DE1526886A1

DE1526886A1 - Self-propelled projectile or missile

Info

Publication number: DE1526886A1
Application number: DE19651526886
Authority: DE
Inventors: Hohenner Werner W
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1964-12-10
Filing date: 1965-12-10
Publication date: 1970-12-23
Also published as: NO120974B; SE321425B; BE673612A; CH466977A; GB1108382A; FR1457951A

Description

Dipl.-Ing. F.Weickmann, Dr. Ing. A/Weickmann, Dipl.-Ing. H. Weickmann Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke PatentanwälteDipl.-Ing. F.Weickmann, Dr. Ing.A / Weickmann, Dipl.-Ing. H. Weickmann Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke patent attorneys

8 MÜNCHEN 27, möhlstrasse 22, rufnummer. «3921/228 MÜNCHEN 27, möhlstrasse 22, phone number. «3921/22

WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION Pittsburgh, Pa. USA WESTINGHOUSE ELECTRIC CORPORATION Pittsburgh, Pa. United States

Eigengetrie"benes Geschoß bzw. !FlugkörperEigengetrie "benes projectile or ! Missile

Die Erfindung betrifft ein mit eigener Kraft angetrie benes Geschoß bzw. einen Flugkörper. The invention relates to a self- propelled projectile or missile enclosed.

Die wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Geschoßes, das äußerst geringes Gewicht mit extrem hoher Geschwindigkeit vereinigt und die Herstellung eines neuen eigengetriebenen Geschoßee ermöglicht, das mit einer gleichzeitig als Ziel-und Starteinrichtung dienenden rohrförmigen Einrichtung gestartet bzw. abgefeuert werden kann.The main object of the invention consists in the Creation of a projectile that combines extremely low weight with extremely high speed and the production of a new self-propelled projectile makes this possible with a tubular device serving as a target and launch device at the same time can be started or fired.

Das Geschoß verwendet einen Antrieb, der vor Erreichen der entsprechenden GeSchußgeschwindigkeit die er-The projectile uses a drive which, before reaching the appropriate shot speed,

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forderliche stabilisierende Botationsbewegung bewirkt und den nötigen Schub für 4e» das Geschoß aufbringt.causes necessary stabilizing botation movement and provides the necessary thrust for 4e »the projectile.

Das Geschoß ist so leicht, daß es ohne weiteres möglich ist, nahezu die gesamte Energie des Treibstoffes in kinetische Energie des Geschoßes umzuwandeln, so daß die Masse des Geschoßes als Sprengkopf od.dgl. dient. Die beim Aufschlag des Geschosses auftretende und in Wärme umgewandelte kinetische Energie entspricht jener der üblichen Sprengköpfe. Hierdurch erübrigt sich die Verwendung der üblichen .Sprengköpfe, was zu eine* Verbilligung des Waffensystems führt·The projectile is so light that it is easily possible is to convert almost the entire energy of the fuel into kinetic energy of the projectile, so that the Mass of the projectile as a warhead or the like. serves. That which occurs when the bullet hits and is in heat converted kinetic energy corresponds to that of the usual warheads. This makes it unnecessary to use it the usual .warheads, resulting in a * reduction of the weapon system leads

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von den bisher bekannten Geschoßen in quantitativer Hinsicht, was zu einem qualitativen Unterschied im Ergebnis und der Wirksamkeit des Systems führt. Die Geschwindigkeit des Geschoßes ist so groß, daß es bei Abschuß in luft und Versäumnis des Vielobjekts selbsttätig zerstört wird.The present invention differs from the previously known projectiles in quantitative terms, which leads to a qualitative difference in the result and the effectiveness of the system. The speed of the The projectile is so large that it is automatically destroyed if it is shot in the air and if the multi-object is missed.

Dtr sich selbstzerstörende Raketenantrieb erzeugt vom Start bis zum Erreichen seiner maximialen Geschwindigkeit, die nach einer Brenndauer von weniger als einer Sekunde eintritt, einen kontinuierlichen Schub. Beim Ausbrand ist der Antrieb beendet. Durch die Triebkraft muß der luftwiderstand überwunden werden. Der luftwiderstand ist bei großen Geschwindigkeiten sehr hoch. Sein Wert ergibtDtr self-destructing rocket engine generated by the Start until it reaches its maximum speed, after a burn time of less than a second occurs, a continuous surge. The drive is terminated when it burns out. Through the driving force he must air resistance can be overcome. The air resistance is very high at high speeds. Its worth reveals

OBiGINAL INSPECTEDOBiGINAL INSPECTED

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sich aus der später erläuterten Gleichung (1).from equation (1) explained later.

