DE3943846C2 - Feldhaubitze - Google Patents

Abstract

Eine leichtgewichtige Feldhaubitze enthält einen Lauf (101), der von einem Gestell getragen ist, das aus hohlen Gliedern (119, 119A) zusammengesetzt ist und das um ein Zapfenlager (113) schwenkbar befestigt ist, das an einem Chassis (117) gesichert ist. Das Zapfenlager (113) liegt auf der Laufachse und ist jenseits der Grenze des maximalen Rückstoßes des Laufes positioniert. Frontstabilisatoren (110) und rückwärtige stützende Lafettentragebeine (104) sind vorgesehen, um die Last der Haubitze zu verteilen, und Sporne (106) sind an dem Chassis (117) starr gesichert. Die Haubitze enthält eine einzige hydraulische Akkumulatoranordnung (136, 177, 185, 130, 189, 190), die ein kombiniertes Rückstoßpuffer- und Rekuperatorsystem bildet. Eine Lauf-Höhenverstelleinrichtung ist vorgesehen und besteht aus einer ein Getriebe aufweisenden handbetriebenen Einrichtung (115, 116, 153, 149, 139), die von einem unter Vordruck stehendem Gassystem (114, 119A) unterstützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft Feldhaubitzen und befaßt sich insbesondere mit der Anwendung von Entwicklungswegen und -philosophien bei Feldhaubitzen, die normalerweise nicht bei Feldartillerie verwendet werden, um Waffen bereitzustellen, die absolut minimales Gewicht besitzen, wobei sie jedoch alle für derartige Ausrüstungen erforderlichen Merkmale beibehalten, wie Reichweite, Zuverlässigkeit, Genauigkeit, Feuerrate, Stabilität, Robustheit der Konstruktion usw.

Schnelle Aufmarschtruppen sind ganz allgemein vorgesehen und es ist erwünscht, die Auswahl an verfügbarer Ausrüstung für solche Truppen so groß wie irgendwie möglich zu gestalten. Es besteht daher ein Bedarf, daß die für diese Truppen verfügbare Ausrüstung auch Feldartillerie umfaßt.

Das dritte Bewegungsgesetz nach Newton legt fest, daß für jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion vorliegt. Daher stellt für Feldhaubitzen, die schwere Projektile über eine große Strecke feuern können, der Rückstoß ein besonderes Problem dar. Eine Vorgehensweise zum Minimieren des Rückstoßproblems ist es, eine schwere Waffe vorzusehen. Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist es jedoch, das Gewicht zu minimieren, weshalb es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Rückstoßkräfte auf eine leichte Waffe abzuleiten, und zwar durch eine Kombination von

• a) einem optimierten Rückstoßpuffer-Wirkungsgrad,
• b) einem neuen Entwicklungskonzept, durch das sich ergebende Rückstoßkräfte direkt auf Sporne über gedämpfte, Energie absorbierende Einrichtungen ableitbar sind.

Für eine konventionelle Feldhaubitze, die in die Luft abhebbar, aus der Luft absetzbar und auch vergleichsweise einfach um ein Schlachtfeld bewegbar sein soll, ist ein relativ leichtes obwohl weiterhin robustes Chassis erforderlich. Zur Erhöhung der Stabilität und zum Verteilen der Rückstoßkräfte ist eine Vorgehensweise das gespreizte Vorsehen eines Paars von Lafettenfüßen mit Spornen an den weiteren Enden, wobei es Zweck der Sporne ist, daß sie sich in den Boden eingraben und so die Rückstoßkräfte absorbieren. Trotz dieser Konstruktion sind derartige herkömmliche Feldhaubitzen viel zu schwer, als daß sie von kleinen oder mittelgroßen Hebe-Hubschraubern getragen werden könnten, die nahe einem tatsächlichen Gefechtsbereich verwendet werden.

Die NATO ist dabei, Waffen und Munitionssysteme zu einem einzigen Kaliber zu standardisieren. Es besteht daher der Bedarf nach einer ultraleichtgewichtigen Version der Standard-155 mm-Feldhaubitze, die als einzige Einheit von einem Kampfhubschrauber transportiert werden kann.

Die DE-AS 12 99 234 offenbart eine Feldhaubitze, mit einem Chassis, einem Gestell, einem Lauf, der von dem Gestell derart getragen ist, daß er als Folge eines Rückstoßes beim Feuern von einer ersten in eine zweite Position bewegbar ist, und einer Zapfentragekonstruktion, die an dem Chassis fest angebracht ist und ein Zapfenlager enthält, an dem das Gestell schwenkbar befestigt ist, wobei das Zapfenlager auf der Laufachse des Laufs liegt.

Ausgehend von dieser bekannten Feldhaubitze liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Feldhaubitze mit einer Grundstruktur vorzuschlagen, die ein möglichst kleines Gewicht aufweist, Rückstoßkräfte dabei gut aufnimmt und dabei auch leicht transportierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Feldhaubitze gemäß Anspruch 1 oder 2 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Feldhaubitze sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Lauf in einer Zapfentragkonstruktion mittels des Gestells getragen sein, wobei das Gestell aus hohlen Elementen aufgebaut ist und der Raum innerhalb der hohlen Elemente ganz oder teilweise als Volumen für komprimiertes Inertgas vorgesehen ist, das Teil einer einzigen Anordnung mit hydraulischem Akkumulator des gegebenenfalls kombinierten Rückstoßdämpfungssystems und Rückholsystems ist.

