DE3441010A1

DE3441010A1 - Underwater missile fired by explosive - converts gas bubble energy into missile discharge movement through water

Info

Publication number: DE3441010A1
Application number: DE19843441010
Authority: DE
Inventors: Horst Georg Dipl Ing Bugiel
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1983-05-18
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1992-07-23

Abstract

The underwater missile comprises a casing with a vessel at the rear end forming a thrust plate for an explosive charge. The vessel has means to convert the energy from the growing combustion-gas bubble and which is restricted by the surrounding water into the discharge movement of the missile through the water. This can be effected by using a vessel of material and dimensions such that the explosion of the charge inflates its wall in the radial direction without it tearing free. ADVANTAGE - Faster initial reaction.

Description

Die Erfindung betrifft einen Laufkörper gemäß dem Ober begriff des Anspruches 1 und eine Treibladung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.The invention relates to a barrel according to the upper Concept of claim 1 and a propellant charge according to the Preamble of claim 9.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Startreak tionsverhalten solcher Laufkörper noch zu steigern. Diese sollen aus einer stationären oder beweglichen Momentan position heraus im Wasser geschoßartig beschleunigt werden können, um infolge vollkavitierenden Laufes durch das Wasser richtungsstabil in der Orientierung der Abgangs- Längsachse nach extrem kurzer Laufzeit mit hoher kine tischer Energie z. B. ein Zielobjekt erreichen zu können, ohne dafür mechanische Verdämmungsmaßnahmen, wie sie beim Abschuß eines Geschosses aus einem Waffenrohr vorliegen, vorsehen zu müssen. Dabei wird hinsichtlich bevorzugter Einsatzmöglichkeiten der Erfindung voll-inhaltlich auf die Beschreibung der Unterwasser-Laufkörper gemäß den Pa tentanmeldungen P 33 10 010.0, P 33 17 975.1 und P 33 10 019.9 Bezug genommen, die durch vorliegende Erfin dung verbessert und weitergebildet werden.The invention is based on the task, the start track tion behavior of such barrels to increase. These are meant to be from a stationary or moving moment position in the water can be accelerated like a bullet can, as a result of fully cavitating run through the Water is directionally stable in the orientation of the outlet Long axis after extremely short running time with high kine table energy z. B. to be able to reach a target object, without mechanical insulation measures, such as those used for A bullet is fired from a gun barrel, to have to provide. It is preferred in terms of Possible uses of the invention in full content the description of the underwater barrel in accordance with Pa tent registrations P 33 10 010.0, P 33 17 975.1 and P 33 10 019.9 referenced by the present inven improvement and further training.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Laufkörper dadurch gelöst, daß Maßnahmen gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 getroffen werden, und bei einer insbe sondere für einen solchen Laufkörper geeigneten Treibladung dadurch, daß sie die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruches 9 aufweist. This task is carried out with a generic barrel body solved in that measures according to the labeling part of claim 1 are taken, and in particular propellant charge suitable for such a barrel in that they have the characterizing features of claim 9 having.

Die Grundgedanken der erfindungsgemäßen Lösung sind also darin zu sehen, unter Beibehaltung der dynamischen Ver dämmung durch die im Vergleich zum Abbrand-Vorgang der Treibladung träge Masse des umgebenden Wassers die aus der Treibladung gelieferte Verbrennungsgas-Blase in ihrer Ausbildung und ihrem Angriff gegen den als Treibspiegel wirkenden Treibladungs-Behälter hinter dem Laufkörper-Heck so zu beeinflussen, daß diese Blase mehr Kraftangriffs- Komponenten in der Richtung der Längsachse, also der Ab gangsbeschleunigung des Laufkörpers, als quer dazu her vorruft; wobei in wahlfreier Kombination verschiedene Zu satzmaßnahmen getroffen werden können, um den Strömungs widerstand des vom Laufkörper zu durchquerenden Wassers unmittelbar bei Eintritt der Bewegung bzw. am Ende der von der abbrennenden Treibladung hervorgerufenen Beschleu nigungsphase deutlich herabzusetzen. Für diese geschoß artige Beschleunigung des Laufkörpers im Wasser ist der hinter seinem Heck angeordnete Behälter vorzugsweise mit einem solchen Treibmittel ausgestattet, dessen Abbrandver halten einen gemäßigten aber über eine vergleichsweise längere Zeitspanne anstehenden Druckverlauf zeigt, um die gesamte, pyrotechnisch gegen die Verdämmungswirkung der trägen Wasser-Masse freisetzbare Energie optimal in den Übergang aus der Ruhelage des Laufkörpers in seine geschoß artige Anfangsbeschleunigung mit möglichst langer Beschleu nigungsdauer umzusetzen; wobei Treibmittel mit derartigem Abbrandverhalten aber auch für den Antrieb sonstiger ge schoßartiger Körper zweckmäßig sein können, die beispiels weise mit einem Raketentreibsatz oder einem im Waffenrohr verdämmten Treibmittel ausgestattet sind. Auch für die Technik der Sprengstoff-Umformung kann ein solches ge bremstes Abbrand-Verhalten mit raschem Anstieg des Ver brennungsgasdrucke auf eine begrenzte Höhe, die relativ lange beibehalten bleibt, von Interesse sein. The basic ideas of the solution according to the invention are therefore to see in it while maintaining the dynamic ver insulation by compared to the burning process of the Propellant sluggish mass of the surrounding water the combustion gas bubble delivered in its propellant charge Training and their attack against that as a sabot acting propellant charge container behind the barrel body rear to influence so that this bladder more force attack Components in the direction of the longitudinal axis, i.e. the Ab acceleration of the barrel body, as transverse to it calls; in various combinations Substitution measures can be taken to keep the flow resistance of the water to be crossed by the running body immediately when the movement begins or at the end of the from the burning propellant reduction phase significantly. For this shot The acceleration of the running body in water is like that Containers arranged behind its rear preferably with equipped with such a blowing agent, the erosion keep a moderate but comparative shows a longer time pending pressure curve to the whole, pyrotechnic against the damaging effect of inert water release energy optimally into the Transition from the rest position of the barrel body to its floor like initial acceleration with the longest possible acceleration implement duration of cleaning; propellant with such Burning behavior but also for the drive of other ge lap-like body can be useful, for example wise with a rocket propellant or one in the gun barrel insulated propellants are equipped. Also for them Technique of explosive transformation can such a ge slowed down combustion behavior with rapid increase in ver combustion gas pressures to a limited amount, the relative remains for a long time, be of interest.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung stark abstrahiert, also unter Beschrän kung auf das Wesentliche dargestellten bevorzugten Reali sierungs- und Funktionsbeispieles bezüglich der erfin dungsgemäßen Maßnahmen. Es zeigt:Additional alternatives and further training as well as others Features and advantages of the invention result from the Subclaims and from the description below a strongly abstracted in the drawing, i.e. under restrictions focus on the essentials shown preferred realities sation and functional example with regard to the inventions measures according to the invention. It shows:

