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Die
Erfindung betrifft ein Geschoss mit einen Drall erzeugenden Strömungskanälen. Das
Geschoss ist insbesondere geeignet zum Verschießen aus einem glatten Rohr.
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Zur
Erzeugung eines Dralls von Geschossen, die aus glatten Rohren abgeschossen
werden, ist es bekannt, in die Geschossoberfläche unter einer beliebigen
Neigung über
die gesamte Länge
des Geschosses gerade verlaufende Nuten oder Kanäle einzuarbeiten, die beim
Abschuss von den Treibmittelgasen durchströmt werden.
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Um
die Explodierkraft der Treibmittelgase wirksamer zu nutzen, wurden
mit der
DE-PS 597633 Drallkanäle vorgeschlagen,
die sich nach einem Verjüngungsteil
und einer Einschnürung
wieder erweitern, wodurch der aus der Einschnürung austretende Gasstrahl
auf eine Prallfläche
trifft und dort eine Strömungsumlenkung
erfährt,
die jedoch mit einem Energieverlust verbunden ist.
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Mit
dem Ziel, ein Geschoss zu entwickeln, das einen den ballistischen
Erfordernissen angepassten Flug des Geschosskörpers bewirkt und der Drall
mit möglichst
geringen Verlusten verbunden ist, offenbaren
DE-OS 27 31 092 und die
DE-OS 27 31 093 Geschosse, die mit
Drall erzeugenden Strömungskanälen versehen
sind, die eintrittsseitig einen Verjüngungsteil mit anschließender Einschnürung und
daran anschließend
einen Erweiterungsteil aufweisen, wobei die jeweilige Kanalachse
der Drallkanäle
in deren Erweiterungsteil geradlinig oder mäßig gekrümmt, windschief in einem Abstand
zur Geschossachse verläuft.
Verdichtungsstöße sollen
vermieden werden, indem die Kanalwände des Erweiterungsteils,
in Strömungsrichtung
gesehen, eine konvexe und/oder gerade Form und/oder eine höchstens schwach
konkav gekrümmte
Form aufweisen. Die Strömungskanäle können hierzu
bei unterkalibrigen Geschosskörpern
auch in voneinander beabstandeten Führungsringen angeordnet sein,
deren Außendurchmesser
dem Kaliber des Rohres entspricht oder in einem den mittleren Teil
des Geschosskörpers
umgebenden Käfigs
angeordnet sein. Diese Führungsmittel
sind trennbar am Geschosskörper angebracht.
Zur Stabilisierung der Flugbahn des Geschosses sieht die technische
Lösung
gemäß
DE-OS 27 31 093 vor, das
hintere Ende des Geschosskörpers
mit einem Leitwerk auszurüsten.
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Mit
dem Ziel, die Genauigkeit des stabilisierenden Dralls der genannten
technischen Lösungen zu
verbessern, offenbart
US 4,249,465 als
Weiterentwicklung einen Stabilisator für ein Kanonengeschoss. Der
Stabilisator besteht aus einem einstückigen massiven zylindrischen
Metallelement mit einem ersten und von diesem verschiedenen zweiten Durchmesser.
Das Metallelement ist koaxial am hinteren Ende des Geschosses angeordnet
und weist einen flachen hinteren Abschnitt mit mehreren bezüglich der
Längsachse
abgewinkelten Schlitzen mit parallelen Seitenwänden auf. Durch die im Flug
des Geschosses auf diese Seitenwände
auftreffende Luft soll dem Geschoss ein Drall verliehen werden.