Die hydraulische Akkumulator-Anordnung des kombinierten Rückstoßdämpfungssystems und Rückholsystems dient als Feder, die Einiges der Energie des rückstoßenden Laufes absorbiert. Die absorbierte Energie wird anschließend abgegeben und zwar in kontrollierter Weise, um den Lauf in die Feuerstellung auszufahren. Hydraulische Akkumulatoren arbeiten gegen ein gegebenes Volumen komprimierten Inertgases. Die Federkonstante ist bestimmt durch das Gasvolumen und das Ausmaß, durch das dieses durch die Kompression reduziert wird, die durch das Volumen an Hydraulikfluid verursacht wird, das durch den Rückstoß verschoben wird. Um eine relativ gleichförmige Federkonstante vorzusehen, ist ein großes Glasvolumen erforderlich im Vergleich zum Volumen an verschobenem Fluid. Weil es erwünscht ist, daß der Lauf einen so langen Rückstoß hat wie möglich, muß ein ziemlich großes Volumen an Hydraulikfluid verschoben werden, weshalb ein so großes Glasvolumen wie möglich erforderlich ist. Weil das Gewicht dickwandiger, druckwiderstandsfähiger Gaszylinder zu groß ist, kann das Gasvolumen unter Verwendung der Bohrungen von zwei von z. B. vier hohlen Konstruktionsgliedern verwendet werden, die das Waffen-Gestell (Waffen-Rohrwiege) bilden. Verbindende Durchtritte können vorgesehen sein, damit der Gasdruck zwischen den beiden Gliedern ausgeglichen werden kann, wenn dies erforderlich ist.

Bei der zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung enthält die Feldhaubitze eine Höhenverstelleinrichtung zum Verschwenken des Laufes um eine horizontale Achse, wobei die Höhenverstelleinrichtung eine Zahnräder aufweisende handbetätigbare Einrichtung enthalten kann, die durch vorkomprimiertes Gas unterstützt ist.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Feldhaubitzen-Lauf so befestigt, daß er außer Gleichgewicht oder in Unwucht ist, wobei das Ausmaß an Unterstützung, das durch das vorkomprimierte Gas erreicht wird, ausreicht, um das Lauf-Gewicht aufgrund dessen positiver Unwucht im wesentlichen auszugleichen.

Vorzugsweise ist das Lauf-Gewicht ausgeglichen durch Gasfedern, die aus Zylindern gebildet sind, die von einem Inertgas-Behälter unter Druck gesetzt sind, der auf Kolben in den Zylindern wirkt. In dem Fall, in dem das Gestell aus hohlen Elementen aufgebaut ist, kann der Raum innerhalb der hohlen Elemente ganz oder teilweise vorgesehen werden, um das Volumen für das Gas bereitzustellen. Wenn einige der beispielsweise vier hohlen Elemente des Gestells für das kombinierte Rückstoßdämpfungs/Rückhol-System verwendet werden, wie das weiter oben erläutert ist, können die übrigen hohlen Elemente für das Gas für die Höhenverstelleinrichtung verwendet werden. Die Gasverbindung zwischen den hohlen Elementen und den Zylindern der Gasfedern kann entweder über flexible, druckwiderstandsfähige Leitungen oder über eine Bohrung längs der Achse der Kolbenstangen der Kolben erfolgen, wobei die anderen Enden der Stangen mit den hohlen Elementen fest verbunden sind. Die tatsächliche Höhenverstellung des Laufs wird mittels eines Zahnrad - oder Getriebeantriebes mit Hilfe eines Handrades erreicht, jedoch erfordert dies minimalen körperlichen Aufwand wegen der Ausgleichswirkung. Die Gasfedern können gegebenenfalls auch Hydraulikfluid enthalten.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Höhenverstelleinrichtung eine Führungsschraube auf, die im wesentlichen an einem Ende schwenkbar befestigt ist und längs der eine Mutter schraubbar ist, wobei diese Mutter gegenüber dem Gestell für den Lauf der Haubitze fest liegt, jedoch drehbar ist, so daß die sich ergebende Translationsbewegung der Mutter längs der Führungsschraube erreicht, daß das Gestell in Drehrichtung um das Zapfenlager bewegbar ist, wodurch der Lauf der Haubitze anhebbar bzw. absenkbar ist.

Vorzugsweise ist die Mutter leicht bewegbar, beispielsweise mittels eines Handrades und eines Getriebes (mittels Zahnrädern) und ist eine Rückwärtssperreinrichtung vorgesehen.

Es ist besonders vorzuziehen, daß das im wesentlichen schwenkbar befestigte Ende der Führungsschraube mit einer flexiblen abstimmbaren Befestigung versehen ist, mit i) einer Federeinrichtung, die parallel zur Achse der Führungsschraube ausgerichtet ist und ii) einer Dämpfungseinrichtung, wobei die Federkonstante, die Vorspannung und der Bewegungswiderstand, die durch die Dämpfungseinrichtung erreicht sind, einstellbar sind, um ein einstellbares System zu erreichen. Vorzugsweise besteht die Feder aus einer Reihe von Teller- oder Scheibenfedern und ist die Dämpfungseinrichtung eine hydraulische Dämpfungseinrichtung.

Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht eine ultraleichte 155 mm-Feldhaubitze gemäß der Erfindung in feuerbereiter Position,

Fig. 2 in Seitenansicht die Feldhaubitze gemäß Fig. 1 in schleppbarem Zustand,

Fig. 3 in Aufsicht die Feldhaubitze gemäß Fig. 1 in feuerbereitem Zustand,

Fig. 4 einen Querschnitt durch Lauf und Gestell der Feldhaubitze gemäß den Fig. 1 bis 4,

Fig. 5 schematisch die Wirkung des Rückstoßdämpfers und des Rückholers der Feld­ haubitze gemäß den Fig. 1 bis 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Höhenstellmechanismus der Feldhaubitze gemäß den Fig. 1 bis 5.

Die Erfindung zeigt ein innovatives Konzept bei der Entwicklung von Feldhaubitzen. Der Hauptgedanke hinter der Entwicklung ist die Schaffung einer ultraleichtgewichten Version der üblichen Standort-NATO-155 mm-Artilleriewaffe. Dieser Entwicklungsprozeß hat zum Erreichen einer großen Anzahl innovativer Merkmale geführt einschließlich der folgenden Merkmale und zwar entweder alleine oder in beliebiger Kombination von mindestens zwei davon:

• 1. die Verwendung von hohlen Innenräumen von Konstruktionsteilen, die das Gestell bilden, um zusätzliches Akkumulator-Gasvolumen zu erreichen,
• 2. Ausbalancieren des Laufs unter Verwendung von Gaszylindern und eines Druckgasbehälters in dem hohlen Innenraum anderer Konstruktionsteile,
• 3. ein gedämpftes Höhenverstellsystem,
• 4. extensive Verwendung leichtgewichtiger Materialien wie Titanlegierungen und von Luftfahrt-Technologie.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht die ultraleichtgewichtige Feldhaubitze gemäß der Erfindung.

