DE102021005973A1 - Projectile with fins that can be swung out without springs - Google Patents
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- F42B10/14—Stabilising arrangements using fins spread or deployed after launch, e.g. after leaving the barrel
- F42B10/16—Wrap-around fins
Abstract
Bei einem Geschossabschnitt (2) als zumindest Teil eines bestimmungsgemäßen Geschosses (6), mit einem sich entlang einer Mittellängsachse (10) des Geschosses (6) erstreckenden Geschosskörper (8), der bei einem bestimmungsgemäßen Flug des Geschosses (6) nach dessen Abschuss einen Drall (16) um die Mittellängsachse (10) aufweist, mit mindestens einer Finne (18), die um eine Drehachse (20) zwischen einer am Geschosskörper (8) anliegenden Abschussposition (A) und einer aus dem Geschosskörper (8) aufragenden Flugposition (F) drehbar am Geschosskörper (8) gelagert ist, wobei die Drehachse (20) in Richtung der Mittellängsachse (10) verläuft, wobei bei dem Flug des Geschosses (6) eine Kraft (K) erzeugt ist, die eine Drehbewegung (22) der Finne (18) von der Abschussposition (A) in die Flugposition (F) um die Drehachse (20) bewirkt, ist die Kraft (K) weder durch Entspannung einer vorgespannten Feder noch durch ein elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch oder detonativ betriebenes aktives Antriebselement im Geschoss (6) verursacht.Ein Geschoss (6) enthält einen Geschossabschnitt (2).Bei einem Verfahren zum Erzeugen der Kraft (K) an dem Geschossabschnitt (2) wird die Kraft (K) weder durch Entspannung einer vorgespannten Feder noch durch ein elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch oder detonativ betriebenes aktives Antriebselement im Geschoss (6) verursacht.In a projectile section (2) as at least part of an intended projectile (6), with a projectile body (8) extending along a central longitudinal axis (10) of the projectile (6) which, when the projectile (6) is flying as intended, after it has been fired a Twist (16) about the central longitudinal axis (10), with at least one fin (18) which rotates about an axis of rotation (20) between a firing position (A) resting against the projectile body (8) and a flight position (A) protruding from the projectile body (8). F) is rotatably mounted on the projectile body (8), with the axis of rotation (20) running in the direction of the central longitudinal axis (10), with the flight of the projectile (6) generating a force (K) which causes a rotational movement (22) of the When the fin (18) moves from the firing position (A) to the flight position (F) about the axis of rotation (20), the force (K) is neither caused by the relaxation of a prestressed spring nor by an electrically or pneumatically or hydraulically or detonatively operated active drive element in the Projectile (6).A projectile (6) includes a projectile section (2).In one method of generating the force (K) at the projectile section (2), the force (K) is not generated by relaxation of a preloaded spring or by an electrically or pneumatically or hydraulically or detonatively operated active drive element in the projectile (6).
Description
Die Erfindung betrifft Geschosse, die wenigstens eine Finne aufweisen.The invention relates to projectiles that have at least one fin.
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Lösung für das Ausschwenken einer Finne bei einem Geschoss anzugeben.The object of the present invention is to provide an improved solution for swinging out a fin on a projectile.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Geschossabschnitt gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The object is achieved by a bullet section according to patent claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention and other categories of the invention result from the further claims, the following description and the attached figures.
Der Geschossabschnitt ist zumindest Teil eines bestimmungsgemäßen Geschosses, wobei im vorliegenden Sinne „zumindest Teil“ bedeutet, dass der Geschossabschnitt auch zum gesamten Geschoss entarten kann. „Bestimmungsgemäß“ heißt, dass der Geschossabschnitt dazu eingerichtet ist, Teil eines bestimmten Geschosses bzw. Geschosstyps zu sein oder zu werden, d. h. ein entsprechend komplettiertes Geschoss den Geschossabschnitt aufweist.The projectile section is at least part of a designated projectile, with “at least part” in the present sense meaning that the projectile section can also degenerate into the entire projectile. "Intended" means that the bullet section is designed to be or become part of a specific bullet or bullet type, i. H. a correspondingly completed floor has the floor section.
Der Geschossabschnitt oder das bestimmungsgemäß komplettierte Geschoss enthält einen sich entlang einer Mittellängsachse des Geschosses erstreckenden Geschosskörper. Auch der Geschosskörper kann somit ein gesamter Geschosskörper eines gesamten Geschosses oder auch ein Teil eines solchen Geschosskörpers sein, der dem Geschossabschnitt zugeordnet ist. Der Geschosskörper ist also ein ganzer Geschosskörper oder ein Teil dessen. Der Geschosskörper ist insbesondere ein mechanischer Grundkörper, eine Tragstruktur, eine Hülle eines Geschosses, usw. Der Geschosskörper schließt also insbesondere weitere Bestandteile des Geschosses nicht ein, wie zum Beispiel dessen Nutzlast, Sprengladung, Zünder, Elektronik, Flugbahnsteuerung usw.The projectile section or the projectile completed as intended contains a projectile body extending along a central longitudinal axis of the projectile. The projectile body can thus also be an entire projectile body of an entire projectile or also a part of such a projectile body which is assigned to the projectile section. So the bullet body is a whole bullet body or a part of it. The projectile body is in particular a mechanical base body, a supporting structure, a shell of a projectile, etc. The projectile body therefore does not include other components of the projectile, such as its payload, explosive charge, fuse, electronics, trajectory control, etc.