Fig. 1 im Axial-Längsschnitt bei abgebrochener Dar stellung den Heckbereich des Laufkörpers vor dem Zünden seiner Treibladung und Fig. 1 in axial longitudinal section with broken Dar position the rear of the barrel before igniting its propellant charge and

Fig. 2 in verschiedenen Bewegungsphasen einen Lauf körper gemäß Fig. 1 (mit vereinfachter Dar stellung der konstruktiven Verhältnisse in seinem Heckbereich) vor, bei und nach Zünden seiner Treibladung. Fig. 2 in different phases of motion a running body according to FIG. 1 (with simplified Dar position of the structural conditions in its rear area) before, during and after igniting its propellant charge.

Der in der Zeichnung skizzierte, geschoßartig im Wasser 101 durch Zünden einer Treibladung 102 beschleunigbare Unterwasser-Laufkörper 103 ist in seinem Umriß (vergl. Fig. 2.1) durch eine Hülle 104 in der Form eines voll kavitierenden Strömungskörpers charakterisiert. Hinter seinem Heck ist der Laufkörper 103 mit einem als Treib spiegel ausgebildeten Behälter 105 zur Aufnahme der Treibladung 102 ausgestattet. Wie in den eingangs ge nannten älteren Anmeldungen, auf die insoweit hier voll inhaltlich Bezug genommen wird, näher dargelegt, handelt es sich bei der Treibladung 102 um ein Material, das nach dem Anzünden explosionsartig und unter kräftiger Verbren nungsgas-Entwicklung abbrennt, wobei das volumenreiche Verbrennungsgas aus der rückwärtigen Öffnung 106 des Behälters 105 beim Abbrennen der Treibladung 102 heraus gedrückt wird. Wie weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 2 noch näher erläutert werden wird, ist die Masse des um gebenden und vom Verbrennungsgas zu verdrängen den Wassers 101 derart träge, daß aus diesem umgebenden Wasser 101 heraus eine dynamische Verdämmung der aus dem Behälter 105 austretenden Verbrennungsgase zur Aus bildung einer Blase 107 stattfindet, die sich explosions artig-rasch aufweitet und deshalb eine Kraftkomponente in Richtung der Längsachse 108 des Laufkörpers 103 ent wickelt. Aufgrund der strömungsgünstigen Formgebung des Laufkörpers 3 wird dieser von der hinter seinem Treib ladungs-Behälter 105 sich aufweitenden Blase 107 in Richtung seiner Längsachse 108 mit geschoßartiger An fangsbeschleunigung in Bewegung gesetzt, obgleich - ent gegen den Verhältnissen beim Abschuß eines Geschosses aus einem Waffenrohr - keine stationär-formstabile (konstruktive) Verdämmung der Treibladungs-Gase zur Er zeugung dieser Abschuß-Beschleunigung vorhanden ist. Aufgrund der hohen Anfangsbeschleunigung des Laufkörpers 103 und der schlanken, in eine kleine abgeplattete Spitze 109 (dem rückwärtigen Treibladungs-Behälter 105 gegenüber) endenden, Form seiner Hülle 104 entwickelt sich von der Spitze 109 in Richtung auf den Treibladungs-Behälter 105 längs der Hülle 104 eine Kavitationsblase, in der sich der Laufkörper 103 richtungsstabil in der ursprünglichen Aus richtung seiner Längsachse 108 fortbewegt. Und die Kavi tationshülle 110 wächst schließlich mit der Treibladungs gas-Blase 107 zusammen (Fig. 2.8); ehe sich der Lauf körper 103 von dieser abhebt, weil nicht mehr genügend Treibladungs-Verbrennungsgasvolumen nachgeliefert wird und die Blase 107 im Wasser 101 kollabiert.The outline of the underwater running body 103 sketched in the drawing, which can be accelerated in the water 101 by igniting a propellant charge 102 , is characterized by an envelope 104 in the form of a fully cavitating flow body (see FIG. 2.1). Behind its rear, the running body 103 is equipped with a container 105 designed as a driving mirror for receiving the propellant charge 102 . As explained in more detail in the older applications mentioned at the outset, to which reference is made in full in this regard, the propellant charge 102 is a material which burns explosively after ignition and with vigorous combustion gas development, the high-volume Combustion gas is pushed out of the rear opening 106 of the container 105 when the propellant charge 102 burns off. As will be explained in more detail below with reference to FIG. 2, the mass of the water 101 surrounding and displaced by the combustion gas is so sluggish that out of this surrounding water 101 a dynamic insulation of the combustion gases emerging from the container 105 From the formation of a bubble 107 takes place, which expands rapidly and explosively and therefore develops a force component in the direction of the longitudinal axis 108 of the running body 103 . Due to the streamlined shape of the barrel 3 , this is from the behind its propellant container 105 expanding bladder 107 in the direction of its longitudinal axis 108 with bullet-like initial acceleration in motion, although - contrary to the conditions when shooting a projectile from a gun barrel - none stationary, dimensionally stable (constructive) insulation of the propellant gases to generate this launch acceleration. Due to the high initial acceleration of the barrel 103 and the slim shape of its shell 104 , which ends in a small flattened tip 109 (opposite the rear propellant charge container 105 ), it develops from the tip 109 towards the propellant charge container 105 along the cover 104 a cavitation bubble in which the running body 103 moves directionally stable in the original direction from its longitudinal axis 108 . And the Kavi tationshülle 110 finally grows together with the propellant gas bubble 107 ( Fig. 2.8); before the running body 103 stands out from this because insufficient propellant combustion gas volume is no longer supplied and the bladder 107 collapses in the water 101 .

