DE4331395A1 - Treibspiegel für Geschoß für RAM-Beschleuniger und Geschoß mit einem solchen Treibspiegel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen schiebenden Treibspiegel für ein Projektil, das so gestaltet ist, daß es in einem Beschleuniger beschleunigt werden kann, der aus einem Vorbeschleunigerrohr besteht, hinter dem sich RAM-Beschleunigungsrohre befinden, wobei der schiebende Treibspiegel an seiner Peripherie Abdichtungsmittel aufweist, die Kontakt mit der Innenwand des Vorbeschleunigers haben und so gestaltet sind, daß sie den durch den genannten Vorbeschleuniger entwickelten Schub an das Projektil weitergeben können und sich vom Projektil lösen können, wenn sich das Projektil nach dem Schuß zwischen dem stromabwärts liegenden Ende des Vorbeschleunigers und dem Eintritt der Be­ schleunigerrohre befindet.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Projektil des vorgenannten Typs, das mit einem solchen Treibspiegel ausgestattet ist.

Bekanntlich ist ein RAM-Beschleuniger eine Vorrichtung aero-thermisch-chemischer Art, die einen Vorbeschleuniger enthalten kann, in Form einer Pulver- oder Leichtgaskanone, mit dem das Projektil so weit in Bewegung gesetzt werden kann, bis es Überschallgeschwindigkeit erreicht. In der Verlängerung des Vorbeschleunigers sind mehrere Rohre in Reihe angebracht, die durch Kunststoffmembranen voneinander getrennt sind und mit einem reaktiven Gasgemisch gefüllt sind, das beim Durchgang des Projektils derart aktiviert wird, daß das Projektil einen zusätzlichen Schub erhält.

Der Hauptvorteil eines RAM-Beschleunigers liegt in seiner Fähigkeit, eine große Anfangsgeschwindigkeit unter geringer Beschleunigung allein dadurch zu übertragen, daß im Gegensatz zu einem herkömmlichen Beschleuniger, in dem die gesamte Energie zu Beginn in der Verbrennungskammer konzentriert ist, hier die Energie auf die gesamten RAM-Stufen verteilt wird.

Ein Projektil für einen RAM-Beschleuniger setzt sich normalerweise aus mindestens zwei Hauptbestandteilen zusammen, aus dem eigentlichen Projektil, das bis zur Sollgeschwindigkeit beschleunigt werden muß, und dem dazugehörigen schiebenden Treibspiegel.

Die äußere Form des Projektils entspricht den klassischen aerodynamischen Regeln, so daß einerseits die gleichartige Vorrichtung für einen gut dimensionierten Diffusor erreicht wird, der in dem Volumen zwischen dem Projektil und der Wand des Abschußrohrs angebracht ist, und andererseits die gewünschte Strömungsart (z. B. das Vorhandensein eines geraden Stoßes auf die Heckverjüngung des Projektils im Falle einer Unterschallverbrennung) erhalten wird.

Der schiebende Treibspiegel - mit dem gleichen Durchmesser wie das Rohr - muß den folgenden Bedingungen entsprechen, um wirksam zu sein:

• - Ausreichende Festigkeit gegen die Maximalbeschleunigung im Vorbeschleuniger, wenn das zu beschleunigende Projektil vorhanden ist
• - Er muß eine oder mehrere Abdichtungsvorrichtungen enthalten, wodurch der vom Vorbeschleuniger gelieferte Schub ohne Gasschlupf erhalten werden kann.
• - Ausreichende Führungslänge (im Bereich von 40 bis 60% des Rohrkalibers), damit er nicht einerseits beim Aufbau im Rohr und andererseits nach beendetem Schub um sich selbst kreisen kann, wobei das Risiko einer Rohrbeschädigung zu berücksichtigen ist.
• - Die Anfachung des Diffusors in ungehinderter Strömung zwischen dem Projektil und der Rohrwand muß möglich sein.

