DE1578117A1

DE1578117A1 - Geschoss mit Ringleitwerk

Info

Publication number: DE1578117A1
Application number: DE19671578117
Authority: DE
Inventors: Ludwig Bucklisch; Ludger Volpert; Alfred Voss
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1967-03-17
Filing date: 1967-03-17
Publication date: 1971-04-15
Also published as: FR1556631A; NL6802345A; IL29506A; BE712264A; GB1235922A; SE341708B; US3532300A

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING.TH.MEYER DR. FUES

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

16. März 1967 Sch/Gi

Dynamit Nobel Aktiengesellschaft, Troisdorf

Geschoß mit Ringleitwerk«

Die Erfindung "betrifft ein aus einem Waffenrohr abfeuerbares Geschoß mit einem aus einem leitring und Verbindungsstegen zwischen Leitring und Geschoßkörper bestehenden, innerhalb oder außerhalb des Kalibers liegenden Ringleitwerk.

Bei derartigen Geschossen erzeugen die Ringleitwerke schon bei kleinen Anstellwinkeln ein großes Rüokstellmoment, so daß sie ein wirksames Mittel zur Dämpfung der Geschoßschwingungen darstellen« Unter Anstellwinkel wird der Winkel zwischen der festen Bezugslinie im Profil des Ringleitwerks und der Bewegungs- oder Anströmungsrichtung und unter Rückstellmoment das an dem Geschoß auftretende Drehmoment verstanden, welches das Geschoß in die Gleichgewichtslage zurücktreibt, wenn es um einen Winkel aus dieser Gleichgewichtslage herausgedreht ist«, Andererseits sind die Ringleitwerke aber auch die Ursache verstärkter Schwingungsausschläge, da sie beim Abfeuern im Bereich der Rohrmündung von den ausströmenden Pulvergasen der {Treibladung beaufschlagt werden. Die von den

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Pulvergasen erzeugten Kräfte wirken senkrecht auf die Ringfläche. Bei Störungen der Strömungasymmetrie der Gase ergibt sich also eine Resultierende senkrecht zur Geschoßachse, die nach Aufhebung der Führung des Geschosses in dem Waffenrohr eine Pendelbewegung einleitet. Die Größe dieser Störung hängt in der Hauptaache vom Druck und von der Temperatur der Pulvergase ab, wobei durch letztere ihre Geschwindigkeit bestimmt wird« Für moderne, rauchlose Treibmittel liegt diese. Geschwindigkeit bei etwa 1200 bis 1500 m/s, ist also immer größer als die Geschoßgeschwindigkeit. Das bedeutet, daß die Gase am Geschoß vorbeiströmen und ihm vorauseilen. Da sie ihre Geschwindigkeit aber schnell verlieren, werden sie danach ihrerseits vom Geschoß überholt. Das Ringleitwerk wird also zweimal von den Pulvergasen beaufschlagt, und zwar jeweils in entgegengesetzter Richtung. Die erste Beaufschlagung ist von besonderer Bedeutung für Geschosse, deren Mündungsgeschwindigkeit im Bereich der Schallgeschwindigkeit der luft oder im Unterschallbereich liegt. In solchen Fällen treten nämlich Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Geschoß und den Gasen von etwa 1000 m/s auf, bei denen entsprechend große dynamische K_räfte erzeugt werden, die im Verein mit den an der Mündung herrschenden Druckkräften an die Festigkeit des Ringleitwerks große Ansprüche stellen» Die hohen Strömungsgeschwindigkeiten vermitteln auch eine Vorstellung davon, wie wichtig es ist, das leitwerk und alle Geschoßteile so zu gestalten, daß die Gase störungsfrei ohne Wirbelbildung am Geschoß vorbeiströmen können, Nun kann einerseits ein leitwerk mit Rücksicht auf das zulässige Geschoßträgkeitsmoment nicht beliebig schwer ausgeführt werden, andererseits würde ein leichtes leitwerk zur Zerstörung führen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Geschoß mit einem Eingleitwerk zu schaffen, das trotz leichter Ausführung den von den Gasen ausgeübten Kräften wider-• steht. Gemäß der Erfindung wird bei einem Geschoß der eingangs genannten Art diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an den beim Abfeuern besonders stark beanspruchten Stellen des L_eitrings und/oder der Verbindungsstege Aussparungen vorgesehen sind«.