Es ist selbstverständlich, daß die Wahrscheinlichkeit, ein Ziel zu treffen, mit abnehmender Zeitdauer zwischen Start und Ankunft des G-eschoßes im Zielgebiet steigt. Die vorliegende Erfindung schafft ein kleinkalibriges, leichtgewichtiges, einstufiges sowie wenig aufwendiges Geschoß, das bei einem Startgewicht von etwa 2 Pfund Spitzengeschwindigkeiten von mehr als 9 000Θ (ft/sec.) erreicht. Bei den üblichen automatischen Feuerwaffen, die Geschoße, wie z.B. Kugeln oder explodierende Granaten abfeuern, besitzt entweder das Geschoß selbst ein hohes Gewicht und damit eine entsprechend hohe Stoßkraft oder dieses trägt zusätzlich einen Sprengkopf, der beim Aufprall oder in sonstiger steuerbarer Weise explodiert und das Zielobjekt zerstört. Bei Waffensystemen mit automatischer Zieleinrichtung werden die einzelnen Geschoße nacheinander abgefeuert, wobei die Starteinrichtung selbsttätig mittels eines Rechners in Zielrichtung ausgerichtet wird. Der Rechner steuert die Starteinrichtung in die Stellung, die beim nächsten Abschuß mit äußerster Wahrscheinlichkeit zum Aufschlag des Geschoßes auf das Zielobjekt führt. Der Rechner kann die Starteinrichtung nie in eine, einer hundertprozentigen Treffsicherheit entsprechende Stellung steuern, da die Vorhersage des Rechners, wo sich das Zielobjekt in Zukunft befindet, von der Vorgeschichte, d.h. der vorhergehenden Stellung bzw. AktionIt goes without saying that the probability hitting a target increases with decreasing time between the start and arrival of the floor in the target area. The present invention provides a small-caliber, lightweight, single-stage and inexpensive Projectile that, with a takeoff weight of about 2 pounds, can reach top speeds in excess of 9,000Θ (ft / sec.) achieved. With the usual automatic firearms, the projectiles, such as bullets or exploding grenades fire, either the projectile itself has a high weight and thus a correspondingly high impact force or it also carries a warhead that explodes on impact or in any other controllable manner and destroy the target. In the case of weapon systems with an automatic aiming device, the individual storeys fired one after the other, with the launch device automatically aligned in the target direction by means of a computer will. The computer controls the launch device in the position that is most likely the next time it is fired leads to the impact of the projectile on the target object. The computer can never start the device steer into a position corresponding to one hundred percent accuracy, since the prediction of the computer where the target object is in the future, from the previous history, i.e. the previous position or action

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des Objektes abhängt. Wenn sich nämlich die Wegrichtung des Zielobjektes ändert bzw. von der bisherigen Aktionsrichtung abweicht, bedingt dies stets eine bestimmte zeitliche Verzögerung in der Zielkorrektur. In der Zwischenzeit kann sich die Wegrichtung des Zielobjektes wieder geändert haben. D.h., daß stets ein bestimmter wahrscheinlicher Fehler vorhanden ist, der durch einen Baum darstellbar ist, der das Zielobjekt umgibt und mit diesem wandert. Die Größe dieses Baumes hängt von der Größe des Zielobjektes und von der Genauigkeit des Gesfihoßsteuersystemes ab. Aufgrund ihrer geringen Gewichte können die Geschoße nach der vorliegenden Erfindung mittels einer geeigneten, mit einer selbsttätigen Zieleinrichtung vorgesehenen Starteinrichtung in so großer Menge abgesohoßen werden, daß nahezu gleichzeitig der gesamte vorhergenannte Raum mit Geschoßen gefüllt wird. Bei den bisher üblichen Waffensystemen erfolgt der Abschuß der G_eSchoße in aufeinanderfolgenden Reihefolge. Der Start der Geschoße wie ihn die Erfindung vorschlägt, kann im Unterschied zum Abschuß von Geschoßen aus einer Rifle mit dem sogenannten «Schrotkugeleffekt" verglichen werden. Die Geschwindigkeit, das geringe Gewicht und die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Geschoßes ist auf die Änderung des Verhältnisses i/d, d.h. der länge der Verbrennungskammer zum GeschoßdurOhmesser in bezug auf das Verbrennungsmaß in dem einstufigen Antrieb zurückzuführen, wobei ein geringes Leergewicht und ein hohesof the property. If the direction of travel of the target object changes or deviates from the previous direction of action, this always requires a certain time delay in the target correction. In the meantime, the direction of the target object may have changed again. This means that there is always a certain probable error that can be represented by a tree that surrounds the target object and moves with it. The size of this tree depends on the size of the target object and the accuracy of the floor control system. Due to their low weight, the projectiles according to the present invention can be launched in such a large quantity by means of a suitable launch device provided with an automatic aiming device that the entire aforementioned space is filled with projectiles almost at the same time. In the usual weapon systems the launch of the G _eS done chosse in consecutive order. The launch of the projectiles as proposed by the invention can, in contrast to the launching of projectiles from a rifle, be compared with the so-called "shotgun effect". The speed, the low weight and the effectiveness of the projectile according to the invention is due to the change in the ratio i / d , ie the length of the combustion chamber to the projectile diameter in relation to the degree of combustion in the single-stage drive, with a low curb weight and a high