Nach dem US-Patent Nr. 4982647 kennt man einen perforierten Treibspiegel mit vielen Öffnungen in parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Achsen und mit einem Gesamtdurchgangsquerschnitt in der Größenordnung des freien Abschnitts am Heck des Geschosses. Während der Vorbeschleunigungsphase wird der Treibspiegel hinten durch eine Schubplatte oder ein Ventil geschlossen. Wenn der Gegendruck vom stromaufwärts liegenden Bereich ausreichend ist, wird das Ventil automatisch geöffnet und der Diffusor wird somit normal angefacht bzw. aktiviert. Das Rohr hat da einen Deckel mehr. Diese Lösung stellt eine Schwierigkeit bei großen Kalibern und relativ großen Drücken im Vorbeschleuniger im Verhältnis zu der mechanischen Festigkeit des Treibspiegels dar. Der Treibspiegel verliert durch die Perforation an mechanischer Festigkeit. Er wird deswegen also im vorhinein verstärkt, was bei einem gegebenen Werkstoff zu einer Überlänge und einem zusätzlichen Gewicht führt. Diese ungünstigen Merkmale können ein zusätzliches Handikap im Fall einer Unterschallverbrennung hervorrufen: durch diese Merkmale kann verhindert werden, daß zum Zeitpunkt der Zündung unter Berücksichtigung der Zündungsverzögerung sich ein ausreichendes Volumen zwischen dem Projektil und dem dazugehörigen schiebenden Treibspiegel bildet, damit die Verbrennung dort ablaufen kann. In bestimmten Fällen kann der Treibspiegel unperforiert sein.

Die bei bekannten Treibspiegeln bestehenden Nachteile ergeben sich also hauptsächlich aus ihrer relativ großen axialen Abmessung - mehr als 40% des Kalibers im Fall des oben genannten Patents - aufgrund der Tatsache, daß der Durchmesser genauso groß wie das Kaliber ist, sowie aufgrund ihres relativ hohen Gewichts, das über 20% des Gewichts des Projektils betragen kann, was die ballistische Leistungsfähigkeit des Systems nachteilig beeinflußt.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile der bekannten Treibspiegel zu beheben und einen verbesserten Treibspiegel des oben genannten Typs vorzuschlagen, der von geringem Gewicht ist und wenig Kosten verursacht, von der Struktur und der Benutzung her äußerst einfach ist und für einen optimalen Betrieb eines RAM-Beschleunigers geeignet ist.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist der Treibspiegel des oben genannten Typs dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem äußeren Ring besteht, der so gebaut ist, daß er an Rillen oder radialen Führungsflossen hinten am Projektil befestigt werden kann, und daß er die erwähnten peripheren Abdichtungsmittel und eine hintere unterkalibrige Scheibe tragen kann, die so gestaltet ist, daß sie an ihrer Peripherie auf dem äußeren Ring und ggf. im zentralen Bereich auf dem Heck des Projektils aufliegt, und daß sie sich zum geeigneten Zeitpunkt vom Projektil und dem äußeren Ring trennt.

Die Scheibe des Treibspiegels gemäß der Erfindung, die an ihrer Peripherie auf dem äußeren Ring aufliegt und ggf. im inneren Bereich auf dem Heck des Projektils aufliegt, wird somit gut gestützt und kann den im Vorbeschleuniger erzeugten Schub trotz einer relativ geringen Dicke aushalten, die einer im Vergleich zu den bekannten Treibspiegeln verringerten Dicke von 60 bis 75% entspricht, was schließlich eine Dicke im Bereich von circa 10 bis 24% des Rohrkalibers ergibt, wobei der nicht erschöpfend angegebene Präferenzwert bei ca. 15% des genannten Kalibers liegt.

Darüberhinaus kann die hintere Scheibe, die unterkalibrig ist, in den Beschleunigungsrohren um sich selbst kreisen, ohne daß das Risiko einer Beschädigung der Innenwand dieser Rohre besteht oder daß sie in den Rohren feststecken bleibt. Es besteht also nicht mehr eine unbedingt erforderliche Mindestdicke in der axialen Richtung des Projektils, wie beim bekannten Treibspiegel, zur Gewährleistung seiner Führung.

Die Scheibe kann deshalb leicht und wenig kostenaufwendig sein.

Darüberhinaus ist es einfach, den äußeren Ring an Rillen oder Flossen am Projektil zu befestigen, und diesen Ring so zu definieren, daß er nicht den Betrieb der Beschleunigungsrohre beeinträchtigt.

