DE10341713B3

DE10341713B3 - Drallstabilisiertes Artillerieprojektil mit einem Generator

Info

Publication number: DE10341713B3
Application number: DE2003141713
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Rumsauer; Klaus Bär; Thomas Dr. Kuhn; Karl Kautzsch
Original assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl Defence GmbH and Co KG
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2023-09-11

Abstract

Es wird ein drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) mit einem Projektilkörper (12) und einer Projektilspitze (14) mit einem Zünder (16) beschrieben, der ein Zündergehäuse (20) und ein Zünderinnenteil (22) aufweist. Der Zünder (16) wird während des Fluges des Artillerieprojektils (10) mittels eines Generators (18) mit elektrischer Energie versorgt. Die Projektilspitze (14) ist derartig ausgebildet, dass sie in Bezug auf den während des Fluges drallenden Projektilkörper (12) eine von der Drehzahl des drallenden Projektilkörpers (12) verschiedene, kleinere Drehzahl besitzt, wobei der den Zünder (16) mit elektrischer Energie versorgende Generator (18) durch die Relativ-Drehgeschwindigkeit zwischen dem drallenden Projektilkörper (12) und der verlangsamten Projektilspitze (14) angetrieben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein drallstabilisiertes Artillerieprojektil gemäß Anspruch 1.
Bei solchen drallstabilisierten Artillerieprojektilen mit einem Projektilkörper und einer Projektilspitze mit einem Zünder ist der Zünder zu seiner Energieversorgung beispielsweise mit elektrischen Batterien verbunden. Bei diesen Batterien handelt es sich üblicherweise um schockaktivierbare Batterien. Derartige Batterien besitzen jedoch nur eine begrenzte Missionsdauer, so dass die Reichweite eines Artillerieprojektiles entsprechend eingeschränkt ist. Außerdem ist ihr Platzbedarf sehr groß.
Zur Energieversorgung des Zünders drallstabilisierter Artillerieprojektile sind beispielsweise auch Windradgeneratoren bekannt. Derartige Windradgeneratoren weisen jedoch den Mangel auf, dass sie im Bereich des Zünders nur schwierig integrierbar sind, wenn weitere Komponenten wie beispielsweise Sensoren, Prozessoren, Aktuatoren oder dergleichen in das Artillerieprojektil integriert werden müssen. Insbesondere bei Radarannäherungszündern weisen solche Windradgeneratoren außerdem den Mangel auf, dass infolge der Drehbewegung der rotierenden Teile im Betrieb, d.h. während des Fluges, die ausgesendeten und/oder die empfangenen Signale in unzulässiger Weise gestört werden.

Ein solcher Windradgenerator zur Energieerzeugung für die Funktion der Zündschaltung eines Geschosses ist etwa in der DE 199 08 108 A1 beschrieben. Dort ergibt sich eine kostengünstige kleinbauende Realisierung für die Integration in einen Geschosszünder dadurch, dass mehrere winkelmäßig gegeneinander verschwenkte Permanentmagnetstäbe zu einem Rotor gruppiert sind, der vor einer an die Zündschaltung angeschlossenen SMD-Induktivität rotiert, angetrieben über die Welle eines der Anströmung ausgesetzten Windrades.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein drallstabilisiertes Artillerieprojektil der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine relativ lange Missionsdauer besitzt, wobei gleichzeitig der Integrationsvolumenbedarf reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen drallstabilisierten Artillerieprojektiles sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung macht sich die folgenden Grundüberlegungen zunutze: Drallstabilisierte Artillerieprojektile drallen beispielsweise mit einer Drehzahl von ca. 300 bis 350 sec^–1 und besitzen folglich eine entsprechende Energiebilanz. Zur Spannungsversorgung des Zünders des Artillerieprojektiles wird ein kleiner Anteil dieser Energie des Artillerieprojektiles entnommen, wobei das Artillerieprojektil selbstverständlich trotz dieser Energieentnahme noch eine stabile Flugbewegung durchführt.

Erfindungsgemäß ist die Projektilspitze derartig ausgebildet, dass sie in Bezug auf den während des Fluges drallenden Projektilkörper eine von der Drehzahl des drallenden Projektilkörpers verschiedene, kleinere Drehzahl besitzt, wobei der den Zünder mit elektrischer Energie versorgende Generator durch die Relativ-Drehgeschwindigkeit zwischen dem drallenden Projektilkörper und der langsamer drehenden Projektilspitze angetrieben wird.

