DE102009016147A1

DE102009016147A1 - Zerlegendes Geschoss

Info

Publication number: DE102009016147A1
Application number: DE102009016147A
Authority: DE
Inventors: Thomas Drescher; Franz Dr. Kohler
Original assignee: Rheinmetall Soldier Electronics GmbH
Current assignee: Rheinmetall Soldier Electronics GmbH
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-07

Abstract

Vorgeschlagen wird, ein Geschoss (1) bzw. eine Munition zu konzipieren, das/die sich nach einer gewissen Zeit programmiert, auf Kommando oder mit Annäherungszünder vor dem zu bekämpfenden Objekt/Ziel (6) in Fragmente oder Komponente (3, 4), zerlegt wird, die jedoch mittels Verbindungselementen (5) verbunden bleiben. Mit den verbundenen Geschossteilen oder Fragmenten (3, 4) kann somit ein großer Wirkungsquerschnitt erzielt werden, da nicht nur die Fragmente (3, 4), sondern auch die Verbindungselemente (5) auf das zu bekämpfende Objekt/Ziel (6) einwirken, beispielsweise durch Umschlingen von rotierenden oder anderen Teilen des Zieles (6).

Description

Die Erfindung betrifft ein sich zerlegendes Geschoss, welches sich zu einem definierten Zeitpunkt zerteilt, mit Komponenten, welche durch Verbindungselemente nach der Zerlegung gefesselt zumindest aber miteinander verbunden bleiben.
Bekannte Geschosse ähnlicher Art werden im Waffenrohr, beim Waffenrohrdurchlauf oder aber auch zu einem späteren Zeitpunkt durch Datentransfer mit der aktuellen Zerlegungszeit programmiert. Alternativ ist eine Fernauslösung in einem effektiven Abstand zum Ziel möglich. Diese unter anderem auch als AHEAD bekannte Munition ist eine Air Burst Munition http://de.wikipedia.orq/wiki/AHEAD_(Munition), die sich in der Luft in Einzelprojektile zerlegt, damit eine größere Wirkungsfläche erzielt und das Ziel zerstört oder wirksam beschädigt wird. Eine programmierbare 35 mm AHEAD Munition der Firma Rheinmetall Defence ist beispielsweise der Internetseite http://www.rheinmetall-defence.com/index.php?fid=1098&lang=2&pdb=1 entnehmbar.
Eine programmierbare Munition sowie die Einbindung an ein bereits existierendes Waffensystem beschreibt die US 7,021,187 B1 . Ein weiteres Verfahren sowie Vorrichtung zur Geschossprogrammierung werden in der EP 0 769 673 B1 dokumentiert.
Aus der DE 602 02 419 T2 ( EP 1 302 741 B1 ) ist weiterhin ein programmierbares Sprenggeschoss bekannt, das eine Explosivladung besitzt, welche in einer Hülle eingebracht ist. Die Hülle umfasst eine Hülse aus wenigstens zwei aneinander stoßenden Schalen, die ihrerseits aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Da sich derartige Geschosse oder Munitionen in Einzelprojektile zerlegen, führt dies in der Praxis oftmals dazu, dass nach der Explosion die Partikel (Einzelprojektile) sich soweit voneinander entfernen, dass die Trefferwahrscheinlichkeit stark herabsinkt und die Munition wirkungslos wird.
Hier stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Geschoss aufzuzeigen, das sich, insbesondere durch eine Programmierung und/oder Fernaktivierung, selbst zerlegt, aber einen höheren Wirkungsgrad bei der Bekämpfung von fliegenden aber auch stationären Zielen aufweist.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Geschoss bzw. eine Munition zu konzipieren, das /die sich nach einer gewissen Zeit, programmiert auf Kommando oder mit Annährungszünder vor dem zu bekämpfenden Objekt/Ziel in Fragmente zerlegt, jedoch mittels Verbindungselementen verbunden bleiben. Mit den verbundenen Fragmenten kann somit ein großer Wirkungsquerschnitt erzielt werden, da nicht nur die Fragmente sondern auch die Verbindungselemente auf das zu bekämpfende Objekt einwirken, beispielsweise durch Umschlingen von rotierenden oder anderen Teilen, wie Rotor oder Tragfläche. Die Geschosse selbst können Subprojektile enthalten.