Die Erfindung geht davon aus, dass das Geschoss dazu eingerichtet und auch dazu bestimmt ist, bei seinem Einsatz bzw. im Betrieb abgeschossen zu werden, zum Beispiel aus einer Rohrwaffe. Ebenso ist es dazu eingerichtet bzw. bestimmt, nach einem derartigen Abschuss bestimmungsgemäß - insbesondere durch die Luft - zu fliegen. Die Erfindung geht dabei weiter davon aus, dass das Geschoss bei diesem bestimmungsgemäßen Flug einen Drall um seine Mittellängsachse aufweist, also bei seinem bestimmungsgemäßen Flug nach dessen Abschuss einen Drall um die Mittellängsachse aufweist. Vorliegend werden also lediglich nach dem Abschuss drallende Geschosse betrachtet.The invention assumes that the projectile is set up and also intended to be fired when it is used or during operation, for example from a barrel weapon. It is also set up or intended to fly as intended—in particular through the air—after such a launch. The invention is also based on the assumption that the projectile has a spin about its central longitudinal axis during this intended flight, ie, during its intended flight after it has been fired, it has a twist about the central longitudinal axis. In the present case, therefore, only projectiles spinning after being fired are considered.
Abschuss bezeichnet insbesondere den Austritt des Geschosses aus einer Abschussvorrichtung z. B. dem Rohr einer Rohrwaffe. Drall heißt, dass der Geschosskörper im Flug drallend um die Mittellängsachse rotiert.Firing refers in particular to the exit of the projectile from a launching device, e.g. B. the tube of a gun. Spin means that the body of the bullet spins around the central longitudinal axis during flight.
Der Geschossabschnitt enthält mindestens eine Finne, die auch ein Leitwerk, Stabilisator, Flügel usw. des Geschosses sein kann. Die Finne ist um eine Drehachse drehbar am Geschosskörper gelagert. Die Finne ist dabei zwischen einer Abschussposition und einer Flugposition drehbar bzw. verschwenkbar. In der Abschussposition liegt die Finne am Geschosskörper an; in der Flugposition ragt diese aus dem Geschosskörper auf bzw. steht aus diesem hervor.The missile section includes at least one fin, which may also be a fin, stabilizer, wings, etc. of the missile. The fin is rotatably mounted on the projectile body about an axis of rotation. The fin can be rotated or pivoted between a firing position and a flight position. In the firing position, the fin lies against the projectile body; in the flight position, this protrudes from the projectile body or protrudes from this.
Der Geschossabschnitt enthält insbesondere mehrere Finnen, insbesondere sechs Stück, die gleichmäßig über den Umfang (bezogen auf die Mittellängsachse) des Geschossabschnitts verteilt sind.The projectile section contains, in particular, a plurality of fins, in particular six fins, which are distributed evenly over the circumference (relative to the central longitudinal axis) of the projectile section.
Die Drehachse verläuft in Richtung der Mittellängsachse. „In Richtung“ ist dabei so zu verstehen, dass die Drehachse jedenfalls nicht quer zur Mittellängsachse verläuft. Insbesondere liegt die Drehachse in einer gemeinsame Ebene mit der Mittellängsachse, insbesondere verläuft sie parallel zur Mittellängsachse.The axis of rotation runs in the direction of the central longitudinal axis. “In the direction” is to be understood in such a way that the axis of rotation in any case does not run transversely to the central longitudinal axis. In particular, the axis of rotation lies in a common plane with the central longitudinal axis, in particular it runs parallel to the central longitudinal axis.
Bei dem Flug des Geschosses ist bzw. wird im Geschoss bestimmungsgemäß eine Kraft erzeugt, die eine Drehbewegung der Finne von der Abschussposition in die Flugposition um die Drehachse bewirkt. Die Kraft bewirkt also streng genommen ein Drehmoment für die Finne um die Drehachse. Die Drehbewegung ist also ein Ausklappen bzw. Ausschwenken der Finne vom Geschosskörper weg. Der Geschossabschnitt bzw. das Geschoss ist also entsprechend dazu eingerichtet, dass die entsprechende Kraft im bestimmungsgemäßen Flug erzeugt wird. Die Drehbewegung weist also eine Richtung auf; diese ist stets von der Abschussposition A zur Flugposition F hin gerichtet. Dies bedeutet nicht, dass die Finne nicht auch eine Bewegung in Gegenrichtung um die Drehachse, also entgegen der Drehbewegung ausführen könnte.During the flight of the projectile, a force is or is intended to be generated in the projectile, which causes a rotational movement of the fin from the firing position to the flight position about the axis of rotation. Strictly speaking, the force causes a torque for the fin around the axis of rotation. The rotary movement is therefore a folding out or swinging out of the fin away from the projectile body. The projectile section or the projectile is accordingly set up in such a way that the corresponding force is generated in the intended flight. The rotational movement therefore has a direction; this is always directed from the firing position A to the flight position F. this means not that the fin could not also move in the opposite direction around the axis of rotation, i.e. counter to the rotational movement.
Der Geschossabschnitt und auch das gesamte komplettierte Geschoss ist derart eingerichtet, dass die Kraft dabei weder durch Entspannung einer vorgespannten Feder noch durch ein elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch oder detonativ betriebenes aktives Antriebselement im Geschoss verursacht ist bzw. wird. Ein „Antriebselement“ ist dabei so zu verstehen, dass dies eine konkret zum Zweck der Krafterzeugung tatsächlich vorhandene dingliche Vorrichtung, insbesondere als Bestandteil des Geschosses, ist.The projectile section and also the entire completed projectile is set up in such a way that the force is not caused by relaxation of a prestressed spring or by an electrically or pneumatically or hydraulically or detonatively operated active drive element in the projectile. A “drive element” is to be understood in such a way that this is a physical device that is actually present specifically for the purpose of generating force, in particular as a component of the projectile.
