DE3927798A1 - Fluegelstabilisiertes geschoss - Google Patents
Fluegelstabilisiertes geschossInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein flügelstabilisiertes Geschoß
mit heckseitig am Geschoßkörper befestigten Leitwerksflü
geln gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Insbesondere bei Wuchtgeschossen von großem Länge/Durchmes
ser-Verhältnis zum Einsatz gegen schwerste Panzerungen ge
hören die Flügel des Leitwerkes zur "zielunwirksamen" Mas
se, d.h. sie tragen zur Durchdringungsleistung des Ge
schoßkörpers im Ziel nichts bei. Eher das Gegenteil ist
der Fall, die Flügel können sich beim Zielauftreffen nach
teilig auswirken, da wegen der Befestigung einer Leitwerks
hülse am hinteren Geschoßkörper zumeist eine Kerbwirkung
mit erhöhter Bruchgefahr für einen z.B. aus bruchempfind
lichem sprödem Wolframschwermetall bestehenden Penetrator
gegeben ist.
Für einen stabilen Geradeausflug sind die Flügel jedoch er
forderlich; in der Anfangsflugphase bei möglichen Geschoß
pendelungen wären an sich größere Flügelflächen mit einem
großen stabilisierenden Aufrichtmoment erforderlich, wäh
rend bei stabilisiertem Geradeausflug nur noch relativ
kleine Flügelflächen ausreichen würden. Neben möglicherwei
se störenden Auswirkungen beim Zielauftreffen haben große
Leitwerksflügel zudem noch den Nachteil, daß sie einen ho
hen Flugwiderstand verursachen und die Fluggeschwindigkeit
des Geschosses stark abbremsen.
Allgemein bekannt sind einteilige massive Leitwerksflügel
aus Aluminium; diese haben jedoch insbesondere bei mit ho
hen Anfangsgeschwindigkeiten von z.B. 1600 m/sec verschos
senen unterkalibrigen Wuchtgeschossen den Nachteil, daß
sie nur eine geringe Standzeit bzw. Haltbarkeitsdauer wäh
rend des Geschoßfluges aufweisen. Bei großen Flugweiten
kann es daher zu Überhitzungen durch Luftreibung mit einem
An- bzw. Abschmelzen der thermisch stark beanspruchten Flü
gelspitzen bzw. Flügelvorderkanten kommen.
Aus der DE-OS 28 56 394 ist beispielsweise ein Aluminium
leitwerk bekannt, zu dessen Schutz gegen thermische Bean
spruchung das gesamte Leitwerk mit einer thermisch abtrag
baren, aus einem Kunstharz bestehenden äußeren Oberflächen
schicht beschichtet ist.
Weiterhin allgemein bekannt (z.B. DE-OS 30 38 087) sind
Geschoßleitwerke mit massiven Stahlflügeln; diese besitzen
zwar eine ausreichende thermische Beständigkeit, sie wei
sen aber eine hohe zielunwirksame Masse (Totlastanteil)
auf.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein thermisch beständi
ges Flügelleitwerk für Geschosse anzugeben, mit dem bei
Verringerung der zielunwirksamen Masse eine Erhöhung der
Reichweite und - bei gleichbleibendem Gesamtgewicht eines
Geschoßkörpers mit Flügelleitwerk - eine Erhöhung der ziel
wirksamen Penetratormasse ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeich
nungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen
gelöst. Durch die Ausbildung eines Leitwerkflügels aus
zwei dünnen Stahlblechteilen wird bei ausreichender
Flügelsteifigkeit und thermischer Beständigkeit eine
spürbare Einsparung an zielunwirksamer Masse bis zu ca.
30% erreicht. Um diese eingesparte Masse kann die Masse
des Penetrators und damit die Leistung des flügel
stabilisierten Geschosses bei gleichbleibender Treib
ladungsmenge erhöht werden.
Eine ausreichende Steifigkeit der Leitwerksflügel trotz
dünner Blechteile wird dadurch erreicht, daß die beiden
Blechteile eines jeden Leitwerkflügels geringfügig vonein-
ander beabstandet sind und zwischen sich einen flachen
Hohlraum ausbilden. Die Blechteile sind an ihren Außenkan
ten aneinander und an der Flügelbasis am Geschoßkörper
bzw. an einem Leitwerks-Hülsenkörper befestigt.
Zur weiteren Festigkeitssteigerung kann es zweckmäßig
sein, wenn der Hohlraum mit einem Füllstoff ausgefüllt
ist, der ein sehr niedriges spezifisches Gewicht aufweist.
