DE69216110T2 - Langes wuchtgeschoss - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf ein mit kinetischer Energie wirkendes Unterkaliber-Durchschlagsgeschoß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Panzerbrechende langstabförmige Durchschlagsgeschosse, die aus Wolfram oder aus einem anderen harten Material hergestellt sind, neigen im allgemeinen dazu, spröde zu sein, und brechen leicht nach dem Auftreffen auf ein gepanzertes Ziel unter einem schrägen Winkel. Daher liegt, je schräger der Aufschlagswinkel ist, eine desto groößere Neigung zur Zertrümmerung des langen Stabes und infolgedessen eine desto geringere Wahrscheinlichkeit eines Durchschlags des gepanzerten Ziels vor.
• Es sind zahlreiche Versuche unternommen worden, um langstabförmige Durchschlagsgeschosse zu verstärken. Ein verstarktes Geschoß ist in der US-A-4 671180 offenbart.
• Dieses Durchschlagsgeschoß weist einen mittleren Verbindungs-Gewindebolzen zwischen einer Nase und dem Hauptkörper des Durchschlagsgeschoßes und eine Mehrzahl von trichterförmigen, verstärkenden Elementen auf, die auf den Bolzen gestapelt sind. Der Hauptkörper des Durchschlagsgeschosses spannt mit Hilfe des Bolzens die dazwischen angeordneten trichterförmigen Elemente vor. Nach Aufschlag neigen die trichterförmigen Elemente dazu, das Durchschlagsloch oder den Durchschlagskanal zu vergrößern, so daß der nachfolgende Durchschlagsgeschoß-Hauptkörper bei seinem Durchschlag nicht behindert wird. Diese Konstruktion verstärkt jedoch nicht den Hauptkörper selbst des Durchschlagsgeschosses.
• Ein anderes verstärktes, panzerbrechendes Geschoß ist in der US-A- 4 616 569 beschrieben.
• Dieses Patent offenbart einen rohrförmigen Durchschlagsgeschoßkörper hoher Dichte mit einer mittleren Durchgangsbohrung, die ein eng zusammengehaltenes Bündel aus Kerndrähten aufweist, das eine größere Festigkeit als der rohrförmige Bereich aufweist. Die Kerndrähte befinden sich in engem radialen Kontakt mit dem rohrförmigen Bereich des Durchschlagsgeschosses. Diese Konstruktion ist dazu vorgesehen, den rohrförmigen Körper des Durchschlagsgeschosses zu verstärken, sie beeinflußt jedoch nicht die Leistungsfähigkeit gegenüber einem Ziel bei sehr schrägem Aufschlagswinkel.
• Die US-A-4 854 242 offenbart ein Unterkaliber-Durchschlagsgeschoß mit einem rohrförmigen, harten, brüchigen Kern, der zwischen zwei Endstücken mittels einer Zugstange befestigt ist. Diese Zugstange drückt das spröde Durchschlagsgeschoß zwischen den Endstücken zusammen, um die dazwischen befindliche Komponente vorzuspannen, so daß die Integrität des Durchschlagsgeschoßes während des anfänglichen Ziel- Durchschlages erhalten bleibt.
• Ein weiteres, verstärktes, stabförmiges Durchschlagsgeschoß ist in der US-A-4 841 868 offenbart. Dieses Patent offenbart ein zusammengesetztes, langstabförmiges Durchschlagsgeschoß, das aus abgereichertem Uran und Titan, verstärkt mit 45 Vol.-% Wolframdrahtfilamenten, hergestellt ist, wobei dieses Durchschlagsgeschoß einen in Längsrichtung verlaufenden Härtegradienten als ein Ergebnis eines Variierens des Volumenprozentanteils der verstärkenden Filamente innerhalb des Stabes aus abgereichertem Uran/Titan aufweist.
• Die US-A-4 716 834 offenbart ein Durchschlagsgeschoß von der Art gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der harte Körper ist ein mehrstückiger Körper und der Abstand der Kanäle ist wesentlich größer als der Durchmesser des Durchschlagsgeschosses.
• Alle diese Lösungswege sind im wesentlichen komplexe Lösungswege zum Verbessern der Durchschlagsfähigkeit von stabförmigen Durchschlagsgeschossen. Hinzu kommt, daß keiner dieser Lösungswege das Ansprechverhalten des Durchschlagsgeschosses bei sehr schrägem Aufschlagswinkel verbessert.
• Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Durchschlagsgeschoß zu schaffen, das zu einem verbesserten Durchschlag und zur verbesserten Leistungsfähigkeit bei sehr schrägen Aufschlagswinkeln gegen gepanzerte Ziele befähigt ist.
• Dies wird durch ein Durchschlagsgeschoß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erzielt.
• Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ein segmentiertes stabförmiges Durchschlagsgeschoß fester zu machen, d.h. zu verstärken, welches eine erhöhte Wirksamkeit gegen gepanzerte Ziele bei nahe an Null liegendem, schrägem Aufschlagswinkel aufweist, so daß es mit sehr hoher Geschwindigkeit abgeschossen werden kann, die geringstmögliche Geschwindigkeitsabnahme während des Fluges aufweist und gegen schräge, gepanzerte Ziele wirksam sein wird. Gleichzeitig kann das Durchschlagsgeschoß gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise pyrophore Wirkungen ergeben.
