DE3608840C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einschußkanone für eine zu beschleunigende Masse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Einschußkanonen mit elektromagnetischen Beschleunigungsantrieben wird die Tatsache ausgenutzt, daß man durch die schnelle Kompression eines Hohlraumes mit elektrisch leitenden Wänden, in dem ein entsprechendes Magnetfeld eingeschlossen ist, die magnetische Energie des Hohlraumes etwa linear mit dem Kompressionsfaktor verstärken kann. Hierbei wird die gegen den Druck des magnetischen Feldes geleistete Arbeit in magnetische Energie umgesetzt.

Aus der US-PS 32 24 337 ist eine elektromagnetische Einschußkanone zum Beschleunigen sehr kleiner Projektile bekannt, bei der ein Hohlraum von einer Induktionsspule umschlossen ist. Dieser Hohlraum weist am Rande eine Öffnung auf, die mit einer Kurzschlußbrücke der Induktionsspule verschlossen ist. Auf dieser Kurzschlußbrücke stützt sich das zu verschließende Projektil ab. Nach Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes innerhalb des Hohlraumes wird unmittelbar danach der Hohlraum durch eine Sprengladung zusammengedrückt, wodurch das Feld komprimiert wird. Besondere Probleme ergeben sich bei dieser bekannten Anordnung daraus, daß bereits bei geringfügigen Unsymmetrien beim Abbrand der Sprengladung der Punkt maximaler Feldstärke so verschoben werden kann, daß er nicht mehr direkt hinter dem Projektil liegt und Kraftkomponenten auf das Projektil nicht nur in dessen Flugrichtung wirken.

Aus der firmeneigenen DE-OS 33 21 034 ist eine Einschußkanone der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art bekannt, bei der der Beschleunigungsantrieb für das verschließende Projektil ein Koaxialsystem aus einem Außenleiter und einem Innenleiter aufweist, die an der Vorderseite durch eine das Koaxialsystem abschließende Kurzschlußbrücke elektrisch miteinander verbunden sind. In dieses einseitig elektrisch kurzgeschlossene Koaxialsystem wird z. B. mit Hilfe einer Kondensatorladung ein Stromimpuls eingespeist, so daß in dem Koaxialsystem ein Magnetfeld erzeugt wird. Etwa zu dem Zeitpunkt, an dem der Stromimpuls die maximale Amplitude zeigt, wird eine Sprengladung gezündet, die längs des Koaxialsystemes ausgerichtet ist und z. B. den Außenleiter des Koaxialsystemes umgibt. Die Zündung erfolgt in der Nähe der Einspeisestelle des Stromimpulses, wodurch Außen- und Innenleiter bis zum elektrischen Kurzschluß aneinander angenähert werden. Durch diesen elektrischen Kurzschluß ist der oben erwähnte Hohlraum geschaffen, in dem das Magnetfeld eingeschlossen ist.

Der zwischen Außen- und Innenleiter durch die Sprengladung erzeugte hintere Kurzschluß des Koaxialsystems bewegt sich mit der Geschwindigkeit der Detonationsfront nach vorne, so daß der Hohlraum ständig verkleinert und das darin eingeschlossene Magnetfeld komprimiert wird. Die Geschwindigkeit der Detonationsfront liegt bei ca. 8 km pro Sekunde. Die elektrischen Parameter des Koaxialsystems sind dabei so gewählt, daß die Zerfallszeit des Magnetfeldes etwa eine Größenordnung über der maximalen Dauer des gesamten Kompressionsvorganges liegt, so daß relativ geringe Ohmsche Verluste auftreten. Bei einer optimalen Abstimmung des Systems kann der größtmögliche Teil der ursprünglich vorhandenen elektrostatischen Energie in magnetische Energie verwandelt werden.

Der auf diese Weise erzeugte hohe Felddruck wirkt auf das elektrisch leitende Projektil, das aus der Kanone ausgetrieben wird. Das Projektil kann dabei selbst Teil der Kurzschlußbrücke zwischen Außen- und Innenleiter sein.

