DE3905061C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein unterkalibriges Geschoß mit einem Treibspiegel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei unterkalibrigen Geschossen mit Treibspiegeln ist die Abgangsgeschwindigkeit von der inneren Energie der in einem Waffenrohr auf das mit einem Treibspiegel versehene unterkalibrige Geschoß wirksam werdenden Treibladung und deren Umwandlung in kinetische Energie, wie sie beim Verbrennen der Treibladung im Verbrennungsraum des Waffenrohres gegeben ist, abhängig.

Aus der US-PS 30 11 404 ist ein unterkalibriges Geschoß mit einem Treibspiegel und einem am Treibspiegel heckseitig angeordneten Behälter für einen Flüssigtreibstoff bekannt. Daran schließt sich eine Pulvertreibladung an. Der Behälter weist aus Stabilitätsgründen einen verhältnismäßig dicken Mantel auf, um beim Abbrand der Pulvertreibladung einen Teil der Vortriebskräfte auf den Treibspiegel zu übertragen. Dabei liegt der Mantel am Waffenrohr an. Zeitverzögert nach dem Abbrand der Pulvertreibladung erfolgt die Zündung und der Abbrand des Flüssigtreibstoffes. Nachteilig sind beim Vortrieb des Geschosses die Reibungsverluste des Mantels im Waffenrohr mit der Folge einer verminderten Abgangsgeschwindigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein unterkalibriges Geschoß mit einem Treibspiegel und einem am Treibspiegel heckseitig angeordneten Behälter für einen Flüssigtreibstoff vorzuschlagen, bei dem das Geschoß eine hohe Abgangsgeschwindigkeit aufweist und bei dem der Behälter die Abgangsgeschwindigkeit nicht mindert.

Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das mit einem Treibspiegel versehene unterkalibrige Geschoß wid nicht nur durch die im Verbrennungsraum des Waffenrohres wirksame Treibladung angetrieben, sondern mit einer bestimmten Verzögerung auch durch den in dem, das heckseitige Ende des Geschosses umschließenden Behälter befindlichen Flüssigtreibstoff. Da der den Behälter ausfüllende Flüssigtreibstoff inkompressibel ist, kann die Wandung des Behälters relativ dünn, d. h. druckübertragend nachgiebig ausgebildet sein, ohne daß eine Gefahr besteht, daß der Behälter vorzeitig geöffnet wird. Die verzögerte Öffnung der Wandung des Behälters und damit die innenballistischen Eigenschaften des mit einem Treibspiegel versehenen unterkalibrigen Geschosses sind wunschgemäß festlegbar.

Durch die Abstandsrippen ergibt sich zwischen der Innenseite des Waffenrohres und der Außenseite des Behälters ein ringförmiger Spaltraum, durch den sich der Druck der Treibladungsgase bis zum Treibspiegel fortpflanzt. Gleichzeitig beaufschlagt der Treibladungsdruck durch die nachgiebige Wandung des Behälters hindurch den den Behälter ausfüllenden Flüssigtreibstoff. Im Behälter, d. h. im den Behälter ausfüllenden Flüssigtreibstoff herrscht somit mindestens annähernd derselbe Druck wie im Verbrennungsraum. Das bedeutet, daß das Geschoß zunächst, d. h. in der ersten Abschußphase in herkömmlicher Art und Weise durch den Treibspiegel beschleunigt wird. Durch die verzögert zu öffnende Wandung des Behälters ergibt sich zu einem vorgegebenen Zeitpunkt eine Öffnung des Behälters an einer Stelle oder an mehreren Stellen, so daß der Flüssigtreibstoff aus dem Behälter freigegeben wird und in den Verbrennungsraum austreten kann, wo er nachverbrannt wird. Durch diese Nachverbrennung des Flüssigtreibstoffes ergibt sich ein zusätzlicher Schub und somit eine Erhöhung der Geschoßabgangsgeschwindigkeit, d. h. der Leistung des Geschosses.

Nach dem Anspruch 2 ergeben sich bei einem Geschoß allseitig dieselben physikalischen Wirkungen.

Eine günstige Ausbildung des Behälters geht aus dem Anspruch 3 hervor.

Nach dem Anspruch 4 kann die Wandung des Behälters derartig ausgebildet sein, daß sie an einer Stelle durch- bzw. abbrennt, es ist jedoch auch möglich, daß die Wandung an mehreren Stellen definiert durchbrennt und den abbrennbaren Flüssigtreibstoff in den Verbrennungsraum zur Nachverbrennung ausströmen läßt.

Um ungewollte bzw. unerwünschte Störungen bei der Nachverbrennung zu vermeiden, ist dafür zu sorgen, daß der Flüssigtreibstoff den geöffneten Behälter in geeigneter Weise verläßt. Das kann bspw. durch Labyrinthe, Kammern od. ä. erfolgen. Das Verhältnis zwischen der Oberfläche und dem Volumen der austretenden Flüssigtreibstoffballen darf weder zu klein noch zu groß sein. Ist das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Flüssigtreibstoffballen zu klein, so folgt daraus ein schlechter Anbrand und Abbrand des Flüssigtreibstoffes; ist das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Flüssigtreibstoffballen und die in den Verbrennungsraum eingebrachte Flüssigtreibstoffmenge zu groß, so kann dies zu einer zu starken Abkühlung der im Verbrennungsraum befindlichen Gase und im Extremfall sogar zu einem teilweisen Löschen des Abbrandes der Treibladung führen.

Entsprechend dem Anspruch 5 werden derartige unerwünschte Störungen des Abbrandes und damit des Druckverlaufes im Waffenrohr vermieden.

Ein besonders geeigneter Flüssigtreibstofff ist dem Anspruch 6 zu entnehmen. Ein derartiger Flüssigtreibstoff auf Hydroxylamoniumnitrat- Basis verbrennt sauber, was den Vorteil besitzt, daß eine Verschmutzung des Waffenrohres, aus dem ein solches unterkalibriges, mit einem Treibspiegel versehenes Geschoß verschossen wird, nicht eintritt.

Nach dem Anspruch 7 ist der im Behälter befindliche Flüssigtreibstoff auf ca. 0,1 ms genau anzuzünden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das unterkalibrige mit einem Treibspiegel versehene Geschoß in einem abschnittweise angedeuteten Waffenrohr,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Details III in Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Details IV in Fig. 1, und

Fig. 5 eine Darstellung des Funktionszusammenhanges zwischen dem auf den Treibspiegel und das unterkalibrige Geschoß wirksamen Druck p und der Zeit t.

Fig. 1 zeigt ein in einem Waffenrohr 10 befindliches mit einem Treibspiegel 12 versehenes unterkalibriges Geschoß 14. Der Treibspiegel 12, der bspw. aus Aluminium besteht, ist im mittleren Abschnitt zwischen seiner Kopfseite 16 und seiner Rückseite 18 mit einem Ringelement 20 versehen, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser und damit dem Kaliber des Waffenrohres 10 entspricht. Durch das Ringelement 20 ergibt sich eine Abdichtung des Verbrennungsraumes 22 des Waffenrohres 10.

Das unterkalibrige Geschoß 14 ist an seinem heckseitigen Endabschnitt 24 mit Stabilisierungsflügeln 26 versehen.

Ein einen Mantel 28 und einen Boden 30 aufweisender Behälter 32 umschließt das unterkalibrige Geschoß 14 zwischen seinem heckseitigen Ende 34 und dem Treibspiegel 12.

Wie auch aus Fig. 2 deutlich ersichtlich ist, stehen vom Mantel 28 des Behälters 32 Abstandsrippen 36 in radialer Richtung weg, die sich in Längsrichtung des Mantels 28 des Behälters 32 erstrecken und die entlang des Umfangs des Mantels 28 gleichmäßig verteilt vorgesehen sind. Durch die Abstandsrippen 36 wird zwischen dem Mantel 28 des Behälters 32 und dem Waffenrohr 10 ein ringförmiger Spaltraum 38 festgelegt.

Die Wandung des Behälters 32, d. h. der Mantel 28 und/oder der Boden 30 des Behälters 32 ist druckübertragend nachgiebig und verzögert zu öffnen. Der Behälter 32 ist mit seinem vom Boden 30 entfernten Endabschnitt 40 mit dem Treibspiegel 12 abdichtend verbunden. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß zu diesem Zweck die Rückseite 18 des Treibspiegels 12 mit einer umlaufenden Rille 40 ausgebildet ist, die zur zentralen Längsachse 42 des unterkalibrigen Geschosses 14 koaxial verläuft. Dadurch, daß die umlaufende Rille 40 mit abgerundeten Schultern 44 und 46 ausgebildet ist, ergibt sich eine sog. weiche Anlenkung des vom Boden 30 entfernten Endabschnittes 39 des Mantels 28 des Behälters 32. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß auch zwischen dem Mantel 28 und dem Boden 30 des Behälters 32 eine weiche Anlenkung gegeben ist, die durch eine Bördelung 48 realisiert ist.

Der Innenraum des Behälters 32 ist mit einem Flüssigtreibstoff 50 ausgefüllt.

Mit der Bezugsziffer 52 ist in den Fig. 1 und 3 ein Zeitverzögerungselement bezeichnet, mit welchem der Behälter 32 bzw. sein Boden 30, an dem das Zeitverzögerungselement 52 vorgesehen ist, definiert zeitverzögert zu öffnen ist.

Beim Abschuß des unterkalibrigen Geschosses 14 mit dem Treibspiegel 12 drücken die Treibladungsgase des Verbrennungsraumes 22 gegen den Boden 30 des Behälters 32, im ringförmigen Spaltraum 38 zwischen dem Mantel 28 und dem Waffenrohr 10 gegen den Behälter 32, sowie im Spaltraum 38 gegen den Treibspiegel 12 und das Ringelement 20. Da der Behälter 32 vollkommen mit inkompressiblem Flüssigtreibstoff 50 gefüllt ist, pflanzt sich der Druck aus dem Verbrennungsraum 22 durch den Flüssigtreibstoff 50 bis zum Treibspiegel 12 fort, ohne daß es zu einer vorzeitigen ungewollten Beschädigung des Behälters 32 kommt. Der Treibspiegel 12 kann also nach Festigkeitsgesichtspunkten optimiert werden. Zum Ablösen des Treibspiegels 12 vom unterkalibrigen Geschoß 14 nach dem Verlassen der Mündung des Waffenrohres 10 kann der Treibspiegel 12 mit an sich bekannten Elementen wie einer vorderseitigen Stauausnehmung, einem Trennelement in der Formschlußzone o. dgl. ausgebildet sein. In den Zeichnungen wurde auf die Darstellung derartiger Elemente verzichtet. Der Behälter 32 kann aus einem mindestens teilweise abbrennbaren Material bestehen, um zu einem gegebenen Zeitpunkt ti (Fig. 5) den Flüssigtreibstoff 50 aus dem Behälter 32 in den Verbrennungsraum 22 freizugeben. Der freigegebene Flüssigtreibstoff 50 wird im Verbrennungsraum 22 verbrannt, so daß sich nach dem Zeitpunkt ti eine Druckerhöhung ergibt, wie sie in Fig. 5 durch die Kurve 54 schematisch angedeutet ist. Die Kurve 56 in Fig. 5 verdeutlicht den zeitlichen Druckverlauf der zuerst im Verbrennungsraum 22 wirksam werdenden Treibladungsgase. Durch die Treibladung und durch den Flüssigtreibstoff 50 ergibt sich demnach insgesamt eine Druckkurve mit einem Plateau 58 und somit eine Erhöhung der Geschoßabgangsgeschwindigkeit. Um Druckspitzen zu vermeiden, kommt als Flüssigtreibstoff 50 vorzugsweise ein Flüssigtreibstoff auf Hydroxylammoniumnitrat-Basis zur Anwendung, der oberhalb eines bestimmten Druckes von z. B. 150 bar druckunabhängig abbrennt.

Claims (7)

1. Unterkalibriges Geschoß mit einem Treibspiegel, an dessen dem Heck des Geschosses (14) zugewandter Rückseite (18) ein sich über das Heck des Geschosses (14) erstreckender Behälter (32) abdichtend angeordnet ist, der mit einer druckübertragend nachgiebigen, verzögert zu öffnenden Wandung ausgebildet und der mit einem Flüssigtreibstoff (50) gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Behälters (32) Abstandsrippen (36) vorgesehen sind.

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsrippen (36) sich in Längsrichtung des Behälters (32) erstrecken und am Umfang des Behälters (32) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (32) einen Mantel (28) und einen Boden (30) aufweist, wobei der Mantel (28) mit seinem vom Boden (30) entfernten Endabschnitt (39) an der Rückseite (18) des Treibspiegels (12) abdichtend angeordnet ist, und der Behälterboden (30) zur Abstützung und Führung des unterkalibrigen Geschosses (14) am heckseitigen Ende (34) des Geschosses (14) anliegt.

4. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Behälters (32) zur verzögerten Freigabe des Flüssigtreibstoffes (50) aus dem Behälter (32) durch- bzw. abbrennbar ist.

5. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Behälter (32) befindliche Flüssigtreibstoff (50) zur Vermeidung unerwünschter Druckspitzen ein oberhalb eines vorbestimmten Druckes mindestens annähernd druckunabhängig abbrennender Flüssigtreibstoff ist.

6. Geschoß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigtreibstoff (50) eine Zusammensetzung auf Hydroxylammoniumnitrat- Basis aufweist.

7. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Behälterboden (32) ein pyrotechnisches Zeitverzögerungselement (52) vorgesehen ist.