DE2139735A1

DE2139735A1 - Verfahren und vorrichtung zur simulation der schussbeanspruchung von geschuetzrohren

Info

Publication number: DE2139735A1
Application number: DE2139735A
Authority: DE
Inventors: Sigmund Von Dr Ing Boutteville; Horst Dipl Ing Rekittke
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1971-08-07
Filing date: 1971-08-07
Publication date: 1973-02-15
Also published as: US3863499A; DE2139735C3; DE2139735B2; GB1334655A

Description

4 Düsseldorf, den 6.8.71

Akte: R 505

Verfahren und

Vorrichtung zur Simulation der Schußbeanspruchung γ_Οη Geschützrohren

Die Erfindu*ng "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um Geschützrohre im wesentlichen derselben Beanspruchung auszusetzen wie beim wirklichen Schuß, wobei jedoch der Aufwand gegenüber dem Schießen mit der wirklichen Munition go stark herabgesetzt ist, daß sich namentlich bei Lebensdauererprobuniren mit großen Schußzahlen v/esentliche Kosteneinsparungen ergeben.

Es ist bekannt, die Beanspruchung von Geschützrohren dadurch zu simulieren, daß das Innere des Rohres hydraulisch unter Druck gesetzt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß weder der Temperatureinfluß der heißen Pulvergase noch der kurzzeitige Anstieg der Gasdruckkurve wirklichkeitsgetreu dargestellt wird. Der Aufwand an hydraulischen Einrichtungen zur Erzeugung eines Druckes von 2000 bis 5000 at ist erheblich. Es ist daher im allgemeinen mit Rücksicht auf den Aufwand nicht möglich, ein vollständiges Geschützrohr in dieser Weise zu prüfen, sondern nur einen Abschnitt, der von dem Rohr abgetrennt wird.

Es ist ferner bekannt, in einen Waffenlauf einen Ersatzkörper geringeren Durchmessers mit einem Ladungsraum für Manöverpatronen einzusetzen. Derartige Manöverpatronengeräte dienen vielfach außer zu dem Zweck, einen dem scharfen Schuß ähnlichen Knall zu erzeugen, ferner dazu, einen für die Betätigung der Verschlußteile ausreichenden Gasdruck

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sicherzustellen, wie er "beispielsweise bei Gasdruckladern erforderlich ist. Eine dem v/irklichen Schuß entsprechende Beanspruchung des Waffenlaufes kann jedoch mit diesen Geräten nicht dargestellt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe, Rohr und "Verschluß mit verringertem Aufwand der v/irklichen Schußbelastung zu unterwerfen, dadurch gelöst, daß in das Innere des Geschützrohres ein sich über einen Teilbereich des Rohres erstreckender Einsatzkörper eingesetzt wird, daß zwischen der Innenwandung des Rohres und der Außenwandung des Einsatzkörpers ein Ringraum freibleibt, und daß man mit Zündung einer gegenüber dem wirklichen Geschoß verringerten Simulator-Treibladung die Innenwandung des Geschützrohres mit Gasdruck beaufschlagt.

Durch den Einsatzkörper wird das Volumen des Ladunffsraumes wesentlich verringert, "so daß den Pulvergasen der Weg zur unmittelbaren Einwirkung auf die Rohrinnenwand freigegeben wird. Der Aufwand wird ferner durch das Wegfallen eines Geschosses wesentlich herabgesetzt. Um den wirklichkeitsgetreuen Druckanstieg der Pulverirase sicherzustellen, muß bei fehlenden Geschoß die erforderliche anfängliche Verdammung mit anderen Mitteln erzeugt werden. Dies kann dadurch erreicht v/erden, daß in die Ausströmöffnung der Pulvergase eine Düse oder/und eine Berstplatte eingebaut wird.