Bei diesem Vorgang wird durch die freiwerdende mechanische Energie der Detonation Arbeit gegen den Felddruck im Inneren der Koaxialstrecke geleistet und so entsprechend dem Prinzip der elektrodynamischen Maschinen in Magnetfeldenergie umgesetzt. Die Umsetzungsrate steigt über weite Bereiche des Kompressionsfaktors annähernd proportional mit der magnetischen Energie der Koaxialstrecke. Dies bedeutet, daß am Anfang des Kompressionsvorganges, wo die Stärke des Magnetfeldes noch relativ klein ist, auch nur eine geringe Energie-Umsetzungsrate vorhanden ist, d. h. die zur Verfügung stehende Energie der Sprengladung bei weitem nicht ausgenutzt wird. Erst zum Schluß des Kompressionsvorganges, wenn der Felddruck einen genügend großen Wert hat, steigt die Umsetzungsrate stark an. Dies bedeutet, daß der Energieinhalt des magnetischen Feldes etwa proportional zum Kompressionsfaktor, d. h. etwa umgekehrt proportional zur jeweiligen Restlänge der Koaxialstrecke ansteigt.

Für alle denkbaren Anwendungen der erzeugten Magnetfeldenergie wäre es günstiger, dieses Gesetz zu durchbrechen, d. h. von Anfang an höhere Umsetzungsraten zu erreichen.

Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Einschußkanone der in Rede stehenden Art konstruktiv so zu verbessern, daß höhere Energie-Umsetzungsraten von Anfang an möglich sind.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung liegt darin, das Koaxialsystem nicht am vorderen Ende kurzzuschließen, sondern die Kurzschlußbrücke relativ nah zu der Einspeisestelle des Stromimpulses anzubringen und anschließend an die Kurzschlußbrücke zumindest einen Rotationskörper vorzusehen. Die Kurzschlußbrücke kann eine dünne Scheibe bzw. Folie, z. B. aus Aluminium, sein. Beim Einspeisen des Stromimpulses verdampft das Material dieser Kurzschlußbrücke und bildet eine Plasmabrücke zwischen Außen- und Innenleiter. Diese Plasmabrücke bildet jetzt den vorderen Abschluß des Hohlraumes, in dem das Magnetfeld nach der Detonation der Sprengladung am Ort der Einspeisung des Stromimpulses eingeschlossen ist. Um innerhalb dieses Hohlraumes mit seiner durch die Plasmabrücke gebildeten beweglichen vorderen Wand eine Magnetfeldkompression zu erreichen, darf die mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf das vordere Ende des Koaxialsystems laufende Detonationsfront bzw. der damit zwangsgekoppelte hintere Kurzschluß des Koaxialsystems auf keinen Fall die Plasmabrücke überholen, da ansonsten die eingeschlossene Magnetfeldenergie sofort in Joulesche Wärme verwandelt würde bzw. nicht mehr nach vorne transportiert werden könnte. Andererseits darf die Plasmabrücke durch den Druck des eingeschlossenen Magnetfeldes nicht zu schnell nach vorne getrieben werden, da hierbei der Kompressionsfaktor abnehmen und die erwünschte Wirkung nicht ermöglicht würde.

Diesen beiden Forderungen wird zum einen durch eine entsprechende Wahl der Masse der Kurzschlußscheibe genüge getan, welche im wesentlichen die träge Masse des aus ihr gebildeten leitenden Plasmas bestimmt, zum anderen durch Wahl der Anzahl, Masse und Anordnung der zusätzlichen Rotationskörper, die beim Vorlaufen der Plasmabrücke in diese einbezogen werden. Hiermit kann gerade die richtige Massenverdämmung eingestellt werden, so daß sowohl der nötige Vorlauf der Plasmabrücke gegenüber der nacheilenden Detonationsfront gesichert ist, als auch sichergestellt wird, daß dieser Vorlauf nicht zu groß wird, d. h. der Kompressionsfaktor nicht abnimmt.

Die Kurzschlußbrücke darf nicht zu nahe zu der Einspeisestelle des Stromimpulses angebracht werden, um übermäßige anfängliche Energieverluste zu vermeiden. Solche Energieverluste sind z. B. die Aufteilung der Magnetfeldenergie in die parasitären Induktivitäten der Zuleitung und in die Nutzinduktivität der Kompressionsstrecke.

