DE7346003U - Geschützgeschoß mit stabilisierter Drehung - Google Patents

Description

Geschützgeschoß mit stabilisierter Drehuncj

Es ist bekannt, daß, je kleiner die Widerstandskräfte sind, die auf in Flug befindliche Geschoße wirken, die Reichweite der Geschoße umso größer und die Zeit umso kürzer ist, um von der Mündung aus jede gegebene Reichweite zu erreichen. Man weiß auch, daß die Widerstandskräfte, die ein irr, Flug befindliches Geschoß verzögern, dadurch verringert werden können, daß der Körper des Geschoßes eine wirksame aerodynamische Form erhält oder daß man den Durchmesser des Geschoßes verringert.

Die wirksamen aerodynamischen Profile haben relativ lange konische vordere Abschnitte. Die üblichen normalen Geschoße haben einen relativ kurzen vorderen Abschnitt, gefolgt von einem zentralen zylindrischen Abschnitt und einem spitzen hinteren Körper. Die Widerstandskräfte können wesentlich verringert werden, wenn man dem Geschoß einen sehr viel längeren konischen vorderen Abschnitt gibt, der fortschreitend in den hinteren spitzen Körper übergeht. Diese Form ist jedoch insbesondere für den Abschuß mit einem Geschütz nicht geeignet, da der

lange konische Körper die notwendige Zentrierung nicht unterstützt.

Eine bekannte Technik besteht darin, Pinge vorzusehen, die das Geschoß an gewünschten Stellen umgeben, um den Raun zwischen dem Körper des Geschoßes und der Geschützrohrwand zu füllen. Diese Ringe sind normalerweise derart konstruiert, daß sie sich von dem Geschoß unter der Wirkung der Zentrifugalkräfte und der aerodynamischen Kräfte lösen, wenn das Geschoß die Geschützmündurg verläßt. Die so gebildeten relativ massiven Stücke können häufig eine ernste Gefahr für in der Nähe des Geschützes oefindliche Personen bilden. Außerdem beeinträchtigen sie die Orientierung des Geschoßes bzw. die Flugbahn, wenn sie sich von dem Geschoß lösen.

Ein weiteres bekanntes Verfahren besteht darin, die Geschoße mit ringförmigen Vorrichtungen zu versehen, die sich nach dem Abschuß nicht von dem Geschoß lösen. Diese Vorrichtungen zerstören jedoch das stromlinienförmige bzw. aerodynamische Profil des Geschoßes, erhöhen die Widerstandskräfte erheblich und beeinträchtigen den Flug des Geschoßes.

Gemäß der Erfindung ist ein Steuerring an einem hinteren Teil des Geschoßes befestigt, der während des Abschusses in den Geschützrohrdrall eingreift und dem Geschoß dadurch eine Drehung verleiht. Der Körper verjüngt sich fortschreitend von einem maximalen Durchmesser unmittelbar vor dem Steuerring zu dem vorderen Ende des Geschoßkörpers. Dieser konische Teil ist mit in Umfangsrichtung mit Abstand angeordneten Vorsprüngen versehen, die fest sitzen und sich radial erstrecken. Jeder Vorsprung hat eine äußere Oberfläche parallel zur Längsachse des Körpers und berührt die Geschützrohrwand, um den Körper relativ

zur Längsachse des Geschützrohres richtin zu zentri er»>:: · Die Vorsprünge sind derart ausgebildet, daß sie den Luftwiderstand während des Flugs des Geschoßes nach den "■■.'■, -schuß auf ein Minimum verringern, und der Haupttei. 1 eier radialen Erstreckung der Vorsprünge liegt innerhalb de" maximalen Durchmessers des Körpers. Der Steuerring einerseits und die Vorsprünge andererseits sind derart angeordnet, daß der Schwerpunkt des Geschoßes zwischen ihnen liegt.

