DE19950002A1 - Einrichtung zur Beschleunigung eines Projektils - Google Patents
Einrichtung zur Beschleunigung eines ProjektilsInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F42C19/08—Primers; Detonators
- F42C19/0823—Primers or igniters for the initiation or the propellant charge in a cartridged ammunition
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Abstract
Mit der Erfindung wird eine Einrichtung zur Beschleunigung eines Projektils (4) unter Einsatz eines Plasmagenerators (1) und der Verteilung eines Plasmabogens in einer Brennstoffmasse vorgeschlagen, bei dem der Plasmagenerator (1) stabförmig ausgebildet ist und zentral in das rückwärtige Ende einer ersten Brennstoffmasse (2) eingeführt ist, an die im vorderen Bereich eine zweite Brennstoffmasse (3) angeschlossen ist. Die beiden Brennstoffmassen (2, 3) besitzen unterschiedliche chemische Zusammensetzungen und verschiedenartige geometrische Formgebungen.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beschleunigung eines Projektils unter
Einsatz eines Plasmagenerators und mit Verteilung eines Plasmabogens in einer
Brennstoffmasse.
Die DE 44 40 829 A1 offenbart eine ringförmige Plasmainjektionsvorrichtung mit
einer Brennstoffmasse, die einen Versorgungsanschluß zum Zuführen einer aus
reichenden Energie besitzt, um ein Plasma zu erzeugen und dadurch ein Projektil
in einem Waffenrohr zu beschleunigen. Diese Vorrichtung besitzt Mittel zum
Richten der Energie an einer ersten und an einer zweiten Anschlußklemme und ist
eingerichtet zur Verteilung eines Plasmabogens in der Brennstoffmasse. Die
Energiezufuhr erfolgt bei dieser Vorrichtung über einen sog. Leistungszuführstab,
der zentral in die einzige Brennstoffmasse eingeführt ist. Dabei ist der vordere
Teil des Stabes als Anode und der an der Leistungsversorgung angeordnete rück
wärtige Teil des Stabes als Kathode ausgebildet. Um den Leistungszuführstab
befindet sich ringförmig ein membranhaftes Element. Wenn nun der Strompfad
genügend ausgebildet ist, verdampft dieses membranhafte Element und eine aus
reichende Gasleitfähigkeit ermöglicht dann die Ausbildung eines Plasmas zwi
schen der vorderen Anode und der rückwärtigen Kathode ringförmig um den
Energiezuführstab. Der ringförmige Plasmabogen entwickelt sich demzufolge
entlang dem Energiezuführstab. Das entstehende Plasma ist im wesentlichen stabil
und liefert ein höheres Leistungsprofil als das eines typischen festen Zünddrahtes.
Eine weitere, ähnlich der vorstehend beschriebenen Einrichtung aufgebaute Vor
richtung zur Beschleunigung eines Projektils ist in der US 4,974,487 beschrieben.
Das Projektil wird in diesem Fall in einem Waffenrohr durch einen Plasmastrahl,
der eine Flüssigtreibladung zündet, beschleunigt. Der Plasmastrahl wird von einer
Struktur abgeleitet, die eine Kapillare formt. Das Plasma wird hier erzeugt durch
Anlage einer Spannung von einer Energieeinheit zu den Elektroden an den beiden
sich gegenüberliegenden Enden der Kapillare.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfin
dung, eine Einrichtung zur Beschleunigung eines Projektils unter Einsatz eines
Plasmagenerators zu schaffen, die weiter verbessert ist und eine Steigerung der
Mündungsenergie des Projektils erzeugt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen beschrieben.
Bei einem gegebenen Ladungsraum wird unter Verwendung der beiden unter
schiedlichen Brennstoffmassen bzw. Treibmittelkomponenten ein geometrisch
vorbestimmter Ladungsaufbau realisiert. Dabei haben die Treibmittelkomponen
ten verschiedene Geometrien und unterschiedlich chemische Zusammensetzun
gen, um das gewünschte innenballistische Verhalten zu erreichen. Bei den ver
wendeten Treibladungskomponenten kann es sich sowohl um konventionelle als
auch im LOVA-Treibmittel handeln.
Die Anzündung der Brennstoffmassen im Ladungsraum, beispielsweise eines
Waffenrohres, erfolgt über einen Plasmagenerator mit sehr hoher Wirksamkeit.
Ein wesentlicher Faktor für eine gezielte Anzündung der Brennstoffmasse bzw.
der Treibladung und damit für die Steuerung des innenballistischen Verhaltens
bildet die Anordnung und die Auslegung der gesamten Zündeinheit.
In Versuchen wurde eine Leistungssteigerung mit der erfindungsgemäßen Ein
richtung von 7 bis 10% nachgewiesen. Unter Berücksichtigung dieser in Versu
chen erzielten Ergebnisse erscheint das Erreichen einer Mündungsenergie von
etwa 16 MJ bei weiterer Optimierung durchaus realisierbar. Die für eine solche
hohe Mündungsenergie notwendige elektrische Energie für die Anzündung liegt
dann bei ca. 300 kJ, wobei die Ladedichte der Brennstoffmasse etwa Eins beträgt.