Einige Merkmale der Entwicklung werden nun einzeln oder in zusammengehörigen Gruppen erläutert.

Das am einfachsten erkennbare Merkmal der leichtgewichtigen Entwicklung ist deren niedrige Gesamthöhe im Vergleich zu der herkömmlichen Vorgehensweise. Schlüsselfaktor in der Entwicklung ist der Abstand 102 der Laufachse 101A des Laufs 101 in der horizontalen Position, der etwa 650 mm über dem Bodenniveau beträgt. Das als nächste augenscheinliche Merkmal ist, daß das Zapfenlager 113 der Zapfentragekonstruktion 124 auf der Rückseite der äußersten Rückstoßposition des Laufes 101 ist und auf der Laufachse 101A liegt. Dies macht aus der Entwicklung eine Mischung aus einer herkömmlichen Feldhaubitze und einem Minenwerfer. Wie durch den Schwerpunkt 109 dargestellt, besteht ein positives Ungleichgewicht bzw. eine positive Unwucht.

Es ist ein übliches Entwicklungskriterium, daß die Konstruktionen über den gesamten Bereich von Betriebsbedingungen stabil sein sollen. Es ist jedoch ein besonderes und neues Merkmal bei der vorliegenden Erfindung, daß ein positives Ungleichgewicht bzw. eine positive Unwucht vorgesehen wird. Wegen des sehr niedrigen Gewichtes dieser Feldhaubitze ist es wesentlich, daß das, was Gewicht darstellt, in effektivster Weise bei der schwierigsten Betriebsart ausgenutzt wird, nämlich beim Feuern. Daher ist die Entwicklung derart getroffen, daß der Schwerpunkt 109 so weit wie möglich vor dem Zapfenlager 113 angeordnet wird, d. h. daß eine so weit wie möglich positive Unwucht erreicht wird, wie das praktisch möglich ist, um dem Überdreheffekt durch die Drehkomponente 108T des Rückstoßes entgegenzuwirken. Obwohl das Ergebnis dieser Entwicklungsphilosophie die Notwendigkeit ist, Frontstabilisatoren 110 vorzusehen, um in den feuerfreien Betriebsarten Stabilität zu erreichen, ist der im Endeffekt erreichte Vorteil sehr wesentlich. Ausführliche Untersuchungen eines Bereichs von Optionen zeigt, daß das dargestellte Ausführungsbeispiel den besten Kompromiß zwischen Gewichtseinsparung an der gesamten Feldhaubitze (d. h. nach Zulassen eines Gewichts für Frontstabilisatoren 110) und dem Minimieren der Drehkomponente 108T ist.

Die Zapfentragkonstruktion 124 ist von einem Chassis 117 getragen. Diese beiden Konstruktionen sind aus leichtgewichtigen, hochfesten Legierungen hergestellt, in denen Metalle wie Titan, Magnesium und Aluminium usw. wesentliche Bestandteile sind. Andere hochfeste leichtgewichtige Materialien, z. B. durch Glas- und Kohlenstoff- Fasern verstärkte Kunststoffe, können bei Eignung verwendet werden. Die Entwicklung der Zapfentragkonstruktion 124 und des Chassis 117 verwendet Vorgehensweisen, die üblicherweise nicht Artilleriewaffen zugeordnet werden, um robuste, leichtgewichtige Komponenten zu erreichen.

Die Unterseite des Chassis 117 ist konvex, so daß es in natürlicher Weise auf allen üblichen Arten von Untergründen ruht, um so eine stabile Dreipunktlagerung mit den Frontstabilisatoren 110 zu erreichen. An der Rückseite des Chassis 117 sind rückwärtige Lafettentragebeine 104 über eine Schwenkverbindung 104A angebracht. In diesen Schwenkverbindungen 104A sind auch sich selbst eingrabende Sporne 106 eingeschlossen. Die Art der Anlenkung ist derart, daß die rückwärts gerichteten und die vorwärts gerichteten Komponenten der Rückstoßkräfte erreichen, daß die Sporne 106 sich gegen die Rückseite des Chassis 117 verriegeln, d. h., daß die Sporne 106 mit dem Chassis 117 fest verbunden sind und nicht an entfernten Punkten angeordnet sind, die über vergleichsweise nachgiebige Lafettentragbeine 4 eine Verbindung erreichen.

Die Frontstabilisatoren 110 werden als Gegenwirkung zur Unwucht der Feldhaubitze verwendet. Daher liegt in normaler feuerbereiter Stellung eine stabile Dreipunktauflagerung vor, die durch das Chassis 117 und die beiden Füße 111 an den Enden der Frontstabilisatoren 110 erreicht wird. Die Vertikalkomponenten aufgrund des Gewichtes der Haubitze auf das Chassis 117 und auf die Frontstabilisatoren 110 sind durch Pfeile 108B und 108D dargestellt.

Die rückwärtigen Lafettentragebeine 104 sind an dem Körper durch die Gelenke (Schwenkverbindung) 104A gesichert, die auch die sich selbst eingrabenden Sporne 106 sichern. In die Gelenke sind (nicht dargestellte) hydraulische Dämpfer eingebaut. Bei diesen Dämpfern fließt ein hydraulisches Fluid durch eine Öffnung. Unter ständiger Belastung strömt das Fluid mit konstanter Geschwindigkeit hindurch. Wenn jedoch die Belastung sehr stark erhöht wird, tritt nur eine minimale Erhöhung des Fluidstromes auf.

Es kann davon ausgegangen werden, daß die Rückstoßkraft aus drei Komponenten besteht, nämlich
einer Horizontalkomponente,
einer Vertikalkomponente und
einer Drehkomponente 108T.

