DE1578029B1

DE1578029B1 - Rohrfoermige Abschussvorrichtung fuer Geschosse,insbesondere fuer Lenkgeschosse

Info

Publication number: DE1578029B1
Application number: DE19661578029
Authority: DE
Inventors: Pierre Allard; Jean Guillot; Jacques Raynaud; Emile Stauff
Original assignee: Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Current assignee: Nord Aviation Societe Nationale de Constructions Aeronautiques
Priority date: 1965-04-05
Filing date: 1966-04-05
Publication date: 1971-11-11
Also published as: FR1603316A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine rohrförmige nahmen vorgeschlagen, welche die auf das Rohr

Abschußvorrichtung, bei der das Abschußrohr auf aufgebrachten Vorwärts- und Rückwärtsimpulse

einem Schießstand montiert ist und der Vorschub soweit wie möglich ins Gleichgewicht bringen

des Geschoßausstoßkolbens durch aus einer Hoch- können, und zwar derart, daß die Rückwirkungen druckbrennkammer ausströmende Verbrennungsgase 5 auf den Schützen, besonders was das genaue

erzeugt wird, die am hinteren Rohrteil angeordnet Richten der Waffe betrifft, so gering wie möglich

ist und mit dem Rohr und dem Geschoßausstoß- sind.

kolben eine Niederdruckkammer bildet, die durch Aus F i g. 1 erkennt man, daß hierbei der Voreine Ringdüse nach hinten verlängert ist, durch wärtsimpuls gleich dem Produkt der Masse des welche die Verbrennungsgase aus dem Rohr aus- ι ο Geschosses mal dessen Abschußgeschwindigkeit ν, strömen. der Rückwärtsimpuls gleich dem Produkt der nach

Für Abschußvorrichtungen, deren Abschußrohr hinten ausgestoßenen Gasmasse mal deren Ausauf dem Schießstand feststeht, wurden schon Maß- strÖmgeschwindigkeit V ist:

Geschoßmasse · Abschußgeschwindigkeit = Vorwärtsimpuls Gasmasse · Ausströmgeschwindigkeit = Rückwärtsimpuls

Um Impulsgleichheit nach vorwärts und rück- Vorwärts- und der Rückwärtsimpulse, der sich nur wärts zu erreichen, lag es nahe, Mittel zur Ver- 20 sehr schwer erreichen läßt, bewußt ab und sieht ein größerung der Ausströmgeschwindigkeit der Gas- gleitend auf dem Schießstand montiertes Abschußmasse zu finden, indem man am hinteren Teil der rohr und eine Brennkammer vor, die pyrotechnisch Hochdruckbrennkammer eine oder mehrere Düsen so ausgelegt ist, daß auf das Abschußrohr ein Rückanbrachte, welche Verbrennungsgase mit sehr viel schub wirkt.

höherer Geschwindigkeit ausstoßen als die Aus- 25 Die vereinfachte Gleichung, welche die Gleichheit

strömdüse der Niederdruckbrennkammer. der Bewegungsgrößen beim Abschuß liefert, lautet

Die Erfindung geht von diesem Ausgleich der im jetzt vorliegenden Fall mit Rohrrücklauf:

Geschoßmasse · Abschußgeschwindigkeit = Vorwärtsimpuls Rohrmasse · Rohrrücklaufgeschwindigkeit V₁ + Gasmasse

< Ausströmgeschwindigkeit V =. Rückwärtsimpuls

Man sieht also, daß man für einen gegebenen Wert Nun kann infolge des Zurückspringens des Ab-

des ersten Gliedes hier einen kleinen Wert für das 35 schußrohres in gewissen Fällen eine Störung oder

Produkt »Gasmasse · Ausströmgeschwindigkeit F« eine Gefahr für den Schützen oder für das in

benötigt. unmittelbarer Nähe des Schießstandes befindliche

Versuche haben beispielsweise gezeigt, daß zur Personal entstehen. Die Erfindung ermöglicht, das Erreichung gleicher Abschußbedingungen für ein Rohr nach dem Abschuß des Geschosses zu bremsen. Geschoß von 6,5 kg Masse ungefähr 285 g Pulver 40 Man erzielt die Bremsung des Abschußrohres bei festem Abschußrohr erforderlich waren, während unmittelbar nach dem Ausstoß des Geschosses daman bei rücklaufendem Rohr auf etwa 200 bis 250 g durch, daß die Verbrennung in der Hochdruck-Pulver herunterkam. brennkammer durch entsprechende Bemessung der

