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Die Erfindung betrifft ein Trägergeschoss für eine Rohrwaffe.
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Ein derartiges Trägergeschoss ist zum Beispiel das weit verbreitete Geschoss „SMArt 155“ der Fa. GIWS mbH. Das Geschoss verwendet einen Zeitzünder und eine Ausstoßladung (in der Regel Pyrotechnik), um eine Nutzlast/Submunition aus dem Geschoss nach einem definierten Zeitpunkt pyrotechnisch auszustoßen. Weitere bekannte Geschosse sind zum Beispiel das „40mm M1001 HVCC“ der Fa. General Dynamics (Flechet Munition) oder klassische Schrotmunition, die aus Glattrohrwaffen verschossen wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Trägergeschoss für eine Rohrwaffe anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Trägergeschoss gemäß Patentanspruch 1 für eine Rohrwaffe mit einem Lauf. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Das Trägergeschoss erstreckt sich entlang einer bzw. seiner Mittellängsachse. Das Trägergeschoss enthält einen Geschossboden und insbesondere ein Führungsband. Das Führungsband ist in der Regel an der Umfangsfläche des Geschossbodens angeordnet. Die Umfangsfläche bzw. -richtung bezieht sich auf die Mittellängsachse. Die Umfangsfläche weist also radial auswärts bezüglich der Mittellängsachse. Die Mittellängsachse stellt eine Axialrichtung des Trägergeschosses dar. Dem Geschoss ist außerdem eine bestimmungsgemäße Abschuss- bzw. Flugrichtung nach dem Abfeuern aus der Rohrwaffe zugeordnet, die in Axialrichtung gerichtet ist.
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Das Trägergeschoss enthält eine Hülle, die in einem Ausgangszustand mit dem Geschossboden verbunden ist. Der Ausgangszustand ist der bestimmungsgemäße Zustand des Trägergeschosses zwischen dessen Fertigung und dessen Abschuss. Die Hülle ist in Axialrichtung vom Geschossboden weg lösbar. Das Lösen erfolgt nur, wenn in Axialrichtung eine Lösekraft zwischen Geschossboden und Hülle (bzw. zwei gegensätzliche Kräfte: am Boden entgegen und an der Hülle in Flugrichtung) wirkt, die eine Grenzkraft übersteigt. Der Geschossboden und die Hülle umschließen einen Aufnahmeraum für eine Nutzlast. Das Trägergeschoss enthält eine Trennvorrichtung zur Erzeugung der Lösekraft. Die Lösekraft ist bzw. wird von der Trennvorrichtung nach Verlassen des Laufes ohne Verwendung einer Ausstoßladung und/oder ohne Verwendung eines Zünders erzeugt.
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Das optionale Führungsband bewirkt beim Einsetzen bzw. Verwenden des Trägergeschosses in einer bestimmungsgemäßen Rohrwaffe eine Abdichtung des Geschossbodens zum Lauf hin. Bezüglich der bestimmungsgemäßen Abschuss- bzw. Flugrichtung bildet der Geschossboden den hinteren, die Hülle den vorderen Teil des Trägergeschosses. Mit anderen Worten arbeitet das Trägergeschoss also ohne Pyrotechnik und/oder ohne gespeicherte chemische Energie und/oder ohne Zeitzünder. Als Nutzlast kommen beispielsweise Konstruktionssplitter, Flechets oder andere Wirkelemente bzw. Wirkmittel bzw. Effektoren in Frage.
