DE10015514A1

DE10015514A1 - Flügelstabilisiertes Geschoß

Info

Publication number: DE10015514A1
Application number: DE10015514A
Authority: DE
Inventors: Torsten Niemeyer; Horst Fritsch; Frank Guischard
Original assignee: Rheinmetall W&M GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: GB0107899D0; US20010030260A1; US6454205B2; GB2360827B; GB2360827A; DE10015514B4

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, in einem annähernd dralllos verschießbaren Artilleriegeschoß derart ein Klappleitwerk zur Geschoßstabilisierung anzuordnen, daß in einer eingeklappten Ausgangsposition vor der Abfeuerung das Geschoßvolumen aufgrund festgelegter Schnittstellen nicht überschritten wird und dennoch eine Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften in aufgeklappter Position des Leitwerkes erzielt wird. DOLLAR A Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Leitwerksflügel 5 in einer heckseitig axial und nach hinten verschiebbaren Aufnahme 6 im Geschoßheck 2 angeordnet sind. Die Aufnahme 6 kann sich - nach dem das Geschoß 1 das Waffenrohr 20 verlassen hat - unter dem Druck der in einem Hohlraum 10 verbleibenden Treibladungsgase nach hinten aus dem Heckteil 2 des Geschosses 1 bis zu einem Anschlag 24 hinaus bewegen, während anschließend die aus zwei Flügelteilen 14 und 15 bestehenden Flügel 5 unter dem Druck einer Feder 13 an Gleitflächen 18 der Aufnahme 6 durch ihre abgeschrägten Flügelkanten 19 eine Schwenkbewegung um eine an der Aufnahme 6 gelagerte Drehachse 4 nach außen einleiten, des weiteren das jeweilige zweite Flügelteil 15 teleskopartig ausfährt und beide Flügelteile unter der Lufteinwirkung ihre Endposition 7 einnehmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein flügelstabilisiertes Geschoß mit im Heckteil des Geschosses ge lagerten und um quer zu der Geschoßlängsachse angeordneten Drehachsen schwenkba ren Flügeln.

Bei einem derartigen aus der DE 34 08 585 A1 bekannten Geschoß können sich am Ge schoßheck schwenkbeweglich gelagerte Klappflügel ausschließlich nur in Folge der durch Drall des Geschosses auftretenden Zentrifugalkräfte in Wirkposition zur Stabilisierung des Geschosses entfalten. Diese Entfaltungsmöglichkeit ist jedoch bei einem Geschoß ohne Drall, beispielsweise bei einem Artilleriegeschoß, bei dem beispielsweise die Übertragung des Dralls auf das Geschoß durch ein durchrutschendes Führungsband verhindert wird, nicht anwendbar.

Bei dem bekannten Geschoß ragen in weiter nachteiliger Weise die Flügel in eingeklapp ter Stellung heckseitig über das hintere Geschoßende hinaus. Dieses Geschoß ist des halb für einen Einsatz im Bereich der Artilleriesysteme, bei dem einerseits für das Ge schoß und andererseits beispielsweise für die Treibladung festgelegte Waffenrohrlängen bzw. Volumina und somit festgelegte Schnittstellen eingehalten werden müssen, nicht geeignet. Dadurch, daß bei diesem Geschoß der Luftangriffspunkt (Druckpunkt) gegen über dem Schwerpunkt des Geschosses nicht mehr verändert werden kann, ist hier auch keine ausreichende Verbesserung der Flugstabilität mehr möglich. Ein weiterer Nachteil ist, daß diese bekannte Flügelanordnung keinen Platz für die Aufnahme einer Nutzlast vorsieht.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung in einem annähernd dralllos verschießbaren Artilleriegeschoß derart ein Klappleitwerk zur Geschoßstabilisierung anzuordnen, daß im eingeklappten Zustand das Geschoßvolumen aufgrund festgelegter Schnittstellen nicht überschritten wird und dennoch eine Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften im aufgeklappten Zustand des Leitwerkes erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Leitwerksflügel in einer heckseitig axial nach hinten verschiebbaren Aufnahme anzuordnen, so daß eine wesentliche Verbesse rung der Flugstabilität durch Verlagern des Luftangriffspunktes am Leitwerk nach hinten gegenüber dem annähernd konstant gebliebenen Geschoßschwerpunkt erzielt wird.

Die Erfindung ermöglicht es des weiteren, daß die Flügel, nach dem das Geschoß das Waffenrohr verlassen hat, sich selbsttätig in axial verschobener Stellung der Aufnahme in die ausgeklappte Endposition ohne Dralleinwirkung entfalten können.