Die Verbindungselemente können bei der Herstellung der Geschosse bzw. der Munition in diese eingeklebt, verklemmt oder vergossen werden und werden durch Stahldrähte, stabile Fasern oder ähnliches gebildet. Die Verbindungselemente können durch Komponenten ergänzt bzw. verstärkt werden, mit denen schneidende Wirkungen oder Kleben am Ziel erreicht werden können.
Es versteht sich, dass auch mehr als zwei Fragmente miteinander gefesselt bleiben können. Vielversprechend dabei ist eine netzähnliche Verbundenheit der Fragmente, ähnlich eines aus der DE 10 2007 025 563 A1 bekannten Fangsystems für Seeziele. Das hier offenbarte Fangsystem ist ein Trägerkörper mit um den Trägerkörper gewundenen Fangschnüren, wobei der Trägerkörper mittels eines flugfähigen Körpers in die Nähe des Zielortes ver- und dort ausgebracht wird. Die Fangschnüre legen sich nach dem Freiwerden auf bzw. an die Wasseroberfläche. Wird wenigstens eine der Schnüre überfahren, schlingt sich das Fangssystem durch die netzartige Verbundenheit der Fangarme untereinander um das Vortriebssystem bzw. das Ruder.
In Weiterführung der Erfindung können die Massen der Geschosselemente bzw. Fragmente deutlich verschieden gestaltet werden. Damit lassen sich in einer Anwendung eine Richtwirkung erzielen, indem die kleinere Masse zum Ziel abgesprengt wird, in einer anderen Anwendung, bei in Kadenz verschossenen Geschossen, eine größere Wirkungsfläche, da sich die Geschosse im Allgemeinen statisch gleich verteilt orientieren.
Um eine derart gerichtete Sprengung durchführen zu können, sollte das Geschoss neben entsprechenden Komponenten oder Sollbruchstellen über einen vorzugsweise programmierbaren Zeitzünder verfügen, wobei die Programmierung in der Waffe (Waffenrohr des Waffensystems) oder auch nach Verschuss außerhalb der Waffe durch Datenübertragung von der Feuerleitung erfolgen kann.
Das Zünden eines Geschosszünders kann zudem durch das Sensieren der Annäherung an das Ziel mit nachfolgender Auslösung stattfinden, wobei dies der Programmierung auch überlagert werden kann.
Weiterhin ist die Einbindung von unterschiedlichen Einrichtungen möglich, durch die die Richtung und Entfernung zum Ziel ermittelt und die Zerlegung so gesteuert wird, dass wenigstens ein Fragment, vorzugsweise das geringerer Masse mit Verbindungselement(en) in Richtung des Ziels abgestoßen wird. Dabei kann das Ziel von einer externen Quelle beleuchtet werden, beispielsweise mit elektromagnetischen Wellen (z. B. Laserstrahl von einem Zielverfolgungssystem).
Im Geschoss kann neben einem Lagesensor zudem eine Vorrichtung vorgesehen werden, die des Weiteren autark eine Ablage zum Ziel (z. B. optisch) erkennt ( DE 600 23 007 T2 / EP 1 196 733 B1 ) und die Zerlegung so steuert, dass wenigstens ein Fragment, vorzugsweise das geringerer Masse mit Verbindungselement(en) in Richtung des Ziels abgestoßen wird.
In einer anderen Auslegung wird mittels ein oder zwei Fotodioden im Geschossboden aus dem auf das Ziel gerichteten Lichtstrahl die Ablage des Geschosses zum Ziel erkannt. In einer weiteren Auslegung kann aus dem kodierten Lichtstrahl gleichzeitig der Zeitpunkt der Zerlegung empfangen können.
Eine weitere Einrichtung im Geschoss kann dazu ausgelegt werden, dass sie aus einem polarisierten Lichtstrahl die Rotationsgeschwindigkeit des Geschosses erkennt um daraus den optimalen Zeitpunkt der Zerlegung für eine optimale Treffwirkung zu steuern. So kann die Verbindungslinie Geschoss – Ziel und aus darin vorhandener Intensitätsverteilung die Richtung zum Ziel ermittelt und für den optimalen Zerlegungszeitpunkt verwendet werden.
Eine weitere Variante der Ermittlung des optimalen Zerlegungszeitpunkts ist beispielsweise, einen Empfänger für externe Signale sowie eines Leuchtpunktes (LED) im Geschossboden vorzusehen, aus dem Ort, Lage sowie die Position des Geschosses mit einem Sensor aus dem Blickwinkel des Abschussgebietes ermittelt und an das Geschoss übertragen werden können.