Gemäß Fig. 1 wird die Horizontalkomponente des Rückstoßes durch die horizontale Reaktionskraft 107 der beiden Sporne 106 im Boden ausgeglichen. Obwohl keine Vertikalkomponente erzeugt wird, wenn die Feldhaubitze horizontal abgeschossen wird, wie in Fig. 2 dargestellt, so wird die Vertikalkomponente 108B der Rückstoßkraft, wenn der Lauf 101 eine Höhenlage einnimmt, durch die vertikale Reaktion vom Boden über die konvexe Basis in das Chassis 117 ausgeglichen. Die Drehkomponente 108T wird durch die vertikalen Reaktionen 108C an den Füßen 112 an den Enden der rückwärtigen Lafettentragebeine 104 ausgeglichen zuzüglich zur Unwucht. Da die nicht dargestellten Dämpfer in den Gelenken enthalten sind, neigt die Feldhaubitze zu einer leichten Drehung im Uhrzeigersinn (Fig. 1), wenn die Drehkomponente 108T verschwindet. Sobald dies erfolgt ist, dreht sich die Feldhaubitze zurück auf die vorderen Füße 111 unter Wirkung der Unwucht, wodurch möglicherweise die rückwärtigen Füße 112 vom Boden abgehoben werden. Die rückwärtigen Lafettentragebeine 104 schwingen dann langsam nach unten unter Steuerung durch die nicht dargestellten Dämpfer, bis die Füße 112 auf dem Boden ruhen.

Keine Dämpfer sind in den Gelenken 110A für die Frontstabilisatoren 110 enthalten, jedoch können die Frontstabilisatoren 110 in entweder der Feuer-Stellung (Fig. 1) oder der Zugstellung (Fig. 2) verriegelt werden.

Daher wird eine stabile Dreipunktlagerung erreicht und zwar sowohl in feuerbereiter Stellung als auch im Rückstoß-Zustand. Es ist ferner festzustellen, daß die Sporne 106 derart angelenkt sind (104A), daß die Horizontal- und Vertikalkomponenten des Rückstoßes so wirken, daß sie diese in ihrer wirkungsvollen Stellung "verriegeln". Irgendeine Drehung der Feldhaubitze aufgrund der Drehkomponente 108T tritt daher aller Wahrscheinlichkeit um eine Achse auf, die ungefähr durch das Paar der Gelenke 104A geht. Weil Dämpfer in diesen Gelenken 104A verwendet sind, schützt deren Wirkung die rückwärtigen Lafettentragebeine 104 vor zu großer Belastung, so daß die Rahmenmaße der Lafettentragebeine 104 minimiert werden können.

Die Bedeutung der Tatsache, daß Sporne 106 vorgesehen sind, die mit dem Chassis 117 fest verbunden sind bzw. unbeweglich sind, ist nicht zu unterschätzen. Die Horizontal- und Vertikalkomponenten der Rückstoßkraft können direkt über die Zapfentragekonstruktion 124 und das Chassis 117 zum Boden übertragen werden, wegen der horizontalen und vertikalen Reaktionskräfte. Daher treten diese Rückstoßkomponenten über robuste Konstruktionen direkt zum Boden. Dies steht im deutlichen Kontrast zu herkömmlichen Feldhaubitzen, bei denen die Horizontalkomponente durch lange nachgiebige Lafettentragebeine tritt. Das Lösen der Formänderungsenergie in diesen nachgiebigen Lafettentragebeinen entspricht einem zweiten Rückstoß und die kombinierte Wirkung erreicht, daß die Feldhaubitze sich heftig umher bewegt. Im Gegensatz dazu bewirkt jeder Rückstoß auf die ultraleichtgewichtige Feldhaubitze gemäß der Erfindung, daß die Sporne 106 und das Chassis 117 eine wesentlich stabilere Basis erreichen, verbunden mit einem geringen Grad an Rotation aufgrund der Wirkung des Drehmomentes.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein Gestell 119 bzw. eine Rohrwiege, die den Lauf 101 trägt. Das Gestell 119 besitzt ein rückwärtiges Ende, das um das Zapfenlager 113 schwenkbar befestigt ist (vgl. Fig. 1, 2 und 3). Das Gestell 119 besteht aus vier hohlen Rohren 119 und 119A, die durch Querglieder 125 und 126 in Lage gehalten sind. Der Lauf 101 kann sich innerhalb des Gestells 119 axial bewegen (101A) und zwar mittels Ansätzen 127, die in Ausschnitten 128 in den Gliedern 126 gleiten. Die Innenvolumen der hohlen Rohre 119 und 119A sind mit 129 bzw. 129A bezeichnet. Diese Innenvolumen 129, 129A sind gereinigt und hinsichtlich Bedingungen geprüft, wie sie für Druckbehälter festgelegt sind. Nicht dargestellte Querverbindungen in den Quergliedern 125 verbinden die Paare der Innenvolumen 129 bzw. 129A. Ähnliche Verbindungen können in den Quergliedern 126 bei Bedarf ebenfalls vorgesehen sein.

Wenn die Feldhaubitze abgefeuert wird, wird chemische Energie in starkem Umfang freigesetzt, wodurch der Lauf 101 sich schnell rückwärts von einer ersten zu einer zweiten Position bewegt, also zurückstößt. Die Rückstoßenergie wird auf verschiedenen Wegen absorbiert, von denen die Hauptwege folgende sind:

• a) durch die Mündungsbremse 118 (Fig. 3)
• b) in Rückstoßdämpfungs- und Rückholsystemen
• c) durch Sporne 106 und Laffettentragebeine 104.

Mündungsbremsen 118 sind Standardausrüstungen bei zahlreichen Geschützläufen. Sie bestehen aus einer Reihe von gewinkelten Prallblechen, die mit dem Lauf fest verbunden sind, die das Abgas nach rückwärts ablenken und so eine Bremswirkung auf die Rückwärtsbewegung des Laufes ausüben. Abhängig vom Winkel der Prallbleche und von anderen Faktoren kann die Größe und Wirksamkeit der Bremswirkung verändert werden. In diesem Fall ist die Mündungsbremse 118 derart gewählt, daß zusammen mit dem Aufbau der Rückstoßpuffer- und Traggeometrie die Rückstoßenergie auf die am besten verträgliche Weise abgeleitet wird.

