DE19504840B4

DE19504840B4 - Geschoß mit einem in einer Metallhülle angeordnetem Penetrator

Info

Publication number: DE19504840B4
Application number: DE19504840A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Phys. Dr. Böcker; Michael Dipl.-Ing. Vagedes; Peter Dipl.-Ing. Wallow; Hans Dipl.-Ing. Moser
Original assignee: Rheinmetall W&M GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2015-02-15
Also published as: DE19504840A1

Abstract

Penetrator, vorzugsweise aus Wolframschwermetall, mit einer maßgeblich in seinem ganzen Längenbereich form- und kraftschlüssig verbundenen Metallhülse hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (4) zwischen Penetrator (1) und Metallhülse (2) in Form von Rillen oder eines Gewindes besteht und ein Profil eines Sägezahns aufweist, wobei der Sägezahn eine zur Mittellinie geneigte Gleitfläche in Flugrichtung enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Geschoß, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei einem derartigen aus der DE 22 34 219 C1 bekannten Geschoß ist eine rohrförmige, vorgefertigte Stahlhülle auf einem bruchempfindlichen Wolframkarbid-Penetratorkern mittels gegenseitiger Gewindeverbindung, die am gesamten Umfang des Penetratorkernes und innerhalb der Stahlhülle vorgesehen ist, form- und kraftschlüssig aufgebracht. Dadurch, daß der Penetrator im wesentlichen auf seiner ganzen Länge form- und kraftschlüssig mit der ihn umgebenden Stahlhülle verbunden ist, wobei die Stahlhülle eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und so bemessen ist, daß ein Zerbersten des Penetrators beim Durchschlagen des Zieles vermieden wird Die form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Hülle und Penetrator besteht aus einem an sich bekannten Gewinde, wodurch eine äußerst innige und feste Verbindung zwischen der hochfesten Stahlhülle und dem Penetrator entsteht. Hierdurch wird ein Zerbersten des Penetrators beim Durchschlagen einer Vorpanzerung auf einen vergleichsweise kurzen Teilbereich an der Geschoßspitze begrenzt, so daß die nicht verbrauchte kinetische Energie des Geschosses für das Durchschlagen weiterer Panzerungen zur Verfügung steht. Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch, daß die Geschoßhülle nach Durchschlagen der Vorpanzerung mit in das Massivziel eindringt und dadurch den Schwermetallpenetrator im Massivziel abbremst, wodurch die endballistische Leistung des Penetrators im Massivziel erheblich reduziert wird.

Aus der US 3 262 391 A ist ein unterkalibriges Wuchtgeschoss bekannt, bei dem Treibkäfigsegmente unmittelbar am Penetrator über sägezahnähnliche Rillen verbunden sind. Diese Treibkäfigsegmente lösen sich jedoch unmittelbar nach Verlassen des Waffenrohres radial vom Penetrator.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein Geschoß nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei dem die Verbindung zwischen Geschoßhülle und Penetrator einerseits die Beschleunigungskräfte bei Schußabgabe auf den Penetrator überträgt, andererseits aber beim Auftreffen des Penetrators auf einem Massivziel zur Erhöhung der endballistischen Leistung ein Loslösen der Geschoßhülle vom Penetrator gestattet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen 1 und 4 angegebenen Merkmale.

Die Unteransprüche 2 und 3, sowie 5 bis 7 nennen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Durch die Erfindung wird im wesentlichen das Problem gelöst, eine Verringerung der Querschnittsbelastung des Geschosses im Massivziel zu vermeiden. Durch die Erfindung wird die Querschnittsbelastung des Geschosses im Massivziel dadurch wesentlich erhöht, daß die Geschoßhülle beim Auftreffen im Massenziel vom Penetrator abgestreift wird, wodurch maßgeblich eine Erhöhung der zielwirksamen Leistung des Penetrators erreicht wird.

Das Loslösen der Geschoßhülle vom Penetrator im Massivziel wird dadurch ermöglicht, daß der Penetrator beim Zielaufschlag durch die Metallhülle hindurchrutschen kann.

