DE2753633A1 - Rohrfoermiges geschoss - Google Patents

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Rohrförmiges Geschoß

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Rohrförmiges Geschoß

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Projektil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere ein solches, das sich zur Anwendung als Übungsgeschoß eignet.

Geschosse werden üblicherweise mit Überschallgeschwindigkeit aus einem Gewehr- bzw. Geschützrohr, einer Abschußrampe oder dgl. abgeschossen. Sie sollen hierbei von der Abschußstelle oder dem Fahrzeug bis zum Ziel oder zum Zielbereich einer gewünschten Flugbahn folgen. Diese gewünschte Flugbahn ist jedoch häufig nur schwierig zu erzielen. Dies kann auf die Flugbahn einschränkenden Erfordernissen beruhen, beispielsweise dem Erfordernis eines Niedriggeschwindigkeitsabfalls zum Ziel gefolgt von einem Hochgeschwindigkeitsabfall und einer Instabilität jenseits des Ziels, um die Reichweite zu reduzieren. Bei einem anderen Fall kann das Bedürfnis vorliegen, die Reichweite zu maximieren. Die obengenannte Schwierigkeit des Erreichens der gewünschten Flugbahn kann auch auf äußerlichen bzw. ungewöhnlichen und zerstörerischen Kräften beruhen, die entweder während des Abschusses oder im Freiflug erzeugt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Beseitigung der geschilderten Nachteile mit geringen Kosten ein insbesondere zu Übungszwecken geeignetes rohrförmiges Geschoß zu schaffen, dessen Ausbildung und Innenprofil im Hinblick auf die Erfüllung vorbestimmter Flugbahnerfordernisse zugeschnitten ist, wobei im speziellen eine gesteuerte Änderung der beim Überschallfreiflug auf das rohrförmige Geschoß aufbringbaren Strömungswiderstandskräfte vorgesehen sein soll, damit das Geschoß seiner vorbestimmten Flugbahn folgt.

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Die Bedeutung des Dimensionieren der Flugbahn eines Geschosses, um spezieile Erfordernisse zu erfüllen, ist besonders im Fall von Projektilen, die als Übungsgeschosse vorgesehen sind, gegeben, jedoch selbstverständlich hierauf nicht beschränkt. Hierbei ist wünschenswert, daß ein schneller Geschwindigkeitsabfall vorliegt, nach dem das Projektil die maximal nützliche Wegstrecke zurückgelegt hat, um hierdurch den Größenbereich der Gefahrenzone zu verringern. Wenn das rohrförmige Geschoß als Übungsvorrichtung einen Wert haben soll, muß es möglich sein, dessen ballistische Flugbahn möglichst dicht an diejenige der tatsächlichen Waffe anzupassen, wenn es dafür bestimmt ist, um beispielsweise ein eine Panzerung durchbrechendes Geschoß mit einem Wegwerfgeschoßträger (Sabot) zu simulieren, das ansonsten unter der Abkürzung APDS (von Armour Piercing Discarding Sabot) bekannt ist. Die Art der Geschoßzerlegung beim Aufprall, die Reichweite des Projektils nach dem Abprallen und die Kosten des Projektils sind außerdem Faktoren, die zu berücksichtigen sind.

Die Merkmale der zur Lösung der Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus Anspruch 1. Vorteilhafte AusfUhrungsformen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen enthalten.

Die Erfindung beinhaltet teilweise die Erkenntnis, daß, um ein rohrförmiges Geschoß zufriedenstellend auszuführen, das Geschoß derart angeordnet bzw. ausgebildet sein muß, daß unmittelbar nach dem Abschuß innerhalb des mittigen Durchlasses des Geschosses Überschallflugbedingungen geschaffen werden, um dadurch während des ersten Teils des Flugweges Zustände mit niedrigem Strömungswiderstand zu erzielen. Erfindungsgemäß ist weiterhin die Ausgestaltung des Geschosses derart getroffen, daß dann, wenn die Geschwindigkeit auf eine bestimmte Flugmachzahl abfällt, plötzlich

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innerhalb des mittigen Durchlasses des Geschosses Choke-Strömungsbedingungen geschaffen werden. Diese Choke-Strömungsbedingung erzeugt vor dem Projektil eine normale Stoßwelle, was einen relativ schnellen G esc hwindigke its abfall zur Folge hat und daher die Reichweite des Projektils begrenzt.