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Massenverhältnis M geschaffen wird. Der Wert M ergibt sich aus dem Verhältnis des vollen Gewichts des Geschoßes zu dessen Leergewicht. Das Verbrennungsmaß ist so bemessen, daß die durch das Massenverhältnis festgelegte Treibstoffmenge in der kürzest möglichen Zeit verbraucht wird, ohne daß die Verbrennungskammer, deren Material in die Berechnung des Massenverhältnisses eingeht, zerstört wird. Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung besitzt beispielsweise ein L/d-Verhältnis von 20 bis 50, Ein Massenverhältnis M von ca. 4,5 und eine maximale g Geschwindigkeit von 10 000 ft/sec. Das I:d-Verhältnis und das Maseenverhältnis M stehen miteinander in enger Beziehung und sind die primären Parameter, welche die Eigenschaften des Geschoßes festlegen, und seine Herstellung aus dünnwandigen Rohren ermöglichen. Die Brennrate wird durch ein die Verbrennung steuerndes Mittel, einen sog. Inhibitor gesteuert, wodurch das Brenninterhall festgelegt und das Auftreten von explosiven Drucken in der Brennkammer vermieden wird.Mass ratio M is created. The value M results from the ratio of the full weight of the projectile to its empty weight. The degree of combustion is such that the amount of fuel determined by the mass ratio is consumed in the shortest possible time without the combustion chamber, whose material is in the Calculation of the mass ratio is received, is destroyed. An embodiment of the invention has, for example an L / d ratio of 20 to 50, a mass ratio M of about 4.5 and a maximum g speed of 10,000 ft / sec. The I: d ratio and the mass ratio M are closely related to each other and are the primary parameters that determine the properties of the Set the projectile, and enable its manufacture from thin-walled tubes. The burn rate is determined by a die Combustion controlling means, a so-called. Inhibitor controlled, whereby the burning interval fixed and the occurrence of explosive pressures in the combustion chamber is avoided.

Ein erheblicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß aufgrund der geringen Gewichte und Größen der Gesoheße rohrförmige Starteinrichtungen geringen Gewichts, wie z.B. aus Pappe oder Kunststoff verwendet werden können. Während dtr Aufbewahrung und des Transports müssen die Enden der Geschoß· geschützt «ein, weshalb eine entsprechende Verpackung der Gesohoße erforderlich ist. Die vorzugsweise rohrförmigen Verpackungen können hierbei gleichzeitigA significant advantage of the invention is that due to the low weights and sizes of the Gesoheße tubular starting devices of low weight, e.g. made of cardboard or plastic, can be used. While For storage and transport, the ends of the projectiles must be "protected", which is why appropriate packaging of the projectiles is necessary. The preferably tubular packaging can be used at the same time

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als Starteinrichtungen dienen. Wegen ihres geringen Gewichtes können mehrere der mit den leicht-gewichtigen Geschoßenbestückten Packrohre nach Art einer Bienenwabe zusammengefügt und von einer lenkbaren Einrichtung gehalten werden, die von Hand oder durch eine automatische Zieleinrichtung in Zielstellung gebracht wird. Hierdurch ist es möglich, eine Starteinrichtung zu verwenden, die einen mit großer Zielgenauigkeit durchführbaren Massenabschuiä der Geschoße ermöglichteserve as launch facilities. Because of their low weight several of those equipped with the light-weight projectiles can be used Packing tubes assembled like a honeycomb and held by a steerable device which is brought into target position by hand or by an automatic aiming device. Through this It is possible to use a starting device which has a mass abduction that can be carried out with great accuracy the storeys made possible

Beim Gegenstand vorliegender Erfindung erzeugt der Gasstrahl des Antriebs, bevor das Geschoß das Startrohr verläßt, einen stabilisierenden Spin des Geschoßes um seine Längsachse. Biese Art der Stabilisierung des Fluges des Geschoßes ist von erheblicher Bedeutung, da bei der Massenherstellung der Geschoßgehäuse ein eng tolerierter dynamischer Ausgleich kaum möglich ist. Der Spin des Geschoßes wird durch kleine ühirbinenschaufeln hervorgerufen, die beispielsweise durch Prägung hergestellt werden und zu einem dynamischen Ungleichgewicht beitragen. Der Spin des Geschoßes kompensiert auch kleine Abweichungen vom exakten Ablauf des Yenturi-Effektes, die ansonsten zu einem störenden Klappern des Geschoßes führen, würden*In the subject matter of the present invention, the gas jet of the drive generates a stabilizing spin of the projectile about its longitudinal axis before the projectile leaves the launch tube. This type of stabilization of the flight of the projectile is of considerable importance, since a close- tolerance dynamic compensation is hardly possible in the mass production of the projectile housing. The spin of the projectile is caused by small helical blades, which are produced, for example, by embossing and which contribute to a dynamic imbalance. The spin of the bullet also compensates for small deviations from the exact sequence of the Yenturi effect, which would otherwise lead to an annoying rattling of the bullet *

Das Geschoß erreicht etwa eine halbe Sekunde nach seinem Start die maximale Geechwindigkeit. Die maxiamale Ge-The projectile reached about half a second after his Start the maximum speed. The maximum

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schwindigkeit beträgt ca. 9 000 ft/sec, oder mehr. Die durchschnittliche Geschwindigkeit beträgt etwa 5 000 ft/sec. Obgleich das Geschoß nach der vorliegenden Erfindung
vorzugsweise nur als Flugkörper und nicht Geschoß verwendet wird, haben Untersuchungen gezeigt, daß das erfindungsgemäße Geschoß aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit in der lage ist, ca. 7,5 cm dicke Panzerplatten zu durchschlagen. Das Geschoß eignet sich daher zur Zerstörung von Panzerfahrzeugen und anderen bewaffneten fahrzeugen. Das geringe Gewicht des Geschoßes und der Starteinrichtung ermöglichen den Abschuß der Geschoße durch einen Infanteristen, der sogar mehrere dieser Geschoße befördern kann.speed is approximately 9,000 ft / sec, or more. The average speed is around 5,000 ft / sec. Although the projectile according to the present invention
is preferably used only as a missile and not a projectile, studies have shown that the projectile according to the invention is able to penetrate about 7.5 cm thick armor plate due to its high speed. The projectile is therefore suitable for the destruction of armored vehicles and other armed vehicles. The low weight of the projectile and the launch device enable the projectiles to be fired by an infantryman who can even carry several of these projectiles.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf
die Figuren verwiesen.To explain the invention is in the following on
referenced the figures.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines Geschoßes nach der Erfindung. Fig. 1 shows a view of a projectile according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte, teilweise geschnittene
Ansicht des Gegenstandes nach Fig. 1.Fig. 2 shows an enlarged, partially sectioned
View of the object according to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt eine Stirnansi chiles Ausführungsbeispieles nach Fig. 1 und 2.Fig. 3 shows a Stirnansi chiles embodiment according to FIGS. 1 and 2.

