DE2229192A1 - DRIVING CHARGE FOR STORIES OF HIGH INITIAL SPEED - Google Patents
DRIVING CHARGE FOR STORIES OF HIGH INITIAL SPEEDInfo
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Description
RHEINMETALL Düsseldorf, den 13. 6. I972 RHEINMETALL Düsseldorf, June 13th, 1972
"Treibladung für Geschosse hoher Anfangsgeschwindigkeit11 "Propellant charge for high initial velocity projectiles 11
Die Erfindung betrifft eine drei Komponenten umfassende Treibladung für Geschosse hoher Anfangsgeschwindigkeit, und sie ist anwendbar instfeondere, jedoch nicht ausschließlich, für Treibspiegel- oder Unterkalibergeschosse, deren an sich schon hohe Anfangsgeschwindigkeit durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Treibladung bei kleineren Rohrlängen erzielt und/oder noch gesteigert werden kann.The invention relates to a three-component propellant charge for high initial velocity projectiles, and It is applicable infrequently, but not exclusively, for sabot or sub-caliber bullets, their per se already high initial speed achieved by using the propellant charge according to the invention with shorter tube lengths and / or can be increased.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Treibladung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die eine hohe Treibladungsrdichte, eine sehr gezielte Abbrandcharakferistik und die Anwendung des Prinzips der "mitbeschleunigten Ladung" bei Rohrwaffen ohne Überbeanspruchung des Ladungs- oder Geschoßmaterials gestattet. Obwohl alle drei genannten Merkmale mehr oder weniger unabhängig voneinander als Aufgabe der Erfindung anzusehen sind, dürfte es verständlich sein, daß die Maßnahmen zur Verwirklichung der"mitbeschleunigten Ladung" den breitesten Raum der nachfolgenden Beschreibung und der Ansprüche einnehmen.The object of the invention is to provide a propellant charge of the initially mentioned to create named genus, which has a high propellant charge density, a very targeted combustion characteristic and the application the principle of the "co-accelerated charge" for guns without overstressing the cargo or projectile material. Although all three features mentioned are to be regarded as the object of the invention more or less independently of one another, it should Be understandable that the measures to achieve the "co-accelerated Charge "the broadest space of the description below and take claims.
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Das Prinzip der mitbeschleunigten Ladung besteht bekanntlich darin, daß mittels einer für die Primärbeschleunigung vorgesehenen Ladung das Geschoß und ein weiterer, größerer Teil der Treibladung beschleunigt werden. Dadurch kann man bei verhältnismäßig geringen Geschwindigkeiten eine hohe Energie speichern. Wird nun auch die mitbeschleunigte Ladung abgebrannt, so verringert sich die effektive Geschoßmasse, der Gasdruck sinkt weniger ab, und es ergibt sich eine resultierende größere Anfangsgeschwindigkeit für das eigentliche Geschoß bei relativ geringen Rohrlängen, da unter anderem auch der treibgasbe-As is well known, the principle of the co-accelerated charge consists in the fact that one is provided for the primary acceleration Charge the projectile and a further, larger part of the propellant charge are accelerated. This allows you to be proportionate store a lot of energy at low speeds. If the accelerated charge is also burned off, it is reduced the effective projectile mass, the gas pressure decreases less, and there is a resulting higher initial velocity for the actual projectile at relatively low Pipe lengths, as, among other things, the propellant gas
schleunigungsbedingte Druckabfall im Waffenrohr eine Richtungsumkehr erfahren kann.Acceleration-related pressure drop in the weapon barrel reverses direction can experience.
Zur Lösung der oben angegebenen Aufgaben ist die Treibladung gemäß der Erfindung durch folgenden Aufbau gekennzeichnet:To achieve the above-mentioned objects, the propellant charge according to the invention is characterized by the following structure:
a) die erste Komponente, die bei einem Druck von etwa 4.000 Atm eine lineare Abbrandgeschwxndigkeit von weniger als 10 m/s aufweist, ist in Scheiben größerer Dicke mit Scheiben geringerer Dicke aus der zweiten Komponente, die bei gleichem Druck eine Abbrandgeschwxndigkeit von 100..1000 m/s aufweist, abwechselnd zu einer Säule gestapelt .a) the first component, which has a linear burn rate at a pressure of about 4,000 atm of less than 10 m / s is in slices of greater thickness with slices of lesser thickness from the second Component that has a burn rate of 100..1000 m / s at the same pressure has, stacked alternately to form a column.
b) Die Säule ist auf ihrer Mantelfläche mit einer Schicht aus der dritten Komponente, deren Eigenschaften denen der ersten Komponente im wesentlichen entsprechen, überzogen. b) The column is on its outer surface with a layer of the third component, whose Properties that essentially correspond to the first component, coated.