Das erfindungsgemäße Geschoß, das von einem Geschützlauf mit Überschallgeschwindigkeit abgeschossen werden kann, umfaßt einen rohrförmigen Körper von weitgehend kreisförmigem Querschnitt mit einem vorderen Einlaßende und einem hinteren Auslaßende sowie einem sich dazwischen erstreckenden mittigen Durchlaß; das vordere Ende des Körpers weist hierbei eine solche Form auf, daß der Innendurchmesser des mittigen Durchlasses vom vorderen Einlaßende bis zu einem Halsbereich abnimmt, wobei das Verhältnis der Querschnittsfläche des Durchlasses im Halsbereich (A.) zur Querschnitts fläche des Durchlasses am vorderen Einlaßende (A.) ausreichend groß ist und in einem derartigen Zusammenhang zur Geschoßgeschwindigkeit beim Abschuß steht, daß zur Schaffung einer Überschallströmung im Durchlaß eine normale Stoßwelle durch den Halsbereich hindurch lauf en kann, um dadurch nach dem Abschuß einen relativ niedrigen aerodynamischen Widerstand zu erzielen; dieses Verhältnis A./A. weist außerdem einen Wert auf, der kleiner als 1,0 ist, so daß dann, wenn die Geschwindigkeit des Projektils auf eine vorbestimmte Flugmachzahl abnimmt, die Stoßwelle aus dem Durchlaß austritt und in diesem Choke-Strömungsbedingungen sowie einen relativ hohen aerodynamischen Strömungswiderstand erzeugt, weswegen hierdurch die Reichweite des Projektils begrenzt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein mit Überschallgeschwindigkeit von einem Geschützlauf abschießbares Projektil vorgesehen, das einen rohrförmigen Körper mit weitgehend kreisförmi-

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gem Querschnitt umfaßt, der ein vorderes Einlaßende sowie ein hinteres Auslaßende und einen sich dazwischen erstreckenden mittigen Durchlaß aufweist; das vordere Ende des Körpers weist die Form eines ringförmigen Keils auf, wobei der Innendurchmesser des mittigen Durchlasses vom vorderen Einlaßende zu einem HaIsbereich abnimmt und das Verhältnis der Querschnittsfläche des Durchlasses im Halsbereich (A.) zur Querschnittsfläche des Durchlasses am vorderen Einlaßende (A.) ausreichend größer ist als derjenige Wert, der durch die folgende Gleichung bestimmt ist:

ΐ/γ-l

wobei: M = Machzahl beim Abschuß (für M > 1,0 ) γ = Verhältnis der spezifischen Wärmen

Auf diese Weise wird ermöglicht, daß eine normale Stoßwelle durch den Halsbereich laufen kann, um in diesem Durchlaß eine Überschallströmung zu erzeugen und nach dem Abschuß einen relativ geringen aerodynamischen Widerstand zu schaffen, wobei außerdem dieses Verhältnis A/A. einen Wert aufweist, der kleiner als 1,0 ist, so daß dann, wenn die Geschwindigkeit des Projektils auf eine vorbestimmte Flugmachzahl abfällt, die Stoßwelle aus dem Durchlaß austritt und Choke-Strömungsbedingungen in diesem Durchlaß sowie einen relativ hohen aerodynamischen Widerstand erzeugt, wodurch die Reichweite des Geschosses beschränkt wird.

Wenn einmal das Verhältnis h. /Κ._χ derart gewählt ist, daß das Auftreten einer Überschallströmung im mittigen Durchlaß des Projektils

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bei der gewünschten Abschußgeschwindigkeit gewährleistet ist, ist es auch möglich, diejenige Geschwindigkeit (oder Machzahl) vorherzusagen bzw. vorzubestimmen, bei der die Choke-Strömungsbedingungen im Durchlaß gebildet werden, wenn die Geschwindigkeit des Projektils während des Fluges abfällt. Die Beziehung zwischen der theoretischen "Choke"-Flugmachzahl und dem ausgewählten Verhältnis A./A. läßt sich durch folgende Gleichung definieren:

\ ^M

] ♦ -γ- Μ

ψ- )

wobei: M = Flugmachzahl

γ = Verhältnis der spezifischen Wärmen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt das Wanddickenverhältnis t/R des Geschosses zwischen 0,18 - 0,45, wobei t = maximale Wanddicke

R = maximaler radialer Abstand zwischen der Geschoß achse und der Außenfläche des Geschosses.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der ringförmige Keil am vorderen Ende des Körpers ein Verbundkeil, der eine ganz allgemein scharfe vordere Kante des Geschosses begrenzt bzw. bildet, wobei der von diesem Verbundkeil eingeschlossene Winkel ausreichend klein ist, um es zu ermöglichen, daß sich eine Schräg- bzw. Querstoßwelle nach dem Abschuß selbst an die vordere Kante anheftet bzw. anhängt, um dadurch die Erzeugung eines geringen aerodynamischen Strömungswiderstandes beim Projektil zu unterstützen.