Aufgabe der Erfindung ist es, eine bessere Pulver- Treibladung in zwei aufeinanderfolgenden Druckausnutzung und damit eine geringere Pulvermenge 45 stufen abläuft, und zwar mit einer Hochdruckstufe, zu erreichen. Diese Verringerung der erforderlichen während der das Geschoß unter der Wirkung des Pulvermenge ist besonders unter dem Aspekt der Ausstoßkolbens nach vorn aus dem Rohr geschoben Tarnung der Waffe beim Abschuß bedeutsam und und das Abschußrohr nach hinten vom Schießstand ebenso, hinsichtlich der physiologischen Auswirkun- abgeworfen wird, und mit einer zeitlich nachfolgengen auf das in unmittelbarer Nähe befindliche Per- 50 den Niederdruckstufe, während der der Ausstoßsonal, besonders auf den Schützen, dessen Gesichts- kolben die Mündung des Abschußrohres verschließt feld so möglichst wenig beeinträchtigt wird. und die Ringdüse in der Art einer Rückschubdüse

Diese Aufgabe wird bei einer Absehußvorrichtung die Abwurf bewegung des Rohres abbremst, wobei für Geschosse der eingangs beschriebenen Art erfin- sie aus dem durch die Bewegung des Ausstoßkolbens dungsgemäß dadurch erreicht, daß der Ausstoß- 55 entstandenen Niederdruckraum gespeist ist. kolben des Geschosses unter der Wirkung einer Diese zeitliche Trennung der beiden Vorgänge Bremsvorrichtung steht, die ihn abbremst, bevor er ermöglicht einen weiten Einstellbereich der Abschußdie Mündung des Abschußrohres erreicht, daß das vorrichtung. Außerdem ergibt sich aus dieser zeit-Abschußrohr in Richtung der Geschoßachse gleitend liehen Abstufung und dem Arbeiten der zweiten auf dem Schießstand montiert ist und daß die 60 Verbrennungsstufe mit sehr viel kleinerem Druck, Treibladung in der Hochdruckbrennkammer pyro- daß diese zweite Stufe hinsichtlich der Abschußtechnisch derart ausgelegt ist, daß der Impuls des tarnung und der physiologischen Auswirkungen auf abfliegenden Geschosses größer ist als der von den das Bedienungspersonal praktisch vernachlässigausströmenden Verbrennungsgasen erzeugte Impuls bar ist.

derart, daß auf das Abschußrohr ein Impuls wirkt, 65 Weiterhin sind die besonders durch Temperatur-

der nach dem Abschuß einen Rückschub gegenüber änderungen verursachten Streuungen der pyro-

dem Schießstand und damit den Abwurf des Ab- technischen Wirkung so viel leichter aufzufangen,

schußrohres zur Folge hat. als wenn man die Impulse ohne Rohrbewegung

genau ins Gleichgewicht zu bringen versucht. Wie man sieht, wirken sich diese Streuungen nur auf die Restgeschwindigkeit des Abschußrohres nach der Bremsung aus und können keinesfalls auf den Schießstand zurückwirken.

Um auch den Ausstoßkolben möglichst erschütterungsfrei abzubremsen, wie dies an sich bekannt ist, wird gemäß der Erfindung eine Kolbenbremsvorrichtung von zwei in das Abschußrohr eingesetzten Ringen gebildet: einem vorderen Ring, der sich gegen eine Ringschulter vor der Mündung des Abschußrohres abstützt, und einem hinteren, vorn am Ausstoßkolben angeordneten Ring. Hierbei weisen diese beiden Ringe komplementär konische Auflaufflächen auf und bilden eine Bremsvorrichtung derart, daß zuerst eine progressive Verformung des vorderen Ringes durch das Vorlaufen des hinteren Ringes erfolgt und anschließend eine Blockierung der Bewegung des Ausstoßkolbens und der Verschluß der Mündung des Abschußrohres eintritt.

