DE10015514B4

DE10015514B4 - Flügelstabilisiertes Geschoß

Info

Publication number: DE10015514B4
Application number: DE10015514A
Authority: DE
Inventors: Torsten Niemeyer; Horst Fritsch; Frank Guischard
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: GB0107899D0; GB2360827A; DE10015514A1; GB2360827B; US6454205B2; US20010030260A1

Abstract

Flügelstabilisiertes Geschoß (1) mit im Heckteil (2) des Geschosses (1) gelagerten und um quer zu der Geschoßlängsachse (3) angeordneten Drehachsen (4) schwenkbaren Flügeln (5), dadurch gekennzeichnet, dass
– die Flügel (5) über ihre Drehachsen (4) in einer axial verschiebbaren Aufnahme (6) gelagert sind,
– die Aufnahme (6) derart ausgeführt ist, dass, nach dem das Geschoß das Waffenrohr (20) verlassen hat, die Aufnahme (6) aus dem Heckteil (2) des Geschosses nach hinten heraus bewegbar ist und die Wirkposition (7) des Flügels (5) erst in der heraus bewegter Stellung der Aufnahme (6) einnehmbar ist, und
– jeder Flügel (5) aus einem mit der Drehachse (4) verbundenen ersten schwenkbaren Flügelteil (14) und einem durch eine Feder (13) in Flügelachsrichtung verschiebbaren zweiten Flügelteil (15) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein flügelstabilisiertes Geschoß mit im Heckteil des Geschosses gelagerten und um quer zu der Geschoßlängsachse angeordneten Drehachsen schwenkbaren Flügeln.
Bei einem derartigen aus der DE 34 08 585 A1 bekannten Geschoß können sich am Geschoßheck schwenkbeweglich gelagerte Klappflügel ausschließlich nur in Folge der durch Drall des Geschosses auftretenden Zentrifugalkräfte in Wirkposition zur Stabilisierung des Geschosses entfalten. Diese Entfaltungsmöglichkeit ist jedoch bei einem Geschoß ohne Drall, beispielsweise bei einem Artilleriegeschoß, bei dem beispielsweise die Übertragung des Dralls auf das Geschoß durch ein durchrutschendes Führungsband verhindert wird, nicht anwendbar.
Bei dem bekannten Geschoß ragen in weiter nachteiliger Weise die Flügel in eingeklappter Stellung heckseitig über das hintere Geschoßende hinaus. Dieses Geschoß ist deshalb für einen Einsatz im Bereich der Artilleriesysteme, bei dem einerseits für das Geschoß und andererseits beispielsweise für die Treibladung festgelegte Waffenrohrlängen bzw. Volumina und somit festgelegte Schnittstellen eingehalten werden müssen, nicht geeignet. Dadurch, daß bei diesem Geschoß der Luftangriffspunkt (Druckpunkt) gegenüber dem Schwerpunkt des Geschosses nicht mehr verändert werden kann, ist hier auch keine ausreichende Verbesserung der Flugstabilität mehr möglich. Ein weiterer Nachteil ist, daß diese bekannte Flügelanordnung keinen Platz für die Aufnahme einer Nutzlast vorsieht.
Aus der US 4 944 226 A ist ein flügelstabilisiertes Geschoß bekannt, bei dem die Leitwerksflügel in einer axial nach hinten verschiebbaren Aufnahme angeordnet sind, so daß eine wesentliche Verbesserung der Flugstabilität durch Verlagern des Luftangriffspunktes am Leitwerk nach hinten gegenüber dem annähernd konstant gebliebenen Geschoßschwerpunkt erzielt wird. Dabei erfolgt die Verschiebung der Aufnahme mit Hilfe einer in dem Geschoß angeordneten Druckquelle, die mit einem elektromechanischen Druckventil verbunden ist, wobei das Druckventil durch eine programmierbare Steuereinrichtung angesteuert wird.
Nachteilig ist bei diesem bekannten Geschoß unter anderem die Verwendung der relativ platz- und kostenaufwendigen Druckquelle.
Aus der DE 86 27 818 U1 ist ebenfalls ein flügelstabilisiertes Geschoß bekannt, bei dem die Leitwerksflügel in einer axial nach hinten verschiebbaren Aufnahme angeordnet sind, wobei die Verschiebung der Aufnahme mit Hilfe eines in dem Geschoß angeordneten separaten Gasgenerators und/oder durch die das Geschoß vorderseitig anströmende Luft erfolgt.
Nachteilig bei diesem Geschoß ist unter anderem, daß entweder wiederum ein separater Gasgenerator vorhanden sein muß und/oder daß die Eintrittsöffnungen für die Luft relativ groß sein müssen, um einen ausreichend hohen Druck in dem Gasstauraum des Geschosses zu erzeugen, der dann eine Verschiebung der Aufnahme bewirkt, sobald das Geschoß das Waffenrohr verlassen hat.
