DE2731092A1

DE2731092A1 - Geschoss mit drall erzeugenden stroemungskanaelen

Info

Publication number: DE2731092A1
Application number: DE19772731092
Authority: DE
Inventors: Josef Prof Dr Ing Ballmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-07-09
Filing date: 1977-07-09
Publication date: 1979-01-25
Also published as: EP0006874A1; FR2462688A1; US4296893A; GB2046884A; WO1979000037A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Geschoß, insbesondere zum Verschießen aus einem glatten Rohr, mit Führungsteilen und/oder einem Treibspiegel oder ohne derartige Zusatzteile, ausgestattet mit Drall erzeugenden Strömungskanälen, welche eintrittsseitig einen Verjüngungsteil mit anschließender Einschnürung und stromab daran anschließend einen Erweiterungsteil, in dem das Treibgas Überschallgeschwindigkeit erreicht, haben.

Bei dem erfindungsgemäßen Geschoß kann es sich um ein solches mit einem Vollgeschoßkörper oder mit einem Röhrengeschoßkörper handeln. Ferner kann es mit oder ohne Leit-werk ausgeführt sein.

Soweit das erfindungsgemäße Geschoß Führungsteile aufweist, können diese in bekannter Art aus einem Käfig oder aus Ringen bestehen, von welchem bzw. welchen der Geschoßkörper formschlüssig umgeben wird. Der Käfig sowie die Ringe bestehen dann vorzugsweise aus mehreren lösbar oder lediglich durch Sollbruchstellen miteinander verbundenen Segmenten. Der Treibspiegel des Geschosses ist, soweit vorhanden, wie üblich zwischen dem vorderen Ende des Treibmittelbehälters und dem Heckteil des Geschoßkörpers angeordnet, ohne mit diesem dauerhaft verbunden zu sein. Er kann ein- oder mehrteilige Ausbildung besitzen. Ferner besteht die Möglichkeit, ihn mit den Führungsteilen zu einer Einheit zusammenzufassen.

Geschosse der infrage stehenden Art sind nicht nur zum Scharfschießen vorgesehen, sondern werden als sogenannte Übungsgeschosse in großem Umfang für Schießübungen verwendet.

Es ist erwünscht, derartige Geschosse mit einem Drall zu versehen,

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wobei die Höhe des Dralls den jeweiligen Abgangs- und Flugeigenschaften einer bestimmten Geschoßausführungsart anzupassen und auch beim Schuß aus einem glatten Rohr zu verwirklichen ist.

Bei aerodynamisch instabilen Geschossen dient der Drall insbesondere der Flugstabilität der Geschosse. Die Drehgeschwindigkeit um die Geschoßlängsachse, auch Rasanz genannt, wird durch die Gestalt und die Massengeoraetrie des Geschoßkörpers bestimmt.

Es ist bekannt, daß man Geschossen der genannten Art einen Drall im Abschußrohr erteilen kann, indem man dieses mit sogenannten Drallzügen ausstattet. Die Geschosse besitzen dabei zumindest auf einem Teil ihrer Mantelfläche ein geringes Übermaß, so daß sie beim Abschuß zunächst in die Drallzüge hineingepreßt werden und dann nahezu formschlüssig den Drallzügen folgen. Bei dieser Art der Drallerzeugung ist die Höhe des Abgangsdralls durch den Drallwinkel des Rohrs und die Abgangsgeschwindigkeit der Geschosse bestimmt. Diese Tatsache verhindert jede Möglichkeit der Drallabstimmung, wenn man aus demselben Rohr unterschiedliche Geschoßformen verschießen oder unterschiedliche Abgangsgeschwindigkeiten erzielen will, wie es vor allem beim Übungsschießen erwünscht ist, aber auch beim Scharfschießen erwünscht sein kann. Die Folge ist ein fehlerhaftes Flug- und Zielverhalten des Geschoßkörpers.

Es sind aber auch schon Geschoßformen bekannt geworden, bei welchen die Geschosse einteilig ausgeführt sind und längs ihrer Außenwand oder im Innern mit sogenannten Drallkanälen ausgerüstet sind. Diese Drallkanäle werden beim Abschuß von den Treibmittelgasen durchströmt und ermöglichen das Verschießen von Drallgeschossen aus glatten Rohren. Durch entsprechende Kanalgestaltung gestatten sie außerdem eine von der Abgangsgeschwindigkeit der Geschosse unabhängige Wahl der Rasanz derselben für dasselbe Abschußrohr. Die in Frage stehenden

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bekannten Geschoßausführungen haben sich wegen ihrer außenballistischen Probleme und wegen einer ungünstigen Gestaltung ihrer Drallkanäle jedoch nicht durchgesetzt.

