DE10143312C1 - Bremseinrichtung für ein bahnkorrigierbares drallstabilisiertes Artillerieprojektil - Google Patents

Abstract

Um die fliehkraftbedingt radial ausstellenden Bremselemente (16) der Bremseinrichtung im Bereich der Ogive eines drallstabilisierten Artillerie-Projektils (12) in der Verbindungsstellung zu sichern und dann bei Erreichen des Bremspunktes der ballistischen Bahn definiert freigeben zu können, ist der Stauraum (14) zur Aufnahme der Bremselemente (16) von einer Haube (22) radial abgedeckt, die in Anströmrichtung auf den Projektil-Zünder (11) aufgesteckt und zwischen einer Kerbe (24) in der Stauraum-Rückwand (25) sowie einem mit der Ogive verschraubten frontseitigen Haltering (26) axial fixiert ist. Zur Freigabe der Bremselemente (16) wird der massivere vordere Ringbereich (28) der Haube (22) mittels pyrotechnischer Kraftelemente (19) radial abgesprengt und damit rückwärtig, über dem Stauraum (14), die hohlkegelstumpfförmige Haubenwandung längs Sollbruchstellen zu etwa achsparallelen Schalen aufgebrochen, die dann von der Anströmung zunächst scharnierartig in der Kerbe (24) drehend nach außen geschwenkt und schließlich weggeschleudert werden. Dadurch können die in den Stauraum (14) eingelegten massiven oder textilen Bremselemente (16) sich nun fliehkraftbedingt um ihre Anlenkung an einen Ring (15) im vorderen Bereich des Stauraumes (14) herum aus dem Stauraum (14) heraus in ihre radiale Wirkstellung ausstellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Eine derartige Bremseinrichtung ist Gegenstand der DE 198 24 288 A1. Die darin beschriebene Einrichtung dient einer gezielten Verkürzung der ballistischen Flug­ bahn eines Artilleriegeschosses, um dessen Längsstreuung gegenüber den vorge­ gebenen Zielkoordinaten zu verringern und dadurch die Effektivität des Muniti­ onseinsatzes zu steigern. Gelöst wird das dadurch, daß ein herkömmliches Artille­ riegeschoss im Bereich seiner Spitze mit einer Bremseinheit zum definierten Ab­ bremsen des Geschosses aus seiner bis dahin ballistischen Flugbahn heraus aus­ gestattet wird. Für die Bremswirkung sind an Scharnieren gehalterte Mantelseg­ mente der Ogivenhülle der Flugrichtung entgegen radial ausschwenkbar, zwi­ schen denen sich zur Vergrößerung der aerodynamischen Bremswirkung unter den Zentrifugalkräften des Stabilisierungsdralls der Artilleriemunition ein im Er­ gebnis ringförmiges Bremstuch aufspannt. Allerdings wird die mit der definierten Abbremsung angestrebte Verbesserung der Zielgenauigkeit verfehlt, wenn das Bremstuch sich nicht völlig zentralsymmetrisch aufstellt, weit die einer satelliten­ gestützten Berechnung des Bremsauslösepunktes zugrundegelegte Bremsbahn dann nicht mehr eingehalten werden würde.

Schon in der AT 81 401 B ist der Grundgedanke des Überganges aus der ballisti­ schen Bahn in eine versteilerte Zielgebietsannäherung durch Abbremsen des Ar­ tilleriegeschosses mittels Mantelsegmenten beschrieben, die im Bereiche der Projektilspitze angelenkt sind und, nach pyrotechnischer Freigabe einer Verrie­ gelung, infolge des Geschoßdralls radial ausgestellt werden. Die Anlenkung der Mantelsegmente erfolgt dort allerdings nicht über Scharniere, sondern über Bie­ gebereiche im Übergang zu einem nicht-geschlitzten Ringbereich einer von der Projektilspitze getragenen Haube, was keine zentralsymmetrisch gleichförmige Aufstellung aller Bremselemente erwarten lässt und somit wie erwähnt zu nicht mehr vorherbestimmbarer Kinematik beim Übergang aus der ballistischen Flug­ bahn in die versteilerte Abstiegsbahn führen muß.

Vorliegender Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, eine Bremseinrichtung gattungsgemäßer Art dahingehend weiterzubilden, daß das Ausstellen der Bremselemente möglichst präzise einsetzt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebene Kombination der wesentlichen Merkmale gelöst. Danach erstreckt eine Halte­ rungs-Haube für die noch nicht in Wirkstellung verbrachten Bremselemente sich in axialer Richtung nach vorne, zur Spitze des Projektiles hin, über den Stauraum für die Bremselemente und deren Anlenkung hinaus bis zu dem konisch verjüng­ ten Zünder-Bereich, in dem radial von innen gegen die Haube wirkende Kraftele­ mente angeordnet sind, um im Bremsauslösepunkt auf der Flugbahn die Haube unter schalenförmigem Aufbrechen zur Freigabe der Bremselemente abzuspren­ gell.