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Solange sich das Trägergeschoss nach dem Abschuss noch im Lauf der Rohrwaffe befindet, bleibt die Hülle mit dem Geschossboden verbunden. Erst nach dem Verlassen des Laufes werden Hülle und Geschossboden durch Aufbringung der Lösekraft voneinander getrennt. Geschossboden und Hülle sind also im Ausgangszustand bzw. in einem Haltezustand (der auch noch nach dem Abschuss bis zum Trennen von Hülle und Boden andauert) über ein Verbindungsmittel aneinander befestigt bzw. gehalten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bzw. wird die Lösekraft - insbesondere ausschließlich - aerodynamisch am Trägergeschoss während des Fluges des Trägergeschosses erzeugt. Die Erzeugung der Lösekraft erfolgt also durch die Luft, die das abgefeuerte und fliegende Geschoss umgibt bzw. von diesem durchflogen wird. Für die Erzeugung der Lösekraft sind somit diesbezüglich keine weiteren Hilfsmittel (Zünder, Ausstoßladung, ...) erforderlich. Da eine entsprechende Aerodynamik und somit die Lösekraft erst auftritt, wenn das Trägergeschoss den Lauf der Rohrwaffe verlassen hat, ist hierdurch sichergestellt, dass sich Hülle und Geschossboden nicht bereits im Lauf der Waffe voneinander lösen und somit ein unerwünschtes Freisetzen der Nutzlast erfolgt. Das Trägergeschoss ist damit diesbezüglich besonders sicher ausgeführt. Die Trennvorrichtung ist also aerodynamisch betrieben bzw. ausgeführt.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist bzw. wird die Lösekraft - insbesondere ausschließlich - durch Luftdruck erzeugt. Der „Luftdruck“ ist dabei pneumatischer Druck, der durch die im Flug am Trägergeschoss anströmende Luft erzeugt ist, der also aerodynamisch durch den Flug des Trägergeschosses erzeugt wird bzw. ist. Der Druck kann hierbei als Relativdruck zu einem Referenzdruck an Geschoss positiv (Überdruck, Schub) oder negativ (Sog, Unterdruck) sein. Die Trennvorrichtung ist dann eine - insbesondere ausschließlich - durch diesen pneumatischen bzw. Luftdruck betriebene Vorrichtung. Pneumatischer bzw. Luftdruck kann besonders einfach, zuverlässig und sicher innerhalb des Trägergeschosses verwendet werden.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält die Trennvorrichtung eine Öffnung in der Hülle. Während des Fluges ist die Öffnung einem Staudruck bzw. Luftdruck anströmender Luft ausgesetzt. Durch den Staudruck ist bzw. wird vermittels der Öffnung ein Überdruck in Form von Luftdruck im Aufnahmeraum erzeugt. Durch die Öffnung strömt beim bestimmungsgemäßen Flug des Trägergeschosses also Luft in das Trägergeschoss bzw. in den Aufnahmeraum ein. Hierdurch wird der Überdruck im Aufnahmeraum erzeugt. Der Überdruck wirkt auf Geschossboden und Hülle und bewirkt gegeneinander gerichtete Axialkräfte an beiden Elementen, die bestrebt sind, die beiden Elemente in Axialrichtung voneinander zu lösen bzw. auseinander zu drücken. Insbesondere ist in diesem Fall die Grenzkraft kleiner als die durch den Überdruck erzeugte Lösekraft. Zumindest trägt die durch den Überdruck erzeugte Kraft zur Lösekraft bei.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform befindet sich die Öffnung an demjenigen Ende der Hülle, das in der bestimmungsgemäßen Flugrichtung nach vorne weist, also am vorderen Ende bzw. der Spitze der Hülle. Dort kann einströmende Luft besonders gut aufgenommen werden bzw. der oben genannte Staudruck erzeugt werden.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält die Trennvorrichtung ein die Öffnung im Ausgangszustand verschließendes Füllelement. Somit ist im Ausgangszustand die Öffnung und damit auch der Aufnahmeraum und das Trägergeschoss insgesamt davor geschützt, dass unerwünschte Fremdstoffe (Staub, Schmutz, Feuchtigkeit) durch die Öffnung eindringen. Um die Öffnung freizugeben ist das Füllelement spätestens zu dem Zeitpunkt zu entfernen, an dem ein Einströmen von Luft in die Öffnung gewünscht ist. Dies ist insbesondere der Zeitpunkt, wenn das Trägergeschoss nach dem Abfeuern den Lauf der Rohrwaffe verlässt. Das Füllelement kann in beliebiger Weise realisiert sein, z. B. beginnend bei einem Wachs-, Holz-, Metall- oder Kunststoffpfropfen, bis hin zu einem Teil der Geschosshülle, der z. B. über eine Sollbruchstelle von der restlichen Geschosshülle trennbar ist, um die Öffnung freizugeben.