In vorteilhafter Weise erfolgt die axiale Verschiebung der Aufnahme dadurch, daß über in der Aufnahme befindliche Durchlässe Treibladungsgase in einen sich innerhalb des Ge schosses befindlichen Hohlraum vor die Aufnahme geleitet werden, so daß während des Rohrdurchganges ständig der annähernd gleiche Druck innerhalb des Hohlraumes wie hinter dem Geschoß ansteht. Erst nach Verlassen des Rohres und dem damit verbunde nen Druckabfall außerhalb des Geschosses entsteht ein Überdruck im Inneren des Hohl raumes. Eine an jedem der zweigeteilten Flügel vorhandene Druckfeder ermöglicht dann einen selbsttägigen Aufklappvorgang der Flügel aus einer raumsparenden eingeklappten Ausgangsposition innerhalb des Geschosses in eine teleskopartig um die doppelte Ein baulänge der Flügel ausfahrbare Wirkposition während des Fluges. Dieser Aufklappvor gang wird weiter vorteilhaft in einer ersten Phase durch Entlanggleiten von schräg ausge bildeten Flügelkanten an entsprechenden schrägen Gleitflächen der Aufnahme und in ei ner zweiten Phase durch die dann auf die Flügel einwirkenden Luftkräfte erzielt.

Neben der vorgenannten wesentlichen Verbesserung der Flugstabilität ermöglicht die Er findung des weiteren durch die platzsparende Anordnung der Flügel eine Aufnahme einer hohen Nutzlast, beispielsweise eine Aufnahme eines Base-bleed-Satzes.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem folgenden an hand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Geschoßheck mit eingeklappter Flügelstellung in Ausgangsposition;

Fig. 2 das Geschoßheck mit einer axial nach hinten aus dem Geschoßheck aus gefahrenen Aufnahme und die an der Aufnahme in Wirkposition ausge klappten Flügel;

Fig. 3 einen Längsquerschnitt durch das Geschoßheck mit Darstellung der in der Aufnahme befindlichen Nutzlast entlang dem in der Fig. 4 mit III-III gekenn zeichneten Schnittverlauf;

Fig. 4 einen Querschnitt der Aufnahme entlang dem in der Fig. 1 mit IV-IV ge kennzeichneten Schnittverlauf;

Fig. 5 einen Teillängsschnitt eines Waffenrohres mit Angaben der Schnittstellen, beispielsweise zwischen Geschoß und Ladungsraum.

Fig. 1 zeigt ein mit einem durchrutschenden Führungsband 22 ausgerüstetes Artillerie geschoß 1, das während des Rohrdurchganges keinen Drall aufnimmt und deshalb flügel stabilisiert ausgeführt sein muß. Dazu enthält das Heckteil 2 des Geschosses 1 eine axial verschiebbare Aufnahme 6, mit der mindestens 2 aufklappbare Flügel 5 aufschwenkbar verbunden sind. Die Flügel 5 sind an quer zur Geschoßlängsachse 3 am heckseitigen En de mit der Aufnahme 6 verbundenen Drehachsen 4 ausschwenkbar gelagert. Die Auf nahme 6 ist derart ausgestaltet, daß die Flügel 5 nur in ausgefahrener Stellung der Auf nahme 6 (Fig. 2) - nach dem das Geschoß das Waffenrohr 20 verlassen hat - aus schwenken und ihre Wirkposition 7 einnehmen können.

In der Fig. 1 befinden sich die Flügel 5 in eingeklappter Ausgangsposition, beispielswei se vor der Zündung einer in der Fig. 5 dargestellten Treibladung 28. Die Aufnahme 6 enthält in ihrer vorderen Stirnseite 8 Durchlässe 9 für eine Verbindung eines zwischen der Aufnahme 6 und dem Geschoß 1 befindlichen Hohlraumes 10 mit dem Ladungsraum 26 des Waffenrohres 20. Nach der Zündung der Treibladung 28 gelangen dadurch hochge spannte Treibladungsgase in den durch eine nicht dargestellte Dichtung abgedichteten Hohlraum 10 und bewirken -nach dem das Geschoß 1 das Waffenrohr 20 verlassen hat aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem im Hohlraum 10 und in der Atmosphäre herr schenden Druck die axiale Verschiebung der Aufnahme 6 aus dem Heckteil 2 nach hinten heraus.