Die Rotationskörper, z. B. dünne Scheiben oder dünnwandige Kegel, die Außen- und Innenleiter des Koaxialsystems elektrisch nicht verbinden, können aus elektrisch leitendem oder isolierendem Material bzw. einer Kombination hieraus bestehen. Sobald die Plasmabrücke beim Vorlauf auf einen Rotationskörper, z. B. eine Scheibe aus Aluminium, trifft, wird das Material dieser Scheibe in den Stromfluß einbezogen, verdampft und als zusätzliche Masse im Plasma mitgeführt. Die Rate dieser Massezufuhr kann durch entsprechende Wahl der Masse der Rotationskörper, z. B. der Scheibendicke und der einzelnen Abstände, optimal eingestellt werden, so daß sich eine maximale Umsetzunsrate von Sprengstoffenergie in Magnetfeldenergie oder kinetischer Energie des Plasmas je nach Anwendungsfall ergibt und eine Magnetfeldkompression trotz wandernder Detonationsfront und Plasmabrücke über die gesamte Kompressionsstrecke ermöglicht wird. Es sind auch Einstellungen möglich, welche verschiedene Optimierungskriterien über verschiedene Sektionen der Koaxialstrecke erfüllen. Auch ist es möglich, durch einen Schichtaufbau der Rotationskörper elektrische Nichtleitermaterialien in die Plasmabrücke miteinzubeziehen, um z. B. eine Vorwärtsströmung neutraler Materie zu erreichen. Die Rotationskörper können unterschiedlich geformt sein, um einen Frontformungseffekt der nach vorne laufenden Plasmabrücke zu erzielen.

Das Material der Plasmabrücke bzw. das mitgeführte neutrale Material kann selbst die zu beschleunigende Masse sein, z. B. aus dem Koaxialsystem wie ein Geschoß ausgetrieben werden. Es ist jedoch auch möglich, daß dieses beschleunigte Material auf ein Projektil trifft, das in einem Lauf angeordnet ist und durch den Aufprall des Materials der Plasmabrücke aus dem Lauf ausgetrieben wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist im vorderen Teil der Kompressionsstrecke der Innenleiter des Koaxialsystemes fortgelassen. Dies ist möglich, da das entstandene und laufend weiter entstehende leitende Plasma der Plasmabrücke sich im ringförmig ausgeprägten starken Magnetfeld zwangsweise so umformt, d. h. streckt, daß es den Innenleiter ersetzt. Eine Massezufuhr in das Plasma geschieht durch entsprechende Rotationskörper, z. B. Scheiben, welche den gesamten Querschnitt des Außenleiters ausfüllen. Der Außenleiter kann sich ferner im vorderen Teil der Kompressionsstrecke verjüngen, wobei der Innenleiter vor, innerhalb oder nach dem Verjüngungsübergang endet. Eine derartige Ausbildung dient dazu, die Plasmabrücke und das darin enthaltene Material kurz vor dem Austrieb weiter zu beschleunigen.

Wie bereits erwähnt, können die Rotationskörper innerhalb des Beschleunigungssystems die verschiedenen Formen, Dicken, Materialien bzw. Materialkombinationen aufweisen, um spezielle Effekte, insbesondere jedoch die Formung der Front der Plasmabrücke zu bewirken. Besonders wirkungsvoll ist eine Kombination aus elektrisch leitenden und elektrisch nichtleitenden Rotationskörpern, um an der Front der Plasmabrücke nichtleitende hyperschnelle Materie zu erhalten, welche dann direkt als amorphes Materiepaket gerichtet das Beschleunigungssystem verläßt. Dieses elektrisch neutrale Materiepaket unterliegt nach dem Verlassen des Beschleunigungssystems nicht den elektromagnetischen Kräften, welche z. B. das nachfolgende leitende Plasma aus der Plasmabrücke aufweiten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1a-1d einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil einer Einschußkanone gemäß der Erfindung mit einem Koaxialsystem und einer dieses umhüllenden Sprengladung zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten nach der Zündung der Sprengladung;

Fig. 2a u. 2b zwei schematische Längsschnitte durch ein modifiziertes Ausführungsbeispiel einer Einschußkanone gemäß der Erfindung;

Fig. 3a-3f ein drittes Ausführungsbeispiel einer Einschußkanone zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten nach Zündung der Sprengladung;

Fig. 4 u. 5 schematische Längsschnitte jeweils durch den vorderen Bereich zweier weiterer Ausfüh­ rungsbeispiele einer Einschußkanone gemäß der Erfindung zur Beschleunigung eines amorphen Projektils;

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch den vorderen Bereich einer Einschußkanone gemäß der Erfindung zur Beschleunigung eines Hartmetallprojektils.

