DE2402939A1 - Artilleriegeschoss mit entfaltbarem leitwerk - Google Patents

Description

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14 rue Saint-Dominique

75997 PARIS /Frankreich

Unser Zeichen: E 789

Artilleriegeschoß mit entfaltbarem" Leitwerk

Die Erfindung betrifft ein Artilleriegeschoß mit entfaltbarem Leitwerk, d.h. ein Artiileriegeschoß mit oder ohne Selbstantrieb, an dessen hinterem Teil sich bei seinem Austritt aus dem Rohr ein Leitwerk entfaltet, das das Geschoß auf seiner Flugbahn ausrichtet und stabilisiert.

Ein derartiges entfaltbares Leitwerk für ein Geschoß mit oder ohne Selbstantrieb muß möglichst weitgehend drei und oft sogar vier technologische Forderungen erfüllen:

1.In der inneren Ballistik, d.h. während sich das Geschoß in dem Rohr befindet, werden die. Flügel des

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Leitwerks durch die Drehung des Geschosses und durch die Trägheitskräfte gegen die Seele des Rohrs gedrückt, so daß die Flügel und das Rohr beschädigt werden und verschleißen können. Deshalb müssen die Flügel in zusammengeklappter Stellung gehalten werden.

2. Wenn eine Mündungsbremse vorhanden ist, werden die Flügel durch die Drehung des Geschosses und durch den Mündungswind gegen diese gedrückt, was dieselben Folgen wie oben hat. Die Flügel müssen deshalb weiterhin in zusammengeklappter Stellung gehalten werden.

3. Bei dem Austritt des Geschosses sind das Leitwerk und eine gewisse Öffnung der Flügel für die Stabilität des Geschosses und.für die Genauigkeit des Schusses erforderlich. Das Leitwerk muß deshalb sehr schnell entfaltet werden (Größenordnung: 2 bis. 3 Meter); aus denselben Gründen müssen sich alle Flügel gleichzeitig und plötzlich entfalten.

4. Auf der Flugbahn muß das"entfaltete Leitwerk eine stabile und präzise Geometrie besitzen, die ferner bei jedem Geschoß getreu reproduzierbar sein muß, damit man einen präzisen Schuß erhält.

Es sind bereits verschiedene Arten von entfaltbaren Leitwerken bekannt. Bei einem dieser bekannten Leitwerke wird jeder Flügel in der zusammengeklappten Stellung durch ein Verbindungsorgan gehalten, das aus einer kreuzförmigen Platte besteht, die bei Austritt aus dem Rohr ausgeworfen wird. Dieses Leitwerk erfüllt nur die erste der obengenannten Forderungen, ist für die Mündungsbremse, sofern diese vorhanden ist, gefährj.ich und ist störend für die Bedienungspersonen des

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Geschützes.

Bei einem anderen bekannten Leitwerk ist jeder Flügel mit einer Verschleißkuve versehen, die ihn in zusammengeklappter Stellung hält und die sich erst unter der Einwirkung des Mündungswindes und der Drehung des Geschosses öffnet. Dieses Leitwerk erfüllt nur die beiden ersten technologischen Forderungen und gewährleistet in keiner Weise, daß die einzelnen Flügel sich gleichzeitig entfalten.

Bei. einem anderen bekannten Leitwerk, das ausschließlich Geschosse mit Selbstantrieb betrifft, ist die Austrittsdüse beweglich. Indem diese Austrittsdüse bei der Zündung der Treibladung zurückläuft, hört sie auf, die Flügel in der zusammengeklappten Stellung zu verriegeln. Die Treibladung *,vird jedoch durch eine pyrotechnische Verzögerung gezündet, die bei Beginn des Abschußvorgangs gezündet wird. Dieses Leitwerk ist somit von dieser Verzögerung und ihrer Streuung abhängig und erfüllt positiv keine der vier obengenannten technologischen Forderungen.

Aus der FE-PS 1.270.054· ist ferner ein entfaltbares Leitwerk für ein Geschoß mit Selbstantrieb bekannt. Die Flügel eines derartigen Geschosses sind hierbei mit einer Schubvorrichtung kombiniert, die zur Längsachse des Leitwerks konzentrisch ist und längs dieser Achse zwischen einer Stellung, bei der die Flügel zusammengeklappt sind, und einer hinteren Stellung, bei der die Flügel entfaltet sind und in dieser Stellung durch die Schubvorrichtung gehalten werden, beweglich ist. Dieser Schubvorrichtung sind ihrerseits Einrichtungen zugeordnet, die auf sie einen axialen Schub ausüben, der bestrebt ist, die Schubvorrichtung aus der vorderen Stellung in. die hintere Stellung zu be-