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Das Füllelement kann insbesondere vor dem Abfeuern des Trägergeschosses - z. B. händisch - entfernt werden, zum Beispiel während oder kurz vor dem Laden der Rohrwaffe. Alternativ kann das Füllelement aber auch derart ausgeführt sein, dass es beim Abschuss des Trägergeschosses automatisch entfernt wird.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das Füllelement daher durch einen beim Abfeuern des Geschosses auftretenden Abschussschock aus der Öffnung entfernbar bzw. wird derart entfernt. Füllelement und/oder Öffnung sind daher entsprechend dimensioniert bzw. aufeinander abgestimmt, um das Entfernen beim Abschussschock sicherzustellen. Zum Beispiel ist eine entsprechende Haltekraft des Füllelements in der Öffnung oder eine Bruchkraft einer entsprechenden Verbindung oder des Füllelement selbst derart dimensioniert, dass die Haltekraft kleiner derjenigen Kraft ist, die bei einem bestimmungsgemäßen Abschussschock wirkt. Die lösende Kraft ist durch die Massenträgheit des Füllelements erzeugt. So kann eine automatische Entfernung des Füllelements besonders einfach realisiert werden.
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In einer bevorzugten Variante der oben genannten Ausführungsform enthält die Trennvorrichtung eine am Geschossboden angeordnete Fläche. Die Fläche ist während des Fluges des Trägergeschosses einer aerodynamisch erzeugten Sogkraft durch vorbeiströmende Luft ausgesetzt. Die Sogkraft ist entgegen der Flugrichtung von der Hülle weg gerichtet. Da die Hülle an sich bestrebt ist, in Flugrichtung weiter zu fliegen, bewirkt die Sogkraft zumindest einen Teil der Lösekraft. Insbesondere addiert sich die Sogkraft zusammen mit der oben genannten durch den Überdruck im Aufnahmeraum erzeugten Kraft zur gesamten Lösekraft. So kann die Lösekraft besonders effektiv und einfach erzeugt werden. Insbesondere ist die Fläche die bezüglich der Flugrichtung rückwärts gerichtete Bodenfläche des Geschossbodens.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Geschossboden und die Hülle im Ausgangszustand durch eine Reibschluss- und/oder Formschluss-Verbindung bzw. ein entsprechendes Verbindungsmittel aneinander gehalten. Die Verbindung ist bei bzw. durch Aufbringen der Lösekraft (größer/gleich der Grenzkraft) lösbar. Sobald die Grenzkraft anliegt, wird die entsprechende Verbindung also gelöst bzw. ist in der Folge dann gelöst. Insbesondere ist eine entsprechend durch die Verbindung bewirkte Haft- und/oder Haltekraft der Verbindung kleiner oder gleich der Grenzkraft dimensioniert. Die Verbindung ist hinsichtlich der Kräfte entsprechend dimensioniert. Die entsprechende Verbindung ist damit zumindest Teil des oben genannten Verbindungsmittels. Insbesondere ist bzw. enthält das Verbindungsmittel ein komprimierbares Dichtelement, welches zur Komprimierung und Überwindung eines Reib-/Formschlusses das Aufbringen mindestens der Grenzkraft benötigt. Alternative Verbindungsmittel oder Teile davon sind zum Beispiel Klebe-oder Pressverbindungen, Sollbruchstellen, Abreißnähte usw.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Trägergeschoss ein Trägergeschoss für eine Rohrwaffe mit einem gezogenen Lauf. Das optionale Führungsband ist dann ein solches zur Drallübertragung vom Lauf auf das Trägergeschoss. Somit ist das Trägergeschoss einerseits für den Großteil verfügbarer Rohrwaffen geeignet. Außerdem ergeben sich die generellen Vorteile eines Dralls auch für das vorliegende Trägergeschoss.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform weist das Trägergeschoss ein Drallübertragungselement auf. Das Drallübertragungselement ist im Aufnahmeraum angeordnet und am Geschossboden und/oder an der Hülle befestigt und durchsetzt zur Drallübertragung den Aufnahmeraum für die Nutzlast zumindest teilweise. Die Durchsetzung reicht dabei so weit, dass eine bestimmungsgemäße Nutzlast in gewünschter Weise mit dem Drall beaufschlagt wird. Drall, der vom Lauf der Rohrwaffe auf das Trägergeschoss übertragen wird, wird vermittels des Drallübertragungselements auch auf die Nutzlast übertragen. Das Drallübertragungselement ist insbesondere ein Mitnahmeelement, dass bezüglich der Mittellängsachse drehfest mit dem Geschossboden und oder der Hülle verbunden ist. Als Mitnahmeelement denkbar sind zum Beispiel Gitter, Bügel, Stifte etc.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält oder ist das Drallübertragungselement mindestens eine sich zumindest teilweise durch den Aufnahmeraum erstreckende Wand. So wird der Aufnahmeraum zumindest an der betreffenden Stelle pro Wand in zwei Teilräume aufgeteilt. Jeder Teilraum kann dann zumindest einen Teil der Nutzlast aufnehmen. Die Drallübertragung findet dann durch Anlage an der Wand statt. Insbesondere enthält das Drallübertragungselement zwei im Querschnitt kreuzförmig angeordnete Wände, die sich an der Mittellängsachse des Trägergeschosses schneiden. Die Wand ist insbesondere mit oder ohne Aussparungen ausgeführt. Insbesondere ist die Wand am Geschossboden befestigt. So sind jeweils einfache Möglichkeiten zur Drallübertragung auf die Nutzlast geschaffen.