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Das Geschoß kann außerdem, um die im Geschützlauf erzeugten Gasdrücke in eine Treibkraft für den Körper umzuwandeln, eine Treibbasis sowie eine am hinteren Ende des rohrförmigen Körpers befestigte G as abdichtungs anordung aufweisen, die vom rohrförmigen Körper abtrennbar sind, und zwar aufgrund von Staudrücken, die nach dem Abschuß auf die Treibbasis wirken.

Das Geschoß kann außerdem ein Treibband aufweisen, das an einer Außenfläche des rohrförmigen Körpers befestigt ist und mit den in einem Gewehrlauf vorgesehenen Zügen in Eingriff kommen kann, um dem Geschoß Drall zu erteilen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Treibbasis ein vorderes Ende von spitzbogiger Ausbildung auf, das vor der Abtrennung innerhalb des rohrförmigen Geschoßkörpers eingeschlossen ist. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 im Längsschnitt die Anordnung des rohrförmigen

Geschosses;

Fig. 2 ebenfalls im Längsschnitt die Ausbildung des Geschosses im Flug;

Fig. 3 das hintere Ende des Geschosses in Draufsicht;

Fig. 4 das Geschoß im Flug, wobei an seinem vorderen

und hinteren Ende Schrägstoßwellen anhaften;

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung mit einer

normalen Stoßwelle vor dem Geschoß;

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Fig. 6(a) jeweils Darstellungen der Stoßschluck- und Stoß-Dis o(d) ausstoßeigenschaften eines Geschosses gemäß der Erfindung;

Fig. 7 im Diagramm verschiedene Kurven zur Darstellung

der Wirkung des Hals- / Einlaßflächenverhältnisses auf die Stoßausstoß- und -Schluckvorgänge bei verschiedenen Flugmachzahlen;

Fig. 8 im Diagramm die Darstellung einer typischen Ände

rung des Widerstandskoeffizienten in Abhängigkeit von der Machzahl bei verschiedenen Wanddickenverhältnissen für ein typisches rohrförmiges Projektil;

Fig. 9 im Diagramm die Darstellung der Änderung des

ballistischen Beiwertes in bezug auf das Wanddickenverhältnis bei verschiedenen Flugmachzahlen für ein typisches rohrförmiges Projektil;

Fig. 10 schematisch ein Teil eines rohrförmigen Geschosses

mit verschiedenen Symbolen zur Darstellung der unterschiedlichen Abmessungen des Projektils;

Fig. 11 ein Teil eines Untersuchungsberichtes, der Geschoß

auftreffpunkte auf ein Ziel zeigt;

Fig. 12(a) verschiedene Ausbildungen eines vorort verwendeten

bis 12(c)

rohrförmigen Geschosses;

Fig. 13 im Diagramm die Flugbahnen verschiedener Geschosse;

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Fig. 14 im Diagramm die Geschwindigkeitscharakteristik des

Geschosses gemäß Fig. 12(b);

Fig. 15 im Diagramm die Änderung des Widerstandsbei-

wertes in Abhängigkeit von der Flugmachzahl für mehrere Geschoßausbildungen und

Fig. 16 im Längsschnitt eine abgewandelte Form des Ge

schosses.

Bevor die theoretischen Betrachtungen beschrieben werden, die auf die Gestaltung des rohrförmigen Geschosses entscheidenden Einfluß nehmen, sei im folgenden anhand von Fig. 1 bis 3 eine typische Ausfiihrungsform des Geschosses beschrieben. Wie hierbei aus Fig.l ersichtlich, umfaßt die dargestellte vollständige Anordnung einen Geschoßkörper 10, ein Treibband 12 und eine Treibbasis 14. Weiterhin ist ein Frontschutzdeckel 16 aus Kunststoff mate rial vorgesehen, der sich unmittelbar nach dem Abschuß vom Geschoßkörper 10 trennt und sich zerlegt. Fig. 2 und 3 zeigen demgegenüber die beim Flug vorliegende Ausbildung des Geschosses, d.h. des Geschoßkörpers 10 selbst.