Herkömmliche Rückstoßsysteme verwenden einen Rückstoßdämpfer und einen Rückholer auf jeder Seite des Laufes zum symmetrischen Ableiten der Rückstoßenergie, d. h., daß insgesamt vier Zylinder vorgesehen sind. Bei der vorliegenden Erfindung können der Rückstoßdämpfer und der Rückholer (Fig. 5) in einem einzigen Zylinder kombiniert sein, so daß insgesamt lediglich zwei Zylinder vorgesehen sind, nämlich einer auf jeder Seite des Laufes 101. Dies trägt weiter zur gesamten Gewichtseinsparung der Feldhaubitze bei.

Wenn die Feldhaubitze abgefeuert wird, erfolgt ein Rückstoß des Laufs 101 nach rechts (Fig. 5) und die Ansätze 127 bewegen über Stangen 134 Kolben 136 in Zylindern 177 zwangsweise. Innerhalb der Zylinder 177 sind gelochte Hülsen 174 derart, daß die Bewegung der Kolben 136 erreicht, daß Hydraulikfluid im Zentralvolumen 173 der Zylinder 177 zwangsweise über die gelochten Hülsen 174 in Ringräume 175 eintritt und auf diese Weise über Rohre 185, 186 zu einem Akkumulator 130 gelangt. Die Lochungen in den Hülsen 174 sind nicht gleichförmig, sondern nehmen in Anzahl und/oder Größe von links nach rechts (Fig. 5) ab. Daher wird bei einer Bewegung der Kolben 136 nach rechts (Fig. 5) die Anzahl und die Größe der Lochungen, durch die das Hydraulikfluid fließen kann, reduziert, wodurch der Widerstand gegenüber einer Rückwärtsbewegung des Laufs 101 zunimmt. Folglich können durch Ändern der Größe und/oder der Anzahl der Lochungen die Rückstoßcharakteristiken geändert werden, um bestimmte Anforderungen zu erfüllen. Die Stangen 134 treten durch Dichtungen 135 hindurch.

Innerhalb eines Akkumulators 130 befindet sich ein schwimmender Kolben 188 mit Hydraulikfluid 187 auf der einen Seite und Inertgas 131 auf der anderen Seite. Eine Leitung 189 verbindet den Akkumulator 130 mit zwei der vier Rohre 119 (oder 119A) derart, daß das Gesamtvolumen an Inertgas links (Fig. 5) des Kolbens 188 desjenige in den Räumen 131 und Innenvolumen 129 (oder 129A) ist. Während des Rückstoßes wird das im wesentlichen inkompressible Hydraulikfluid aus dem Zentralvolumen 173 über die gelochte Hülse 174 zum Ringraum 175 und dann über die Rohre 185, 186 zum Raum 187 zwangsbewegt, wodurch der Kolben 188 nach links (Fig. 5) zwangsbewegt wird und das Inertgas im Raum 131, Innenvolumen 129 (oder 129A) komprimiert. Da das Volumen an Inertgas, Raum 131 plus Inenvolumen 129 (oder 129A) groß ist im Vergleich mit dem, das von den Kolben 136 überstrichen wird, bleibt der Druck im Akkumulator 130 ziemlich kon­ stant.

Wenn die Feldhaubitze abgefeuert wird, werden die Kolben 136 nach rechts (Fig. 5) zwangsbewegt, wodurch der Druck im Zentralvolumen 173 erhöht wird. Die Strömung an inkompressiblem Fluid durch eine Öffnung ist proportional der Quadratwurzel der Druckdifferenz über diese. Daher nimmt, wenn die Druckdifferenz verdoppelt wird, der Fluidstrom nur um 41% zu. Daher erfolgt die Wirkung des Rückstoßdämpfers derart, daß eine hohe und zunehmende Bremswirkung der Rückwärtsbewegung des Laufs 101 entgegengesetzt wird, die ihn progressiv zum Stillstand bringt. Im Gegensatz dazu ist es die Wirkung des Rückholers, den Lauf 101 in die Feuerstellung mit langsamer ständiger Geschwindigkeit zurückzubringen. Dies wird durch Ausnutzen der relativ konstanten Druckdifferenz zwischen der des Inertgases in dem Raum 131, dem Innenvolumen 129 (oder 129A) und in dem Zentralvolumen 173 erreicht. Trotz der kleineren Druckdifferenz strömt das Fluid durch die gelochten Hülsen 174 mit geeigneter Geschwindigkeit, um den Lauf 101 rechtzeitig für den nächsten Schuß in die Feuerposition zurück zu bewegen. Das Inertgas im Raum 131, Innenvolumen 129 (oder 129A) ist auf einen geeigneten Druck vorkomprimiert, so daß unter allen Umständen, mit Ausnahme des Rückstoßes, der Lauf 101 vollständig ausgefahren ist unabhängig vom Höhenwinkel.

Die Verwendung eines hydraulischen Akkumulators 130 an einer Feldhaubitze ist zwar herkömmlich, jedoch ist die Gesamtgröße des Akkumulators 130 verringert wegen der Verwendung der zusätzlichen Innenvolumina 129 (oder 129A) für das Gas als Ergänzung zum Raum 131. Dies erreicht eine weitere Gewichtseinsparung. Ferner sind aufgrund des größeren Volumens des unter Druck stehenden Inertgases im Raum 131 und in den Innenvolumina 129 (oder 129A) die Rückstellungscharakteristiken besser.