• Das langstabförmige Durchschlagsgeschoß in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein verstärktes, segmentiertes langstabförmiges Durchschlagsgeschoß mit einem Verhältnis der Länge zum Durchmesser von größer als wenigstens 15 und einer Mehrzahl von axial beabstandeten, über den Umfang verlaufenden Bändern aus einem Material hoher Festigkeit, das in Kanäle in der Außenseite des langstabförmigen Durchschlagsgeschosses ausgeformt ist. Insbesondere ist das langstabförmige Durchschlagsgeschoß gemäß der Erfindung ein langstabförmiges, mit Treibspiegel ausgerüsteten Unterkaliber-Durchschlagsgeschoß mit einem länglichen, festen, zylindrischen, harten Körper, der typischerweise aus Wolfram, einer Wolframlegierung oder aus abgereichertem Uran hergestellt ist, wobei dieser Körper eine Mehrzahl von über den Umfang verlaufenden Kanälen in der Außenseite des Körpers aufweist. Diese Kanäle sind voneinander axial beabstandet, um beabstandete Segmente mit vollem Durchmesser zu bilden. Eine Mehrzahl von über den Umfang verlaufenden, verstärkenden Bändern ist in die Kanäle eingeformt. Diese Bänder sind vorzugsweise im wesentlichen trapezförmig im radialen Querschnitt und werden mit den Kanalwänden während des Vorganges des Einformens mechanisch verankert. Der Vorgang des Einformens preßt die Bänder in die Kanalwände, so daß der Außendurchmesser der Bänder der gleiche wie der Gesamtdurchmesser des Durchschlagsgeschoßkörpers ist, so daß eine gleichförmige Außenseite des Körpers geschaffen wird.
• Die Außenseite ist typischerweise mit Nuten oder Gewinden versehen, um einen sicheren Eingriff mit entsprechenden Gewinden oder Vorsprüngen an dem Abwert-Treibspiegel zu ergeben, um eine relative Axialbewegung zwischen dem Treibspiegel und dem Durchschlagsgeschoß zu vermeiden, so daß während der Beschleunigung des Geschosses in dem Kanonenrohr der Treibspiegel und das Durchschlagsgeschoß sich die Bohrung des Kanonenrohrs entlang als ein Körper bewegen. Diese Nuten oder Gewinde können während des Vorganges des Einformens erzeugt oder in einem getrennten Arbeitsvorgang eingearbeitet werden.
• Die verstärkenden Bänder sind vorzugsweise aus gesintertem Zirkon hergestellt, das an der Stelle eingeformt wird. Der Vorgang des Einformens erzeugt die erwünschte Festigkeit in dem Zirkon, so daß, wenn das langstabförmige Durchschlagsgeschoß auf dem Ziel unter einem schrägen Winkel aufschlägt, wie etwa unter 75º, die Neigung des Durchschlagsgeschosses, in Längs-Bruchstücke zu zersplittern, verhindert wird. Somit verbessern diese über den Umfang verlaufenden, verstärkenden Bänder die Steifigkeit des Durchschlagsgeschosses und infolgedessen die Wirksamkeit des Durchschlagsgeschosses, wenn Ziele unter einem schrägen Winkel angegriffen werden.
• Fig. 1 stellt eine perspektivische Seitenansicht eines langstabförmigen Durchschlagsgeschosses in Übereinstimmung mit der Erfindung dar.
• Fig. 2 stellt eine Teil-Längsschnittansicht eines langstabförmigen Durchschlagsgeschosses vor dem Einformen der verstärkenden Bänder in die über den Umfang verlaufenden Kanäle in dem Durchschlagsgeschoßkörper dar.
• Fig. 3 stellt eine Teil-Längsschnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Durchschlagsgeschosses in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dar.
• Ein langstabförmiges Durchschlagsgeschoß 10 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 veranschaulicht. Das Durchschlagsgeschoß 10 ist in erster Linie ein länglicher zylindrischer Körper 12, der vorzugsweise aus Wolfram, abgereichertem Uran oder aus einem anderen harten metallischen Material hergestellt ist und ein Längen-zu- Durchmesser-Verhältnis von 15 oder mehr aufweist. Eine Mehrzahl von am Ort eingeformten Bändern 14 aus verstärkenden Materialien, wie etwa gesintertem Zirkon, Stahl, Titan oder Magnesium, ist entlang des Körpers 12 axial beabstandet. Diese verstärkenden Bänder 14 sind in über den Umfang verlaufenden Kanälen 16 angeordnet, die in die Außenseite des Durchschlagsgeschoßkörpers 12, wie in Fig. 2 gezeigt, eingearbeitet sind.
