DE2609391C2

DE2609391C2 - Trägergeschoß zum Verschießen von Sekundärgeschossen

Info

Publication number: DE2609391C2
Application number: DE19762609391
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl.-Ing. 8561 Neunkirchen Weber
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1976-03-06
Filing date: 1976-03-06
Publication date: 1982-11-11
Also published as: DE2609391A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Trägergeschoß zum Verschießen Von Sekuiidärgeschossen nach dem Oberbegriff des Anspruchs i.

Aus der DE-OS 15 78 135 ist ein Trägergsschoß für Sekundärgeschosse bekannt. In dem Geschoß ist eine Treibscheibe angeordnet, die einen Treibladungsraum von einem Raum für die Sekundärgeschosse trennt. Die Treibladung ist über einen Zünder initiierbar. Abhängig von der Art des Zünders können die Sekundärgeschosse ausgestoßen werden. Bei einem Zeitzünder ist es jedoch aus Sicherheitsgründen nicht möglich, das Geschoß unmittelbar nach der Rohrmündung zu zünden, da im Falle eines verzögerten Geschoßdurchlaufes bereits im Rohr die Sekundärgeschosse ausgestoßen w ;rden. Um dies zu vermeiden, ist der Zünder mit einer Vorrohrsicherheit ausgestattet, die abhängig vom Kaliber von ca. 20 bis 100 Meter beträgt.

Aus der US-PS 37 71 455 ist daher ein Gefechtskopf mit Marschmotor für Sekundärgeschosse bekannt, dessen Gefechtskopfheck einen Einströmkanal aufweist, über den der Stauraum mit Treibladungsgas füllbar ist Der Einströmkanal ist mittels eines Ventils und Scherstiften geschlossen. Das Ventil liept unter der Spannung einer Feder. Während des Druckanstieges des Treibgases werden die Scherstifte abgeschert, wobei der Druck des Treibgases das Ventil noch geschlossen hält. Bei einem bestimmten Wert während des Druckabfalls des Treibgases öffnet die Feder das Ventil, wodurch in den Stauraum Treibgas gelangt. Innerhalb von Millisekunden werden die Sekundärgeschosse und die Gefechtskopfhaube über eine Treibscheibe aus derc Gefechtskopf ausgestoßen. Dieses System, das für einen verhältnismäßig niedrigen Gasdruck, wie bei Raketenmotoren, ausgelegt ist, ist für Rohrgeschosse nicht geeignet. Der beim Geschoßabschuß vergleichsweise hohe Gasdruck führt zur Zerstörung der Sicherheitseinrichtungen und zu einem Ausstoß der Sekundärgeschosse bereits im Abschußrohr mit der Gefahr eines Rohrkrepierers bzw. Zerstörung der Rohrinnenwand.

Aus dem DEGM 1\Z5 274 ist ein weiterer raketengetriebener Gefechtskopf für Sekundärgeschosse bekannt, bei dem die Spitze mit dem Kopf über Scherbolzen verbunden ist. Die Scherbolzen werden durch eine gezündete Austriebsladung. eine Treibscheibe und die auf die Spitze wirkenden Sekundärgeschosse abgeschert. Eine beim Abscheren wirksame Beharrungskraft der Spitze tritt nicht auf, da diese — in Achsrichtung gesehen — unmittelbar an der Geschoßhülle aufsitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Rohrwaffen ein Trägergeschoß zu schaffen, das die Sekundärgeschosse unmittelbar nach der Rohrmündung freigibt.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen desselben sind in den IJnteranspruchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Trägergeschoß zeichnet sich — wie nachstehend näher erläutert — durch mehrere, funktionell voneinander abhängige Merkmale aus.

Die Verbindung von Geschoßkörper und Geschoßspitze durch Sicherungsmittel, wie beispielsweise Abscherbolzen, die beim Abfeuern des Trägergeschosses durch die Beharrungskraft der Geschoßspitze abtrennbar sind, bringt zunächst den Vorteil, daß jedes Teil für sich, unabhängig vom andern, in Großserie herstellbar ist; da auch die Montage aller vorgefertigten Einzelteile, insbesondere die Verbindung Von Geschoßkörper und Geschößogive sowie die Einlagerung der Sekundärgeschosse sehr einfach und schnell durchführbar ist, ist eine äußerst kostengünstige Herstellung des Trägergeschosses möglich.