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In einer bevorzugten Variante der oben genannten Ausführungsform, die insbesondere eine Alternative zum Drallübertragungselement darstellt, enthält das Trägergeschoss ein Drallentkopplungselement zur Aufnahme zumindest eines Teils der der Nutzlast. Das Drallentkopplungselement ist vom Geschossboden und der Hülle bezüglich einer Rotation um die Mittellängsachse entkoppelt. Das restliche Trägergeschoss kann also eine Drallbewegung ausführen, ohne dass das Drallentkopplungselement (und die darin aufgenommene Nutzlast) dieser folgt. So ist es möglich, die Nutzlast bzw. deren betreffenden Teil am Drallentkopplungselement zu orientieren und so vom drallenden Teil des Trägergeschosses, insbesondere vom Geschossboden und der Hülle, drallzuentkoppeln. Diese Elemente weisen dann keinen Drall auf. Die Vorteile eines drallenden Trägergeschosses bleiben erhalten, ohne zwangsweise die Nutzlast auch einem Drall auszusetzen.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält oder ist das Drallentkopplungselement ein Aufnahmekörper für zumindest einen Teil, insbesondere die gesamte Nutzlast. Der Aufnahmekörper ist im Geschossboden und in der Hülle um die Mittellängsachse rotierbar gelagert. Da der Aufnahmekörper selbst drallentkoppelt ist, ist auch die gesamte in diesem gehaltene Nutzlast drallentkoppelt. Der Aufnahmekörper ist insbesondere eine Wanne, Becher oder Topf, dessen Öffnung insbesondere in Flugrichtung weist und der insbesondere axialsymmetrisch zur Mittellängsachse ausgeführt ist. Hinsichtlich der Beschleunigung des Trägergeschosses steht somit die Nutzlast an einem entgegen der Flugrichtung weisenden Boden des Aufnahmekörpers an. Die Drallentkopplung kann so besonders einfach bewerkstelligt werden.
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Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen, Beobachtungen bzw. Überlegungen und weist noch die nachfolgenden Ausführungsformen auf. Die Ausführungsformen werden dabei teils vereinfachend auch „die Erfindung“ genannt. Die Ausführungsformen können hierbei auch Teile oder Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen enthalten oder diesen entsprechen und/oder gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen einschließen.
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Die Erfindung beruht auf der grundlegenden Idee, ein Trägersystem für Rohrwaffen (mit gezogenem Lauf/Drall) zu entwerfen, um eine Nutzlast (Konstruktionssplitter, Flechets, andere Wirkelemente) aus einem gezogenen Lauf zu verbringen. Gleichzeitig soll eine Zerlegung im Lauf ausgeschlossen sein.
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Die Erfindung beruht auf der grundlegenden Idee, durch den Sog am Geschossboden (der aerodynamisch während des Fluges entsteht) und einen Lufteinlass, der (ebenfalls aerodynamisch während des Fluges) einen Überdruck im Geschoss-Innenraum (Aufnahmeraum) erzeugt, das Geschoss (in Axialrichtung) auseinander zu ziehen und zu öffnen (die Hülle vom Geschossboden zu trennen).
