DE3233044A1

DE3233044A1 - Munitionseinheit, vorzugsweise fuer uebungszwecke

Info

Publication number: DE3233044A1
Application number: DE19823233044
Authority: DE
Inventors: Christer 69148 Karlskoga Lagerstam; Kjell 94577 San Leandro Ca. Mattsson; Kurt Dipl.-Ing. 69133 Karlskoga Pettersson; Torsten 69154 Karlskoga Wik
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1981-09-09
Filing date: 1982-09-06
Publication date: 1983-03-24
Also published as: SE8105347L; DK153251B; FR2512540B1; GB2105445B; NO823045L; NO151640B; DK391882A; GB2105445A; DK153251C; FR2512540A1; SE444983B; NO151640C; CH658717A5

Description

GLAWE, DELFS₁ MOLL & PARTNER

Aktiebolaget Bofors 691 80 Bofors / Schweden

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENTATTORNEYS

RICHARD GLAWE	KLAUS OELFS
DH-INQ.	DIPLING
	ULRICH MENGDEHL
WALTER MOLL	DIPL-CHEM. DR RER. NAT
DiPLPHYS. DR RER NAT.	HEINRICH NIEBUHR
OFF BEST. DOLMETSCHER	DiPL-PHVS DR PHIL HABIL
BOOO MÜNCHEN 2β	2000 HAMBURG 13
POSTFACH 162	POSTFACH 2570
UEBHERRSTfi. 20	ROTHENSAUM-
TEL. !089! 226548	CHAUSSEE 5β
TELEX 5 22 S05 SPEZ	Tfel. ,040y4iÖ2008
TELECOPIER (089) 223938	TELEX 2 12" 921 SPEZ
MÜNCHEN
A 38

Munitionceinheit, vorzugsweise für Übungszwecke

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine mit Überschallgeschwindigkeit verschießbare Munitionseinheit, insbesondere für Ausbildungsoder Übungszwecke, bestehend aus einem zylindrischen Mittelteil, mit dem eine im wesentlichen zylindrische Spitze in Form eines Zapfens verbunden ist, dessen Durchmesser sowohl kleiner als der Durchmesser des Mittelteils als auch des Heckteils ist.

Um die Kosten zu senken, wird wie üblicherweise bei militärischen Manövern normale scharfe Munition durch spezielle Ausbildungs- oder Übungsmunition ersetzt. Es ist dabei

Vichtig, daß die ballistischen Eigenschaften der Übungsmunition im wesentlichen denen der zu ersetzenden scharfen Munition entsprechen. Mehrere Arten derartiger Übungsmunition sind bisher bekannt.

Um die Forderung nach gleichen ballistischen Eigenschaften möglichst weitgehend zu erfüllen, wurde bisher davon ausgegangen, daß beispielsweise auch die maximale Schußweite einer speziellen Übungsmunition der maximalen Schußweite der jeweiligen zu ersetzenden scharfen Munitionseinheit entsprechen muß. D. h. auch, daß verhältnismäßig große Gebiete abgesperrt werden müssen, um militärische Schießübungen durchführen zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Munitionseinheit zu schaffen, die wesentlich kleinere Schießplätze als bisher ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe basiert auf der Erkenntnis, daß eine Geschoßspitze in Form eines Zapfens günstige ballistische Eigenschaften hat. Gemäß der Erfindung ist die Munitionseinheit gekennzeichnet durch eine zapfenförmige Geschoßspitze mit einer solchen Länge und Gestaltung und einem Heckteil mit einer solchen Gestaltung und Verbindung mit dem Mittelteil, daß die Munitionseinheit bis zu einer vorbestimmten Reichweite im wesentlichen die gleichen ballistischen Eigenschaften wie die zu ersetzende scharfe Munition hat, aber vergli-

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chen mit der normalen scharfen Munition eine weitgehend verringerte maximale Reichweite hat, beispielsweise die halbe maximale Reichweite der normalen scharfen Munition*

Ein wichtiges Kennzeichen der neuen Übungsmunitionseinheit ist die Länge des zylindrischen Zapfens verglichen mit dem Außendurchmesser des Mittelteils, Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Mittelteils beträgt die Länge ungefähr das 1,6- bis 2,0-fache des Außenkalibers des Mittelteils und vorzugsweise 1,65- bis 1,85-fache und insbesondere 1,7-fache des Durchmessers des Mittelteils.

