EP0355265B1 - Treibkäfig für ein drallstabilisiertes Geschoss - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a sabot for a spin-stabilized sub-caliber projectile, which consists at least partially of molded polyamide-containing plastic material.
- Such a sabot is known for example from EP-A 00 51 375 Figure 1 or EP-A 01 46 745 Figure 1 for spin-stabilized sub-caliber multi-purpose projectiles.
- FAPDS projectiles F rangible rmour A P D iercing iscarding abot S
- B. fighter planes, armored attack helicopters and fast moving light armored land targets are provided.
- these bullets are fired from automatic machine guns, for example in caliber 20 to 35 mm with high cadence (approx. 400 to 800 rounds per minute).
- Such sabot projectiles should have the lowest possible sabot weight (dead load component); the ammunition should be inexpensive and ensure a high target performance.
- ammunition for automatic weapons is subject to a high feed load, since it is inserted into the weapon at high speed and braked suddenly in the cartridge chamber.
- problems arise with the usual polyamide-containing plastic materials of the sabot cage in that they have a high water absorption and thus swell and have poor dimensional stability.
- Such ammunition suffers an increase in diameter in the Caliber, so that it can only be loaded with a very high amount of force, possibly no longer loadable into the weapon and difficult to unload or no longer unloadable.
- Guns are the direct result of the caliber expansion of the sabot hood.
- Uneven detachment behavior of the sabot segments occurs more and more when the mechanical properties (e.g. the elasticity) change with the water absorption.
- the water absorption makes the previously common plastic materials tougher and more unevenly elastic; the tearing process of the hood segments after leaving the pipe mouth then takes longer and becomes more uneven; Disturbances on the projectile body are larger and more frequent.
- a sabot having the features specified in the characterizing part of claim 1.
- a dead load reduction or weight saving of approximately 12 to 14% is achieved with the same hood volume in comparison with a conventional sabot cage hood.
- the tensile strength of the hood material advantageously increases to approximately 120 to 130 N / mm2 and the elongation at break (elasticity) decreases to 3 to 5%, and the sabot according to the invention is characterized by a very high feed strength and after firing with improved detachment behavior of the individual sabot segments from the projectile body.
- the tensile strength is almost twice as high as with previously known plastic hood materials. Due to the extremely low water absorption capacity, a very high dimensional accuracy of the sabot dimensions is achieved even at different temperatures and ambient humidity, such as B. Arctic climate or tropical climate. The water absorption capacity or fluctuations in the moisture content of the plastic material are also with z. B. short-term storage in water very low, since the willingness to absorb moisture depends on the actuation moisture, which is very low for the plastic material according to the invention with less than 0.8%.
- the stress crack resistance of the sabot material is excellent even when exposed to chemicals.
- the good resistance to chemicals and the low moisture absorption are good prerequisites for decontamination of ammunition that may be necessary.
- the sabot material according to the invention is further characterized in that it has a high notched impact strength or impact strength even at low temperatures (approx. -40 ° C.).
- a high abrasion resistance and a low coefficient of sliding friction of the sabot material when friction against steel are the factors that the wear and friction resistance in the weapon barrel are very low, whereby a long service life of the weapon and a higher initial speed of the ammunition is achieved.
- Due to the carbon fiber portion according to the invention (reinforcing element in the plastic material) a higher stiffness of the material is achieved while lowering the specific weight and the associated weight saving.
- the low water absorption capacity offers a high dimensional stability of the sabot, especially on the outside diameter (caliber) and in the thickness of the intended breaking points.
- the coaxial centering of the projectile body in the sabot or the concentricity is improved, the unloadability and the flight behavior are also improved and a higher initial speed V o is achieved by reduced friction in the tube.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Treibkäfig für ein drallstabilisiertes unterkalibriges Geschoß, der wenigstens teilweise aus geformtem polyamidhaltigem Kunststoffmaterial besteht.
- Ein derartiger Treibkäfig ist zum Beispiel aus der EP-A 00 51 375 Figur 1 oder der EP-A 01 46 745 Figur 1 für drallstabilisierte unterkalibrige Mehrzweck-Geschosse bekannt. Derartige FAPDS-Geschosse (Frangible Armour Piercing Discarding Sabot) bestehen zumeist aus Wolframschwermetall und sind für den Einsatz gegen z. B. Kampfflugzeuge, gepanzerte Kampfhubschrauber sowie schnellbewegliche leichtgepanzerte Landziele vorgesehen. Dazu werden diese Geschosse aus automatischen Maschinenwaffen zum Beispiel im Kaliber 20 bis 35 mm mit hoher Kadenz (ca. 400 bis 800 Schuß pro Minute) verschossen.
Derartige Treibkäfiggeschosse sollen ein möglichst geringes Treibkäfiggewicht (Totlastanteil) aufweisen; die Munition soll preisgünstig sein und eine hohe Treffleistung gewährleisten. Die Munition für Automatenwaffen unterliegt bekanntlich einer hohen Zuführbelastung, da sie mit hoher Geschwindigkeit in die Waffe eingeführt und im Patronenlager ruckartig abgebremst wird. Bei bekannter Munition ergeben sich Probleme mit den üblichen polyamidhaltigen Kunststoffwerkstoffen des Treibkäfigs dahingehend, daß diese eine hohe Wasseraufnahme aufweisen und dadurch aufquellen und eine schlechte Maßhaltigkeit aufweisen. Eine derartige Munition erleidet eine Durchmesservergrößerung im Kaliber, so daß sie nur noch mit sehr hohem Kraftaufwand ladbar, gegebenenfalls gar nicht mehr in die Waffe ladbar sowie schwer entladbar bzw. gar nicht mehr entladbar ist. Waffenstörungen sind die unmittelbare Folge der Kaliberaufweitung der Treibspiegelhaube. - Die Kalibervergrößerung (ungleiche Kalibermaße) führt dazu, daß eine konstante Innenballistik nicht erreicht werden kann; große Vo-Streuungen durch z. B. unterschiedliche Reibung im Rohr führen ebenfalls zu schlechten Treffergebnissen im Dauerfeuerbeschuß.
- Durch ein Aufquellen des Kunststofftreibkäfiges kann es zu einer starken Vergrößerung der Innenbohrung (Geschoßaufnahme) in axialer und radialer Richtung kommen, so daß das Geschoß einen losen Sitz innerhalb des Treibkäfiges erfährt. Hierdurch erhält das Fluggeschoß unzulässige Störungen beim Rohrdurchgang, was zu starken Pendlern und schlechtem Treffen führt.
- Ungleichmäßiges Ablöseverhalten der Treibkäfig-Segmente tritt dann vermehrt auf, wenn sich die mechanischen Eigenschaften (z. B. die Elastizität) mit der Wasseraufnahme verändern. Durch die Wasseraufnahme werden die bisher üblichen Kunststoffmaterialien zäher und ungleichmäßig elastischer; der Zerreißvorgang der Haubensegmente nach Verlassen der Rohrmündung dauert dann länger und wird ungleichmäßiger; Störungen auf dem Geschoßkörper sind dabei größer und häufiger.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, für ein gattungsmäßiges Geschoß ein polyamidhaltiges Kunststoffmaterial für den Treibkäfig anzugeben, durch den der Totlastanteil weiter gesenkt wird und die zuvor beschriebenen Nachteile, insbesondere eine schlechte Maßhaltigkeit der Außenabmessungen durch Wasseraufnahme und Quellverhalten des Kunststoff materiales vermieden wird, wodurch eine Verbesserung der Lagerfähigkeit der Munition, des Verhaltens in der Waffe und eine höhere Treffgenauigkeit im Ziel erreicht wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Treibkäfig mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Mit dem erfindungsgemäßen Kunststoffmaterial des Treibkäfigs wird bei gleichem Haubenvolumen im Vergleich zu einer herkömmlichen Treibkäfighaube eine Totlastverringerung bzw. Gewichtseinsparung von etwa 12 bis 14% erreicht. Durch den erfindungsgemäßen Kohlefaseranteil erhöht sich die Reißfestigkeit des Haubenmateriales in vorteilhafter Weise auf ca. 120 bis 130 N/mm² und die Reißdehnung (Elastizität) vermindert sich auf 3 bis 5%, der erfindungsgemäße Treibkäfig zeichnet sich hierdurch mit einer sehr hohen Zuführfestigkeit und nach Abschuß mit einem verbesserten Ablöseverhalten der einzelnen Treibkäfig-Segmente vom Geschoßkörper aus. Die Reißfestigkeit ist nahezu doppelt so hoch wie bei bisher bekannten Kunststoffhaubenwerkstoffen. Durch das äußerst geringe Wasseraufnahmevermögen wird eine sehr hohe Maßhaltigkeit der Treibkäfigabmessungen auch bei verschiedenen Temperaturen und Umgebungsfeuchten, wie z. B. arktischem Klima oder tropischem Klima erreicht. Das Wasseraufnahmevermögen bzw. Schwankungen im Feuchtegehalt des Kunststoffwerkstoffes sind auch bei z. B. kurzfristiger Lagerung im Wasser sehr gering, da die Bereitschaft zur Aufnahme von Feuchtigkeit von der Sätigungsfeuchte abhängig ist, die für das erfindungsgemäße Kunststoffmaterial mit kleiner als 0,8% sehr gering ist.
- Die Spannungsrißbeständigkeit des Treibkäfigwerkstoffes ist selbst bei Chemikalieneinwirkung ausgezeichnet. Die gute Beständigkeit gegen Chemikalien und die geringe Feuchteaufnahme sind gute Voraussetzungen für eine ggf. erforderlich werdende Dekontamination dor Munition. Der erfindungsgemäße Treibkäfigwerkstoff zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß er eine hohe Kerbschlagzähigkeit bzw. Schlagzähigkeit auch beiniedrigen Temperaturen (ca. -40 °C) aufweist. Eine hohe Abriebbeständigkeit und ein niedriger Gleitreibungskoeffizient des Treibkäfigwerkstoffes bei Reibung gegen Stahl sind die Faktoren dafür, daß der Verschleiß und Reibungswiderstand im Waffenrohr sehr gering sind, wodurch eine hohe Lebensdauer der Waffe und eine höhere Anfangsgeschwindigkeit der Munition erreicht wird. Durch den erfindungsgemäßen Kohlefaseranteil (Verstärkungselement im Kunststoffwerkstoff) wird bei Erniedrigung des spezifischen Gewichtes und damit verbundener Gewichtseinsparung eine höhere Steifigkeit des Materiales erreicht.
- Das geringe Wasseraufnahmevermögen bietet eine hohe Maßhaltigkeit des Treibkäfigs, insbesondere am Außendurchmesser (Kaliber) und in der Dicke der vorgesehenen Sollbruchstellen. Insgesamt wird bei dem erfindungsgemäßen Treibkäfiggeschoß die koaxiale Zentrierung des Geschoßkörpers im Treibkäfig bzw. die Rundlaufeigenschaft verbessert, die Entladbarkeit und das Flugverhalten ebenfalls verbessert und durch eine verminderte Reibung im Rohr eine höhere Anfangsgeschwindigkeit Vo erzielt.
Claims (4)
1. Treibkäfig für ein drallstabilisiertes unterkalibriges Geschoß, der wenigstens teilweise aus geformtem polyamidhaltigem Kunststoffmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial
- einen Kohlefaseranteil von 5% bis 30%, vorzugsweise von etwa 15%, aufweist,
- ein spezifisches Gewicht von kleiner oder gleich 1,11 g/cm³ aufweist,
- die Zugfestigkeit größer als 120 N/mm² ist und
- das maximale Wasseraufnahmevermögen kleiner oder gleich 0,8% ist, wodurch die mechanischen Eigenschaften äußerst konstant und die Maßhaltigkeit äußerst hoch sind.
2. Treibkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial zusätzlich einen Glasfaseranteil von 3% bis 10%, vorzugsweise von etwa 6%, aufweist.
3. Treibkäfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbschlagzähigkeit bei Raumtemperatur zwischen 10 und 25 kJ/m² und bei -40 °C zwischen 6 bis 10 kJ/m² beträgt.
4. Treibkäfig nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial in einem Arbeitsgang nach der bekannten Spritzgußtechnik in eine entsprechende Spritzform auf die Endabmessungen des Treibkäfigs geformt ist.
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