Der zentral in die erste Ladungsmasse eingesetzte Plasmagenerator hat entschei
dende Vorteile gegenüber einer konventionellen Pulveranzündung. Durch den
Plasmagenerator wird eine Strahlung in einem relativ großen Umkreis frei, wo
durch die Brennstoffmasse angezündet wird und insgesamt eine glatte Abbrand
kurve zu erkennen ist. Durch diesen Einsatz des Plasmagenerators in die erste
bzw. hintere Brennstoffmasse erfolgt eine sehr gleichmäßige Verbrennung der
Brennstoffmassen und dadurch eine bessere und gleichmäßigere Geschoßbe
schleunigung.
Durch die beiden hintereinander angeordneten Brennstoffmassen bzw. Treibmit
telkomponenten erfolgt bei Zündung durch den Plasmagenerator zunächst ein er
ster Abbrand der hinteren Brennstoffmasse. Dadurch wird der freie Ladungsraum
insgesamt vergrößert, so daß auch bei Zündung der vorderen Brennstoffmasse
deren freiwerdende Energie gegen das Projektil wirkt.
In der Figur ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt.
In der schematisch dargestellten Einrichtung zur Beschleunigung eines Projektils
4, das in dem Beispielsfall als ein flügelstabilisiertes Geschoß ausgebildet ist, ist
mit 5 das Patronenlager bzw. der Ladungsraum und mit 6 das Waffenrohr be
zeichnet. Vom Boden 7 des Patronenlagers 5 erstreckt sich der Plasmagenerator 1
als stabförmiges Element zentral in die rückwärtige Brennstoffmasse 2. Der Plas
magenerator ist dabei in üblicher Weise mit einem Leistungsversorgungsanschluß
8 versehen. Die rückwärtige Brennstoffmasse 2 ist in Topfform ausgebildet und
als Schüttladung in den Innenraum des Patronenlagers 5 eingefüllt. Entsprechend
der Darstellung weist die topfförmige Brennstoffmasse 2 einen relativ dicken Bo
denbereich 9 und einen dazu im Verhältnis dünnwandigen Zylinderbereich 10 auf.
Die vordere Brennstoffmasse 3 bzw. die Treibmittelkomponente 3 ist stangenartig
ausgebildet und radial um das Projektil 4 angeordnet. Diese vordere Brennstoff
masse 3 ist höher verdichtet als die rückwärtige Brennstoffmasse 2.
Die Initiierung der Brennstoffmassen 2 und 3 erfolgt über den Plasmagenerator 1
mit sehr hoher Wirksamkeit. Durch die besondere Anordnung des Plasmagenera
tors im zentralen rückwärtigen Bereich des Patronenlagers 5 werden die beiden
Brennstoffmassen 2 und 3 gezielt angezündet, wodurch das vorbestimmte Ab
brandverhalten und dadurch das innenballistische Verhalten von Brennstoffmasse
und Projektil erreicht wird. Dies bedeutet, daß ein wesentlicher Faktor für die ge
zielte Anzündung der Treibmittelkomponenten 2 und 3 und damit für die Steue
rung des innenballistischen Verhaltens die Anordnung und die Auslegung der
gesamten Zündeinheit aus Plasmagenerator 1 und Brennstoffmassen 2 und 3 bil
det. Bei Zündung der hinteren Brennstoffmasse 2 durch den Plasmagenerator ver
brennt zunächst die Brennstoffmasse 2 in Teilen. Dadurch vergrößert sich der
innere Ladungsraum, in dem sich die Brennstoffmassen 2 und 3 befinden. Wenn
sich dieser Ladungsraum 2 vergrößert durch den beginnenden Abbrand der rück
wärtigen Brennstoffmasse 2, dann wird die vordere Brennstoffmasse 3 gezündet,
deren freiwerdende Energie die Energie der Brennstoffmasse 2 zur Beschleuni
gung des Projektils wirkungsvoll unterstützt.
Claims (7)
1. Einrichtung zur Beschleunigung eines Projektils mit Einsatz eines Plasma
generators und Verteilung eines Plasmabogens in einer Brennstoffmasse,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Plasmagenerator (1) stabförmig ausgebildet und zentral in das
rückwärtige Ende einer ersten Brennstoffmasse (2) eingeführt ist, an die im
vorderen Bereich eine zweite Brennstoffmasse (3) angeschlossen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffmassen (2, 3) unterschiedliche chemische Zusammenset
zungen und verschiedene geometrische Formgebungen aufweisen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hintere Brennstoffmasse (2) topfförmig mit einem relativ dicken
Boden (9) gestaltet ist, in deren Innenraum die vordere Brennstoffmasse (3)
eingesetzt ist, die das Projektil (4) radial vollständig umhüllt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die hintere Brennstoffmasse (2) als Schüttladung ausgebildet ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die vordere Brennstoffmasse (3) stangenartig ausgebildet und höher
verdichtet ist als die hintere Brennstoffmasse (2).
6. Einrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffmassen aus konventionellen oder LOVA-Treibmitteln
gebildet sind.
7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ladedichte der Brennstoffmassen (2, 3) etwa Eins beträgt.
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999150002 DE19950002A1 (de) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Einrichtung zur Beschleunigung eines Projektils |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19950002A1 true DE19950002A1 (de) | 2001-04-19 |
Family
ID=7925945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999150002 Withdrawn DE19950002A1 (de) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | Einrichtung zur Beschleunigung eines Projektils |
Country Status (2)
Country | Link |
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DE (1) | DE19950002A1 (de) |
Family Cites Families (8)
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1999
- 1999-10-15 DE DE1999150002 patent/DE19950002A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-10-10 EP EP00121992A patent/EP1092942A3/de not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
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EP1092942A3 (de) | 2002-01-02 |
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Legal Events
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