Bei dem verringerten Ladungsraurnvolumen genügt eine gegenüber dem wirklichen Schuß wesentlich verringerte Pulvermenge, um einen wirklichkeitsgetreuen Gasdruck- und Temperaturverlauf an der Rohrwandung zu erzeugen.

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ORiGtNAL INSPECTED

Eine v/eitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Bohrungen und Hohlräume im Einsatzkörper dafür gesorgt wird, daß nicht nur das Rohr, sondern auch der Verschluß in gleicher Weise durch den Gasdruck "belastet wird wie "beim v/irklichen Schuß, so daß gleichzeitig mit dein Rohr auch der Verschluß einer Lebensdauererprobung unterworfen werden kann.

Die Simulatortreibung kann entweder im Einsatzkörper oder in einer davon getrennten Hülse untergebracht werden.

Es ergeben sich ferner verschiedene Ausführungsformen, je nach dem ob man Wert darauf legt, ein vollständige« Geschützrohr ohne wesentliche Änderungen an diesem Rohr ku prüfen oder ob man es vorzieht, die Erprobungen mit einem kurzen Rohrstuimnel durchzuführen, der im v/es entliehen, nur den Ladungsraum umfaßt.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung vereinfacht dargestellt, und zwar zeigt

"Bild 1 den Län;tsschnitt durch ein Geschützrohr mit dem eir'ge-

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bauten Einsatzkörper

Bild 2 den Längsschnitt durch einen mit eingebautem Einsatzkörper und Hülse.

Bild 5 einen Querschnitt durch das in Bild 2 dargestellte Ausfülirungsbei spiel.

Bei der Ausführung der Simulationseinrichtung nach Bild 1 kann diese ohne wesentliche Änderungen von Rohr und Verschluß in das Original-Geschütz eingebaut werden. Die verhältnismäßig kleinen Rückstoßkräfte bei den simulierten Schüssen werden ohne weiteres von der Lafette auf genourr.cii.

In der Zeichnung ist mit 1 der rückwärtige !Teil eines Geschützrohres bezeichnet, dessen Ladungsraum durch einen in seinem Bodenstück 2 verschiebbar gelagerten VerschlußkeJijJ verschlossen werden kann. In den Ladtuigsraun ist der Simulator-Sinsatzkörper A. eingesetzt, der an seinen Enden gegenüber .der Innenwandung des Rohres abgedichtet ist. Zu diesem Zweck weist das rückwärtige Ende des Sinsatzkörpers bei Λ einen kragenfönnigen Plansch 5 auf, der mittels einer Dichtung 6 in einer Ausn&hmung· des Rohrflansches eingesetzt ist, während das vordere Ende bei B TJmfr;7iQ,«Kohtungen 8 aufweist. Zwischen seinen Enden A uno. B ist der PJinsatzkörper in Durchmesser abgesetzt, so daß zwischen seinem Umfang und der Inn.enwancifji{.;· des Rohres eixa ringförmiger Raum 9 entsteht. In seinem rückwärtigen Bereich weist der Einsatzkörper einen Ladungsraum für eine Patronenhülse 10 mit einer Treibladung auf. Der Ladungsraum geht über eine Düse 11, die ein Widerlager für eine Berstplatte 12 bildet, in eine sich nach vorn eraticelckende und nach vorn offene Längsbohrung 1J über.

Nach dem bei Düsenkanonen bekannten Prinzip können die Bruchplatte sowie die Düse entsprechend den Daten der Ladung und des Verbrennungsräumes co dimensioniert werden, daß der gewünschte zeitliche Gasdruckverlaui erreicht wird. Der Einsatakörper weist ferner in dem Boreich h.intor der Jicrctplaite rad.ia.le Bohrungen 14 auf, durch dio der Ladungsraum mit dem Ringravii 9 in Verbindung Dteilt.