Der Geschoßkörper 10 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und besitzt einen mittigen Durchlaß 18 von ebenfalls kreisförmigem Querschnitt. Das Vorderteil des Geschoßkörpers 10 ist derart geformt, daß ein kreisförmiges Verbundkeilteil 20 gebildet ist. Dieses Verbundkeilteil 20 umfaßt einen Innenkeil sowie einen Außenkeil, wobei der Innenkeil eine ringförmige Wand 22 aufweist, die im Winkel zur Längsachse des Projektils verläuft und sich daher von der vorderen Kante 26 des Geschosses nach innen bis zu einem HaIsteil 25 verjüngt, das im Bereich 24 beginnt. Der Außenkeil weist

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eine ringförmige Wand 28 auf, die ebenfalls im Winkel zur Längsachse des Geschosses verläuft und sich daher von der vorderen Kante 26 nach hinten und außen bis zum Bereich 30 konisch erweitert, an dem die Ringwand 28 mit der zylindrischen Außenwand 32 des Geschosses zusammentrifft. Das Halsteil 25 weist zwischen dem Bereich 24 und dem hinteren Ende 28 des Geschosses einen konstanten Durchmesser auf. Die Spitze des inneren Ringkeils und des äußeren Ringkeils liegt eine kurze Strecke vor der Vorderkante 26, und zwar aufgrund des Umstandes, daß letztere aus praktischen Gründen auf einen sehr kleinen Radius abgerundet ist, wie im Querschnitt aus der Zeichnung ersichtlich.

Der hintere Endabschnitt des Geschosses ist bei 30 nach innen eingezogen, wobei die Außenwand des eingezogenen Teils mit Riffelungen oder dgl. versehen ist, um einen guten Griff oder Halt zwischen dem Geschoß 10 und dem ringförmigen Treibband 12 zu schaffen, das dicht über das nach innen eingezogene Teil 30 aufgepaßt ist. Das Treibband 12 weist eine ringCrmige Ausnehmung 32 auf, welche die Treibbasis 14 in ihrer Lage hält. Die hintere Kante des Treibbandes 12 besitzt eine ringförmige Lippe 13, die während des Abschusses als Gasdichtung wirkt.

Die Treibbasis 14 schlägt gegen das hintere Ende 28 des Geschosses an und weist einen ringförmigen Vorsprung 36 auf, der eine Nut zur Aufnahme eines ringförmigen Dichtringes 38 besitzt. Dieser Dichtring 38 trägt dazu bei, daß ein Vorbeiströmen der Gase während des Abschusses des Geschosses 10 verhindert wird. Wie bekannt, erfüllt die Treibbasis 14 die Funktion, den Gasdruck innerhalb des Abschußrohres oder Geschätzlaufes in eine Antriebskraft umzuwandeln, die das Geschoß 10 zum Zweck des Abschießene beschleunigt. Das Treibband 12, das aus relativ weichem Material, beispielsweise einem ge-

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eigneten Kunststoff, besteht, steht mit den im Geschützlauf vorgesehenen Zügen in Eingriff und verleiht dem Geschoß 10 einen Drall, um dadurch das Geschoß 10 während des Fluges zu stabilisieren. Nach dem Abschuß bewirken die Zentrifugalkräfte ein Abtrennen des Treibbandes 12, worauf dann ein Staudruck wirkt, der sich im Innern des Geschosses 10 aufbaut und die Treibbasis 14 vom Geschoß 10 wegdrückt.

Das rohrförmige Geschoß 10 soll bei Überschallgeechwindigkeiten, die üblicherweise zwischen Mach 4 und 4,5 liegen, abgeschossen werden. Es sind daher dem rohrförmigen Geschoß 10 Überschallströmungsfelder zugeordnet, die zwei unterschiedliche Ausbildungen besitzen können.

Bei den höheren Geschwindigkeitsbereichen erzeugt das Strömungsfeld ein Schrägstoßwellengebilde - vorausgesetzt, das Hals-Einlaßflächenverhältnis A^Aj ist ausreichend groß genug -, bei dem auf eine Kompressionsstoßwelle, die der vorderen Kante 26 anhaftet, ein Bereich einer Expansion und sodann eine Rekompressionsstoßwelle folgt, die der hinteren Kante 28 anhaftet. Ein derartiges Gebilde einer Schrägstoßwelle ist beispielsweise aus Fig. 4 ersichtlich. Hierbei sind einem solchen ÜberschallströmungsfeId, bei dem ein aus einer Schrägstoßwelle bestehendes Gebilde geformt wird und diesem eine Überschallströmung innerhalb des rohrförmigen Geschosses zugeordnet ist, geringe Widerstandskräfte zugeordnet.