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Als
problematisch ist bei dieser Lösung
die eingeschränkte
Anwendung auf Kanonengeschosse und die verhältnismäßig geringe Schussweite und Treffgenauigkeit
anzusehen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Geschoss der eingangs genannten
Art so zu verbessern, dass es unabhängig vom Kaliber ohne zusätzliches
Leitwerk eine hohe Schussweite bei einem stabilisierten Flug und
einer hohen Treffgenauigkeit und Durchschlagskraft aufweist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein Geschoss zum Verschießen aus einem glatten Lauf
oder Rohr mit einen Drall erzeugenden Strömungskanälen gelöst, bei dem die den Drall erzeugenden
Strömungskanäle spiralförmig im
Schaft des Geschosskerns in dessen Außenwand angeordnet sind, wobei
der Geschosskern in einem Mantel drehbar gelagert ist, der Mantel Öffnungen
für den
Austritt des Treibgases bei Verlassen des Geschosses aus dem Lauf
oder Rohr aufweist, im hinteren Ende des Geschosses eine Buchse
mit einem Kanal für
den Durchtritt des Treibgases und ein Ventil zum Verschließen einer
im Boden des Mantels befindlichen Öffnung vorgesehen sind oder
die den Drall erzeugenden Strömungskanäle spiralförmig in
einem Führungsuntersatz
in dessen Außenwand
angeordnet sind, wobei der Führungsuntersatz
den Geschosskern formschlüssig
aufnimmt und der Führungsuntersatz
mit dem Geschosskern auf einem Kolben, der Kanäle für den Durchtritt des Treibgases
aufweist, drehbar gelagert ist.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, den Geschosskern mit seiner Nase und seinem hinteren
Ende mittels Achsen und/oder Lagern innerhalb des Mantels drehbar
zu lagern.
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Gemäß weiterer
Ausführungsformen
der Erfindung ist das Ventil federbelastet an der Buchse angelenkt,
ist der Kolben tassenförmig
ausgebildet, sind die Kanäle
für den
Durchtritt der Treibgase radial mit gleichem Abstand zueinander
im Kolben angeordnet und weist der Führungsuntersatz Sollbruchstellen
auf.
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Eine
besondere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Geschosses
sieht vor, dass der Boden und/oder die Außenwand des Geschosskernes sowie
die Innenwand und/oder des Führungsuntersatzes
komplementär
mit einem Profil ausgestaltet sind oder deren Oberfläche eine
solche Rauhigkeit aufweist, dass ein gemeinsamer Drall von Führungsuntersatz
und Geschosskern gesichert ist.
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Nach
weiteren besonderen Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Geschosses
sind die Öffnung
für den
Austritt der Treibgase umlaufend mit gleichem Abstand zueinander
im Mantel angeordnet, entspricht die Anzahl der Öffnungen der Anzahl der Strömungskanäle und weisen
die Öffnungen
einen Durchmesser auf, der dem Abstand der beiden Seitenwände eines
Strömungskanals
entspricht.
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Im
Folgenden soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden.
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Es
zeigen
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1 den
Längsschnitt
durch ein Geschoss mit einem in einem Mangel gelagerten Geschosskern im
Geschützrohr;
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2 das
Geschoss gemäß 1 im
Moment des Verlassens des Geschützrohres;
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3 den
Querschnitt des Geschosses gemäß 1 im
Moment des Verlassens des Geschützrohres;
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4 den
Ausschnitt I der 3 in vergrößerter Darstellung;
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5 den
Längsschnitt
eines Geschosses nach Verlassen des Geschützrohres;
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6 den
Längsschnitt
durch den Mantel des erfindungsgemäßen Geschosses;
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7 die
Seitenansicht des Geschosskernes;
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8 die
Unteransicht des Geschosskernes gemäß 7;
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9 den
Schnitt A-A des Geschosskernes gemäß 7;
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10 das
erfindungsgemäße Geschoss mit
geschlossenem Ventil;
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11 den
Ausschnitt I des Geschosses gemäß 10 in
vergrößerter Darstellung;;
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12 den
Schnitt B-B des Geschosses gemäß 10;
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13, 14 den
Ausschnitt II mit einem Längsschnitt
und einer Untersicht einer Buchse;
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15 den
Längsschnitt
durch eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßes Geschoss
in einem Geschützrohr;
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16 den
Längsschnitt
durch ein Geschoss gemäß 15 nach
erfolgter Zündung;
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17 die
Seitenansicht des Geschosses gemäß 16;
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18 den
Schnitt C-C der Darstellung gemäß 17;
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19 den
Längsschnitt
durch ein Geschoss gemäß 15 bei
Verlassen des Geschützrohres;
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20 die
Darstellung des Geschosskernes mit den ursprünglich mit ihm verbundenen
Bauteilen.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes Geschoss
nach erfolgter Zündung.
