DE102007033833A1

DE102007033833A1 - Scheibenförmiger Treibspiegel

Info

Publication number: DE102007033833A1
Application number: DE102007033833A
Authority: DE
Inventors: Alexander Paesch; Martin Rybol
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2009-01-22
Also published as: US20100180789A1; EP2167904A1; WO2009010172A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen scheibenförmigen Treibspiegel zur Beschleunigung eines aus einem als Glattrohr ausgebildeten Verschussrohr (1) verschießbaren, vorzugsweise kalibergleichen Geschosskörpers (5). Um zu erreichen, dass der Treibspiegel (6) sich unmittelbar nach Passieren der Mündung (4) des jeweiligen Verschussrohres (1) von dem Geschosskörper (5) trennt, ohne den weiteren Flugverlauf des Geschosskörpers (5) zu stören, schlägt die Erfindung vor, dass der vorzugsweise einteilige Treibspiegel (6) derart ausgebildet ist, dass er sich zur Übertragung der beim Abschuss auftretenden Gasdruckkräfte auf den Geschosskörper (5) nur in Teilbereichen an dem heckseitigen Bereich des Geschosskörpers (5) abstützt, derart, dass zwischen dem Treibspiegel (6) und dem Heck (7) des Geschosskörpers (5) mindestens ein Hohlraum (11, 12) verbleibt und dass durch den Boden (8) des Treibspiegels (6) mindestens eine Druckreduktionsbohrung (13) hindurchgeführt ist, durch welche beim Abschuss der Geschossanordnung (2) Treibgase kontrolliert in den Hohlraum (11, 12) zwischen dem Treibspiegel (6) und dem Heck (7) des Geschosskörpers (5) eindringen und einen gegenüber dem äußeren Luftdruck definierten Überdruck erzeugen, der eine Separierung des Treibspiegels (6) von dem Geschosskörper (5) bewirkt, sobald die aus Geschosskörper (5) und Treibspiegel (6) bestehende Geschossanordnung (2) die Mündung (4) des Verschussrohres (1) passiert hat.