Durch den Verzicht auf eine entsprechende Feder oder ein sonstiges Antriebselement entsteht ein besonders einfacher und damit störungsunanfälliger und kostengünstiger Geschossabschnitt und damit Geschoss.By dispensing with a corresponding spring or other drive element, a particularly simple projectile section, and therefore projectile, arises which is therefore not susceptible to faults and is cost-effective.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kraft ausschließlich eine von dem Drall und der Eigenmasse der Finne verursachte, an der Finne angreifende Fliehkraft. Alternativ oder zusätzlich ist die Kraft eine an der Finne angreifende aerodynamische Kraft, die von der im Flug des Geschosses an der Finne an- bzw. vorbeiströmenden Luft verursacht ist. Die entsprechende aerodynamische Kraft wird daher alleine durch die Tatsache erzeugt, dass das Geschoss durch die Luft fliegt, es handelt sich hierbei also insbesondere nicht um eine Vorrichtung, ist also nicht im Sinne eines oben genannten pneumatischen Antriebselements zu verstehen. Insbesondere ergibt sich die Kraft als eine Mischform der oben genannten Varianten: zum Beispiel liegt zunächst ausschließlich eine Fliehkraft vor, die zum „Abheben“ der Finne aus der Abschussposition führt. Da die Finne in der Abschussposition zum Beispiel noch dicht am Geschosskörper anliegt oder sogar in diesem versenkt sein kann, entsteht also hier noch keine aerodynamische Kraft. Erst wenn die Finne die Abschussposition verlassen hat, strömt Luft derart an diese an, dass überhaupt aerodynamische Kräfte an der Finne angreifen. Insbesondere kommt also erst während der Drehbewegung nach und nach aerodynamische Kraft zur Fliehkraft hinzu bzw. ersetzt eventuell sogar die Fliehkraft im weiteren Verlauf der Drehbewegung bis zur Flugposition.In a preferred embodiment, the force is exclusively a centrifugal force acting on the fin and caused by the twist and the inherent mass of the fin. Alternatively or additionally, the force is an aerodynamic force acting on the fin, which is caused by the air flowing against or past the fin during the flight of the projectile. The corresponding aerodynamic force is therefore generated solely by the fact that the projectile flies through the air, so in particular this is not a device and is therefore not to be understood in the sense of a pneumatic drive element mentioned above. In particular, the force results as a mixed form of the above-mentioned variants: for example, initially there is only centrifugal force, which leads to the fin “lifting” from the firing position. Since the fin in the firing position, for example, still lies close to the body of the projectile or can even be sunk into it, no aerodynamic force is created here. Only when the fin has left the firing position does air flow against it in such a way that aerodynamic forces act on the fin at all. In particular, aerodynamic force only gradually adds to the centrifugal force during the rotary movement or even replaces the centrifugal force in the further course of the rotary movement up to the flight position.
Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass diese beiden Kräfte genutzt werden können, um die Drehbewegung der Finnen zu verursachen und eine zusätzliche Vorrichtung zur Erzeugung einer die Drehbewegung verursachenden oder zumindest unterstützenden Kraft (Feder, Antriebselement) daher entbehrlich ist. insbesondere ist die Finne durch eine geeignete Formgebung dazu eingerichtet, eine entsprechend günstige Aerodynamik aufzuweisen, um die betreffende Kraft an der Finne entstehen zu lassen. Die Formgebung ist dabei vom individuellen Geschoss abhängig und kann z. B. empirisch oder durch Simulation gefunden werden.The invention is based on the finding that these two forces can be used to cause the rotary movement of the fins and that an additional device for generating a force (spring, drive element) that causes or at least supports the rotary movement is therefore unnecessary. In particular, the fin is designed by means of a suitable shape to have correspondingly favorable aerodynamics in order to allow the relevant force to develop on the fin. The shape depends on the individual bullet and can e.g. B. can be found empirically or by simulation.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehbewegung einen gegenüber dem Drall entgegengesetzten Drehsinn auf. Die Erzeugung der aerodynamischen Kraft ist dadurch weiter verbessert, da Luft so zwangsweise an eine in Drallrichtung weisende Flachseite der Finne, z. B. deren Unterseite, anströmt.In a preferred embodiment, the rotational movement has a direction of rotation that is opposite to that of the twist. This further improves the generation of the aerodynamic force, since air is forced to a flat side of the fin pointing in the direction of twist, e.g. B. the underside flows.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Finne in der Abschussposition in einer Ausnehmung im Geschosskörper ein. Hierdurch ist es möglich, ein Geschoss zu schaffen, welches zumindest anfänglich in seiner Flugphase aerodynamische Eigenschaften aufweist, die dem eines Geschosses ohne Finnen entsprechen. Ein Konflikt mit der Erzeugung einer aerodynamischen Kraft zur Erzeugung der Drehbewegung wird so vermieden. Insbesondere ist die Ausnehmung als Negativform der Finne ausgestaltet, so dass diese in der Abschussposition mehr oder weniger dicht bzw. spaltfrei in der Ausnehmung einliegt. Insbesondere in diesem Fall wird also alleine die Fliehkraft genutzt, um die Finne anfänglich aus ihrer Abschussposition zu lösen.In a preferred embodiment, the fin lies in a recess in the projectile body in the firing position. This makes it possible to create a projectile which, at least initially in its flight phase, has aerodynamic properties which correspond to those of a projectile without fins. A conflict with the generation of an aerodynamic force to generate the rotational movement is thus avoided. In particular, the recess is designed as a negative form of the fin, so that in the firing position it rests more or less tightly or without a gap in the recess. In this case in particular, centrifugal force alone is used to initially release the fin from its firing position.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Finne derart geformt, dass in der Abschussposition deren radial (Bezug auf die Mittellängsachse) nach außen weisende Außenfläche oder Deckfläche die kreiszylindrische Umfangs-Oberfläche des Geschosskörpers ergänzt. Letztere ist die nicht von den Finnen eingenommene bzw. überdeckte radial nach außen weisende Oberfläche des Geschosskörpers bzw. Geschosses. Auch diese Maßnahme führt zu den bereits oben genannten anfänglichen aerodynamischen Eigenschaften des Geschosses (als wäre dieses ohne Finnen ausgeführt).In a preferred embodiment, the fin is shaped in such a way that, in the firing position, its outer surface or top surface pointing radially outward (relative to the central longitudinal axis) complements the circular-cylindrical peripheral surface of the projectile body. The latter is the surface of the projectile body or projectile that points radially outward and is not occupied or covered by the fins. This measure also leads to the above-mentioned initial aerodynamic properties of the projectile (as if it were designed without fins).