Die Geschwindigkeit des Geschosses nimmt mit der Reichweite (Flugstrecke) und bei einer vorbestimmtem Machzahl ab, die vom Verhältnis A./A. abhängt, wobei das dem Geschoß 10 zugeordnete Strömungsfeld sich plötzlich in ein solches umwandelt, das eine starke Normalstoßwelle (oder Bogenwelle) erzeugt, die von der Vorderkante des rohrförmigen Geschosses 10 losgelöst ist. Dies ist am besten aus

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Fig. 5 ersichtlich. Die Anwesenheit einer starken Normalstoßwelle, die von der Vorderkante 26 losgelöst ist, zeigt an, daß innerhalb dieses Geschosses 10 Choke-Strömungsbedingungen existieren. Choke-Strömungsbedingungen weisen die Tendenz auf, den Eindruck zu vermitteln, daß das Geschoß ein fester bzw. kompakter Zylinder ist, wobei sie in jedem Fall große Widerstandskräfte auf das Geschoß ausüben.

Diese beim rohrförmigen Geschoß auftretenden Choke-Erscheinungen wurden durch Windkanalversuche unter Verwendung von Modellen und Techniken zur Sichtbarmachung der Strömungsfelder bestätigt und außerdem auch bei tatsächlichen Übungen vorort bestätigt. Es ist daher mit der Erfindung möglich, die auf das rohrförmige Geschoß ausgeübten Widerstandskräfte beträchtlich und auch plötzlich zu steigern. Es ist weiterhin möglich, die körperliche Gestaltung bzw. Dimensionierung des rohrförmigen Geschosses derart zu wählen, daß während des ersten Teils des Fluges geringe Widerstandskräfte vorliegen, wobei diesem Zustand ein bei einer vorbestimmten Schwelle oder kritischen Geschwindigkeit (und Machzahl) vorliegender natürlicher Übergang auf Choke-Strömungsbedingungen folgt, die auf das Geschoß außerordentlich hohe Widerstandskräfte ausüben und daher dessen Reichweite begrenzen. Der Vorteil des obenerwähnten Auftretens eines Überganges wird im folgenden näher erläutert.

Die grundsätzlichen konstruktiven und funktioneilen Merkmale eines typischen Geschosses gemäß der Erfindung wurden vorstehend kurz dargelegt. Demgegenüber dient die folgende Erläuterung der Darstellung verschiedener wesentlicher theoretischer und praktischer Überlegungen, die bei der Gestaltung eines als Übungsgeschoß anzuwendenden typischen drallstabilisierten rohrförmigen Geschosses - im folgenden mit der Abkürzung STUP (von Spin stabilized Tubular Projectile) bezeichnet - in Betracht zu ziehen sind. Hierbei soll ein

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solches Übungsgeschoß zur Anwendung gelangen, um ein typisches APDS-Geschoß (panzerdurchbrechendes Geschoß mit Wegwerfhülse bzw. Träger) zu simulieren. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Ausbildung eines 105 mm-Geschosses, jedoch ist selbstverständlich die Erfindung auf dieses Kaliber nicht beschränkt, sondern erstreckt sich auf alle praktisch verfügbaren Größen bzw. Kaliber.

Die Strömungseigenschaften eines STUP-Geschosses sind etwas kritischer als diejenigen mit konventionellen Spitzformen. Hierbei müssen die speziellen Gestaltungskriterien gut erkannt und bei den grundsätzlichen Gestaltungen auch berücksichtigt sein, um die einzelnen angestrebten Ziele zu erfüllen. Ein STUP-Geschoß, das beispielsweise als Übungsgeschoß für ein e05 mm APDS-Geschoß bestimmt ist, muß verschiedene wichtige Merkmale aufweisen, beispielsweise:

(a) eine Übereinstimmung hinsichtlich der Flugbahn mit dem AFDS-geschoß über praktische Strecken bis zu 2500 m

(b) einen kleinen Sicherheitsbereich bzw. eine kleine Sicherheitsreichweite

(c) einen minimalen Abprallbereich und

(d) geringe Kosten.

