DE102012010142A1

DE102012010142A1 - Waffensystem mit einer rückstoßfreien oder rückstoßarmen Waffe und einer mit der Waffe verschießbaren Granate

Info

Publication number: DE102012010142A1
Application number: DE102012010142A
Authority: DE
Inventors: Sven GUTH
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-11-28
Also published as: WO2013174821A1; EP2856064A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Waffensystem (1) mit einer ein Waffenrohr (3) aufweisenden, rückstoßfreien oder rückstoßarmen Waffe (2) und einer mit der Waffe (2) verschießbaren Granate (4), die einen mündungsseitig in das Waffenrohr (3) ragenden, stabförmigen Heckbereich (5) aufweist. Um bei einem derartigen Waffensystem (1) zu erreichen, dass die Granate (4) eine gegenüber vergleichbaren bekannten Waffensystemen mit rückstoßfreier oder rückstoßarmer Waffe gesteigerte Abgangsgeschwindigkeit besitzt, schlägt die Erfindung vor, zur Vorbeschleunigung der jeweiligen Granate (4) die Waffe (2) als Leichtgasbeschleuniger aufzubauen. Dadurch können auf einfache Weise Abgangsgeschwindigkeiten der Granate (4) erzeugt werden, die oberhalb der Schallgeschwindigkeit liegen. Die Nachbeschleunigung der Granate (4) erfolgt dann außerhalb des Waffenrohres (3) mit Hilfe eines der Granate (4) zugeordneten Staustrahltriebwerkes (RAM-Jet-Antrieb).