Wie zuvor erwähnt, wird durch den Ort des Schwerpunktes 109 für die Feldhaubitze eine große Unwucht erreicht. Wenn lediglich ein herkömmliches Höhenverstell-Zahnrad (-getriebe) verwendet wird, so ist der erforderliche Aufwand sehr hoch. Auf jeden Fall würde ein derartiges Getriebe sehr schwer und sehr mühsam im Gebrauch sein. Um diesen Aufwand zu minimieren, werden Höhenstellzylinder 114 (Fig. 1) verwendet, die mit komprimiertem Inertgas gefüllt sind, um einen Ausgleich- oder Auswuchteffekt zu erreichen. Auch hier wird das Gasfederprinzip verwendet mit den Innenvolumina 129, 129A der anderen beiden Rohre 119/119A, um so ein erhöhtes Gasvolumen zu erreichen. Durch geeignetes Unterdrucksetzen des Inertgases kann die durch die Höhenstellzylinder 114 ausgeübte Kraft so eingestellt werden, daß sie annähernd gleich der Unwucht des Laufes 101 und der zugehörigen Ausrüstung wie 119, 119A, 130 usw. ist (ein geringes Ausmaß an Fehlausgleich ist vorzuziehen). Unter diesen Umständen kann der Lauf 101 über eine leichtgewichtige Zahnstange in der Höhe verstellt werden unter Verwendung eines herkömmlichen Handrades, da lediglich ein minimaler Aufwand erforderlich ist.

Wenn der Höhenwinkel des Laufs 101 zunimmt, nimmt das Gesamtvolumen innerhalb der Höhenstellzylinder 114 und der Rohre 119 (oder 119A) zu, wodurch der Druck und das Ausmaß an Auswuchtung niedriger wird. Dies wird jedoch in wesentlichen Umfang ausgeglichen dadurch, daß das Anheben des Laufs 101 erreicht, daß der Schwerpunkt 109 nach rechts (Fig. 1) bewegt wird, so daß die Gesamt-Unwucht ebenfalls abnimmt.

Bei dem hier beschriebenen besonderen Ausführungsbeispiel sind die Innenvolumina 129 der beiden oberen Rohre 119 zusammen mit den Höhenstellzylindern 114 verwendet und sind die Innenvolumina 129A der beiden unteren Rohre 119A als Teil des Rückstoßdämpfers verwendet. Diese Anordnung ist gewählt, um die beste Wirklinie für die Höhenstellzylinder 114 an der Lauf/Gestell-Anordnung zu erreichen. Jedoch kann diese Anordnung in Übereinstimmung mit besonderen Anforderungen geändert werden. In gleicher Weise kann die 2/2-Aufteilung der Innenvolumina 129/129A der Rojhre 119/119A verändert werden, beispielsweise in eine Aufteilung 3/1 oder 4/0, je nach den Anforderungen.

Erhebliche Gewichtseinsparungen ergeben sich aus der Verwendung der Innenvolumina 129/129A im Zusammenhang mit dem hydraulischen Akkumulator 130. Wenn diese Innenvolumina 129/129A nicht verwendet werden, werden stattdessen äquivalente Volumina von im Gegendruck widerstandsfähigen Zylindern erforderlich. Nicht nur würde das zu einem reinen Gewichtsnachteil für die gesamte Feldhaubitze führen, sondern auch zu Problemen hinsichtlich der körperlichen Anordnung dieser Zylinder führen. Wenn die Zylinder am Lauf befestigt würden, würden die Unwucht und damit die Probleme bei der Höhenverstellung erhöht werden, während eine Anordnung am Chassis 117 den Zugang zu anderen Komponenten erschweren würde und die Verwendung eines größeren und damit schwereren Chassis erfordern könnte.

Durch Verwenden der Innenvolumen 129/129A der Rohre 119/119A entsteht ein lediglich kleiner oder überhaupt kein zusätzlicher Gewichtsnachteil. Die Balkenteile der Rohre 119/119A können unter Berücksichtigung von Belastungen und eines geeigneten Spannungspegels für das Material (einschließlich eines geeigneten Sicherheitsfaktors) und durch Berechnen der gewünschten Metalldicke des gewünschten Rohrdurchmessers berechnet bzw. bestimmt werden. Dann wird aus dem Bereich der bei diesem Durchmesser verfügbaren Standarddicken die nächstgrößere Dicke zu der Berechneten gewählt, was einen weiteren Sicherheitsbereich ergibt. In diesem Fall ergibt sich die Spannung in dem Metall aus der Summe der Spannung aufgrund der Belastung zuzüglich der Spannung aufgrund des Innendrucks. Da die Spannung aufgrund des Innendrucks im Vergleich zu den Belastungen, z. B. Biegekräften, sehr klein ist, ist es sehr wahrscheinlich, daß eine Erhöhung der Wanddicke nicht erforderlich wird.

Wie erwähnt, muß das Höhenverstellgetriebe so bestimmt sein, daß die Last aufgrund des Gesamtgewichtes von Lauf 101, Gestell 114 usw. aufgenommen wird. Es muß auch ausreichend genau sein, um den Lauf 101 auf einen präzise bestimmten Winkel einzustellen, z. B. Bogensekunden. Offensichtlich würde, wenn keine Ausgleichswirkung durch Gaszylinder vorliegen würde, die Last auf das Höhenverstellgetriebe wesentlich größer sein, was massive Getriebeelemente und/oder ein hohes Übersetzungsverhältnis fordern würde. Während ein hohes Übersetzungsverhältnis eine Genauigkeit der Winkeleinstellung ermöglicht, so hat es jedoch auch zahlreiche Drehungen des Handrades zur Folge, was sehr zeitaufwendig sein kann insbesondere in einer Gefechtssituation.

