-
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur verbesserten Beschleunigung des Projektils eines Geschosses im Lauf einer Schusswaffe, insbesondere mit einem Projektil, das beim Abfeuern bei gleicher Treibladung eine größere Reichweite und Zielgenauigkeit erreicht, wobei der Luftdruck innerhalb des Laufes der Schusswaffe gesenkt wird.
-
Um eine höhere Beschleunigung und damit eine höhere Mündungsgeschwindigkeit eines Geschosses zu erreichen, ist im allgemeinen ein höherer Gasdruck notwendig, der u.a. mit einer größeren Treibladung erzielt werden kann.
-
Hohlladungsgeschosse mit einem Hohlraum, in dem ein Vakuum herrscht, sind aus der
DE 1 147 143 im Stand der Technik bekannt. Das Vakuum in diesem Hohlraum wird während des Fluges des Geschosses erzeugt und bewirkt beim Auftreffen auf das Zielobjekt infolge des Zusammenwirkens zwischen dem Vakuum und dem dort sogenannten Schwadenstrahl im Hohlraum eine besondere Durchschlagswirkung. Als nachteilig bei dieser Erfindung ist es anzusehen, dass das Vakuum erst während des Fluges des Hohlladungsgeschosses erzeugt wird.
-
Ferner ist aus der
EP 2 245 419 B1 ein Sprenggeschoss für einen Flüssigkeitssprengstoff, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt geworden, bei dem im Innern der Geschosshülle ein Hohlraum vorgesehen ist, der zur Ausdehnung des Flüssigsprengstoffes bei Temperaturschwankungen dient..
-
Als nachteilig wird es im allgemeinen Stand der Technik empfunden, dass der Luftwiderstand im Lauf einer Schusswaffe beim Abfeuern des Geschosses verhältnismäßig hoch ist und damit die Beschleunigung des Projektils mindert, wodurch die Mündungsgeschwindigkeit stark herabgesetzt und infolgedessen die Reichweite und die Zielgenauigkeit des Projektils herabgesetzt wird. Um das zu verhindern, wäre z.B. wünschenswert, während des Abfeuerns des Projektils aus der Hülse des Geschosses, den Luftdruck im Lauf der Waffe zumindest zu mindern.
-
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Nachteile im Stand zu verbessern und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem der Luftdruck im Lauf einer Schusswaffe beim Abfeuern eines Geschosses zumindest gemindert wird.
-
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind den Unteransprüchen und der Detailbeschreibung zu entnehmen.
-
Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur Steigerung der Mündungsgeschwindigkeit beim Abfeuern eines Projektils aus einer Schusswaffe im Zeitraum vom Auslösen des Schusses bis zum Austreten des Projektils aus dem Lauf der Schusswaffe dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil eines Hohlraumes des Geschosses zumindest teilweise evakuiert wird, wobei das Vakuum innerhalb des Hohlraums beim Abbrennen der Treibladung des Geschosses gebrochen wird, wodurch im Lauf der Schusswaffe kurzzeitig eine Luftdrucksenkung entsteht.
-
Das erfindungsgemäße Projektil eines Geschosses ist dabei gekennzeichnet durch einen evakuierten Hohlraum, der sich während des Abfeuervorgangs der Treibladung öffnet und somit zumindest teilweise den Luftdruck innerhalb des Laufes der Schusswaffe mindert.
-
Dabei ist es vorteilhaft, dass am Hohlraum mindestens ein Verschluss angeordnet ist, der den Hohlraum luftdicht so abdichtet, dass der Hohlraum über einen längeren Zeitraum evakuiert bleibt.
-
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass der Verschluss mindestens ein Dichtelement aufweist, das mit einem Masseelement und mindestens einer Wand des Hohlraumes zusammenwirkt.
-
Vorteilhaft ist es auch, dass unterhalb des Masseelements ein Federelement angeordnet ist, dass das Masseelement im Ruhezustand in einer Dichtstellung zur Abdichtung des Hohlraumes hält.
-
Ferner ist es vorteilhaft, dass das Projektil in einer Hülse über einer Treibladung angeordnet ist, die mittels eines Zünders im unteren Bereich des Geschosses gezündet wird.
-
Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass das Projektil mindestens einen Kanal aufweist, der den Hohlraum mit der Atmosphäre im Lauf der Schusswaffe verbindet.
-
Vorteilhaft ist es ferner, dass der mindestens eine Kanal im Querschnitt parallel zur Längsachse des Geschosses ausgeformt ausgebildet ist, zum Beispiel zylindrisch oder trichterförmig oder kegelstumpfförmig oder geschwungen oder gebogen, je nach dem, welche Form die günstigsten Strömungsbedingungen liefert.