Nach einer vorteilhaften Version der Erfindung ist der äußere Ring doppelt profiliert und hat im Querschnitt auf der inneren Seite ein nach innen gehendes Profil, das nach hinten und nach innen gerichtet ist, mit einem Winkel von circa 45 Grad in bezug auf die Projektilachse, und auf der äußeren Seite ein nach außen gehendes Profil, das nach hinten und nach außen gerichtet ist, mit einem Winkel von circa 15 Grad in bezug auf die Projektilachse, und als periphere Abdichtungsvorrichtung dient.

Diese Eigenschaften erlauben es, so vorzugehen, daß der äußere Ring einen vernachlässigbaren Einfluß auf den Betrieb der Beschleunigungsrohre hat.

Nach einer vorgezogenen Version der Erfindung umfaßt die hintere Scheibe einen Körper, der durch axial ausgerichtete Öffnungen durchdrungen ist und vor dem Schuß gegen die hintere Seite des äußeren Rings und evtl. auch gegen das Projektil gedrückt wird, und einen beweglichen Deckel, der zwischen die hintere Seite des besagten Körpers auf der dem Projektil entgegengesetzten Seite gedrückt wird.

Der Treibspiegel nach der Erfindung bietet damit hervorragende Zündbedingungen für den Diffusor und für die Anzündung des reaktiven Gasgemisches in den Beschleunigungsrohren.

Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Projektil des vorgenannten Typs dadurch gekennzeichnet, daß es einen Treibspiegel entsprechend dem ersten Aspekt der Erfindung besitzt.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung von Realisierungsarten der Erfindung ersichtlich, die nicht erschöpfend ist und Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen:

Fig. 1 ist ein Prinzipschema eines RAM-Beschleunigers bekannten Typs, der ein Projektil bekannten Typs enthält;

Die Fig. 2 und 3 sind Draufsichten, zum Teil als Schnitt, die das Funktionsprinzip des RAM-Teils des bekannten Beschleunigers der Fig. 1 beschreiben, jeweils im Unterschallbetrieb und im Überschallbetrieb;

Die Fig. 4 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 und 3, eines Projektils, das an seinem Heck einen Tracer enthält, zur Zündung der reaktiven Mischung in den Beschleunigungsrohren;

Die Fig. 5 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4, die Zündung des reaktiven Gemisches erfolgt durch eine externe Vorrichtung, wie z. B. eine Zündkerze;

Die Fig. 6 und 7 sind Ansichten, jeweils im Längsschnitt und in Draufsicht von hinten eines Projektils und seines schiebenden Treibspiegels nach der Erfindung, wobei der Deckel nicht eingesetzt ist;

Die Fig. 8 und 9 sind analoge Ansichten zu Fig. 6 und 7, die einem Projektil entsprechen, dessen Heck einen Tracer besitzt;

Die Fig. 10 ist eine vergrößerte Ansicht eines Details der Fig. 6 und 8;

Die Fig. 11 und 12 sind Ansichten eines Deckels aus einem einzigen Stück, entsprechend einer ersten Realisierungsart der Erfindung, jeweils in Draufsicht und im Längsschnitt;

Die Fig. 13 und 14 sind analoge Ansichten zu den Fig. 11 und 12 eines Deckels aus zwei Teilen, der einer anderen Realisierungsart der Erfindung entspricht;

Die Fig. 15 ist eine vergrößerte Ansicht eines Details der Fig 14;

Die Fig. 16 und 17 sind analoge Ansichten zu den Fig. 13 und 14 einer anderen Realisierungsart eines Deckels nach der Erfindung;

Die Fig. 18 und 19 sind analoge Ansichten zu den Fig. 13 und 14 einer anderen Realisierungsart eines Deckels nach der Erfindung.

Die Schemas der Fig. 1 bis 3 erinnern an die bekannten Prinzipien der Funktionsweise eines RAM-Beschleunigers.

Ein solcher Beschleuniger umfaßt im allgemeinen einen Vorbeschleuniger 1 der Länge L1, gefolgt von einem eigentlichen RAM-Beschleuniger 2 der Länge L2.