Die Ausgleichs- oder Auswuchteinrichtung wurde bereits erläutert. Der Höhenverstellmechanismus ist in Fig. 6 gezeigt. Im wesentlichen besteht er aus einer Führungsschraube 139, die an ihrem rechten Ende (Fig. 6) an der Zapfentragkonstruktion 124 schwenkbar befestigt ist und nahe ihrem linken Ende durch eine Haupt-Höhenstellgetriebevorrichtung 148 tritt. Die Haupt- Höhenverstellgetriebevorrichtung 148 ist mit dem Rohren 119, 119A fest verbunden (das sind die nicht bewegbaren Teile der Trageinrichtung für den Lauf 101), wobei eine Rückstellgetriebevorrichtung 147 bei 147A an der Zapfentragkonstruktion 124 angelenkt ist und die Anordnung derart ist, daß die Führungsschraube 139 parallel zur Laufachse 101A des Laufs 101 ist und vorzugsweise vertikal unter dieser. Die Führungsschraube 139 tritt durch ein Rollenmutter 149 in der Haupt- Höhenverstellgetriebevorrichtung 148 hindurch, so daß sich dann, wenn sich die Rollenmutter 149 dreht, die Haupt-Höhenverstellgetriebevorrichtung 148 längs der Führungsschraube 139 in der durch Pfeile 155 gezeigten Richtung verschiebt. Da jedoch sowohl Haupt-Höhenverstellgetriebevorrichtung 148 als auch Rückstellgetriebevorrichtung 147 eindeutig festgelegt sind, ist das Ergebnis, daß der Lauf 101 und die Rohre 119, 119A höhenverstellt werden (angehoben oder abgesenkt), d. h. daß eine Winkelbewegung um die Horizontalachse erfolgt, die durch das Zapfenlager 113 geht und um das Gelenk 147A erfolgt, um die Laufachse 101A des Laufs 101 parallel zu der der Führungsschraube 139 zu halten.

Die Höhenverstelleinrichtung besteht aus, und zwar in dieser Reihenfolge, einem Höhenverstellhandrad 115, Kegelrädern 156, einem Höhenverstellhandantrieb 116, Kegelrädern 152, einer Eingangswelle 153, Kegelrädern 150 und der Rollenmutter 149. Die Führungsschraube 139 ist in Lagern 154 angeordnet ebenso wie sich die Eingangswelle 153 in solchen Lagern 154 dreht. Eine Rückwärtssperre 151 wirkt auf die Eingangswelle 153, um den einmal eingestellten Höhenwinkel zu halten.

Das rechtsseitige Ende (Fig. 6) der Führungsschraube 139 ist mittels einer flexiblen einstellbaren Anordnung befestigt, um das Höhenverstellsystem gegen Schockbelastungen nach dem Feuern zu schützen. Nahe dem Ende der Führungsschraube 139 ist ein Gewindeabschnitt 140 vorgesehen, auf dem eine Gegendruckmutter 142 und eine Verriegelungsmutter 141 gesichert sind. Die Gegendruckmutter 142 ist auf einer Federeinrichtung abgestützt, d. h. einer Reihe von Tellerfedern 143, die ihrerseits an einem ortsfesten Gegendruckglied 144 angeordnet sind. Das Ende der Führungsschraube 139 endet in einem Kolben 145 (oder einer Öffnung) in einem mit Hydraulikfluid 146A gefüllten Zylinder 146. Diese Anordnung stellt einen hydraulischen Dämpfer dar. Daher kann durch Einstellen der Steifheit der Federeinrichtung und der Größe der Öffnung 145 zur Änderung der Dämpfungscharakteristik die Rückstellgetriebevorrichtung 147 abgestimmt werden, um jede Bewegung des Laufes 101 nach dem Feuern abzudämpfen und gleichzeitig das Höhenverstellsystem ganz allgemein und die Führungsschraube 139 im besonderen zu schützen. Reibungsdämpfung kann anstelle eines hydraulischen Dämpfers 145, 146, 146A ausgenutzt werden.

Zum Feuern der Feldhaubitze wird daher die Höhenlage mittels des Höhenverstellhandrades 115 eingestellt. Nach dem Feuern erfolgt ein Rückstoß des Laufs 101 und die Höhenverstellmasse bewegt sich hin und her, wodurch die Führungsschraube 139 sich axial bewegt (Pfeil 155) gegenüber der Rückstellgetriebevorrichtung 147. Dies erreicht ein Komprimieren bzw. Entspannen der Federeinrichtung, bis durch die Wirkung des Dämpfers 145, 146, 146A diese Bewegung anhält und die Federeinrichtung die ursprüngliche Länge wieder einnimmt, wodurch die Lauf-Höheneinstellung in diejenige vor dem Feuern zurückkehrt.

Die Entlastung (das Abfeuern bei) einer Feldhaubitze und deren Rückstoß sind heftige Vorgänge, jedoch können durch sorgfältiges Ausrichten des Rückstoßes und durch Zulassen einer begrenzten gedämpften Bewegungsfreiheit diese Vorgänge mittels relativ leichtgewichtiger Glieder gesteuert werden, im Vergleich zu Anordnungen, bei denen eine steife Befestigung vorliegt. Daher erreicht das Ausführungsbeispiel eines leichtgewichtigen gedämpften Höhenverstellsystems zusammen mit einem ausgewuchteten oder ausgeglichenen System eine Gesamtgewichtseinsparung gegenüber einem herkömmlichen Aufbau mit steifem Zahnradbogen, Ritzel und Getriebevorrichtung. Darüberhinaus ist das leichtere System genauer, hat besseres Ansprechverhalten und ist auch körperlich leichter zu bedienen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzahl radikaler Neuerungen gegenüber Standard-Geräten bei der Feldartillerie. Die wesentliche Daseinsberechtigung der erfindungsgemäßen Entwicklung liegt in der Einsparung von Gewicht und damit in der Schaffung einer ultraleichtgewichtigen Feldhaubitze. Obwohl die Lösung dieses Problems zur Hinzufügung neuer zusätzlicher Bauelemente geführt hat, wie z. B. die Frontstabilisatoren 110, so ist der Endeffekt tatsächlich die Schaffung eines neuen Konzeptes für eine ultraleichtgewichte Feldhaubitze. Zusätzlich wird hierdurch ein viel niedrigeres Teil der Feldartillerie geschaffen, das folglich auf einem Schlachtfeld wesentlich einfacher zu verbergen ist.

Während der Beschreibung wurde auf die Verwendung leichter und fester Materialien Bezug genommen. Als eines der hervorragendsten dieser Klasse von Metallen werden Titan und seine Legierungen in weitem Umfang verwendet, soweit die Spannungspegel dies zulassen. Wenn Konstruktionen auf der Grundlage der Prinzipien bei der Luftfahrttechnik entwickelt werden können durch Kombinationen von Leichtgewichtigkeit und Festigkeit, so werden diese verwendet. Zu diesen Prinzipien gehört es, Komponenten zu verwenden, die zwei oder mehr Aufgaben gleichzeitig erfüllen können.