Description

Die Erfindung betrifft ein Waffensystem mit einer ein Waffenrohr aufweisenden, rückstoßfreien oder rückstoßarmen Waffe und einer mit der Waffe verschießbaren Granate, die einen mündungsseitig in das Waffenrohr ragenden, stabförmigen Heckbereich aufweist.
Bei rückstoßfreien Waffen handelt es sich häufig um tragbare reaktive Panzerbüchsen (Panzerfäuste), bei denen die Granate zunächst mittels einer Starttreibladung rückstoßfrei oder rückstoßarm aus dem entsprechenden Waffenrohr verschossen (vorbeschleunigt) wird. Einige Zeit nachdem die Granate das Waffenrohr verlassen hat, wird dann ein an der Granate angeordneter Raketentreibsatz gezündet, der die Granate dann nachbeschleunigt und zum Ziel befördert.
Nachteilig bei diesen bekannten Waffensystemen ist insbesondere die relativ lange Flugzeit der Granaten bis zum Ziel, da deren Fluggeschwindigkeiten im Unterschallbereich liegen. Dadurch ist es dem Gegner möglich, das entsprechende Geschoss bereits vor Auftreffen auf das Ziel zu orten und Gegenmaßnahmen einzuleiten. Außerdem weisen diese bekannten Waffensysteme aufgrund des beim Abschuss auftretenden Feuerstrahles sowie der Rauchentwicklung eine deutliche (akustische wie visuelle) Abschusssignatur auf, die die Stellung des Schützen dem Gegner verraten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Waffensystem mit einer rückstoßfreien oder rückstoßarmen Waffe anzugeben, bei dem die Granate eine gegenüber vergleichbaren bekannten Waffensystemen gesteigerte Abgangsgeschwindigkeit besitzt, so dass kaum Möglichkeiten zur Ortung der Granaten und damit zur Einleitung von Gegenmaßnahmen bestehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, zur Vorbeschleunigung der jeweiligen Granate die rückstoßfreie Waffe als Leichtgasbeschleuniger aufzubauen. Dadurch können auf einfache Weise Abgangsgeschwindigkeiten der Granate erzeugt werden, die oberhalb der Schallgeschwindigkeit liegen (d. h. Werte größer 340 m/s aufweisen). Die Nachbeschleunigung der Granate erfolgt dann nicht innerhalb des Waffenrohres, sondern nach Verlassen des Waffenrohres mit Hilfe eines der Granate zugeordneten Staustrahltriebwerkes (RAM-Jet-Antrieb).
Aus der DE 10 2007 023 966 B4 sind als Leichtgaskanonen bezeichnete Waffen bekannt, bei denen zur Beschleunigung von in dem Waffenrohr befindlichen Geschossen ein Leichtgas, insbesondere Wasserstoff oder Helium, verwendet wird. Da die Moleküle derartiger Gase bei einer entsprechenden kinetischen Energie wesentlich höhere Geschwindigkeiten besitzen als die Moleküle von Zersetzungsprodukten herkömmlicher Treibladungen, lassen sich mit den Leichtgaskanonen gegenüber herkömmlichen Waffen wesentlich höhere Abgangsgeschwindigkeiten der zu beschleunigenden Geschosse erreichen.
Ferner ist aus der DE 43 31 395 A1 eine Waffe bekannt, bei der die im Waffenrohr befindlichen Geschosse zunächst mittels einer Leichtgaskanone auf Überschallgeschwindigkeit vorbeschleunigt werden und dann anschließend im Waffenrohr mittels eines Staustrahltriebwerkes eine Nachbeschleunigung erhalten.
Derartige Waffen weisen ein relativ langes Waffenrohr für die Vor- und Nachbeschleunigung auf und sind außerdem aufwendig aufgebaut, da für die Nachbeschleunigung in mehreren, voneinander durch Scheiben abgetrennte Rohrabschnitte des Waffenrohres ein reaktives Gasgemisch enthalten sein muss.
Weder aus der DE 10 2007 023 966 B4 noch aus der DE 43 31 395 A1 ist entnehmbar, wie die Leichtgasbeschleuniger bei rückstoßfreien oder rückstoßarmen Waffen verwendbar sein könnten.
Bei einem derartigen Waffensystem mit einer rückstoßfreien oder rückstoßarmen Waffe werden gegenüber vergleichbaren bekannten Waffensystemen nicht nur wesentlich höhere Abgangs- und Fluggeschwindigkeiten der Granate erreicht, sondern auch eine geringe visuelle und/oder akustische Abschuss-Signatur. Außerdem besitzen derartige Waffensysteme ein relativ niedriges Gewicht.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Waffe eine Expansionskammer, die heckseitig mit einem Verdämmungskörper abgeschlossen ist. An die Expansionskammer schließt sich vorderseitig ein Treibrohr an, in dem ein – zur Verdichtung von in dem Treibrohr eingeschlossenem Leichtgas – vorgesehener Kolben verschiebbar geführt ist. Das Treibrohr steht an seinem vorderen Ende mit einem Hochdruckteil in Verbindung, an das sich axial ein Laufrohr anschließt, in dem sich der stabförmige Heckbereich des zu verschießenden Geschosses angeordnet ist.
Die Granate besteht vorzugsweise aus einem zentralen Geschosskörper und einem den Geschosskörper umfangseitig umschließenden, rohrförmigen Mantel, an dessen Innenseite ein Festtreibstoff angeordnet ist. Dabei ist die äußere Form des Geschosskörpers in Bezug auf die Innenwand des rohrförmigen Außenmantels derart gewählt, dass sich eine Staudüsenanordnung ergibt.
Sofern die Granate zur Panzerabwehr eingesetzt werden soll, kann der Geschosskörper aus einem Schwermetall (beispielsweise einer Wolframlegierung) bestehen.
Der rohrförmige Mantel kann beispielsweise außenseitig eine als Splitterhülle wirkende Stahlverkleidung aufweisen, die beim Auftreffen auf ein Ziel einen Splitterregen um das Ziel herum erzeugt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1 den Längsschnitt durch ein vereinfacht dargestelltes, erfindungsgemäßes Waffensystem, bestehend aus einer rückstoßfreien Waffe und einer aus dieser Waffe verschießbaren Granate und
2 eine vergrößerte Ansicht der in 1 dargestellten Granate.
In 1 ist mit 1 ein erfindungsgemäßes Waffensystem bezeichnet, welches im Wesentlichen aus einer rückstoßfreien oder rückstoßarmen Waffe 2 mit einem Waffenrohr 3 und einer aus dem Waffenrohr 3 verschießbaren Granate 4 besteht. Dabei handelt es sich bei der Granate 4 um Überkalibermunition, die fest mit der Waffe 2 verbunden ist (Einweg-Waffe).
Die Granate 4 weist einen in das Waffenrohr 3 der Waffe 2 ragenden, stabförmigen Heckbereich 5 auf.
Erfindungsgemäß ist die Waffe 2 als Leichtgasbeschleuniger aufgebaut. Sie umfasst daher eine mit einem Zünder (nicht dargestellt) versehene und einer Treibladung 6 gefüllte Expansionskammer 7, an die sich heckseitig ein mit einem Verdämmungskörper (Gegenmasse) 8 gefülltes Rohrteil 9 anschließt.
Vorderseitig schließt sich an die Expansionskammer 7 ein mit einem Leichtgas (beispielsweise Wasserstoff oder Helium) gefülltes Treibrohr 10 an, das heckseitig von einem axial verschiebbaren Kolben 11 abgeschlossen ist.
An das Treibrohr 10 schließen sich vorderseitig ein sich konisch verjüngendes Hochdruckteil 12 und an dieses ein Laufrohr 13 an, welches den stabförmigen Heckbereich 5 der zu verschießenden Granate 4 aufnimmt. Das Hochdruckteil 12 und das Laufrohr 13 werden durch eine Berstscheibe 14 getrennt.
Die Granate 4 des erfindungsgemäßen Waffensystems 1 (2) besteht im wesentlichen aus einem zentralen Geschosskörper 15, beispielsweise aus einem Schwermetall, mit dem stabförmigen Heckbereich 5 und einem den Geschosskörper 15 umfangseitig umschließenden, rohrförmigen Außenmantel 16. Dabei ist die äußere Form des Geschosskörpers 15 derart ausgebildet, dass der Geschoßkörper 15 gemeinsam mit der Innenoberfläche des Außenmantels 16 eine Staudüsenanordnung bildet, wobei an der Innenoberfläche des Außenmantels 16 ein Festtreibstoff 17 angeordnet ist.
Nachfolgend wird näher auf die Wirkungsweise des Waffensystems 1 eingegangen:
Bei Betätigung eines Abzugs 18 der Waffe 2 wird die in der Expansionskammer 7 befindliche Treibladung 6 gezündet. Dadurch wird einerseits der Verdämmungskörper 8 heckseitig aus dem Rohrteil 9 herausgedrückt und andererseits der Kolben 11 innerhalb des Treibrohres 10 in Richtung des Hochdruckteiles 12 beschleunigt. Hierbei wird das Leichtgas stark verdichtet. Erreicht der Druck des Leichtgases einen vorgegebenen Wert, so wird die Berstscheibe 14 zerstört und das Leichtgas expandiert in das Laufrohr 13 und treibt die Granate 4 an, so dass diese in Richtung auf ein entsprechendes Ziel mit Überschallgeschwindigkeit das Waffenrohr 3 verlässt. Der Kolben 11 wird durch die konisch verjüngende Form des Hochdruckteiles 12 abgebremst.
Durch ein sich in Richtung der Luftströmung konusförmig erweiternde Vorderteil 19 des Geschosskörpers 15 ergibt sich für den Luftstrom eine Verengung zwischen Geschosskörper 15 und Außenmantel 16 und damit für die überschallschnelle Luftströmung eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit. Die Luft wird komprimiert und der Luftdruck steigt an.
In einem nachfolgenden Verbrennungsraum 20 der Granate 4 nimmt der Durchmesser des Geschosskörpers 15 wieder ab, und die durch die Kompression erhitzte Luft entzündet den Festtreibstoff 17, so dass eine Expansion des Gases erfolgt. Das heiße Gas tritt dann heckseitig aus dem Außenmantel 16 aus, und die Granate 4 wird durch die Entspannung der Gase in dem düsenförmigen Endbereich 21 des Außenmantels 16 beschleunigt.
Bezugszeichenliste