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Finne in einer Querrichtung zu deren in der Abschussposition radial nach außen weisenden Außenfläche bzw. Deckfläche eine mit zunehmendem Abstand von der Drehachse abnehmende Dicke auf. Mit anderen Worten verjüngen sich die Finnen hinsichtlich ihrer Dicke, Profildicke senkrecht zu deren Flächenerstreckung, ausgehend von der Drehachse zu deren Freiende hin. Die Richtung, in der die Dimension „Dicke“ zu verstehen ist, ist in der Abschussposition insbesondere die Radialrichtung, in der Flugposition insbesondere die Umfangsrichtung des Geschosses, jeweils bezogen auf die Mittellängsachse. So entsteht eine konstruktiv und/oder aerodynamisch besonders vorteilhafte Finne.In a preferred embodiment, the fin has a thickness that decreases with increasing distance from the axis of rotation in a direction transverse to its outer surface or cover surface pointing radially outwards in the firing position. In other words, the fins taper in terms of their thickness, profile thickness perpendicular to their surface extension, starting from the axis of rotation towards their free end. The direction in which the “thickness” dimension is to be understood is in the firing position in particular the radial direction, in the flight position in particular the circumferential direction of the projectile, in each case based on the central longitudinal axis. This creates a fin that is particularly advantageous in terms of design and/or aerodynamics.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Finne in einer Querebene zur Mittellängsachse eine dem Umkreis des Geschosses folgende bzw. entsprechende Grundform nach Art eines Kreisabschnitts auf. Dieses „Folgen“ gilt insbesondere in der Abschussposition. Die Kreisabschnittsform ist insbesondere die Form der Außenoberfläche der Finne in der Abschussposition. Eine entsprechende Finne nimmt daher die kreisförmige Grundform des Geschosses auf und fügt sich somit in der Abschussposition geometrisch besonders gut in ein entsprechendes Geschoss ein.In a preferred embodiment, the fin has, in a plane transverse to the central longitudinal axis, a basic shape that follows or corresponds to the circumference of the projectile in the manner of a segment of a circle. This "following" is especially true in the launch position. The pie shape is in particular the shape of the outer surface of the fin in the firing position. A corresponding fin therefore takes up the basic circular shape of the projectile and thus fits geometrically particularly well into a corresponding projectile in the firing position.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Teil der Oberfläche der Finne als Anschlagfläche ausgebildet. Die Anschlagfläche kommt in der Flugposition am Geschosskörper zur Anlage, liegt dann also am Geschosskörper an und begrenzt dadurch die Drehbewegung der Finne in der Flugposition. Mit anderen Worten ist eine Drehbewegung der Finne über die Flugposition hinaus verhindert. Vorteilhafterweise wird also als Anschlag die Oberfläche der Finne selbst benutzt; ein separates bzw. spezielles Strukturteil als Anschlagelement zusätzlich zur Finne wird daher vermieden.In a preferred embodiment, part of the surface of the fin is designed as a stop surface. In the flight position, the stop surface comes into contact with the projectile body, i.e. it then rests against the projectile body and thereby limits the rotary movement of the fin in the flight position. In other words, the fin is prevented from rotating beyond the flight position. Advantageously, the surface of the fin itself is used as a stop; a separate or special structural part as a stop element in addition to the fin is therefore avoided.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform weist die Finne ausschließlich einen Flügelabschnitt und einen oder mehrere aus diesem vorstehende Scharnierabschnitte zur Aufnahme der Drehachse auf. Die Anschlagfläche ist dann am Flügelabschnitt angeordnet. Somit ergibt sich eine konstruktiv besonders einfache Finne, die lediglich die eigentlich aerodynamisch wirksame Finne in Form des Flügelabschnitts sowie lediglich zusätzliche Scharnierabschnitte aufweist. Die Scharnierabschnitte können besonders einfach ohne Rücksicht auf eine entsprechende Anschlagfunktion gestaltet werden. Die Anschlagfunktion wird in besonders einfacher Weise durch den Flügelabschnitt mit übernommen.In a preferred variant of this embodiment, the fin has only one wing section and one or more hinge sections protruding therefrom for receiving the axis of rotation. The stop surface is then arranged on the wing section. This results in a structurally particularly simple fin, which only has the actually aerodynamically effective fin in the form of the wing section and only additional hinge sections. The hinge sections can be designed in a particularly simple manner without regard to a corresponding stop function. The stop function is taken over by the wing section in a particularly simple manner.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Finne in der Flugposition gegenüber dem Geschosskörper verriegelbar. Eine Bewegung der Finne aus der Flugposition heraus entgegen der Drehbewegung ist somit verhindert.In a preferred embodiment, the fin can be locked in relation to the projectile body in the flight position. A movement of the fin out of the flight position against the rotational movement is thus prevented.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Finne durch eine an der Drehachse angeordnete Nut-Feder-Anordnung verriegelbar. Die Nut-Feder-Anordnung ist durch eine Einrastbewegung in Form einer Verschiebung der Finne relativ zum Geschosskörper in der Flugposition entgegen der Flugrichtung entlang der Drehachse einrastbar. „Einrasten“ heißt, dass die Feder in die Nut eingleitet. Entweder weist die Finne die Nut und der Geschosskörper die Feder auf oder die Finne weist die Feder und der Geschosskörper die Nut auf. So wird eine besonders einfache und dennoch zuverlässige Verriegelung der Finne in der Flugposition ermöglicht.In a preferred variant of this embodiment, the fin can be locked by a tongue and groove arrangement arranged on the axis of rotation. The tongue and groove arrangement can be locked in place by a locking movement in the form of a displacement of the fin relative to the projectile body in the flight position against the direction of flight along the axis of rotation. "Locking in" means that the tongue slides into the groove. Either the fin has the groove and the projectile body has the tongue, or the fin has the tongue and the projectile body has the groove. This enables a particularly simple and yet reliable locking of the fin in the flight position.