Zur Verbesserung der Führung des Geschosses ist in Weiterbildung dieser Ausführungsform der vordere Ring der Bremsvorrichtung am abzuschießenden Geschoß mit Hilfe von Bolzen befestigt; er dient zunächst als Führungsschlitten für das Geschoß, mit dem zusammen er durch das Abschußrohr vorläuft, und schert dann beim Anschlag an die Ringschulter die Bolzen ab.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung; in dieser zeigen in schematischer Darstellung

F i g. 1 die Wirkungsweise eines Abschußrohres, das relativ zum eigentlichen Schießstand feststeht, kurz nach dem Abschuß,

Fig. 2A, 2B, 2C, 2D in einem Teil-Längsschnitt ein Abschußrohr, in dessen Innerem eine erfindungsgemäße mechanische Ausstoßkolben-Bremsvorrichtung angebracht ist, wobei diese Vorrichtung in den vier Figuren in verschiedenen Arbeitsstadien dargestellt ist,

Fig. 3 in zu Fig. 2A analoger Ansicht eine abgewandelte Ausführungsform der mechanischen Bremsvorrichtung,

F i g. 4 ein Druck-Zeit-Diagramm zur Erläuterung, wie die Erfindung zum Anhalten des Rohres oder zur Begrenzung seiner Geschwindigkeit abhängig von den speziellen Einsatzdaten anzuwenden ist,

F i g. 5 die Wirkungsweise eines erfindungsgemäß gleitend auf dem Schießstand montierten Abschußrohres kurz nach dem Abschuß,

Fig. 6 in einer perspektivischen Teilansicht in größerem Maßstab eine Führungsbahn des Schießstandes und

F i g. 7 im Schnitt längs der Linie VII-VII in F i g. 4 einen Gleitschuh des Abschußrohres.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Schießstand, der schematisch durch ein dreibeiniges Gestell und durch einen ausrichtbaren Support dargestellt ist, auf dem ein Rohr 2 befestigt ist, in dessen Innerem ein Kolben 3 gleiten kann. Dieser Kolben ermöglicht den Ausstoß eines Geschosses 4 mit der Geschwindigkeit v. Der Ausstoßkolben und das Geschoß nehmen unmittelbar vor dem Abfeuern die gestrichelt gezeichneten und durch die Bezugszahlen 3D und 4D bezeichneten Stellungen ein.

Der von der Stellung 3D ausgehende Vorschub des Ausstoßkolbens 3 erfolgt durch Verbrennungsgase, die aus einer Hochdruckbrennkammer 5 ausströmen, die im Inneren des hinteren Teils des Abschußrohres 2 angeordnet ist und mit diesem eine Niederdruckbrennkammer 6_A bildet, die durch eine Ringdüse 6_B verlängert ist, durch welche die Verbrennungsgase aus dem Rohr mit einer Geschwindigkeit V nach hinten ausströmen können.

Der Ausstoßkolben 3 wird an der Mündung des Abschußrohres 2 zu dem Zweck festgehalten, weder Gase noch Teile außer dem Geschoß 4 aus der Rohrmündung austreten zu lassen und Geschoß und Kolben ohne nachteilige Beeinflussung des Geschosses zu trennen.

Entsprechend einem wichtigen Kennzeichen der Erfindung wird der Ausstoßkolben 3 in einer ersten Bremsstufe progressiv gebremst, um die korrekte Trennung von Geschoß und Kolben ohne schädliche Einwirkung des Kolbens auf das Geschoß sicherzustellen, und sodann in einer zweiten Bremsstufe auf wesentlich härtere Weise vollständig zum Stillstand gebracht, unmittelbar bevor er die Mündung des Rohres erreicht. Zwei Ausführungsformen der dazu benutzten mechanischen Bremsvorrichtung sind in Fig. 2A bis 2D und in Fig. 3 dargestellt.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform wird die mechanische Bremsvorrichtung gebildet:

1. durch einen vorderen Ring 1, der sich an einer Ringschulter 2 A abstützt, mit der die Mündung des Abschußrohres 2 innen versehen ist,

2. durch einen hinteren Ring 8, der mit dem Abschußkolben 3 einen Teil bilden kann, wie in F i g. 2 dargestellt, oder vom Kolben bei seiner Bewegung im Rohr einfach mitgenommen wird.

Die beiden Ringe weisen komplementäre konische Formen auf, d. h., der vordere Ring 7 besitzt eine zylindrische Innenfläche I₁ und eine konische Außenfläche 7_£, die sich in Rohrrichtung nach hinten zu verjüngt. Umgekehrt besitzt der hintere Ring 8 eine zylindrische Außenfläche 8_E mit derartigem Durchmesser, daß der Ring frei im Rohr 2 gleiten kann, sowie eine konische Innenfläche 8_E, die sich nach vorn zu erweitert, wobei die beiden konischen Flächen 7_E und 8_£ zueinander komplementär sind. Außerdem besitzt der hintere Ring 8 oder der Kolben 3 einen nach vorn gewölbten Boden 9, der in schiefem Winkel 10 in die Innenfläche 8_E einläuft.