Um den Luftwiderstand auf ein Minimum zu verringern, sind die Vorsprünge relativ zu ihrer Breite vorzugsweise axial langgestreckt und auch vorzugsweise bezüglich der LHngsachse des Geschoßes schräg angeordnet, um die Prehcreschwindigkeit des Geschoßes während des Flugs günstig zu steuern.

Der maximale Durchmesser des Geschoßes liegt vorzugsweise unmittelbar vor dem Steuerring· Der maximale Durchmesser ist vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt notwendig, geringer als der Durchmesser der äußeren Oberflächen de Vorsprünge, so daß der Körper des Geschoßes die Geschützrohrwand während des Abschusses nicht berührt.

Der Steuerring kann aus einem nichtmetallischen verformbaren Material bestehen, dam Lt Teile des Steuerrings gezwungen werden, in die Rillen des Geschützrohrdralls einzugreifen. Um jede Gefahr für Personen in der Nähe des Geschützes zu beseitigen, muß der Steuerring derart ausgebildet sein, daß er in eine große Anzahl kleiner, nicht tödlicher Stücke zerbricht, wenn er sich von dem Geschoß löst. Eine sorgfältige Wahl und eine genaue Bruchweise können wesentlich dadurch begünstigt werden, daß man mehrere Unregelmäßigkeiten sei es in Form von Hohlräumen (indem man das Material auf mechanische, chemische oder andere Art beseitigt) einbaut oder ein zweites Material

als Füllstoff zusetzt. Diese hf>i ■!>■:. " -h^den ! ow i ^v'^v. Pr.

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Der nichtmetallische Steuerring kann an drs spitzen hinteren Abschnitt des Körpers befestigt werden. Um die 'ibertragung der Drehung zu erleichtern, kann die Oberfläche des Geschoßes an der Stelle des Steuerri ivis aufgerauht oder gekerbt werden. Während des Abschusses greift der Ring in die Oberflächer.unregelm.äßigkeiten des Korpers ein und stellt so eine zwangsläufige ''bertragunn- der Drehung sicher. Der Ring wird an den hinterer. Ende des Geschoßes während der Handhabung und während des Fi nführens in das Geschützrohr (Laden und Stapeln) dadurch gehalten, daß zwischen dem R-.ng und dem. Geschoßkörper ei: Eingriff stattfindet. Dieser Eingriff kann z.H. durch eine ringförmige Pille erreicht werden, die in dem Geschoßkörper ausgebildet ist. und in die ein ähnlicher ringförmiger Vorsprung eingreift, der an der inneren Oberfläche des Rings vorgeseher, ist. Der Eingriff kann auch durch Schrauben und Stifte oder durch einen getrennten nichtmetallischen Finn erreicht werden, der lösbar und einem Kolbenring ähnlich ist. Der zuvor erwähnte Ring übt gleichzeitig vier Funktionen öus , nämlich die zentrierung des Geschoßes in dem Geschütz nach dem Abschuß, die hermetische Gasabdichtung, die Momentübertragung auf das Geschoß und die Schubübertragung.

Eine ringförmige Verlängerung in Form eines Endstücks kann lösbar an dem hinteren Teil des Geschoßkörpers befestigt werden. Die äußere Oberfläche der Verlängerung bildet einen Fortsatz des hinteren Teils des Geschoßkcrpers. Dieses zusätzliche Endstück verringert den Luftwiderstand und sichert so eine größere Reichweite. Bei einer weiteren Verringerung des Luftwiderstandes ver-

ringert die Verlängerung iait einem Endstück de-ι Kreisrlstabilisierungsfaktor. Bei großen Geschwindigkeiten int das Geschoß ohne die Endstückverlänqerung sehr stabil, so daß der Einfluß der Destabilisierung der Endstückverlängerung annehmbar ist. Die Stabilität eines jeden Geschoßes nimmt ab und ist im Ultraschallbereich minimal (d.h. nahe der Schallgeschwindigkeit bei der Mach-Zahl 1). Die Endstückverlängerung bewirkt einp Instabilität, wenn sie unter diesen Abflugbedingungen verwendet wird. Die Endstückverlängerung wird daher nur unter Abflugbedingungen eingesetzt, bei denen ihr Destabilisierungseinfluß ausreichend klein ist. In der Praxis bedeutet dies, daß die Verlängerung bei großen Geschwindigkeiten tatsächlich wirksam ist.

