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Einseitig wirkende Mündungsbremsvorrichtung Die Erfindung betrifft
eine dem weisen nach mit einer einseitigen Mündungsbremse vergleichbare Vorrichtung,
die die Impulsänderung der Treibladungsgase an der Rohrmündung benutzt, um einerseits
die weitgehend bekannte Rückstoßverminderung durch die eingeführten Mündungsbremsen
zu erhalten und andererseits erfindungsgemlaß Kräfte und Momente von vorgegebener
Richtung und Größe als Funktionen der Zeit auf das Rohr oder die Waffenanlage wirken
zu lassen.
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Bei der Anordnung von Rohrwaffen auf leichten Lafetten oder Bahrzeugen
ist es aus baulichen Gründen erforderlich, die Schildzapfenachse des Waffenrohres
in einer bestimmten Höhe über dem Erdboden anzuordnen. Insbesondere beim horizontalen
schießen treten dadurch in Verbinaung mit den in der Rücklaufeinrichtung geweckten
Kräften nunmehr Drehmomente auf, die zu einem Aufbäumen und ggf. zu einem Kippen
der gesamten Waffenanlage führen können.
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Ähnlich störend wie bei den Bodenwaffen wirken diese vom Waffenrückstoß
herrührenden Reaktionskräfte bei Hubschraubern oder Drehflüglern, wenn sie mit Maschinenkanonen
ausgerüstet sind, die weit vom Flugzeugschwerpunkt entfernt angeordnet sind, denn
durch das aus den Schußreaktionskräften und dem wirksamen Hebelarm gebildete Moment
wird ein Ausweichen des Hubschraubers um sein Momentanzentrum verursacht. Es ist
leicht einzusehen, daß hierbei insbesondere durch die angeregte Schwingbewegung
- ebenso wie auch bei der Anordnung von Rohrwaffen auf leichten Lafetten und Fahrzeugen
- ein genaues Treffen nicht mehr möglich ist.
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In diesen Fällen besteht nur noch die Möglichkeit, sich mit großen
Streuungen zufrieden zu geben oder aber nur Einzelfeuer in langsamer Folge zu schießen.
Ein bchwerer...achen der :,:'affenanlage oder eine Vergrößerung der Abstützung auf
dem Boden ist nur im beschränktem Umfang zulässig, da besonders die erstgenannte
tqaßnahme konträr zum modernen Waffenbau verläuft.
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Es sind einseitig wirkende Mündungsbremsen bekannt geworden, die die
Aufgabe hatten, durch entsprechende einseitige Auslegung der Wirkrichtung auf das
Waffenrohr ein Moment wirken zu lassen, das dem Kippmoment infolge der Rücklaufeinrichtungskräfte
entgegengerichtet ist. Derartig einseitige Mündungsbremsen konnten sich jedoch wegen
der stoßartigen Beanspruchung des Waffenrohres an der
Mündung nicht
durchsetzen, da an der Mündungsbremse kurzzeitig erhebliche Kräfte entstehen, die
einerseits das Rohr zu schädlichen Schwingungen anregen und andererseits aufgrund
des großen Hebelarmes starke mechanische Beanspruchungen verursachen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Effekt einer einseitigen
Mündungsbremse durch die Umlenkung der Pulvergase, vorzugsweise in eine senkrecht
zur Rohrachse verlaufende Richtung, auszunutzen, um damit eine zur Erhöhung der
Standfestigkeit, in ihrer 6Sirkung mit einer äußeren Kraft vergleichbare, zusätzliche
Belastung der Waffenanlage zu erhalten, ohne jedoch gleichzeitig dadurch die nachteilige
Stoßbeanspruchung von der Mündungsbremse her in Kauf nehmen zu müssen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Rohrmündung
eine nahezu symmetrische DiTXundungsbremse angeordnet ist, die außen an etwa der
halben Mantelfläche von einer Gasumlenkplatte umschlossen ist, die radial federnd
zum Waffenrohr angeordnet ist. Hierbei kann sich die Gasumlenkplatte durch eine
entsprechende Federvorspannung an der Mündungsbremse abstützen, um dadurch eine
Schwingung der Gasumlenkplatte durch kleinere Störkräfte zu verhindern. Ferner können
geschwindigkeitsabhängige Dämpfungselemente mit unterschiedlichen Eigenschaften
zwischen Gasumlenkplatte und Waffenrohr angeordnet sein.
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Die Gasumlenkplatte wird beim Schuß von dem Anteil der Pulvergase
beaufschlagt, der zu ihr hin gerichtet ist, sobald der Geschoßboden die Querkammern
der Mündungsbremse durchlaufen und die Mündung der Mündungsbremse noch nicht verlassen
hat.
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Durch das Anströmen der Gasumlenkplatte wirken infolge der Impulsumlenkung
der Pulvergase erhebliche Kräfte auf die Gasumlenkplatte, die dadurch stoßartig
beschleunigt wird.
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Für das Bewegungsgesetz der Gasumlenkplatte gilt die aus der Schwingungslehre
weitgehend geläufige Lösung der Differentialgleichung, die aus dem ErGftegleichgewicht
der, als Funktion der Zeit wirkenden, Störkraft einerseits und den Massenträgheits-,
Dämpfung und Federkräften andererseits gewonnen wird.