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Bei geschlossenem Verschluß liegt der Yerschlußkeil J an einer in den kragenförmigen Flansch 5 des Einsatzkörpers angeordneten Ringliderung 15 an, sowie gegen den Boden 16 der Treibladungshülse. Der Durchmesser D der Ringliderimg und diese selbst entsprechen der Liderung des zu prüfenden Geschützrohres. Zv.'isehen der Ringliderung 15 tmä dem Sits des Bodens 16 der Treibladungshülse ist in dem Plansch 5 eine Aue— drehung vorgesehen, wodurch im Zusammenwirken mit dem Versehlußkeil ein scheibenförmiger Raum I7 entsteht. Dieser Raum ist über Längsbohrungen 18 und eine in dem Einsatzkörper angeordnete Ringnut 19 mit dem Mngraum. 9 verbunden.

Beim Zünden der Treibladung - wa.s in bekannter Weise mittels Schlagbolzen oder auch elektrisch erfolgen kann - gelangen'die Pulvergase, durch die Bohrungen I4 in äen Ringraum 9 und beaufschlagen dort die Innom/andung des Geschützrohres ζλίΐ sehen den Enden Λ und B des Einsät skörpers mit dem gleichen Gasdruck und etwa gleichen Gastemperaturen wie beim viidd chen Schuß. Ferner strömen die Gase durch die Ringnut I9 und die Längsbohrungen 18 in den scheibenförmigen Druckrauia I7 und erzeugen dort zusammen mit dem auf den Boden 16' der Treibladungshülse wirkenden Gasdruck den gleichen Druck auf den Yerschlußkeil sowie auf die Verschlußliderung 15 wie beim wirklichen Schuß,

Damit nicht unverbra,nnte Pulverteile durch die Bohrungen I4 in den Ringraum 9 getrieben werden, ist es zweckmäßig, die Treibladung über einen eingebauten Treibladungszünder von vorne zu zünden.

Die zu verbrennende Treibladung muß natürlich nach Art und Menge so gewählt werden, daß ein dem wirklichen Schuß im Geschützrohr entsprechender Gasdruckverlauf erreicht wird.

Bei der Dimensionierung der Bohrungen und Spalte ist zu berücksichtigen, daß zwar durch Kleinhaltung des gesamten Verbrennungsräumes die erforderliche Simulatorladung verringert wird, daß aber andererseita durch zu enge Bohrungen der Druckabfall bis zur Innenwandung des Geschütz rohres und bis zum Keil zu groß wird.

Eine weitere Ausführungsform der Simulationseinrichtung ist in Bild 2 dargestollto Dabei wird an Stella des gesamten Geschützrohres nur der

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BAD ORKaINAL

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am höchsten beanspruchte rückwärtige Teil 1 verwendet, der den Ladungsraum und etwa den Anfangsbereich des gezogenen Teiles umfaßt.

Falls man sich nicht von vornherein mit der Fertigung eines solchen Rohrstuinmels für Versuchszwecke begnügt, kann ein vorhandenes Rohr auf die erforderliche Länge gekürzt werden.

Der Rohrstummel kann hinten mit dem normalen Bodenstück 2 und Keil 3 abgeschlossen werden.

In den Ladungsraum wird außer dem Einsatzkörper 4j der im wesentlichen ^ zur Verringerung des Ladungsraumvolumens dient, eine Hülse 20 eingesetzt, die zur Aufnahme der Treibladung bzw. der Kartusche dient.

Der Spalt zwischen Hülse 20 und Rohr 1 kann nach rückwärts beispiela-. weise durch eine plastische Liderung 29 abgedichtet werden.

Der Einsatzkörper ist durch Rippen 21 im Rohr geführt und ist vorne in eine Druckplatte 22 eingeschraubt. Die auf den Einsatzkörper wirkende axiale Gaskraft wird von der Druckplatte 22 ub.erdas Abschltißstück 25 und das eingeschraubte Mantelrohr 24 auf das Bodenstück 2 übertrafen. Das Mantelrohr ist durch einen Luftspalt vom Geschützrohr 1. getrennt und besitzt Fenster 25, die erlauben, Druck-, Dehnungs- und Temperaturme&fühler am Geschützrohr anzubringen.