In den Figuren sind für gleiche oder gleichwirkende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, denen jedoch die Kleinbuchstaben l bis f entsprechend den Fig. 1 bis 6 hinzugefügt sind.

In Fig. 1a ist der hintere Teil einer Einschußkanone 1a mit elektromagnetischem Beschleunigungssystem gezeigt. Dieses elektromagnetische Beschleunigungssystem weist ein Koaxialsystem aus einem zylindrischen Außenleiter 2a und einem stabförmigen mittleren Innenleiter 3a auf. Der Außenleiter 2a ist von einer Sprengladung 4a über die gesamte Länge des Beschleunigungssystems umgeben. Dieser Sprengstoffmantel kann am hinteren Ende der Einschußkanone mit über den gesamten Umfang der Sprengladung verteilten Zündeinrichtungen 5a gezündet werden. Der Innenleiter 3a ist über das hintere Ende der Einschußkanone herausgezogen und wird dort von einem zylindrischen Endabschnitt 6a eng umgeben, der mit dem Außenleiter 2a verbunden ist. Außen- und Innenleiter sind elektrisch sehr gut leitend, z. B. aus Kupfer. Der Innenleiter 2a und der Endabschnitt 6a des Außenleiters 2a sind über eine Kondensatorbank 7 und einen Schalter 8 miteinander verbunden.

In bestimmter Entfernung von dem hinteren Ende sind innerhalb des Koaxialsystems der Außenleiter 2a und der Innenleiter 3a durch eine scheibenförmige Kurzschlußbrücke, z. B. aus Aluminium, elektrisch miteinander verbunden. Zwischen dieser Kurzschlußbrücke 9 und dem hinteren Ende der Einschußkanone wird auf diese Weise ein Hohlraum 10 gebildet.

Wird bei zunächst offenem Schalter die Kondensatorbank 7 beladen und anschließend der Schalter 8 geschlossen, so entlädt sich die Kondensatorbank 7 schlagartig, so daß ein hoher Stromimpuls in dem elektrisch geschlossenen Kreis aus Außenleiter 2a, Kurzschlußbrücke 9a und Innenleiter 3a erzeugt wird und hierdurch in dem Hohlraum 10a ein elektrisches Wirbelfeld. Durch den hohen Strom i, der über die Kurzschlußbrücke 9a fließt, verdampft deren Material und bildet eine Plasmabrücke 11a, die in den Fig. 1b bis 1d angedeutet ist und jetzt den Hohlraum 10a nach vorne abschließt.

Sobald der eingespeiste Stromimpuls sein Maximum erreicht, wird über die Zündeinrichtungen 5a die Sprengladung 4a gezündet. Hierdurch wird der Außenleiter 2a zusammenge­ drückt, bis er im Endbereich an dem Innenleiter 3a anliegt und somit hier einen weiteren Kurzschluß liefert. Der Hohlraum 10a ist jetzt elektrisch allseitig abgeschlossen. Das eingeschlossene Magnetfeld H wirkt auf das Material der Plasmabrücke 11a und treibt diese in den Figuren nach rechts. Gleichzeitig läuft die in den Fig. 1b bis 1d angedeutete Detonationsfront 12a innerhalb der Sprengla­ dung 4a ebenfalls nach rechts. Um eine Magnetfeldkompres­ sion innerhalb des Hohlraumes 10a zu erreichen, muß die Masse der Plasmabrücke entsprechend gewählt sein.

Die Masse der Plasmabrücke kann im Laufe von deren Vorwärtsbewegung verändert und an die jeweilige Magnet­ feldkompression optimal angepaßt werden. Zu diesem Zweck sind längs des Innenleiters 3a in bestimmten Abständen hier als Scheiben 13a ausgebildete Rotationskörper aus elektrisch leitendem Material vorgesehen, die jeweils abwechselnd mit dem Innenleiter 3a bzw. dem Außenleiter 2a verbunden sind, eine elektrische Verbindung zu dem Gegenleiter jedoch nicht herstellen.