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Ohne hier näher auf die Theorie eines einfachen Schwingsystems eingehen
zu ollen, sei hier nur gesagt, daß die hohen Kräfte auf dieGasumlenkplatte im wesentlichen
durch die zwischengeschaltete
Feder der Aufhängung und die Massenträgheit
der Gasumlenkplatte abgebaut werden, indem die nadelförmige Fläche des Kraftstoßes
auf die Gasumlenkplatte in eine flachere Form von längerer Zeitdauer mit einem sich
anschließenden, vom Grad der Dämpfung abhängigen, Ausschwingungsvorgang umgeformt
wird.
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Bei der Anwendung der einseitig wirkenden fçlündungsbremsvorrichtung
bei Maschinenkanonen ist es zweckmäßig, die Eigenfrequenz des Schwingungssystems,
die im wesentlichen von der Masse der Gasumlenkplatte, der Federkonstanten der Aufhängung
und der Dämpfung abhängig ist, auf die Kadenz der Maschinenkanone abzustimmen.
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Dazu legt man die Eigenfrequenz des systems so aus, daß sich die Gasumlenkplatte
kurz vor dem Beginn des folgenden Kraftstoßes mit nahezu maximaler Geschwindigkeit
auf dem Rückweg der Schwingung kurz vor der Ausgangsstellung befindet. Der anschließende
Kraft stoß durch die Treibladungsgase reicht aus, um die Geschwindigkeit der Gasumlenkplatte
umzukehren, ohne daß sie noch auf die ltündungsbremse aufprallt. Auf diese Weise
läßt sich auch für beliebig langes Dauerfeuer ein quasistationärer Zustand erreichen,
indem die nadelförmigen Kraftstöße zeitlich weitgehend gedehnt werden.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch die einseitige Ablenkung der Treibladungsgase nunmehr auf die Waffenanlage
eine weitgehend gleichförmige Querkraft und dadurch gleichzeitig auch ein entsprechend
gleichförmiges Drehmoment wirken, wobei das Moment dem, durch den 5.iaffenrückstoß
bedingten, Kippmoment entgegengerichtet ist, und die Querkraft die Standfestigkeit
der Jaffenanlage durch eine Vergrößerung der Bodenbelastung erhöht. Da bei Hubschraubern
meistens die Waffenanlage an der Unterseite angebracht ist und das Momentanzentrum
für die Drehung weit oben liegt, müssen hierbei die Treibladungsgase nicht, wie
für die Erdlafette und für leichte Fahrzeuge in den folgenden Abbildungen dargestellt,
nach oben sondern nach unten abgelenkt werden. Das wird dadurch erreicht, daß hierbei
die Gasumlenkplatte über der Mündungsbremse angeordnet wird.
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Für die technische Ausführung ist es besonders vorteilhaft, daß sich
diese einseitig wirkende Mündungsbremsvorrichtung ohne Änderung an der Waffenanlage
mit verhältnismäßig einfachen Mitteln verwirklichen läßt. Dadurch ist auch die Möglichkeit
für einen nachträglichen Einbau an bestehenden '.iaffenanlagen gegeben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig.1 die einseitig wirkende
Mündungsbremsvorrichtung in der Seitenansicht, Fig.2 die einseitig wirkende Mündungsbremsvorrichtung
im Längsschnitt, Fig.3 den Schnitt A- nach Fig.2 im doppelten Maßstab, Fig.4 den
schnitt C- nach Fig.2 im doppelten Maßstab.
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In Fig.1 und Fig.2 ist das waffenrohr 1 in verkürzter Darstellung
und die symmetrische Mlndungsbremse 2 einer Maschinenkanone abgebildet. 'die auch
in Fig.3 deutlich erkennbar, ist die Mündungsbremse an ihrer unteren Hälfte von
der Gasumlenkplatte 3 umschlossen, die beim Schuß von den, durch die unteren Querkammern
der Mündungsbremse geleiteten, Treibladungsgasen angeströmt und dadurch nach unten
beschleunigt wird. Zur vollkommeneren Umleitung aller auf sie gerichteten Treibladungsgase
ist die Gasumlenkplatte an den Stirnflächen entsprechend gestaltet. Die Gasumlenkplatte
ist an zwei Federstäben 4, die auf Biegung beansprucht werden, angenietet oder angeschraubt.
Aus der Fig.4 geht deutlich die Befestigung der Federstäbe mittels der Spannplatte
5 und den Bügelschrauben 6 hervor. Durch das Anziehen der Muttern auf den Bügelschrauben
werden die beiden Bederstäbe zwischen dem waffenrohr und der Spannplatte eingeklemmt.
3ie Federstäbe können auch an einer anderen Stelle der ilaffenanlage, die der Richtbewegung
des Waffenrohres folgt, befestigt werden. Ferner können zusätzliche Dampfungselemente
mit bestimmten Eigenschaften zwischen der Gasumlenkplatte und dem Waffenrohr angeordnet
sein.