Die Erfindung wird im einzelnen mit Hilfe von zwei Ausführungsbeispielen anhand von Figuren beschrieben.
Es zeigt:
1 ein unterkalibriges Wuchtgeschoß im Längsschnitt;
2 und 3 ausschnittsweise zwei Ausführungsbeispiele der Verbindung zwischen Geschoßhülle und Penetrator entsprechend der in der 1 mit II gekennzeichneten Einzelheit.
Die 1 verdeutlicht ein Geschoß (1), das einen Penetrator (3), vorzugsweise aus Wolframschwermetall enthält, der auf seinem Umfang und maßgeblich in seinem ganzen Längenbereich form- und kraftschlüssig mit einer Metallhülle (2), vorzugsweise aus einem hochfesten Stahl, verbunden ist. Der Penetrator (3) kann ein- oder mehrteilig aufgebaut sein und ist vom mit einer Geschoßspitze (15) und hinten mit einem Heckleitwerk (17) versehen.
Zur Beschleunigung ist das Geschoß (1) mit einem an sich bekannten und nach Verlassen des Waffenrohres abwerfbaren Treibkäfig (9) versehen, der im mittleren Längenbereich form- und kraftschlüssig über eine herkömmliche Gewindeverbindung (16) auf dem Umfang der Geschoßhülle (2) angeordnet ist.
Die aus hochfestem Stahl bestehende Geschoßhülle (2) weist eine Festigkeit von ≥ 1700 N/mm² auf so daß ein Einsatz von Wolframschwermetall mit besonders hoher Dichte von ≥ 18,5 g/cm³ bei 7% Dehnung und 1400 N/mm² Festigkeit möglich ist.
Die Verbindung zwischen der Geschoßhülle (2, 20) und dem Penetrator (3, 30) ist derartig gestaltet, daß die Geschoßhülle (2, 20) die Beschleunigungskräfte auch bei Schußabgabe auf den Penetrator (3, 30) überträgt, jedoch beim Aufprall auf ein Massivziel (Hauptziel) ein Durchrutschen des eine wesentlich höhere Massenträgheitskraft aufweisenden Penetrators (3, 30) durch die Geschoßhülle (2, 20) ermöglicht.
Nach einer ersten Ausführungsvariante (2) wird die Verbindung (4) durch ein Gewinde oder umlaufende Rillen gebildet, dessen oder deren Querschnitt in Flugrichtung (5) des Geschosses (1) jeweils eine zur Geschoßmittelachse (6) geneigte Gleitfläche (7) aufweisen.
Um ein Durchrutschen des Penetrators (3) durch die Geschoßhülle (2) beim Aufprall zu ermöglichen, weist die Gleitfläche (7) eine gegenüber einem normalen Gewinde verhältnismäßig geringe Neigung auf, wobei die Länge l zur Höhe h der Gleitfläche (7) des Gewinde- oder Rillenprofiles (8) ein Verhältnis im Bereich von l/h = 100 bis zu l/h = 4 bildet. Dabei kann die Länge l der Gleitfläche (7) in einem Bereich von 2 bis 10 mm und die Höhe h in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm liegen. Vorzugsweise ist das Gewinde- oder Rillenprofil als Sägezahnprofil (8) ausgebildet, bei dem die Beschleunigungsfläche (18) gegenüber der Parallele der Mittenachse (6) einen Winkel α von 90° bis 120° bilden kann.
Die geringe Neigung der Gleitfläche (7) erzeugt beim Aufprall des Penetrators (3) im Massivziel (nicht dargestellt) eine hohe Keilwirkung, wodurch sich die Geschoßhülle (2) in radiale Richtung aufweitet und ein Durchrutschen des Penetrators durch die Geschoßhülle (2) ohne nennenswerten Energieverlust ermöglicht. Dieser Aufweitungsvorgang kann durch in Längsrichtung der Geschoßhülle angeordnete Sollbruchstellen (nicht dargestellt) unterstützt werden, wodurch die Geschoßhülle aufgesprengt und sich leicht vom Penetrator lösen kann.
Gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik wird durch den Durchrutschvorgang besonders vorteilhaft nur der Penetrator (3) im Ziel wirksam, wobei aufgrund der ausschließlich von dem Querschnitt des Penetrators (3) gebildeten Eindringfläche im Massivziel die spezifische Querschnittsbelastung des Geschosses im Massivziel und dadurch auch die zielwirksame Leistung wesentlich erhöht wird.
Nach einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung (3) ist zwischen der Metallhülle (20) und dem Penetrator (30) eine Zwischenschicht (10) aus einem Material geringer Festigkeit angeordnet, die in der Lage ist, die Beschleunigungskräfte bei Schußabgabe vom Treibkäfig (9) auf den Penetrator (30) zu übertragen, jedoch den wesentlich höheren Verzögerungskräften des Penetrators beim Zielaufschlag nachgibt und ein Durchrutschen des Penetrators (30) aus der Metallhülle (20) ermöglicht.
Die Zwischenschicht (10) ist dabei in einem Freiraum (11) zwischen einem Gewinde- oder Rillenprofil (12) des Penetrators (30) angeordnet, wobei der Freiraum (11) durch eine gegenüberliegendes und voneinander beabstandetes normales Gewindeprofil, beispielsweise Spitzengewindeprofil oder Rillen in Form des Spitzengewindes, oder auch durch ein voneinander beabstandetes Sägezahnprofil (12) (3) gebildet wird. Die die Beschleunigungskräfte übertragenden Flächen (13, 14) des Penetrators (30) und der Metallhülle (20) können sich geringfügig, vorzugsweise im zehntel mm Bereich, überlappen.
Die Zwischenschicht (10) weist eine Schichtdicke s im Bereich von 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 mm, auf und besteht aus einem Material geringer Festigkeit, beispielsweise aus Aluminium, Zink oder Kupfer. Die Zwischenschicht (10) weist bei einer Verzahnung zwischen den Zähnen eine Länge im Bereich zwischen 2 bis 10 mm auf, wobei die Schichtdicke und die Länge derartig aufeinander abgestimmt sind, daß die Zwischenschicht (10) einerseits die Beschleunigungskräfte beim Abschuß überträgt, jedoch den wesentlich höheren Verzögerungskräften des Penetrators (30) beim Aufprall auf ein Massivziel nicht mehr Stand hält. Die geringfügige Überlappung der Flächen 13, 14 kann die Übertragung der Anfangsbeschleunigungskräfte von der Metallhülle (20) auf den Penetrator (30) unterstützen; sie erfordert jedoch vorteilhaft für den Durchrutschvorgang des Penetrators (30) lediglich eine geringe Aufweitung der Metallhülle (20) in radialer Richtung.
Eine Überlappung der Flächen 13, 14 ist dann nicht erforderlich, wenn die Zwischenschicht in der Lage ist, die Beschleunigungskräfte allein zu übertragen. In diesem Fall ist die Zwischenschicht (10) durchgehend. In allen Fällen wird jedoch die Zwischenschicht (10) während des Aufschlagvorganges auf dem Massivziel in Längsrichtung der Freiräume (11) abgeschert, so daß ausschließlich nur der Penetrator (30) das Ziel mit hoher Leistung durchschlagen kann.
Die Zwischenschicht (10) kann auf einfache Weise, zum Beispiel durch Einschmelzen eines Wickelbandes in die Freiräume (11) eingebracht werden.