Die Wirkungsweise dieser Bremsvorrichtung ist die folgende:

Beim Abschuß befinden sich die Ringe 7 und 8 in den in Fig. 2A gezeigten Stellungen.

In der ersten Bremsstufe (Fig. 2B und 2C) wird der Durchmesser des vorderen Ringes 7 durch den auflaufenden hinteren Ring 8 vermindert, wobei der hintere Ring selbst durch seinen inneren Boden radial zusammengehalten wird. Dadurch, daß die beiden aufeinandertreffenden Flächen 7_E und 8_; der beiden Ringe 7 und 8 konisch sind, erzielt man eine progressive Bremsung des Kolbens 3 durch die Verformung des vorderen Ringes 7. Diese progressive Bremsung gewährleistet eine weiche Trennung von Geschoß 4 und Kolben 3.

In der zweiten Bremsstufe (Fig. 2D) wird der Kolben durch Blockierung des hinteren Ringes 8 auf sehr viel härtere Weise zum Stillstand gebracht. Hierbei verformt der hintere Ring 8 den vorderen Ring 7 durch seinen Boden 9. Bei diesem Aufprall wird die Restenergie des Kolbens verbraucht.

Im Sonderfall stellt sich das Problem, wie das

Geschoß gleichzeitig genau im Rohr geführt werden und doch nur einen größten Durchmesser haben kann, der kleiner als der oder höchstens gleich dem Innendurchmesser der Ringschulter 2 A des Rohres ist.

In diesem Fall kann man vorteilhaft die in Fig. 3 dargestellte abgewandelte Ausführungsform anwenden. Hierbei ist der vordere Ring 7 an einer geeigneten Stelle des Geschosses 4 mit Hilfe von Bolzen 11 befestigt. Dabei dient der vordere Ring zuerst zur Führung des Geschosses, mit dem zusammen er durch das Rohr vorläuft. Wenn der vordere Ring sodann gegen die Ringschulter anschlägt, wird er festgehalten, und die Bolzen 11 werden abgeschert. Das Geschoß läuft dabei weiter vor und durch die Ringschulter hindurch. Der Kolben wird dann in zwei Stufen abgebremst, die den in der ersten Ausführungsform der Erfindung besprochenen beiden Bremsstufen gleichen.

Die gleitende Montage des Rohres 2 auf dem Schießstand 1 kann auf einfache Weise erfolgen, wie in Fi g. 5, 6 und 7 schematisch dargestellt: der untere Teiel des Rohres ist mit Gleitschuhen \2>_A und 13_ß versehen, die in Führungsbahnen 14_A und 14_ß gleiten können, mit denen die Richtlafette des festen Schieß-Standes versehen ist.

Unmittelbar vor dem Abschuß nehmen das Geschoß 4 und der Kolben 3 die gleichen Stellungen 4 D und 3D ein, wie sie gestrichelt in Fig. 1 dargestellt sind, und ebenso befindet sich das Rohr 2 in der Stellung gemäß Fig. 1.

Beim Abschuß wird das Geschoß vom Kolben wie im Fall der F i g. 1 nach vorn geschoben. Ebenso wird jedoch das Abschußrohr seinerseits nach hinten geschoben und gleitet auf dem Schießstand, praktisch ohne eine Kraft auf diesen und folglich auf den Schützen zu übertragen, da bei diesem Vorgang lediglich die Reibungskräfte der Gleitschuhe 13 _A und 13_ß in den Führungsbahnen 14_A, 14_ß übertragen werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Rohrrücklauf den Schützen von einer hinderlichen und überflüssigen Masse befreit, was ein genaues Visieren erleichtert, sowie die Waffe für ein eventuelles Nachladen geeignet macht, wenn eine schnelle Schußfolge erforderlich sein sollte.

Um das Rohr nach dem Abschuß abzubremsen, ist die Brennkammer 5 so aufgebaut, daß sie in zwei aufeinanderfolgenden Druckstufen arbeitet, nämlich gemäß Fig. 4, wo der BrennkammerdruckP als Funktion der Zeit t aufgetragen ist:

1. während der Zeit ^₁ mit hohem DrUCkF₁, während der das Geschoß unter der Wirkung des Kolbens aus dem Rohr geschoben und der Kolben unmittelbar danach an der Rohrmündung blockiert wird, wie das schon beschrieben wurde;

2. während der Zeit t₂ mit kleinerem Druck P₂, der etwa halb so groß wie der DrUCkP₁ ist, während der der Kolben an der Rohrmündung blockiert ist und das Ganze in der Art einer Rückschubdüse arbeitet.