Aus der US 5 040 746 A ist schließlich ein flügelstabilisiertes Geschoß mit an dem Geschoßkörper befestigten Hauptflügel bekannt. An jedem der Hauptflügel ist ein axialverschiebbarer und in seiner verschobenen Lage fixierbarer Hilfsflügel angeordnet, so daß die Flügelfläche beim Flug des Geschosses vergrößerbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flügelstabilisiertes Geschoß anzugeben, bei dem die Leitwerksflügel in einer heckseitig axial nach hinten verschiebbaren Aufnahme angeordnet sind, wobei die Verschiebung der Aufnahme durch eine kostengünstig und platzsparende Druckquelle erfolgt, welche keine zusätzliche Steuereinrichtung und Druckventile erfordert.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die axiale Verschiebung der Aufnahme dadurch zu bewirken, daß über in der Aufnahme befindliche Durchlässe Treibladungsgase in einen sich innerhalb des Geschosses befindlichen Hohlraum vor die Aufnahme geleitet werden, so daß während des Rohrdurchganges ständig der annähernd gleiche Druck innerhalb des Hohlraumes wie hinter dem Geschoß ansteht. Erst nach Verlassen des Rohres und dem damit verbundenen Druckabfall außerhalb des Geschosses entsteht ein Überdruck im Inneren des Hohlraumes. Eine an jedem der zweigeteilten Flügel vorhandene Druckfeder ermöglicht dann einen selbsttätigen Aufklappvorgang der Flügel aus einer raumsparenden eingeklappten Ausgangsposition innerhalb des Geschosses in eine teleskopartig um die doppelte Einbaulänge der Flügel ausfahrbare Wirkposition während des Fluges. Dieser Aufklappvorgang wird weiter vorteilhaft in einer ersten Phase durch Entlanggleiten von schräg ausgebildeten Flügelkanten an entsprechenden schrägen Gleitflächen der Aufnahme und in einer zweiten Phase durch die dann auf die Flügel einwirkenden Luftkräfte erzielt.
Neben der vorgenannten wesentlichen Verbesserung der Flugstabilität ermöglicht die Erfindung des weiteren durch die platzsparende Anordnung der Flügel eine Aufnahme einer hohen Nutzlast, beispielsweise eine Aufnahme eines Base-bleed-Satzes.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel.
Es zeigen:
1) ein Geschoßheck mit eingeklappter Flügelstellung in Ausgangsposition;
2) das Geschoßheck mit einer axial nach hinten aus dem Geschoßheck ausgefahrenen Aufnahme und die an der Aufnahme in Wirkposition ausgeklappten Flügel;
3) einen Längsquerschnitt durch das Geschoßheck mit Darstellung der in der Aufnahme befindlichen Nutzlast entlang dem in der 4 mit III-III gekennzeichneten Schnittverlauf;
4) einen Querschnitt der Aufnahme entlang dem in der 1 mit IV-IV gekennzeichneten Schnittverlauf;
5) einen Teillängsschnitt eines Waffenrohres mit Angaben der Schnittstellen, beispielsweise zwischen Geschoß und Ladungsraum.
1 zeigt ein mit einem durchrutschenden Führungsband 22 ausgerüstetes Artilleriegeschoß 1, das während des Rohrdurchganges keinen Drall aufnimmt und deshalb flügelstabilisiert ausgeführt sein muß. Dazu enthält das Heckteil 2 des Geschosses 1 eine axial verschiebbare Aufnahme 6, mit der mindestens 2 aufklappbare Flügel 5 aufschwenkbar verbunden sind. Die Flügel 5 sind an quer zur Geschoßlängsachse 3 am heckseitigen Ende mit der Aufnahme 6 verbundenen Drehachsen 4 ausschwenkbar gelagert. Die Aufnahme 6 ist derart ausgestaltet, daß die Flügel 5 nur in ausgefahrener Stellung der Aufnahme 6 (2) – nach dem das Geschoß das Waffenrohr 20 verlassen hat – ausschwenken und ihre Wirkposition 7 einnehmen können.
In der 1 befinden sich die Flügel 5 in eingeklappter Ausgangsposition, beispielsweise vor der Zündung einer in der 5 dargestellten Treibladung 28. Die Aufnahme 6 enthält in ihrer vorderen Stirnseite 8 Durchlässe 9 für eine Verbindung eines zwischen der Aufnahme 6 und dem Geschoß 1 befindlichen Hohlraumes 10 mit dem Ladungsraum 26 des Waffenrohres 20. Nach der Zündung der Treibladung 28 gelangen dadurch hochgespannte Treibladungsgase in den durch eine nicht dargestellte Dichtung abgedichteten Hohlraum 10 und bewirken – nach dem das Geschoß 1 das Waffenrohr 20 verlassen hat – aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem im Hohlraum 10 und in der Atmosphäre herrschenden Druck die axiale Verschiebung der Aufnahme 6 aus dem Heckteil 2 nach hinten heraus.