In einer weiteren bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält der Geschossabschnitt ein auf der Drehachse angeordnetes, sich zwischen Geschosskörper und Finne abstützendes elastisches Druckelement, insbesondere eine Druckfeder, das zur Unterstützung der Einrastbewegung entgegen der Flugrichtung eingerichtet ist. Das Druckelement unterstützt - neben der auf die Finne ohnehin entgegen der Flugrichtung wirkenden Druckkraft durch an die Stirnseite der Finne in Flugrichtung anströmende Luft - die oben genannte Einrastbewegung der Finne entlang der Drehachse. Das Druckelement stützt sich also mit Druck unmittelbar an Finne und Geschosskörper ab; die Einrastbewegung geht mit einem insbesondere jedoch nur teilweisen Entspannen / Ausdehnen der Druckelements einher. Insbesondere ist also das Druckelement auch in der verriegelten Position der Finne noch vorgespannt und hält die Finne daher (zusätzlich zur anströmenden Luft) in dieser Position.In a further preferred variant of this embodiment, the projectile section contains an elastic pressure element arranged on the axis of rotation and supported between the projectile body and the fin, in particular a compression spring, which is set up to support the latching movement counter to the direction of flight. The pressure element supports - in addition to the compressive force acting on the fin in the opposite direction to the direction of flight due to the air flowing onto the face of the fin in the direction of flight - the above-mentioned latching movement of the fin along the axis of rotation. The pressure element is thus supported with pressure directly on the fin and projectile body; the latching movement is accompanied by a particularly but only partial relaxation/expansion of the pressure element. In particular, the pressure element is therefore still prestressed even when the fin is in the locked position and therefore holds the fin in this position (in addition to the air flowing against it).
Die Verriegelung bzw. Arretierung erfolgt damit insbesondere wie folgt: Sie erfolgt formschlüssig durch eine axiale Verschiebung der Finnen, welche durch ein Druckelement / Druckfeder unterstützt bzw. initiiert wird. Die Finne wird dabei selbst als Feder (der Nut-Feder-Verbindung) verwendet und fährt in eine Nut des Basiskörpers (Geschosskörper) ein. Die aerodynamischen Kräfte begünstigen diese Verschiebung. Es wird kein separates Nut-Federsystem am Fuß der Anbindung, also direkt auf der Drehachse, verwendet, sondern die Finne bzw. der Flügelabschnitt selbst verriegelt direkt in der Anbindung (Nut), also einem entsprechenden Teil des Geschosskörpers. Der Mechanismus zur Arretierung stellt nur geringe Anforderungen an den Bauraum. Bereits eine minimale Verschiebung der Finne in axialer Richtung (Eintreten der Feder in die Nut) verhindert ein Rückschlagen der Finne (um die Drehachse entgegen der Drehbewegung) und erlaubt eine Übertragung der an der Finne auftretenden Kräfte und Momente auf den Geschosskörper. Aus der Praxis ist es zum Beispiel bekannt, nach Öffnung des Leitwerks (Ausklappen der Finnen in die Flugposition) die Finnen mittels eines Keils oder Stiftes, welcher durch Federkraft ausrückt, in der Endposition (Flugposition) zu arretieren. Vorliegend wird nicht mit einem derartigen separaten, blockierenden Element gearbeitet, welches in die Finnen-Struktur eingreifen muss; anstelle dessen wird insbesondere die Finne selbst (deren eine Nut bildender einstückiger Abschnitt) beim Aufstellen axial in eine Arretierung (intergraler einstückiger Abschnitt des Geschosskörpers, der als Nut ausgeführt ist) geführt.The locking or locking takes place in particular as follows: It takes place in a form-fitting manner by means of an axial displacement of the fins, which is supported or initiated by a pressure element/compression spring. The fin itself is used as a tongue (the tongue and groove connection) and moves into a groove in the base body (bullet body). The aerodynamic forces favor this displacement. No separate tongue and groove system is used at the foot of the connection, i.e. directly on the axis of rotation, but the fin or the wing section itself locks directly in the connection (groove), i.e. a corresponding part of the projectile body. The locking mechanism places only minimal demands on the installation space. Even a minimal displacement of the fin in the axial direction (entry of the tongue into the groove) prevents the fin from kicking back (around the axis of rotation against the rotational movement) and allows the forces and moments occurring on the fin to be transmitted to the projectile body. From practice it is known, for example, to lock the fins in the end position (flight position) by means of a wedge or pin, which disengages due to spring force, after opening the tail unit (folding out the fins into the flight position). In the present case, such a separate, blocking element that has to intervene in the fin structure is not used; instead, in particular the fin itself (its one-piece section forming a groove) is guided axially into a detent (integral one-piece section of the projectile body, which is designed as a groove) when it is erected.
Somit ergibt sich ein Mechanismus zur formschlüssigen Arretierung der Finnen, insbesondere eines gewickelten Leitwerks.This results in a mechanism for positive locking of the fins, in particular a coiled tail unit.