Der bedeutendste Parameter, der bei der Anfangsgestaltungsphase in Betracht zu ziehen bzw. zu berücksichtigen ist, ist die Flugbahnübereinstimmung mit dem APDS-Geschoß. Theoretisch wird dies dadurch erreicht, daß die Abschußeigenschaften. Trägheitseigenschaften, aerodynamischen und dynamischen Stabilitätseigenschaften des Übungsgeschosses präzise auf diejenigen des APDS-Geschosses ( dies ist das scharfe Geschoß) abgestimmt bzw. hieran angepaßt werden. In der Praxis ist dies nicht möglich, sogar nicht mit einem STUP-Geschoß. Es muß daher bei den obigen Gestaltungsüberlegungen bzw.

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Konstruktionsüberlegungen ein Kompromiss in Betracht gezogen werden, um eine akzeptable Flugbahnübereinstimmung mit dem APDS-Geschoß zu erzielen. Dies stellt einen Kompromiß dar zwischen der Mündungsgeschwindigkeit, dem ballistischen Beiwert bzw. der Querschnittsbelastung C_DA/W (Cjj = Widerstansbeiwert, A = Fläche des Geschosses auf der Basis des größten Außendurchmessers der Flugausbildung des Geschosses, W = Gesamtgewicht des Projektils bei Flugausbildung), Flugzeit, Trägheitseigenschaften und dynamischer Stabilität. Um geringe Herstellungskosten zu erzielen, ist eine Geschoßausbildung mit einer minimalen Anzahl von Bauteilen gefordert, was seinerseits ein Vollkaliber-Übungsgeschoß bedingt (d.h. das APDS-Geschoß ist unterkalibrig und weist eine komplizierte sowie kostenaufwendige Hülse bzw. Träger - englisch: sabot - auf).

Um eine Flugbahnübereinstimmung des APDS-Geschosses mit einem Voilkaliber-STUP-Geschoß zu erreichen, muß der Strömungswiderstand gering sein, und es stellt eine unabdingbare Forderung dar, daß im mittigen Durchlaß des Projektils eine Überschallströmung beginnt, sobald das Übungsgeschoß die Laufmündung verläßt, andernfalls der Strömungswiderstand zu hoch ist. Der Strömungsstartprozeß, auch Stoßschluckvorgang genannt, wird im folgenden beschrieben und kann dazu verwendet werden, ein minimales Hals-/Einlaßflächenverhältnis zu erzeugen, das auf der maximalen Mündungsmachzahl basiert. Im folgenden wird auf die Figuren 6(a) und 6(b) sowie die Diagramme gemäß Fig. 6(d) und 7 Bezug genommen. Hierbei zeigt Fig. 6 schematisch ein rohrförmiges Projektil gemäß der Erfindung mit einem am vorderen Ende vorgesehenen ringförmigen Verbundkeil, der eine Einlaßfläche A. und eine Halsfläche A. im mittigen Durchlaß bildet bzw. begrenzt.

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Der Innenströmungsvorgang eines STUP-Geschosses ist grundsätzlich derjenige eines Überschalldiffusors und der umgekehrten De Lavall-Düse. Da die Strömung aus dem Ruhezustand an der Mündung des Geschützlaufes beginnt, muß eine normale Stoßwelle durch den HaIsabschnitt laufen, um im mittigen Durchlaß eine Überschallströmung und daher auch Niedrigwiderstandsbedingungen zu erzeugen.

Die Bedingungen beim Strömungsbeginn oder der Stoßschluckvorgang beinhalten eine Betrachtung der Hauptgleichungen für die Massenkontinuität, Massenimpuls und Massenenergie. Hierbei sei auf die folgende Literatur Bezug genommen:

A. Hermann, "Aerodynamics of Supersonic Diffusers".

B. Donovan, A.F., Lawrence, H.R., "Aerodynamic Components of Aircraft at High Speed", Princeton University Press, 1957.

C. Shapiro, H., "Compressible Fluid Flow", Vol. I, The Ronald Press Company, New York.

Da die durch den Pfeil in Fig. 6(a) dargestellte Strömung sich bis auf Überschallgeschwindigkeiten beschleunigt, erscheint vor dem Einlaß des Geschosses ein normaler Stoß, wie aus Fig. 6(a) ersichtlich. Da sich die Machzahl steigert, bewegt sich der normale Stoß in Richtung der Einlaßkante. Die Strömung hinter der Stoßwelle liegt im Unterschallbereich und beschleunigt sich bis auf Machzahl = 1 ams Hals abschnitt. Das Ausmaß, in dem sich die Strömung beschleunigt, hängt von der Geometrie oder dem Flächenverhältnis zwischen dem Einlaß und dem Halsabschnitt ab. Bei einer bestimmten höheren Machzahl haftet die Stoßwelle dann an der Einlaßkante an. In diesem Zustand beträgt die Machzahl am Halsabschnitt 1 oder weniger. Wenn sich die Stoßwelle innerhalb der Kante weiterbewegt, und sei dies