Ein weiterer Vorteil ist darin begründet, daß für die Trennung der Geschoßspitze vom Geschoßkörper keine zusätzlichen Mittel, wie separate Ladungen od. dgl. nötig sind, sondern hierfür die ohnehin in jedem Fall beim Abschuß Trägergeschosses auftretenden Schub- und Beharrungskräfte ausgenutzt werden. Es ist daher auch kein erhöhter Druck für ein Austreiben der .Sekundärgeschosse und für ein gleichzeitiges Absprengen der Geschoßspitze notwendig.

Als weiterer kostengünstiger Faktor erweist sich die Tatsache, daß für die Abfeuerung des Trägergeschosses und der Sekundärgeschosse nur eine einzige Treibladung notwendig ist; es entfällt auch ein Verzögerungszünder, der eine zweite Treibladung zeitversetzt zündet

Die Füllung des im Innern des Trägergeschosses zwischen Treibscheibe und Geschoßboden befindlichen Stauraumes geschieht über einen Einströmkanal, der das bei Zündung der Geschoßtreibladung entstehende Gas in drosselnder und damit auch zeitverzögernder Weise durchläßt, so lange, bis im Stauraum ein genügend hoher Druck herrscht, welcher — nach Aussetzen der Geschoßbeschleunigung — die Sekundärgeschosse nebst bereits frei aufliegender Geschoßspitze, über die Treibscheibe aus dem Trägergeschoß nach vorn auszustoßen vermag.

Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. la den rückwärtigen Teil eines erfindungsgemäßen Trägergeschosses im Längs-Sclinitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

F i g. Ib den rückwärtigen Teil eines erfindungjgemä-Den Trägergeschosses im Längs-Schnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 einen vorderen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Trägergeschosses ebenfalls im Längs-Schnitt,

Fig.3 ein Diagramm der Druckverhältnisse innerhalb und außerhalb des Trägergeschosses nach Zündung der Geschoßtreibladung über der Zeit.

Das in den Fig. la und 2 dargestellte Trägergeschoß besteht aus einem Geschoßkörper 1, an dem eine ogivale Geschoßspitze 2 aufgesetzt ist. Am Heck des Trägergeschosses 1 ist ein Dichtungsring 3 aus Kunststoff und dahinter eine Patronenhülse 4 mit eingefüllter Geschoßtreibladung 5 befestigt.

Das Trägergeschoß besitzt innen einen zylindrischen, gegebenenfalls sich zur Geschoßspitze 2 hin konisch erweiternden Hohlraum mit kreisrundem Querschnitt, der sich innerhalb des Geschoßkörpors 1 und der ogivalen Geschoßspitze 2 erstreckt und darüber hinaus durch eine in ihn eingesetzte Treibscheibe 6 in eine vordere Kammer 7 und eine hintere Kammer 8 unterteilt ist. Der vorbeschriebene Hohlraum im Trägergeschoß dient als Abschußrohr für eine Vielzahl vor in seiner vorderen Kammer 7 eingelagerten Sekundärgeschossen 9; die hintere Kammer 8 ist als Stauraum für das di^se Sekundärgeschosse 9 austreibende Gas ausgebildet.

Wie in F i g. 2 gezeigt, ist die Geschoßspitze 2 auf den Geschoßkörper 1 aufgesteckt und vermittels eines an ihr axial vorspringend angeformten Zentneransatzes 10 in einer Aufnahmebohrung 11 des Geschoßkörpers 1 radial fixiert Erfmdungsgemäß sind nun der Geschoßkörper 1 und die aufgesteckte Geschoßspitze durch Sicherungsmittel, im vorliegenden Fall durch Abschef' stifte 12, die den Geschoßkörper 1 und die aufgesteckte Geschoßspitze durchdringen, lösbar miteinander Verbunden. Zur Abdichtung der beiden Geschoßteile 1 und 2 ist darüber hinaus noch ein hochelastischer Dichtungsring 13 vorgesehen. Geschoßkörper und Geschoßspitze sind derart aufeinander abgestimmt, daß ihre Außenformen im montierten Zustand fluchten und damit am Trägergeschoß eine weitgehend glatte ballistische Haube vorhanden ist

Einer Berechnung der Scherfläche aller Abscherbolzen 12, die für eine Verbindung von Geschoßspitze 2 und Geschoßkörper 1 verwendet sind, liegt die nachstehende Formel zugrunde:

Dabei bedeuten:

F = Gesamtquerschnittsfläche aller Abscherbolzen 12 m = Masse der Geschoßspitze 2
a = Beschleunigung des Trägergeschosses
τ = Scherfestigkeit

s = Sicherheitsfaktor zur Gewährleistung einer tatsächlichen Abscherung der Abscherbolzen 12.