Physikalisch wird der Geschoßdrall dadurch erzeugt, daß dem Teil der Treibgase, welcher das Geschoß auf dem Weg durch die Drallkanäle überholt, von dem Geschoß eine Geschwindigkeitskomponente in Umfangsrichtung erteilt wird, was zu einer gegenläufigen Rasanz des Geschosses führt.

Bei den Drallkanälen bekannter Geschosse handelt es sich einerseits um spiralförmig um die Geschoßachse verlaufende Kanäle mit konstantem oder sich verjüngendem Querschnitt, in welchen das Treibgas höchstens mit Schallgeschwindigkeit strömen kann. Andererseits ist aber auch schon ein Geschoß mit Drallkanälen bekannt geworden, die sich nach einem Verjüngungsteil und einer Einschnürung wieder erweitern, so daß bei den in dem Geschoßrohr herrschenden Druckverhältnissen das Gas in dem Erweiterungsteil Überschallgeschwindigkeit erreicht (DT-PS 597 633). Allerdings erhält hierbei das Gas seine Umfangsgeschwindigkeit, nachdem es Überschallgeschwindigkeit erreicht hat, erst an einer sogenannten Prallflache, die sich am hinteren Ende der Kanäle an einer Seite derselben befindet und zur Anströmung schräg angestellt ist. Diese Art der Strömungsumlenkung nutzt zwar schon stärker den Energieinhalt der Treibgase für die Drallerzeugung aus, jedoch geht diese zu einem guten Teil durch die von Verdichtungsstößen begleitete Umlenkung der Überschallströmung an der Prallfläche wieder für die Drallerzeugung verloren.

Die Folge ist bei allen bekannten Geschossen ein hoher Treibgasbedarf für die Drallerzeugung, was im Hinblick auf die Erzielung einer möglichst hohen Abgangsgeschwindigkeit der

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Geschosse als Verlust zu werten ist, der nicht durch den Wegfall der Reibungskräfte aufgewogen wird, welche bei der Drallerzeugung in Drallzügen zusätzlich zur normalen Wandreibung auftreten. Der höchstmögliche Wirkungsgrad der Drallerzeugung wird jeweils von vornherein verschenkt, indem entweder auf Überschau oder auf stoßfreie Umlenkung verzichtet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Geschoß der eingangs genannten Art mit Drall erzeugenden Strömungskanälen, welche es gestatten, diese mit einem Drall zu verschießen, dessen Rasanz unabhängig von der Höhe der Geschoßabgangsgeschwindigkeit wählbar ist und eine Stabilisierung sowie einen den ballistischen Erfordernissen angepaßten Flug seines Geschoßkörpers bewirkt, so auszubilden, daß dieser Drall mit möglichst geringen Verlusten erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem derartigen Geschoß die jeweilige Kanalachse der Drallkanäle in deren Erweiterungsteil, geradlinig oder mäßig gekrümmt, windschief in einem Abstand zur Geschoßachse verläuft und daß zur Vermeidung von Verdichtungsstößen die Kanalwände des Erweiterungsteils, in Strömungsrichtung gesehen, eine konvexe und/oder gerade Form und/oder eine höchstens schwach konkav gekrümmte Form aufweisen.

Die Drall erzeugenden Strömungskanäle bzw. Drallkanäle werden beim Verschießen des erfindungsgemäßen Geschosses von dem Treibgas durchströmt und bewirken alsdann die gewünschte Drallerzeugung.

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Bei der erfindungsgemäßen Drallerzeugung wird dem durch die Drallkanäle strömenden Treibgas eine Dralländerung um die Rohrachse, also eine Änderung seiner Strömungsgeschwindigkeit in Rohrumfangsrichtung, von den Begrenzungen der Drallkanäle aufgezwungen. Die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung und Ausbildung der Drallkanäle gewährleistet dabei einen besonders hohen Ausnutzungsgrad der Energie der Treibgase für die Drallerzeugung.

Der Verlauf der Achse und die Gestalt der Wände der Drallkanäle, wie sie die Erfindung vorsehen, sind dabei durch die Forderung beherrscht, daß in den Drallkanälen keine oder nur sehr schwache und hinsichtlich der durch sie bewirkten Verluste vernachlässigbare Verdichtungsstoße auftreten und das Treibgas die Drallkanäle mit möglichst großer Überschallgeschwindigkeit sowie, bezogen auf die Geschoßachse, mit möglichst großem Drall verläßt.