Die Figuren 3a, 3b, 3c und 3d zeigen einen Querschnitt durchFigures 3a, 3b, 3c and 3d show a cross section through

die Anordnung nach Fig. 2, wobei die einzelnen
009852/0308 the arrangement of FIG. 2, the individual
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figuren verschiedene Stadien der Verbrennung in der Kammer widergeben.Figures show different stages of the combustion in the chamber.

zeigt Vergleichsdiagramme von erfindungsgemäßen und voneeiner 30-mm-Kanone abgefeuerten Geschoßen, wobei die Gewchwindigkeit über der Zeit aufgetragen ist.shows comparative diagrams of projectiles according to the invention and projectiles fired by a 30 mm cannon; where the speed is plotted against time.

Fig. 5 zeigt Vergleichsdiagramme von erfindungsgemäßen und von einer 30-mm-Kanonasbgefeuerten Geschoßen, wobei die in der Zeiteinheit zurückgelegte Wegstrecke über der Flugzeit des Geschoßes aufgetragen ist.5 shows comparative diagrams of projectiles according to the invention and projectiles fired by a 30 mm cannonasb; the distance covered in the unit of time plotted against the flight time of the projectile is.

Pig. 6 zeigt eine schaubildliche Ansicht einer gleichzeitig als Verpackung dienenden Starteinrichtung.Pig. 6 shows a diagrammatic view of a starting device which also serves as a packaging.

Pig. 7 zeigt eine Seitenansicht einer lenkbaren Starteinrichtung für die Geschoße nach der Erfindung.Pig. Figure 7 shows a side view of a steerable launcher for the projectiles according to the invention.

Pig. 8 zeigt eine Vorderansicht der Start-und Zieleinrichtung der i*ig. 7.Pig. 8 shows a front view of the start and finish device of the i * ig. 7th

Das Geschoß nach Pig. 1 weist einen leichtgewichtigen rohrförmigen Körper 10, ein konisches Vorderteil 11 und einen Rückteil 12 auf, der ein Venturi-Rohr bildet und in ein·» konischen Teil 12a endet. Der Körper 10 ist voreugew·!··Pig's bullet. 1 has a lightweight tubular Body 10, a conical front part 11 and a rear part 12, which forms a Venturi tube and is in a · » conical part 12a ends. The body 10 is pre-weighted!

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aus einem dünnen Rohr einer für elektrische Leiter verwendeten Metallegierung gefertigt und besitzt eine Wandstärke von ca. 0,8 mm. Der Körper 10 wird in Massenproduktion und somit mit geringem Aufwand hergestellt. Der Vorderteil 11 ist vorzugsweise aus hitzebeetändigem leichten Metall oder Kunststoff wie z.B. Nylon oder Teflon, hergestellt. Seine wesentliche Aufgabe besteht darin, eine möglichst strömungsgünstige #orm für daw Geschoß zu bilden. Die Art, in der dieses Vorderteil mit dem Körper 10 verbunden ist, bildet kein Merkmal der vorliegenden Erfindungjund kann in einer beliebigen bekannten Weise vorgenommen werden. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Vorderteil 11 des Körpers 10 mit einem Teil 13 versehen, das eine Verlängerung dee Körpers 10 darstellt. EintZündeinrichtung 14 kann mit Preßsitz in eine Sägezahn-förmige Bohrung des Vorderteils 11 eingefügt sein. Diese Einrichtung 14 kann mit einem zylindrischen Bereich des ^ ei Is 13 in Schraubverbindung stehen. Mit der Zündeinrichtung 14 gekoppeltt elektrische Leiter 15a und 15b sind durch entsprechend· Bohrungen der Wände des Vorderteile 11 geführt und mit einer Einrichtung gekoppelt, durch welche die Zündeinrichtung 14 elektrisch zündbar und die Verbrennung eines Kernes 16 aus festem treibstoff ausiösiar ist. Der äußer· Durchmesser ,dieses Kernes entspricht dem Innendurchmesser des Közjpers 10· ^er Kern 16 weist eine normalerweise spiti sulaufende Bohrung 17, Auf, deren Größe von vorne naoh ORiGlNAL INSPECTED _{Q Q} g _{8 g} j , q 3 q gmade of a thin tube of a metal alloy used for electrical conductors and has a wall thickness of approx. 0.8 mm. The body 10 is produced in mass production and thus with little effort. The front part 11 is preferably made of heat-resistant light metal or plastic such as nylon or Teflon. Its main task is to form a streamlined as possible for #orm daw floor. The manner in which this front part is connected to the body 10, does not form a feature of the present Erfindungjund can be carried out in any known manner. In the embodiment shown, the front part 11 of the body 10 is provided with a part 13 which represents an extension of the body 10. EintZündeinrichtung 14 can be inserted into a sawtooth-shaped bore of the front part 11 with a press fit. This device 14 can be screw- connected to a cylindrical area of the egg 13 . Electrical conductors 15a and 15b coupled to the ignition device 14 are guided through corresponding bores in the walls of the front part 11 and are coupled to a device by which the ignition device 14 can be ignited electrically and the combustion of a core 16 made of solid fuel is initiated. The outer diameter of this core corresponds to the inner diameter of the body 10 core 16 has a normally pointed bore 17, the size of which from the front is ORIGINAL INSPECTED _QQ g _{8 g} j, q 3 qg

