DE102007039112A1

DE102007039112A1 - Hybridmunition

Info

Publication number: DE102007039112A1
Application number: DE200710039112
Authority: DE
Inventors: Reinhard Kruse
Original assignee: Kruse Reinhard Dr
Current assignee: Kruse Reinhard Dr
Priority date: 2007-08-18
Filing date: 2007-08-18
Publication date: 2009-02-19

Abstract

Die Hybridmunition stellt eine Weiterentwicklung von Patronen für Schusswaffen dar. Sie unterscheidet sich von herkömmlichen Ausführungen darin, dass innerhalb der Patronenhülse eine (bereits vor dem Schuss) unter hohem Druck stehende Füllung eines möglichst fluiden Gases zwischen Treibladungspulver und Projektil vorgehalten wird. Beim Schuss wird dieses Gas durch die expandierenden Pulvergase zunächst weiter komprimiert und treibt in der Folge das Projektil durch den Lauf. Dank seiner im Vergleich mit den Pulvergasen geringeren Viskosität bzw. höheren Fluidität geschieht dies mit einer Geschwindigkeit, die deutlich höher ausfällt als die, welche durch ausschließliche und direkte Wirkung der Pulvergase erreichbar ist.

Description

1. Stand der Technik
Munition für Schusswaffen besteht üblicherweise aus den folgenden Komponenten: Patronenhülse, Zündhütchen, Treibladungspulver, Projektil (Geschoss)
Beim Schuss laufen bei herkömmlicher Munition Patronen folgende Schritte in der Patrone und der Waffe ab:

• Der Zündstrahl des Zündhütchens löst den Abbrand des Treibladungspulvers aus.
• Die hierbei gebildeten gasförmigen Reaktionsprodukte – hauptsächlich bestehend aus Kohlendioxid, Wasserdampf und Stickstoff – treiben aufgrund ihrer Expansion das Projektil durch den Lauf der Waffe und verleihen ihm eine bestimmte Geschwindigkeit.

Einer der wesentlichen Faktoren, welche die so erreichbare Geschossgeschwindigkeit limitieren, besteht in der Begrenzung der Ausdehnungsgeschwindigkeit des vorstehend genannten Gasgemisches, da dessen Viskosität keine raschere Bewegung zulässt.
2. Beschreibung der zum Patent angemeldeten eigenen Entwicklung
Die von mir entwickelte Hybridmunition unterscheidet sich vom vorstehend genannten herkömmlichen Munitionstyp dadurch, dass die beim Abbrand des Pulvers gebildeten Gase nicht unmittelbar auf das Geschoss wirken, sondern dass sie bei ihrer Ausdehnung einen Teil ihrer Energie auf ein (bereits unter hohem Druck stehendes) Volumen eines gering viskosen und somit hoch fluiden Gases übertragen. Der unmittelbare Vortrieb des Geschosses durch den Lauf hindurch wird von diesem Gas bewirkt. Da es sich hier erheblich schneller auszudehnen vermag, als das vorangehend genannte höherviskose Gasgemisch, erreicht das Geschoss somit eine vergleichsweise höhere Geschwindigkeit.
Als gering viskoses Gas ist insbesondere Wasserstoff geeignet. Wasserstoff unterscheidet sich hinsichtlich zweier hier relevanter physikalischer Eigenschaften von den unter 2. genannten gasförmigen Stoffen Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf:
Er hat zum einen die o. g. geringere Viskosität (gleichbedeutend mit einer höheren Fluidität) und weist zum anderen einen negativen Joule-Thompson Effekt auf, d. h.: bei seiner Kompression tritt keine Temperaturerhöhung sondern -erniedrigung ein. (Sofern andere Gase außer Wasserstoff unter den hier relevanten Bedingungen eine ausreichend hohe Fluidität beibehalten, können auch diese für den hier beschriebenen Zweck verwendet werden.)
Der Aufbau der Hybridmunition wird in 1 wiedergegeben und ergibt sich wie folgt:
Die Kammer der Patronenhülse ist hoch druckstabil und aus zwei Teilkammern aufgebaut, zwischen denen ein semifixer, sich beim Schuss lösender Stempel angebracht ist. Die gesamte Kammer enthält u. a. unter hohem Druck von mehreren hundert bar stehenden Wasserstoff. Die hintere Teilkammer enthält zusätzlich die Pulver-Treibladung.
Beim Schuss laufen in der Patrone der Hybridmunition – zusätzlich zu den beim herkömmlichen Patronentyp bereits aufgeführten (s. o.) – folgende Schritte ab:

• Beim Abbrand der Pulverladung schieben die expandierenden Pulvergase den Trennstempel in die vordere Teilkammer und bewirken dadurch eine weitere Komprimierung der Wasserstofffüllung.
• Bei Überschreitung eines bestimmten Druckes durchbricht der Wasserstoff die vordere Kammerwand bzw. löst das Geschoss aus seiner Einbettung und presst dieses rasch expandierend durch den Lauf.
• Während der Nachschussphase entweichen nach dem Wasserstoff auch Fragmente des Stempels und die überschüssigen Pulvergase durch den Lauf.

Während des gesamten Schussvorganges bilden der Trennstempel bzw. Teile desselben sowohl in der Patronenkammer als auch im Lauf der Waffe eine mobile Barriere zwischen Pulvergasen und Wasserstoff. Die so erreichte Trennung der beiden Gasvolumina ist sowohl aus physikalischen als auch aus chemischen Gründen notwendig. Zum einen würde eine gegenseitige Durchdringung der Gase die hohe Fluidität des Wasserstoffs herabsetzen, zum anderen würden unerwünschte – die Expansion ebenfalls nachteilig beeinflussende – chemische Reaktionen ablaufen (z. B. die Bildung von Ammoniak aus Wasserstoff und Stickstoff).
Mit der der Anmeldung zugrunde liegenden Munition lassen sich die ballistischen Kenndaten im Vergleich mit herkömmlichen Ausführungen erheblich steigern:
Bei herkömmlichen Patronen liegen die Geschossgeschwindigkeiten an der Laufmündung (V₀) für derzeit gebräuchliche Waffentypen (Infanterie- oder Jagdwaffen) im oberen 100 Meter/Sekunde Bereich, maximal werden Geschwindigkeiten wenig oberhalb 1000 Meter/Sekunde realisiert. Mit der Hybridpatrone vergleichbaren Kalibers lassen sich im jetzigen Entwicklungsstadium die erreichbaren Geschossgeschwindigkeiten mit 1800 Meter/Sekunde annähernd verdoppeln. Somit wird die kinetische Energie der Geschosse auf das Drei- bis Vierfache gesteigert. Damit werden relevante Leistungsmerkmale der äußeren Ballistik, u. a. die Reichweite, die Rasanz und die zerstörende oder penetrierende Wirkung im Ziel ebenfalls deutlich verbessert.

Claims

Eine Weiterentwicklung von Munition für Schusswaffen, dadurch gekennzeichnet, dass in die Treibladungskammer vor der vorhandenen Pulverladung eine (in Schussrichtung gelegene) zusätzliche Gasfüllung eingebracht wird.
Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfüllung aus einem unter hohem Druck stehenden Gas hoher Fluidität besteht, welches beim Schuss durch die Expansion der gasförmigen Abbrandprodukte der Pulverladung nach vorn gepresst wird und in der Folge seinerseits das Geschoss mit erhöhter Beschleunigung durch den Lauf der Waffe treibt.