Die Endstückverlängerung wird fest, jedoch lösbar am Hauptkörper des Geschoßes angebracht. Gemäß einer Aüsführunosform werden Schraubengewinde verwendet, während gemäß einer anderen Ausführungs form eine schnell lösbare Verbindung vorgesehen wird. Die genaue Art der Verbinduna ist nicht wichtig, nit der Ausnahme, daß die Endstückverlängerung leicht gelöst bzw. befestigt werden kann, um sie den Abflugbedingungen anzupassen.

Eine Endstückverlängerunq besteht typischerweise aus einem zylindrischen hohlen Hittelstück mit einer äußeren Oberfläche, die eine Fortsetzung des hinteren Teils des Geschoßkörpers bildet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt eines Geschoßes in einer

ersten Aunführungsform,

Figur 2 einen Schnitt des Geschoßes längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Figur 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fiq. 1, und

Figur 4 einen Fig. 3 ähnlichen Schnitt einer zweiten Aus füh rungs form.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, besteht das Geschoß aus einem Hauptkörper 11. In das vordere Ende des Körpers ist ein Innengewinde 12 geschnitten, dessen Abmessungen derart sind, daß ein Zünder vorgesehen werden kann. Das Außen-profil des Geschoßes ist in bekannter Weise entsprechend den bekannten aerodynamischen Prinzipien ausgebildet, um ein wirksamen Profil bei geringem Widerstand sicherzustellen. An einer bestimmten Stelle zwischen dem minimalen vorderen Durchmesser und dem maximalen Durchmesser, der weiter hinten liegt, d,h. vor dem Schwerpunkt CG des Geschoßes ist der Hauptkörper 11 mit vier Vorsprüngen 16 versehen, die sich radial erstrecken und in Umfangsrichtung abs tandsgleich sind. Hinter diesen Vorsprüngen, jedoch vor dem Ring .14 erreicht der Körper des Geschoßes seinen maximalen Durchmesser. Dieser Durchmesser ist vorzugsweise etwas geringer als derjenige der Geschütabchruncj. Hinter diesem maximalen Durchmesser nimmt das Geschoß gleichmäßig in Form eines "Schiffhecks" ab. Die Ausführungsform der Fig. 1 zeigt eine der oben beschriebenen Einrichtungen, um den Steuerring 14 während der Handhabung und der Ladung vor dem Abschuß an dem Geschoßkörper 11 zu halten. Diese Halterung besteht aus einer Nut 17, die in dem Geschoßkörper ausgebildet ist, und einem Rastvorsprung 18, der an der Innenseite des Steuerrings vorgesehen ist.

Der Abstand zwischen der Mittelebene des Rings 14 und dem Vorsprung 16 muß vorzugsweise etwa das Ein- bis Zweifache des Kalibers des Geschoßes betragen.

Die Form und Orientierung der Vorsprünge 16, die an dem vorderen Körper des Geschoßes liegen, sind derart, daß sie den Luftwiderstand während des Flugs des Geschoßes auf ein Minimum verringern, jedoch einen seitlichen Halt und eine Zentrierung im Inneren des Geschützrohrs sicherstellen. Die Vorsprünge 16 haben eine Außenfläche, die mit der Wand des Geschoßrohrs in Berührung kommt und ihre Abmessungen sind vorzugsweise derart, daß sie wenigstens mit drei Drallabschnitten in Berührung sind ( die "Abschnitte" sind die Abstünde zwischen den Drallrillen).