Infolge dieses Aufbaus ergibt sich, daß die einzelnen Scheiben der zweiten Komponente entsprechend dem zeitlichenAs a result of this structure, it follows that the individual slices of the second component correspond to the temporal
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Abbrand der äußeren Schicht nacheinander angefeuert werden und die entsprechenden dickeren Scheiben aus der ersten Komponente mit hoher Geschwindigkeit auf einer großen Fläche "sprunghaft" anfeuern. Die Scheibendicke der ersten Komponente wird dabei zweckmäßig so gewählt, daß sie etwa gleich der Hälfte des Produkts aus Abbrandgeschwindigkeit und Geschoßbeschleunigungszeit im Rohr ist; bei einem Treibstoff mit einer linearen Abbrandgeschwindigkeit von beispielsweise 30 cm/s ergeben sich danach Scheibendicken für diesen von einigen Zehntel Millimeter.Burn off the outer layer one after the other and fire the corresponding thicker slices from the first Component at high speed over a large area cheer "erratically". The slice thickness of the first component is expediently chosen so that it is approximately the same half of the product of the burning rate and the projectile acceleration time is in the tube; for a fuel with a linear burn rate of, for example 30 cm / s, this results in a slice thickness of a few tenths of a millimeter.
Zur Anpassung der Ladung an Waffe und Geschoß dient die genannte Schichtdickenänderung der dritten Komponente, wobei entsprechend der jeweiligen gewünschten Zeit-Ort-Charakteristik die Schichtdicke eine nichtlineare Abhängigkeit von der Säulenlänge aufweisen kann. Wählt man jedoch die Schichtdicke sehr niedrig, kann infolge eines Fertigungsfehlers die Gefahr des Rohrdetonierens eintreten; aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, als erste und/oder auch dritte Komponente Treibstoff mit einer Mesa-Abbretndcharakteristik zu wählen, das heißt einen solchen, bei dem ab einem gewissen Druck die lineare Abbrandgeschwindigkeit mit steigendem Druck abnimmt.The is used to adapt the charge to the weapon and projectile named change in layer thickness of the third component, according to the respective desired time-location characteristic the layer thickness has a nonlinear dependence on the column length may have. However, if the layer thickness is chosen to be very low, the risk of Pipe detonation occur; for this reason it is advisable to as the first and / or third component fuel with a To choose a Mesa charring characteristic, i.e. one that at which from a certain pressure the linear burning rate decreases with increasing pressure.
Es versteht sich, daß bei Verwendung des beschriebenen Ladungsaufbaus als mitbeschleunigte Treibladung - in diesem Fall wird im wesentlichen die Schichtdicke der Komponente 3 in Richtung auf die Geschoßspitze zunehmen - Maßnahme^getroffen werden müssen, um.die Mitbeschleunigung zu gewährleisten. Dazu wird die Treibladung hohizylindrisch ausgebildet und auf den rückwärtigen unterkalibrigen Teil des Geschosses oder des Treibspiegels aufgepreßt. Beim Beschleunigungsvorgang kann dann in der Treibladung eine erhebliche ScherbeanspruchungIt goes without saying that when using the charge structure described as a co-accelerated propellant charge - in this In this case, the layer thickness of component 3 will essentially increase in the direction of the bullet tip - measure taken must be in order to guarantee the co-acceleration. For this purpose, the propellant charge is formed and opened in the shape of a hollow cylinder the rear sub-caliber part of the projectile or the Sabot pressed on. During the acceleration process, considerable shear stress can then be exerted in the propellant charge
2 auftreten. Da diese jedoch maximal etwa ein kp/mm betragen2 occur. However, since these are a maximum of about one kp / mm
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darf, kann man die Kontaktoberfläche zwischen der Treibladung und dem genannten unterka^brigen Teil dadurch vergrößern, daß man - im Querschnitt betrachtet - eine verlängerte Kontaktlinie - etwa sternförmig - wählt.allowed, one can increase the contact surface between the propellant charge and the mentioned lower part of the fact that one - viewed in cross section - selects an extended contact line - roughly star-shaped.