Es hat sich nun gezeigt, daß die Einsatzmöglichkeiten eines derartigen Unterwasser-Laufkörpers 3 desto viel seitiger sind, je richtungsstabiler und mit desto größerer Anfangsbeschleunigung die Bewegung des Lauf körpers 103 bei und unmittelbar nach dem Zünden der Treib ladung 102 einsetzt; und daß solche Startreaktions-Ver esserungen sich durch konstruktiv relativ einfache Zusatz maßnahmen insbesondere im Bereiche des Treibladungs-Be hälters 105 verwirklichen lassen. Diese Zusatzmaßnahmen beruhen im wesentlichen auf der Explosionsdynamik von Wirkladungen mit quer zur Körper-Längsachse 108 orientier ten Wirkkomponenten, die ebenfalls eine dynamische Ver dämmung aus der umgebenden Masse des Wassers 101 erfahren und die Krafteinleitung zur Erzeugung der Anfangsbeschleu nigung in Richtung der Längsachse 109 fördern.It has now been shown that the possible uses of such an underwater barrel 3 are the more sided, the more directionally stable and with greater initial acceleration, the movement of the barrel 103 at and immediately after the ignition of the propellant charge 102 ; and that such start reaction improvements can be implemented by constructively relatively simple additional measures, in particular in the areas of the propellant loading container 105 . These additional measures are based essentially on the explosion dynamics of active charges with transverse to the body's longitudinal axis 108 oriented components, which also experience dynamic insulation from the surrounding mass of water 101 and promote the introduction of force to generate the initial acceleration in the direction of the longitudinal axis 109 .

So ist es besonders zweckmäßig, einen axial gestreckten Treibladungs-Behälter 105 vorzusehen, der aus reißfest plastisch-verformbarem Material wie etwa der bekannten hochdehnfesten Legierung X10CrNiMoTi besteht. Die ge streckte hohlzylindrische Form des Behälters 105 ermöglicht die Unterbringung einer entsprechend größeren Menge an Treibladung 102. Der Aufbau des Explosionsdruckes beim An zünden der Treibladung 102 - zumal wenn die Druckeinlei tung nicht zu dicht von der rückwärtigen Öffnung 106 aus geht - führt zu einem radialen Aufblähen der Behälter- Wandung 111, im Querschnitt also zu einer Umformung des Hohlzylinders angenähert zu einer Halbkugel, wie in Fig. 2.3 ff skizziert. Dadurch vergrößert sich der für die Krafteinleitung aus der Blase 107 verfügbare rück wärtige Querschnitt wesentlich über das ursprüngliche Kaliber der einsatzfähigen Anordnung (gemäß Fig. 1); mit der Folge einer größeren Startbeschleunigung, weil ein größerer Teil der Oberfläche der Blase 107 direkt mit einer Kraftkomponente parallel zur Längsachse 108 auf den zu startenden Laufkörper 103 einwirkt. It is particularly expedient to provide an axially elongated propellant charge container 105 which is made of tear-resistant, plastically deformable material, such as the known high-tensile strength alloy X 10 CrNiMoTi. The ge stretched hollow cylindrical shape of the container 105 enables a correspondingly larger amount of propellant charge 102 to be accommodated. The build-up of the explosion pressure when igniting the propellant charge 102 - especially if the Druckeinlei device is not too close from the rear opening 106 - leads to a radial inflation of the container wall 111 , so in cross section to a deformation of the hollow cylinder approximately to a hemisphere , as outlined in Fig. 2.3 ff. As a result, the rear cross-section available for the force application from the bladder 107 increases considerably over the original caliber of the operational arrangement (according to FIG. 1); with the consequence of a greater starting acceleration, because a larger part of the surface of the bladder 107 acts directly on the running body 103 to be started with a force component parallel to the longitudinal axis 108 .

Da andererseits der radial vorstehende Bereich des aufgeblähten Behälters 105 bei der Bewegung des Lauf körpers 103 durch das Wasser 101 einen vergrößerten und deshalb unerwünschten Strömungswiderstand erbringt, ist es zweckmäßig, den Behälter 105 von der Hülle 104 des Laufkörpers 103 zu trennen, wenn er seine Funktion er füllt hat, wenn also die aus der Blase 107 auf die Rück seite des Behälters 105 ausgeübte Beschleunigungskraft nicht mehr größer als die dynamische Bremswirkung des längs der Hülle 104 anströmenden Wassers 101 ist. Für eine solche absetzbare Anordnung des Behälters 105 hinter dem Laufkörper 103 ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 auf der Vorderseite des Behälters 105 eine Hohlzylindrische Umfassung 112 ausgebildet, die den Laufkörper 103 nach Art einer Steckfassung im Bereiche seines Hecks 113 fest aber trennbar umgibt. Der Laufkörper 103 zieht sich also axial aus dieser Umfassung 112 heraus, wenn der entgegen gerichtete Strömungsandruck gegen den ausgestellten Be hälter 105 zu groß wird, und läßt den Behälter 105 zurück (Fig. 2.9).On the other hand, since the radially projecting area of the inflated container 105 during the movement of the barrel 103 through the water 101 provides an enlarged and therefore undesirable flow resistance, it is expedient to separate the container 105 from the casing 104 of the barrel 103 when it is functioning it fills, if the acceleration force exerted from the bladder 107 on the rear side of the container 105 is no longer greater than the dynamic braking effect of the water 101 flowing along the casing 104 . For such a removable arrangement of the container 105 behind the barrel body 103 , in the exemplary embodiment according to FIG. 1, a hollow cylindrical enclosure 112 is formed on the front side of the container 105 , which surrounds the barrel body 103 in the region of its rear 113 in a fixed but separable manner in the manner of a plug-in socket. The barrel 103 thus pulls axially out of this enclosure 112 when the opposing flow pressure against the issued container 105 becomes too large, and leaves the container 105 behind ( Fig. 2.9).