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wegen. Dieses Leitwerk gestattet zwar eine plötzliche und gleichzeitige Entfaltung der Flügel sowie ihre Verriegelung nach Austritt aus dem Abschußrohr,· es löst jedoch nicht das Problem des Halts der Flügel in zusammengeklappter Stellung in dem Abschußrohr und bei Passieren der Mündungsbremse. Es ist aber für den einwandfreien Ablauf des Schusses insbesondere dann, wenn ein gezogenes Rohr benutzt wird und wenn die Anfangsgeschwindigkeit und die Beschleunigung hoch sind, von Bedeutung, daß die Flügel nicht gegen die Seele des Rohrs und gegen die Mündungsbremse gedrückt werden. Wern nämlich dies geschieht, so werden einerseits die Flügel beschädigt, entfalten sich schlecht und erfüllen nicht ihre Aufgaben während des Flugs des Geschosses; andererseits ergibt sich daraus ein übermäßiger Verschleiß des Rohrs.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile und Fehler zu beseitigen und ein Leitwerk zu schaffen, das die vier genannten Forderungen vollständig erfüllt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Artilleriegeschoß mit entfaltbarem Leitwerk, das einerseits Flügel, die jeweils in einer durch die Längsachse des Geschosses gelegten Ebene um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse verschwenkbar sind und die eine Innenkante mit mindestens einem Vorsprung besitzen, und andererseits einen Synchronisierungsring aufweist, der konzentrisch zu der Verlängerung des Bodens des Geschosses von einer vorderen Stellung bis zu einer hinteren Stellung gleiten kann und die gleichzeitige Entfaltung der Flügel bewirkt und ihre Verriegelung in der entfalteten Stellung gewährleistet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Synchronisierungsring einerseits eine erste Einrichtung, die mit mindestens einem in dem

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Boden des Geschosses vorgesehenen Kolben zusammenwirkt, dessen hintere Fläche dem bei dem Abschuß in dem Abschußrohr herrschenden Druck ausgesetzt ist, so daß der Synchronisierungsring in der vorderen Stellung gehalten wird, und andererseits eine zweite Einrichtung besitzt, die mit dem Vorsprung jedes Flügels so zusammenwirkt, daß die Flügel im Inneren des Abschußrohrs in zusammengeklappter Stellung gehalten werden, wenn der Synchronisierungsring in der vorderen Stellung gehalten wird.

Die erste Einrichtung kann eiae ringförmige Nut sein, in.die die Kappe des Kolbens eingreift.

Die zweite Einrichtung kann eine zweite ringförmige Nut sein, in die der Vorsprung jedes Flügels eingreift .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die erste und die zweite Einrichtung aus ein und derselben ringförmigen Nut, in die gleichzeitig die Kappe des Kolbens und der Vorsprung jedes Flügels eingreifen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein derartiges Geschoß, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der · Kolben ein Differentialkolben ist, auf dessen kleine vordere Fläche die von einem pyrotechnischen Gaserzeuger erzeugten Gase einwirken. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, wird durch die Bewegung des .Differentialkolbens (oder der Differentialkolben) die Rückseite seiner großen Fläche freigelegt, so daß seine Bewegung noch beschleunigt wird.

Bei einer besonderen Ausführungsform arbeitet der Gas-

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erzeuger mit Gasentnahme in"dem Rohr und betätigt den Differentialkolben beispielsweise über einen zusätzlichen Kolben, indem ein Satz von öffnungen freigelegt wird.

Erfindungsgemäß werden also der oder die Kolben zu Beginn des Abschußvorgangs durch den in dem Abschußrohr herrschenden, hohen Drück und dann durch den Mündungsdruck in der vorderen Stellung gehalten. Der oder die Kolben halten den Synchronisierungsring in der vorderen Stellung, so daß die Flügel über einen Vorsprung, der in eine ringförmige Nut des Syncnronisierungsrings eingreift, in zusammengeklappter Stellung gehalten werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein Geschoß mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die eine die Gase eines pyroteehnisehen Gaserzeugers verwendende Antriebseinrichtung enthält,

Fig. 2 und 3 axiale Schnitte durch den Bodenteil, wobei der oder die Kolben durch die von einem oder mehreren pyrotechnischen Gaserzeugern erzeugten Gase angetrieben werden,

Fig. 4· einen axialen Schnitt durch den Bodenteil, wobei der oder die Kolben nicht durch die von einem pyrotechnischen Gaserzeuger erzeugten Gase angetrieben werden, und

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!Pig. 5 einen axialen Schnitt durch einen Teil des Bodens, wobei die Kolben durch die dem Abschußrohr entnommenen Gase angetrieben werden.

Fig. 1 zeigt ein selbst angetriebenes Geschoß vom Kaliber 105 mm, wobei die Erfindung jedoch weder auf dieses Kaliber noch auf-diesen Geschoßtyp beschränkt ist.