Dementsprechend ist bei dem neuen Geschoß die Achse der Drallkanäle am Kanalaustritt in möglichst großem Abstand von der Rohrachse angeordnet und dabei so gerichtet, daß sich eine möglichst hohe Umfangskomponente der Gasgeschwindigkeit ergibt. Weiterhin weisen die Wände der Drallkanäle in deren Erweiterungsteil hierzu die bereits genannte Form auf, da durch diese Verdichtungsstöße vollständig oder nahezu vollständig vermieden werden.

Bei dem neuen Geschoß kann erfindungsgemäß ferner vorgesehen sein, daß die Drallkanäle jeweils eine Achse aufweisen, die in deren Verjüngungsteil stetig oder unstetig gekrümmt ist. Ggf. ergibt sich dann eine zusätzliche Drallerzeugung durch die Umlenkung und die damit

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verbundene Richtungsänderung der Treibgase in dem Verjüngungsteil der Drallkanäle.

Ferner kann bei dem neuen Geschoß erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß am Abströmende der Drallkanäle der druckseitige Teil ihrer Wandung eine Verlängerung aufweist. Durch diese Verlängerung wird dann die Geschwindigkeitskomponente des Treibgases in Rohrumfangsrichtung verstärkt und damit die Drallerzeugung weiter gefördert.

Bei den genannten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Geschosses können dessen Drallkanäle jeweils eine Achse besitzen, die in einem konstanten oder nur wenig unterschiedlichen Abstand zu der Geschoßachse verläuft. Ggf. stellen die Drallkanäle Axialkanäle dar.

Erfindungsgemäß besteht aber auch die Möglichkeit, daß bei den genannten Ausführungsformen des neuen Geschosses die Achsen der Drallkanäle von ihrem Einströmende zu ihrem Abströmende jeweils ihren Abstand zur Geschoßachse stark verändern und zur Durchströmung von innen nach außen oder umgekehrt ausgebildet sind. Die Drallkanäle stellen in diesen Fällen dann Radialkanäle dar.

Bei dem erfindungsgemäßen Geschoß kann weiterhin vorgesehen sein, daß es Drallkanäle aufweist, welche die Geschoßachse ringförmig umgebend angeordnet sind und eine Axialkanalgruppe bilden. Ferner kann das erfindungsgemäße Geschoß Drallkanäle besitzen, die derart angeordnet sind, daß sie die Geschoßachse kranzförmig umgeben und eine Radialkanalgruppe bilden. Schließlich ist es bei dem erfindungsgemäßen Geschoß auch möglich, daß zwei oder mehr in Abstand voneinander befindliche sowie nacheinander durchströmte Kanalgruppen für eine zwei- oder mehrstufige Drallerzeugung vorgesehen sind.

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Die Ausführung des Geschosses mit zwei oder mehr in Abstand voneinander befindlichen sowie nacheinander durchströmten Kanalgruppen für eine zwei- oder mehrstufige Drallerzeugung ist besonders wirksam.

Nach dem Austritt des Treibgases aus einer Kanalgruppe wird es vor dem Eintritt in die nächste Kanalgruppe durch Reibung an den umgebenden Wänden zwischen den Kanalgruppen durch ein System von Verdichtungsstößen und Verdichtungswellen von Über- auf Unterschallgeschwindigkeit abgebremst. Der so entstehende Druckrückgewinn steht für die in der nächsten Stufe folgende Drallerzeugung wieder zur Verfügung.

Die Abbremsung des Treibgases zwischen den Kanalgruppen ist mit einem durch die Verdichtungsstöße und durch Reibung bedingten Entropiezuwachs verbunden. Dadurch wird der auf die durchströmte Fläche bezogene maximal mögliche Massenstrom, das ist die sogenannte kritische Stromdichte herabgesetzt. Die kritische Stromdichte tritt, wenn sie in einem Kanal erreicht wird, stets in naher Umgebung der engsten Stelle des Kanals auf. Das gilt auch für eine Kanalgruppe bzw. Drallerzeugungsstufe, bei welcher der sogenannte engste Stufenquerschnitt dem engsten Gesamtströmungsquerschnitt aller Drallkanäle der Stufe einschließlich aller Leckdurchlässe entspricht.