-
Vorteilhaft ist es auch, dass am Masseelement ein Zapfen angeordnet ist, der im geschlossenen Zustand des Hohlraums den mindestens einen Kanal zumindest teilweise ausfüllt.
-
Vorteilhaft ist es auch, dass die Spitze eines am Masseelement angeordneten Zapfens konkav oder konvex ausgebildet sein kann.
-
Ferner ist es vorteilhaft, dass der Hohlraum im Querschnitt parallel zur Längsachse des Geschosses an den Seitenwänden profiliert ist.
-
Als vorteilhaft wird es ferner angesehen, dass das Masseelement an geeigneter Stelle mindestens ein Dichtelement aufweist, das den Hohlraum abdichtet, wobei zwischen dem Masseelement und dem Hohlraum eine vakuumdichte Verbindung hergestellt wird.
-
Im nun Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen im Einzelnen näher erläutert. Es zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Geschosses (1) mit einem Projektil (2), das einen Hohlraum (3) aufweist, der evakuiert ist, wobei das Projektil (2) in einer Hülse (9) steckt, die mit einer Treibladung (10) gefüllt ist;
- 2 eine schematische Querschnittsdarstellung des Projektils 2, bei dem das Masseelement (7) den Verschluss (4) zum Hohlraum (3) geöffnet hat;
- 3 einen schematischen Querschnitt parallel zur Längsachse des Geschosses (1') eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Projektils (2') mit einem geschlossenen Hohlraum (3), durch den ein Masseelement (7') ragt;
- 4 einen schematischen Querschnitt des Projektils (2') aus 3, bei dem das Masseelement (7') in einer Stellung ist, bei der der Hohlraum (3) geöffnet ist;
- 5 den schematischen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Projektils (2) in geschlossenem Zustand des Hohlraumes (3);
- 6 den schematischen Querschnitt des Projektils (2) aus 5, bei dem das Masseelement (7') in einer Stellung steht, bei der der Hohlraum (3') geöffnet ist;
- 7 eine Blockdarstellung der einzelnen Verfahrensschritte.
-
Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Geschosses 1 mit einem Projektil 2, das teilweise in der Hülse 9 des Geschosses 1 oberhalb der Treibladung 10 angeordnet ist. In dieser Darstellung ragt im unteren Bereich der Hülse 9 ein Zündelement 11 in die Treibladung 10 hinein, die beim Zünden des Zündeelements 11 abgefeuert wird. Oberhalb der Treibladung 10 ist das Projektil 2 angeordnet, das einen ausgeformten Hohlraum 3 aufweist, dessen Wände 6,6' in einem Ausführungsbeispiel gerade zylindrisch ausgeformt sind und in einem anderen Ausführungsbeispiel geschwungen oder gekrümmt ausgeformt sind, was durch die gestrichelten Linien 6' symbolisiert ist. Der Hohlraum 3 ist an einem Ende mit einem Kanal 12 verbunden, der eine Verbindung zwischen dem Hohlraum 3 und der Atmosphäre im Lauf der Schußwaffe herstellt. Der Kanal 12 muss nicht zwingend zylindrisch ausgeformt sein, sondern kann auch andere Formen wie beispielsweise trichterförmig oder kegelstumpfartig ausgeführt werden, je nachdem, welche strömungstechnischen Bedingungen den Eintritt der Luftmassen aus dem Lauf der Schusswaffe am günstigsten beeinflusst. Im Hohlraum 3 ist ein Federelement 8 unterhalb eines Masseelements 7 angeordnet, das auf das Masseelement 7 in Richtung des Kanals 12 einen mechanischen Druck ausübt, um den Verschluss 4 zwischen dem Kanal 12 und dem Hohlraum 3 abzudichten, d.h., das Masseelement 7 in Schließstellung zu halten. Der Verschluss 4 besteht im wesentlichen aus einem Dichtungssitz 16 und einem Dichtelement 15, wobei der Dichtungssitz 16 an geeigneter Stelle an der nach oben weisenden Wand des Kanals 12 angeordnet ist, wobei das Dichtelement 15 das Masseelement 7 Vakuum dicht abschließt.
-
Die 2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung des Projektils 2, bei dem das Masseelement 7 den Verschluss 4, bestehend aus Dichtungssitz 16 und Dichtelement 15, zum Hohlraum 3 freigegeben hat. Das Masseelement 7 weist ein vorbestimmtes Gewicht auf, das infolge seiner Trägheit und aufgrund des Luftdrucks p im Lauf der Schußwaffe beim Abfeuern der Treibladung 10 den Verschluss 4 kurzzeitig öffnet, um damit die im Lauf der Schusswaffe befindliche Luftmenge durch den Kanal 12 anzusaugen, wodurch in einem bestimmten Bereich vor dem Projektil 2 der Luftdruck zumindest gemindert wird und dadurch die Beschleunigung des Projektil 2 im Lauf der Schusswaffe erhöht wird. Infolge des kurzzeitigen Luftdruckabfalls im Lauf der Schusswaffe erhöht sich auch die Mündungsgeschwindigkeit des Projektils 2 am Ende des Laufes der Schusswaffe. Darüber hinaus breitet sich auch der Knall infolge des Abbrennens der Treibladung mit einer veränderten Geschwindigkeit und damit mit einer verminderten Intensität aus.