Im folgenden wird eine spezielle Ausführungsform der Erfindung genauer und insbesondere auch der Keckteil des Geschosses beschrieben.

Durch Verwendung einer Zapfenspitze wird bei Über-Schallgeschwindigkeiten um die Spitze herum eine sogenannte Zone mit ruhiger Luftströmung erhalten, was zur Folge hat, da die kreisförmige Stirnfläche keine Bremswirkung ausübt. Bei Unterschallgeschwindigkeiten folgt der Luftstrom jedoch der Zapfenoberfläche und der kreisförmigen Stirnfläche, d. h. , d: eine beträchtliche Bremskraft auf die Munitionseinheit ausgeübt wird, :'omit wird die Munitionseinheit bei Überschallgeschwindigkeiten eine im wesentlichen ungestörte ballistisch*;

Geschoßbahn haben, jedoch stark abgebremst werden, sobald sich die Geschwindigkeit der Munition auf Werte unterhalb der Schallgeschwindigkeit verringert hat. Als ein Ergebnis dieser Bremskraft wird eine wesentlich verringerte maximale Reichweite erhalten. Der Zapfen macht die Munitionseinheit sowohl bei Überschallgeschwindigkeiten als auch bei Unterschallgeschwindigkeiten und selbst beim Durchgang durch die Schallgeschwindigkeit stabiler. Bei Verwendung der vorgeschlagenen Zapfenspitze kann der effektive Abstand zwischen dem Tp- und Tc-Punkt ^eiter unten erläutert) beträchtlich erhöht werden mit Abstandswerten bis zum Betrag des Kalibers. Die spezielle Gestaltung des Heckteils trägt ebenfalls zur Stabilität der Munitionseinheit bei.

Die neue Gestaltung ermöglicht eine effiziente und wirtschaftliche Herstellung der Munitionseinheit durch Kaltpressen. Kaltpressen bedeutet, daß die mechanische Festigkeit der Munitionseinheit erhöht wird, wodurch die Wärmebehandlung des Geschoßkörpers unnötig wird. Dies bedeutet auch, daß die Gefahr der Bildung von schiefen Rippen infolge Wärmebehandlung beseitigt ist. Kaltpressen ermöglicht es, daß die Munitionseinheit in einem Arbeitsgang zu einem im wesentlichen fertigen Produkt gepreßt wird. Nach dem Pressen ist, falls überhaupt, nur eine geringe Drehbearbeitung und das Anbringen des Treibgürtels und der Lenkeinrichtung erforderlich. Anzumerken ist, daß die Gestaltung der Munitionseinheit und das Verfahren

zur Herstellung Material, Energie und Kosten einsparen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Ubungsgeschoß in perspektivischer Darstellung von hinten;

Fig. 2 das Geschoß gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung von der Stirnseite her gesehen;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Geschosses gemäß der Figuren 1 und 2;

Fig. 4a eine Seitenansicht zur schematischen Erläuterung der Luftströmung bei Überschallgeschwindigkeiten für das Übungsgeschoß gemäß der Fig. 1 bis 3;

Fig. 4b eine Ansicht zur schematischen Erläuterung der Luftströmung bei Unterschallgeschwindigkeiten für das Übungsgeschoß gemäß der Fig. 1 bis 3;

Fig. 5a eine ballistische Kurve für eine vorbestimmte Reichweite sowohl für ein Übungsgeschoß gemäß der Erfindung als auch für ein entsprechendes normales scharfes Geschoß;

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Fig. 5b eine ballistische Kurve für die maximalen Reichweiten eines Ubungsgeschosses gemäß der Erfindung und eines entsprechenden normalen scharfen Geschosses;

Fig. 6a eine Seitenansicht eines zylindrischen Werkstückes, welches als Ausgangsmaterial für die Herstellung des neuen Geschosses durch Kaltpressen verwendet wird; und