Zweckmäßiger kann es jedoch sein, wie in Fig. 1 berück sichtigt, mittels einer im Laufkörper-Heck 113 angeord neten Trennladung 114, zu einem beispielsweise meßtech nisch an Bord des Laufkörpers 103 bestimmbaren optimalen Zeitpunkt im Kräfte- und Bewegungsablauf des Gesamtsystems, den ausgestellten Behälter 105 mit seiner Umfassung 112 rückwärts vom Laufkörper 103 abzuziehen. Das weist darüber hinaus den Vorteil auf, den Trenn-Impuls beim Zünden der Trennladung 114 zu weiterer Beschleunigung des Laufkörpers 103 in Richtung seiner Längsachse 108, der großen Reak tionsmasse des gegen das umgebende Wasser 101 abgestützten Behälters 105 gegenüber, ausnutzen zu können und dadurch die Abgangsgeschwindigkeit des Laufkörpers 103 weiter zu erhöhen (Fig. 2.8). It may be more useful, however, as taken into account in FIG. 1, by means of a separating charge 114 arranged in the barrel body rear 113 , at an optimal point in time, for example, which can be determined technically on board the barrel body 103, in the force and movement sequence of the overall system, the container exhibited 105 with its surround 112 to be pulled backwards from the running body 103 . This also has the advantage of being able to utilize the separating pulse when the separating charge 114 is fired to further accelerate the barrel 103 in the direction of its longitudinal axis 108 , the large reaction mass of the container 105 supported against the surrounding water 101 , and thereby the To further increase the exit speed of the running body 103 ( FIG. 2.8).

Wenn hinsichtlich der Einsatzgegebenheiten des Systems keine Beschränkung des Kalibers des Gesamtsystems vor liegt, kann auch vorgesehen sein, den Behälter 105 von vornherein über den Durchmesser des Laufkörpers 103 radial vorstehend auszulegen und dadurch die größere Reaktions fläche für die Treibladungsgas-Blase 107 wie auch die größere Reaktionsmasse für den Trennimpuls der Trenn ladung 114 verfügbar zu haben (in der Zeichnung nicht be rücksichtigt).If there is no restriction of the caliber of the overall system with regard to the conditions of use of the system, it can also be provided to design the container 105 radially above from the start over the diameter of the running body 103 and thereby the larger reaction area for the propellant gas bubble 107 as well as the larger one Reaction mass for the separation pulse of the separation charge 114 to have available (not considered in the drawing).

Eine weitere Konzentration der Reaktionskräfte aus der Verbrennungsgas-Blase 107 in Richtung der Abgangs-Be schleunigung des Laufkörpers 103 ist erzielbar, wenn so wohl rückwärtig wie auch - nach dem Abheben des treib spiegelartig wirkenden Behälters 105 aus der Ruhestellung - seitlich eine gezielte dynamische Verdämmung der sich aufweitenden Blase 107 dahingehend erreicht wird, daß die Blase 107 im wesentlichen in Richtung der Körper-Längs achse 108 wächst. Das ist konstruktiv relativ einfach da durch erreichbar, daß eine seitliche und rückwärtige Ein fassung 115 vorgesehen wird, die beispielsweise gemäß Fig. 1 den Behälter 105 hinter seiner Öffnung 106 und längs seiner Wandung 111 innen oder außen umhüllt. Wenn die Einfassung 115 (entgegen der Beispielsdarstellung der Fig. 1) in die Behälter-Wandung 111 längs deren Innen mantelfläche eingreift, kann die Einfassung aus dünnerem Material gefertigt werden, ohne zu reißen (und damit zu Abgangsstörungen zu führen), wenn der Behälter 105 sich ausbeult und von der Einfassung 115 abhebt. Vorzugsweise ist längs der sich axial gegeneinander verlagernden Man telflächen ein Gleitmittel 129, wie etwa Graphit, ange ordnet, um den Trennvorgang zu fördern; statt dessen oder zusätzlich kann hierfür auch eine glockenförmige Längs schnitt-Geometrie der einander benachbarten Mantelflächen ausgebildet sein (wie in Fig. 1 im oberen Bereich der Innenmantelfläche des Behälters 105 angedeutet). Wegen der stabilisierenden Wirkung der Wandung 111 kann diese Einfassung 115 generell weniger stabil ausgelegt und beispielsweise als tiefgezogene Blechkonstruktion aus reißfest-dehnbarem Metall (wie der erwähnten Legierung X10CrNiMoTi) erstellt sein. Aufgrund des Druckanstieges nach dem Zünden der Treibladung 102 und der damit einher gehenden Auswölbung der Behälter-Wandung 111 wird die Einfassung 115 zu einem flachen Hohlkegelstumpf aufge weitet, dessen Basis-Durchmesser auf den Laufkörper 103 zu weist und im wesentlichen durch die größte Auswölbung der Behälter-Wandung 111 bestimmt ist, wie etwa aus Fig. 2.3/Fig. 2.4 ersichtlich. Entscheidend ist, daß auf grund dieser dann im Querschnitt trapezförmigen Einfas sung 115 keine punktsymmetrische Aufweitung der Blase 107 gegen die verdämmende Wirkung des umgebenden Wassers 101 erfolgt, sondern ein Anwachsen der Geometrie der Blase 107 in Richtung der Längsachse 108 und damit der Beschleuni gung des in Bewegung zu versetzenden Laufkörpers 103; was die Abhubgeschwindigkeit des über den rückwärtigen Be hälter 105 gegen die Oberseite der Blase 107 abgestützten Laufkörpers 103 in wünschenswerter Weise steigert.A further concentration of the reaction forces from the combustion gas bubble 107 in the direction of the output acceleration of the running body 103 can be achieved, if at the rear as well as - after lifting the floating mirror-like container 105 from the rest position - a targeted dynamic damping of the side expanding bladder 107 is achieved in that the bladder 107 grows substantially in the direction of the body longitudinal axis 108 . This is structurally relatively simple because it can be achieved by providing a side and rear socket 115 which, for example according to FIG. 1, envelops the container 105 behind its opening 106 and along its wall 111 inside or outside. If the border 115 (contrary to the exemplary illustration in FIG. 1) engages in the container wall 111 along its inner surface, the border can be made of thinner material without tearing (and thus leading to loss of output) when the container 105 bulges and stands out from the skirt 115 . Preferably, a lubricant 129 , such as graphite, is arranged along the axially displacing one another to promote the separation process; instead or in addition, a bell-shaped longitudinal section geometry of the mutually adjacent lateral surfaces can also be formed for this purpose (as indicated in FIG. 1 in the upper region of the inner lateral surface of the container 105 ). Because of the stabilizing effect of the wall 111 , this border 115 can generally be designed to be less stable and, for example, can be made as a deep-drawn sheet metal construction made of tear-resistant, stretchable metal (such as the alloy X 10 CrNiMoTi mentioned). Due to the pressure increase after the ignition of the propellant charge 102 and the accompanying bulging of the container wall 111 , the surround 115 is expanded to a flat hollow truncated cone, the base diameter of which points towards the barrel 103 and essentially due to the largest bulge of the container -Wall 111 is determined, as can be seen from Fig. 2.3 / Fig. 2.4. It is crucial that because of this trapezoidal shape 115 in cross section, there is no point-symmetrical expansion of the bubble 107 against the damaging effect of the surrounding water 101 , but rather an increase in the geometry of the bubble 107 in the direction of the longitudinal axis 108 and thus the acceleration of the in Running body 103 to be displaced; which desirably increases the lift-off speed of the barrel 103 supported against the top of the bladder 107 via the rear container 105 .