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hinten zu-nimmt. Die Bohrung 17 bildet den Kanal, durch den die Verbrennungsgase zum Venturibereieh 12a strömen·rear increases. The bore 17 forms the channel through which the combustion gases flow to the venturi region 12a

Der Bereich 12 ist mit mehreren Schaufeln 12b versehen, so daß sich das Geschoß- unter der Wirkung des aus dem Yenturi-Rohr austretenden Gasstrahles um seine Iöngsachse dreht. Dieser Spineffekt wird mit beginnender Verbrennung ausgelöst, und zwar bereits bevor das Geschoß das Startrohr verläßt.The area 12 is provided with several blades 12b, so that the projectile under the action of the Yenturi tube exiting gas jet around its long axis turns. This spin effect is triggered when the combustion begins, even before the projectile hits leaves the launch tube.

Bei einstufigen Antrieben, mit einem Verhältnis der Verbrennungskammerlänge zu deren Querschnitt nach der Erfindung war es bislang unmöglich, die Brenndauer des Treibstoffes auf etwa 0,5 see. zu verringern. Das übliche feste Treibmittel für gewöhnlichen Antrieb besteht aus entsprechend abgeänderten explosiven Materialien. Bei der Herstellung explodierender Bomben und ladungen ist die schnellstmögliche Verbrennungsdauer erwünscht, um den größtmöglichen Druck zu erzeugen. Beim Salatenantrieb bedarf es der Erfüllung der entgegengesetzten Forderungen, d.h. daß die Verbrennungsrate so gesteuert werden muß, daß bei maximaler Begrenzung des Druckes über einen längeren Zeitraum ein gleichmäßiger Schub aufrechterhalten wird. In the case of single-stage drives, with a ratio of the length of the combustion chamber to its cross-section according to the invention , it was previously impossible to reduce the burning time of the fuel to about 0.5 seconds. to reduce. The usual solid propellant for ordinary propulsion consists of appropriately modified explosive materials. In the preparation of exploding bombs and charges the fastest possible combustion duration is desirable to produce the highest possible pressure. When rubbed Salatenant requires the fulfillment of the opposite requirements, that is the burn rate must be controlled such that at the maximum limit of pressure, a uniform shear is maintained for a longer period.

Die gewünschten Endergebnisse der vorliegenden Erfindung hängen ab vom Verhältnis aus i/d, dessen Beziehung zurThe desired end results of the present invention depend on the ratio of i / d, its relation to

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Massenzahl, bezogen auf feste Treibmittel und die gesteuerte Verbrennungsrate.Mass number based on solid propellant and the controlled Burn rate.

Die erfindungsgemäße Proportionierung der Faktoren ist vom luftwiderstand abhängig, der sich mathematisch ewie folgt berechnen läßt:
² The proportioning of the factors according to the invention depends on the air resistance, which can be calculated mathematically as follows:
²

D = ^{A γ2} * ⁰D (1)D = ^{A γ2} * ⁰ D (1)

2g2g

wobei D = Widerstand (Pfund)where D = resistance (pound)

▲ = Querschnittsfläche (Quadratfuß) Y = Pluggeschwindigkeit (ft/seo.) O = Luftdichte (lb/ft³)
Cjj = Widerstandskoeffizient
g = Erdbeschleunigung (ft/sec. ).▲ = cross-sectional area (square feet) Y = plug speed (ft / seo.) O = air density (lb / ft ³ )
Cjj = drag coefficient
g = acceleration due to gravity (ft / sec.).

Aus Gleichung (1) folgt, daß der auf ein Geschoß einwirkende Luftwiderstand von zwei Parametern abhängt, die innerhalb bestimmter Grenzen Änderungen zugänglich sind, nämlich dem Wert A und dem Widerstandskoeffizienten. Der Widerstandskoeffizient kann durch Wahl einer günstigen aerodynamischen Form reduziert werden..From equation (1) it follows that the acting on a projectile Air resistance depends on two parameters that can be changed within certain limits, namely the value A and the resistance coefficient. The coefficient of resistance can be increased by choosing a favorable aerodynamic shape can be reduced.

Aus Gleichung (1) folgt weiterhin, daß die wesentlichen Parameter, die den Wert des Luftwiderstandes bestimmen, die vom Quadrat des Durchmessers abhängige Querschnittsfläche A des Geschosses und dessen Geschwindigkeit sind. From equation (1) it also follows that the essential parameters that determine the value of the air resistance, are the cross-sectional area A of the projectile, which depends on the square of the diameter, and its velocity.