-
Die 3 zeigt einen schematischen Querschnitt parallel zur Längsachse des Geschosses 1' eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Projektils 2' mit einem abgedichteten geschlossenen Hohlraum 3, durch den ein Massenelement 7' ragt, das als langgestreckter Bolzen ausgebildet ist. Das Material, aus dem der Bolzen gefertigt ist, ist im Prinzip wahlfrei und kann beispielsweise aus einem geeigneten Stahl oder einem geeigneten Keramikmaterial oder Kunststoffmaterial bestehen. Der langgestreckte Bolzen 7' ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel am oberen Ende von mindestens einem Langloch 18 durchsetzt. Anstatt eines Langenloches können selbstverständlich auch andere Lösungen angewendet werden, zum Beispiel eine Kerbe in der Oberfläche des Bolzens 7'. Der Bolzen 7' ragt durch den gesamten Hohlraum 3 hindurch und endet am unteren Ende 19 des Projektils 2. Ferner wird der Bolzen 7' durch einen zweiten Hohlraum 3' geführt, in dem ein Federelement 8 um den Bolzen herum angeordnet ist. Das obere Ende des Federelements 8 berührt kraftschlüssig die obere Wand des Hohlraumes 3' und sein unteres Ende steht kraftschlüssig mit einem Absatz 20 am langgestreckten Bolzen 7' in Verbindung. Im unteren Teil des Projektils 2 wird der Bolzen durch einen Schaft 21 geführt, der mit dem Hohlraum 3' in Verbindung steht. Um den Hohlraum 3 evakuieren zu können, sind im Bereich des unteren Endes des Hohlraumes 3 und im Bereich des oberen Endes des Hohlraumes 3 jeweils ein Dichtelement 15 angeordnet, dass den Hohlraum 3 vakuumdicht verschließt. Andere Dichtelemente zum Abdichten der des Hohlraumes 3, die nach Gebrauch des Geschosses zerreißen oder zerbrechen, sind ebenfalls geeignet. Wichtig ist es, dass der Hohlraum 3 bis zum Abfeuern des Geschosses 1 evakuiert ist. Das spezifische Gewicht des langgestreckten Bolzens 7' zusammen mit dem Federelement 8 sollte so gewählt werden, dass es in etwa den Gewichtsverlust des Projektziels 2 infolge der eingearbeiteten Hohlräume 3,3', 12 und 21 ausgleicht. Die äußere Form des Projektils 2 kann selbstverständlich unverändert gegenüber einem normalen Projektil bleiben. Wegen der starken mechanischen Belastungen des langgestreckten Masseelements 7' beim Abfeuern der Treibladung 10 infolge des Dralls des Projektils, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel im mittleren Bereich des Hohlraumes 3 ein Stützelement 23 angeordnet, dass zum Beispiel Biegekräfte abfängt.
-
Die 4 zeigt einen schematischen Querschnitt des Projektziels 2' aus 3, bei dem das Masseelement 7' in einer Stellung steht, bei der der Hohlraum 3 geöffnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel des Projektils 2' aus 3 ist der Hohlraum 3 infolge des Abfeuerns des Projektils 2' kurzzeitig geöffnet. Das Öffnen des Hohlraumes 3 erfolgt durch Längsverschiebung des Bolzens 7' in Richtung der Spitze des Projektils 2', wodurch aufgrund des Langeloches 18 infolge der Verschiebung des Bolzens 7' eine Verbindung zwischen dem Raum im Laufe der Schußwaffe und dem Hohlraum 3 hergestellt wird. Die Verschiebung des Bolzens 7' in Längsrichtung wird dadurch bewirkt, dass beim Abfeuern der Treibladung 10 in der Hülse 9 des Geschosses 1 ein enormer Gasdruck aufgebaut wird, der auf die Stempelfläche 22 des Bolzens 7' einwirkt und den Bolzen entgegen der Federkraft des Federelements 8 in Längsrichtung nach oben in dieser Darstellung verschiebt. Bei der Öffnung des Hohlraumes 3 saugt das Vakuum einen Teil der Luftmengen aus dem Lauf der Schusswaffe ab, sodass der Luftdruck innerhalb des Laufes der Schusswaffe gemindert wird. Dadurch erhält das Projektil 2' eine höhere Beschleunigung und am Ende des Laufes eine höhere Mündungsgeschwindigkeit.