Jeder Vorsprung 16 hat in Seitenansicht eine vordere obere Oberfläche 215, die sich nach hinten und zur Mitte der Oberfläche 217 krümmt, um am hinteren Ende des Vorsprungs auf den Körper 11 zu treffen. Außerdem hat der Vorsprung 16 eine hintere obere Oberfläche 219, die sich nach hinten und zur Mitte der Oberfleiche 217 krümmt, um am hinteren Ende des Vorsprungs auf den Körper 11 zu treffen. Jeder Vorsprung 16 nimmt in Aufsicht nach vorne in Form eines vorderen konischen Endes ausgehend von seiner maximalen Breite und außerdem nach hinten in Form eines hinteren konischen Endes ausgehend von seiner maximalen Breite ab. Das genaue Profil des Vorsprungs 16 wird von den bekannten aerodynamischen Prinzipien bestimmt, um ein wirksames aerodynamisches Profil mit geringem Widerstand zu erhalten.

Wie zuvor erwähnt wurde, erstreckt sich jeder Vorsprung axial, d.h., daß er im Vergleich zu seiner maximalen Breite lang ist. Jeder Vorsprung 16 kann axial zur Längsachse des Geschoßes schräg verlaufen, wie gezeigt ist, und seine radiale Höhe kann ebenfalls derart sein, daß nur der äußerste radiale Teil eines jeden Vorsprungs 16 sich über den Teil mit maximalem Durchmesser des Körpers 11 erstreckt. Ebenso liegt der größte Teil der Höhe der Vorsprünqe 16 innerhalb des maximalen Durchmessers des Körpers. Der

Schrägungswinkel wird in Abhängigkeit von der Anfangsgeschwindigkeit des C-Rschoßes und dem f.cwuuscli ι.<.·η MaU m-r Drehung gewählt und kann in der gleichen Größenordnung und in der gleichen Richtung wie die Neiauno des Geschützrohrdrcills verlaufen. Die Form, Abmessung und Orientierung (die oben beschrieben wurden) der Vorsprünge 16 verringern die axialen Widerstandskräfte auf das im Flug befindliche Geschoß und auch die Verschlechterung des Grads der Drehun«" des im Flug befindlichen Geschoßes auf ein Minimum.

Der Steuerring 14, der an dem konischen hinteren Teil 13 des Körpers befestigt ist, besteht aus einem nichtmetallischen, verformbaren Material z.B. einem synthetischen Kunststoffmaterial. Der maximale Durchmesser des Körpers 11 ist kleiner als derjenige der Drallintervalle des Geschützrohrs. Somit tritt keine Berührung zwischen dem Körper 11 und der Wand des Geschützrohrs auf. Der Steuer ring 14 hat eine äußere Oberfläche 212, die zylindrisch ist u.;J sich über einen großen Teil ihrer Länge parallel zur Längsachse des Körpers 11 erstreckt. Der Durchmesser der Oberfläche 212 ist etwas größer als derjenige der Drallrillen. Der vordere Teil des Stsuerrings 14 ist mit einer Oberfläche 221 versehen, die sich nach vorne verjüngt, um das Eindringen des Geschoßes in das Geschützrohr zu erleichtern.

Die am meisten hinten gelegene Oberfläche des Rinqs 14 ist mit einer Rille 222 versehen. Die so gebildete äußere Lippe 223 verformt sich leicht in Abhängigkeit von dem Gasdruck des Geschützes während des Abschusses und sichert so eine Gasabdichtung.

Sobald das Geschoß das Geschützrohr unter der Wirkung seiner Gase durchquert, gleitet die äußere Oberfläche 217 der vorderen Vorsprünge 16 auf den Drallabschnitten,, um den vorderen Teil des Geschoßes in dem Geschützrohr

zu zentrieren, und der Steuerring 14 zentriert den hinton Teil des Geschoßes.