• Jedes der verstärkenden Bänder 14 weist eine im wesentlichen trapezförmige Querschnittsform auf, wobei ihre größere Basisseite an die Unterseite des Kanals 16 angrenzt. Die Höhe des Bandes, d.h. seine Dicke, ist leicht größer als die Tiefe des Kanals 16, so daß, wenn das verstärkende Band 14 in den Durchschlagsgeschoßkörper 12 eingeformt wird, der Vorgang des Einformens verursacht, daß sich die Unterseite des Bandes ausbreitet oder nach außen fließt, sich die nichtparallelen Seiten ausbreiten und die Oberseiten der Kanal-Seitenwände sich zueinander hin verformen, so daß sie an den nichtparallelen Seiten des Kanals angreifen, um das Band an Ort und Stelle mechanisch zu verankern. Dieser Vorgang des Einformens führt auch zu einer Verfestigung dss Bandmaterials. Das Ergebnis ist eine wesentlich verbesserte Festigkeit und eine wesentlich verbesserte Steifigkeit der Gesamtheit des langstabförmigen Durchschlagsgeschosses 10. Ferner werden die Bänder an Ort und Stelle in der Weise angeordnet, daß sie einen gleichförmigen Durchmesser der Außenseite des Durchschlagsgeschosses ergeben, um den Luftwiderstand während des Fluges zu minimieren und um gleichförmige, über den Umfang verlaufende, außenseitige Nuten oder Gewindegänge 18 sowohl in der Außenoberfläche des Körpers als auch der Bänder zu tragen. Diese Gewindegänge oder Nuten 18 sind mit entsprechenden Nuten an einem Treibspiegel in Eingriff, um eine gleichförmige und wirksame Kraftübertragung zwischen dem Treibspiegel und dem Durchschlagsgeschoß während der Beschleunigung zu erzielen.
• Eine genaue Wahl der Zusammensetzung des Bandes kann in einer optimierten Reduzierung der adiabatischen Scherfestigkeitseigenschaften des Durchschlagsgeschosses resultieren, derart, daß ein kleineres Loch in dem Ziel nach dem Aufschlag erzeugt wird. Dies bedeutet andererseits, daß mehr von dem Durchschlagsgeschoßkörper durch das gepanzerte Ziel hindurchgeht, um die Wirkungen hinter der Panzerung zu verstärken. Die Verwendung von gesintertem Zirkon oder Magnesium weist zusätzlich zur Verstärkung des Woffram-Durchschlagsgeschosses einen anderen zusätzlichen Vorteil auf. Diese Materialien sind pyrophor und entzünden sich als solche und brennen heftig. Die Zündung erfolgt während des Vorganges des Durchschlagens aufgrund der durch die große Geschwindigkeit der plastischen Deformation erzeugten Hitze, und infolgedessen werden die Wirkungen hinter der Panzerung weiter verstärkt, wenn ein vollständiger Panzerdurchschlag erreicht ist. Alternativ hierzu können Kohlenstoffstahl oder ein geeigneter Legierungsstahl ebenfalls für das verstärkende Bandmaterial verwendet werden. Jedoch würde die Verwendung eines derartigen Legierungsstahles nicht in verstärkten Wirkungen hinter der Panzerung aufgrund brennenden Materials resultieren, weil Stahl nicht pyrophor ist.
• Die axial voneinander beabstandeten Kanäle 16 schaffen im Ergebnis ein einheitlich segmentiertes Durchschlagsgeschoß 10, welches abwechselnd harte Bereiche vollen Durchmessers und harte Bereiche kleinen Durchmessers unter den Bändern 14 aufweist. Während des Aufschlages auf das gepanzerte Ziel liefert das Durchschlagsgeschoß 10 beabstandete harte Massen großen Durchmessers, die aufeinanderfolgend auf das gepanzerte Ziel aufschlagen. Die Wirkung hiervon besteht darin, wiederholt Durchschlagsgeschoßmaterial in das Ziel hinein "zu hämmern". Dieser sich wiederholende Hämmereffekt erhöht die erreichbare Eindringtiefe, weil zu jeder Zeit, wenn die kinetische Energie eines Segments mit vollem Durchmesser vollständig in das Ziel aufgenommen ist, ein anderes Segment das Ziel trifft, wobei dieses Segment weiter als das zuvor erzeugte Loch eindringt.
• Der Abstand zwischen den Kanälen ist für diese Wirkung kritisch. Der Abstand muß groß genug sein, so daß im wesentlichen die gesamte kinetische Energie des aufschlagenden Segments mit vollem Durchmesser in dem Ziel absorbiert wird, bevor das nächste Segment auf das Ziel aufschlägt. Dieser Abstand ist geringer als ein voller Durchschlagsgeschoß- Durchmeser (D) und sollte zwischen etwa 0,5 D und 0,95 D liegen. Ein jedes verstärkendes Band sollte von dem nächsten Band um einen Abstand von etwa 1,0 D für typische, mit kinetischer Energie wirkende Unterkaliber-Projektile beabstandet sein. Jedoch sollte die genaue Beabstandung variiert werden, um ein Optimum zu erzielen, und sie wird in optimaler Weise in Abhängigkeit von den dynamischen Eigenschaften des Geschosses, wie etwa den Kanonendrücken, der gesamten Geschoßmasse, der Beschleunigung beim Abschuß und dem Luftwiderstand und dem vorgesehenen Panzerungsmaterial des Ziels, gewählt.