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Gegenüber klassischen Cargo-Geschossen mit Zeitzünder und Ausstoßladung benötigt das erfindungsgemäße Trägergeschoss keinen teuren Zeitzünder mit Pyrotechnik und kann auch insbesondere in kleinen Kalibern (Mittelkaliber, .50/12,7mm oder größer) eingesetzt werden. Des Weiteren ist im Geschoss selbst keine chemische Energie gespeichert, was die Gefährdung durch Explosivstoffe völlig vermeidet. Die Frage nach IM-Eigenschaften (insensitive Munition) stellt sich so erst gar nicht. Eine vorzeitige Öffnung und Zerlegung im Lauf ist technisch ausgeschlossen. Dies ist dadurch begründet, dass das Öffnen des Geschosses erst durch dynamische Vorgänge während des Fluges bewerkstelligt werden kann; im Lauf wird dagegen Druck auf einen massiven Boden (Geschossboden) ausgeübt. Das Verbleiben von Geschossteilen im Lauf ist technisch ausgeschlossen.
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Gemäß der Erfindung ist es möglich, Wirkmittel (z. B. Splitter oder Flechets) aus einem gezogenen Lauf zu verbringen, ohne dass dabei ein Öffnen des Trägergeschosses und eine Freigabe der Wirkmittel im Lauf möglich ist. Die Erfindung erlaubt dabei eine Umsetzung, ohne dabei auf einen (teuren) Zünder oder andere Entsicherungseinrichtungen zurückgreifen zu müssen. Die Erfindung erlaubt dabei ebenfalls eine Umsetzung, ohne chemische Energie speichern zu müssen. Dies führt zu einem Vorteil bei IM-Fragen, chemischer Kompatibilität, Lagerstabilität und Lagergruppeneinstufung.
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Gemäß der Erfindung erfolgt eine Freigabe der Nutzlast unmittelbar nach dem Lauf (0-5m, insbesondere 0,5-3m, insbesondere 1-2m). Das Trägersystem (Trägergeschoss) ermöglicht die Verbringung ähnlich zu Schrot oder Kanistermunition aus gezogenen Läufen, bei gleichzeitigem (optionalem) Drallübertrag auf die Nutzlast.
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Das Trägergeschoss wird wie ein klassisches Geschoss in einem Lauf beschleunigt. Im Falle eines gezogenen Laufes wird durch das Führungsband der Drall übertragen. Durch den anstehenden Druck auf das Heck des Geschosses, wird es beschleunigt und der versiegelte Lufteinlass (Öffnung mit Füllelement) geöffnet (Entfernen des Füllelements aus der Öffnung durch Abschussschock). In der folgenden Flugphase (nach Verlassen des Laufes) entfällt die Beschleunigungskraft am Heck und wird durch einen Sog (verursacht durch die vorbeiströmende Luft) ersetzt. Gleichzeitig sorgt die (durch die Öffnung/Lufteinlass) einströmende Luft für einen Überdruck im Geschoss-Innenraum (Aufnahmeraum). Sog und Überdruck sorgen für ein Öffnen des Geschosses (Trennung von Geschossboden und Hülle). Durch die beschleunigende Kraft im Lauf ist eine Zerlegung des Geschosses im Lauf ausgeschlossen.
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Wenn eine Drallübertragung auf die Nutzlast gewünscht ist, kann ein optionales Drallübertragungssystem (Drallübertragungselement) eingesetzt werden. Ein Grund für eine gewünschte Drallübertragung auf die Nutzlast wäre eine größere Auffächerung der Nutzlast (in der Regel Effektoren), um den Wirkbereich (kegelförmig vor der Waffenmündung) zu vergrößern.
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Wenn eine Drallübertragung nicht gewünscht ist, um den Wirkbereich zu strecken und mehr in die Tiefe zu wirken, kann das Drallübertragungselement ersetzt werden. In diesem Fall ist im Geschossboden eine drehbare Wanne (Aufnahmekörper) eingesetzt, in dem sich die Nutzlast drallentkoppelt befindet.
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Gemäß der Erfindung ist es also möglich, Drall auf die Nutzlast zu übertragen oder diese vom Drall zu entkoppeln.