Bei den Kraftelementen handelt es sich vorzugsweise um elektrisch initiierbare pyrotechnische Ladungen, die mittels einer Steuerschaltung aktiviert werden, wenn auf dem absteigenden, flachen Ast der bisher ballistischen Flugbahn der Bahnpunkt erreicht ist, aus dem heraus ein Abbremsen des Fluges mit dement­ sprechend steilerem Abstieg zu einer genaueren Trefferlage im Zielgelände führt.

Bezüglich zweckmäßiger Weiterbildungen und konstruktiver Einzelheiten sowie deren Vorteilen wird außer auf die weiteren Ansprüche auch auf nachstehende Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche abstrahiert und angenähert maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisie­ rungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung Bezug genommen.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt im abgebrochenen Axial-Längsschnitt ei­ nen Zünder mit integrierter Bremseinrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Auslegung im Bereich der Ogive eines Artillerie-Projektiles.

Ein Zünder 11, der zum Einschrauben in die Ogive eines Artillerie-Projektiles 12 ausgelegt ist, weist in seiner kegelstumpfförmigen Mantelfläche 13 einen umlau­ fend radial eingesenkten Stauraum 14 auf. Dieser ist seiner Rückwand 25 axial gegenüber, also in Flugrichtung, durch einen hier aufgelegten Ring 15 begrenzt, an den Bremselemente 16 verschwenkbar angelenkt sind. Die ruhen in ihrer Ver­ bringungsstellung im Stauraum 14, aus dem sie in ihre Funktionsstellung, nämlich in eine gegenüber der Projektil-Längsachse 17 etwa radiale Orientierung, aus­ schwenken können. Damit die bei der Ausstellbewegung unter Rotation des Pro­ jektiles 12 auftretende Korrioliskraft im Anlenkbereich abgebaut werden kann, ist es zweckmäßig, beim Ring 15 anfangs relativ zum rotierenden Projektil 12 etwas Schlupf in seiner Lagerung zuzulassen.

Eine pilzförmige Aufnahme 18 für mehrere (wenigstens zwei; skizziert sind vier) peripher gegeneinander versetzte, radial wirkende pyrotechnische Kraftelemente 19 greift bei diesem Realisierungsbeispiel mit ihrem hohlen Schaft 20 von vorne durch den Anlenk-Ring 15 hindurch in eine Aufnahmebohrung 21 im Zünder 11 ein.

Eine mit ihrer Außenmantelfläche 27 die Kontur der Kegelmantelfläche 13 der Ogive über dem Stauraum 14 ergänzende, hohlkegelstumpfförmige Haube 22 ist in Anströmrichtung, also von der Spitze des Zünders 11 her, über die pilzförmige Aufnahme 18 mit den Kraftelementen 19 gestülpt. Der Aufnahme 18 axial gegen­ über greift der freie Stirnrand 23 der großflächigen Basis der Haube 22 in eine umlaufende Kerbe 24 ein, die dicht unter der Mantelfläche 13 achsparallel in die Rückwand 25 des Stauraumes 14 eingestochen ist. Dieser axiale Eingriff wird gesichert durch einen aerodynamisch konfigurierten Haltering 26, der vor der vorderen, kleineren Stirnfläche der Haube 22 mit der Aufnahme 18 verschraubt oder sonstwie verbunden ist. Die aerodynamische Geometrie der Projektil-Ogive mit der Zünder-Mantelfläche 13 setzt sich so über die Haube 22 zum Haltering 26 fort.

Die Haube 22 ist vorne, hinter ihrer kleinen Basis, als Ringbereich 28 mit relativ massiv profiliertem Querschnitt ausgelegt, der radial gegen die Aufnahme 18 anliegt. Daran schließt sich einstückig nach rückwärts, bis zum Eingriff in die Kerbe 24, eine dagegen sehr dünne hohlkegelstumpfförmige Wandung an. Dieser dünnwandige Bereich ist konstruktiv dafür ausgelegt, sich längs Trenn- oder Soll­ bruchstellen in einzelne, dann sich vom Stauraum 14 radial abhebende, Schalen zu zerlegen. Dafür sind längs Erzeugender der Außenmantelfläche 27 der Hülle 22 verlaufende Trennstellen vom rückwärtigen Stirnrand 23 her bis in die Nähe des Ringbereiches 28 geschlitzt oder jedenfalls konstruktiv zu etwa achsparallel verlaufenden Sollbruchstellen geschwächt.