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auch nur über eine kleine Strecke hinweg, wird sie "verschluckt", da gezeigt werden kann, daß dies ein instabiler Bereich ist, weswegen Überschallströmungsbedingungen erzeugt werden. Wenn jedoch die Machzahl im Halsabschnitt 1 erreicht, bevor die Stoßwelle an der Kante anhaftet, bedeutet dies, daß die Machzahl am Halsabschnitt 1 beträgt und daß Strömung gechoked ist. Die zusätzliche Massenströmung entweicht hierbei um die Kante herum, wie aus Fig. 6(b) ersichtlich. Selbst wenn die Machzahl weiter gesteigert wird, erreicht der Stoß niemals die Kante, und die Strömung wird nicht beginnen. Dies ist der Zustand für das Auftreten hoher Widerstandskräfte .

Die Gleichung, die zum Erreichen der Startbedingungen das minimale theoretische Hals -/Einlaßflächenverhältnis definiert, kann aus den folgenden Hauptgleichungen abgeleitet werden:

-1

wobei:

γ = Verhältnis der spezifischen Wärmen M = Machzahl (M > 1,0) bei Abschuß- oder Mündungsgeschwindigkeit.

Diese Gleichung definiert die Kurve A in Fig. 7.

Die obige Gleichung und die Kurve A gemäß Fig. 7 können leicht dafür verwendet werden, um das minimale theoretische Hals -/Einlaßflächenverhältnis Aj/Aj zu bestimmen, das erforderlich ist, um bei Abschußgeschwindigkeit im mittigen Durchlaß des Geschosses Überschallströmung zu erhalten. In der Praxis wird jedoch das minimale Verhältnis A./A. stets derart gewählt, daß es etwas größer ist

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als das durch die Gleichung angegebene Verhältnis, da die Grenzschicht die Wirkung hat, die Halsfläche geringfügig kleiner zu machen. Zur Erläuterung dieses Umstandes sei das Verhältnis A./A. betrachtet, das für ein solches rohrförmiges Geschoß erforderlich ist, das zum (angenäherten) Simulieren der bzw. Anpassen an die Flugeigenschaften eines 105 mm-AFDS-Geschosses bestimmt ist. Ein solches 105 mm-APDS-Geschoß weist eine Mündungsgeschwindigkeit von 1478,3 m/s oder eine Machzahl von 4,3 auf. Hierbei ist anhand der Kurve A gemäß Fig. 7 ersichtlich, daß das Verhältnis A./A. wenigstens 0,66 betragen muß, um den Beginn der Strömung durchzuführen. Wie schon erwähnt, trägt dieses Gestaltungskriterium der Grenzschichtdicke nicht Rechnung, die die wirksame minimale Haisfläche beeinflußt. Bei dem STUP-Modell gemäß Fig. 1 bis 3 liegt die minimale Halsfläche an der äußersten rückwärtigen Fläche des Modells vor, da die Grenzschichtdicke mit der Länge anwächst und in gewissem Ausmaß auch von Umgebungsbedingungen, insbesondere der Temperatur, abhängt. Es muß daher das STUP-Geschqß ein Verhältnis A./A. aufweisen, das größer ist als 0,66, damit die Strömung zu starten beginnt. Hierbei wurde für das fragliche STUP-Modell ein Verhältnis A./A. von 0,7 gewählt. Ganz allgemein gesprochen ist ein Verhältnis A./A., das etwa 5 oder 6% größer ist als das durch die Gleichung gegebene theoretische Minimum, ausreichend, um der Grenzschichtdicke Rechnung zu tragen.