Eine Korrektur der Zerlegungszeit kann auch aus der Auswertung der Ablage der vorher verschossenen Geschosse ermittelt werden, wobei die Korrekturwerte an die Waffe zurück gesendet und bei den neuen Programmierungen berücksichtigt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine zeitliche Steuerung eingebunden ist, die dazu genutzt wird, dass Empfänger bzw. die Sensoren im Geschoss nur in einem gewissen Zeitbereich/-intervall auf Kommandos bzw. externe/interne Informationen reagieren.
Ein breites Spektrum derartiger Ideen ist bereits bekannt. Vergleichbare Lösungen sind zumindest ansatzweise der WO 2004/015361 A1 , DE 37 41 422 C2 , DE 201 08 359 U1 , DE 10 2007 025 258 A1 , EP 1 452 825 B1 oder DE 10 2007 007 404 A1 sowie den darin gewürdigten Schriften zu entnehmen.
Besonders wirksam und effektiv ist die Munition bzw. das Geschoss gegen anfliegende Kleinziele, wie beispielsweise kleine Drohnen. Die Geschosse können sowohl mit Handwaffen verschossene Granaten als auch Geschosses aus Mittel- und Großkaliberwaffen sein.
Es wird somit ein Geschoss aufgezeigt, dass sich insbesondere durch eine Programmierung und/oder Fernaktivierung selbst zerlegt, mit dem höheren Querschnitt aber einen höheren Wirkungsgrad bei der Bekämpfung von fliegenden aber auch stationären Zielen aufweist.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 eine Variante einer richtungsoptimierten Zerlegung eines Geschosses,
2 eine Prinzipdarstellung des Geschosses.
1 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines Geschosses 1. Mit 2 ist ein Zerlegungsort und mit 3, 4 sind Geschossteile gekennzeichnet, die über im Geschoss 1 eingebundene Verbindungselemente 5 nach der Zerlegung miteinander in Verbindung bleiben und sich in Rich tung Ziel 6 bewegen. Zum definierten Absprengen der Geschossteile 3, 4 kann das Geschoss 1 eine nicht näher dargestellte Sollbruchstelle aufweisen.
Das hierbei verwendete Geschoss 1 ist vorzugsweise programmierbar und weist einen Zünder 7 auf. Die Programmierung kann beim Durchlauf durch ein Waffenrohr einer Waffenanlage mit Daten aus der Feuerleitung induktiv bzw. optisch (und/)oder per Funk etc. erfolgen (nicht näher dargestellt). Mit 15 ist ein entsprechender Empfänger für den Empfang der Programmierung eingebunden.
Das von einer Waffe etc. (nicht näher dargestellt) abgeschossene Geschoss 1 folgt seiner mit 16 gekennzeichnete Geschossflugbahn bis zum Erreichen des Zerlegungsortes 2. Nach dem Zerlegen des Geschosses 1, hier in die zwei Geschossteile 3, 4, fliegen diese weiter in Richtung Ziel 6. In der hier dargestellten bevorzugten Ausführung sind die Massen der Geschossteile 3, 4 bzw. Fragmente deutlich verschieden gestaltet. Die kleinere Masse des Geschossteils 4 wird in Richtung des zu bekämpfenden Zieles 6 gesprengt. Die kleinere Masse 4 legt einen größeren Weg nach außen auf das Ziel 6 oder über das Ziel 6 hinaus zurück und zieht dabei das Verbindungselement 5 mit sich. Die beiden Massen 3, 4 zusammen mit dem Verbindungselement 5 schlingen sich um das Ziel 6 und beschädigen es bzw. bringen das Ziel 6 zum Absturz. Diese bevorzugte Ausführung bewirkt neben der Erhöhung des Wirkungsgrades auch eine Richtungsoptimierung zur Zielbekämpfung.
2 zeigen nur beispielhaft eine Geschossausführung des Geschosses 1. Zur Zündauslösung kann das Geschoss 1 neben der Zeitprogrammierung oder alternativ über einen Annäherungssensor 8 verfügen. Dieser liefert ein Zündsignal für einen Zünder 7, das die Zeitprogrammierung übersteuern kann. In einer weiteren Variante sind Fotodioden 9, 10 im Geschossheck eingebunden. Diese können als Sensoren 9, 10 zur aktuellen Ermittlung der Richtung zum Ziel 6 genutzt werden sowie ein Zündsignal aufnehmen.
Das Auseinanderschleudern der Fragmente 3, 4 kann sowohl durch Explosivstoff als auch durch Federn und/oder durch aus dem Geschossdrall erzeugten Fliehkräfte erfolgen.