1: Geschoß
2: Metallhülle
3: Penetrator
4: Verbindung
5: Flugrichtung
6: Mittelachse
7: Gleitfläche
8: Sägezahnprofil
9: Treibkäfig
10: Zwischenschicht
11: Freiraum
12: Gewinde- oder Rillenprofil
13: Fläche
14: Fläche
15: Penetratorspitze
16: Gewindeverbindung
17: Leitwerk
18: Fläche
20: Metallhülle
30: Penetrator
l: Länge
h: Höhe
s: Dicke
α: Winkel

Claims

Penetrator, vorzugsweise aus Wolframschwermetall, mit einer maßgeblich in seinem ganzen Längenbereich form- und kraftschlüssig verbundenen Metallhülse hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (4) zwischen Penetrator (1) und Metallhülse (2) in Form von Rillen oder eines Gewindes besteht und ein Profil eines Sägezahns aufweist, wobei der Sägezahn eine zur Mittellinie geneigte Gleitfläche in Flugrichtung enthält.
Geschoss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l zur Höhe h der Gleitfläche (7) des Gewinde- oder Rillenprofiles (8) ein Verhältnis im Bereich von l/h = 100 bis l/h = 4 bildet.
Geschoss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge l der Gleitfläche (7) in einem Bereich von 2 – 10 mm und die Höhe h der Gleitfläche (7) in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm liegen.
Geschoss mit einem in einer Metallhülle (20) hoher Festigkeit angeordneten Penetrator (30), vorzugsweise aus Wolframschwermetall, der auf seiner Länge form- und kraftschlüssig mit der Metallhülle (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Metallhülle (20) und dem Penetrator (30) eine Zwischenschicht (10) aus einem Material geringerer Festigkeit angeordnet ist.
Geschoss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiraum (11) durch ein gegenüberliegendes und voneinander beabstandetes Sägezahnprofil (12) gebildet wird, bei dem sich die die Beschleunigungskräfte übertragenden Flächen (13, 14) des Penetrators (30) und der Metallhülle (20) geringfügig, vorzugsweise im zehntel mm Bereich, überlappen können.
Geschoss nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (10) eine Schichtdicke (s) in einem Bereich zwischen 0,1 bis 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,5 mm, aufweist.
Geschoss nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (10) aus einem Metall geringerer Festigkeit, vorzugsweise Aluminium, Zink oder Kupfer besteht.