In einer weiteren bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist die Finne über mindestens zwei Scharniere an der Drehachse gelagert. Die Druckfeder ist dann zwischen zwei benachbarten der Scharniere angeordnet und stützt sich mit ihren Enden an beiden Scharnieren ab. Insbesondere ist das Druckelement als Federelement, insbesondere Schraubenfeder ausgeführt. Insbesondere ist das Federelement auf der Drehachse gelagert bzw. von der Drehachse durchsetzt. Entsprechende Scharniere weisen zwei Scharnierabschnitte auf: ein erster Scharnierabschnitt ist - insbesondere integraler - Teil des Geschosskörpers, ein zweiter Scharnierabschnitt ein entsprechender Teil der Finne. Beide Scharnierabschnitte sind von der Drehachse durchsetzt. Somit ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise des Drehmechanismus für die Finne bzw. der entstehenden Scharnieranordnung.In a further preferred variant of this embodiment, the fin is mounted on the axis of rotation via at least two hinges. The compression spring is then arranged between two adjacent hinges and is supported with its ends on both hinges. In particular, the pressure element is designed as a spring element, in particular a helical spring. In particular, the spring element is mounted on the axis of rotation or penetrated by the axis of rotation. Corresponding hinges have two hinge sections: a first hinge section is—particularly an integral—part of the projectile body, and a second hinge section is a corresponding part of the fin. Both hinge sections are penetrated by the axis of rotation. This results in a particularly compact design of the rotating mechanism for the fin and the resulting hinge arrangement.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Geschossabschnitt ein Heckleitwerk des Geschosses. Die oben genannten Vorteile ergeben sich somit jeweils auch für das entsprechende Heckleitwerk des Geschosses. Insbesondere ergibt sich ein sogenanntes Wickelleitwerk, da die Finnen in der Abschussposition den Geschosskörper vergleichsweise - ausgehend von der Schwenkachse - nach Art einer Wicklung mit ihren freien Enden umschlingen bzw. umwickeln.In a preferred embodiment, the projectile portion is a tailplane of the projectile. The advantages mentioned above thus also arise for the corresponding tail unit of the projectile. In particular, a so-called coil tail unit results, since the fins in the firing position comparatively wrap or wrap around the projectile body—starting from the pivot axis—in the manner of a coil with their free ends.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Geschoss nach Anspruch 14 mit einem erfindungsgemäßen Geschossabschnitt. Das Geschoss und zumindest ein Teil dessen möglicher Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Geschossabschnitt erläutert.The object of the invention is also achieved by a projectile according to claim 14 with a projectile section according to the invention. The projectile and at least some of its possible embodiments and the respective advantages have already been explained in connection with the projectile section according to the invention.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 15, welches zum Erzeugen der oben erläuterten Kraft am oben erläuterten Geschossabschnitt bzw. Geschoss dient.The object of the invention is also achieved by a method according to claim 15, which serves to generate the above-mentioned force on the above-mentioned projectile section or projectile.
Gemäß dem Verfahren wird also das Geschoss mit dem Geschosskörper derart abgeschossen und/oder wird bzw. ist dazu eingerichtet, dass es nach dem Abschuss im Flug einen Drall um die Mittellängsachse aufweist. Weiterhin wird die Kraft für die Drehbewegung der Finne um die Drehachse beim Flug des Geschosses erzeugt. Die Kraft wird weder durch Entspannung einer vorgespannten Feder noch durch ein elektrisch oder pneumatisch oder hydraulisch oder detonativ betriebenes aktives Antriebselement im Geschoss verursacht.According to the method, the projectile with the projectile body is fired in such a way and/or is or is set up in such a way that, after being fired, it has a twist about the central longitudinal axis in flight. Furthermore, the force for the rotary movement of the fin around the axis of rotation is generated during the flight of the projectile. The force is not caused by the relaxation of a prestressed spring or by an electrically, pneumatically, hydraulically or detonatively operated active drive element in the projectile.
Das Verfahren und zumindest ein Teil dessen möglicher Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Geschossabschnitt bzw. Geschoss erläutert. Insbesondere weist das Verfahren die oben im Zusammenhang mit dem Geschossabschnitt bzw. Geschoss erläuterten bevorzugten Ausführungsformen auf.The method and at least some of its possible embodiments and the respective advantages have already been explained in connection with the projectile section or projectile according to the invention. In particular, the method has the preferred embodiments explained above in connection with the projectile section or projectile.
Insbesondere wird die Kraft also ausschließlich als eine an der Finne angreifende Fliehkraft erzeugt, die von dem Drall und der Eigenmasse der Finne verursacht wird, und/oder als eine an der Finne angreifende aerodynamische Kraft, die von der im Flug des Geschosses an der Finne anströmenden Luft verursacht wird.In particular, the force is generated exclusively as a centrifugal force acting on the fin, which is caused by the spin and the inherent mass of the fin, and/or as an aerodynamic force acting on the fin, which is caused by the flow of the projectile on the fin during flight air is caused.
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.The invention is based on the following findings, observations and considerations and also has the following embodiments. The embodiments are sometimes also referred to as “the invention” for the sake of simplicity. The embodiments can also contain parts or combinations of the above-mentioned embodiments or correspond to them and/or optionally also include embodiments that have not been mentioned before.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Arretierung eines gewickelten Leitwerks eine Lenkmunition im Kaliberbereich von etwa 75mm, z. B. 70 bis 80 mm oder 60 bis 90 mm, z. B. 76mm.The invention is particularly suitable for locking a coiled tail a guided ammunition in the caliber range of about 75mm, z. B. 70 to 80 mm or 60 to 90 mm, z. B. 76mm.
Gemäß einer Ausführungsform sind bei einem gewickelten Leitwerk die Finnen während des Durchlaufs an den Geschosskörper geklappt. Nach Verlassen des Rohres müssen die Finnen aufgestellt (Drehbewegung) und verriegelt werden, damit die Flugstabilität des Geschosses gegeben ist. Hierzu sind die Finnen über einen Bolzen (Drehachse) drehbar an den Geschosskörper, insbesondere an die Heckstruktur des Geschosses, angebunden. Durch ein elastisches Druckelement (Druckfeder) wird auf die Anbindung der Finnen eine Kraft entgegen der Flugrichtung ausgeübt. Die Finnen werden durch einen Konus in eine Aussparung (Nut) im Geschosskörper (Heck) geführt, welche ein Zurückklappen (aus der Flugposition) verhindert und in der Endlage (Flugposition) einen formschlüssigen Anschlag in beide Richtungen (in und entgegen der Drehbewegung) darstellt. Das elastische Druckelement (Druckfeder) und die aerodynamischen Kräfte verhindern, dass sich die Finne aus dieser Längsposition in Flugrichtung nach vorne bewegt (und die Feder die Nut verlässt).According to one embodiment, in the case of a coiled tail unit, the fins are folded onto the projectile body during passage. After leaving the tube, the fins must be set up (rotary movement) and locked so that the flight stability of the projectile is given. For this purpose, the fins are rotatably connected to the projectile body, in particular to the rear structure of the projectile, via a bolt (axis of rotation). An elastic pressure element (compression spring) exerts a force against the direction of flight on the connection of the fins. The fins are guided through a cone into a recess (groove) in the bullet body (tail), which prevents it from folding back (from the flight position) and in the end position (flight position) represents a positive stop in both directions (in and against the rotational movement). The elastic pressure element (compression spring) and the aerodynamic forces prevent the fin from moving forward from this longitudinal position in the direction of flight (and the spring leaving the groove).
