，因此，该园环的前端部通过楔形作用不膨胀至与炮管有效地密封。

最好每发射弹与一个高压推进腔连接，该高压推进腔抽空成相对 较低压力的推进腔，该推进腔制成在相邻的射弹之间，用于有效的以 较低的出口速度工作。该高压推进腔可以与射弹体或尾部圆环制成一 个整体，或提供在炮管的外部，通过提供在炮管壁的气口与射弹连接。

该壳体可以是任何提供烟火材料的容量的合适的配置，最好设置 成与前面射弹的可膨胀的后端部啮合。最好壳体采用榴弹类射弹的壳 体，该壳体具有短粗的形状，尽管射弹也可以采用细长的壳体。

合适的壳体可以由烟火材料和/或可燃烧的材料制成。该材料可以 以自然产品为基础，如木屑或合成材料，如可生物降解的聚合物。

用于形成瞬间空中图案的材料选择可以是任何的材料，并且最好 可以包括烟火材料。合适的烟火材料的选择并不是狭窄的限定，并且 本领域普通技术人员能够容易地选择合适的烟火材料。

射弹可以是电引发，因此，射弹可以以无限变化的直至最大的发 射速率电子发射。对于从按照本发明的一个方面的炮管总成的发射以 及对于低压、低炮口速度，发射速率由每发射弹离开的时间和炮管内 的气体压力下降至足够使下一发射弹发射的必要时间限制。该电子引 发可以通过提供在壳体上的暴露的触点其作用，因此，与壳体的后端 部连接的推进剂雷管通过使电路与触点接触引发。为使触点与炮管内 的互补形触点配合，可以提供膛线，该膛线的设置用于射弹插入炮管 的插入部与触点对正。插入部可以采用园环，在其啮合状态或松弛状 态，该园环与壳体配合。

该推进剂雷管可以是现有技术的形式并包括合适的推进剂。合适 的推进剂的选择并不是狭窄的限定，并且本领域普通技术人员能够容 易地选择合适的推进剂。

推进剂雷管与壳体的后端部连接。推进剂雷管可以与精确定位的 壳体的端部啮合，壳体的端部精确定位相邻射弹之间，如在可膨胀的 园环的后后端部内。

推进剂通过启动引发器引发，这样，引发的推进剂产生了燃烧产 物。该燃烧产物典型地包括气体，并且所产生的膨胀气体推动射弹通 过炮管并且从炮管的炮口出来。该燃烧产物也可以启动保险丝。该燃 烧产物也可以包括燃烧或热材料，该燃烧或热材料能够启动保险丝， 如通过使雷管引发。

保险丝可以使任何现有技术的保险丝，对于焰火加工领域的普通 技术人员以及类似的人员是很清楚的。该印信可以选择如推进剂雷管 的燃烧产物，并使保险丝在所需要的时刻在射弹已经从炮管总成发射 后引发烟火材料。通过在选定的时刻引发多个射弹的烟火材料，可以 选择的烟火材料的延迟引发在天空中形成了所需要的图案。

该保险丝可以包括引发烟火材料的其它的引信或延迟装置。例如， 定时系统，如定时器，扭转力矩系统可以采用。可选择的保险丝可以 是烟火的激光引发的形式。

该可膨胀的园环可以由可生物降解材料和/或可燃烧材料制成。该 材料可以以自然产品为基础，如木屑或合成材料，如可生物降解的聚 合物。

该园环与壳体啮合用于支撑，并且处于炮管的内孔密封接合的状 态。该可膨胀的园环贯穿可熔化的主体部可以支撑在壳体上，或通过 薄膜壁或通过具有中间凸起部的支架支撑在壳体上，当该凸起部啮合 在壳体的衬套部上时，该凸起部膨胀，并且在从衬套部取下时，该凸 起部松弛。该可膨胀的园环最好具有一个从其支撑在壳体的部位上伸 出的圆柱形突出部，并且，最好压力缓冲垫的外圆周伸出邻近圆柱形 突出部的内表面。