Versuche haben gezeigt, daß bei Überkalibergeschossen, deren überkalibriertes leitwerk so weit hinter dem Geschoßkopf liegt, daß es aus dem Windschatten des Geschoßkopfes gebracht ist, besonders die Hinterkante des Leitrings gefährdet ist. Diese wird nämlich von den sich ausdehnenden Pulvergasen unter einem großen Anstellwinkel angeströmt. Bei einem derartigen Geschoß mit an der Hinterkante des Leitrings auftretender besonders starker Beanspruchung sind in Weiterbildung der Erfindung von der Hinterkante des leitrings ausgehende, etwa bis zur Hälfte der Leitringlänge reichende Aussparungen vorgesehen. Die Aussparung bis zur Hälfte der Leitringlänge genügt, um eine Zerstörung des Leitwerks zu verhindern, die bei vollem Leitwerkring eintreten würde. Die Aussparungen sind im einfachsten Fall keilförmig oder halbkreisförmig, sie können jedoch auch andere geometrische Formen besitzen, die aus strömungstechnischen G_ründen und zur Erleichterung der statischen Bestimmung des Leitwerkaufbaus vorteilhaft sind.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Geschosses mit an der Hinterkante des Leitrings auftretender, besonders starker Beanspruchung erstrecken sich

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die Aussparungen über die gesamte Länge des Leitrings. Hier" sind also die Aussparungen so weit durchgeführt, daß der Leitring in seiner gesamten Länge getrennt ist und die verbleibenden Teile des Ringes auf Radialstegen, wie sie bei Überkalibergeschossen als Träger des Leitringes erforderlich sind, symmetrisch angeordnet sind. Der an den Schnittflächen der Aussparungen bei schrägem Anströmen der Gase auftretende, auf das Geschoß ausgeübte Widerstand hält die Stabilisierfähigkeit des Leitwerks trotz Verkleinerung der Ringfläche aufrechte Diese Wirkung wird unterstützt, wenn bei den Aussparungen deren quer zur Plugrichtung liegende Kanten zugeschärft profiliert sind.

Bei Ausbildung des Geschosses nach der Erfindung als Überkalibergeschoß, sind in weiterer Ausgestaltung in den den Leitring mit dem Geschoßkörper ν rbindenden radialen Verbindungsstegen Aussparungen in Form von Durchbrochen vorgesehen. Derartige Aussparungen in den R_adialstegen bieten den Pulvergasen Gelegenheit, Druckdifferenzen innerhalb der Strömung auszugleichen und Abgangsfehler zu verringern.

Bei kalibergleichen Geschossen mit kalibergleichem Ringleitwerk ist letzteres besonders gefährdet durch den statischen Druck der Treibgase« Das Leitwerk kann von diesem Druck wirksam entlatet werden, wenn die Aussparungen unmittelbar am Übergang zwischen Ringleitwerk und Geschoßkörper beginnen und etwa bis zur halben Länge des Leitrings reichen. Die zwischen den Aussparungen verbleibenden Stege verbinden hier den Leitring mit dem Geschoßkörper.