Das Geschoss befindet sich noch in der Kartusche 19. Innerhalb
des Mantels 3 ist der Geschosskern 2 mittels der
Achsen 6 drehbar gelagert. Der Mantel 3 ist vorzugsweise aus
Stahl gefertigt. Am Ende des konisch auslaufenden Teiles des Geschosskernes 2 ist
im Mantel 3 die Buchse 5 mit dem federbelasteten
Ventil 7 angeordnet. Die Buchse 5 weist die Durchtrittskanäle 9 auf. Das
Ventil 7 dient dem Öffnen
und Verschließen
der im Boden des Mantels 3 vorgesehenen Öffnung 11. Wie 13 zeigt,
besitzt die Buchse 5 eine umlaufende Nut in die formschlüssig ein
wulstförmig
ausgebildeter Abschnitt des Mantels 3 greift. Deutlich
ist zu sehen, dass der Geschosskern 2 in seinem konischen
und seinem hinteren zylindrischen Abschnitt spiralförmig angeordnete
Strömungskanäle 4 aufweist.
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Nach
der Zündung
der Ladung – wie 1 und 2 zeigen – drücken die
sich ausdehnenden Treibgase gegen das federbelastete Ventil 7,
das die im Boden des Mantels 3 befindliche Öffnung 11 freigibt.
Durch die Durchtrittskanäle 9,
die gemäß 14 in
einem gleichmäßigen Abstand
zueinander in der Buchse 5 radial angeordnet sind, dringt
das Treibgas in die spiralförmig
angeordneten Strömungskanäle 4 des
Geschosskerns 2 und den durch einen Spalt gebildeten Raum
zwischen dem Geschosskern 4 und dem Mantel 3 und
erzeugt dort den Druck G.
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Wie
aus 6 ersichtlich ist, weist der Mantel 3 auf
seinem Umfang in einem gleichmäßigen Abstand
zueinander angeordnete Öffnungen 10 für den Austritt
des Treibgas auf, wenn der Geschosskern 2 das Rohr 1 verlässt (3).
Die Öffnungen 10 sind vorzugsweise
so ausgebildet und angeordnet, dass sie den Verlauf der spiralförmig angeordneten
Strömungskanäle 4 fortsetzen.
Die Anzahl der Öffnungen 10 entspricht
der Anzahl der Strömungskanäle 4.
Der Durchmesser der Öffnungen 10 entspricht
vorzugsweise dem Abstand, den beide Seitenwände eines Strömungskanals 4 an
ihrem Ende in Schussrichtung zueinander einnehmen. In dem Moment,
in dem das Geschoss das Geschützrohr 1 verlässt, werden
die Öffnungen 10 freigegeben
und strömen
die verdichteten Treibgase die Strömungskanäle 4 entlang in die Atmosphäre, gleichzeitig
schließt
das Ventil 7 die Öffnung 11,
wie aus 5 ersichtlich ist. Im Moment
des Ausströmens
der Treibgase und nach dem Schließen der Öffnung 11 strömt das Treibgas
mit der Kraft F durch die Strömungskanäle 4 und übt auf sie
den seitlichen Druck P aus (4), der
dem drehbar gelagerten Geschosskern 2 innerhalb des Mantels 3 einen
Drall verleiht. Auf gasdynamische Weise wird so das Drehmoment M
erzeugt (3). Je nachdem, welcher Druck
G zwischen dem Geschosskern 2 und dem Mantel 3 geschaffen
und je nachdem, welcher seitliche Druck P in den Strömungskanälen 4 ausgeübt werden
muss, um dem Geschosskern 2 die nötige Drehgeschwindigkeit zu
erreichen, kann die Anzahl und der Durchmesser der Durchtrittskanäle 9 unterschiedlich
gewählt
werden. Da der Geschosskern 2 im Mantel 3 drehbar
gelagert ist, lässt
sich nicht nur eine sehr hohe Drehgeschwindigkeit dieses Geschosskerns 2 erreichen,
sondern das Geschoss 2 erhält dadurch zugleich eine für eine hohe
Treffgenauigkeit erforderliche hohe Stabilität. Da im Moment des Austritts
des Treibgases aus den Öffnungen 10 des
Mantels 3 das Ventil 7 die am Boden des Mantels 3 befindliche Öffnung 11 verschließt, verleihen
die weiterhin wirkenden Treibgase beim Verlassen des aus dem glatten
Lauf 1 eines Gewehres oder Rohr eines Geschützes abgefeuerten
Geschosses eine besonders hohe Anfangsgeschwindigkeit von 1500 m/s
bis 1800 m/s und eine höhere
Schussweite gegenüber
den nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen.