Obwohl die Blickrichtung auf die Schaffung einer Feldhaubitze gerichtet ist, die zusammen mit ihrer Mannschaft und Munition durch einen einzigen Kampfhubschrauber befördert werden kann und dieses Ziel auch erreicht worden ist, werden auch kleinere Hubschrauber auf einem Schlachtfeld verwendet. Die Feldhaubitze ist daher weiterhin dahingehend entwickelt worden, daß sie schnell und leicht in zwei oder mehrere Teile zerlegt werden kann, so daß die Feldhaubitze, die Mannschaft und die Munition auch durch zwei kleine Hubschrauber oder Landfahrzeuge befördert werden kann. Feldhaubitzen, die einfach in Komponenten zerlegt werden können und auf einem Schlachtfeld wieder zusammengebaut werden können, sind in großen Zahlen wesentlich einfacher zu transportieren, da die getrennten Teile sich besser im Laderaum eines Schiffes oder eines Luftfahrzeuges verpacken lassen als vollständig zusammengebaute Geräte. Ein zusätzliches Merkmal von Feldhaubitzen, die in zwei oder mehrere Hauptkomponenten zerlegt werden können, ist, daß ein Ausfall eines Teils durch Ersetzen der gesamten Komponente beseitigt werden kann, wobei das fehlerhafte Teil in die Werkstatt zur anschließenden Reparatur zurückgebracht werden kann.

Es gibt zwei Hauptgelegenheiten, bei denen es notwendig sein kann, die Feldhaubitze in Teile zu zerlegen. Zunächst ist dies der, daß auf einem Schlachtfeld die Geschwindigkeit wesentlich ist. In diesem Fall kann die Feldhaubitze in die "verstellbare Masse" und die "Schlitten" durch die Entfernung von Drehzapfenkappen u. dgl. zerlegt werden. Jedes Teil dürfte ausreichend leicht sein, damit es mittels eines Lastkraftwagens oder eines kleinen Kampfhubschraubers befördert werden kann. Der zweite Grund könnte sein, daß die Feldhaubitzen in großer Anzahl von einer Basis zu dem Bereich eines möglichen Konfliktes transportiert werden müssen. Hier ist die Geschwindigkeit nicht so wesentlich wie die Packungsdichte. In diesem Fall können andere Teile wie die Frontstabilisatoren 110, die Lafettenfüße 104B, die Räder 123 usw. entfernt werden.

Ein weiteres Merkmal ist eine Lünette 137 (Fig. 3), die vertikal nach unten verschwenkbar ist und verriegelbar ist und so einen Stützfuß bildet, der das Mündungsende des Laufs 101 trägt. Dies unterstützt die Trennung und den Wiederzusammenbau der beiden Hauptteile der Feldhaubitze sehr wesentlich.

Claims (4)

1. Feldhaubitze, mit einem Gestell (119), einem Lauf (101), der von dem Gestell (119) derart getragen ist, daß er als Folge eines Rückstoßes beim Feuern von einer ersten in eine zweite Position bewegbar ist, einem Rückstoßdämpfungssystem zum Absorbieren der Rückstoßenergie, wenn der Lauf (101) beim Feuern bewegt wird, und ein Rückholsystem zum Zurückbewegen des bewegten Laufes (101) von der zweiten Position in die erste Position, wobei das Gestell (119) aus hohlen Elementen gebildet ist und wobei der Raum (129) innerhalb der hohlen Elemente vollständig oder teilweise zum Bereitstellen des Volumens für ein komprimiertes Fluid verwendet ist, das in dem Rückstoßdämpfungssystem oder dem Rückholsystem benutzt wird.

2. Feldhaubitze, mit einem Chassis (117), einem Gestell (119), einem von dem Gestell (119) getragenen Lauf (101), wobei das Gestell (119) durch ein Zapfenlager (113) dergestalt schwenkbar an dem Chassis (117) befestigt ist, daß der Lauf (101) um eine horizontale Achse verschwenkbar ist, mit einer mechanischen Höhenverstelleinrichtung zum Verschwenken des Laufs (101) um die Achse, wobei die Höhenverstelleinrichtung von komprimiertem Gas unterstützt ist, wobei das Gestell (119) aus hohlen Elementen gebildet ist und wobei der Raum (129) innerhalb der Elemente vollständig oder teilweise zum Bereitstellen des Volumens für das komprimierte Gas verwendet ist.

3. Feldhaubitze, gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lauf (101) so befestigt ist, daß er nicht im Gleichgewicht ist, und das Ausmaß der von dem komprimierten Gas bereitgestellten Unterstützung ausreicht, um das Gewicht des Laufes (101) in Folge seines Ungleichgewichts im wesentlichen auszugleichen.

4. Feldhaubitze, gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenverstelleinrichtung eine Führungsschraube (139) aufweist, die an einem Ende schwenkbar befestigt ist und längs der eine Mutter schraubbar ist, wobei die Mutter in Bezug auf das Gestell (119) fest, jedoch drehbar, ist, so daß die sich ergebende Translationsbewegung der Mutter längs der Führungsschraube (139) bewirkt,
daß sich das Gestell (119) in einer Schwenkrichtung um das Zapfenlager(113) bewegt, wodurch der Lauf (101) der Feldhaubitze angehoben bzw. abgesenkt wird, wobei das schwenkbar befestigte Ende der Führungsschraube (139) mit einer flexiblen, einstellbaren Befestigung, mit einer Federeinrichtung, die parallel zur Achse der Führungsschraube (139) angeordnet ist, und einer Dämpfungseinrichtung (145, 146, 146A) versehen ist, wobei die Federkonstante, die Vorspannung und der Bewegungswiderstand, die durch die Dämpfungseinrichtung (145, 146, 146A) bewirkt werden, einstellbar sind, um ein einstellbares System bereitzustellen, wobei die Federeinrichtung mehrere Tellerfedern (143) aufweist und die Dämpfungseinrichtung (145, 146, 146A) eine hydraulische Dämpfungseinrichtung (145, 146, 146A) ist.