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Die Hinterkante des Leitringe iet bei dieser Art von Geschossen nicht gefährdet, weil die Treibgase den Ring nur unter einem verschwindend kleinen Anstellwinkel beaufschlagen und die öffnungen im Leitwerk ee den Treibgasen gestatten, sich zu entspannen. Im PlUg geben sie der luftströmung die Möglichkeit, in den Sograum hinter dem Geschoß einzuströmen·

Der vom Sog hinter dem Geschoß verursachte Seilwiderstand wird auf ein Minimum reduziert ,wenn man in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Gesohoßende stromlinienförmig ausbildet, ihm z.B. Tropfenform gibt, und wenn man den Raum zwischen dem Geschoßkörper und den durch die Aussparungen im Leitring gebildeten Stegen in radialer Richtung mit einer stromlinienförmigen Verkleidung ausfüllt· Durch die Verkleidung der Stege wird erreicht, daß auch der letzte Rest einer Sogbildung hinter dem Geschoß vermieden wird·

die Stegverkleidung bestehen in Weiterbildung der Erfindung zwei Möglichkeitent Die Verkleidung kann einmal zur Geschoßaohs· symmetrisch ausgebildet stinj si· kann zum anderen Luftsohraubsnprofil beaitatn und nur G·- sehoßach»· unter eines Anstellwinkel angeordnet sein. Die letzter« Ausbildung kommt bei Drallgtschossen la Betracht» davit' si· der Dralliewtguag k«intn Widerstand bietet o&er aber aufgrund elnei ¥ind*ühltn*ffekt·« ein· Drallbewtgung erzeugt und unterhält.

Sohließlioh kann der Leitring selbst mit «ins* Profil versehen' sei*, um unzulässig· la^alsTweittrungen Is RingdurC^fIuB iu vermeiden.

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Ausführangsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Ss zeigen:

Jig. 1 ein überkalibriertes Geschoßj

Pig. 2 ein Ringleitwerk für ein Hberkalibriertes GeschoBj Tig. 2 ein Geschoß mit kalibergleiohem Ringleitwerkj Hg· 4 ein weiteres kalibergleiches Hingleitwerk·

Alle Hingleitwerke sind gemäß der Erfindung mit Aussparungen versehen.

Das in Tig· I dargestellte Üterkalibergeschoß enthält einen öeaohoßkörper 1, an dessen hinteren Ende sich ein Stiel 2 anschließt, an dessen hinteren End« wiederum ein Ring leitwerk 3 befestigt ist. Das Hingleitwerk besteht au· tinem Leitring 4» der über radial gerichtet· Steg« ait dem Stiel 2 verbunden ist. ?>er Leitring 4 ist Mit Aueiparungen 7 versehen, die im Ausführungsbeispiel keilföraig sind, vom hinteren Band des Ltitrings 4 atiegehen und mit ihrer Spitze etwa bis zur halben Länge des I*itringe 4 reichen· üese Aussparungen, die geaüfi der Erfindung in den Stellen angebracht sind, an denen beim Abfeuern 4·» *#Bchossee die stärket· Beanspruchung auftritt, können auoH halbkr«ieför»if sein, oder ändert geometrisch· formell !»•■ite*a, di· sich aus statisohen Gründen oder *ur Er* l«ieht*rung Ätr statischen BestiBüaung d«s Leitwerkaufbaiui al» fn«eteüi|§ »rweiieÄ. In den St«g*B 5 sind *b«nfalle 6 vor«·sehen, über di· Bruokdiff«r*jiMn

im Ltitrln« 4 ausgef liohen werden.

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ORiGi^AL IN

Bei dem in Hg. 2 dargestellten Ringleitwerk 3 für ein ÜberkalibriergeechoS sind die Aussparungen 7 im Leitring ausgehend vom hinteren Band des Leitrings zunächst keilförmig ausgebildet, sie setzen sieh dann aber in Form eines. Spaltes über die gesamte länge des Leitringes 4 fort·

