DE1140108B

DE1140108B - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines mit hoher Geschwindigkeit sich vorwaertsbewegenden und mit hoher Winkelgeschwindigkeit rotierenden Massestrahles

Info

Publication number: DE1140108B
Application number: DER23409A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Math Franz Schaadt; Hermann Renner
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1958-05-24
Filing date: 1958-05-24
Publication date: 1962-11-22
Also published as: GB924467A; BE578895A; US3146711A

Description

Gegenstand eines älteren Vorschlages (Patent 1111066) des Erfinders ist ein Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zur Vermeidung der durch den Geschoßdrall hervorgerufenen Herabminderung der Durchschlagsleistung von Hohlladungsgeschossen mit Einlage. Nach diesem älteren Vorschlag wird den einerseits zum Massestrahl und zum anderen zum sogenannten Stößel zusammenschlagenden Massen der Auskleidung durch sprengtechnische Maßnahmen eine Tangentialkomponente aufgezwungen, die der durch den Drall hervorgerufenen Tangentialkomponente gleich oder nahezu gleich, aber entgegengesetzt gerichtet ist.

Die vorerwähnten sprengtechnischen Maßnahmen können gemäß der Lehre des älteren Vorschlages *5 entweder darin bestehen, daß die erstrebte entgegengesetzt gerichtete Tangentialkomponente entweder durch entsprechende Formgebung der Einlage oder aber durch entsprechende Beeinflussung der Gestalt der Detonationsfront erzeugt wird.

Es wurde nun gefunden — und dies ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung —, daß man den vorerwähnten Erfindungsgedanken in besonders vorteilhafter Weise auch auf nichtrotierende, also nicht von Hause aus drallstabilisierte Hohlladungen anwenden kann, und zwar zum Zweck der Erzeugung eines besonderen und technisch sehr interessanten Effektes, nämlich eines rotierenden Massestrahles hoher Vorwärtsgeschwindigkeit und hoher Temperatur.

Gemäß der Erfindung wird nun dieser Effekt dadurch erzielt, daß die Masseteilchen der Einlage durch die Richtung der Detonation der Ladung einen Impuls quer zur Geschoßachse erhalten, so daß die Resultierenden aller Impulse drehend auf den Massestrahl einzuwirken vermögen.

Dieser Massestrahl kann dann seinerseits auf vielfältige Weise für waffentechnische oder auch zivile Zwecke eingesetzt werden, und zwar:

a) unmittelbar als Kampfmittel, beispielsweise als

Brandgeschoß zur Bekämpfung rasch fliegender Flugkörper, von Tieffliegern, Panzerwagen u. dgl.,

b) mittelbar zur Beschleunigung und Stabilisierung anderer Massen, beispielsweise von in den Hohlraum (Innenraum) der Einlage eingebauten Geschoßkörpern od. dgl., wobei dann den letzteren durch den erfindungsgemäß erzielten Rotationseffekt außer einer schießtechnisch sonst nicht erreichbaren, hohen Abgangsgeschwindigkeit auch noch eine für einen stabilen Freiflug erforderliche Drallbewegung erteilt wird,

Verfahren und Vorrichtung

zur Erzeugung eines mit hoher

Geschwindigkeit sich vorwärtsbewegenden

und mit hoher Winkelgeschwindigkeit

rotierenden Massestrahles

Anmelder:

Rheinmetall G. m. b. H.,
Düsseldorf, Rather Str. 110

Dipl.-Math. Franz Schaadt und Hermann Renner,

Düsseldorf,
sind als Erfinder genannt worden

c) für vielfältige Zwecke der zivilen Technik, beispielsweise zum Einschießen und Vergrößern von Bohrlöchern, insbesondere solchen größeren Durchmessers, in Gesteinen oder sonstigen harten Werkstoffen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand von Ausführungsbeispielen und schematischen Darstellungen erläutert, die in der Zeichnung wie folgt veranschaulicht sind:

Fig. 1 zeigt ein Schema zur Erklärung des Rotationseffektes, und zwar an Hand einer Draufsicht auf eine als Stufenkegel mit sechs Stufen ausgebildete Einlage, bei der die äußeren Begrenzungslinien der Mantelfläche des Stufenkegels durch Kreisbögen gebildet werden,

Fig. 2 ein Schema entsprechend Fig. 1, jedoch mit spiralig begrenzter Mantelfläche des Stufenkegels,

Fig. 3 und 4 eine als Stufenkegel ausgebildete Einlage einer nichtrotierenden Hohlladung mit den angrenzenden Partien während der Detonation, in Fig. 3 im Längsschnitt und in Fig. 4 im Grundriß,

Fig. 5 und 6 eine Hohlladung mit einem innerhalb des Hohlraumes der stufenkegelig ausgebildeten Einlage eingebauten Hilfsgeschoß vor der Detonation in Ansicht und Grundriß und

Fig. 7 und 8 eine Hohlladung entsprechend der Fig. 5 in zwei Stadien der Detonation.

In Fig. 1 ist die Einlage 1 entsprechend der Lehre des älteren Vorschlages (Patent 1111066) mit sechs steigradähnlichen Stufen α bis / ausgestattet, die von

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Kreisbögen 2 begrenzt sind. Die zur Kegelspitze hin laufenden Sichtkanten der einzelnen Stufen sind bei der Darstellung fortgelassen worden, um die Zeichnung nicht unnötig zu verwirren.

Bei der Detonation der Sprengladung bewegen sich die einzelnen Masseteilchen3 der Einlage in Richtung der Pfeile bzw. Strahlen 4. Diese Massestrahlen treffen sich dann im Mittelpunkt des zugehörigen Kreisbogens, wie das bei 5 angedeutet ist. Die Resultierende der Massestrahlen 4 verläuft demzufolge etwa in Richtung von Pfeil 6, also etwa tangential zu dem Kreis la. Auf diese Weise erklärt sich der erfindungsgemäße Rotationseffekt, der in Fig. 1 durch die Pfeile 6 bis 11 angedeutet wurde.

Im Falle der Fig. 2 liegen die Dinge ganz entsprechend, nur sind hier die Begrenzungskanten 12 der stufenförmigen Einlage 13 (Stufenkegel) spiralig ausgebildet. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß praktisch jedes Masseteilchen gegen den Kreis la anläuft, so daß sich eine größere Homogenität des Vorganges ergibt.

Fig. 3 zeigt die Entwicklung von Strahl 14 und Stößel 15, die an sich, beispielsweise aus den Arbeiten von Prof. S c h a r d i η (VDI-Zeitschrift, Band 98, Nr. 33, S. 1840, Bild 16) bekanntgeworden ist, wobei aber hier, und zwar auf Grund der Verwendung eines Stufenkegels 14 als Einlage, der Strahl 15 und der Stößel 16 in Rotation versetzt werden.

An Stelle eines Stufenkegels könnte man hier natürlich auch eine andere der im Patent 1111 066 offenbarten Möglichkeiten zur Erzielung der Tangentialkomponente und damit des Rotationseffektes heranziehen.

In den Fig. 5 bis 7 ist schließlich eine eigenartige Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäß erreichten Rotationseffektes veranschaulicht, und zwar ist hier innerhalb der als abgeflachter Stufenkegel ausgebildeten Einlage 17 ein Hilfsgeschoß 18 untergebracht und dabei auf irgendeine Weise fest mit der Einlage 17 verbunden. Das Geschoß 18 besitzt auf seiner Mantelfläche Rillen oder auch Riefen 19, um den bei der Detonation tangential anlaufenden Masseteilchen eine günstigere Angriffsfläche zu bieten. Die Rillen 19 verlaufen hier gegen die Geschoßlängsachse unter einem Winkel 20. Bei 21 ist die übliche Sprengladung und bei 22 die Zündeinrichtung angedeutet. Die äußere Umkleidung der Hohlladung ist mit 23 bezeichnet.