Die äußere Oberfläche 212 des Steuerrinns wird nezwunner., sich dem Profil des Rohrdralls des Geschützes unter der Wirkung seiner Gase anzupassen und die Abschnitte des Bandes dringen in die Drallrillen derart ein, daß, wenn das Geschoß abgeschossen wird, dem Ring 14 eine Drehuna verliehen wird. Um diese Drehmomentübertraguna des Ringes 14 auf den Körper 11 des Geschoßes sicherzustellen, ist der Teil der hinteren Oberfläche 13 in Form eines Schiffshecks, der den Ring 14 berührt, gerändelt, aufgerauht oder gekerbt, um den Ring 14 und die Oberfläche 13 des Körpers wechselweise in Berührung zu bringen. Das Vorhandensein dieser wechselweisen Berührungsflächen ermöglicht es, daß sowohl der Schub wie auch die Drehung des Rings 14 auf den Körper 11 übertragen werden. Der Steuerring wirkt auch während des Abschusses bzw. der Zündung wie eine Gasdichtung.

Der Stejerring 14 ist derart konstruiert, daß er sich von der. Körper Ii des "eschoßes nach dem Abschuß löst. Der Ring 14 ist so ausgebildet, daß er nach dem Lösen von dem Geschoß in zahlreiche kleine ungefährliche Stücke zerbricht. Die Abmessung und die Form der Stücke wird durch den Einbau von Unterbrechungen in den Rinn 14 und durch die Wahl der physikalischen Eigenschaften des Materials, aus dem der Rinq 14 hergestellt wird, qesteuert. Die Unterbrechungen können die Form von Längsschlitzen, Längslöchern, ringförmigen Rillen (an der Innenseite ebenso wie an der Außenseite), Kerben oder radialen Löchern haben. Die genaue Form und Lage dev Unterbrechungen wird von der gewählten Abmessung der Stücke und den physikalischen Eigenschaften des Materials des Rings bestimmt. Um das Erzielen der richtigen Brucheigenschaften zu erleichtern, können die physikalischen Eigen-

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schäften des Materials, aus dem der Ring 14 hergestellt wird, dadurch geändert werden, daß ein Füllmaterial in Form von diskreten Partikeln zugefügt wird. Die genaue Form der Partikel wird von den physikalischen Eigenschaften des Füllmaterials und des Hauptmaterials des Rings 14 und von den gewünschten Brucheigenschaften bestimmt.

Das hintere Ende des hinteren Teils der Körpers 11 des Geschoßes ist für die Befestigung des lösbaren Endstücks 19 hohl ausgebildet. Dieses lösbare Ln' stück 19 hat die Form eines Hohlzylinders mit einer äußeren Oberfläche 227, die sich nach hinten verjüngt und eine Verlängerung des hinteren konischen Teils 13 des Körpers 11 des Geschoßes bildet. Der Vorgang der Befestigung des lösbaren Endstücks 19 ist derart, daß er das schnelle und leichte Befestigen und Lösen des Endstücks 19 ermöglicht. Zugleich muß die Befestigung ausreichend stark sein, um den Spannungen des Abschusses und des Flugs zu widerstehen. Das Geschoß kann mit und ohne Endstück 19 entsprechend den Umständen gezündet bzw. abgeschossen werden.

Bei einer langen Reichweite, d.h. bei großen Mündungsgeschwindigkeiten, ist es notwendig, daß das Endstück 19 befestigt wird, um den Widerstand zu verringern und damit die Reichweite zu erhöhen. Die Verlängerung mit dem Endstück 19 verringert den Stabilitätsbereich des Geschoßes, jedoch ist die Stabilität für große Geschwindigkeiten mehr als geeignet. Für kleine Geschwindigkeiten, insbesondere für kritische Ultraschallgeschwindigkeiten ist die Stabilität aller Geschoße im Vergleich zu großen Geschwindigkeiten entsprechend den bekannten aeroballistischen Prinzipien verringert. Für Ultraschailgeschwindigkeiten ist das Geschoß nicht stabil, wenn es abgeschossen wird und die Verlängerung mit dem Endstück angebracht ist. Daher wird bei diesen Geschwindigkeiten

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und bei allen Geschwindigkeiten, bei denen die Stabilität mit der Verlängerung mit den Endstück 19 nicht ausreicht, dieses weggelassen und dadurch die Stabilität wieder mit geeigneten Werten erreicht.