Der, wie beschrieben, in Strömungsrichtung abnehmenden kritischen Stromdichte wird bei derartigen Ausführungsformen des Geschosses erfindungsgemäß dadurch Rechnung getragen, daß der von den Querschnitten der einzelnen Kanäle einer Kanalgruppe gebildete engste Kanalgruppengesamtquerschnitt stromab von Kanalgruppe zu Kanalgruppe zunimmt. Die Zunahme soll dabei derart sein, daß eine möglichst hohe Drallwirkung bezogen auf die für die Drallerzeugung benutzte Gasmenge zustande kommt.

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Die Zunahme des Kanalgruppengesamtquerschnittes wird bei einer Ausführungsform dadurch erreicht, daß die einzelnen Kanäle einer folgenden Kanalgruppe jeweils einen größeren Querschnitt als die einzelnen Kanäle einer vor dieser Kanalgruppe befindlichen Kanalgruppe haben. Eine andere Ausführungsform sieht hierzu vor, daß bei gleichem Querschnitt der einzelnen Kanäle aller Kanalgruppen eine folgende Kanalgruppe mehr Kanäle als eine vor dieser Kanalgruppe befindliche Kanalgruppe hat.

Um das gleiche Ergebnis auf eine andere Weise zu erreichen, ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß bei gleichem von den Querschnitten der einzelnen Kanäle einer Kanalgruppe gebildeten engsten Kanalgruppenquerschnitt die Kanalgruppen stromab mit von Kanalgruppe zu Kanalgruppe größer werdenden Leckdurchlässen versehen sind.

Die für die Drallerzeugung des erfindungsgemäßen Geschosses benutzte Gasmenge kann durch die angegebene Ausgestaltung und Anordnung der Drallkanäle, Drallkanalgruppen und Drallerzeugungsstufen insgesamt sehr viel kleiner gehalten werden als bei den bereits bekannten Geschossen mit Drallkanälen, so daß die für die Drallerzeugung benutzte Gasmenge als Treibgasverlust nur einen mäßigen Einfluß auf die Abgangsgeschwindigkeit des Geschosses besitzt.

Wenn das erfindungsgemäße Geschoß auch insbesondere zum Verschießen aus einem glatten Rohr vorgesehen ist, so eignet es sich jedoch auch, um aus einem mit Drallzügen versehenen Rohr verschossen zu werden. Für derartige Verwendungen des Geschosses sieht die Erfindung noch vor, daß sein Geschoßkörper oder seine Führungsteile und sein Treibspiegel ein solches Untermaß besitzen, daß sein Drall nicht durch die Drallzüge des Rohrs bestimmt wird.

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In den Zeichnungen sind die Erfindung sowie verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Geschosses beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Reihe von Ausführungsformen der bis 7 Drallkanäle in schematischer Schnittdarstellung,

Fig. 8 ein in einem Rohr befindliches unterkalibriges Röhrengeschoß in Teildarstellung, teils in Draufsicht und teils in Schnittansicht,

Fig. 9 die Führungsteile des in Fig. 8 dargestellten Geschosses in Endansicht,

Fig. 10 den in einem Rohr befindlichen Geschoßkörper eines kalibrigen Vollgeschosses, teils in Draufsicht und teils in Schnittansicht, und

Fig. 11 den in Fig. 10 dargestellten Geschoßkörper im Querschnitt gemäß Linie A-B derselben.

Drallkanäle der in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Art können in oder an dem Geschoßkörper angeordnet sein. Sie können sich aber auch in den Führungsteilen und/oder dem Treibspiegel des Geschosses befinden, sofern derartige Teile vorgesehen sind.

In den genannten Figuren sind die Drallkanäle sämtlich mit der Bezugszahl 20 bezeichnet, während die Teile des Geschosses, in welchen sie sich befinden, die Bezugszahl 21 aufweisen. Um die mögliche Lage der Drallkanäle 20 mit Bezug auf die Geschoßachse zu veranschaulichen, ist in den Fig. 1 und 2 die Geschoßachse durch die strichpunktierte Linie 22 angedeutet. Weiterhin ist die Achse der Drallkanäle jeweils mit 23 bezeichnet. In den Fig. 1 und 2 deutet die Linie 24 dabei den Abstand zwischen der Drallkanalachse 23 und der Geschoßachse 22 an.

Sämtliche in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Drallkanäle 20 weisen über ihre Länge unterschiedlichen Querschnitt auf.

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So haben die Drallkanäle 20 eintrittsseitig sich verjüngenden Querschnitt, wodurch ein Verjüngungsteil 25 gebildet wird. An diesen Verjüngungsteil schließt sich eine Einschnürung 26 an. Auf diese Einschnürung 26 folgt stromab eine Erweiterung des Querschnitts der Drallkanäle 20, wodurch ein Erweiterungsteil 27 derselben gebildet wird.