Die Kraftelemente 19 können an sich in beliebiger Orientierung in die Aufnahme 18 eingebaut sein. Im Grundsatz genügt es, nur ein Kraftelement 19 einzubauen und dessen Reaktionsgasschwaden über Umlenkkanäle direkt oder mittels zu ver­ schiebender Kolben gegen den aufzubrechenden Ringbereich 28 zu richten. Wichtig ist nur, daß die Reaktionsgasschwaden mit maßgeblichen radialen Kom­ ponenten von innen her auf den Ringbereich 28 der Haube 22 einwirken, um diese schnell und rundum möglichst gleichzeitig aufzubrechen; wobei jedoch Versuche gezeigt haben, daß dies Gleichzeitigkeit nicht funktionskritisch ist, weil der Ring­ bereich 28 von der Anströmung sogleich rundum abgerissen wird, wenn er nur erst einmal an einer Stelle aufgebrochen ist. Jedenfalls führt, wenn die pyrotechni­ schen Kraftelemente 19 (sog. Squibs) initiiert werden, die radiale Beanspruchung zum Aufbrechen des Ringbereiches 28 und damit auch der Trennstellen in der dünneren Wandung der Haube 22. Mit dem radialen Absprengen der Bruchstücke des Ringbereiches 28 werden die einzelnen zu Längsschalen aufgebrochenen Wandungsteile um ihren scharnierartigen Eingriff in die Kerbe 24 herum gegen die Fluganströmung radial nach außen geschwenkt und von der Anströmung radi­ al weggeschleudert. Um diese scharnierförmige Schwenkbewegung in der Kerbe 24 zu fördern, ist diese, wie in der Zeichnung berücksichtigt, ebenso wie der ein­ greifende Stirnrand 23 im Querschnitt dreieckförmig gestaltet. Frontseitig wird ein mögliches Verklemmen der radial abzusprengenden Bruchstücke des Ringbe­ reiches 28 mit dem davor axial anliegenden Haltering 26 vorteilhafterweise da­ durch vermieden, daß die ringförmig radiale Anlagefläche wie in der Zeichnung berücksichtigt trichterförmig nach vorne sich öffnend abgeschrägt ist. Dadurch ist sichergestellt, daß der Ringbereich 28 sich im Zuge des radialen Absprengens von der axial benachbarten Fläche des Halterings 26 ungestört freihebt.

Indem so die Haube 22 schalenförmig aufgebrochen und vom Stauraum 14 abge­ hoben wurde, sind die Bremselemente 16 freigegeben, unter Einwirkung der Zen­ trifugalkraft des drallstabilisierten Artillerie-Projektiles 12 um ihre jeweilige An­ lenkung an den Ring 15 herum aus dem Stauraum 14 heraus nach außen, in eine etwa radiale Wirkstellung verschwenkt zu werden. Dieses fliehkraftbedingte Aus­ stellen wird dadurch gefördert, daß - der Anlenkung am Ring 15 gegenüber - die freien Stirnenden der Bremselemente 16 mit einer Masseansammlung 29 ausge­ stattet sind, um das Trägheitsmoment für ein stabiles Ausstellen in eine möglichst radiale Position zu vergrößern, in der die größte angeströmte Fläche für maximale Bremswirkung erzielt wird.

Bei den Bremselementen 16 kann es sich wie dargestellt um segmentierte Klap­ pen handeln, die an Schwenkwellen 30 angelenkt sind, welche ihrerseits längs Sekanten am Ring 15 befestigt sind; oder es handelt sich um in den Stauraum 14 eingefaltete, in ihren Außenbereichen mit Zusatzmassen belegte textile Gebilde in Form mehrerer Streifen oder eines geschlossen kreisringförmigen Tuches, die durch Herumnähen direkt an den Ring 15 angelenkt sind. Das kreisringförmige Tuch ist vorzugsweise durch radial verlaufende Aufnäher verstärkt, zwischen des­ sen äußeren, den Anlenkungen an den Ring 15 gegenüber gelegenen freien Enden längs der äußeren Peripherie des Bremstuches die Masseansammlungen eingenäht sind.