Ein Projektil 11, versehen mit einem Leitwerk 13, kann in dem Vorbeschleuniger 1 bewegt werden, in Richtung des Pfeils F, mittels eines ablösbaren schiebenden Treibspiegels 14, der mit einem Abdichtungselement 15 versehen ist. Die stromabwärts gelegene Rohrseite des Vorbeschleunigers 1 besitzt einen Durchmesser D gleich dem Kaliber des zu beschleunigenden Projektils und gleich dem gemeinsamen Durchmesser der Rohre 3, die in Serie geschaltet sind und den Beschleuniger 2 bilden.

Die Rohre 3 enthalten eine reaktive Gasmischung 5, wie z. B. Methan + Sauerstoff + Verdünner, und sind voneinander durch Kunststoffmembranen 4 mit geeigneter Dicke getrennt.

Das Leitwerk 13, das zur Führung des Projektils im Vorbeschleuniger 1 und im Beschleuniger 2 dient, ist weder auf den Fig. 2 und 3, noch auf den Fig. 4 und 5 dargestellt, um die besagten Figuren zu vereinfachen.

Es wurde gesehen, daß die Funktion des Treibspiegels 14 darin besteht, dem Projektil 11 den Schub des Vorbeschleunigers zu übertragen, sich danach vom Projektil abzulösen bevor dieses in die Beschleunigungsrohre 3 hineinkommt.

Der Vorbeschleuniger 1, vom Typ Pulver- oder Leichtgaskanone, erlaubt eine Inbewegungssetzung des Projektils 11 bis zu einer Überschallgeschwindigkeit zwischen 1000 m/s (Mach 3) und 2000 m/s (Mach 6).

Wenn das Projektil 11 einmal in das reaktive Medium 5 eingetreten ist (siehe Fig. 2), erfährt es einen zusätzlichen Schub aufgrund der Verbrennung dieses Mediums, der entweder auf seine Heckverjüngung 6 oder auf sein Heck 7 wirkt, oder kombiniert wirkt.

Es handelt sich hierbei um die Unterschall- oder unterdetonative Verbrennungsbetriebsart, bei der eine Stoßwellenoberfläche 9 zwei Gebiete mit einer Verbrennungsgeschwindigkeit, jeweils kleiner und größer als Mach 1, voneinander trennt und eine thermische Sperrzone am Projektilheck besitzt (m = 1).

Die andere Hauptbetriebsart der Verbrennung ist eine Überschall- oder überdetonative Verbrennung (m < 1) (siehe Fig. 3), die so wirkt, daß der Schub hauptsächlich in der Nähe und hinter dem maximalen Querschnitt 8 des Projektils (2) wirkt.

Es wird daran erinnert, daß die Zündung des reaktiven Gasgemisches einfach erreicht werden kann, gleich welche Verbrennungsart auftritt.

Auf der Fig. 4 ist ein Projektil nach der Erfindung dargestellt, dessen Heck mit einem Tracer versehen ist, der einen pyrotechnischen Satz 41 enthält, und eine quasi kontinuierliche Quelle bildet, um durch ein externes Verfahren die Zündung des reaktiven Gasgemisches 5 im Falle einer Unterschallverbrennung zu bewirken.

Nachdem er durch die Gase des Pulver-Vorbeschleunigers gezündet wurde, zündet der Tracer 41 seinerseits das reaktive Medium 5, mit dem er über eine axiale Öffnung 42 des Hecks in Verbindung steht.

Im Falle eines Projektils, das am Heck einen pyrotechnischen Tracer 41 besitzt, kann man einen scheibenförmigen Deckel verwenden, der eine axiale Öffnung 43 besitzt, durch welche der Strahl des Tracers 41 hindurchgeht, wie man später noch sehen wird. Auf jeden Fall kann der Tracer oder pyrotechnische Satz dazu beitragen, die Öffnung des Ventils 34 zu erleichtern.

Die Zündung der reaktiven Mischung 5 durch ein externes Verfahren kann ebenfalls durch eine Anzündvorrichtung 49 vom Typ Zündkerze bewirkt werden (siehe Schema der Fig. 5), wobei diese Vorrichtung für jede Verbrennungsart, Unterschall- oder Überschallverbrennung einsetzbar ist.