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Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 ein Trägergeschoss in a) Außenansicht und b) im Querschnitt (Linie Ib-Ib in 1a),
- 2 eine Darstellung der Funktionsweise des Trägergeschosses aus 1 in den Phasen a) Abschuss, b) Flug und c) Öffnung (Darstellung gemäß 1b),
- 3 den Geschossboden des Trägergeschosses aus 1 mit Drallübertragungselement a) im Schnitt gemäß 1 b und b) in Draufsicht entgegen der Richtung des Pfeils 6 in 3a,
- 4 den Geschossboden des Trägergeschosses aus 1 mit Drallentkopplungselement im Schnitt gemäß 1b.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Trägergeschoss 2 für eine in 2a angedeutete Rohrwaffe 20. Das Trägergeschoss 2 erstreckt sich entlang einer Mittellängsachse 4, die eine Axialrichtung des Trägergeschosses 2 beschreibt. Das Trägergeschoss 2 weist außerdem eine bestimmungsgemäße Flugrichtung 6 (durch einen Pfeil angedeutet) auf, die in Richtung der Mittellängsachse 4 gerichtet ist. Das Trägergeschoss 2 enthält einen Geschossboden 8. An einer (bezüglich der Mittellängsachse 4 bzw. Axialrichtung) radial auswärts weisenden Umfangsfläche 10 ist am Geschossboden 8 ein Führungsband 12 angeordnet.
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Das Trägergeschoss 2 enthält außerdem eine Hülle 14 in Form einer oberen Geschosshülle, die in dem in 1 dargestellten Ausgangszustand A mit dem Geschossboden 8 verbunden ist. Geschossboden 8 und Hülle 14 sind jedoch in Axialrichtung voneinander lösbar, indem die Hülle 14 in Flugrichtung 6 und/oder der Geschossboden 8 entgegen der Flugrichtung 6 voneinander weg bewegt werden (Betrachtung der Relativbewegungen). Hierzu ist die Aufbringung einer in den Figuren nur angedeuteten Lösekraft L zwischen Geschossboden 8 und Hülle 14 (greift in entgegengesetzten Richtungen an beiden Elementen an) für die oben beschriebene Bewegung notwendig. Die Lösekraft L muss hierbei größer einer Grenzkraft G sein, bis zu der Geschossboden 8 und Hülle 14 aneinander halten. Im Beispiel sind der Geschossboden 8 und die Hülle 14 durch eine in 1b lediglich symbolisch angedeutete Reibschluss- / Formschluss-Verbindung 36 aneinandergehalten, die sich beim Aufbringen einer Lösekraft L größer gleich der Grenzkraft G löst. Die entsprechenden Reibschluss- / Formschlusselemente (nicht dargestellt) bilden daher ein Verbindungsmittel 37, um Hülle 14 und Geschossboden 8 bis zum Einwirken der Grenzkraft G aneinander zu halten.
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Geschossboden 8 und Hülle 14 umgeben einen Aufnahmeraum 16 im Inneren des Trägergeschosses 2. Im Aufnahmeraum 16 befördert das Trägergeschoss 2 eine hier nur symbolisch angedeutete Nutzlast 17, hier Konstruktionssplitter.
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Das Trägergeschoss 2 enthält eine Trennvorrichtung 18. Bei der bestimmungsgemäßen Benutzung des Trägergeschosses 2, d. h. nach dessen Abschuss und während dessen Fluges, nämlich nach Verlassen eines in 2a dargestellten Laufs 22 der Rohrwaffe 20, erzeugt die Trennvorrichtung 18 die Lösekraft L, die schließlich größer gleich der Grenzkraft G wird. Die Erzeugung geschieht hierbei ohne Verwendung einer Ausstoßladung und ohne Verwendung eines Zünders (beides daher selbstverständlich nicht dargestellt).
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Die Trennvorrichtung 18 enthält eine Öffnung 24 in der Hülle 14. Die Hülle 14 ist also von der Öffnung 24 durchbrochen, die eine Lufteinlassöffnung bildet, wie später erläutert wird. Die Öffnung 24 befindet sich an demjenigen Ende 26 des Trägergeschosses 2 bzw. der Hülle 14, welches bezüglich der Flugrichtung 6 vorne liegt. Hier befindet sich die Öffnung 24 an der Spitze 28 des Trägergeschosses 2 beziehungsweise der Hülle 14.
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In 1a, b ist die Öffnung 24 durch ein Füllelement 30 verschlossen. Das Füllelement 30 ist jedoch aus der Öffnung 24 entfernbar, um diese freizugeben, wie später erläutert wird. Im Ausgangszustand A ist die Öffnung 24 also eine versiegelte Lufteinlassöffnung.