Fig. 6b eine Seitenansicht zur schematischen Darstellung des Zeitpunktes der Herstellung, bei dem das Übungsgeschoß seine entgültige Form in einem symbolisch dargestellten Preßwerkzeug erhalten hat.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein Ubungsgeschoß dargestellt, welches einen im wesentlichen zylindrischen Mittelteil 1 aufweist, an den sich eine Zapfenspitze 2 und ein Heckteil 3 anschließt. Ein derartiger Zapfen 2 ist im Prinzip bereits bekannt. Die zapfenförmige Spitze ist im wesentlichen zylindrisch mit einem Durchmesser von d, der sehr viel kleiner als der Außendurchmesser D des zylindrischen Teils ist, und beispielsweise kann angegeben werden, daß der Zapfendurchmesser d ungefähr ein Drittel des Durchmessers D des Mittelteils aufweist. Der Heckteil ist mit

mehreren Leitflügeln 3a, beispielsweise sechs Flügeln versehen.

Der zylindrische Zapfen 2 hat eine Länge L₉ die im vorliegenden Fall das ungefähr 1,7-fache des Durchmessers D des Mittelteils hat. Diese Länge L variiert jedoch in Abhängigkeit vom Kaliber, dem Munitionstyp, etc., zwischen dem 1,6- «aid 2,0-fachen, vorzugsweise zwischen dem 1,65- und 1,85-fachen des Durchmessers D«

Die Länge L₂ des Heckteils übertrifft jeweils die Lange L₁ und L, des Zapfens 2 und des Mittelteils 1. Die LeitflU-gel erstrecken sich in Längsrichtung mit vollem Kaliber entlang dem Hauptteil des Heckteils. Im Anschlußbereich an dem Mittelteil nehmen die Leitflügel jedoch auf eine unterhalb des Kalibers liegende Abmessung ab, wobei die äußeren Flügelkanten 3a in Richtung auf den Mittelteil zu abgeschrägt sind. Das rückwärtige Ende des Mittelteils ist als ein abgeschrägter Konus 1a mit einem Konuswinkel<?C von 10° bis 20°, vorzugsweise 15°, ausgebildet. Die konische Fläche ist nach rückwärts geneigt, um mit dem Vorderende der Flügel übereinzustimmen. Die Länge des konischen Teils beträgt 1 bis 3 % vorzugsweise 2 % der Gesamtlänge des Geschosses. Aufgabe des konischen Teils ist es, den in Längsrichtung verlaufenden Luftstrom auszurichten, der entlang der Außen-

Al ,

fläche des Mittelteils nach unten in den Spalt zwischen die Flügel 3a strömt, um die Stabilität des Geschosses zu verbessern.

Die Länge L, des Mittelteils ist in diesem Fall sowohl kleiner als die Länge des Zapfens als auch des Heckteils. Der Mittelteil ist mit einer vorderen und rückwärtigen Ringnut versehen, um ein vorderes Lenkband 4 und ein Führungsband 5 aufzunehmen. Sowohl das Lenkband als auch das Führungsband bestehen aus Kunststoffmaterialien, wie beispielsweise Acetal oder irgend einem anderen entsprechenden Material,

In der Fig. 3 ist der Schwerpunkt mit Tp und das Druckzentrum mit Tc und der Abstand zwischen Tp und Tc, der für die Stabilitätseigenschaften des Geschosses bedeutsam ist, mit A angegeben.

Die Figuren 4a und 4b stellen die Bedingungen der Luftströmung bei Überschau- und Unterschallgeschwindigkeit des Geschosses dar. In der Fig. 4a ist die Luftdruckschockwelle mit 6 und eine Zone ohne Luftströmung in Form einer rotationssymetrlschen Zone um den Zapfen des Geschosses mit 7 angegeben. Diese Zone ist durch die äußere Seitenfläche des Zapfens, eine radiale Stirnfläche 1b am Mittelteil und eine gerade, konische imaginäre Außenfläche

-begrenzt, die sich von der vorderen Stirnfläche des * Zapfens bis zum Umfang der radialen Vorderfläche 1b erstreckt. Entlang der geraden konischen Außenfläche 8 wird, wie durch die Pfeile 9 angegeben, ein ungestörter Luftstrom erhalten, so daß von der radialen Stirnfläche auf das Geschoß keine Bremswirkung ausgeübt wird.