Damit im Falle einer Unterschallverbrennung die zusätzliche Beschleunigung aufgrund des RAM-Effekts sich entwickeln kann, muß die Verbrennung hinter dem Projektil stabilisiert werden (Hauptflammenfront in der hinteren Unterschallzone angeordnet). Dies setzt die absolute Beherrschung und Synchronisierung von drei Vorgängen voraus:

• - Anfachung des Diffusors oder der freien Strömung zwischen dem Projektil und der Rohrwand;
• - Zündung der reaktiven Gasmischung hinter dem Projektil;
• - Vorhandensein, zum Zeitpunkt der Anzündung, eines ausreichenden Volumens zwischen dem Projektil und seinem schiebenden Treibspiegel, damit die Verbrennung stattfinden kann.

Im Falle der Überschallverbrennung sind nur die beiden ersten Vorgänge zu synchronisieren: nach der unumgänglichen Anfachung des Diffusors erfolgt die Zündung des reaktiven Gasgemischs nahe der Einschnürung hinter der reflektierten Stoßwelle.

In bezug auf den dritten Vorgang, das heißt das Vorhandensein, zum Zeitpunkt der Anzündung, eines ausreichenden freien Volumens zwischen dem Projektil und Vorderseite des Treibspiegels, damit die Unterschallverbrennung dort stattfinden kann, ist festzustellen, daß dieses Volumen mit der Beschleunigung des Projektils und der Abbremsung des Treibspiegels zunimmt, wobei letztere umso stärker ist, je leichter der Treibspiegel ist.

Die äußere Form des Treibspiegels ist so konzipiert, daß außer der Erreichung des Äquivalents eines wohldimensionierten Diffusors in dem Volumen zwischen dem Projektil und der Wand des Beschleunigungsrohrs, eine geeignete Strömung, z. B. mit Bildung eines geraden Stoßes, dargestellt bei 9 an der hinteren Heckverjüngung des Projektils im Falle einer Unterschallverbrennung (siehe Fig. 2) erhalten wird.

Die vorausgehenden Erläuterungen zeigen deutlich die Bedeutung des Treibspiegels für den eigentlichen Prozeß der Projektilbeschleunigung, da der Treibspiegel nicht nur durch seine Masse (Trägheit des beschleunigten Systems), und durch seine Führungsrolle (in der ersten Beschleunigungphase) wirkt sondern auch durch bei dem Vorgang der Anfachung des Diffusors mitwirkt.

Auf den Fig. 6, 7 und 10 ist eine erste Realisierungsart der Erfindung dargestellt.

Das zu beschleunigende Projektil 11 wird durch die Leitflossen 13 stabilisiert, die angepaßt sind, um einen Treibspiegel 16 gemäß der Erfindung aufzunehmen. Der Treibspiegel 16 umfaßt einen äußeren Ring 18 aus einer widerstandsfähigen Leichtmetallegierung, dessen inneres Profil in einer axialen Ebene einen zylindrischen hinteren Teil 19 und einen danebenliegenden Teil 20 aufweist. Dieses Profil mit nach innen gerichtetem Winkel ist dazu gedacht, die Gasströmung in den Rohren 3 der RAM-Stufe zu erleichtern.

Der Wert des nach innen gerichteten Winkels, gemessen in einer axialen Ebene, liegt zwischen 10 Grad und 60 Grad, und liegt vorzugsweise nahe bei 45 Grad.

Darüberhinaus muß der reine freie Querschnitt auf der Höhe des profilierten Rings größer oder gleich dem freien Querschnitt um das Projektil herum in Höhe seines größten Querschnitts 8 sein (Basis des vorderen Kegels).

Um die periphere Abdichtung des Treibspiegels 16 gegen die Gase des Vorbe­ schleunigers zu gewährleisten, weist der Ring 18 ein zweites äußeres Profil auf, das durch eine Ringdichtung 25 festgelegt ist, die einen nach außen ge­ richteten Winkel, d. h. eine kegelförmige Oberfläche, die nach außen und nach hinten gerichtet ist, aufweist, mit einem Winkel, der einen geringeren Wert hat als der vorgenannte, nach innen gerichtete Winkel, und vorteilhaft zwi­ schen 10 Grad und 20 Grad, vorzugsweise ca. 15 Grad beträgt. Die Dichtung 25 wird durch einen inneren herausstehenden Ring 26 gehalten, der in eine Rille 27, die in den Ring 18 gefräst ist, eingreift.