Für diesen Vorgang ist die Aufnahme 6 innerhalb des Geschosses 1 in einem Heckteilinnenraum 21 angeordnet, der an seinem heckseitigen Ende 23 einen Anschlag 24 aufweist, der in eine axial verlaufende Nute 29 der Aufnahme 6 für eine Längsführung, Verdrehsicherung und Hubbegrenzung eingreift. Dieser Anschlag kann auch derart ausgebildet sein, daß er eine Dichtfunktion der Aufnahme 6 gegenüber dem Ladungsraum 26 übernehmen kann.
Die Aufnahme 6 ist in der in der 1 dargestellten Ausgangsposition durch nicht dargestellte Sicherungsmittel mit dem Geschoßheckteil 2 verbunden, welche die Aufnahme 6 solange sicher in der Ausgangsposition halten, bis die im Hohlraum 10 wirkenden Gasdruckkräfte die Sicherheitsmittel überwinden und beispielsweise abscheren, sowie anschließend den Ausstoßvorgang der Aufnahme 6 einleiten.
Zur Einnahme der eingeklappten Stellung der Flügel 5 enthält die Aufnahme 6 senkrecht zur Geschoßlängsachse 3 verlaufende schlitzartige Ausnehmungen 12, die der jeweiligen Kontur der Flügel 5 entsprechen und dabei hinten und außen offen, vorn von der Stirnseite 8 sowie innen von der Wandung 11 eines in den 3 und 4 näher dargestellten Base-bleed-Satzes 25 begrenzt werden.
Jeder Flügel 5 besteht aus einem mit der Drehachse 4 verbundenen ersten schwenkbaren Flügelteil 14 und einem durch die Feder 13 in Flügelachsrichtung verschiebbarem zweiten Flügelteil 15. Das zweite Flügelteil 15 wird in einer Führung des ersten Flügelteils 14 geführt, wobei die axiale Verschiebbarkeit des zweiten Flügelteiles 15 durch einen in die Führung 16 eingreifenden Anschlag 17 des zweiten Flügelteiles 15 begrenzt ist.
Eine als Druckfeder ausgebildete Feder 13 greift in Ausnehmungen des jeweiligen hinteren Endes des ersten und zweiten Flügelteiles 14 und 15 ein und befindet sich in der 1 in vorgespannter Position. Damit die Flügel 5 in der heckseitig aus dem Geschoß 1 heraus bewegten Stellung der Aufnahme 6 (1) ausschwenken können, enthält die jeweilige Ausnehmung 12 der Aufnahme 6 eine im Bereich der vorderen Stirnfläche 8 angeordnete und schräg von innen nach außen und nach vorn verlaufende Gleitfläche 18. Des weiteren weist der jeweilige erste und zweite Flügelteil in eingeklappter Stellung jeweilige parallel zur Gleitfläche 18 der Aufnahme 6 verlaufende schräge Flügelkanten 19, 19' auf. Dadurch können in heckseitig aus dem Geschoß heraus bewegter Stellung der Aufnahme 6 die jeweiligen Flügelkanten 19 unter dem Druck der Feder 13 über die schrägen Gleitflächen 18 gleiten und über die Außenkontur des Geschosses 1 hinausragen, so daß die Flügelteile 14 und 15 anschließend unter der Lufteinwirkung eine ausgeschwenkte und teleskopartig ausgefahrene Endposition einnehmen können. In dieser Endposition (1) weisen die Flügel 5 eine annähernd doppelt so große Wirklänge zur Stabilisierung des Geschosses gegenüber ihrer eingeklappten Ausgangslänge auf. Des weiteren verdeutlicht die 1, daß die Aufnahme 6 mit ihrer vorderen Stirnseite 8 an dem Anschlag 24 am hinteren Ende 23 des Heckteilinnenraumes 21 anliegt. Dieser Anschlag 24 ist axial beabstandet zu einem äußeren Führungsband 22 des Geschosses 1 angeordnet, so daß eine Beeinträchtigung des Führungsbandes 22 durch den Aufklappvorgang der Flügel 5 vermieden wird.
Die 3 und 4 lassen eine platzsparende Anordnung von vorzugsweise 4 sich auf dem Umfang gleichmäßig verteilten Flügeln 5 innerhalb der Aufnahme erkennen, wobei dennoch zwischen den Flügeln 5 die Anordnung einer großvolumigen Nutzlast, vornehmlich eines Base-bleed-Satzes 25 möglich ist. Die Durchlässe 9 an der Stirnseite 8 liegen dabei außerhalb der Wandung 11 des Zündkanales 27 und des Anzündsatzes 30 des Base-bleed-Satzes 25.