Der sich im Innern des Trägergeschöjse"· befindliche Hohlraum setzt sich aus einer zylindrischen Sacklochbohrung 14 im Geschoßkörper 1 und einer hierzu fluchtenden zylindrischen Sacklochbohrung 15 in der Geschoßs .litze 2 zusammen. Beide Sacklochbohrungen 14, 15 sind im Bohrungsgrund durch eine Planfläche begrenzt, wobei jene der Sacklochbohrung 14 im Geschoßkörper 1 die Innenfläche 16 des Geschoßkörperbodens 17 bildet und die in der Geschoßspitze befindliche als Anlagefläche für eine elastische Druckplatte 18 dient. Diese Druckplatte 18 besteht aus einem solchen Material, das wenigstens eine axiale Zusammenpressung entsprechend dem Abscherweg der Abscherbolzen zuläßt.

Die den Hohlraum im Trzgergeschoß in eine vordere und hintere Kammer unterteilende Treibscheibe 6 ist topfförmig ausgebildet: sie setzt sich aus einer Frontschubplatte 6a und einem nach hinten offenen Hohlzylinder 6b zusammen, mit dem sie an der Innenfläche 16 des Geschoßkörperbodens 17 anliegt. Diese so begrenzte Raum bildet den Stauraum für das die Sekundärgeschosse 9 austreibende Gas. Die Treibscheibe 6 ist einstückig aus einem hochfesten Kunststoffmaterial hergestellt. In zweckmäßiger Weise ist dieses Kunststoffmaterial durch einen Füllstoff verstärkt. Die Treibscheibe 6 kann jedoch auch aus Metall oder aus Kunststoff mit Verstrebungen oder als kunststoffbeschichtetes Metallteil hergestellt sein. Außerdem besitzt die Treibscheibe 6 außen eine Radialnut 6c. in die ein Dichtungsring 6d eingesetzt ist, der die Treibscheibe 6 gegenüber der Bohrungswand abdichtet und ein Ausströmen von Gas aus dem Stauraum in die vordere Kammer weitgehend verbindert.

Der in der vorderen Kammer zur Verfugung stehende Raum — er ist hinten durch die Frontschubpluüe 6a der Treibscheibe 6 und vorne durch die elastische Druckplatte 18beg^ren/t — ist vorzugsweise vollständig mit Sekundärgeschossen 9 gefüllt. Damit eine vollständige Füllung der vorceren Kammer möglich ist. ist in der Geschoßspit/j 2 ein F.infüllkanal 19 vorgesehen.

Durch diesen Kanal wird nach Beendigung der Sekundärgeschoß-Einfüllung auch die elastische Druckplatte 18 in die Vordere Kammer eingeschoben. Zuletzt wird der Einfüllkanal 19 außen durch einen Verschlußpfropfen 20 verschlossen.

Die Verwendeten Sekundärgeschosse 9 bestehen in

an sich bekannter Weise aus Schwermetall und sind kugelförmig ausgebildet; sie können aber auch aus Stahl und walzenförmig hergestellt sein.

Die Größe der Sekundärgeschosse 9 richtet sich nach dem jeweiligen zu bekämpfenden Ziel — sie beträgt -, etwa '/ίο bis '/idesTrägergeschoßkan'bers.

Im Geschoßkörperboden 17 ist ein Einströmkanal 21 vorgesehen, über den der von der Treibscheibe 6 und der Innenfläche 16 des Geschoßkörperbodens 17 eingeschlossene Stauraum durch die sich bei Zündung in der Geschoßtreibladung 5 entwickelnden Gase füllbar ist. Der Einströmkanal 21 ist als zentrale Bohrung vorgesehen, die Teil eines in den Geschoßkörperboden 17 eingeschraubten Rückschlagventils 22 (Fig. la) ist, welches eine Kugel 22a als Verschlußelement, außer- r> dem eine Drosselkammer 22b und mehrere Auslaßöffnungen 22cbesitzt.