Das in KLg. 3 dargestellte kalibergleiche Geschoß enthält einen GeschoSkörper 8 und-ein kalibergleiches Eingleitwerk 9. Bei diesem Hingleitwerk 9 beginnen Aussparungen am hinteren Sude des größten Querschnittes des Geschoßkörpers 8, an das das Singleitwerk 9 befestigt ist. Das hintere Ende des Geschoßkörpers 8 ist, wie duroh gestrichelte Linien angedeutet ist, stromlinienförmig verkleidet. Durch die Aussparungen 10 werden Stege 12 gebildet, die einen Leitring 11 mit des Geschoßkörper θ verbinden. Me Stege 12 sind radial nach innen mit einem symmetrisch zur Geschoßachse ausgebildeten Profil, wie es durch den Schattenriß 13 angedeutet ist, oder duroh ein Luftsohraübenprofil, wie es durch den Schattenriß 14 angedeutet ist, unter eines Anstellwinkel zur Geschoßachse verkleidet. Der Leitring 11 kann für Unterschallgeschosse, mit eines von der Innenwand ausgehenden Profil versehen sein, wie es duroh den Schattenriß 15 angedeutet iet.

Das in üg. 4 dargestellte Bingleitwerk 9 für ein kalibergleiches Geschoß seigt Beispiele von Profilen 16 und 17 für den leitring 11, sit deren Hilfe eine Erweiterung des Querschnitts zwischen Geschoßende und Leitring so gestaltet werden kann, daß auch bei Geschwindigkeiten nahe der Schallgrenze eine Ablösung der Strömung

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vermieden wird«, In dem einen Pail - Profil 16 - folgt die Änderung des lichten Querschnittes zwischen Gesohoßende und Leitring 11 der Kurve einer Stromlinie, in dem anderen 3?all - Profil 17 - folgt sie zunächst einer konvergierenden Stromlinie und divergiert dann zum Ende hin α

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Claims

Ansprüche

Aus einem Waffenrohr abfeuerbares Gesohoß mit einem aus einem leitring und Verbindungsstegen zwischen Leitring und Geschoßkörper bestehenden, innerhalb oder außerhalb des Kalibers liegen!en Ringleitwerk, dadurch gekennzeichnet, daß an den beim Abfeuern besonders stark beanspruchten Stellen des Leitrings (4|H) und/oder der Verbindungsstege (5) Aussparungen (6,7}»10) vorgesehen sind ο

2 β Geschoß nach Anspruch 1 mit an der Hinterkante des Leitrings auftretender, besonders starker Beanspruchung, gekennzeichnet durch von der Hinterkante des Leitrings (4) ausgehende, etwa bis zur Hälfte der Leitringlänge reichende Aussparungen (7)·

3e Überkalibergeschoß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch von der Hinterkante des leitrings (4) ausgehende, sich über die gesamte Länge des Leitrings (4) erstreckende Aussparungen (7).

4o Überkalibergeschoß nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Aussparungen, deren quer zur Flugrichtung liegende Kanten zugesohärft profiliert sind·

5. Überkalibergeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den den Leitring (4) mit dem Geschoßkörper (1) verbindenden radialen Verbindungsßtegen (5) Aussparungen (6) in Porm von Durchbrüchen vorgesehen sind.

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6 β Geschoß nach Anspruch I^ mit kalibergleichem Eingleitwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (10) unmittelbar am Übergang zwischen Ringleitwerk (9) und Geschoßkörper (8) beginnen und etwa bis zur halben Länge des Leitrings (11) reichen.

7o Kalibergleiohes GeschoB nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschoßende stromlinienförmig ausgebildet ist und daß der Baum zwischen dem Gesohoßkörper (8) und den durch die Aussparungen (10) im Ltritring (11) gebildeten Stegen (12) in radialer Richtung mit einer stromlinienförmigen Verkleidung ausgefüllt ist.

8. Kalibergleiehes Geschoß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (13) symmetrisch zur Geschoßachse ausgebildet ist.

9 β Kalibergleiches Geschoß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkleidung (14) Luftsohraubenprofil besitzt und zur Geschoßachse unter einem Anstellwinkel angeordnet ist.

10. Kalibergleiehes Geschoß nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitring (11) stromlinienförmig profiliert ist·

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