Die Erzeugung der Relativ-Drehgeschwindigkeit zwischen dem drallenden Projektilkörper und der quasi entdrallten Projektilspitze gibt die Möglichkeit zur Energienentnahme, d.h. zur Energieversorgung des Zünders des Artillerieprojektiles.

Das erfindungsgemäße drallstabilisierte Artillerieprojektil weist die Vorteile einer Verlängerung der möglichen Missionsdauer und der Verringerung des Integrationsvolumenbedarfs auf, so dass weitere Komponenten wie Sensoren, Prozessoren und Aktuatoren integriert werden können. Ein weiterer Vorteil besteht in einem unabhängigen Sicherungskriterium für den Zünder, weil die Energie für den Zünder erst nach dem Abschuss des drallstabilisierten Artillerieprojektiles vorhanden ist. Des weiteren ist in vorteilhafter Weise eine Laststeuerung des Generators bis zur Energieumkehr, d.h. bis zu einem Motorbetrieb möglich, wodurch das dynamische Verhalten des Artillerieprojektiles gezielt eingestellt werden kann. Wird der Generator gezielt geregelt, so ist beispielsweise eine definierte, gezielte Rolllage der Projektilspitze möglich. Desgleichen ist es in diesem Betriebszustand beispielsweise möglich, überschüssige Energie abzubauen.
Als vorteilhaft hat es sich bei dem erfindungsgemäßen Artillerieprojektil erwiesen, wenn die Projektilspitze eine Einrichtung zu ihrer Rotationsverlangsamung relativ zum drallenden Projektilkörper aufweist. Diese Verlangsamungseinrichtung kann von an der Projektilspitze außen angebrachten Canards oder von an der Projektilspitze außen angebrachten festen Flächen oder Strakes gebildet sein. Desgleichen ist es möglich, dass die Verlangsamungseinrichtung von Vertiefungen oder Erhebungen an der Außenoberfläche der Projektilspitze gebildet ist.
Der Generator des erfindungsgemäßen Artillerieprojektiles kann zum Laden eines elektrischen Kondensators oder zur Unterstützung einer Batterie, insbesondere einer schockaktivierbaren Batterie, vorgesehen sein. Im zuletzt genannten Falle kann die schockaktivierbare Batterie eine entsprechend reduzierte Baugröße besitzen, wodurch das vorhandene Integrationsvolumen für weitere Komponenten vergrößert ist.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch abschnittweise und nicht maßstabgetreu dargestellten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen drallstabilisierten Artillerieprojektiles.
Es zeigen
1 einen Abschnitt des Artillerieprojektiles in einer Seitenansicht, und
2 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Abschnittes des Artillerieprojektiles.
Die 1 und 2 zeigen einen Abschnitt des drallstabilisierten Artillerieprojektiles 10 in einer Seitenansicht, das einen Projektilkörper 12 und eine Projektilspitze 14 mit einem Zünder 16 – wie er in 2 schematisch verdeutlicht ist – aufweist. Der Zünder 16 ist mittels eines Generators 18 mit elektrischer Energie versorgbar. Der Zünder 16 weist ein Zündergehäuse 20 und ein Zünderinnenteil 22 auf.
Die Projektilspitze 14 ist derartig ausgebildet, dass sie in Bezug auf den während des Fluges des Artillerieprojektiles 10 drallenden Projektilkörper 12 eine reduzierte Drehzahl besitzt, wobei der den Zünder 16 mit elektrischer Energie versorgende Generator 18 durch die Relativ-Drehgeschwindigkeit zwischen dem drallenden Projektilkörper 12 und der eine reduzierte Drehzahl besitzenden Projektilspitze 14 angetrieben wird.
Wie die 2 schematisch verdeutlicht, ist das Zündergehäuse 20 mit dem Projektilkörper 12 und das Zünderinnenteil 22 mit der Projektilspitze 14 fest verbunden. Im Zündergehäuse 20 sind Magnete 24 vorgesehen, die von Permanentmagneten gebildet sind.
Im Zünderinnenteil 22 ist eine mit den Magneten 24 zusammenwirkende Induktionsspuleneinrichtung 26 vorgesehen. Die Induktionsspuleneinrichtung 26 weist Anschlüsse 28 auf, an die eine elektrische Last 30 angeschlossen ist.
Bei dieser elektrischen Last 30 handelt es sich beispielsweise um mindestens einen elektrischen Kondensator, der zur Ladungsspeicherung vorgesehen ist. Die elektrische Last 30 kann beispielsweise auch mindestens eine elektrische Batterie aufweisen, bei der es sich vorzugsweise um eine schockaktivierbare Batterie handeln kann, wobei der Generator 18 während des Fluges des Artillerieprojektiles 10 die Batterie zur Energieerzeugung für den Zünder 16 unterstützt.
Der zur elektrischen Last 30 hin gerichtete Pfeil 32 deutet schematisch den Generatorbetrieb des Generators 18 an. Demgegenüber deutet der von der elektrischen Last 30 wegorientierte Pfeil 34 einen Motorbetrieb des Generators 18 an, durch den beispielsweise eine Stabilisierung der Rolllage des fliegenden drallstabilisierten Artillerieprojektiles 10 und/oder ein Abbau überschüssiger Energie möglich ist.
Die Projektilspitze 14 des drallstabilisierten Artillerieprojektiles 10 weist zu ihrer Verlangsamung relativ zum drallenden Projektilkörper 12 eine Verlangsamungseinrichtung 36 (siehe 1) auf. Die Verlangsamungseinrichtung 36 kann von Canards oder von festen Flächen 38 oder Strakes gebildet sein. Desgleichen ist es möglich, dass die Verlangsamungseinrichtung 36 von Vertiefungen oder Erhebungen an der Außenoberfläche 40 der Projektilspitze 14 gebildet ist.