该园环相对于壳体浮动，因此所述园环与炮管的内孔脱离有效的 密封接合，处于松弛状态。该园环通过射弹及壳体保持向后移动。该 可膨胀的园环提供了一个开口的后端部，该后端部围绕下一个射弹的 头部啮合，或在最后面的射弹的情况下与炮管的尾部啮合，最好射弹 向后延伸围绕后部射弹弹体的头部楔入，因此，在使用中，园环的后 端部可以膨胀与炮管的内孔有效地密封接合。

最好设置这样的空间，引发的推进剂扩散至该空间，并且，推进 剂特性是这样的，在使用中仅产生较低的炮管压力，如约2000psi至 5000psi。典型的处于松弛姿态的园环在装填或发射期间，不阻止射弹 的自由移动。

压力缓冲垫其开口的后端部向内安装。在推进剂引发时，该园环 从啮合状态变至浮动状态，并通过压力缓冲垫保持在松弛状态，用于 射弹通过炮管并从炮管的炮口出来。

方向控制装置可以在炮管总成的储存装置内提供，并可以允许在 炮管总成的同一枢轴上，以便于炮管总成的轴线相对于安装的发射架 的轴线倾斜，炮管总成可以相应于发射架的变化有选择地变化至目标 的位置。方向控制装置可以允许每个炮管总成的分别转动，以便于每 个炮管的轴线相应于发射架的轴线的倾斜或相应于发射架的变化可以 分别变化至目标的位置或单独目标的位置。如果需要，这样的单独控 制可以与每个炮管总成的单独发射控制有关。

该方向控制装置可以有选择地允许所有炮管总成的可控制的倾 斜，以便于在目标区域所覆盖的区域可以有选择地变化。可选择的， 在需要时，该方向控制装置可以允许上述所有的或一些变化单独或共 同实现。

发射架壳体可以是任何合适的配置，并且可以锥形朝向其基座， 能够使炮管总成支撑在倾斜状态。该支撑装置可以是折叠腿，如果需 要，该折叠腿可以调整。在一种形式的发射架上，为经济性或储存和/ 或运输的简单，该发射架具有一个长方形的发射架壳体，并且该发射 架的基座构成了支撑装置。

炮管总成的发射架可以从海上平台发射。该发射架也可以从飞机 上发射，或从飞行在机群中的一定数量的飞机上发射，并且如果需要， 通过适当的电子连接的飞机之间同步发射。

为使本发明更清楚并付诸于实践，下面参照描述本发明的实施例 的附图进行说明，其中：

图1是仅装有两个射弹一种形式的炮管总成的剖面示意图；

图2示出了射弹的结构；

图3示出了为便于装填，射弹的壳体与园环分离；

图4示出了装填过程的最后步骤；

图5和图6示出了图2中的射弹沿5-5和6-6线的典型剖视图。

所示出的炮管总成10具有装有烟火射弹12的膛线炮管11，烟火射 弹12可以通过电控制引发以已知的方式有选择地发射。每个射弹12包 括包括一个主体部14，该主体部14具有容纳烟火材料16地壳体15，以 及一个支撑主体部14的后部衬套18上的用于限制其轴向移动的后部园 环17。园环17具有一个与壳体15的后部壁接触的前壁20，以及一个向 内锥形变薄的后端部24，该后端部24围绕后部相应的射弹12的锥形头 部25啮合，与炮管11密封接合。

衬套18还支撑一个推进剂雷管30，该推进剂雷管30通过电导线31 与壳体12的外圆柱形壁部33上的触点32连接。可以是所示的弹性安装 的球触点或刷类触点的互补触点34支撑在炮管11内。在装填期间，通 过采用下述不均匀的膛线这些触点34与射弹触点32实现对正。在非膛 线设计中，采用的在炮管壁内及射弹上纵向可分离园环触点能够实现 类似的效果。