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
-
1 einen Geschossabschnitt eines Geschosses mit Finnen in Abschussposition in einer perspektivischen Ansicht, -
2 den Geschossabschnitt aus1 mit Finnen in unverriegelter Flugposition in einer perspektivischen Ansicht mit Teilschnitt, -
3 das Detail III aus2 , -
4 den Geschossabschnitt aus2 mit Finnen in verriegelter Flugposition.
-
1 a projectile section of a projectile with fins in firing position in a perspective view, -
2 the bullet section1 with fins in unlocked flight position in a perspective view with partial section, -
3 detail III2 , -
4 the bullet section2 with fins in locked flight position.
Der Geschossabschnitt 2 enthält einen Geschosskörper 8, der hier Teil eines nicht näher dargestellten gesamten Geschosskörpers des Geschosses 6 ist, nämlich dessen Heckleitwerksabschnitt. Der Geschosskörper 8 ist hier eine mechanisch tragende Geschosshülle des Geschosses 6. Der Geschosskörper 8 erstreckt sich entlang einer Mittellängsachse 10.The projectile section 2 contains a
Beim Einsatz bzw. im Betrieb des Geschosses 6 wird dieses entlang seiner Mittellängsachse 10 mithilfe einer nicht dargestellten Rohrwaffe in einer Flugrichtung 12 (durch einen Pfeil symbolisiert) abgeschossen bzw. gestartet. Nach dem Verlassen des Rohres der Rohrwaffe bewegt sich das Geschoss 6 also im Flug in Flugrichtung 12 durch umgebende Luft 14. Dabei wird das Geschoss 6 so abgeschossen bzw. ist dazu eingerichtet, dass es einen Drall 16 (dargestellt durch einen Pfeil) um die Mittellängsachse 10 aufweist, also in Richtung dieses Pfeils um die Mittellängsachse 10 rotiert.When the
Der Geschossabschnitt 2 bzw. das Geschoss 6 enthält weiterhin sechs Finnen 18, von denen in
Jede der Finnen 18 ist mit Hilfe einer Drehachse 20 und um diese jeweilige Drehachse 20 in oder entgegen einer Drehrichtung, also anhand einer Drehbewegung 22 (in Drehrichtung gerichtet, Bewegung selbst sowie deren Richtung durch einen Pfeil angedeutet) drehbar am Geschosskörper 8 gelagert. Die Drehachsen 20 sind hier Bolzen bzw. Steckstifte und deren Verlauf bzw. Längsrichtung ist zur Verdeutlichung durch strichpunktierte Linien angedeutet bzw. verlängert.Each of the
In der Abschussposition A liegen die Finnen 18 am Geschosskörper 8 an, in der Flugposition 11 ragen sie aus dem Geschosskörper 8 auf bzw. stehen von diesem ab und dienen daher als Leitwerk.In the firing position A, the
Die Drehachsen 20 verlaufen jeweils in Richtung der Mittellängsachse 10, hier jeweils parallel zur Mittellängsachse 10.The axes of
Bei dem Flug des Geschosses 6 ist bzw. wird eine Kraft K (angedeutet durch einen Pfeil) erzeugt, die die Drehbewegung 22 der Finnen 18 von der Abschussposition A zur Flugposition F hin (
Vorliegend wird diese Kraft K weder durch die Entspannung einer vorgespannten Feder noch durch ein elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder detonativ betriebenes aktives Antriebselement im Geschoss 6 verursacht. Vorliegend ist die Kraft K nämlich ausschließlich aus zwei Komponenten zusammengesetzt. Die erste Komponente ist eine Fliehkraft L (durch Pfeile angedeutet), die an jeder der Finnen 18 angreift und durch den Drall 16 des Geschosses 6 und damit sämtlicher Finnen 18 um die Mittellängsachse 10 erzeugt wird bzw. verursacht ist.In the present case, this force K is caused neither by the relaxation of a prestressed spring nor by an active drive element in the projectile 6 that is operated electrically, pneumatically, hydraulically or detonatively. In the present case, the force K consists exclusively of two components. The first component is a centrifugal force L (indicated by arrows), which acts on each of the
Die zweite Komponente ist eine aerodynamische Kraft D (siehe
Die aerodynamische Kraft D wird vorliegend auch besonders dadurch erzeugt, dass der Drehsinn der Drehbewegung 22 entgegengesetzt zum Drehsinn des Dralls 16 gerichtet ist. Denn so strömt bereits kurz nach dem Abheben der Finnen 18 aus der Abschussposition A, Luft 14 eine jeweilige Unterseite 24 der Finne 18 (siehe
Zu erkennen ist, dass die Finne 18 derart geformt ist, dass in der Abschussposition A deren radial nach außen weisende Außenfläche 30 die kreiszylindrische Umfangsoberfläche 32 des Geschosskörpers 8 ergänzt, hier mit gleichem Radius zur Mittellängsachse 10 fortsetzt.It can be seen that the
Auch weisen die Finnen 18 in einer Querebene zur Mittellängsachse 10 eine Grundform nach Art eines Kreisabschnitts 38 (gestrichelt angedeutet) auf. Diese Grundform folgt - was insbesondere in der Abschussposition A erkennbar wird - dem Umkreis 36 des Geschosses 6, der dessen gesamte Außenoberfläche (mit Finnen in Abschussposition A) dicht umschließt. Mit anderen Worten folgt der Querschnitt der Finnen 18, hier bezogen auf deren Außenfläche 30, in der Abschussposition A dem Umkreis 36.The