Dies kann z.B. ein spritzbarer Silicon-Kunststoff oder
ein in der Bauindustrie üblicher aushärtender Polyure
than-Schaum bzw. PU-Hartschaum mit hoher Festigkeit im ab
gebundenen Zustand sein. Durch das niedrige spezifische
Gewicht des Hartschaumes wird der Totlastanteil nur unwe
sentlich erhöht.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese
hen, daß die Höhe der Leitwerksflügel von vorne nach hin
ten stetig zunimmt, d.h. daß die Flügelvorderkante gleich
zeitig Flügelaußenkante ist und mit der Längsachse A des
Geschoßkörpers einen Winkel α zwischen 15° bis 40°, vor
zugsweise etwa 25°, bildet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die beiden Blechteile eines Leitwerkflügels aus einem
zusammenhängenden einteiligen Blechteil mit einem Knick
falz an der Vorder- bzw. Außenkante des Leitwerkflügels
geformt ist. An ihrer gemeinsamen Rückseite sind die Blech
teile vorzugsweise mittels Elektronenstrahlschweißung mit
einander verbunden. Auf diese Weise können die Leitwerks
flügel als einfache Blechstanzformteile in Serienfertigung
kostengünstig hergestellt werden. Die zusammenhängende ge
falzte Ausbildung der beiden Blechteile verleiht dieser
Konstruktion zusätzliche Stabilität.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die beiden Blechteile eines jeden Leitwerkflügels im
Wurzelbereich bzw. Befestigungsbereich verlängert
ausgebildet, seitlich nach außen gebogen und der gewölbten
Außenkontur des Leitwerks-Hülsenkörpers bzw. des
rückwärtigen Geschoßkörpers angepaßt und dort befestigt
sind. Dabei können die im Wurzelbereich abgebogenen und
gewölbt ausgebildeten Befestigungsbereiche der beiden
Blechteile den Leitwerks-Hülsenkörper bzw. rückwärtigen
Geschoßkörper vollständig umschließen.
Eine besondere Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die
Leitwerksflügel mit ihren Blechteilen und den angrenzenden
hülsenartig gewölbten Befestigungsbereichen einteilig
zusammenhängend ausgebildet und als ein Stanz/Preß-Form
teil aus einem Blechstück hergestellt sind. Die einteilige
rosettenförmige Ausbildung des Blech-Leitwerkes für
KE-Geschosse durch einfache Stanz/Preß-Formgebung ist
besonders für eine kostengünstige Serienfertigung geeignet.
Die abgebogen und gewölbt ausgebildeten Befestigungs
bereiche sind sehr großflächig und verleihen den dünnen
Blechteilen der Leitwerksflügel eine sehr hohe Stabilität.
Im Befestigungsbereich können die Blechteile durch eine
geeignete Art mit der Leitwerkshülse oder dem heckseitigen
Geschoßkörper verbunden sein. Hier bietet sich z.B. das
Punktschweißen, Löten, Kleben usw. an.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale sind in den Unteransprü
chen enthalten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeich
nungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert
und beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Flügelleitwerk,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Flügelleitwerk,
Fig. 3 eine perspektivische Rückansicht eines erfindungs
gemäßen Flügelleitwerkes,
Fig. 4 einen konisch zulaufenden Leitwerks-Hülsenkörper,
Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch den Hülsenkörper und
Fig. 6 und 7 jeweils einen Querschnitt durch einen erfindungs
gemäßen Leitwerksflügel.
Mit der Bezugsziffer 10 ist in Fig. 1 ein Leitwerksflügel
des Flügelleitwerkes eines flügelstabilisierten Geschos
ses, insbesondere eines Wuchtgeschosses (Penetrator) mit
hohem Länge/Durchmesser-Verhältnis bezeichnet. Die einzel
nen Leitwerksflügel 10, in der Regel vier, fünf oder sechs
Stück an der Zahl, sind auf einer Leitwerkshülse 14 befe
stigt. Zur Befestigung der Leitwerkshülse 14 weist der Ge
schoßkörper 12 heckseitig einen Gewindezapfen 16 auf. Der
Übergang vom Gewindezapfen 16 auf den Außendurchmesser des
Geschoßkörpers 12 ist als Zentrierungskonus 18 für die
Leitwerkshülse 14 ausgebildet, die vorderseitig eine ent
sprechend konusförmig angeschrägte Ausnehmung aufweist.
Im Anschluß an den Gewindezapfen 16 kann in der zentralen
Ausnehmung der Leitwerkshülse 14 ein Leuchtspursatz 20 vor
gesehen sein.
Zur Verringerung des Gewichtes des Flügelleitwerkes bei Ge
währleistung einer thermischen Beständigkeit besteht jeder
Leitwerksflügel 10 aus zwei im wesentlichen parallel zuein
ander angeordneten und an den Außenkanten 22 aneinander be
festigten dünnen Stahlblechteilen 24 und 26.