Die Flossen 13 weisen in der Region des Projektilhecks eine Ausbildung 22, 23 auf, die in die innere Ringfläche 19, 20 des Treibspiegels eingreift. Genauer gesagt, diese Ausbildung umfaßt eine zylindrische Fläche 22 mit dem gleichen Radius und der gleichen Breite wie die zylindrische Fläche 19, und eine kegelförmige Fläche 23, die in die kegelförmige Fläche 20 eingreift. Außerdem erfolgt der Eingriff des Rings 18 mit harter Reibung, da der Ring mit dem Projektil kraftschlüssig verbunden bleiben muß. Dieser Ring muß so konzipiert werden, daß er so wenig Auswirkungen wie möglich auf die Aerodynamik des Projektils im Flug hat. Hierfür ist er bestimmten bekannten Projektilkonfigurationen, die mit Unterschallgeschwindigkeit arbeiten (z. B. luftgestützte Bomben) entgegenzusetzen, bei denen die Flossen des Projektils von einem Ring oder einem Rohr umgeben sind, da diese Konfigurationen als eigentliches Ziel haben, aerodynamische Effekte (Stabilisierung des Projektils) zu bewirken.

Auf seiner Rückseite weist der Ring 18 eine Aussparung 28 auf (siehe Fig. 10), die dazu bestimmt ist, eine bewegliche unterkalibrige hintere Deckelscheibe 31 aufzunehmen, solcher Art wie eine der Scheiben, die in den Fig. 11 bis 19 dargestellt sind. Die Anordnung der Scheibe 31 wird gestrichelt in den Fig. 6 und 8 angegeben.

Bei der Realisierungsart, die in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist, ist die unterkalibrige Scheibe 31a eine volle Scheibe. Sie besitzt eine zentrale Öffnung 43, falls das Projektil 11 mit einem Tracer 41 versehen ist.

Eine zweite Realisierungsart der Deckelscheibe nach der Erfindung ist auf den Fig. 13 bis 15 dargestellt.

Es handelt sich um eine Deckelscheibe 31b aus zwei Teilen, die hier zweiteilige Deckelscheibe genannt wird. Ein erster Teil besteht aus einem Körper in Form einer relativ dicken Scheibe 32b, der Dicke J, die z. B. aus ZICRAL (AZ 8GU) besteht. Die Scheibe 32b besitzt axial angeordnete Bohrungen 33 mit Durchmesser d, deren Rolle später erläutert wird.

Die Scheibe 32b enthält darüberhinaus einen magnetischen Ring 35, der mittels magnetischen Felddetektoren, die in bekannter Art auf der Wand des Beschleunigerrohrs angeordnet sind und nicht dargestellt sind, seine Flugbahn im Verhältnis zu derjenigen des Nutzlast-Projektils restitutieren kann, wobei letzteres ebenfalls mit einem magnetischen Ring 36 des gleichen Typs ausgerüstet ist.

An der Rückseite der Scheibe 32b liegt eine dünne Platte an, die einen Deckel 34 bildet, und Ventil genannt wird. Sie wird z. B. aus Dural (AU4G) hergestellt, wobei dieser Deckel den zweiten Teil der Deckelscheibe 31b bildet.

Wie im Detail auf der Fig. 15 dargestellt, befindet sich eine Ringdichtung 37 zwischen den gemeinsamen peripheren Teilen des Deckels 34 und der dicken Scheibe 32b. Eine weitere Ringdichtung 37a befindet sich zwischen den gemeinsamen peripheren Teilen der dicken Scheibe 32b und der Aussparung 28 hinten am Ring 18. Die Dichtungen 37 und 37a sind insbesondere von Nutzen bei der Evakuierung des Vorbeschleunigers vor dem Beginn der Beschleunigung des Projektils.