In einer jeweiligen Querrichtung 34 zur Außenfläche 30 weisen die Finnen außerdem eine Dicke H auf, die mit zunehmendem Abstand von der Drehachse 20 abnimmt. Mit anderen Worten verjüngen sich die Finnen hinsichtlich ihrer Wandstärke / Profildicke ausgehend von der Drehachse 20 zu deren Freiende 26 hin. In der Abschussposition A (siehe
Ein Teil der Oberfläche der Finnen 18, hier deren dem Freiende 26 abgewandte bzw. der Drehachse 20 zugewandte Stirnseite, ist jeweils als Anschlagfläche 40 ausgebildet. In der Flugposition F liegt die Anschlagfläche 40 am Geschosskörper 8, hier dessen Umfangsoberfläche 32, an und begrenzt die Drehbewegung 22, sodass diese an der Flugposition F endet.A part of the surface of the
Die Finnen 18 bestehen hier ausschließlich aus zwei Teilen, nämlich einem wenn auch gebogenen, so doch grundlegend rechteckigen, Flügelabschnitt 42 und zwei, aus dem Flügelabschnitt 42 vorstehende Scharnierabschnitten 44. Die Scharnierabschnitte 44 dienen zur Aufnahme der Drehachse 20. Die Anschlagfläche 40 ist am Flügelabschnitt 42 angeordnet.The
In der Flugposition F ist die Finne 18 gegenüber dem Geschosskörper 8 verriegelbar, sodass sie in der Flugposition F gehalten ist und diese nicht mehr in Richtung der Abschussposition, also entgegen der Drehbewegung 22 verlassen kann.In the flight position F, the
Die Verriegelung erfolgt durch eine Einrastbewegung 48 (durch einen Pfeil dargestellt) in Form einer Verschiebung der Finne 18 entgegen der Flugrichtung 12 entlang der Drehachse 20 relativ zum Geschosskörper 8. Zur Verriegelung dient eine Nut-Feder-Anordnung 46. Diese ist an der Drehachse 20 angeordnet. Zur Verdeutlichung dieser ist in den
Auf der Drehachse 20 ist ein elastisches Druckelement 54, hier eine Schraubenfeder, angeordnet. Diese stützt sich - axial kompressiv vorgespannt - zwischen Geschosskörper 8 und Finne 18, vorliegend deren Scharnierabschnitt 44, ab. Das Druckelement 54 dient zur Einleitung / Unterstützung der Einrastbewegung 48. Die Einrastbewegung 48 wird jedoch auch durch die im Flug an die Finne 18 anströmende Luft 14 mit bewirkt. Sobald die Finne 18 in ihrer Drehbewegung 22 ausreichend nahe an der Flugposition F angelangt ist, gleitet die Feder 50 über jeweils angeformte Konusse 56 in die Nut 52 ein. Die Konusse 56 bilden daher eine Art Einführabschnitt für die Nut-Feder-Anordnung 46. Ist die Flugposition F vollständig erreicht, kann die Feder 50 passgenau und formschlüssig in die Nut 52 eingleiten; die Finne 18 ist dann in der Flugposition F arretiert.An
Die einstückig und integral mit der Finne 18 ausgeführten Scharnierabschnitte 44 bilden zusammen mit ebenfalls einstückig und integral mit dem Geschosskörper 8 ausgeführten Scharnierabschnitten 58 jeweilige Scharniere 60, die die Drehbewegung 22 der Finne 18 um die Drehachse 20 ermöglichen. In der vorliegenden Ausführungsform sind je Finne 18 zwei Scharniere 60 vorhanden. Das elastische Druckelement 54 ist zwischen den beiden benachbarten Scharnieren 60 angeordnet und stützt sich mit seinen Enden 62 an den beiden Scharniere 60 ab. Vorliegend stützt sich eine Ende 62 an dem Scharnierabschnitt 58, das andere Ende 62 an dem Scharnierabschnitt 44 ab.The
BezugszeichenlisteReference List
- 22
- Geschossabschnittfloor section
- 44
- Heckleitwerktailplane
- 66
- Geschossbullet
- 88th
- Geschosskörperbody
- 1010
- Mittellängsachsecentral longitudinal axis
- 1212
- Flugrichtungflight direction
- 1414
- LuftAir
- 1616
- Drallspin
- 1818
- Finnefin
- 2020
- Drehachseaxis of rotation
- 2222
- Drehbewegungrotary motion
- 2424
- Unterseitebottom
- 2626
- Freiendefree end
- 2828
- Ausnehmungrecess
- 3030
- Außenfläche (Finne)outer surface (fin)
- 3232
- Umfangsoberfläche (Geschosskörper)Circumferential Surface (Bullet Body)
- 3434
- Querrichtungtransverse direction
- 3636
- Umkreisperimeter
- 3838
- Kreisabschnittcircle section
- 4040
- Anschlagflächestop surface
- 4242
- Flügelabschnittwing section
- 4444
- Scharnierabschnitt (Finne)Hinge Section (Fin)
- 4646
- Nut-Feder-Anordnungtongue and groove arrangement
- 4848
- Einrastbewegungsnap movement
- 5050
- Feder (Nut-Feder-Anordnung)Tongue (tongue and groove arrangement)
- 5252
- Nut (Nut-Feder-Anordnung)Groove (tongue and groove arrangement)
- 5454
- Druckelement, elastischPressure element, elastic
- 5656
- Konuscone
- 5858
- Scharnierabschnitt (Geschosskörper)Hinge Section (Bullet Body)
- 6060
- Scharnierhinge
- 6262
- Ende (Druckelement) end (print element)
- AA
- Abschusspositionfiring position
- Ff
- Flugpositionflight position
- KK
- KraftPower
- LL
- Fliehkraftcentrifugal force
- DD
- Kraft (aerodynamisch)power (aerodynamic)
- HH
- Dickethickness
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- EP 3032213 B1 [0002]EP 3032213 B1 [0002]
Claims (15)
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-
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-
2022
- 2022-12-01 EP EP22210808.6A patent/EP4191194A1/en active Pending
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