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Deshalb kann bei geringer Querschnittsfläche des Geschoßes die Geschwindigkeit desselben erheblich erhöht werden ohne daß dies eine Erhöhung des luftwiderstandes zur Folge hätte. Wenn man zur Verminderung der Querschnittsfläche A den Geschoßdurchmesser verringert, tritt das Problem auf, die Verbrennung und den Fluß des Gases so zu steuern, daß ohne hohe Explosionsdrucke ein gleichmäßiger Schub erzielt wird. Hohe Drucke erfordern nämlich starke Geschoßwände, womit die eine Aufgabe der Erfindung, nämlich ein hohes Massenverhältnis, nicht gelöst wäre. Bei Wahl eines hohen Verhältnisses von L/d, das die üblichen Werte wenigstens um den Faktor 2 übersteigt und damit im Bereich von 20 bis 50 liegt, muß eine bestimmte '•'•'reibstoffmenge vorliegen, und die Verbrennungsrate derart gesteuert werden, daß in einem Zeitintervall von 0,5 bis 1 Sekunde eine Endgeschwindigkeit von 9 000 bis 10 000Therefore, with a small cross-sectional area of the projectile, the speed of the projectile can be increased considerably without this resulting in an increase in air resistance. If the projectile diameter is reduced in order to reduce the cross-sectional area A, the problem arises of controlling the combustion and the flow of the gas in such a way that uniform thrust is achieved without high explosion pressures. This is because high pressures require strong projectile walls, which would not solve one object of the invention, namely a high mass ratio. If a high ratio of L / d is selected, which exceeds the usual values by at least a factor of 2 and is therefore in the range from 20 to 50, a certain amount of fuel must be present and the combustion rate must be controlled in such a way that in a time interval of 0.5 to 1 second, a final speed of 9,000 to 10,000

der ft/sec. erzielt wird. In diesem Zeitraum darf/in der Verbrennungskammer herrschende Druck nicht so hoch sein, daß der Körper 10 zerstört wird. Fig. 4 und 5 zeigen in Vergleichsdiagrammen die Geschwindigkeit und Zeitbzw. Weg- und Zeitwerte von Geschoßen nach der Erfindung und von solchen, die von einer 30-mm-Kanone abgefeuert worden sind.the ft / sec. is achieved. During this period the pressure in the combustion chamber must not be so high that that the body 10 is destroyed. FIGS. 4 and 5 show in comparison diagrams the speed and time or Distance and time values of projectiles according to the invention and of those fired from a 30 mm cannon have been.

Die Treibstoffmenge, die erforderlich ist, um ein Gesohoß auf eine bestimmte maximale Geschwindigkeit zuThe amount of fuel required to power a horse towards a certain maximum speed

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bringen, kann, aus der folgenden Gleichung abgeleitet werden:can bring, derived from the following equation will:

wobei:whereby:

^_xV = Beschleunigung (ft/sec )^ _x V = acceleration (ft / sec)

sp= spezifischer Impuls (Treibstoffcharakteristik)sp = specific impulse (fuel characteristics)

ausgeckiickt in Ib.Schub
Ib./sec.checked out in Ib
Ib./sec.

g = Erdbeschleunigung (32.2 ft/sec ) M = Massenverhältnis (volles bzw. Gesamtgewicht/Leergewicht )g = acceleration due to gravity (32.2 ft / sec) M = mass ratio (full or total weight / empty weight )

Bei dem jetzigen Stand der festen Treibstoffe kann fürAt the current level of solid fuels, for

I„ angenähert der Wert 220 see. angenommen werden. Durch spI “approximate the value 220 see. be accepted. By sp

Einsatz dieses Wertes in Gleichung 2 ergibt sich für eine maximale Geschwindigkeit von 10 000 ft/sec für das senverhältnis M der folgende Wert:Using this value in equation 2 results for a maximum speed of 10,000 ft / sec for the sen ratio M the following value:

log, μ» V^V - = 1,42 — (3)log, μ »V ^ V - = 1.42 - (3)

^ -Lgp'ß 22ο . 32.2^ -Lgp'ß 22ο. 32.2

Somit:Consequently:

M «4,1 (4)M «4.1 (4)

Wenn das Leergewicht gleich eins gewetzt wird, dann folgt hieraue, daß das Gesamtgewicht, d.h. da« Gewicht des Geschoßes, mit dem gesamten Treibstoff den 4,1-fachen Wert betragen muß. Dementsprechend ergibt sich für dieIf the empty weight is equal to one, then it follows make sure that the total weight, i.e. the weight of the Projectile, with the total fuel 4.1 times Value must be. Accordingly, it results for the

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Treibstoffmenge:Fuel amount:

^Wfull " ^Wempty = 4,1 - 1 = 3,1 Gewichtseinheit (5) ^W full " ^W empty = 4.1 - 1 = 3.1 weight unit (5)

Die vorstehend aufgeführten ^erte ergeben in Übereinstimmung mit der Erfindung gute Mittelwerte und damit das gewünschte Massenverhältnis M und die gewünschte Verbrennungsrate, ohne daß in der Brennkammer ein zur Zerstörung dieser Kammer führender Druck auftritt.The values listed above result in agreement good mean values with the invention and thus the desired mass ratio M and the desired combustion rate, without a pressure leading to the destruction of this chamber occurring in the combustion chamber.