Dabei sind die beiden Blechteile 24 und 26 eines jeden
Leitwerkflügels 10 aus einem zusammenhängenden einteiligen
Blechteil mit einem Knickfalz 32 an der Vorder- bzw. Außen
kante 22 des Leitwerkflügels geformt. Die Blechteile 24,
26 sind rückseitig vorzugsweise mittels Elektronenstrahl
schweißung 34 miteinander verbunden bzw. aneinander befe
stigt.
Wie aus der Querschnittsdarstellung in Fig. 2 ersichtlich
ist, sind die flächigen Stahlblechteile 24 und 26 eines je
den Leitwerkflügels 10 geringfügig voneinander beabstandet
und bilden zwischen sich einen flachen Hohlraum 28 aus.
Zur Stabilitätserhöhung ist der Hohlraum 28 mit einem Füll
stoff 30, z.B. PU-Hartschaum ausgefüllt, der ein sehr nie
driges spezifisches Gewicht aufweist.
An den rückwärtigen Begrenzungsflächen 36 sind die beiden
Stahlblechteile 24 und 26 jeweils mit einer Schweißnaht 34
vorzugsweise mit einer Elektronenstrahlschweißung versehen
und aneinander befestigt. An der rückwärtigen Begrenzungs
fläche 36 eines jeden Leitwerkflügels 10 kann an geeigne
ter Stelle eine Öffnung oder Bohrung zum Einspritzen bzw.
Einschäumen des Füllstoffes 30 vorgesehen sein.
Die flächigen Blechteile 24, 26 eines jeden Leitwerkflü
gels 10 sind vorzugsweise wiederum mittels Elektronen
strahlschweißung auf dem Leitwerks-Hülsenkörper 40 befe
stigt; sie können aber auch direkt mit einer Schweißnaht
38 auf dem rückwärtigen Geschoßkörper 17 angeschweißt sein
(Fig. 7).
In Fig. 3 ist eine perspektivische Rückansicht eines er
findungsgemäßen Flügelleitwerkes mit doppelwandigen Leit
werksflügeln 10 dargestellt.
Aus Fig. 4 wird ersichtlich, daß der Leitwerks-Hülsenkör
per 40 aus strömungstechnischen Gründen leicht konisch,
d.h. mit einem von vorne nach hinten geringer werdenden
Durchmesser ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist die
Wandstärke 44 eines einzelnen Blechteiles 24, 26 eines
jeden Leitwerkflügels 10 kleiner als ein Millimeter dünn
ausgebildet, wie in der Teildarstellung Fig. 5 gezeigt
ist.
Bekannte vergleichbare Leitwerksflügel aus massivem Stahl
weisen eine Flügelstärke von ca. 2,5 mm auf. Erfindungs
gemäß ist jedoch die Wandstärke 44 eines einzelnen Blech
teiles 24 oder 26 eines jeden Leitwerkflügels 10 kleiner
als ein Millimeter dünn, vorzugsweise etwa 0,75 Millimeter
dünn ausgebildet. Die Breite des flachen Hohlraumes 28
soll etwa zwischen 0,5 und 1,5 Millimeter, vorzugsweise
ca. ein Millimeter betragen. Die Teilquerschnitts
darstellungen in Fig. 6 und Fig. 7 verdeutlichen diese
konstruktiven Verhältnisse.
Damit ergeben erfindungsgemäße Leitwerksflügel eine Mate
rial- bzw. Gewichts- und Kostenersparnis von bis zu ca.
30%.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform verdeutlicht
die stabile Befestigungsmöglichkeit der Leitwerksflügel,
die im Befestigungsbereich 48 hülsenartig geformt bzw. dem
Leitwerks-Hülsenkörper 40 bzw. dem rückwärtigen Geschoßkör
per 12 angepaßt ist. Die Ausbildung als einteiliges
Stanz/Preß-Formteil läßt sich insbesondere in Serienferti
gung herstellen und bietet die Möglichkeit, durch andere
Befestigungsarten als Schweißen wie durch z.B. Löten, Kle
ben oder/und Punktschweißungen eine ausreichende Abschußfe
stigkeit herzustellen, wobei die Leitwerksbefestigung bei
dem ersten Zielaufprall aufreißbar und das Leitwerk bzw.
die Flügel bei Zieldurchgang des Penetrators nach hinten
abstreifbar ist.