Anstatt eines Rückschlagventils kann im Geschoßkörperboden 17 auch — wie in Fig. Ib dargestellt — eine Düse 23 mit genau dimensionierter Bohrung 24, die jn den Einströmkanal bildet, eingesetzt sein.

In besonders gelagerten Fällen kann auch eine normale Bohrung im Geschoßkörperboden den gewünschten Zweck erfüllen.

Nachstehend ist die Funktion des in den F i g. 1 a und 2 2 > dargestellten Trägergeschosses, insbesondere der zeitliche Ablauf der Funktionen aller seiner Einzelteile nach Zündung der Geschoßtreibladung 5 beschrieben. Die dabei entstehenden Gasdruckverhältnisse sind anhand von F i g. 3 näher erläutert. ω

In dieser Figur ist schematisch, d. h. ohne konkrete Bemessungsangaben für Druck und Zeit, ein Beispiel für den Verlauf des Gasdruckes innerhalb und außerhalb des Trägergeschosses — nach Zündung der Geschoßtreibladung 5 — über der Zeit dargestellt, wobei in Richtung Ordinate der Gasdruck P und in Richtung Abszisse der zeitliche Verlauf t der Gasdrücke aufgetragen ist. Die mit Pa bezeichnete Linie gibt den Druckverlauf außerhalb des Trägergeschosses und die mit Pibezeichnete Linie den Druckverlauf innerhalb des Trägergeschosses wieder.

Nach Zündung der Geschoßtreibladung 5 entwickeln sich zunächst in der Patronenhülse, d. h. außerhalb des Trägergeschosses Gase, die während eines Zeitraumes von ίο bis ti einen ständig zunehmenden Gasdruck in der Patronenhülse erzeugen, der zum Zeitpunkt t\ einen Maximalwert Pa_m2X erreicht Durch diesen hohen Druck wird das Trägergeschoß in Bewegung versetzt und nach vorn getrieben. Durch die Beharrungskraft der Geschoßspitze 2 werden dabei die Abscherstifte 12 abgeschert, wobei dieser Trennvorgang unter gleichzeitiger Zusammenpressung der elastischen Druckplatte 18 und des elastischen Dichtungsringes 13 geschieht. Trotz der getrennten Abscherstifte 12 bleibt die Geschoßspitze aufgrund des Behärfüngsverrriögens weiterhin in loser Verbindung mit dem Geschoßkörper l.d. h. sie sitzt frei auf.

Während des Zeilraumes von fo bis h läuft jedoch noch ein weiterer Vorgang an — nämlich die allmähliche Füllung des von der Treibscheibe 6 eingeschlossenen Stauraumes durch über den Einströmkanal 21 einströmende Gase; der außerhalb des Trägergeschosses herrschende hohe Druck wird durch deri Eihströmkanal 21 und die Drosselkammer 22b des Rückschlagventils gemindert, d. h. die vollständige Füllung des Stauraumes wird zeitlich verzögert. Eine Relativbewegung zwischen Treibscheibe und Bohrungswand kann während dieses Füllvorgangcs noch nicht erfolgen, da die Beharrungskraft der eingelagerten Sekundärgeschosse aufgrund der Trägergeschoßbeschleunigung größer als die Kraft, die durch den sich im Innern des Stauraumes aufbauenden Druck erzeugt wird.

Die Füllung des Stauraumes mit Gas setzt sich während des Zeitraumes t\ bis t₂ - das Trägergeschoß befindet sich dabei iiucii iiiiiciiiäiu des Abschüßrührei — fort; der sich im Innern des Stauraumes aufbauende Gasdruck nimmt dabei ständig zu — er erreicht seinen Maximalwert Pimax — siehe Linie Pi — etwa zum Zeitpunkt r2.

Die Größe von Pimax ist bei einem durch die Geschoßtreibladung vorgegebenen Pa_max von der Dimensionierung des Einströmkanals 21 und des Stauraumes abhängig. Je nach Anwendungsfall kann Pimax ΐ-'fien Wert in der Größenordnung von '/2 bis '/5 von Pamax annehmen.