Sobald die in Fig. 1b gezeigte Plasmabrücke 11a auf die nächste mit dem Innenleiter 3a verbundene Scheibe 13a trifft, dann wird das Material dieser Scheibe in den Stromfluß der Plasmabrücke einbezogen, verdampft und als zusätzliche Masse in der Plasmabrücke mitgeführt. Dies wiederholt sich bei der nächsten, mit dem Außenleiter verbundenen Scheibe und so fort.

In den Fig. 1c und 1d ist der vordere Bereich der Einschußkanone 1a gezeigt. In diesem Bereich sind weitere Rotationskörper 14a ausgebildet, die in diesem Falle jeweils als Kegelstumpf ausgebildet sind. Die Anordnung derartig geformter Rotationskörper dient im wesentlichen dazu, die Front der Plasmabrücke 11a zu formen.

In den Fig. 2a und 2b ist der vordere Bereich einer Einschußkanone 1b gezeigt. Die Sprengladung 4b ist bereits weitgehend abgebrannt, der Hohlraum 10b wird durch eine schon relativ starke Plasmabrücke 11b nach vorne abge­ schlossen. Bei dieser Ausführungsform endet der Innenlei­ ter 3b bereits vor dem vorderen Ende der Einschußkanone, so daß der vordere Bereich 15b der Kanone nurmehr den Außenleiter 2b aufweist. In Fig. 2a brennt die Plasma­ brücke 11b noch im Bereich des Innenleiters, auf dem noch zwei Scheiben 13b aus elektrisch leitendem Material angebracht sind, die kurz danach in die Plasmabrücke 11b einbezogen werden. Sobald die Plasmabrücke 11b den Innenleiter 3b verläßt und in den vorderen Bereich 15b eintritt, formt sich das bereits entstandene und laufend weiter entstehende leitende Plasma der Plasmabrücke im ringförmig ausgeprägten starken Magnetfeld H zwangsweise so, daß es den Mittelleiter ersetzt, wie dieses in Fig. 2b gezeigt ist. Auch in diesem vorderen Bereich 15b der Einschußkanone können Scheiben 13b oder Kegel 14b angeord­ net sein, die jetzt den gesamten Innenraum des Außenlei­ ters 2b überbrücken. Auch diese Rotationskörper werden in die brennende Plasmabrücke 11b integriert und formen deren Front.

Die in den Fig. 3a bis 3f gezeigte Einschußkanone 1c ähnelt im hinteren Bereich derjenigen gemäß Fig. 1a. Demnach wird in dem Hohlraum 10c durch Einspeisen eines hohen Stromimpulses ein Wirbelfeld H gebildet, daß den Innenleiter 3c ringförmig umschließt. Innenleiter 3c und Außenleiter 2c sind elektrisch durch eine Kurzschlußbrücke 9c miteinander verbunden, die nach dem Einspeisen des Stromimpulses verdampft und eine Plasmabrücke 11c bildet. Längs der Kompressionsstrecke sind mehrere Scheiben 13c, ein Kegelstumpf 14c und eine weitere Scheibe 16c angeord­ net, wobei diese letzte Scheibe aus mehreren, in diesem Falle zwei Schichten unterschiedlichen Materiales besteht. Die Scheiben 13c sind aus nichtleitendem Material, ebenso der Kegelstumpf 14c. Bei der Scheibe 16c kann zumindest eine Schicht ebenfalls als Nichtleiter ausgebildet sein. Wenn in diesem Falle die Plasmabrücke 11c brennt und, wie in den Fig. 3b bis 3d gezeigt, fortlaufend durch das Magnetfeld H in Verbindung mit der Sprengladung nach rechts gedrückt wird, dann sammelt sich entsprechend den Fig. 3c und 3d vor der brennenden Plasmabrücke eine Schicht bzw. ein Paket 17c amorpher neutraler Materie aus.

In Fig. 3e ist der vordere Bereich 15c der Einschußkanone gezeigt, bei dem der Innenleiter 3c fortgelassen ist. Außerdem sind in diesem Bereich keine Rotationskörper aus elektrisch leitendem oder nichtleitendem Material vorgese­ hen. Das Materiepaket 17c kann direkt als Projektil verwendet werden, das aus der Einschußkanone gerichtet ausgestoßen wird.