Das Vorhandensein einer solchen Einfassung 115 aus relativ dünnem, also den geometrischen Umgebungsgegebenheiten leicht anpaßbarem Blech ist darüber hinaus auch deshalb sehr vorteilhaft, weil anderweitige konstruktive Forderun gen leicht in Kombination mit dieser Einfassung 115 reali siert werden können. Solche Forderungen sind etwa die Ein fassung eines Anzündelementes 116, das aus Depotsicherheits gründen erst beim Einsatz des Gesamtsystems eingefügt werden soll, oder Orientierungs-Hilfsmittel 117 für die stationäre Ausrichtung des Laufkörpers 3 - beispielsweise am Grund des Wassers 101 - oder für seine strömungsdynamische Ausrich tung als Schwimmkörper, jeweils vor dem Anzünden der Treibladung 102 zum geschoßartigen Abschuß des Laufkör pers 103 mit der momentanen Orientierung seiner Längs achse 108.The presence of such a border 115 made of relatively thin, that is, the geometrical environmental conditions easily adaptable sheet is also very advantageous because other constructive requirements can be easily realized in combination with this border 115 . Such requirements are, for example, a version of an ignition element 116 , which for security reasons should only be inserted when the entire system is used, or orientation aids 117 for the stationary alignment of the running body 3 - for example at the bottom of the water 101 - or for its fluid dynamic alignment as a floating body, each before lighting the propellant charge 102 for the projectile-like launch of the Laufkör pers 103 with the current orientation of its longitudinal axis 108th

Entscheidend ist für die Materialwahl und Ausgestaltung sowohl des radial aufblähbaren Behälters 105 wie auch der radial aufweitbaren Einfassung 115, daß die plastische Ver formbarkeit des Materials so groß ist, daß aufgrund der Aufweitung der Verbrennungsgas-Blase 107 an den offenen Stirnrändern 118 unter dem Einfluß der Radialkräfte keine Risse auftreten. Denn eine solche Beschädigung würde zu Störungen in der Abgangs-Orientierung des Laufkörpers 103 (gegenüber der momentanen Ausrichtung seiner Längsachse 108 unmittelbar vor dem Zünden der Treibladung 102) und damit zur Behinderung der symmetrischen Ausbildung der Kavitationshülle 110 führen und damit die geschoßartig rasche, raumstabile Bewegung des Laufkörpers 103 durch das Wasser 101 beeinträchtigen.It is crucial for the choice of material and design of both the radially inflatable container 105 and the radially expandable skirt 115 that the plastic Ver formability of the material is so great that due to the expansion of the combustion gas bubble 107 at the open end edges 118 under the influence of Radial forces no cracks occur. Such damage would lead to disturbances in the outgoing orientation of the running body 103 (compared to the current orientation of its longitudinal axis 108 immediately before the propellant charge 102 is ignited) and thus to the impediment to the symmetrical design of the cavitation shell 110 and thus to the bullet-like rapid, space-stable movement of the running body 103 by the water 101 .