Die Anlenkungen an den Ring 15 sind vorzugsweise reibschlüssig, um infolge abgebremsten Bewegungsablaufes mechanische Beanspruchungsspitzen an der Anlenkung beim Ausstellen der Bremselemente 16 gegen die Anströmung mög­ lichst zu vermeiden. Ebenfalls zum Vermeiden mechanischer Überbeanspruchun­ gen klappen die freigegebenen Bremselemente 16 nicht gegen einen konstruktiven Anschlag, sondern sie nehmen frei durchschwingend die durch Anströmung und Fliehkraft bedingte stabile Stellung ein, in der sie im Falle von Bremsklappen dann schließlich noch eine mechanische Verriegelung erfahren können. Die An­ lenkung liegt möglichst weit vorne im sich verjüngenden Bereich der Ogive, weil dort die Kreisringfläche der etwa radial ausgestellten Bremselemente 16 relativ größer ist und so eine bessere Bremswirkung ergibt, als eine Anlenkung bei grö­ ßerem Durchmesser der Ogive.

Um also die fliehkraftbedingt radial ausstellenden Bremselemente 16 der Brem­ seinrichtung im Bereich der Ogive eines drallstabilisierten Artillerie-Projektiles 12 in der Verbringungsstellung zu sichern und dann bei Erreichen des Brem­ spunktes der ballistischen Bahn definiert freigeben zu können, ist der Stauraum 14 zur Aufnahme der Bremselemente 16 von einer Haube 22 radial abgedeckt, die erfindungsgemäß in Anströmrichtung auf den Projektil-Zünder 11 aufgesteckt und zwischen einer Kerbe 24 in der Stauraum-Rückwand 25 sowie einem mit der Ogi­ ve verbundenen frontseitigen Haltering 26 axial fixiert ist. Zur Freigabe der Bremselemente 16 wird der massivere vordere Ringbereich 28 der Haube 22 mit­ tels pyrotechnischer Kraftelemente 19 radial angesprengt und damit die hohlke­ gelstumpfförmige Haubenwandung rückwärtig, über dem Stauraum 14, längs Sollbruchstellen zu etwa achsparallelen Schalen aufgebrochen, die dann von der Anströmung zunächst scharnierartig in der Kerbe 24 drehend nach außen ge­ schwenkt und schließlich etwa radial nach hinten weggeschleudert werden. Da­ durch können die in den Stauraum 14 eingelegten massiven oder textilen Brem­ selenmente 16 sich nun fliehkraftbedingt, um ihre Anlenkung an einen Ring 15 im vorderen Bereich des Stauraumes 14 herum, mit ihren freien Enden aus dem Stau­ raum 14 heraus in ihre radiale Wirkstellung ausstellen.

Claims (9)

1. Bremseinrichtung, mit im Zünder-Bereich der Ogive eines bahnkorrigierbaren drallstabilisierten Artillerie-Projektiles (12) unter ei­ ner Haube (22) gehalterten, aus einem Stauraum (14) radial ausstellbaren Bremselementen (16), dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (22) sich mit einem, gegenüber einer dünnen rückwärtig sich öffnenden hohlkegelstumpfförmigen Wandung massiveren, vorderen Ringbe­ reich (28) axial bis zu radialer Anlage gegen eine Aufnahme (18) für wenig­ stens ein Kraftelement (19) erstreckt, das für eine radiale Bersteinwirkung ge­ gen das Innere des Ringbereiches (28) der Haube (22) ausgelegt ist.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (22), zum Aufbrechen in etwa achsparallele Schalen-Stücke, im Bereich des Stauraumes (14) mit etwa achsparallel verlaufenden Trennstellen in Form von Schlitzen oder Sollbruchstellen ausgestattet ist.

3. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (22) dem vorderen, massiveren Ringbereich (28) gegenüber mit ihrem rückwärtigen Stirnrand (23) etwa achsparallel in eine Kerbe (24) in der Rückwand (25) des Stauraumes (14) verschwenkbar eingreift.

4. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (22) vor dem Ringbereich (28) mittels eines Halteringes (26) axial fixiert ist.

5. Bremseinrichtung nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Anlagefläche zwischen Haltering (26) und Hauben-Ring­ bereich (28) für radiales Freiheben des radial aufgesprengten Ringbereiches (28) gegenüber der Radialebene trichterförmig nach vorne sich öffnend abge­ schrägt ist.

6. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den vorderen Bereich des Stauraumes (14) ein Ring (15) hineinragt, an den, unmittelbar oder über Sekanten-Wellen, die Bremselemente (16) ange­ lenkt sind.

7. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (16) Klappen oder Lappen sind, die ihren Anlenkun­ gen gegenüber, an ihren freien Stirnenden, mit Masseansammlungen (29) aus­ gestattet sind.

8. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit Ausnahme des vorangehenden Anspruches, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (16) zu einer flexibel in den Stauraum (14) einfaltba­ ren Ringscheibe mit längs ihres Außenrandes gelegener Masseansammlung (29) integriert sind.

9. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8; dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstellbewegung der Bremselemente (16) gegen die Anströmung konstruktiv gedämpft erfolgt.