In Abwandlung von der beschriebenen Ausführungs form mit einem zerbrechlichen und nichtmetallischen Steuerring kann auch ein üblicher metallischer Ring verwendet werden. Ebenso kann das Geschoß mit einem permanenten, nicht lösbaren Endstück versehen sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Ladung des oberen Bereichs dem lösbaren Endstück zugeordnet, um Feldfehler zu verhindern, d.h. um sicherzustellen, daß das zusätzliche Endstück stets für Schüsse mit langer Reichweite verwendet wird. Die Ladung des oberen Bereichs kann in dem Endstück oder zum Teil in und zum Teil um diesen angeordnet werden. Ia letzterem Fall umgibt ein brennbares Rohr vorzugsweise die Ladung.

Claims (1)

1. Ansprüche

   1. Geschützgeschoß mit stabilisierter Drehung, dadurch gekennzeichnet, daß es einen langgestreckten Körper (11) aufweist, daß ein Steuerring (14) an einem hinteren Teil des

   * Körpers (11) befestigt ist, der während des Abschusses in

   |„ den Geschützrohrdrall eingreifen kann, um dem Geschoß eine

   fe Drehung zu verleihen, daß der Körper sich ausgehend von

   einem maximalen Durchmesser vor dem Steuerring (14) zu

   j dem vorderes Ende des Körpers (11) hin fortschreitend

   Ij konusförmig verjüngt, daß der konusförmige Teil vor dem

   ι. Schwerpunkt des Geschoßes mit Vorsprüngen (IG) versehen

   j ist, die sich radial erstrecken, und fest und in Umfangs-

   richtung mit Abstand angeordnet sind, daß jeder Vorsprung (16) eine äußere Oberfläche aufweist, die im wesentlichen parallel zu der Längsachse des Körpers verläuft und die Wand des Geschützrohrs zum Zentrleren des vorderen Teils des Geschoßes in diesem berührt, und daß jeder Vorsprung (16) auch derart ausgebildet ist, daß der Luftwiderstand während des Flugs des Geschoßes nach dem Abschuß auf ein Minimum verringert wird, wobei der größere Teil der radialen Erstreckung der Vorsprünge (16) innerhalb des maximalen Durchmessers des Körpers (11) liegt.

   2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge im Vergleich zu ihrer Breite axial in Richtung der Geschoßflugbahn verlaufen.

   3. Geschoß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (16) bezüglich der Geschoßlängsachse schräg verlaufen.

   ο Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Durchmesser des Geschoßkörpers (11) unmittelbar

   vor dem Steuerring (14) liegt.

   5. Geschoß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Durchmesser des Körpers (11) atwcis geringer als derjenige der äußeren Oberflachen der Vorsprünge (16) ist, so daß der Körper während des Abschusses nicht an der Geschützrohrwcind angreift.

   6. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (14) aus einem nichtmetallischen, verformbaren Grundmaterial besteht, damit Teile des Steuerr.incrs zum Eingriff in die Rillen des Geschützrohrdralls gezwungen werden»

   7. Geschoß, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (14) nach dem Abschuß durch die Zentrifugalkraft und/oder den Luftwiderstand von den Körper (11) lösbö - ist.

   8. Geschoß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (14) durch den Einbau von Materialunregelmäßigkelten zum Bruch in eine größere Anzahl kleiner Stücke gezwungen wird.

   9. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (14) an einem hinteren Teil des Körpers (11) befestigt i3t, der sich nach hinten verjüngt.

   10. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endstück (19) lösbar an dem hinteren Ende des Körpers (11) befestigt ist, und daß das Endstück eine äußere Oberfläche aufweist, die eine Verlängerung der Süßeren Oberfläche des hinteren Teils des Körpers (11) bildet.

   11. Geschoß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem lösbaren Endstück (19) eine Ladung für einen höheren Bereich zugeordnet ist.