Während des Zeitraumes U bis ti nimmt der Druck außerhalb des Trägergeschosses — siehe Linie Pa — wegen des sich ständig vergrößernden Volumens im Abschußrohr ab. Trotzdem sind auch während dieses Zeitraumes der Geschoßkörper 1 und die nunmehr nur lose aufsitzende Geschoßspitze infolge der sich entgegenwirkenden Kräfte von Luftwiderstand und Geschoßbeschleunigung miteinander verbunden, wobei gleichzeitig auch die Beharrungskraft der Sekundärgeschosse noch die Druckkraft des Gasdruckes ff_mi überwiegt

Etwa zum Zeitpunkt /₂ verläßt das Trägergeschoß das Abschußrohr, gleichzeitig ist auch die Trägergeschoß-Beschleunigung beendet Der Druck Pa fällt stark ab. Danach überwiegt die Druckkraft des im Stauraum befindlichen Gases, mit der Folge, daß die Sekundärgeschosse 9 nebst Geschoßspitze 2 aus dem Geschoßkörper 1 ausgestoßen werden. Dieser Vorgang läuft während des Zeitraumes /2 bis /3 ab, d. h. die Sekundärgeschosse haben zum Zeitpunkt fj das Trägergeschoß verlassen und Pi ist bis auf einen Restdruck abgefallen.

Die Durchschlagskraft und Flugweite der ausgetriebenen Sekundärgeschosse ist abhängig von der Größe der Vo des Trägergeschosses, außerdem von· der Form, Größe und Dichte der einzelnen Sekundärgeschosse.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Trägergeschoß zum Verschießen von Sekundärgeschossen, mit einem als Abschußrohr für die Sekundärgeschosse ausgebildeten GeschoBkörper, einer auf den GeschoßKÖrper aufgesetzten ogivalen Geschoßspitze und

einem Hohlraum, der durch eine Treibscheibe in eine vordere und eine hintere Kammer unterteilt ist, wobei in der vorderen Kammer die Sekundärgeschosse eingelagert sind und die hintere Kammer als Expansionsraum für das Treibgas ausgebildet ist,
und mit einem im Heck des Trägergeschosses vorgesehenen Einströmkanal für das Treibgas, _xr

dadurch gekennzeichnet, daß der Geschoßkörper (1) und die Geschoßspitze (2) durch Sicherungsmittel (12) verbunden sind, die beim Abfeuern des Trägergeschosses durch die Beharrungskrp^f< der Geschoßspitze (2) abtrennbar sind, und daß Jer Einströmkanal (21) mit drosselndem Querschnitt versehen ist

2. Trägergeschoß nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der die vordere Kammer (7) bildende Hohlraum vorne durch eine in die Geschoßspitze (2) eingesetzte elastische Druckplatte (18) begrenzt und vollständig mit Sekundärgeschossen (9) ausgefüllt ist

3. Trägergeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sicherungsmittel, die den Geschoßkörper (1) und die Geschoßspitze (2) miteinander verbinden, wenigstens zwei Abscherbolzen (12) vorgesehen sind

4. Trägergeschoß tuch den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Jie elastische Druckplatte (18) und der Dichtungsring (13) aus einem eine txiale Zusammenpressung entsprechend dem Abicherweg der Abscherbolzen (12) zulassenden Material bestehen.

5. Trägergeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die hintere Kammer (8) mündende Einströmkanal (21) als zentrale Bohrung ausgebildet und mit einem Rückschlagventil (22) versehen ist. das in den Geschoßkörperboden eingesetzt ist.

6. Trägergeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (24) durch eine im Geschoßkörperboden (17) eingesetzte Düse (23) gebildet ist.

7. Trägergeschoß nach den Ansprüchen 1 und % dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (8) id die in sie mündende Bohrung (21,24) räumlich derart bemessen sind, daß der sich nach Zündung der Geschoßtreibladung (5) in der Kammer (8) infolge des einströmenden Gases aufbauende Maximaldruck Pimax einen Wert in der Größenordnung von '/2 bis '/i des sich außerhalb des Trägergeschosses aufbauenden Maximaldruckes Pa_max annimmt.