衬套18具有一个贯穿衬套的引信35，该引信35在推进剂雷管30及 烟火材料16中的引爆器36之间延伸，因此，在射弹从炮管11发射后， 材料16将在设定时刻爆炸，该时刻由引信35设定。

参照图2，将看到衬套18与壳体15及支撑雷管30的后部件41制成一 个整体，并且提供了一个压力壁42，该压力壁42向外延伸终止在靠近 园环17的内表面43的位置上。部件40与42装配在一起，如在园环17已 经围绕前部件40的颈部40松弛定位后，通过粘合剂装配在一起。该配 置如图3所示。

在颈部44前面的衬套18的前部46具有以交叉的形式装配在前部壁 20的中间孔47的尺寸。这样，当其支撑的壁20、园环17压在衬套部46 上时，园环向外膨胀与炮管11的壁紧密接合。为在某一位置上正确定 位并固定射弹以及与相应的触点34密封接合，在园环已经插入与预先 定位的射弹接触时，该膨胀起作用。

参照图3至图6，将看到炮管11内的膛线49具有较深的深度并以非 对称方式布置，因此，在射弹12能够啮合并在完全送至其精确位置前， 射弹必须以专门的方式对正。为装填的目的，壳体中的相对膛线突出 部48具有径向相对相对的间隙53，其中该间隙53不出现在园环17的相 应的突出部52上，以53a表示。这样，装填工具50用于装填射弹12至膛 线炮管11，同时园环17围绕颈部44被支撑，该装填工具50具有两个螺 旋叉51，该螺旋叉51能够插入围绕壳体15的间隙53，在48b处与突出部 52接触。起初，园环17向后推入炮管，螺旋进入与预先装入的射弹12 紧密接合。

而后，如图4所示，为推动突出部18穿过园环17内的孔47，采用推 动工具53将载荷作用于射弹12的头部，孔47经过突出部18的前部46上 部，使园环17膨胀并锁定在与触点32、34彼此啮合的位置，并能够引 发雷管30内的推进剂引信。

在使用中，当前部雷管内的推进剂被引发时，气体直接作用在压 力壁42上，向前推动壳体12并贯穿壁20，直至孔47位于颈部44上面。 该初始移动释放了园环，使壳体12从炮管自由射出。在同一时刻，释 放的园环在射弹后面提供了足够容量的气体，用于在通过引爆器36启 动引信引发烟火材料前，推进射弹至所需要的高度。

另外，在上述实施例中，园环提供了较大的圆柱形表面，为防止 套筒与炮管之间的引发的气体泄漏推动后面的射弹，该圆柱形表面与 炮管的内孔紧密接合。在使用中，由于前部射弹从炮管内释放，炮管 内的推进压力使后面射弹向后运动时，后端部变粗的膨胀，该密封是 加强的。

在该实施例中，壳体和园环由压缩的木粉制成，因此，它们将与 引发的烟火材料一同燃烧。任何不燃烧的材料将落至地面并降解。为 实现该目的，木粉最好采用水溶性粘合剂粘接，以加速其降解。

本发明的炮管总成可以设立并固定在发射架上发射，如地面上或 在船上或飞机上。然而，最好射弹从支撑在飞机上的炮管总成发射， 该飞机能够携带焰火至展示地点，横跨最小的所占地域，如采用沿河 流的地域为展示地点。这将使运输大量高能这样运输至密集人口居住 区域的危险性最小。作为发射架所采用的飞机也提供了优点，为便于 精确地形成横跨天空的图案，射弹可以彼此间以横向间隔快速连续发 射，颈可以以打印机地方式，将顶部发射点打印在纸上，英尺打印地 图案。

当然认识到，上述说明仅通过对本发明的实施例的描述方式进行， 而对于本领域的技术人员来说，所有的修改和变化都落在本发明的较 宽的范围内，并且本发明的保护范围由下面的说明书限定。