Da Masse und Geschwindigkeiten des Rohres 2 klein sind, ist offensichtlich die für diese zweite Niederdruck-Verbrennungsstufe vorzusehende Pulvermenge klein, z. B. in der Größenordnung von 60 g bei dem 6,5-kg-Geschoß, mit dem die weiter oben beschriebenen Versuche durchgeführt wurden. Die eigentliche Verbrennung kann sich über eine hinreichend lange Zeit, z.B. in der Größenordnung von 0,1 s erstrecken.

Daraus ergibt sich, daß die Bremsung des Abschußrohres beliebig progressiv sein kann. Durch Beeinflussung der Schubstärke und der Schubdauer kann man Rohrstillstand erzielen oder die Rohrgeschwindigkeit auf einen Wert beschränken, der entsprechend den Bedingungen gewählt wird, die an den Einsatz jeder Waffenart jeweils am besten angepaßt sind.

Selbstverständlich wurde die Erfindung nur beispielhaft beschrieben und dargestellt und kann im Rahmen des Erfindungsgedankens in Einzelheiten abgeändert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrförmige Abschußvorrichtung für Geschosse, insbesondere für Lenkgeschosse, bei der das Abschußrohr auf einem Schießstand montiert ist und der Vorschub des Geschoßausstoßkolbens durch aus einer Hochdruckbrennkammer aus- m strömende Verbrennungsgase erzeugt wird, die ™ am hinteren Rohrteil angeordnet ist und mit dem Rohr und dem Geschoßausstoßkolben eine Niederdruckkammer bildet, die durch eine Ringdüse nach hinten verlängert ist, durch welche die Verbrennungsgase aus dem Rohr ausströmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoßkolben (3) des Geschosses (4) unter der Wirkung einer Bremsvorrichtung (7) steht, die ihn abbremst, bevor er die Mündung des Abschußrohres (2) erreicht, daß das Abschußrohr (2) in Richtung der Geschoßachse gleitend auf dem Schießstand (1) montiert ist und daß die Treibladung in der Hochdruck-Brennkammer (5) pyrotechnisch derart ausgelegt ist, daß der Impuls des abfliegenden Geschosses größer ist als der von den ausströmenden Verbrennungsgasen erzeugte Impuls, derart, daß auf das Abschußrohr (2) ein Impuls wirkt, der nach dem Abschuß einen Rückschub gegenüber dem Schießstand (1) und damit den Abwurf des Abschußrohres (2) zur Folge hat. m

2. Abschußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung in der Hochdruck-Brennkammer (5) durch entsprechende Bemessung der Treibladung in zwei aufeinanderfolgenden Druckstufen abläuft, und zwar mit einer Hochdruckstufe (P₁), während der das Geschoß (4) unter der Wirkung des Ausstoßkolbens (3) nach vorn aus dem Rohr (2) geschoben und das Abschußrohr nach hinten vom Schießstand (1) abgeworfen wird, und mit einer zeitlich nachfolgenden Niederdruckstufe (P₂), während der der Ausstoßkolben (3) die Mündung des Abschußrohres (2) verschließt und die Ringdüse (6_B) in der Art einer Rückschubdüse die Abwurfbewegung des Rohres abbremst, wobei sie aus dem durch die Bewegung des Ausstoßkolbens (3) entstandenen Niederdruckraum gespeist wird.

3. Abschußvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei in das Abschußrohr (2) eingesetzte Ringe, einen vorderen Ring (7), der sich gegen eine Ringschulter (2A) vor der Mündung des Abschußrohres (2) abstützt, und einen hinteren, vorn am Ausstoßkolben (3) ange-

ordneten Ring (8), wobei diese beiden Ringe komplementär konische Auflaufflächen aufweisen und eine Bremsvorrichtung bilden, derart, daß zuerst eine progressive Verformung des vorderen Ringes durch das Vorlaufen des hinteren Ringes erfolgt und anschließend eine Blockierung der Bewegung des Ausstoßkolbens (3) und der Verschluß der Mündung des Abschußrohres (2) eintritt.

4. Abschußvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Ring (7) der Bremsvorrichtung am abzuschießenden Geschoß (4) mit Hilfe von Bolzen (11) befestigt ist und zunächst als Führungsschlitten für das Geschoß dient, mit dem zusammen er durch das Abschußrohr (2) vorläuft, und dann beim Anschlag an die Ringschulter (2A) die Bolzen (11) abschert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109-546/62