Auf den Fig. 16 und 17 wurde eine erste Variante einer zweiteiligen Deckelscheibe 31c dargestellt, die sich wesentlich von derjenigen der Fig. 13 bis 15 unterscheidet durch die höhere Anzahl der Lochbohrungen 33c, und sich von der Scheibe 32c unterscheidet durch den kleineren Durchmesser der Bohrungen im Vergleich zu den Bohrungen 33b.

Eine zweite Variante der zweiteiligen Deckelscheibe 31d (Fig. 18 und 19) enthält eine zusätzliche Dichtung 39, des gleichen Typs wie am Ring 18 angebracht ist.

Die Lochbohrungen 33d der Scheibe 32d sind identisch mit den Lochbohrungen 33b der Scheibe 32b und haben die gleiche Anzahl. Dagegen ist die Scheibe 32d dicker als die Scheibe 32b und entspricht daher einem höheren Wert des l/d-Verhältnisses als letztere, wie später noch gezeigt werden wird.

Die Funktionsweise des Treibspiegels nach der Erfindung erklärt sich aus der vorhergehenden Beschreibung.

Das Projektil 11 und sein Treibspiegel 16 sind in dem Vorbeschleuniger 1, z. B. einer Pulverkanone plaziert, und es wird gezündet. Die Verbrennungsgase üben hohen Druck auf den Treibspiegel 16 aus, insbesondere auf seine Deckelscheibe 31, 31a, 31b, 31c, 31d, wobei das System Treibspiegel-Projektil stark beschleunigt wird und in die Reihe von Rohren 3 der RAM-Stufe 2 eindringt.

Die Zündung der reaktiven Gasmischung in den Rohren 3 kann auf einfache Weise durch ein sogenanntes natürliches Verfahren oder Zündung durch Stoßwelle erreicht werden. Die lokalen Bedingungen im Medium reichen aus, um die Mischung zu zünden, entweder hinter dem Projektil (Fall der Unterschallverbrennung), oder hinter dem vorderen reflektierten Stoß (Fall der Überschallverbrennung). Sie kann auch durch ein externes Verfahren, wie oben mit Bezug auf Fig. 4 und 5 beschrieben, bewirkt werden.

Sobald am Projektil ein Gegendruck entsteht, wird die Vollscheibe 31a, oder, im Falle einer zweiteiligen Deckelscheibe 31b, 31c, 31d, der Deckel 34 herausgestoßen und von dem Projektil 11 getrennt. Aufgrund des Vorhandenseins der Lochbohrungen 33b, 33c, 33d in der relativ dicken Scheibe 32b, 32c, 32d oder der Abtrennung der Vollscheibe 31a, kann sofort ein Fluß durch die Rückseite des Treibspiegels laufen und unverzüglich die Anfachung des Diffusors hervorrufen. Die aerodynamische Wirksamkeit der Öffnungen hängt ab vom l/d-Verhältnis. Je kleiner dieses Verhältnis ist, desto wirksamer ist die Öffnung. Mit der vorliegenden Erfindung und der durchgeführten Realisierungsart kann dieses Verhältnis im Bereich 0,7 (Fig. 13 bis 15) bis nahezu 3 (Fig. 16 und 17) verlaufen. Für einen klassischen perforierten Treibspiegel ist dieses Verhältnis viel schlechter, da es von 3 bis 5 reicht. Es handelt sich dabei um einen wesentlichen Unterschied.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Realisierungsarten beschränkt und es können zahlreiche Änderungen hinzugefügt werden, ohne daß der Rahmen dieser Erfindung verlassen wird.

Claims (15)