1: Waffensystem
2: Waffe
3: Waffenrohr
4: Granate
5: stabförmiger Heckbereich
6: Treibladung
7: Expansionskammer
8: Verdämmungskörper
9: Rohrteil
10: Treibrohr
11: Kolben
12: Hochdruckteil
13: Laufrohr
14: Berstscheibe
15: Geschosskörper
16: Außenmantel
17: Festtreibstoff
18: Abzug
19: Vorderteil
20: Verbrennungsraum
21: Endbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007023966 B4 [0007, 0010]
DE 4331395 A1 [0008, 0010]

Claims

Waffensystem mit einer ein Waffenrohr (3) aufweisenden, rückstoßfreien oder rückstoßarmen Waffe (2) und einer mit der Waffe (2) verschießbaren Granate (4), die einen mündungsseitig in das Waffenrohr (3) ragenden, stabförmigen Heckbereich (5) aufweist, mit den Merkmalen: a) die Waffe (2) ist als Leichtgasbeschleuniger aufgebaut, der die Granate (4) beim Abschuss auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt, und b) die Granate (4) umfasst ein Staustrahltriebwerk, welches sie nach Erreichen der Überschallgeschwindigkeit außerhalb des Waffenrohres (3) nachbeschleunigt.
Waffensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Waffe (2) eine Expansionskammer (7) umfasst, die heckseitig mit einem Verdämmungskörper (8) abgeschlossen ist, sich an die Expansionskammer (7) vorderseitig ein Treibrohr (10) anschließt, in dem Treibrohr (10) ein – zur Verdichtung von in dem Treibrohr (10) eingeschlossenem Leichtgas – vorgesehener Kolben (11) verschiebbar geführt ist, und das Treibrohr (10) an seinem vorderen Ende mit einem Hochdruckteil (12) in Verbindung steht, an das sich axial ein Laufrohr (13) anschließt, in dem sich der stabförmige Heckbereich (5) der zu verschießenden Granate (4) angeordnet ist.
Waffensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Granate (4) einen zentralen Geschosskörper (15) und einen den Geschosskörper (15) umfangseitig umschließenden, rohrförmigen Außenmantel (16) umfasst, dass an der Innenoberfläche des Außenmantels (16) ein Festtreibstoff (17) angeordnet ist, wobei die äußere Form des Geschosskörpers (15) derart ausgebildet ist, dass der Geschosskörper (15) gemeinsam mit der Innenoberfläche des Außenmantels (16) eine Staudüsenanordnung bildet.
Waffensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Geschosskörper (15) aus einem Schwermetall besteht.
Waffensystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Außenmantel (16) außenseitig eine als Splitterhülle wirkende Stahlverkleidung aufweist.
Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Granate (4) um Überkalibermunition handelt.
Waffensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Schulter geschossene Waffe ist.