Die Wände der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Drallkanäle sind in ihrem Erweiterungsteil 27 im Anschluß an die Einschnürung 26 zunächst konvex ausgebildet und weisen anschließend gerade Form auf.

Bei den Drallkanälen 20 der Fig. 3 und 4 ist es dagegen so, daß die Wände derselben in dem Erweiterungsteil 27 im Anschluß an die Einschnürung 26 zunächst schwach konkav gekrümmte Form und anschließend gerade Form haben.

Der in Fig. 1 dargestellte Drallkanal besitzt eine gerad-linige Achse 23, die in einem nur wenig unterschiedlichen Abstand windschief zu der Geschoßachse 22 verläuft. Bei diesem Drall kanal findet im übrigen eine stetige Änderung seines Querschnitts innerhalb seines Verjüngungsteils 25, seiner Einschnürung 26 und seines Erweiterungsteils 27 statt.

Bei dem Drallkanal 20, der in Flg. 2 veranschaulicht ist, weist dessen Achse 23 im Bereich seines Erweiterungsteils 27 ebenfalls geradlinige Gestalt auf. Im Bereich seines Verjüngungsteils 25 sowie bis zu seiner Einschnürung 26 ist die Achse 23 jedoch gekrümmt. Insgesamt gesehen ist aber auch bei diesem Drallkanal 20 die Achse 23 in einem nur wenig unterschiedlichen Abstand und im wesentlichen windschief zur Geschoßachse 22 angeordnet. Dabei ändert sich dessen Querschnitt ebenfalls stetig im Bereich seines Verjüngungsteils 25, seiner Einschnürung 26 und seines Erweiterungsteils 27.

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Der Drallkanal 20 der Fig. 3 weist eine Achse 23 auf, welche hinsichtlich ihrer Ausbildung und Anordnung der Achse des Drallkanals 20 der Pig. 1 entspricht. Zum Unterschied von dem Drallkanal der Fig. 1 weist der Drallkanal der Fig. 3 jedoch eine unstetige Änderung seines Querschnitts im Bereich seines Verjüngungsteils 25, seiner Einschnürung 26 und seines Erweiterungsteils 27 auf, und zwar insbesondere an den Übergängen von dem Verjüngungsteil 25 zu der Einschnürung 26 und von der Einschnürung 26 zu dem Erweiterungsteil 27. Dabei ist der Querschnitt im Bereich der Einschnürung 26 als solcher konstant.

Die Fig. 4 zeigt einen Drallkanal 20 mit einer Achse 23, welche sich im Bereich des Erweiterungsteils 27 sowie der Einschnürung 26 geradlinig erstreckt und dort im übrigen der Achse des Drallkanals der Fig. 2 entsprechend angeordnet ist. Die Achse 23 des Drallkanals der Fig. 4 hat in dessen Verjüngungsteil 25 eine Abknickung, aufgrund welcher sich die Drallkanalachse dort in paralleler Lage zu der Geschoßachse befindet. Abgesehen davon ist es bei dem Drallkanal der Fig. 4 auch so, daß sich dessen Querschnitt über seine Länge unstetig ändert, und zwar insbesondere im Bereich seines Verjüngungsteils 25 sowie an den Übergängen von dem Verjüngungsteil 25 zu der Einschnürung 26 und von der Einschnürung 26 zu dem Erweiterungsteil 27. Dagegen hat der Drallkanal im Bereich der Einschnürung 20 als solcher ebenfalls konstanten Querschnitt.

Bei den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Drallkanälen 20 beruht die Drallerzeugung ausschließlich auf der Expansion des Treibgases in diesen und seiner damit verbundenen Beschleunigung und Dralländerung um die Geschoßachse 22. Bei den Drallkanälen der Fig. 2 und 4 hat die Drallerzeugung dagegen zusätzlich ihren Grund in einer Richtungsänderung der Strömung des Treibgases durch Umlenkung im Bereich ihres Verjüngungsteils 25.

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Durch die in Pig. 2 eingezeichneten Kreise wird veranschaulicht, wie das den Drallkanal 20 durchströmende Treibgas in dem Verjüngungsteil 25 desselben bis zu der Einschnürung 26 eine Expansion auf Schallgeschwindigkeit und anschließend in dem Erweiterungsteil 27 eine weitere Beschleunigung auf Überschallgeschwindigkeit erfährt. Ferner ist dort auch zu sehen, wie das Treibgas in dem Verjüngungsteil 25 des Drallkanals umgelenkt wird, ungehindert und ohne Umlenkung aber dessen Erweiterungsteil 27 durchströmen und aus diesem austreten kann.