1. Schiebender Treibspiegel (16) für ein Projektil (11), das so gestaltet ist, daß es in einem Beschleuniger beschleunigt werden kann, der aus einem Vorbeschleunigerrohr (1) besteht, hinter dem sich RAM-Beschleunigungsrohre (3) befinden, wobei der schiebende Treibspiegel (16) an seiner Peripherie Abdichtungsmittel (25) aufweist, die Kontakt mit der Innenwand des Vorbeschleunigers (1) haben und so gestaltet sind, daß sie den durch den genannten Vorbeschleuniger (1) entwickelten Schub an das Projektil (11) weitergeben können und sich vom Projektil (11) lösen können, wenn das Projektil nach dem Schuß sich zwischen der stromabwärts liegenden Ende des Vorbeschleunigers (1) und dem Eintritt der Beschleunigerrohre (3) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem äußeren Ring (18) besteht, der so gebaut ist, daß er an Rillen oder radialen Führungsflossen (13) hinten am Projektil (11) befestigt werden kann, und daß er die erwähnten peripheren Abdichtungsmittel (25) und eine hintere unterkalibrige Scheibe (31, 31a, 31b, 31c, 31d) tragen kann, die so gestaltet ist, daß sie an ihrer Peripherie auf dem äußeren Ring (18) und ggf. im zentralen Bereich auf dem Heck (7) des Projektils (11) aufliegt, und daß sie sich zum geeigneten Zeitpunkt vom Projektil (11) und dem äußeren Ring (18) trennt.

2. Treibspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere unterkalibrige Deckelscheibe (31, 31a, 31b, 31c, 31d) eine relativ geringe Dicke aufweist, die zwischen 10 und 24% des Kalibers des Rohrs (1, 3) ausmacht und vorzugsweise etwa gleich 15% des besagten Kalibers ausmacht.

3. Treibspiegel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (18) doppelt profiliert ist und im Querschnitt auf der inneren Seite ein nach innen gehendes Profil (20), das nach hinten und nach innen gerichtet ist, und auf der äußeren Seite ein nach außen gehendes Profil (21) aufweist, das nach hinten und nach außen gerichtet ist und als periphere Abdichtungsvorrichtungen (25) dienen.

4. Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das nach innen gehende Profil (20) des äußeren Rings (18) des Treibspiegels (16) in einer axialen Ebene einen Winkel zwischen 10° und 60° mit der Richtung der Achse des Projektils (11) bildet.

5. Treibspiegel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel des nach innen gehenden Profils (20) mit der Achse ca. 45° beträgt.

6. Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nach außen gehende Profil (21) in einer axialen Ebene einen Winkel zwischen 10° und 20° mit der Richtung der Achse bildet.

7. Treibspiegel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel des nach außen gehenden Profils (21) ca. 15° beträgt.

8. Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (18) an seiner äußeren Seite eine Umfangsdichtung (25) aufweist, die das besagte nach außen gehende Profil (20) darstellt.

9. Treibspiegel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere unterkalibrige Deckelscheibe von relativ geringer Dicke (31, 31a, 31b, 31c, 31d) Dichtungsvorrichtungen (37a) zwischen besagter Scheibe und dem äußeren Ring (18) enthält.

10. Treibspiegel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Deckelscheibe (31a) eine volle Scheibe ist.

11. Treibspiegel nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Deckelscheibe (31b, 31c, 31d) einen Körper (32b, 32c, 32d) enthält in Form einer Scheibe, durch welche axial ausgerichtet Öffnungen (33b, 33c, 33d) hindurchgehen und die vor dem Schuß gegen die Rückseite des äußeren Rings (18) und gegebenenfalls gegen das Heck (7) des Projektils plaziert ist, und einen beweglichen Deckel (34) enthält, der gegen die Rückseite des besagten Körpers (32b, 32c, 32d) auf der dem Projektil (11) entgegengesetzten Seite plaziert ist.

12. Treibspiegel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (37) zwischen dem Körper (32b) und dem Deckel (34) vorgesehen ist.

13. Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Ring (35) axial an der Scheibe (32b, 32c, 32d) montiert ist.

14. Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Projektil (11) für das er bestimmt ist, an seinem Heck (7) eine Vorrichtung zur Zündung des durch einen pyrotechnischen Satz gebildeten reaktiven Gemisches (41) besitzt, die durch die Gase des Vorbeschleunigers (1) gezündet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelscheibe (31a, 31b, 31c, 31d) eine axiale Öffnung (43) aufweist, um den Strahl der besagten Vorrichtung (41) hindurch zu lassen.

15. Projektil (11), dazu bestimmt, mit einem RAM-Beschleuniger beschleunigt zu werden, mit einem Leitwerk (13), das als Führungsmittel während seiner Bewegung innerhalb des besagten Beschleunigers dient, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Treibspiegel (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgerüstet ist.