In bekannter Weise besitzt dieses Geschoß (Fig.1) einen Körper 1, der eine Treibladung 3j eine Geschoßspitze 5 mi* einem Zünder 7₅ einer Treibladung 9 und einem Zünder 11 und einen Boden 13 mit einer Düse 15 und vier an diesem Boden bei 19 verschwenkbare Flügel 17. Erfindungsgemäß ist mindestens ein Gaserzeuger 21 in dem Boden 13 montiert, in dem er beispielsweise durch Verschrauben und Verkleben dicht befestigt ist und eine wulstringförmige Nut 23 speist. Diese Nut speist die Kammern der kleinen Fläche 25 von Differentialkolben 27, von denen im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier vorgesehen sind, jedoch nur einer dargestellt ist. Der Differentialkolben 27 ist durch einen Wulstring 29 abgedichtet. Seine große Fläche 31, die mit einem Wulstring 33 versehen ist, ist unbedeckt. Der Differentialkolben 27 ist mit einer Kappe 35 versehen, die in eine ringförmige Nut 37 des Synchronisierungsringes 39 eingreift. Der Synchronismerungsring gleitet auf dem eine Düse 15 bildenden Teil des Bodens 13- Von der vorderen Stellung an, die der zusammengeklappten Stellung der Flügel entspricht, bis zu einem Anschlag, der von einem Anschlagsring 41 gebildet wird. Die Flügel 17, die über Gelenke 19 an dem Boden 13 angelenkt sind, sind jeweils mit einem Zahn 43 versehen, der vor Beginn, des Abschußvorgangs (Fig. 2) in die ringförmige Nut 37 des Synchronisierungs-

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rings 39 eingreift und in der Flugbahn (Fig.3) auf einer kreisförmigen Schulter 45 des Synchronisierungsrings 39 aufliegt. Jeder Flügel 17 ist mit einer Abflachung 47 versehen, die in der Flugbahn (Fig.3) auf einem Stemmring 49 des Bodens 13 aufliegt, der aus einem weniger harten Metall besteht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieser Ausführungsform der Erfindung beschrieben: Zu Beginn des Abschußvorgangs tritt auf der Eückflache des Bodens 13 schnell ein starker Druck auf. Das Geschoß setzt sich in Bewegung. Unter der Einwirkung dieser Bewegung arbeiten der oder die Gaserzeuger 21 durch Trägheit und bringen zu der kleinen Fläche 25 der Differentialkolben 27 einen Druck, dessen Höhe nur von der pyrotechnischen Ladung des Gaserzeugers 21 abhängt.

Auf den Differentialkolben 27 wirken zu diesem Zeitpunkt eine Eeihe von entgegengesetzten Kräften ein: Schließkräfte, die durch den in der Kammer des Abschußrohrs herrschenden Druck erzeugt werden und auf die große Fläche 35 des oder der Differentialkolben 27 einwirken,

Reibungskräfte, die schwer abzuschätzen sind und sich jeder Bewegung widersetzen,

Öffnungskräfte, die zunächst durch den auf die kleine Fläche 25 des Differentialkolbens 27 einwirkenden Gegendruck erzeugt werden, dann durch die gegebenenfalls auftretende Drehung des Geschosses und der Flügel, die durch den Synchronisierungsring 39 übertragen wird, und schließlich durch die Trägheitskräfte, die von den Differentialkolben 27 selbst, dem Synchronisierungsring 39 und den Flügeln 17 gemäß einer Stellung ihres Schwerpunkts entwickelt werden. Diese Trägheitskräfte können sehr groß sein, wenn das Geschoß

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von einem Geschütz abgeschossen wird, wobei die Beschleunigung das 40 000-fache der Fallbeschleunigung erreichen oder überschreiten kann.

Die Schließkraft kann jedoch ohne Schwierigkeit während des gesamten Wegs des Geschosses in dem Abschußrohr vorherrschend gemacht werden, wobei die wichtigsten Regelparameter einerseits der Antriebs-Gegendruck und andererseits das Verhältnis der Differentialflächen der Differentialkolben (kleine Fläche 25, große Fläche 35) sind.

Eine starke Beschleunigung des Geschosses ist in keinem Fall ein Nachteil für diese Anordnung, da diese Beschleunigung, wie die Schließkraft, zu dem in der Kammer des Abschußrohrs herrschenden Druck proportional ist.

Bei dem Passieren der gegebenenfalls vorhandenen Mündungsbremse nimmt die Schließkraft schnell ab, verlangsamt jedoch in ausreichendem Maße die Betätigung der Flügel 17, die somit keine Zeit haben, die Mündungsbremse zu berühren. Außerhalb der Mündungsbremse nimmt der Synchronisierungsring 39, auf den die Differentialkolben 27 drücken, die Zähne 43 der Flügel 17 mit, und zwar durch Einwirkung der gegebenenfalls auftretenden Drehung und des Antriebsdrucks.