Es ist zu beachten, daß auch im Falle einer Einfassung 115 nicht eine den Verhältnissen im Waffenrohr vergleich bare konstruktive Verdämmung des Treibladungs-Gases er folgt, sondern maßgeblich für den Reaktionsmechanismus zur Beschleunigung des Laufkörpers 103 wieder die dyna mische Verdämmung aufgrund des gegenüber dem schnellen Explosionsdruckanstieg trägen umgebenden Wassers 101 ist; aber die Einfassung 115 dient einer geometrischen Beeinflus sung der sich gegen das umgebende Wasser 101 unter Ab heben des Laufkörpers 103 ausweitenden Blase 107, zum bevorzugten Anwachsen in Richtung dessen Beschleunigung (nach Förderung einer anfänglichen Verdämmung der Treib ladung 102). It should be noted that, even in the case of a casing 115, there is no structural insulation of the propellant gas comparable to the conditions in the weapon barrel, but rather decisive for the reaction mechanism for accelerating the barrel 103, again the dynamic insulation due to the rapid increase in explosion pressure inert surrounding water is 101 ; but the enclosure 115 serves a geometric influence of the bladder 107 expanding against the surrounding water 101 while lifting the running body 103 , for preferential growth in the direction of its acceleration (after promoting an initial insulation of the propellant charge 102 ).

Wie schon erwähnt, ist das seitliche Aufweiten des Treib ladungsbehälters 105 vorteilhaft, weil aus der darunter sich aufweitenden Blase 107 eine größere resultierende Kraft in Richtung der Körper-Längsachse 108 wirksam wird; dagegen nachteilig insofern, als die geschoßartige Be schleunigung des Laufkörpers 103 entsprechend große dy namische Bremskräfte auf die Behälter-Schultern 119 zur Wirkung bringt. Diese die Startbeschleunigung behindern den Bremskräfte können jedoch einfach dadurch ganz wesent lich reduziert werden, daß dort beim Zünden der Treibla dung 102 zur Verdrängung des parallel zur Körper-Längs achse 108 anströmenden Wassers 101 peripher gegenein ander versetzt einige kleine Gasblasen 120 hervorgerufen werden, wie in Fig. 2.2 bis Fig. 2.4 berücksichtigt. Hierfür können Verbrennungs-Gase der Treibladung 102 aus dem Behälter 105 durch radial verlaufende Kanäle 121 in den Bereich der Behälter-Schulter 119 geführt werden; und/oder im Bereiche der Außenöffnung dieser Kanäle 121 sind an der Schulter 119 kleine zusätzliche Explosivla dungen 122 in der Außenmantelfläche des Behälters 105 an geordnet, die über gesonderte elektrische Einrichtungen oder aus dem Anzündelement 116 heraus beim Anzünden der Treibladung 102 oder unmittelbar davor gezündet werden. Jedenfalls wird ein Ring kleiner Gasblasen 120 unmittel bar vor der Behälter-Schulter 119 geschaffen, der nicht nur infolge Wasser-Verdrängung die bremsende Wirkung der Anströmung jedenfalls im Startmoment unterbindet, sondern auch das Ausbilden der geschlossenen Kavitationshülle 110 bei ihrem Fortschreiten von der Körper-Spitze 109 zum Heck 113 fördert.As already mentioned, the lateral widening of the propellant charge container 105 is advantageous because a larger resulting force in the direction of the longitudinal axis 108 of the body becomes effective from the bladder 107 widening below it; however, disadvantageous in that the bullet-like acceleration of the running body 103 brings correspondingly large dynamic braking forces onto the container shoulders 119 . This the start acceleration hinder the braking forces, however, can be reduced simply by the fact that when igniting the propellant charge 102 for displacing the water flowing parallel to the longitudinal axis 108 flowing towards the water 101 peripherally offset against each other, some small gas bubbles 120 are caused, as in Fig. 2.2 to Fig. 2.4 taken into account. For this purpose, combustion gases of the propellant charge 102 can be led out of the container 105 through radially extending channels 121 into the region of the container shoulder 119 ; and / or in the area of the outer opening of these channels 121 are arranged on the shoulder 119 small additional explosives 122 in the outer lateral surface of the container 105 , which are ignited via separate electrical devices or from the ignition element 116 when the propellant charge 102 is ignited or immediately before it . In any case, a ring of small gas bubbles 120 is created directly in front of the container shoulder 119 , which not only prevents the braking effect of the inflow at the start moment due to water displacement, but also the formation of the closed cavitation envelope 110 as it progresses from the tip of the body 109 to the rear 113 promotes.

Mit dem gleichen Effekt kann im Bereiche der Spitze 109 wenigstens eine solche zusätzliche kleine Explosivladung 122 vorgesehen sein, um auch dort mittels einer kleinen Gas blase 120 durch Verdrängung des umgebenden Wassers 101 den Strömungswiderstand in der Bewegungsphase mit der besonders hohen Anfangs-Beschleunigung deutlich herabzu setzen und dadurch die Startreaktion des abzuschießenden Unterwasser-Laufkörpers 103 weiter zu steigern. Auch die beiderseits der hindurchtretenden Spitze 109 sich ausbil dende kleine Gasblase 120 fördert die Entstehung und Aus breitung der Kavitationshülle 110 längs der Laufkörper- Hülle 104, wie in Fig. 2.5 bis Fig. 2.7 symbolisch verein facht dargestellt. Insbesondere verhindert die an der Spitze 109 beim Start erzeugte Gasblase 120, daß un symmetrische Anströmgegebenheiten aus dem umgebenden Wasser 101 zu einer richtungsmäßigen Abgangsstörung führen können.With the same effect, at least one such additional small explosive charge 122 can be provided in the area of the tip 109 , in order to significantly reduce the flow resistance in the movement phase with the particularly high initial acceleration by means of a small gas bubble 120 by displacing the surrounding water 101 and thereby to further increase the starting reaction of the underwater barrel 103 to be fired. Also the both sides of the passing tip ausbil Dende 109 small gas bubble 120 promotes the emergence and spread from the Kavitationshülle 110 along the Laufkörper- sheath 104, as shown in Fig. 2.5 to Fig. 2.7 symbolically club shown fanned. In particular, the gas bubble 120 generated at the tip 109 at the start prevents un-symmetrical inflow conditions from the surrounding water 101 from leading to a directional outlet fault.