Description

Die Erfindung betrifft einen scheibenförmigen Treibspiegel zur Beschleunigung eines aus einem als Glattrohr ausgebildeten Verschussrohres verschießbaren, vorzugsweise kalibergleichen Geschosskörpers.
Die Verwendung scheibenförmiger Treibspiegel (auch als Treibscheiben bezeichnet) für Panzergeschosse sind aus dem Dokument „Waffentechnisches Taschenbuch", 7. Auflage 1985, der Rheinmetall GmbH, Düsseldorf, Seite 472 ff, bekannt. Mit diesen bekannten Treibspiegeln soll erreicht werden, dass ein unterkalibrig ausgebildetes Geschoss beim Abschuss eine hohe Anfangsgeschwindigkeit erreicht und beim weiteren Flugverlauf einen geringen Geschwindigkeitsabfall aufweist. Dabei umfasst der Treibspiegel den jeweiligen Geschosskörper heckseitig formschlüssig und weist einen dem Kaliber des Waffenrohres entsprechenden Außendurchmesser auf.
Nachteilig ist bei den bekannten Treibspiegeln unter anderem, dass bei der Separierung des Treibspiegels von dem Geschosskörper häufig eine mechanische Beeinflussung des Geschosskörpers erfolgt, so dass dem Geschosskörper eine Abgangsstörung aufgeprägt wird. Dieses gilt sowohl für Drall stabilisierte Geschosse, bei denen der Treibspiegel aufgrund des Dralles segmentiert und die Treibkäfigsegmente dann seitlich abgeworfen werden, als auch für aus einer Glattrohrkanone verschossene Treibspiegelgeschosse, bei denen in der Regel der Treibspiegel durch Luftstaukräfte segmentiert und nach hinten abgeworfen werden. In beiden Fällen kann es zu Pendelungen des Geschosskörpers kommen, die bei dem weiteren Flug des jeweiligen Geschosskörpers, etwa durch einen Ausgleichsdrall, kompensiert werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Treibspiegel zur Beschleunigung eines aus einem Glattrohr verschießbaren, vorzugsweise kalibergleichen Geschoßkörpers anzugeben, der unmittelbar nach Passieren der Mündung des jeweiligen Verschussrohres sich von dem Geschosskörper trennt, ohne den Flugverlauf des Geschosskörpers nennenswert zu stören.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, dass einen geschossheckseitig und bevorzugt einteiligen Treibspiegel infolge einer bei Rohrdurchgang kontrolliert dosiert abgeleiteten Druckdifferenz, eingeschlossen zwischen der geschossheckseitgen Treibspiegelinnenkontur und Geschossheck, derart wirksam werden zu lassen, dass dieses Druckniveau infolge der standartgemäßen physikalischen Effekte nach Mündungsdurchgang gleichsam einer expandierten Luftfeder weitestgehend berührungsfrei die Separierung von Geschoss und Treibspiegel spontan einleitet.
Der Treibspiegel ist dazu derart ausgebildet, dass er sich zur Übertragung der beim Abschuss auftretenden Gasdruckkräfte auf den Geschosskörper nur in Teilbereichen an dem heckseitigen Bereich des Geschosskörpers abstützt, derart, dass zwischen dem Treibspiegel und dem Heck des Geschosskörpers mindestens ein Hohlraum verbleibt, und dass durch die Wand des Treibspiegels mindestens eine Druckreduktionsbohrung hindurchgeführt ist, durch welche beim Abschuss der Geschossanordnung Treibgase kontrolliert in den Hohlraum zwischen dem Treibspiegel und dem Heck des Geschosskörpers eindringen und einen gegenüber dem äußeren Luftdruck definierten Überdruck erzeugen, der eine Separierung des Treibspiegels von dem Geschosskörper bewirkt, sobald die aus Geschosskörper und Treibspiegel bestehende Geschossanordnung die Mündung des Waffenrohres passiert hat.
Diese Separierung des Treibspiegels von dem Geschosskörper geschieht nahezu ohne jede mechanische Wechselwirkung zwischen Treibspiegel und Geschosskörper und minimiert daher eine Abgangsfehlereinflussnahme.
Der Hohlraum zwischen dem Treibspiegel und Geschosskörper soll vorzugsweise derart angeordnet sein, dass nach Passieren der Mündung der Geschossanordnung eine gleichmäßige Trennung von Treibspiegel und Geschosskörper sichergestellt ist. Hierzu kann der zwischen dem Treibspiegel und dem Heck des Geschosskörpers angeordnete Hohlraum die mittlere Längsachse der Geschossanordnung zentral und/oder ringförmig umschließen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Treibspiegel tellerförmig mit einem in Bezug auf das Heck des Geschosskörpers nach außen gewölbten Boden ausgebildet, wobei der Boden sich am äußeren Rand an dem Geschosskörper und im mittleren Bereich des Geschosskörpers über einen ringförmigen Abstützsteg an dem Heck des Geschosskörpers abstützt. Dabei ist der Abstützsteg derart gewählt, dass die Krafteinleitung in den Bereichen des Geschosskörpers erfolgt, die den Abschussbelastungen beim Rohrdurchgang auch standhalten.
Der Treibspiegel besteht vorzugsweise aus einem Leichtmetall, vorzugsweise aus einer Aluminium-Legierung.
Mit diesem Lösungsprinzip lassen sich vergleichsweise fragible Unterbaugruppen von Cargogeschossen sicher aus einer Glattrohrkanone entsprechenden Kalibers verschießen. Die Fragibilität wirkt sich dabei nicht negativ aus.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1 den Längsschnitt durch einen Teil eines Waffenrohres mit einer sich zur Mündung des Waffenrohres hin bewegenden, aus einem Geschosskörper und einem Treibspiegel bestehenden Geschossanordnung und
2 die in 1 dargestellte Geschossanordnung nach Verlassen des Waffenrohres.
In 1 ist mit 1 ein Waffenrohr einer Glattrohrwaffe (z. B. eines Mörsers) bezeichnet, in dem sich eine Geschossanordnung 2 befindet, die sich nach Zündung einer nicht dargestellten Treibladung aufgrund der erzeugten hochgespannten Treibladungsgase 3 zur Mündung 4 des Waffenrohres 1 hinbewegt.
Die Geschossanordnung 2 setzt sich aus einem vollkalibrigen Geschosskörper 5 und einem heckseitig an dem Geschosskörper 5 angeordneten erfindungsgemäßen tellerförmi gen Treibspiegel 6 aus einer Aluminiumlegierung zusammen, welcher ebenfalls einen Außendurchmesser aufweist, der dem Kaliber des Waffenrohres 1 entspricht.
Dabei handelt es sich bei dem dargestellten Geschosskörper 5 nicht um ein Gefechtsgeschoss, sondern beispielsweise um die Baugruppe einer Rakete, deren Abschussfestigkeit geprüft werden soll.
Der Geschosskörper 5 ist hierbei vereinfacht lediglich als Vollkörper dargestellt. Es kann sich aber selbstverständlich auch um einen Hohlkörper, beispielsweise zur Aufnahme einer Steuerelektronik, von Treibstoff oder Treibladungspulver etc., handeln.
Der einteilige tellerförmige Treibspiegel 6 weist einen in Bezug auf das Heck 7 des Geschosskörpers 5 nach außen gewölbten Boden 8 auf, wobei der Boden 8 sich am äußeren Rand 9 und im mittleren Bereich des Geschosskörpers 5 über einen ringförmigen Abstützsteg 10 an dem Heck 7 des Geschoßkörpers 5 abstützt, so dass zwischen dem Heck 7 des Geschosskörpers 5 und dem Treibspiegel 6 ein zentraler Hohlraum 11 und ein den ringförmigen Abstützsteg 10 umgebender, ringförmiger Hohlraum 12 gebildet wird.
Durch den Boden 8 des Treibspiegels 6 ist eine Druckreduktionsbohrung 13 hindurchgeführt, durch welche die beim Abschuss der Geschoßanordnung 2 freiwerdenden Treibladungsgase 3 zunächst in den ringförmigen Hohlraum 12 und anschließend über eine nicht in 1 dargestellte Öffnung auch in den zentralen Hohlraum 11 kontrolliert eindringen, so dass in den Hohlräumen 11, 12 ein gegenüber dem äußeren Luftdruck definierter Überdruck erzeugt wird.
Sobald daher die Geschossanordnung 2 die Mündung 4 des Waffenrohres 1 passiert hat (2) und der heckseitig auf den Treibspiegel 6 wirkende Druck der Treibladungsgase 3 nachlässt, expandieren die in den Hohlräumen 11, 12 vorgespannten Treibladungsgase und drücken aufgrund des unterschiedlichen Massenverhältnisses zwischen dem (leichten) Treibspiegel 6 und dem (schweren) Geschosskörper 5 den Treibspiegel 6 von dem Geschosskörper 5 nach hinten weg, ohne dass es zu einer nennenswerten mechanischen Beeinflussung des Geschosskörpers 5 durch den Treibspiegel 6 kommt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So braucht es sich bei dem Verschussrohr nicht zwingend um ein Waffenrohr zu handeln, sondern es kann sich auch um ein speziell für Versuchszwecke hergestelltes Verschussrohr handeln. Auch können die Treibgase statt durch eine Treibladung durch einen anderen Gaserzeuger (z. B. eine Stickstoffgasquelle) zur Verfügung gestellt werden.