Für diesen Vorgang ist die Aufnahme 6 innerhalb des Geschosses 1 in einem Heckteilin nenraum 21 angeordnet, der an seinem heckseitigen Ende 23 einen Anschlag 24 auf weist, der in eine axial verlaufende Nute 29 der Aufnahme 6 für eine Längsführung, Ver drehsicherung und Hubbegrenzung eingreift. Dieser Anschlag kann auch derart ausgebil det sein, daß er eine Dichtfunktion der Aufnahme 6 gegenüber dem Ladungsraum 26 übernehmen kann.

Die Aufnahme 6 ist in der in der Fig. 1 dargestellten Ausgangsposition durch nicht dar gestellte Sicherungsmittel mit dem Geschoßheckteil 2 verbunden, welche die Aufnahme 6 solange sicher in der Ausgangsposition halten, bis die im Hohlraum 10 wirkenden Gas druckkräfte die Sicherheitsmittel überwinden und beispielsweise abscheren, sowie an schließend den Ausstoßvorgang der Aufnahme 6 einleiten.

Zur Einnahme der eingeklappten Stellung der Flügel 5 enthält die Aufnahme 6 senkrecht zur Geschoßlängsachse 3 verlaufende schlitzartige Ausnehmungen 12, die der jeweiligen Kontur der Flügel 5 entsprechen und dabei hinten und außen offen, vorn von der Stirn seite 8 sowie innen von der Wandung 11 eines in den Fig. 3 und 4 näher dargestellten Base-bleed-Satzes 25 begrenzt werden.

Jeder Flügel 5 besteht aus einem mit der Drehachse 4 verbundenen ersten schwenkbaren Flügelteil 14 und einem durch die Feder 13 in Flügelachsrichtung verschiebbarem zweiten Flügelteil 15. Das zweite Flügelteil 15 wird in einer Führung des ersten Flügelteils 14 ge führt, wobei die axiale Verschiebbarkeit des zweiten Flügelteiles 15 durch einen in die Führung 16 eingreifenden Anschlag 17 des zweiten Flügelteiles 15 begrenzt ist.

Eine als Druckfeder ausgebildete Feder 13 greift in Ausnehmungen des jeweiligen hinte ren Endes des ersten und zweiten Flügelteiles 14 und 15 ein und befindet sich in der Fig. 1 in vorgespannter Position. Damit die Flügel 5 in der heckseitig aus dem Geschoß 1 her aus bewegten Stellung der Aufnahme 6 (Figur1) ausschwenken können, enthält die jewei lige Ausnehmung 12 der Aufnahme 6 eine im Bereich der vorderen Stirnfläche 8 angeord nete und schräg von innen nach außen und nach vorn verlaufende Gleitfläche 18. Des weiteren weist der jeweilige erste und zweite Flügelteil in eingeklappter Stellung jeweilige parallel zur Gleitfläche 18 der Aufnahme 6 verlaufende schräge Flügelkanten 19, 19 auf. Dadurch können in heckseitig aus dem Geschoß heraus bewegter Stellung der Aufnahme 6 die jeweiligen Flügelkanten 19 unter dem Druck der Feder 13 über die schrägen Gleit flächen 18 gleiten und über die Außenkontur des Geschosses 1 hinausragen, so daß die Flügelteile 14 und 15 anschließend unter der Lufteinwirkung eine ausgeschwenkte und teleskopartig ausgefahrene Endposition einnehmen können. In dieser Endposition (Fig. 1) weisen die Flügel 5 eine annähernd doppelt so große Wirklänge zur Stabilisierung des Geschosses gegenüber ihrer eingeklappten Ausgangslänge auf. Des weiteren verdeutlicht die Fig. 1, daß die Aufnahme 6 mit ihrer vorderen Stirnseite 8 an dem Anschlag 24 am hinteren Ende 23 des Heckteilinnenraumes 21 anliegt. Dieser Anschlag 24 ist axial beab standet zu einem äußeren Führungsband 22 des Geschosses 1 angeordnet, so daß eine Beeinträchtigung des Führungsbandes 22 durch den Aufklappvorgang der Flügel 5 ver mieden wird.

Die Fig. 3 und 4 lassen eine platzsparende Anordnung von vorzugsweise 4 sich auf dem Umfang gleichmäßig verteilten Flügeln 5 innerhalb der Aufnahme erkennen, wobei dennoch zwischen den Flügeln 5 die Anordnung einer großvolumigen Nutzlast, vornehm lich eines Base-bleed-Satzes 25 möglich ist. Die Durchlässe 9 an der Stirnseite 8 liegen dabei außerhalb der Wandung 11 des Zündkanales 27 und des Anzündsatzes 30 des Ba se-bleed-Satzes 25.