Wie man beim Vergleich der Fig. 5, 6 und 7 erkennt, wird dem Hilfsgeschoß 18 bei der Detonation so der Sprengladung 21 außer der Drallkomponente 24 auch noch eine hohe zusätzliche Axialbeschleunigung in Richtung des Pfeiles 25 aufgezwungen, so daß für die beschriebene Hohlladung völlig neuartige waffentechnische und auch zivile Anwendungsmöglichkeiten gegeben sind, bei denen auch die Temperatur des wirkenden rotierenden Massestrahles eine größere Rolle spielen dürfte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 60

1. Verfahren zur Erzeugung eines mit hoher Geschwindigkeit sich vorwärts bewegenden und mit hoher Winkelgeschwindigkeit rotierenden Massestrahles bei nichtrotierenden Hohlladungsgeschossen, die mit einer als Auskleidung für den Hohlraum dienenden Einlage versehen sind, da durch gekennzeichnet, daß die Masseteilchen der Einlage durch die Richtung der Detonation der Ladung einen Impuls quer zur Geschoßachse erhalten, so daß die Resultierenden aller Impulse drehend auf den Massestrahl einzuwirken vermögen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des aus der Einlage gebildeten Massestrahles durch formgebende Maßnahmen an der Einlage erreicht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des aus der Einlage gebildeten Massestrahles vermittels eines im Sprengstoff der Hohlladung eingesetzten besonderen Sprengstoffkörpers erreicht wird.

4. Hohlladung mit einer Einlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (1) als Stufenkegel mit etwa steigradähnlichem Querschnitt ausgebildet ist.

5. Hohlladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen der einzelnen Segmente des Stufenkegels von Kreisbögen (2) bestimmt werden, deren Mittelpunkt gegenüber dem Mittelpunkt des zugehörigen Kreiskegels versetzt ist.

6. Hohlladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelflächen der einzelnen Segmente des Stufenkegels (13) von Abschnitten einer Spirale (12) begrenzt werden, deren Pol in die Geschoßachse fällt.

7. Hohlladung mit Einlage zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (1) eine spiralig stufenförmige Formgebung aufweist.

8. Hohlladung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (1) aus einem Blechzuschnitt durch Wickeln hergestellt ist.

9. Hohlladung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Sprengstoff der Hohlladung eingesetzte besondere Sprengstoffkörper zumindest auf einer Seite eine etwa schiffspropellerartige Gestaltung aufweist und seine Detonationsgeschwindigkeit von der des übrigen Sprengstoffes verschieden ist.

10. Hohlladung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des besonderen Sprengstoffkörpers ein im Querschnitt linsenförmig gestalteter weiterer Sprengstoffkörper angeordnet ist, dessen Detonationsgeschwindigkeit von der des übrigen Sprengstoffes verschieden ist.

11. Hohlladung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Einlage in an sich bekannter Weise ein Geschoßkörper (18) angeordnet ist.

12. Hohlladung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschoßkörper (18) zumindest auf einem Teil seines Umfanges aufgerauht oder mit Riefen od. dgl. geeigneten Anstellwinkels ausgestattet ist.

13. Die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, 11 und 12 zur Erzielung hoher Geschwindigkeiten des Geschoßkörpers (18).

14. Die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, 11

und 12 zur Erzielung einer Drallstabilisierung des Geschoßkörpers (18).

15. Die Anwendung der Verfahren nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Hohlladungen gleichzeitig oder nacheinander zur Detonation gebracht wird, um einen Streukegel geschoßartiger, drallstabilisierter Massen hoher Temperatur und Geschwindigkeit gegen das Ziel zu schleudern.

16. Die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 15 für zivile Zwecke, wie z. B. zur Erzeugung oder Aufweitung von Bohrungen in hartem Gestein oder sonstigen Werkstoffen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1 066 178, 092.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen