DE19638294B4 - Hochgeschwindigkeitsprojektil - Google Patents

Abstract

Hochgeschwindigkeitsprojektil mit mindestens einer Komponente (14, 18), die während des Fluges luftreibungsbedingt thermisch hochbelastet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch hochbelastete Komponente (14, 18) des Hochgeschwindigkeitsprojektiles (10) eine Haut (20) in Form eines Bleches aus reinem Wolfram ist und einen Kern (22) aufweist, der eine relativ niedrige Schmelzenthalpie besitzt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Hochgeschwindigkeitsprojektil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Derartige Hochgeschwindigkeitsprojektile werden an bestimmten Stellen bzw. Komponenten während ihres Fluges durch die Luftreibung bedingt thermisch hochbelastet. Diese Belastung kann zu einer Erosion und im Extremfall zu einem Abschmelzen der entsprechenden Komponenten führen.
• Zur Vermeidung einer solchen Erosion bzw. eines Abschmelzens ist aus der DE 41 32 234 A1 ein Wuchtgeschoss mit Nasenkühlung infolge einer Ablations- und einer Wärmeisolationsschicht auf der Außenseite der Geschossnase bekannt. Ein gut wärmeleitendes Medium liegt in den Zwischenräumen zwischen einer Haube und einer Nutzlast des Geschosses. Die Herstellung einer derartigen Kühlung ist aufwendig und bei der Handhabung vor Beschädigung nicht geschützt.
• Bei einem Penetrator für ein Wuchtgeschoss nach der DE 38 43 290 A1 besteht ein Penetrator für ein Wuchtgeschoss aus gebündelten Drähten aus Schwermetall, wobei die Drähte jeweils mit einem Matrixwerkstoff beschichtet sind. Bei der Stossbelastung des Penetrators werden Stosswellen in die Drähte eingeleitet wobei der Matrixwerkstoff den Übertritt der Stosswellen auf Nachbar-Drähte verhindert. Der Penetrator ist zwar thermisch hochbelastbar jedoch kostenaufwendig.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochgeschwindigkeitsprojektil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die thermisch hochbelasteten Komponenten relativ einfach formbar, d. h. herstellbar, sind. und welche Temperaturen bis größenordnungsmäßig 3300°C aushalten, d. h. thermisch sehr hoch belastbar sind.
• Diese Aufgabe wird bei einem Hochgeschwindigkeitsprojektil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitsprojektiles sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Das erfindungsgemäße Hochgeschwindigkeitsprojektil weist den Vorteil auf, dass der eine relativ niedrige Schmelzenthalpie besitzende Kern während des Hochgeschwindigkeitsfluges des Projektiles verflüssigt wird und somit für die Haut der besagten Projektil-Komponente während der Flugzeit des Projektiles eine Wärmesenke darstellt. Diese Flugzeit beträgt üblicherweise größenordnungsmäßig drei bis vier Sekunden bei einer Fluggeschwindigkeit des Projektiles von größenordnungsmäßig 1800 bis 2500 m/sek.
• Bei dem Blech für die Haut des Hochgeschwindigkeitsprojektiles aus reinem Wolfram handelt es sich um ein Material, wie es bspw. auch bei Wickelpenetratoren zur Anwendung gelangt. Das Blech aus reinem Wolfram kann bei der Herstellung der entsprechenden Komponente durch hohe Kaltverformung in die duktile Phase überführt werden und erlaubt dann die gewünschten Biege-Konstruktionen.
• Bei dem erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitsprojektil sind die während des Fluges luftreibungsbedingt thermisch hochbelasteten Komponenten in vorteilhafter Weise mit scharfkantigen Konturen realisierbar, weil der Kern infolge seiner niedrigen Schmelztemperatur und infolge seiner relativ niedrigen Schmelzenthalpie zur entsprechenden Wärmeaufnahme aus der Haut der Komponente geeignet ist, wodurch ein entsprechender Kühleffekt erzielt wird. Die Einlage kann aus Natrium oder Aluminium bestehen.
• Die mit der Erfindung erzielten Vorteil bestehen in einer Minimierung der Temperaturprobleme des Hochgeschwindigkeitsprojektiles bzw. seiner während des Fluges luftreibungsbedingt thermisch hochbelasteten Komponenten, in der relativ einfachen Formgestaltung der entsprechenden Komponenten in der duktilen Phase des Materials für die Haut der besagten Komponente, welche durch Kaltverformung erreicht wird, und in der optimalen Wärmeabfuhr aus der thermisch hochbelasteten Haut der Komponente zum Kern derselben bzw. zum Füllstoff für den Kern, der eine entsprechend niedrige Schmelzenthalpie besitzt.
• Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeitsprojektiles. Es zeigen:
• 1 in einer Seitenansicht abgeschnitten ein Hochgeschwindigkeitsprojektil, und
• 2 in einem größeren Maßstab einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A in 1 durch einen der Flügel des Hochgeschwindigkeitsprojektiles.
• 1 zeigt abgeschnitten ein Hochgeschwindigkeitsprojektil 10 mit einem zylindrischen Mittelteil 12, an das sich vorderseitig eine Projektilspitze 14 und rückseitig ein Leitwerk 16 mit Flügeln 18 anschließt. Bei der Projektilspitze 14 und bei den Flügeln 18 handelt es sich um Projektil-Komponenten, die während des Hochgeschwindigkeitsfluges des Projektiles 10 luftreibungsbedingt thermisch hochbelastet sind. Um diesen hohen thermischen Belastungen zu widerstehen, sind die besagten Komponenten mit einer Haut 20 aus einem einen hohen Schmelzpunkt besitzenden Blech und einem Kern 22 aufgebaut, der eine relativ niedrige Schmelzenthalpie besitzt. In 2 sind die Haut 20 und der Kern 22 eines Flügels 18 in einer Schnittdarstellung verdeutlicht. Außerdem zeigt die 2 die entsprechende Tragestruktur 24 des geschnitten gezeichneten Flügels 18.
• Die Haut 20 besteht vorzugsweise aus reinem Wolfram-Blech, wobei wunschgemäß scharfe Kanten 26 durch Kaltverformung realisierbar sind. Bei dieser Kaltverformung befindet sich das Blech aus reinem Wolfram in der duktilen Phase.
• Der Kern 22 besteht aus einem Füllstoff, der den Raum zwischen der Haut 20 und der Tragestruktur 24 vollständig ausfüllt. Dieser Füllstoff kann von einer Metalleinlage gebildet sein. Die Einlage kann aus Natrium oder aus Aluminium bestehen.
• In 2 ist ein Flügel 18 mit seiner Haut 20 und dem Kern 22 verdeutlicht; die Projektilspitze 14 (sh. 1) kann ähnlich mit einer Haut aus einem einen hohen Schmelzpunkt besitzenden Blech und einem Kern aufgebaut sein, der eine relativ niedrige Schmelzenthalpie besitzt.

Claims (3)

1. Hochgeschwindigkeitsprojektil mit mindestens einer Komponente (14, 18), die während des Fluges luftreibungsbedingt thermisch hochbelastet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch hochbelastete Komponente (14, 18) des Hochgeschwindigkeitsprojektiles (10) eine Haut (20) in Form eines Bleches aus reinem Wolfram ist und einen Kern (22) aufweist, der eine relativ niedrige Schmelzenthalpie besitzt.
2. Hochgeschwindigkeitsprojektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haut (20) der thermisch hochbelasteten Komponente (14, 18) durch Kaltverformung in der hierdurch gegebenen duktilen Phase hergestellt ist.
3. Hochgeschwindigkeitsprojektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (22) als Metalleinlage ausgebildet ist, wobei die Einlage aus Natrium oder Aluminium besteht.