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Die Trennvorrichtung 18 enthält weiterhin eine Fläche 32, die am Geschossboden 8 angeordnet ist. Hier ist die Fläche 32 durch das Ende 34 des Trägergeschosses 2 bzw. des Geschossbodens 8 gebildet, welches dem Ende 26 bzw. der Spitze 28 bezüglich der Flugrichtung 6 gegenüberliegt.
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Das Führungsband 12 dient zur Abdichtung des Trägergeschosses 2 bzw. des Geschossbodens 8 gegenüber dem Lauf 22 bzw. dessen Innenseite. Der Lauf 22 ist ein gezogener Lauf 22. Das Führungsband 12 dient daher auch zur Drallübertragung vom Lauf 22 auf den Geschossboden 8 und damit das gesamte Trägergeschoss 2.
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Die Funktionsweise des Trägergeschosses 2 wird wie folgt erläutert:
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Bei seiner Benutzung wird das Trägergeschoss 2 in die Rohrwaffe 20 bzw. deren Lauf 22 eingebracht und in herkömmlicher Weise abgeschossen. 2a zeigt das Trägergeschoss 2 während seines Weges durch den Lauf 22 nach dem Abschuss.
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Während dieses Abschussvorgangs im Lauf 22 wird das Trägergeschoss 2 durch einen nicht näher dargestellten Antrieb (Treibladung) beschleunigt. Der Antrieb bzw. die Beschleunigungskraft ist durch einen Pfeil 38 symbolisiert. Die entsprechende Kraft greift am Geschossboden 8 bzw. der Fläche 32 bzw. dem Ende 34 an und wirkt in Richtung der Flugrichtung 6. Gleichzeitig wird durch den Abschussschock die versiegelte Luft-Einlassöffnung (Öffnung 24, verschlossen durch Füllelement 30) nach innen geöffnet: das Füllelement 30 wird also vermittels seiner Massenträgheit aus der Öffnung 24 gelöst und in Richtung des Pfeils 40 in den Aufnahmeraum 16 befördert. Verlässt das Trägergeschoss 2 die nicht dargestellte Mündungsöffnung des Laufs 22, endet der Antrieb bzw. die Beschleunigung des Trägergeschosses 2.
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2b zeigt die sich nun anschließende Flugphase des Trägergeschosses 2 in der Luft 40. Im Flug nach dem Verlassen des Laufes 22 steht die Beschleunigung (Pfeil 38 in 2a) am Geschossboden 8 nicht mehr an. Stattdessen entsteht durch Luft 40, welche vom Trägergeschoss 2 durchquert wird, aufgrund der Aerodynamik am Geschossboden 8 ein Sog, der eine Kraft entgegen der Flugrichtung 6 am Geschossboden 8 bewirkt. Die entsprechende Kraft ist durch einen Pfeil 42 angedeutet. Der entsprechende Sog wirkt also entgegen der Flugrichtung 6. Die Hülle 14 ist dagegen bestrebt, sich weniger bzw. ungebremst in Flugrichtung 6 weiterzubewegen. Bereits durch den entsprechenden Sog und die Massenträgheit der Hülle 14 entsteht somit ein Teil der Lösekraft L, die bestrebt ist, Hülle 14 und Geschossboden 8 in bzw. entgegen der Flugrichtung 6 voneinander zu trennen.
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Gleichzeitig findet ein zweiter Effekt statt: durch die Öffnung 24 bzw. Lufteinlassöffnung strömt (angedeutet durch den Pfeil 44) Luft 40 in den Aufnahmeraum 16 bzw. Innenraum des Trägergeschosses 2. Mit anderen Worten baut sich aufgrund der Aerodynamik ein entsprechender Staudruck im Aufnahmeraum 16 auf, der den Umgebungsdruck übersteigt. Somit entsteht ein Überdruck im Trägergeschoss 2 bzw. Aufnahmeraum 16 gegenüber der umgebenden Luft 40. Auch dieser Staudruck bzw. Überdruck bewirkt einen Teil der Lösekraft L. Im Beispiel setzt sich die Lösekraft L genau aus den beiden genannten Komponenten (Sog und Staudruck) zusammen.