1: Geschoß
2: Heckteil
3: Geschoßlängsachse
4: Drehachse
5: Flügel
6: Aufnahme
7: Wirkposition
8: Stirnseite
9: Durchlässe
10: Hohlraum
11: Wandung
12: Ausnehmung
13: Feder
14: Erstes Flügelteil
15: Zweites Flügelteil
16: Führung
17: Anschlag
18: Gleitfläche
19: Flügelkante
19': Flügelkante
20: Waffenrohr
21: Raum
22: Führungsband
23: Ende
24: Anschlag
25: Treibsatz
26: Ladungsraum
27: Zündkanal
28: Treibladung
29: Längsnute
30: Anzündsatz

Claims

Flügelstabilisiertes Geschoß (1) mit im Heckteil (2) des Geschosses (1) gelagerten und um quer zu der Geschoßlängsachse (3) angeordneten Drehachsen (4) schwenkbaren Flügeln (5), dadurch gekennzeichnet, dass – die Flügel (5) über ihre Drehachsen (4) in einer axial verschiebbaren Aufnahme (6) gelagert sind, – die Aufnahme (6) derart ausgeführt ist, dass, nach dem das Geschoß das Waffenrohr (20) verlassen hat, die Aufnahme (6) aus dem Heckteil (2) des Geschosses nach hinten heraus bewegbar ist und die Wirkposition (7) des Flügels (5) erst in der heraus bewegter Stellung der Aufnahme (6) einnehmbar ist, und – jeder Flügel (5) aus einem mit der Drehachse (4) verbundenen ersten schwenkbaren Flügelteil (14) und einem durch eine Feder (13) in Flügelachsrichtung verschiebbaren zweiten Flügelteil (15) besteht.
Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (6) in ihrer vorderen Stirnseite (8) Durchlässe (9) für eine Verbindung eines zwischen der Aufnahme (6) und dem Geschoß (1) befindlichen Hohlraumes (10) mit dem Ladungsraum (26) des Waffenrohres (20) enthält, durch die nach Zündung der Treibladung Treibladungsgase in den Hohlraum (10) gelangen, und dass, nach dem das Geschoß das Waffenrohr (20) verlassen hat, die im Hohlraum (10) befindlichen Treibladungsgase die axiale Verschiebung der Aufnahme (6) aus dem Heckteil (2) heraus nach hinten bewirken.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 2 Flügel (5) am heckseitigen Ende der Aufnahme (6) in den Drehachsen (4) gelagert sind.
Geschoß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am heckseitigen Ende der Aufnahme (2) vier Flügel in jeweiligen Drehachsen (4) gelagert sind.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (6) zur Einnahme einer eingeklappten Stellung der Flügel (5) entsprechende und senkrecht zur Geschoßlängsachse (3) verlaufende Ausnehmungen (12) enthält.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Flügelteil (15) in einer Führung (16) des ersten Führungsteiles (14) geführt ist und die axiale Verschiebbarkeit durch einen in die Führung (16) eingreifenden Anschlag (17) des zweiten Führungsteiles (15) begrenzt ist.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) die jeweilige Ausnehmung (12) der Aufnahme (6) weist eine im Bereich der vorderen Stirnflächen (8) angeordnete und schräg von innen nach außen und nach vorn verlaufende Gleitfläche (18) auf; b) der jeweilige erste und zweite Flügelteil (15, 16) enthält in eingeklappter Stellung jeweilige parallel zur Gleitfläche (18) der Aufnahme (6) verlaufende schräge Flügelkanten (19, 19'); c) in heckseitig aus dem Geschoß (1) heraus bewegte Stellung der Aufnahme (6) gleitet die jeweilige Flügelkante (19) unter dem Druck der Feder (13) über die schräge Gleitfläche (18), so dass sie über die Außenkontur des Geschosses (1) hinausragt und die Flügelteile (14, 15) unter der Lufteinwirkung eine ausgeschwenkte und teleskopartig ausgefahrene Endposition einnehmen.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgesehener Heckteilinnenraum (21) des Geschosses (1) an seinem hinteren Ende (23) und heckseitig zu einem äußeren Führungsband (22) in axialer Richtung beabstandet einen den Axialhub der Aufnahme (6) begrenzenden Anschlag (24) aufweist.
Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (6) zwischen den Ausnehmungen (12) der Flügel (5) eine Nutzlast oder ein weiterer Treibsatz (25) angeordnet und mit der Aufnahme (6) axial verschiebbar ist.
Geschoß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibsatz (25) ein Base-bleed-Satz ist.