Gemäß Fig. 1 kann grundsätzlich auch vorgesehen sein, an der Außenseite des Behälters 105 Aussparungen 123 zur Auf nahme hydroaktiver Stoffe auszubilden. Wenn z. B. der Be hälter 105 sich gegenüber seiner Einfassung 115 aufgrund der aufweitenden Druckausübung der angezündeten Treib ladung 102 soweit verlagert hat, daß die in diesen Aus sparungen 123 angeordneten Stoffe 124 mit dem umgebenden Wasser 101 in Berührung kommen, setzt eine starke Gas blasenbildung ein. Es entsteht eine volumenmäßig wesentlich über den Hohlraum der kleinen Gasblasen 120 hinausgehende Wirkung unter raschem Zusammenwachsen mit der sich im we sentlichen in Richtung der Abhub-Bewegung des Laufkörpers 103 aufweitenden Treibladungsgas-Blase 107. Aus der dynamischen Verdämmung des umgebenden Wassers 101 resultiert deshalb eine weitere seitliche Einfassung der Blase 107 zur Kon zentration ihres Wachstums in Beschleunigungsrichtung des Laufkörpers 103 auch dann, wenn diese seitliche Wirkung von der aufgeweiteten Einfassung 115 bereits nachgelassen hat. Solche Anordnungen eines Gasblasengenerators in einer Außenwand-Aussparung 123 am Behälter 105 ist deshalb be sonders vorteilhaft, wenn auch eine Einfassung 115 vor gesehen ist; es kann statt dessen aber auch eine ander weitige konstruktive Abdeckung der Aussparungen 123 vor gesehen sein, die, bei dem oder alsbald nach dem Anzünden der Treibladung 102, zur weiteren Reaktionssteigerung beim Abheben des Laufkörpers 103 aus seiner Momentanstellung, zum Beispiel über elektrische Steuerungsmittel oder auf grund des Anströmungs-Staudruckes des umgebenden Wassers 101, entfernt wird. Bezüglich des hydroaktiven Materials wird auf die Anmeldung P 34 35 075.6 Bezug genommen.Referring to FIG. 1 can in principle also be provided on the outside of the container 105 on recesses 123 to exception hydro-active substances form. If e.g. B. Be the container 105 has shifted relative to its mount 115 due to the expanding pressure exerted by the ignited propellant charge 102 that the savings 123 arranged in these savings 124 come into contact with the surrounding water 101 , a strong gas bubbles form. The result is an effect in terms of volume that extends substantially beyond the cavity of the small gas bubbles 120 while rapidly growing together with the propellant gas bubble 107 that widens in the direction of the lifting movement of the running body 103 . From the dynamic damming of the surrounding water 101 therefore results in a further lateral edging of the bladder 107 to concentrate its growth in the direction of acceleration of the running body 103 even when this lateral effect from the expanded edging 115 has already waned. Such arrangements of a gas bubble generator in an outer wall recess 123 on the container 105 is therefore particularly advantageous if a border 115 is seen before; instead, it can also be seen another structural cover of the recesses 123 , which, at or soon after the ignition of the propellant charge 102 , to further increase the reaction when lifting the barrel 103 from its current position, for example via electrical control means or on due to the inflow back pressure of the surrounding water 101 is removed. With regard to the hydroactive material, reference is made to application P 34 35 075.6.

Es hat sich gezeigt, daß für die Treibladung 102 ein Abbrandverhalten anzustreben ist, das weder einen extrem kurzen und entsprechend stark ansteigenden Druckverlauf in der Verbrennungsgas-Blase 107 hervorruft, noch einen zu lange anstehenden Druck entsprechend reduzierter Größe. Angesichts des dynamischen Verhaltens der Masse des umge benden Wassers 101 als dynamischer Verdämmung der Treib ladungs-Gase ist vielmehr in der Blase 107 ein Druck verlauf anzustreben, der möglichst schlagartig auf einen Wert in der Größenordnung von z. B. 3000 bar ansteigt und diesen Wert dann einige Millisekunden lang aufrechterhält, ehe der Druck wieder abfällt. Dann ergibt sich optimales Zeitverhalten hinsichtlich des Anwachsens der Blase 107 in Bezug auf die Startbewegung des Laufkörpers 103 in dem Sinne, daß das Heck 113 des Laufkörpers 103 bzw. sein Treibladungs-Behälter 105 noch nicht von der Blase 107 abhebt, solange diese noch sich - seitlich durch das Wasser 101 verdämmt - weiter aufweitet und deshalb weiter hin Schub ausüben kann.It has been shown that the propellant charge 102 should strive to burn off, which does not produce an extremely short and correspondingly strongly increasing pressure curve in the combustion gas bubble 107 , nor does the pressure, which is present for too long, have a correspondingly reduced size. In view of the dynamic behavior of the mass of the surrounding water 101 as dynamic insulation of the propellant gases, a pressure course is rather to be sought in the bladder 107 , which is as abrupt as possible to a value of the order of z. B. 3000 bar increases and then maintains this value for a few milliseconds before the pressure drops again. Then there is optimal time behavior with regard to the growth of the bladder 107 in relation to the starting movement of the barrel 103 in the sense that the rear 113 of the barrel 103 or its propellant charge container 105 does not yet lift off the bladder 107 while it is still laterally blocked by the water 101 - widened further and therefore can continue to exert thrust.

Überraschend hat sich gezeigt, daß dieses Zeitverhalten des Druckverlaufes sich mit gängigen Treibmittelmassen (vgl. DE-PS 14 46 902) erzielen läßt; wenn sie mit Hilfe z. B. einer geeigneten Geometrie, die progressive Massenum setzung bewirkt, zu entsprechenden Spänen zerraspelt und vor der Verbringung in den Behälter 105 mit Graphitmehl eingestäubt werden. Die dadurch sich ergebende Packung der Treibladung 102 erweist sich nicht nur als besonders anzündfreundlich, sondern die Graphit-Isolation der einzelnen Späne gegeneinander erbringt auch das gewünschte Abbrandverhalten mit einem nur mäßigen, aber über längere Zeitspanne anstehenden Maximum im Gasdruckverlauf.Surprisingly, it has been shown that this time behavior of the pressure curve can be achieved with common propellant masses (cf. DE-PS 14 46 902); if using z. B. a suitable geometry that causes progressive Massenum implementation, rasped into appropriate chips and dusted with graphite powder before the shipment into the container 105 . The resulting packing of the propellant charge 102 not only proves to be particularly easy to ignite, but the graphite insulation of the individual chips from one another also provides the desired burn-off behavior with only a moderate but pending maximum in the gas pressure curve over a longer period of time.