Dies bedeutet, daß das Geschoß bei Überschallgeschwindigkeiten eine ballistische Geschoßkurve wie bei einem Geschoß mit einer ogivalen Spitze, einer konischen Spitze oder einer

cajoder-ä'
rgeiormten Spitze aufweist. Die zapfenförmige Spitze verrückt die Punkte Tp und Tc in der Längsachse des Geschosses nach hinten und erhöht den Abstand A, der eine gewünschte hohe Stabilität für das Geschoß garantiert. Es wird besonders darauf hingewiesen, daß das Geschoß nicht nur bei Überschau geschwindigkeiten, sondern auch beim Durchgang durch die Schallgeschwindigkeit und bei Unterschallgeschwindigkeiten stabil ist.

Fig. 4b zeigt die Bedingungen der Luftströmung bei Unterschallgeschwindigkeiten. Der Luftstrom 10 folgt dann der seitlichen Zapfenaußenfläche und der radialen Stirnfläche 1b am Mittelteil. D. h., daß die radiale Stirnfläche auf die Geschoßgeschwindigkeit eine Bremswirkung ausübt, wodurch die maximale Abfeuerreichweite beträchtlich verringert wird, beispielsweise auf die Hälfte der Reichweite eines entsprechenden normalen scharfen Geschosses.

In den Figuren 5a und 5b werden die ballistischen Eigenschaften des Übungsgeschosses verglichen mit einem entsprechenden, normalen scharfen Geschoß. Beispielsweise wird der Vergleich mit einem scharfen Geschoß 9 cm Modell 77 der Firma Boförs durchgeführt, welches ein Gewicht von ungefähr 3»7 kg hat. Das Ubungsgeschoß hat ebenfalls ein Kaliber von 9 cm und ein Gewicht von ungefähr 3 kg. Die y-Achse gibt die Höhe der Geschoßbahn und die x-Achse die Reichweite, jeweils in Metern an. Der maximale vorbestimmte Schußabstand für die in Frage stehende Munition beträgt 800 Meter.

Die Geschoßbahn a bezieht sich auf das scharfe Geschoß und die Geschoßbahn b auf das Ubungsgeschoß, die aus einem Geschütz mit einer Mündungsgeschwindigkeit von Vo = 670 m/s bzw. Vo = 715 m/s abgefeuert worden sind. Es ist ersichtlich, daß die ballistischen Eigenschaften der beiden Geschosse bis zu einer vorbestimmten Reichweite im wesentlichen gleich sind, d. h.,daß mit der Geschützbedienung realistische Ubungsschüsse abgegeben werden können.

In dem Diagramm 5b sind die ballistischen Geschoßkurven für die maximale Schußweite angegeben, wobei an der y-Achse die Höhe und an der x-Achse der horizontale Abstand in Metern angegeben sind. Die Geschoßbahn a¹

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für das scharfe Munitionsgeschoß ist mehr als doppelt so weit (6000 m) wie die maximale Reichweite des Übungsgeschosses. Dies tritt wegen der beträchtlichen Bremsung des Fluges des Übungsgeschosses bei Unterschallgeschwindigkeiten auf. Anzumerken ist, daß das Geschoß für alle Geschwindigkeiten, beispeilsweise zwischen dem O und dem ^fachen der Schallgeschwindigkeit, stabil ist. D. h., daß die Spur der Übungsgeschosse leicht verfolgt werden kann und diese leicht gefunden werden können.

Das beschriebene Übungsgeschoß ist vorzugsweise durch ein Kältpreßverfahren hergestellt. In diesem Fall wird ein Werkstück in einem Kaltpreßwerkzeug angeordnet,und das Geschoß wird in dem Werkzeug in nur einem Arbeitsschritt hergestellt, so daß die zapfenförmige Spitze und die Flügel zu ein und dem selben Zeitpunkt hergestellt werden. Das Geschoß wird durch eine geringe Drehbearbeitung auf sein genaues Kaliber abgedreht .