Bei den Drallkanälen der Fig. 5 bis 7 handelt es sich um solche mit der Besonderheit, daß der druckseitige Teil ihrer Wandung an ihrem Abströmende und damit im Bereich ihres Erweiterungsteils 27 eine Verlängerung 28 aufweist. Wie die Figuren zeigen, kann diese Verlängerung 28 dabei unterschiedliche Ausbildung haben. So kann sie in einen ihr angepaßten sowie gegenüberliegenden Wandungsteil 29 übergehen, wodurch sich dann ein trompetenartiges Abströmende des Drallkanals 20 ergibt. Ferner kann sie halbschalenartige Ausbildung haben, wie dies Fig. 6 zeigt, wodurch dann der Drallkanal 20 an seinem Abströmende schnabelförmige Gestalt besitzt. Schließ lich kann sie gemäß Fig. 7 aber auch in der Form einer Zunge ausgebildet sein.

In den Fig. 8 bis 11, welche in Rohren befindliche Geschosse zeigen, ist das Rohr jeweils mit dem Bezugszeichen R und das in diesem befindliche Geschoß in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen G versehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 und 9 weist das Geschoß G einen unterkalibrigen röhrenförmigen Geschoßkörper 30 auf. Um den Geschoßkörper 30 ist formschlüssig ein Führungskäfig

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angeordnet. Der Führungskäfig 31 besitzt einen in der Nähe des vorderen Endes des Geschoßkörpers 30 befindlichen vorderen Führungsring 32, einen am hinteren Ende des Geschoßkörpers 30 vorgesehenen hinteren Führungsring 33 sowie ein zwischen diesen angeordnetes hohlzylindrisches Distanzstück 34. Der Außendurchmesser der Führungsringe 32, 33 entspricht dem Kaliber des Rohres R, während der Außendurchmesser des Distanzstückes 34 wesentlich geringer ist. Die Ringe 32, 33 sowie das Distanzstück 34 des Führungskäfigs 31 setzen sich aus drei Längssegmenten zusammen, welche lediglich durch Sollbruchstellen verbunden sind. Von jedem Segment wird dabei ein Abschnitt der Führungsringe 32, 33 sowie des Distanzstückes 34 gebildet. Für die forraschlüssige Anordnung des Führungskäfigs 31 an dem Geschoßkörper 30 sind dessen Segmente mit Längsnuten 35 versehen. Der Geschoßkörper 30 weist entsprechende nicht dargestelle Längsnuten auf. Unter Vermittlung von ebenfalls nicht dargestellten, in die Längsnuten passenden Teilen kommt die formschlüssige Verbindung zwischen dem Führungskäfig 31 und dem Geschoßkörper 30 zustande.

Sowohl in dem Führungsring 32 als auch in dem Führungsring sind Drallkanäle 20 angeordnet. Die Drallkanäle 20 besitzen dabei eine der Fig. 2 entsprechende Ausbildung. Von den Drallkanälen 20 des Führungsrings 33 wird eine erste Gruppe von Axialkanälen und von den Drallkanälen 20 des Führungsrings eine zweite Gruppe von Axialkanälen gebildet. Durch die beiden Kanalgruppen erfolgt bei Durchströmung derselben durch das Treibgas daher auch eine zweistufige Drallerzeugung.

Im Anschluß an das hintere Ende des Geschoßkörpers 30 ist ein Treibspiegel 36 vorgesehen. Dieser Treibspiegel 36 liegt mit seiner Vorderwandung 37 gegen die Endwandung 38 des Geschoßkörpers 30 an. An seinem vorderen Ende weist der Treibspiegel 36 einen ringförmigen äußeren Absatz 39 auf. Mit diesem Ab-

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satz 39 befindet er sich weiterhin in Anlage gegen das hintere Ende des Führungsrings 33.

Zur Verbindung des Treibspiegels 36 mit dem Geschoßkörper 30 und dem Führungskäfig 31 sind nicht dargestellte Mittel vorgesehen, welche einen Zusammenhalt derselben vor dem Verschießen des Geschosses G gewährleisten, beim Austritt des Geschoßkörpers 30 aus dem Rohr R aber andererseits ohne weiteres eine Trennung des Treibspiegels 36 von dem Geschoßkörper 30 und dem Führungskäfig 31 ermöglichen.