In einer bestimmten Stellung, die durch das Profil der Zähne 43 bestimmt ist, bewegt sich der Synchronisierungsring 39 bis zu dem Anschlagsring 41. Die Flügel 17 sind nun einerseits an der Schulter 45 des Synchronisierungsrings 39 und andererseits an dem Stemmring 49 in Anschlag (Fig.3). Dieser Stemmring 49, der aus einem weichen Material besteht (Kunststoff,

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Kupfer, Blei, Aluminiumlegierung usw.), hat die Aufgabe, den größten Teil der kinetischen Energie der Flügel 17 durch unelastischen Stoß zu absorbieren und auf diese Weise die auf das Geschoß bei dem Anschlag übertragenen Impulse zu verringern.

Bei der in Hg. 4 gezeigten Ausführungsform ist die Anordnung der Bestandteile der Erfindung unverändert, wobei nur die pyrotechnisehen Gaserzeuger wegfallen. Der oder die Kolben sind nicht mehr notwendigerweise Differentialkolben. Im Inneren des Abschußrohrs ist die Arbeitsweise der Vorrichtung dieselbe wie bei der vorhergehenden Ausführungsform. Außerhalb des Abschußrohrs wird die öffnung der Flügel durch die kombinierte Wirkung des Mündungswindes, der gegebenenfalls auftretenden Drehung des Geschosses und der durch die Kolben und den Synchronislerungsring selbst entwickelten Trägheitskräfte bewirkt.

Fig. 5 zeigt schematisch die Vorrichtung zur Gasabnahme in dem Abschußrohr. Auf Grund des hohen Druckes, der zu Beginn des Abschufivorgangs im Inneren des Rohrs herrscht, läßt die Kugel 51 des Kugelventils 52, mit dem der zusätzliche Kolben 53 versehen ist, eine gewisse Gasmenge durch, die sich in der Kammer 54- sammelt. Außerhalb des Abschußrohrs wird der Kolben 53 durch den in der Kammer 54- herrschenden Druck bewegt, bis er die öffnung 55 bzw. die öffnungen 55 frei legt. Die in Kammer 5^ zurückgehaltenen Gase strömen nun durch die Nut 56 ab und wirken auf die kleinen Flächen 29 der Differentialkolben 27 ein.

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Claims (7)

1. Patentansprüche

   (1. Artilleriegeschoß mit entfaltbarem Leitwerk, das einerseits Flügel, die jeweils in einer durch die Längsachse des Geschosses gelegten Ebene um eine zu dieser Ebene senkrechte Achse verschwenkbar sind und die eine Innenkante mit mindestens einem Vorsprung besitzen, und andererseits einen Synchronisierungsring aufweist, der konzentrisch zu der Verlängerung des Bodens des Geschosses von einer vorderen Stellung bis zu einer hinteren Stellung gleiten kann und die gleichzeitige Entfaltung der Flügel bewirkt und ihre Verriegelung in der entfalteten Stellung gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronisierungsring einerseits eine erste Einrichtung, die mit mindestens einem in dem Boden des Geschosses vorgesehenen Kolben zusammenwirkt, dessen hintere Fläche dem bei dem Abschuß in dem Abschußrohr herrschenden Druck ausgesetzt ist, so daß der Synchronisierungsring in der vorderen Stellung gehalten wird, und andererseits eine zweite Einrichtung besitzt, die mit dem Vorsprung jedes Flügels so zusammenwirkt, daß'die Flügel im Inneren des Äbschußrohrs in zusammengeklappter Stellung gehalten «erden, wenn der Synchronisierungsring in der vorderen Stellung gehalten wird.
2. 2. Artilleriegeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einrichtung eine ringförmige Nut ist, in die die Kappe des Kolbens eingreift.

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3. 3. Artilleriegeschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine zweite ringförmige Nut ist, in die der Vorsprung jedes Flügels eingreift.
4. 4-. Artilleriegeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweite Einrichtung aus ein und derselben ringförmigen Nut bestehen, in die gleichzeitig die Kappe des Kolbens und der Vorsprung gedes Flügels eingreift.
5. 5. Artilleriegeschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben ein Differentialkolben ist, auf dessen kleine Fläche die von einem Gaserzeuger erzeugten Gase einwirken.
6. 6. Artilleriegeschoß nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Gaserzeuger ein pyrotechnischer Generator ist.
7. 7. Artilleriegeschoß nach Anspruch f?_} dadurch gekennzeichnet , daß der Gaserzeuger mit Gasentnahme in dem Abschußrohr arbeitet.

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