Bezugszeichenliste
10 Leitwerksflügel
12 Geschoßkörper
14 Leitwerks-Hülse
16 Gewindezapfen 12
18 Zentrierungskonus 12
20 Leuchtspursatz
22 Außenkante 10
24 Stahlblechteil
26 Stahlblechteil
28 Hohlraum
30 Füllstoff
32 Knickfalz
34 Schweißnaht
36 rückwärtige Begrenzungsfläche
38 E-Schweißnaht
40 Leitwerks-Hülse
42 Längsnuten
44 Wandstärke
46 Wurzelbereich
48 Befestigungsbereich 24, 26
A Geschoßlängsachse
α Steigungswinkel
12 Geschoßkörper
14 Leitwerks-Hülse
16 Gewindezapfen 12
18 Zentrierungskonus 12
20 Leuchtspursatz
22 Außenkante 10
24 Stahlblechteil
26 Stahlblechteil
28 Hohlraum
30 Füllstoff
32 Knickfalz
34 Schweißnaht
36 rückwärtige Begrenzungsfläche
38 E-Schweißnaht
40 Leitwerks-Hülse
42 Längsnuten
44 Wandstärke
46 Wurzelbereich
48 Befestigungsbereich 24, 26
A Geschoßlängsachse
α Steigungswinkel
Claims (12)
1. Flügelstabilisiertes Geschoß mit heckseitig am Geschoßkör
per (12) befestigten Leitwerksflügeln (10), da
durch gekennzeichnet, daß jeder
Leitwerksflügel (10) aus zwei im wesentlichen parallel
zueinander angeordneten und an den Außenkanten (22) an
einander befestigten dünnen Stahlblechteilen (24, 26)
besteht.
2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die flächigen Stahlblechteile (24,
26) eines jeden Leitwerkflügels (10) geringfügig
voneinander beabstandet sind und zwischen sich einen
flachen Hohlraum (28) ausbilden.
3. Geschoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Hohlraum (28) zur
Stabilitätserhöhung mit einem Füllstoff (30) ausgefüllt
ist, der ein sehr niedriges spezifisches Gewicht aufweist.
4. Geschoß nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die beiden Blechteile (24,
26) eines jeden Leitwerkflügels (10) aus einem
zusammenhängenden einteiligen Blechteil mit einem Knickfalz
(32) an der Vorder- bzw. Außenkante (22) des Leit
werkflügels (10) geformt und rückseitig vorzugsweise mit
tels Elektronenstrahlschweißung (34) miteinander verbunden
bzw. aneinander befestigt sind.
5. Geschoß nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorder- bzw.
Außenkante (22) eines jeden Leitwerkflügels (10) bis zur
rückwärtigen Begrenzungsfläche (36) linear ansteigend
ist und mit der Geschoßlängsachse (A) einen Steigungs
winkel (α) von 15° bis 40°, vorzugsweise etwa 25°,
bildet.
6. Geschoß nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, da
durch gekennzeichnet, daß die
beiden flächigen Blechteile (24, 26) eines jeden Leit
werkflügels (10) vorzugsweise mittels Elektronenstrahl
schweißung (38) auf einem Leitwerks-Hülsenkörper (40)
oder direkt auf dem rückwärtigen Geschoßkörper (12) be
festigt sind.
7. Geschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Leitwerks-Hülsenkörper (40) bzw. der Geschoß
körper (12) für jeden Leitwerksflügel (10) zwei neben
einander parallel verlaufende Längsnuten (42) aufweist,
in welchen die flächigen Blechteile (24, 26) eingesetzt
und vorzugsweise mittels Elektronenstrahlschweißung (38)
befestigt sind.
8. Geschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Leitwerks-Hülsenkörper (40) leicht konisch, d.h.
mit einem von vorne nach hinten geringer werdenden
Durchmesser ausgebildet ist.
9. Geschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wandstärke (44) eines einzelnen Blechteiles (24, 26)
eines jeden Leitwerkflügels (10) kleiner als ein Milli
meter dünn ausgebildet ist.
10. Geschoß nach einem der vorliegenden Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Blechteile (24, 26) eines jeden
Leitwerkflügels (10) im Wurzelbereich (46) bzw,
Befestigungsbereich verlängert ausgebildet, seitlich
nach außen gebogen und der gewölbten Außenkontur des
Leitwerks-Hülsenkörpers (40) bzw. des rückwärtigen
Geschoßkörpers (12) angepaßt und dort befestigt sind.
11. Geschoß nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die im Wurzelbereich
(46) abgebogenen und gewölbt ausgebildeten Befesti
gungsbereiche (48) der beiden Blechteile (24, 26) den
Leitwerks-Hülsenkörper (40) bzw. rückwärtigen Geschoß
körper (12) vollständig umschließen.
12. Geschoß nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Leitwerksflügel
(10) mit ihren Blechteilen (24, 26) und den angren
zenden hülsenartig gewölbten Befestigungsbereichen
(48) einteilig zusammenhängend ausgebildet und als ein
Stanz/Preß-Formteil aus einem Blechstück hergestellt
sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893927798 DE3927798A1 (de) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | Fluegelstabilisiertes geschoss |
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DE19893927798 DE3927798A1 (de) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | Fluegelstabilisiertes geschoss |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3927798A1 true DE3927798A1 (de) | 1991-03-14 |
Family
ID=6387679
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DE19893927798 Ceased DE3927798A1 (de) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | Fluegelstabilisiertes geschoss |
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