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2c zeigt die entsprechenden Verhältnisse: Die gesamte Lösekraft L, hier durch einen Doppelpfeil symbolisiert, ist größer der Grenzkraft G und führt daher dazu, Hülle 14 und Geschossboden 8 in bzw. entgegen der Flugrichtung 6 voneinander zu lösen. Der Aufnahmeraum 16 bzw. das Trägergeschoss 2 wird dadurch geöffnet und die darin befindliche Nutzlast 17 freigegeben. Mit anderen Worten ist die resultierende Kraft (Lösekraft L) aus Sog (Pfeil 42) und Innendruck (Pfeil 44) größer, als diejenige Kraft, die das Verbindungsmittel 37 in Form der Verbindung 36 halten kann. Nutzlast 17, die sich nach der Trennung von Hülle 14 und Geschossboden 8 noch in der Hülle 14 befindet, wird dabei auch durch die Luft, die durch die Öffnung 24 einströmt, aus der Hülle 14 gedrückt. Der Geschossboden 8 fällt durch den Sog an der Fläche 32 dabei ohnehin von der Nutzlast 17 ab.
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3 zeigt einen Teil eines alternativen Trägergeschosses 2. Dieses enthält den Geschossboden 8 aus 1, der in 3 a) in Schnitt-Seitenansicht gemäß 1b und in 3b) in Draufsicht entgegen der Flugrichtung 6 dargestellt ist. Im Geschossboden 8 ist ein Drallübertragungselement 50 (in Form eines Trägerelements) des Trägergeschosses 2 befestigt bzw. fest mit dem Geschossboden 8 verbunden. Das Drallübertragungselement 50 dient dazu, einen Drall, welchen der Geschossboden 8 aufweist, auf die Nutzlast 17 zu übertragen. Das Drallübertragungselement 50 erstreckt sich über einen Teil des Aufnahmeraums 16 und tritt daher mit der hierin befindlichen Nutzlast 17 durch Formschluss in Wechselwirkung, wie in 3b) angedeutet ist. Das Drallübertragungselement 50 besteht hier aus zwei Wänden 52, die sich jeweils entlang der Mittellängsachse 4 erstrecken und um 90° gegeneinander verdreht sind, sodass diese im Querschnitt eine Kreuzstruktur bilden.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Trägergeschosses 2. Dieses enthält ebenfalls den Geschossboden 8 gemäß 1. Im Geschossboden 8 ist jedoch ein Drallentkopplungselement 54 angeordnet. Bezüglich der Mittellängsachse 4 bzw. der Axialrichtung sind Geschossboden 8 und Drallentkopplungselement 54 gegeneinander rotierbar und somit bezüglich dieser Rotation voneinander entkoppelt. Das Drallentkopplungselement 54 dient zur Aufnahme der Nutzlast 17, die hier in Form von Flechets angedeutet ist. Das Drallentkopplungselement 54 bildet somit einen Aufnahmekörper 56, hier in Form eines in Flugrichtung 6 offenen topfförmigen kreisrunden Bechers. Das Drallentkopplungselement 54 ist somit bezüglich des gesamten Trägergeschosses 2 sowohl im Geschossboden 8 als auch in der Hülle 14 um die Mittellängsachse 4 bzw. Axialrichtung rotierbar. Im Falle einer Drallübertragung vom Lauf 22 auf das Trägergeschoss 2 behält das Drallentkopplungselement 54 zusammen mit der Nutzlast 17 aufgrund der rotatorische Massenträgheit seine rotatorische Ruheposition um die Mittellängsachse 4 bei. Becher und Nutzlast 17 „rutschen“ mit anderen Worten gegenüber Geschossboden 8 und Hülle 14 um die Mittellängsachse 4 bzw. Axialrichtung „durch“.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Trägergeschoss
- 4
- Mittellängsachse
- 6
- Flugrichtung
- 8
- Geschossboden
- 10
- Umfangsfläche
- 12
- Führungsband
- 14
- Hülle
- 16
- Aufnahmeraum
- 17
- Nutzlast
- 18
- Trennvorrichtung
- 20
- Rohrwaffe
- 22
- Lauf
- 24
- Öffnung
- 26
- Ende
- 28
- Spitze
- 30
- Füllelement
- 32
- Fläche
- 34
- Ende
- 36
- Verbindung
- 37
- Verbindungsmittel
- 38
- Pfeil
- 40
- Luft
- 42
- Pfeil
- 44
- Pfeil
- 50
- Drallübertragungselement
- 52
- Wand
- 54
- Drallentkopplungselement
- 56
- Aufnahmekörper
- A
- Ausgangszustand
- L
- Lösekraft
- G
- Grenzkraft