Diese aus fest vorliegender Konsistenz zu Spänen zer raspelte und anschließend mit Graphitpulver gepuderte Treibladung 102 wird in den Behälter 105 - und gegebenen falls in den zusätzlichen von der Einfassung 115 defi nierten Raum - eingefüllt und dort um ein Flammrohr 125 herum verdichtet. Ein in das Flammrohr 125 hineinragendes Zündmittel 126, das aus einem elektrisch aktivierbaren Zündelement 127 initiierbar ist, bewirkt also - verteilt über die Durchbrechungen 128 im Flammrohr 125 - das An zünden der spanförmigen Partikel der Treibladung 102. Diese Partikel sind aufgrund ihrer großen Oberflächen und Zwischen räume, die aus den unregelmäßig geformten Spänen resultieren, sehr zündwillig, woraus ein steiler Druckanstieg im Treib ladungs-Behälter 105 resultiert; andererseits bewirkt die thermische Isolation in Form des Graphitpulvers zwischen den Spänen, daß nicht zu rasch das Gesamtvolumen der Treib ladung 102 reagiert, sondern sozusagen die einzelnen ther mischen Graphitpulver-Barrieren erst überwunden werden müssen. Daraus resultiert, daß der von der Treibladung 102 hervor gerufene Verbrennungsgasdruck in wünschenswerter Weise ver gleichsweise recht lange relativ konstant anstehen bleibt, bis sich die Flammfront durch das ganze Volumen der Späne bis hin zur Behälter-Wandung 111 hindurchgearbeitet hat; während der Gasdruck sich durch die Späne-Packung hindurch relativ ungehindert auf die Wandung 111 zum Aufweiten des Behälters 105 auswirken kann.This from a solid consistency to chips and then powdered with graphite powder propellant 102 is filled into the container 105 - and if necessary in the additional space defined by the border 115 - and compressed there around a flame tube 125 . An ignition means 126 protruding into the flame tube 125 , which can be initiated from an electrically activatable ignition element 127 , thus causes - distributed over the openings 128 in the flame tube 125 - to ignite the chip-shaped particles of the propellant charge 102 . These particles are very ignitable due to their large surfaces and spaces, which result from the irregularly shaped chips, which results in a steep increase in pressure in the propellant charge container 105 ; on the other hand, the thermal insulation in the form of the graphite powder between the chips causes the total volume of the propellant charge 102 not to react too quickly, but rather the individual thermal graphite powder barriers must first be overcome. The result of this is that the combustion gas pressure caused by the propellant charge 102 desirably remains relatively constant for a comparatively long time until the flame front has worked its way through the entire volume of the chips up to the container wall 111 ; while the gas pressure can have a relatively unimpeded effect on the wall 111 for expanding the container 105 through the chip packing.

Claims

1. Accelerated underwater running body ( 103 ) with a shell ( 104 ) in the form of a fully cavitating flow body, behind the rear ( 113 ) a container designed as a sabot ( 105 ) for a propellant charge ( 102 ) from explosive and under powerful, rearward escaping Combustion gas development of combustible material is arranged, in particular according to the main patent, characterized in that means ( 111 ; 115 ; 124 ; 121 , 122; ) are provided in the area of the propellant charge container ( 105 ), which convert the energy from the growing, Promote the combustion gas bubble ( 107 ), which is dynamically insulated from the water, into the outlet movement of the running body ( 103 ) through the water ( 101 ).

2. barrel according to claim 1, characterized in that the propellant charge container ( 105 ) is designed according to the choice of material and dimensioning to be inflated radially against its wall ( 111 ) due to the explosion pressure of the propellant charge ( 102 ) without the container ( 105 ) tears in the area of its wall ( 111 ) or its front edge ( 118 ).

3. barrel according to claim 1 or 2, characterized in that behind the container ( 105 ) is arranged an enclosure ( 115 ) which surrounds the propellant charge ( 102 ) inside or outside the container wall ( 111 ) and according to the choice of material and dimensioning is designed to be expanded radially under the explosive effect of the propellant charge ( 102 ) without tearing in the region of its wall or its front edge ( 118 ).

4. barrel according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of a shoulder ( 119 ) in the barrel rear ( 113 ) adjacent region of the container ( 105 ) channels ( 121 ) or recesses ( 123 ) for the generation of gas bubbles ( 120 ) are provided during or immediately after the ignition of the propellant charge ( 102 ).

5. barrel according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the flattened tip ( 109 ) of the barrel shell ( 104 ) at least a small explosive charge ( 122 ) to form a gas bubble ( 120 ) at or un indirectly after ignition the propellant charge ( 102 ) is formed.

6. barrel according to one of the preceding claims, characterized in that a radially over the contour of the barrel shell ( 104 ) protruding propellant charge container ( 105 ) is separable in the area of the rear ( 113 ) with the barrel body ( 103 ).

7. barrel according to one of the preceding claims, characterized in that the propellant charge container ( 105 ) is arranged separably in the region of the rear ( 113 ) on the barrel shell ( 104 ) and in the rear ( 113 ) a separating charge ( 114 ) for Lifting the barrel body ( 104 ) from the container ( 105 ) is provided after the propellant charge ( 102 ) has burned off.

8. propellant charge, in particular for the bullet-like acceleration of an underwater barrel ( 103 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that it consists of a pack of chips, which is obtained from a common propellant in solid consistency and powdered with graphite powder.