Die laufende Massezufuhr zu der Plasmabrücke macht es auch möglich, daß die Magnetfeldkompression bis zum Verlassen des Materiepaketes 17c ständig ansteigt oder zumindest gleichbleibend hoch gehalten wird.

In Fig. 4 ist lediglich der vordere Bereich 15d einer Einschußkanone 1d gezeigt. Die Kompression des Magnetfel­ des ist bereits weit fortgeschritten, wobei angenommen sei, daß sich vor der Plasmabrücke 11d bereits ein relativ großes Materiepaket 17d angesammelt hat. Zur Formung der Vorderfront des Materiepaketes 17d ist noch ein kegel­ stumpfförmiger Rotationskörper 14d aus nichtleitendem Material vorgesehen, der den Innenleiter 3d umgibt. Im vorderen Bereich 15d verjüngt sich der Innenquerschnitt des Außenleiters 2d, wodurch sich die Geschwindigkeit der Plasmabrücke 11d und des Materiepaketes 17d erhöht. In diesem sich verjüngenden Bereich wird auch die Belegung des Außenleiters mit Sprengstoff 4d erhöht. Durch diese Maßnahmen wird insgesamt die Energiezufuhr auf die Plasmabrücke und das Materiepaket größer. In dem verengten Querschnitt des Außenleiters 2d ist ein Projektil 18d aus einem Nichtleiter gelagert, dessen Masse so bemessen ist, daß eine optimale Impulsübertragung der darauf prallenden Materieströmung aus dem Paket 17c und der Plasmabrücke 11c gewährleistet ist. Der Innenleiter 3d endet im Bereich des Projektils 18d.

Eine derartige Ausführung des vorderen Bereiches der Einschußkanone ist auch für die obigen Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3 möglich.

In Fig. 5 ist der vordere Bereich 15e einer weiteren Einschußkanone 1e gezeigt. Der Außenleiter 2e verjüngt sich in diesem Bereich auf einen geringeren Querschnitt, wobei in dem Teil geringeren Querschnitts ein Projektil 18d aus elektrisch nichtleitendem Material angeordnet ist. Der Innenleiter 3e endet bereits dort, wo sich der Außenleiter verjüngt, so daß die Funktion des Innenleiters 3e ab diesem Punkt von dem durch das Magnetfeld gestreckten Teil der Plasmabrücke 11e übernommen wird. Die Plasmabrücke 11e schiebt ein großes Paket 17e amorpher neutraler Materie vor sich her, dessen Impuls auf das Projektil 18d übertragen wird und dieses aus der Kanone 1e austreibt. Kurz vor der in Fig. 5 gezeigten Ruhelage des Projektils 18d endet der Außenleiter 2e, der sich daran anschließende Lauf 19e ist aus hochfestem Material; außerdem wird der Sprengstoffmantel 4e mit einer Außenver­ dämmung 20e umhüllt, um in der Endphase die Energieüber­ tragung zu verbessern.

Auch wenn bei den beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 und 5 beim Auftreffen des Materiepaketes 17d bzw. 17e auf das Projektil 18d bzw. 18e dieses durch die hohen Stoßbelastungen desintegriert wird, so wird insge­ samt ein hyperschneller amorpher Materiestrom ausreichen­ der Masse und Ausrichtung erzeugt, um z. B. im Vakuum über weite Entfernungen Wirkungen zu erzielen.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des vorderen Bereiches 15f einer Einschußkanone 1f darge­ stellt. Auch dieser Bereich kann als Abschlußbereich einer Einschußkanone gemäß den Fig. 1 bis 3 dienen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 verjüngt sich wiederum der Außenleiter 2f, wobei in dem sich verjüngenden Bereich der Innenleiter 3f endet. Vor der Plasmabrücke 11f wird ein Materiepaket 17f vorhergeschoben, das in den Lauf 19f mit geringem Querschnitt eindringt und dort auf ein Projektil aus Hartmetall trifft. Der Lauf 19f besteht aus einem äußeren Stahlmantel 20f und einer inneren Keramik­ auskleidung 21f. Durch die Ausbildung des Projektiles 18f als elektrischer Leiter wird vermieden, daß dieses Projekt hier mit zu hohen Strömen beaufschlagt und belastet wird, insbesondere in den Fällen, in denen das Projektil direkt mit Plasma in Berührung kommt, d. h. dann, wenn längs der Kompressionsstrecke keine Rotationskörper die Scheiben oder dergleichen aus nichtleitenden Materialien angeordnet sind.