Auf diese Weise kann man erreichen, daß die Scherbeanspruchung bis zu einer Geschwindigkeit von etwa 500 m/s unter der zulässigen Grenze bleibt, wenn die anfängliche Beschleunigung nicht allzu hoch gewählt wird. Um ctfje maximale Beschleunigung anwenden zu können, geht man gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung so vor, daß in Richtung auf den Treibspiegel und nahe vor diesem die Schichtdicke der dritten Komponente wieder abnehmend ausgebildet ist. Der Rohrwandabstand der Treib-In this way it can be achieved that the shear stress remains below the permissible limit up to a speed of about 500 m / s if the initial acceleration is not chosen too high. In order to be able to use ctfje maximum acceleration, one proceeds according to a further feature of the invention in such a way that the layer thickness of the third component is designed to decrease again in the direction of the sabot and close to it. The pipe wall distance of the driving
ladung kann zunächst so eingestellt werden, daß die der Scherbeanspruchung entgegenwirkende Rohrwandreibung kompensierend wirkt; es ergibt sich nämlich ein Druckabfall zwischen dem Boden der mitbeschleunigten Ladung und dem Treibspiegel. Da nun aber der Gegendruck im Ladungsraum bei langzeitig anzustrebender Maximalbeschleunigung infolge der abnehmenden Geschoßmasse abnehmen muß, die längeneinheitsbezogenen Reibungskräfte infolge zunehmender Geschwindigkeit sich aber trotz descharge can initially be adjusted so that the shear stress counteracting pipe wall friction has a compensating effect; there is namely a pressure drop between the Bottom of the accelerated cargo and the sabot. Since, however, the counterpressure in the cargo space is to be striven for in the long term Maximum acceleration must decrease as a result of the decreasing projectile mass, the frictional forces related to the unit of length as a result of increasing speed, however, despite the
wand
sich erweiternden Rohifabstandes der Treibladung vergrößern, kann
der Einfluß der Reibung verringert werden, wenn entsprechend der genannten Maßnahme am Treibspiegel ebenfalls Verbrennungsgase
in größerem Umfang als durch rein radialen Abbrand der Komponente 3 freigesetzt werden. Bei der Festlegung der Abmessungen ist natürlich
zu berücksichtigen, daß durch den Abbrand der mitbeschleunigten Ladung der Gasdruck im Ladungsraum langsamer abnimmt als
bei Geschossen ohne mitbeschleunigte Ladung.Wall
As the distance between the propellant charge and the propellant increases, the influence of the friction can be reduced if, in accordance with the measure mentioned, combustion gases are also released to a greater extent on the sabot than by purely radial burn-off of component 3. When determining the dimensions, it must of course be taken into account that the gas pressure in the cargo space decreases more slowly as a result of the combustion of the accelerated charge than in the case of projectiles without an accelerated charge.
Um eine etwa noch erforderliche Verzögerung im Abbrand der dritten Komponente zu bewirken, kann diese gegebenenfalls phlegmatisiert werden. Eine Möglichkeit, die Belastung eines Unter-In order to cause any delay in the burning of the third component that is still required, it can optionally be phlegmatized will. One way of reducing the burden on a sub-
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kalibergeschosses bei der angestrebten hohen Beschleunigung zu verringern, besteht darin, daß in dem Raum zwischen dem Treibspiegel und einem weiteren, näher der Waffenmündung angeordneten Treibspiegel eine Hilfsladung gezündet wird, die in dem Geschoß eine einen Teil der Beschleunigungskräfte kompensierende Vorspannung erzeugt.caliber bullet at the desired high acceleration reduce, consists in the fact that arranged in the space between the sabot and another, closer to the gun muzzle Sabot an auxiliary charge is ignited, which in the Projectile generates a preload that compensates for part of the acceleration forces.