Claims (11)

1. Ein mit kinetischer Energie wirkendes Unterkaliber- Durchschlagsgeschoß (10), das einen verbesserten Zieldurchschlag durch wiederholte Hammerschläge ergibt und aufweist: einen länglichen, festen, zylindrischen Hartmetall-Körper (12) mit einer im wesentlichen zylindrischen Außenseite und mit einer Mehrzahl von axial beabstandeten, über den Umfang verlaufenden, ringförmigen Kanälen (16) in der im wesentlichen zylindrischen Außenseite entlang wenigstens eines vorderen Bereichs des Körpers, welche den vorderen Bereich in axial beabstandete Segmente unterteilen, wobei jeder der genannten Kanäle ein über den Umfang verlaufendes Verstärkungsband (14) aufweist, welches mit dem genannten Körper mechanisch verriegelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartmetall-Körper (12) ein einstückiger Körper ist, daß der Abstand zwischen den Kanälen im Bereich von etwa 0,5 D bis etwa 0,95 D liegt, wobei D ein Gesamtdurchmesser des Durchschlagsgeschoßes ist, und daß die genannten Bänder an ihre Stelle eingeformt sind.

2. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (14) aus gesintertem Zirkon sind.

3. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (12) aus Wolfram ist.

4. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (14) aus Titan sind.

5. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (14) aus Stahl sind.

6. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (14) aus Magnesium sind.

7. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (14) aus gesintertem Zirkon sind.

8. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Band (14) eine im wesentlichen trapezförmige Querschnittsform aufweist.

9. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (14) aus einem pyrophoren Material hergestellt sind.

10. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Körper (12) und die genannten Bänder (14) denselben Außendurchmesser aufweisen, um eine gleichförmige Außenseite (18) an dem genannten Durchschlagsgeschoß zu bilden.

11. Das Durchschlagsgeschoß gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Außenseite (18) mit Gewinde versehen ist.