Fig. 6a zeigt ein Werkstück 11, welches als Ausgangsmaterial beispielsweise für ein 9 cm-Übungsgeschoß verwendet wird. Das Werkstück hat einen zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von 92 mm und eine Länge von 200 mm. Die Hälften des Preßwerkzeuges sind mit 12 und 12' bezeichnet. Das Pressen wird in nur einem Arbeitsschritt ausgeführt und Fig. 6b zeigt das fertige Produkt in dem Werkzeug,

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in dem die Trennebene durch De und der Formhohlraum durch F angegeben ist.

Wenn der Geschoßkörper gepreßt und aus dem Werkzeug herausgenommen worden ist, wird er in einem Drehvorgang auf seine Endform und-abmessungen gemäß beispielsweise der Ausführungsformen, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist, gebracht. Die Länge des ganzen Geschosses beträgt in diesem Fall ungefähr 465 mm.

Kaltpreßverfahren sind an sich bereits bekannt und werden daher in diesem Zusammenhang nicht im Detail beschrieben.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern kann innerhalb des Schutzumfanges der Patentansprüche modifiziert werden. Beispielsweise ist die Erfindung nicht auf Übungsmunition beschränkt, sondern kann auch für normale scharfe Munition verwendet werden.

Ein wesentliches Merkmal der vorstehend beschriebenen ■ Munitionseinheit ist es, daß sie für eine Massenproduktion geeignet ist.

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Claims

Patentansprüche

1J Mit Überschallgeschwindigkeit verschießbare Munitionseinheit, insbesondere für Übungszwecke, mit einem zylindrischen Mittelteil, an dem sich eine im wesentlichen zylindrische Spitze in Form eines Zapfens anschließt, deren Durchmesser sowohl sehr viel kleiner als der Durchmesser des Mittelteils als auch des Heckteils ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge (L^) und Gestaltung und Verbindung mit dem Mittelteil (1) des Heckteils (3) so sind, daß die Munitionseinheit bis zu einer vorbestimmten

Reichweite im wesentlichen die gleichen ballistischen Eigenschaften wie die in Frage stehende scharfe Munition hat, aber verglichen mit der normalen scharfen Munition eine sehr verringerte größte Reichweite, beispielsweise die halbe maximale Reichweite der scharfen Munition hat.
2. Munitionseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (2) eine Länge (L₁) aufweist, die das 1,6- bis 2₍0fache, vorzugsweise das 1,65- bis 1,85fache des Durchmessers (D) des Mittelteils (1) hat.
3. Munitionseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Zapfen (2) eine Länge (L.) von ungefähr dem 1,7fachen des Durchmessers (D) des Mittelteils hat.
4. Munitionseinheit nach jedem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Heckteil (3) vergleichsweise lang ist und eine Länge (L_?) aufweist, die größer als die Längen des Mittelteils (1) und des Zapfens (2) ist, und daß der Heckteil (3) mit Flügeln (3a) versehen ist» die sich mit vollem Kaliber entlang des Hauptteils der Heckteillänge (Lp) in Längsrichtung erstrecken.

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5. Munitionseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Mittelteil (1) an seinem rückwärtigen Ende einen Regelstumpfförmigen konischen Teil (1a) aufweist, dessen achsiale Länge ungefähr 1 "bis 3 %, vorzugsweise 2 % der Gesamtlänge (L₁ + L₂ + L^₅) der Munitionseinheit beträgt, und daß die Vorderen Enden der Flügel auf ein Maß kleiner als das Kaliber abgeschrägt sind, wobei die Außenkanten (3a) der Flügel nach vorne abgeschrägt sind, um mit dem kleinsten Teil des konischen Teils (1a) überein zu stimmen.
6. Munitionseinheit nach jedem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Mittelteil (1) mit einem Lenkring (4) aus Kunststoff und einem Führungsring (5) ebenfalls aus Kunststoff versehen ist.