Generell kann bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 bis 6 das vorwärtsströmende hyperschnelle Materiepaket 17d, 17e oder 17f auch nur aus leitendem Plasma bestehen, so daß in diesen Fällen die anfängliche Kompressionsstrecke entsprechend Fig. 1a bis 1d ausge­ bildet ist.

Claims (16)

1. Einschußkanone für eine zu beschleunigende Masse, mit einem Koaxialsystem aus Außen- und Innenleiter, die an einer Seite durch eine das Koaxialsystem abschließende Kurzschlußbrücke elektrisch miteinander verbunden sind, mit einer Einrichtung zum Einspeisen eines Stromimpulses in das Koaxialsystem an dessen anderer Seite, mit einer längs des Koaxialsystems ausgerichteten Sprengladung und einer in der Nähe der Einspeisestelle für den Stromimpuls gelegenen Zündeinrichtung für die Sprengladung, die nach Einspeisen des Stromimpulses betätigt wird, wodurch die Detonationsfront der Sprengladung in Richtung auf die Kurzschlußbrücke des Koaxialsystems läuft und dabei längs der Kompressionsstrecke Außen- und Innenleiter bis zum elektrischen Kurzsschluß miteinander verbindet (Magnetfeldkompression), dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialsystem (2a bis 2f, 3a bis 3f) in Laufrichtung der Detonationsfront (12a bis 12f) über die Kurzschlußbrücke (9, 9a, 9c) hinaus verlängert ist, daß die Kurzschlußbrücke (9a, 9c) aus einem bei Einspeisen des Stromimpulses in den Plasmazustand übergehenden elektrisch leitenden Material ist, das eine Plasmabrücke (11a bis 11f) zwischen Außen- und Innenleiter (2a bis 2f, 3a bis 3f) bildet, und daß zur Verlängerung der Kompressionsstrecke in Laufrichtung der Detonationsfront (12a bis 12f) der Sprengladung (4a bis 4f) anschließend an die Kurzschlußbrücke (9a, 9c) zumindest ein Rotationskörper (13a, b, c, 14a, b, c, d, 16c) vorgesehen ist, der Außen- und Innenleiter (2a bis 2f, 3a bis 3f) elektrisch nicht verbindet, jedoch beim Vorlaufen der Plasmabrücke (11a bis 11f) in diese einbezogen wird.

2. Kanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (13, 14, 16) aus elektrisch leitendem Material sind.

3. Kanone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (13a) abwechselnd nur mit dem Innenleiter (3a) oder nur mit dem Außenleiter (2a) elektrisch leitend verbunden sind.

4. Kanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (13c, 14c, 16c) aus elektrisch nichtleitendem Material sind.

5. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper dünne Scheiben (13) bzw. Kegelstümpfe (14) sind.

6. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (16c) aus mehreren Materialschichten aufgebaut sind.

7. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Rotationskörper (13b) kein Innenleiter für das Koaxialsystem (1b) mehr vorgesehen ist.

8. Kanone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (2d, e, f) sich im vorderen Teil (15d, e, f) der Kompressionsstrecke verjüngt.

9. Kanone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (3d) nach der Verjüngung des Außenleiters (2f) endet.

10. Kanone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (3f) im Bereich der Verjüngung des Außenleiters (2f) endet.

11. Kanone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (2e) vor der Verjüngung des Außenleiters (2e) endet.

12. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung der Kompressionsstrecke mit der Sprengladung (4a bis 4f) im vorderen Teil (15d) der Kompressionsstrecke pro Längeneinheit zunimmt.

13. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil (15e) der Kompressionsstrecke mit einer äußeren Verdämmung (20e) umgeben ist.

14. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß in dem vorderen Teil (15d, e, f) der Kompressionsstrecke ein zu beschleunigendes Projektil (18d, e, f) eingebracht ist.

15. Kanone nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil (18d, e) aus elektrisch nichtleitendem Material ist.

16. Kanone nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil ein Hartmetallprojektil ist.