Das hintere Ende des Treibspiegels 36 erstreckt sich etwa um das Maß des halben Geschoßkalibers in die öffnung 40 des Treibmittelbehälters 41 des Geschosses G hinein. Der Treibspiegel 36 sowie die Öffnung 40 des Treibmittelbehälters 41 besitzen einen Durchmesser, welcher es gestattet, daß sich die Drallkanäle 20 des Führungsrings 33 außerhalb des Bereiches derselben befinden.

Beim Verschießen des in den Fig. 8 und 9 dargestellten Geschosses G wird der Geschoßkörper 30 durch das Treibgas unter Vermittlung des Treibspiegels 36 aus dem Rohr R herausbefördert. Dabei wirkt das Treibgas, solange sich der Treibspiegel 36 in dem Treibmittelbehälter 41 befindet, lediglich auf diesen. Hat der Treibspiegel 36 die öffnung 40 des Treibmittelbehälters 41 passiert, so kommt das Treibgas auch auf die Drallkanäle 20 zur Wirkung, wobei von dem Treibgas zunächst die Drallkanäle 20 der in dem Führungsring 33 befindlichen ersten Axialkanalgruppe und anschließend die Drallkanäle 20 der in dem Führungsring 32 befindlichen zweiten Axialkanalgruppe durchströmt werden. Bei der Durchströmung der Drallkanäle 20 wird durch das Treibgas in der bereits beschriebenen Weise dem Geschoßkörper 30 sowie dem Führungskäfig 31 und dem Treibspiegel 36 innerhalb des Rohres R die gewünschte Rasanz erteilt.

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Nach Verlassen des Rohres R erfolgt dann durch die infolge der Rasanz auf den Führungskäfig 31 wirkende Zentrifugalkraft ein Bruch der seine Segmente verbindenden Sollbruchstellen sowie ein seitliches Wegfliegen dieser Segmente. Abgesehen davon findet dann durch den vorhandenen Luftwiderstand eine Trennung des Geschoßkörpers 30 von dem Treibspiegel 36 und ein Zurückbleiben des letzteren statt. Anschließend legt der Geschoßkörper 30 mit der ihm erteilten Rasanz alleine seine vorgesehene Plugbahn zurück.

Bei dem in den Pig. 10 und 11 dargestellten kalibrigen Vollgeschoß G ist kein Treibspiegel vorgesehen. Der Körper 42 dieses Geschosses setzt sich aus einem Hauptteil 43, einem Zwischenteil 44 und einem Kopf 45 zusammen, welche durch Gewinde 46, 47 miteinander verschraubt sind und von welchen der Zwischenteil 44 sowie der Kopf 45 sich in Richtung der Geschoßspitze verjüngenden Querschnitt haben. An dem Hauptteil 43 des Geschoßkörpers 42 sind in Abstand voneinander mit diesem aus einem Stück bestehende Führungsringe 48, 49 angeordnet.

Von dem hinteren bis zu dem vorderen Ende des Hauptteils 43 des Geschoßkörpers 42 erstreckt sich eine mittlere Bohrung für den Durchtritt von Treibgas. An dem Eintrittsende ist diese Bohrung 50 noch mit einer Erweiterung 51 versehen.

Der Zwischenteil 44 des Geschoßkörpers 42 weist im Anschluß an die Bohrung 50 des Hauptteils 43 eine dieser zunächst hinsichtlich ihres Durchmessers entsprechende Ausnehmung 52 auf. In Richtung des vorderen Endes des Geschoßkörpers 42 erweitert sich diese Ausnehmung 52 und geht dabei in eine Gruppe von radialen Drallkanälen 20 über, welche die Geschoßachse 32 kranzförmig umgeben und eine in etwa Fig. 2 entsprechende Ausbildung besitzen. In dem Zwischenteil 44 ist im übrigen

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noch ein etwa kegelförmiger Vorsprung 53 vorgesehen, welcher sich in zentrischer Anordnung "befindet und mit seiner Spitze in Richtung des Geschoßendes weist. Dieser Vorsprung 53 trägt mit zu der Bildung der Drallkanäle "bei.