-
Die 5 zeigt den schematischen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Projektils 2 in geschlossenem Zustand des Hohlraumes 3', durch den das Masseelement 7' hindurchführt und in einen Führungsschacht 3" hineinragt. Im unteren Teil des Führungsschachtes 3" ist ein Druckfederelement 8 angeordnet, das eine Kraft auf das Masseelement 7' ausübt und somit auch den Verschluss 4 am Kanal 12 luftdicht abschließt. Um die Abdichtung des Hohlraumes 3' zu verbessern, ist kurz unterhalb des Verschlusses 4 mindestens ein Dichtelement 17, das als O-Ring ausgebildet sein kann, am Masseelement 7' angeordnet, der gegen die Wand des Schaftes 3" oberhalb und unterhalb des Hohlräume 3' drückt. Am oberen Ende des Massenelements 7' ist ein Zapfen 14 angeordnet, der im geschlossenen Zustand des Hohlraumes 3' das Volumen des Kanals 12 fast vollständig ausfüllt.
-
Die 6 zeigt den schematischen Querschnitt desselben Projektils 2 aus 5, bei dem das Masseelement 7' in einer Stellung steht, bei der der Hohlraum 3' geöffnet ist. Das Masseelement 7' führt durch den profilierten Hohlraum 3' hindurch und mündet in einen Führungsschacht 3". Diese Darstellung zeigt eine Momentaufnahme des Projektils 2 nachdem das Treibgas der Treibladung 10 das Projektil 2 aus der Hülse 9 des Geschosses 1 herausgedrückt und enorm beschleunigt hat. Infolge der Trägheit des Masseelements 7' und des Luftdrucks p im Lauf der Schusswaffe, wird auf das Federelement 8 eine Gegenkraft ausgeübt, die das Federelement 8 zusammendrückt und damit den Verschluß 4 im Bereich des Kanals 12 öffnet, sodass das Vakuum im Hohlraum 3' gebrochen wird und Luftmassen aus dem Lauf der Schußwaffe in den Hohlraum 3' eindringen können. Somit wird auch in diesem Ausführungsbeispiel der Luftdruck während des Abfeuerns des Projektils 2 zumindest gemindert, sodass eine gesteigerte Beschleunigung des Projektils 2 erfolgt.
-
Die 7 zeigt ein Blockdiagramm, des Verfahrensablaufs vom Zünden der Treibladung 10 eines Geschosses 1 bis zum Erreichen der Mündungsgeschwindigkeit des Projektils 2 im Endbereich des Laufes der Schußwaffe. Die einzelnen Verfahrensschritte sind dabei wie folgt:
- S1: Zünden der Treibladung 10 mit Zünder 11;
- S2: Druckentwicklung in der Hülse 9 des Geschosses 1;
- S3: Beschleunigen des Projektils 2 im Lauf der Schusswaffe;
- S4: Öffnen des Verschlusses 4 der evakuierten Hohlkammer 3 infolge der Trägheit der Masse des Masseelements 7 und des Luftdrucks p im Lauf der Schußwaffe;
- S5: Ansaugen eines Teils der Luftmassen im Lauf der Schußwaffe;
- S6: Minderung des Luftdrucks im Lauf der Schußwaffe;
- S7: Verlängern der Reichweite des Projektils 2.
-
Zusammenfassend darf festgestellt werden, dass die vorliegende Erfindung ein Verfahren mit einem Geschoß 1 mit einem Projektil 2 in verschiedenen Ausführungsbeispielen offenbart, mit dem der Luftdruck p im Lauf einer Schußwaffe während des Abfeuervorgangs einer Treibladung 10 des Geschosses 1 gemindert wird. Die Luftdruckminderung wird durch einen Vakuum-Hohlraum 3 im Projektil 2 des Geschosses 1 erzeugt, der beim Abfeuern der Treibladung 10 des Geschosses 1 geöffnet wird. Infolge des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vergrößerung der Beschleunigung des Projektils 2 des Geschosses 1 ergeben sich eine Reihe von Vorteilen für den Anwender des Verfahrens und des damit verbunden Geschosses 1. Bei Gebrauch des Geschosses 1 vergrößert sich vor allen Dingen bei gleichbleibender Treibmittelmenge die Reichweite und die damit verbundene Zielgenauigkeit des Projektils 2. Ferner verringert sich der Rückstoß der Schusswaffe. Darüber hinaus muss weder die Schußwaffe noch das Geschoss 1 in seiner äußeren Form geändert werden.
-
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 Patentliteratur
-
- DE 1147143 [0003]
- EP 2245419 B1 [0004]