1: Verschussrohr, Waffenrohr
2: Geschossanordnung
3: Treibgase, Treibladungsgase
4: Mündung
5: Geschosskörper
6: Treibspiegel
7: Heck
8: Boden
9: äußerer Rand
10: Abstützsteg
11: (zentraler) Hohlraum
12: (ringförmiger) Hohlraum
13: Druckreduktionsbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „Waffentechnisches Taschenbuch", 7. Auflage 1985, der Rheinmetall GmbH, Düsseldorf, Seite 472 ff [0002]

Claims

Scheibenförmiger Treibspiegel zur Beschleunigung eines aus einem als Glattrohr ausgebildeten Verschussrohres (1) verschießbaren, vorzugsweise kalibergleichen Geschoßkörpers (5), mit den Merkmalen: a) der Treibspiegel (6) weist einen Außendurchmesser auf, der dem Kaliber des Verschussrohres (1) entspricht; b) der Treibspiegel (6) ist derart ausgebildet, dass er sich zur Übertragung der beim Abschuss auftretenden Gasdruckkräfte auf den Geschosskörper (5) nur in Teilbereichen an dem Geschosskörper (5) abstützt, derart, dass zwischen dem Treibspiegel (6) und dem Heck (7) des Geschosskörpers (5) mindestens ein Hohlraum (11, 12) verbleibt; c) durch den dem Heck (7) des Geschosskörpers (5) gegenüberliegenden Boden (8) des Treibspiegels (6) ist mindestens eine Druckreduktionsbohrung (13) hindurchgeführt, durch welche beim Abschuss der Geschoßanordnung (2) Treibgase (3) in den Hohlraum (11, 12) zwischen dem Treibspiegel (6) und dem Heck (7) des Geschosskörpers (5) kontrolliert eindringen und einen gegenüber dem äußeren Luftdruck definierten Überdruck erzeugen, der eine Separierung des Treibspiegels (6) von dem Geschosskörper (5) bewirkt, sobald die aus Geschosskörper (5) und Treibspiegel (6) bestehende Geschossanordnung (2) die Mündung (4) des Verschussrohres (1) passiert hat.
Treibspiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (11, 12) zwischen dem Treibspiegel (6) und dem Geschosskörper (5) derart angeordnet ist, dass nach Passieren der Mündung (4) der Geschossanordnung (2) eine gleichmäßige Trennung von Treibspiegel (6) und Geschosskörper (5) sichergestellt ist.
Treibspiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Treibspiegel (6) und dem Heck (7) des Geschosskörpers (5) angeordnete Hohlraum (11, 12) die mittlere Längsachse der Geschossanordnung (2) zentral und/oder ringförmig umschließt.
Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibspiegel (6) tellerförmig mit einem in Bezug auf das Heck des Geschosskörpers nach außen gewölbten Boden (8) ausgebildet ist, wobei der Boden (8) sich am äußeren Rand (9) an dem Geschosskörper (5) abstützt.
Treibspiegel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibspiegel (6) sich auch im mittleren Bereich des Geschosskörpers (5) über mindestens einen Abstützsteg (10) an dem Heck (7) des Geschosskörpers (5) abstützt.
Treibspiegel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützsteg (10) ringförmig ausgebildet ist.
Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibspiegel (6) einteilig ausgebildet ist.
Treibspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibspiegel (6) aus einem Leichtmetall, vorzugsweise aus einer Aluminium-Legierung, besteht.