Zur Steuerung der Verbrennungsrate und zur Verminderung hoher Drucke in der Brennkammer sind auf der inneren Oberfläche des Treibstoffkernes 16 inhibitoren, d.h. den Verbrennungsvorgang hemmende Elemente vorgesehen. Auf dieser Seitenfläche weist der Kern 16 mehrere, d.n. in der Darstellung 2 im wesentlichen U-förmige und als Inhibitoren dienende Schirme 18 und 19 auf, die mit dem Kern verbunden und in diesen eingebettet sind« gfe» Jeder dieser Schirme weist bogenförmige Bereiche 18a bzw. 19a auf, die sich in das Innere der Bohrung 17 erstrecken und parallele Plansche 18b bzw. 19b, die etwa radial zum Kern gerichtet und ebenfalls in diesen eingebettet sind. Diese Schirme sind aus einem die i/ärme reflektierenden Material gefertigt, das die Zündung Verbrennung in den Abschnitt der Bohrung 17 verhir · : der den gewölbten Bereichen benachbart ist. AuchTo control the combustion rate and to reduce high pressures in the combustion chamber are on the inner Inhibit the surface of the fuel core 16, i. the combustion process inhibiting elements provided. On this side face, the core 16 has several, i.e. in the representation 2 essentially U-shaped and serving as inhibitors screens 18 and 19, which with "gfe" are connected to the core and embedded in it. Each of these screens has arcuate areas 18a or 19a, which extend into the interior of the bore 17 and parallel planes 18b and 19b, which are about directed radially to the core and are also embedded in this. These umbrellas are from one of the poor made of reflective material that the ignition Combustion in the section of the bore 17 prevents: which is adjacent to the curved areas. Even

IAD OBIGlNAL 009852/'!- ■· ^r IAD OBIGlNAL 009852 / '! - ■ · ^r

Flansche verhindern eine Zündung der durch die Plansche 18b bzw. 19b geschützten Rippen 16a und 16b des Kernes. Zur Veranschaulichung des Verbrennungsvorganges wird hierzu auf die Figuren 3A bis 3D verwiesen. Fig. 3A zeigt den Zustand des Kernes 16, bevor die Verbrennung eingesetzt hat. Die restlichen Figuren zeigen den Grad der Verbrennung nach aufeinanderfolgenden Zeitabstand en. Wenn die Zündeinrichtung 14 gezündet worden ist, werden nahezu gleichzeitig allenach außen gekehrten Flächen des Kernes 17 in Brand gesetzt. Die Fig. 3B gibt einen Zustand wider, der im Augenblick des Verbrennungsbeginnes besteht und sich über die gesamte lange der Bohrung 17 erstreckt. Die von den Schirmen 18 und 19 nicht geschützte Oberfläche zündet unmittelbar. Bei fortschreitender Verbrennung und Einströmen der Gase in die sich stufenweise vergrößernde mittlere Öffnung, beginnt die Verbrennung de-r Rippen in der in Fig. 3C gezeigten Weise auszuhöhlen,, Vorzugsweise sind die Abmessungen der Flansche und die gewölbten Bereiche der Schirme so aufeinander abgestimmt, daß das Verhältnis aus der brennenden Oberfläche zum Querschnitt des durch die brennende Oberfläche bestimmten Strömungskanals während des Brennintervalls etwa konstant bleibt. Bei fortschreitender Verbrennung werden die Rippen und Schirme 18 und 19 vollständig verbrannt bzw. verdampft, wobei der Strömungskanal den in Fig. 3D gezeigten normalerweise kreisringförmigen Querschnitt erhalte Die Rippen sindFlanges prevent ignition of the ribs 16a and 16b of the core, which are protected by the planes 18b and 19b, respectively. To illustrate the combustion process, reference is made to FIGS. 3A to 3D. Figure 3A shows the state of the core 16 before combustion has started. The remaining figures show the degree of combustion after successive time intervals. When the igniter 14 has been ignited, almost all of the outwardly facing surfaces of the Kernes 17 set on fire. Fig. 3B shows a state that exists at the moment of the start of combustion and extends over the entire length of the bore 17. The surface not protected by the screens 18 and 19 ignites immediately. As the combustion progresses and the gases flow into the gradually increasing middle opening, the combustion of the ribs begins to hollow out in the manner shown in Fig. 3C, The dimensions of the flanges and the curved areas of the screens are preferably matched to one another in such a way that that the ratio of the burning surface to the cross section of the determined by the burning surface Flow channel remains approximately constant during the burning interval. As the burn progresses, the ribs become and screens 18 and 19 completely burned and evaporated, respectively, the flow channel being those shown in Fig. 3D normally circular cross-section obtained The ribs are

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hierbei restlos verbranntehere completely burned

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel findet die gesamte Verbrennung von 0,5 bis 1,0 Sekunden statt. Die Schirme 18 und 19 sind vorzugsweise aus einem metallniedrigen Schmelzpunkt gefertigt, das einen hohen Reflexionsfaktor für Wärmestrahlen besitzt und damit eine unterhalb den Schirmen stattfindende Verbrennung verhindert, wie bis die Rippen 16a und 16bweggebrannt sind.In the embodiment shown, the entire Burns take 0.5 to 1.0 seconds. The screens 18 and 19 are preferably made of a low metal Melting point manufactured, which has a high reflection factor for heat rays and thus one below the Shielding prevents burning from occurring until the ribs 16a and 16b are burned away.