Wenn man, wie beschrieben, die von einer reinen Kompression abweichenden mechanischen Beanspruchungen der Treibladung zum Teil dadurch abändert, daß die Treibladung auf den Geschoßbzw. Treibspiegelabschnitt aufgepreßt ist, der sich durch die gesamte mitbeschleunigte Ladung erstreckt, so kann man diesen Abschnitt hohl ausbilden zur Aufnahme der Anfeuerungsladung und gegebenenfalls eines Teiles der Ladung, die die PrimärbeschletLnigung liefert. Durch diese Maßnahme kann dann auch eine Wandstärkenstufung des rückwärtigen Geschoßteiles erzielt werden, die wie die Hilfsladung bei hohen Beschleunigungen wesentlich werden kann.If, as described, the mechanical stresses on the propellant charge that differ from pure compression partly changed by the fact that the propellant charge on the projectile or. Sabotage section is pressed on, which extends through the extends the entire co-accelerated charge, this section can be made hollow to accommodate the firing charge and, if applicable, part of the cargo required for the primary acceleration supplies. By means of this measure, a grading of the wall thickness of the rear floor part can then also be achieved which, like the auxiliary charge, can become significant at high accelerations.
Hinter der mitbeschleunigten Ladung, die einen schaftartigen Teil des Geschosses umgreift, werden im allgemeinen die Stabilisierungsflügel angeordnet sein, die ihre Flügelgestalt hier aus Gründen der Verträglichkeit mit der gesamten Treibladung aufweisen, während sie auf der Flugbahn durch ihre Dickenabmessungen als Widerstands- und nicht als Querkraftstabilisatoren wirken sollen. Mit dieser Bemerkung sollen aber auch konische Heckstabilisatoren nicht grundsätzlich ausgeschlossen sein. Der hochbelastete Schaft kann dann unter bestimmten Auslegungsbedingungen zweckmäßig wenigstens zum Teil aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sein, der leichter und zugspannungsfester sein kann als Stahl; zur Isolation gegen die mitbeschleunigte Treibladung bei und nach deren Abbrand kann der Kunststoff mit einei/metallischen Abschirmfolie beschichtet sein. Diese Maßnahmen der Verwendung von glas-Behind the accelerated charge, which has a shaft-like Part of the projectile encompasses, the stabilizing wings are generally arranged, which their wing shape here for the sake of compatibility with the entire propellant charge while they are on the trajectory through their Thickness dimensions should act as resistance and not as shear force stabilizers. With this remark are meant But not even conical rear stabilizers in principle be excluded. The highly stressed shaft can then, under certain design conditions, expediently at least for Part made of glass fiber reinforced plastic, which can be lighter and more resistant to tensile stress than steel; for isolation The plastic can be protected against the accelerated propellant charge during and after it has burned off with a metallic shielding film be coated. These measures of the use of glass
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faserverstärktem Kunststoff und Abschirmung desselben können auch für den gegebenenfalls vorhandenen und am Treibspiegel befestigten Kontaktoberflächenvergrößerungskörper bedeutungsvoll sein.fiber-reinforced plastic and shielding of the same can also be used for the sabot which is optionally present and at the sabot attached contact surface enlarging body can be meaningful.
Es ist auch möglich, daß die nicht mitbeschleunigte Treibladung nach demselben Prinzip aufgebaut ist wie die mitbeschleunigte Ladung, wobei dann allerdings Maßnahmen zur Verminderung einer mechanischen Beanspruchung nicht erforderlich sind, was auch für den Fall gilt, daß der Aufbau für nicht mitbeschleunigte Haubitzladungen usw. verwendet wird.It is also possible for the propellant charge that is not also accelerated to be constructed according to the same principle as the one that is also accelerated Charge, although measures to reduce mechanical stress are then not required are, which also applies in the event that the structure is used for non-accelerated howitzer charges, etc.
Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, die ein bevorzugtes Ausführ ungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes darstellt.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, which shows a preferred embodiment ungsbeispiel represents the subject matter of the invention.
Das Ausführungsbeispiel ist ein Unterkalibergeschoß mit einem Doppeltreibspiegel und einer geteilten Treibladung, von der der größere Teil mitbeschleunigt wird.The embodiment is a sub-caliber projectile with a double sabot and a split propellant charge, from which the greater part is accelerated.