10: drallstabilisiertes Artillerieprojektil
12: Projektilkörper (von 10)
14: Projektilspitze (von 10)
16: Zünder (von 10)
18: Generator (für 16)
20: Zündergehäuse (von 16)
22: Zünderinnenteil (von 16)
24: Magnete (von 18)
26: Induktionsspuleinrichtung (von 18)
28: Anschlüsse (von 26 für 30)
30: elektrische Last
32: Pfeil/Generatorbetrieb
34: Pfeil/Motorbetrieb
36: Verlangsamungseinrichtung (von 14)
38: feste Flächen (von 36 an 40)
40: Außenoberfläche (von 14)

Claims

Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) mit einem Projektilkörper (12) und einer Projektilspitze (14), mit einem ein Zündergehäuse (20) und ein Zünderinnenteil (22) aufweisenden Zünder (16), der mittels eines Generators (18) mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei die Projektilspitze (14) derartig ausgebildet ist, dass sie in Bezug auf den während des Fluges drallenden Projektilkörper (12) eine von der Drehzahl des drallenden Projektilkörpers (12) verschiedene, kleinere Drehzahl besitzt, und wobei der den Zünder (16) mit elektrischer Energie versorgende Generator (18) durch die Relativ-Drehgeschwindigkeit zwischen dem drallenden Projektilkörper (12) und der Projektilspitze (14) angetrieben wird.
Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zündergehäuse (20) mit dem Projektilkörper (12) und das Zünderinnenteil (22) mit der Projektilspitze (14) verbunden ist, wobei im Zündergehäuse (20) Magnete (24) und im Zünderinnenteil (22) eine mit den Magneten (24) zusammenwirkende Induktionsspuleneinrichtung (26) vorgesehen sind.
Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektilspitze (14) eine Verlangsamungseinrichtung (36) zu ihrer Verlangsamung relativ zum drallenden Projektilkörper (12) aufweist.
Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlangsamungseinrichtung (36) von an der Projektilspitze (14) außen angebrachten Canards gebildet ist.
Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlangsamungseinrichtung (36) von an der Projektilspitze (14) außen angebrachten festen Flächen (38) oder Strakes gebildet ist.
Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlangsamungseinrichtung (36) von Vertiefungen oder Erhebungen an der Außenoberfläche (40) der Projektilspitze (14) gebildet ist.
Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (18) zum Laden eines elektrischen Kondensators vorgesehen ist.
Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (18) zur Unterstützung einer Batterie, insbesondere einer schockaktivierbaren Batterie, vorgesehen ist.
Drallstabilisiertes Artillerieprojektil (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (18) als Motor betreibbar ist.