Im Abschlußstück 23 ist eine Berstplatte 12 eingebaut, die vor dem simulierten Schuß von vorn eingeführt und durch eine hohle Spannschraube 27 an ihre ringförmige Sitzfläche angepreßt wird.

Nach dem Zünden der Treibladung streichen die Pulvergase an der gesamten Ladungsraumwandung entlang und gelangen durch Öffnungen 26 in der Druckplatte 22 (siehe Bild 3) in den Raum 28 vor der Berstplatte 12. Bis zum Bersten dieser Platte baut sich ebenso wie bei der Ausführung nach Bild 1 im go samten Ladungsraum ein entsprechend hoher Gasdruck auf. Durch entsprechende Mshl der Treibladung, Dimensionierung· do3 Verbronnui^rsrauraes und Ausbildung der Berstplatto kann oin mit dem wirklichen Schuß

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ff·:

iNSPECTEO

übereinstimmender Ga,sdruckvorlauf erreicht werden.

Als Vorteil der Ausführung nach Bild 2 ist zu betrachten, daß die Rohrwandung bis in den gesogenen Rohrteil hinein durch Gase beaufschlagt werden kann.

Obwohl bei der Ausführung 2 einige Änderungen am Rohr erforderlich sind, wird es ira allgemeinen möglich sein₅ das Rohr zur Durchführung der Versuche in eine normale Lafette einzulagern.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausbildung und konstruktive Ausgestaltung, v/erden - soweit sie gegenüber dem Stand dor Technik einzeln oder in Kombination neu sind - als er-

beansprucht.

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Claims

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Patentansprüche

1« Verfahren zum Simulieren der Schußbeanspruchung von Geschützrohren,, dadurch gekennzeichnet, daß in das Innere des Geschützrohres ein sich über einen Teilbereich des Rohres erstreckender Einsatzkörper eingesetzt wird, daß zwischen der Innenwandung des Rohres und der Außenwandung des Einsatzkörpers ein Ringrauin freibleibt, und daß man durch Zündung einer gegenüber dem wirklichen Geschoß verringerten Simulator-Treibladung die Innenwandung des Geschützrohres mit Gasdruck beaufschlagt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß liian die Simulator-Treibladung im Zusatzkörper anordnet.

3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch g e Ic e η η ζ e i c h η e t, daß man die Simulator-Treibladung in einer.vom Einsatzkörper getrennten besonderen Hülse am hinteren Ende des Laderaumes anordnet.

h. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3> (Iad u r c Ii g e Ic e η η ζ e i c h η e t, daß man den Ringrauiii /wir.chen Einsatzkörper und Rohr-Innenwandung vor dem Einsatzkörper durch eine Berstplnttc verschließt, die man von vorne in das Rohr einfiihi't und durch einen hohlen Schraubverschluß festlegt.

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Blatt

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Verfahren

5. nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man den äußeren Umfang des Einsatzkörpers an dessen vorderen Ende gegen die Rohrwandung abdichtet und die Pulvergase über eine zentrale Bohrung des Einsatzkörpers, die über radiale Bohrungen mit dem Ringraum zwischen Einsatzkörper und Rohrinnenwandung in Verbindung stehen, ausströmen läßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch g e k e η·η zeichnet, daß man die zentrale Bohrung des Einsatzkörpers vor dem Schuß mittels einer Berstplatte verschließt.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch einen in das Geschützrohr (l) einsetzbaren, sich über einen Teilbereich des Rohres erstreckenden Einsatzkörper (^)₉ dessen Außendurchmesser geringer als der Innendurchmesser des Rohres ist, derartig, daß zwischen deir Außendurchmesser des Einsatzkörpers und der Innenwandung des Rohres ein Ringraum frei bleibt.

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