Fig. 1 zeigt, stark schematisiert, einen Schnitt durch das Geschoß mit der Treibladung gemäß der Erfindung;Fig. 1 shows, very schematically, a section through the projectile with the propellant charge according to the invention;
Fig. 2 stellt einen Ausschnitt aus Fig. 1 dar, um Einzelheiten des Ladungsaufbaus zu verdeutlichen, undFIG. 2 shows a section from FIG. 1 in order to show details of the charge structure clarify, and
Fig. 3 ist eine Schnittdarstellung nach Linie 3-3 der Fig. 1, jedoch im gleichen Maßstab wie Fig. 2 gezeichnet.Fig. 3 is a sectional view taken along line 3-3 of Fig. 1, but on the same scale as shown in FIG.
Das Geschoß besteht aus einem Schaft lo mit zwei Treibspiegeln 12, 14, der Geschoßspitze 16 und Stabilisierungsflügeln 18. Der Raum zwischen dem Treibspiegel 12 und den The projectile consists of a shaft lo with two sabot 12, 14, the projectile tip 16 and stabilizing wings 18. The space between the sabot 12 and the
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Stabilisierungsflügeln 18 wird von der mitbeschleunigten Treibladung 20 eingenommen, wobei der Schaft noch einen Formkörper 22 aus Aluminium, Titan oder glasfaserverstärktem Kunststoff mit einem sternförmigen Querschnitt (s. Fig. 3) trägt, der im Treibspiegel 12 endet. Der hintere Abschnitt des Schaftes ist hohl ausgebildet und enthält einen Teil 24 der nicht mitbeschleunigten Primärtreibladung; in einen wj|eteren Teil 26 der Primärladung sind die Stabilisierungsflügel eingebettet. Zwischen den beiden Treibspiegeln 12 und 14 ist eine Zusatzladung 28 aus den oben angegebenen Gründen angebracht. Die Zündeinrichtungen sind der Übersichtlichkeit wegen weggelassen; es sei nur soviel vermerkt, daß Zündleitungen durch die Stabilisierungsflügel zum Teil 24 geführtStabilizing wings 18 is accelerated by the Propellant charge 20 taken, with the shaft still one Molded body 22 made of aluminum, titanium or glass fiber reinforced plastic with a star-shaped cross section (see Fig. 3) which ends in sabot 12. The rear section of the shaft is hollow and contains a part 24 the non-accelerated primary propellant charge; The stabilizing wings are embedded in a larger part 26 of the primary charge. Between the two sabot 12 and 14, an auxiliary charge 28 is attached for the reasons given above. The ignition devices are for clarity because of omitted; It should only be noted that ignition cables lead through the stabilizing wings to part 24
hier gezeigtshown here
werden können, wenn beispielsweise das Geschoß, wie als hülsenlose Munition verwendet werden soll.can be, for example, if the projectile is to be used as caseless ammunition.
Fig. 2 läßt den Aufbau der Treibladung gemäß der Erfindung erkennen; zu diesem Zweck ist die Schichtdicke der Scheiben übertrieben dick dargestellt; während die bevorzugte Dicke oben formelmäßig angegeben wurde. Die Treibladung umfaßt die Scheiben 30 aus der ersten Komponente, die (noch erheblich dünneren) Scheiben 32 aus der zweiten Komponente sowie die den Mantel der Ladungssäule bedeckende Schicht 34 aus der dritten Komponente. Es ist angedeutet, daß die Schichtdicke der dritten Komponente in Richtung auf die Geschoßspitze nahe vor dem Treibspiegel wieder abnimmt; die Gründe dafür wurden oben erläutert.Fig. 2 leaves the structure of the propellant charge according to the invention recognize; for this purpose, the layer thickness of the slices is shown exaggeratedly thick; while the preferred Thickness was given above by formula. The propellant charge comprises the disks 30 from the first component, which (still considerably thinner) disks 32 from the second component as well as the the layer 34 of the third component covering the jacket of the charge column. It is indicated that the layer thickness the third component decreases again in the direction of the projectile tip close to the sabot; the reasons for it were explained above.
- Patentansprüche - 8 -- Claims - 8 -
3 0 9882/00673 0 9882/0067
Claims (12)
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