Bezugszeichenliste

1

Geschoß

2

Heckteil

3

Geschoßlängsachse

4

Drehachse

5

Flügel

6

Aufnahme

7

Wirkposition

8

Stirnseite

9

Durchlässe

10

Hohlraum

11

Wandung

12

Ausnehmung

13

Feder

14

Erstes Flügelteil

15

Zweites Flügelteil

16

Führung

17

Anschlag

18

Gleitfläche

19

Flügelkante

19

Flügelkante

20

Waffenrohr

21

Raum

22

Führungsband

23

Ende

24

Anschlag

25

Treibsatz

26

Ladungsraum

27

Zündkanal

28

Treibladung

29

Längsnute

30

Anzündsatz

Claims

1. Flügelstabilisiertes Geschoß (1) mit im Heckteil (2) des Geschosses (1) gelagerten und um quer zu der Geschoßlängsachse (3) angeordneten Drehachsen (4) schwenkbaren Flügeln (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (5) über ihre Drehachsen (4) in einer axial verschiebbaren Aufnahme (6) gelagert sind und daß die Aufnahme (6) derart ausgeführt ist, daß, nach dem das Geschoß das Waffen rohr (20) verlassen hat, die Aufnahme (6) aus dem Heckteil (2) des Geschosses nach hinten heraus bewegbar ist, und die Wirkposition (7) des Flügels (5) erst in der heraus bewegter Stellung der Aufnahme (6) einnehmbar ist.

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (6) in ihrer vorderen Stirnseite (8) Durchlässe (9) für eine Verbindung eines zwischen der Aufnahme (6) und dem Geschoß (1) befindlichen Hohlraumes (10) mit dem La dungsraum (26) des Waffenrohres (20) enthält, durch die nach Zündung der Treib ladung Treibladungsgase in den Hohlraum (10) gelangen, und daß, nach dem das Geschoß das Waffenrohr (20) verlassen hat, die im Hohlraum (10) befindlichen Treibladungsgase die axiale Verschiebung der Aufnahme (6) aus dem Heckteil (2) heraus nach hinten bewirken.

3. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 2 Flügel (5) am heckseitigen Ende der Aufnahme (6) in den Drehach sen (4) gelagert sind.

4. Geschoß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am heckseitigen Ende der Aufnahme (2) vier Flügel in jeweiligen Drehachsen (4) gelagert sind.

5. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (6) zur Einnahme einer eingeklappten Stellung der Flügel (5) entspre chende und senkrecht zur Geschoßlängsachse (3) verlaufende Ausnehmungen (12) enthält.

6. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flügel (5) aus einem mit der Drehachse (4) verbundenen ersten schwenkbaren Flügelteil (14) und einem durch eine Feder (13) in Flügelachsrichtung verschiebba ren zweiten Flügelteil (15) besteht.

7. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Flügelteil (15) in einer Führung (16) des ersten Führungsteiles (14) geführt ist und die axiale Verschiebbarkeit durch einen in die Führung (16) eingreifenden Anschlag (17) des zweiten Führungsteiles (15) begrenzt ist.

8. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale.

a) die jeweilige Ausnehmung (12) der Aufnahme (6) weist eine im Bereich der vorderen Stirnflächen (8) angeordnete und schräg von innen nach außen und nach vorn verlaufende Gleitfläche (18) auf;
b) der jeweilige erste und zweite Flügelteil (15, 16) enthält in eingeklappter Stellung jeweilige parallel zur Gleitfläche (18) der Aufnahme (6) verlaufende schräge Flügelkanten (19, 19);
c) in heckseitig aus dem Geschoß (1) heraus bewegte Stellung der Aufnahme (6) gleitet die jeweilige Flügelkante (19) unter dem Druck der Feder (13) über die schräge Gleitfläche (18), so daß sie über die Außenkontur des Geschos ses (1) hinausragt und die Flügelteile (14, 15) unter der Lufteinwirkung eine ausgeschwenkte und teleskopartig ausgefahrene Endposition einnehmen.

9. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgesehener Heckteilinnenraum (21) des Geschosses (1) an seinem hinteren En de (23) und heckseitig zu einem äußeren Führungsband (22) in axialer Richtung beabstandet einen den Axialhub der Aufnahme (6) begrenzenden Anschlag (24) aufweist.

10. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahme (6) zwischen den Ausnehmungen (12) der Flügel (5) eine Nutzlast oder ein weiterer Treibsatz (25) angeordnet und mit der Aufnahme (6) axial verschiebbar ist.

11. Geschoß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibsatz (25) ein Base-bleed-Satz ist.