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15 zeigt
eine besondere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Geschosses.
Bei diesem Geschoss ist der Geschosskern 12 formschlüssig in
einem Führungsuntersatz 15 gelagert.
In der Außenwand
des Führungsuntersatzes 15 sind – wie auch
aus 17 ersichtlich ist – die Strömungskanäle 13 spiralförmig angeordnet.
Der Führungsuntersatz 15 besteht
vorzugsweise aus einem verschleißfesten und hochtemperaturbeständigen Kunststoff und
kann Sollbruchstellen aufweisen. Der Führungsuntersatz 15 ist
mit Hilfe des Lagers 14 drehbar auf dem tassenförmig ausgebildeten
Kolben 16 gelagert, der für den Durchtritt der Treibgase
die Kanäle 17 aufweist.
Die in Richtung der Patronenhülse
oder Kartusche umlaufende Wan dung 20 des Kolbens 16 weist
an seinem Ende den Absatz 21 auf, mit dem der Kolben 16 auf
der Patronenhülse
bzw. der Kartusche gelagert ist. Die Kanäle 17 sind vorzugsweise mit
gleichem Abstand zueinander radialförmig in dem Kolben 16 angeordnet.
Nach Zündung
der Ladung treten die sich entwickelnden Treibgase durch die Kanäle 17 und üben mit
der Kraft F den Druck P seitlich auf die Strömungskanäle 13 des Führungsuntersatzes 15 aus
(17, 18). Insbesondere der Boden
des Geschosskerns 2 und die Innenseite des Bodens des Führungsuntersatzes 15 weisen
ein komplementär
ausgebildetes Profil auf, das gewährleistet, dass der Geschosskern 2 durch
den mit den Treibgasen in Drehung versetzten Führungsuntersatz 15 verlustfrei
die gleiche Drehgeschwindigkeit erhält wie der Führungsuntersatz 15.
Gegebenenfalls genügt
es, dem Boden des Geschosskerns 2 und der inneren Oberfläche des
Führungsuntersatzes 15 eine
entsprechende Rauigkeit zu geben. Das Lager 14 ermöglicht es,
die Energieverluste durch die bei der Drehung zu überwindende
Reibung möglichst gering
zu halten.
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19 und 20 zeigen,
dass sich nach Verlassen des Geschosses aus dem Geschützrohr 1 der
Führungsuntersatz 15,
das Lager 14 und der tassenförmig ausgebildete Kolben 16 durch
den Widerstand des Luftstromes und gegebenenfalls vorhandene Sollbruchstellen
gleitend vom Geschosskern 2 lösen, der durch den gasdynamisch
erzeugten Drall und den glatten Lauf/Geschützrohr 1 eine besonders hohe
Dreh- und Anfangsgeschwindigkeit sowie Treffgenauigkeit bei stabilem
Flug erreicht.
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Es
ist des Weiteren ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Geschosses,
dass es für Handfeuerwaffen
ebenso Anwendung finden kann wie für Geschütze oder Kanonen mit einem
Kaliber bis zu 150 mm. Der glatte Lauf 1 bzw. das glatte
Rohr 1 lassen sich im Vergleich zu gezogenen Läufen bzw. Rohren
außerdem
rationeller fertigen und mit erheblichen Materialeffekten auch dünnwandiger
gestalten.
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- 1
- Lauf
oder Rohr
- 2
- Geschosskern
- 3
- Mantel
- 4
- Strömungskanal
- 5
- Buchse
- 6
- Lager,
Achsen
- 7
- Ventil
- 8
- Feder
- 9
- Kanal
- 10
- Öffnung
- 11
- Öffnung
- 12
- Geschosskern
- 13
- Strömungskanal
- 14
- Lager
- 15
- Führungsuntersatz
- 16
- Kolben
- 17
- Kanal
- 18
- Seitenwand
- 19
- Hülse oder
Kartusche
- 20
- Rand
- 21
- Absatz
- 22
- Hülse oder
Kartusche