1: Geschoss
2: Zerlegungsort
3: Geschossteil (1)
4: Geschossteil (2)
5: Verbindungselement(e)
6: Ziel
7: Zünder
8: Annäherungssensor
9: Fotodiode
10: Fotodiode
11: Rechnerelektronik
12: Stromversorgung
15: Empfänger
16: Geschossflugbahn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 7021187 B1 [0003]
- EP 0769673 B1 [0003]
- DE 60202419 T2 [0004]
- EP 1302741 B1 [0004]
- DE 102007025563 A1 [0010]
- DE 60023007 T2 [0015]
- EP 1196733 B1 [0015]
- WO 2004/015361 A1 [0021]
- DE 3741422 C2 [0021]
- DE 20108359 U1 [0021]
- DE 102007025258 A1 [0021]
- EP 1452825 B1 [0021]
- DE 102007007404 A1 [0021]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- http://de.wikipedia.orq/wiki/AHEAD_(Munition) [0002]
- http://www.rheinmetall-defence.com/index.php?fid=1098&lang=2&pdb=1 [0002]

Claims

Zerlegendes Geschoss (1, 11) mit einem Zünder (7), wobei das Geschoss (1, 11) von einem Waffensystem mit Waffenrohr verschossen wird und sich nach Zündung am Zerlegungsort (2) in mehrere, wenigstens zwei Geschossteile (3, 4) zerlegt oder ein Geschossteil (3, 4) absprengt, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschossteile (3, 4) über ein oder mehrere Verbindungselemente (5) miteinander verbunden bleiben.
Zerlegendes Geschoss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (5) Stahldrähte, stabile Fasern oder ähnliches sein können.
Zerlegendes Geschoss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (5) durch Komponenten ergänzt werden, mit denen schneidende Wirkungen am Ziel (6) erreicht werden können.
Zerlegendes Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschossteile (3, 4) unterschiedliche Massen besitzen, sodass das/die Geschossteil (3, 4) mit der geringeren Masse in Richtung des Zieles (6) abgesprengt werden können.
Zerlegendes Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündauslösung zeitprogrammiert erfolgt.
Zerlegendes Geschoss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitprogrammierung mittels Datenübertragung erfolgt, wozu im Geschoss (1) eine entsprechende Empfangseinrichtung (9, 10, 15) eingebunden ist.
Zerlegendes Geschoss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung zur Empfangseinrichtung (15) erfolgt, wenn das Geschoss (1) sich im Waffenrohr befindet.
Zerlegendes Geschoss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung elektromagnetisch, optisch oder dergleichen fernübertragbar erfolgt.
Zerlegendes Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ausbaustufe eine Einrichtung im Geschoss (1) eingebunden ist, die au tark eine Ablage zum Ziel (6) erkennt, wobei diese Information bei der Zündauslösung berücksichtig werden kann.
Zerlegendes Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung eingebunden ist, die aus einem polarisierenden Lichtstrahl die Rotationsgeschwindigkeit des Geschosses erkennt, wobei diese Information bei der Zündauslösung berücksichtig werden kann.
Zerlegendes Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Steuerung eingebunden ist, wodurch das Geschoss (1) nur in einem eingestellten Zeitbereich an das Geschoss (1) übertragende Daten annimmt.
Zerlegendes Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es Subprojektile enthält.
Zerlegendes Geschoss nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Diode (9, 10) im Boden des Geschosses (1) zur Ermittlung von Richtung zum Ziel (6) durch Intensitätsmessung aus dem zur Zielbeleuchtung verwendeten Laserstrahl eingebunden ist.
Zerlegendes Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Diode (9, 10) im Boden des Geschosses (1) zur Ermittlung des Abstandes zum Ziel (6) durch Intensitätsmessung aus dem zur Zielbeleuchtung verwendeten Laserstrahl eingebunden ist.