Das in den Fig. 10 und 11 dargestellte Geschoß G wird "beim Verschießen durch unmittelbare Einwirkung des Treibgases auf seinen Geschoßkörper 45 aus dem Rohr R herausbefördert. Bei der Einwirkung des Treibgases auf den Geschoßkörper 45 tritt dieses auch in die Bohrung 50 ein und strömt von dieser durch die Ausnehmung 52 sowie die Drallkanäle 20 in den Raum zwischen der Rohrinnenwandung und der Außenfläche des Zwischenteils 44 des Geschoßkörpers 45, von wo aus es dann schließlich zu der Austrittsöffnung des Rohrs R gelangt. Bei der Durchströmung der Drallkanäle 20 wird durch das Treibgas in der bereits beschriebenen Weise dem Geschoßkörper 45 innerhalb des Rohres R die gewünschte Rasanz erteilt. Nach Verlassen des Rohrs R beschreibt dann der Geschoßkörper 45 mit der ihm erteilten Rasanz seine vorgesehene Flugbahn.

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Claims

Patentanwälte 51 ΑαΛβΒ, den 7. Juli 1977 DIPL-ING. BRUNO SCHMETZ Augustastraße 14-16 · Tel. (0241) 508051 DIPL-ING. WERNER KÖNIG Prof. Dr.-Ing. Josef Ballmann in Aachen Patentanmeldung Geschoß mit Drall erzeugenden Strömungskanälen Ansprüche

1. Geschoß, insbesondere zum Verschießen aus einem glatten Rohr mit Führungsteilen und/oder einem Treibspiegel oder ohne derartige Zusatzteile, ausgestattet mit Drall erzeugenden Strömungskanälen, welche eintrittsseitig einen Verjüngungsteil mit anschließender Einschnürung und stromab daran anschließend einen Erweiterungsteil, in dem das Treibgas Überschallgeschwindigkeit erreicht, haben, dadurch geken nzeichnet, daß die jeweilige Kanalachse (23) der Drallkanäle (20) in deren Erweiterungsteil (27), geradlinig oder mäßig gekrümmt, windschief in einem Abstand zur Geschoßachse (22) verläuft und daß zur Vermeidung von Verdichtungsstößen die Kanalwände des Erweiterungsteils (27), in Strömungsrichtung gesehen, eine konvexe und/oder gerade Form und/oder eine höchstens schwach konkav gekrümmte Form aufweisen.

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkanäle (20) jeweils eine Achse (23) aufweisen, die in deren Verjüngungsteil (25) stetig oder unstetig gekrümmt ist.

3. Geschoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Abströmende der Drallkanäle (20) der druckseitige Teil ihrer Wandung eine Verlängerung (28) aufweist.

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4. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkanäle (20) jeweils eine Achse (23) besitzen, die in einem konstanten oder nur wenig unterschiedlichen Abstand zu der Geschoßachse (22) verläuft.

5. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (23) der Drallkanäle (20) von ihrem Einströmende zu ihrem Abströmende jeweils ihren Abstand zur Geschoßachse (22) stark verändern und zur Durchströmung von innen nach außen oder umgekehrt ausgebildet sind.

6. Geschoß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Drallkanäle (20) aufweist, welche die Geschoßachse (22) ringförmig umgebend angeordnet sind und eine Axialkanalgruppe bilden.

7. Geschoß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Drallkanäle (20) besitzt, die derart angeordnet sind, daß sie die Geschoßachse (22) kranzförmig umgeben und eine Radialkanalgruppe bilden.

8. Geschoß nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr in Abstand voneinander befindliche sowie nacheinander durchströmte Kanalgruppen für eine zwei- oder mehrstufige Drallerzeugung vorgesehen sind.

9. Geschoß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Querschnitten der einzelnen Kanäle (20) einer Kanalgruppe gebildete engste Kanalgruppengesamtquerschnitt stromab von Kanalgruppe zu Kanalgruppe zunimmt.

10. Geschoß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kanäle (20) einer folgenden Kanalgruppe jeweils einen größeren Querschnitt als die einzelnen Kanäle (20) einer vor dieser Kanalgruppe befindlichen Kanalgruppe haben.

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11. Geschoß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Querschnitt der einzelnen Kanäle (20) aller Kanalgruppen eine folgende Kanalgruppe mehr Kanäle (20) als eine vor dieser Kanalgruppe befindliche Kanalgruppe hat.

12. Geschoß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem von den Querschnitten der einzelnen Kanäle (20) einer Kanalgruppe gebildeten engsten Kanalgruppengesamtquerschnitt die Kanalgruppen stromab mit von Kanalgruppe zu Kanalgruppe größer werdenden Leckdurchlässen versehen sind.

13. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Verschießen aus einem Drallzüge aufweisenden Rohr sein Geschoßkörper oder seine Führungsteile und sein Treibspiegel ein solches Untermaß besitzen, daß sein Drall nicht durch die Drallzüge des Rohrs bestimmt wird.

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