Die Aufgabe der Schirme ist es, die Oberfläche zu vergrößern, über welche die Verbrennungszone hinwegmuß, wodurch die Brenndauer erhöht und der in der Brennkammer auftretende maximale Druck reduziert wird. Die Schirme 18 und 19 sind vorzugsweise aus einer Aluminiumfolie gefertigt. Die Zahl und Anordnung der verwendeten Schirme ist nicht kritisch.The task of the screens is to increase the surface over which the combustion zone must pass, whereby the burning time is increased and the maximum pressure occurring in the combustion chamber is reduced. The umbrellas 18 and 19 are preferably made of an aluminum foil. The number and arrangement of the screens used is not critical.

Das Massenverhältnis M hängt von den verwendeten Materialien, wie z.B. dem Treibstoff und dem Material des Rohres 10 ab. Der in der Brennkammer maximal zulässige Druck hängt von der Zugfestigkeit der Wände der Verbrennungskammer ab. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann daher das MaSesenverhältnis M über den genannten Werten liegen und damit das Geschoß verbessert werden, wenn das Rohr 10 aus einem Material besteht, bei dem das Verhältnis der Zugfestigkeit zu seinem Gewicht höher ist als für das gezeigte Ausführungsbeispiel. The mass ratio M depends on the materials used, such as the fuel and the material of the tube 10 from. The maximum allowable pressure in the combustion chamber depends on the tensile strength of the walls of the combustion chamber. In the context of the present invention, therefore, the mass ratio M are above the values mentioned and thus the projectile can be improved when the tube 10 from a Material consists in which the ratio of tensile strength to its weight is higher than for the embodiment shown.

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Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß das erfindungsgemäße Geschoß so klein und leicht ist, daß hiervon mehrere gleichzeitig von Hand oder automatisch abfeuerbar sind. Hg* 6 zeigt ein Bündel sogenannterIt has already been pointed out that the projectile according to the invention is so small and light that several of them can be fired simultaneously by hand or automatically. Hg * 6 shows a bundle of so-called

die
Startrohre 25,/jeweils mit Geschossen nach der Erfindung "bestückt sind. Die Rohre 25 sind durch Bänder 26 zusammengehalten. Die Bündel bilden beispielsweise eine sogenannte Starteinheit, die in Behältern 27 und 28 einer lenkbaren Ziel- und Starteinrichtung 29 aufbewahrt sein können (siehe Jig. 7 und 8). Die Starteinrichtung kann z.B. durch eine von einem Bedienenden 32 von Hand betätigbare optische Zieleinrichtung 31 oder eine automatische Zieleinrichtung in Feuerstellung gebracht werden. Der Start der ^eschoße kann wahlweise erfolgen. Die Starteinrichtung bildet keinen Teil der Erfindung. Ihre Darstellung dient nur dazu, die eich durch die erfindungsgemäßen Geschoße bietenden Möglichkeiten aufzuzeigen.the
Launch tubes 25 / are each equipped with projectiles according to the invention ". The tubes 25 are held together by straps 26. The bundles form, for example, a so-called launch unit, which can be stored in containers 27 and 28 of a steerable target and launch device 29 (see Jig 7 and 8). The starting device can be brought into the firing position, for example, by an optical aiming device 31 which can be manually operated by an operator 32 or an automatic aiming device serves only to show the possibilities offered by the floors according to the invention.

Ansprüche :Expectations :

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Q098S?/0308Q098S? / 0308

Claims

Expectations

1. Self-propelled projectile or missile, marked by a thin-walled, tubular element (10) whose an inner part serves as a combustion chamber, and by a fuel charge arranged in this chamber, whose Combustion is controllable, the ratio of combustion chamber length to combustion chamber diameter being between 20 and 50 lying value.

2. Projectile according to claim 1, characterized in that

the ratio of the length of the combustion chamber to the diameter of the combustion chamber does not fall significantly below the value 35.

3. Projectile according to claim 1 or 2, characterized in that the mass ratio den ^ ert of 2.5 is not significant falls below.

4. Projectile according to claim 3, characterized in that the mass ratio M = 4.1.

5th floor with a solid propellant arranged symmetrically to its longitudinal axis in the combustion chamber, according to Ansfν i ¹ 2, 3 or 4, characterized in that the verb.reftr <j;v; of the solid propellant delaying devices ( '■■■ -, ·

BAD ORIGINAL 009852 / rnü8

(inhibitors) are provided, do a constant ratio from the combustion surface of the fuel to obtain the cross-section of the gas jet.

6. Projectile according to claim 5, characterized in that the delay in the combustion of the solid fuel serving devices (18, 19) with heat-reflective Films (18a, b) (19a, b) are provided, which are embedded in the fuel charge in the longitudinal and radial directions are.

7. Projectile according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular element do) has a length which is approximately 95 # of the total length of the projectile.

8. Projectile according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the projectile has a rear region (12) with an outwardly expanded part, the The maximum diameter is slightly larger than the largest diameter of the projectile, causing one to fall on the face of the projectile stabilizing transverse force occurs.

9. Projectile according to claim 8, characterized in that caß

the rear area (12) has several blades (12b) which spin under the action of the gas jet cause of the projectile around its longitudinal axis.

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Projectile according to one of the preceding claims, characterized in that the projectile has a point (11) having heat-resistant lightweight metal or plastic.

11. Projectile according to one of the preceding claims, characterized in that through the thin-walled, tubular Element (10) electrical conductors (15a, 15b) passed through are.

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