Es ist festzustellen, daß der Spielraum hinsichtlich der Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich des A./A.-Verhältnisses für die meisten existierenden Abschuß- bzw. Geschützsysteme relativ klein ist. Dieser Spielraum des A./A.-Verhältnisses liegt für Abschußmachzahlen von 1 - 4,3 bei 1 - 0,66, wobei Grenzschichtbetrachtungen hierin nicht enthalten sind. Für Abschußmachzahlen von 1-5 liegt das A_t/A.-Verhältnis zwischen 1 und etwa 0,65, wobei ebenfalls

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Grenzschichterweckungen ausgeschlossen sind. Wenn die A./A.-Werte unter diesen Grenzen liegen, beginnt beim Abschuß keine Strömung, und der Widerstand ist hoch. Da das A./A.-Verhältnis das Quadrat

des Hals-/Einlaßdurchmesserverhältnisses (d./d.) ist, kann anhand einer Überprüfung des STUP-Modells gemäß Fig. 1 bis 3 beispieIsweise festgestellt werden, daß der Unterschied zwischen dem HaIsdurchmesser und Einlaßdurchmesser relativ klein ist.

Das A./A.-Verhältnis ist außerdem von großer Bedeutung hinsichtlich einer Begrenzung der Reichweite des Projektils. Im folgenden sei nun der Vorgang beschrieben, mittels dem das Geschoß die Schockwelle "ausstößt" und daher bei einer vorbestimmten Machzahl Choke-Strömungsbedingungen innerhalb des mittigen Durchlasses erzeugt.

Im Zustand der in Gang gesetzten Strömung liegt die Machzahl im gesamten mittigen Durchlaß im Überschallbereich, wie aus Fig. 6(c) ersichtlich. Im Gegensatz zu einer Unterschallströmuig nimmt die Machzahl im konvergierenden, d.h. sich verjüngenden Abschnitt in Richtung des Halsbereiches ab, wobei der Wert bzw. die Höhe dieser Machzahl außerdem bezogen ist auf das HalsVEinlaßflächenverhältnis. Wenn die Machzahl am Halsbereich in Richtung auf den Wert = 1 abnimmt (d.h. wenn das Geschoß im Flug Geschwindigkeit verliert), erscheint die Stoßwelle im Hals, wobei sie jedoch aus dem hinteren Ende bzw. der hinteren Kante des Geschosses austritt. Bei einer geringfügig geringeren Machzahl bewegt sich die Stoßwelle in den konvergierenden Abschnitt, wobei sie sich, da dies einen instabilen Zustand darstellt, lediglich vor dem Geschoß selbst stabilisiert, wie aus Fig. 6(a) ersichtlich. Dies stellt den Hochwiderstandszustand dar, der zum Verringern der Reichweite erforderlich ist. Die Gleichung, die den Stoßausstoßvorgang als Funktion der Machzahl definiert, lautet folgendermaßen:

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wobei: M = Flugmachzahl

γ = Verhältnis der spezifischen Wärmen

Diese Gleichung definiert die Kurve B in Fig. 7.

Die obenbeschriebenen Vorgänge des Schluckens und Ausstoßens des Stoßes bei ausgewählten Machzahlen finden ihre Anwendung in den meisten Direktabschuß-Geschützsystemen, bei denen die Gesamtreichweite der Waffe in bezug auf die maximale Zielreichweite groß ist (beispielsweise bei einer 105 mm Panzerkanone). Im allgemeinen sehen diese Vorgänge während des ersten Teils des Flugweges zum Ziel einen geringen Widerstand (Strömung gestartet) vor, wobei diesem Zustand ein plötzlicher Übergang zu Hochwiderstandsbedingungen (Stoßwelle ausgestoßen) folgt, um die Reichweite zu verkleinern.

Es kann daher aufgrund des erfindungsgemäßen Merkmals des Stoßverschluckens und Stoßaus Stoßens ein STUP-Geschoß (oder rohrförmiges Geschoß) mit einem sehr viel geringeren Widerstanskoeffizienten als ein konventionelles Projektil bei hohen Machzahlen geschaffen werden (bei Kurve A in Fig. 6(d)). Bei einer vorbestimmten Machzahl steigt dabei der Widerstandskoeffizient C_D scharf und plötzlich auf ein hohes Niveau an (bei der Kurve B in Fig. 6(d) ). Diese Merkmale tragen in vorteilhafter Weise unterstützend dazu bei, die Dimensionierung der Gestalt des STUP-Geschosses im Hinblick auf eine ausgewählte Widerstandskurve durchzuführen. (Bei einigen Anwendungsfällen kann dies relativ leicht sein, dagegen bei anderen Anwendungsfällen schwieriger, und zwar bei solchen, die einen sehr

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geringen Strömungswiderstand und eine hohe Choke-Machzahl bedingen) .

Zurückkommend auf das praktische Ausführungsbeispiel des STUP-Übungsgeschosses für eine 105 mm-Panzerkanone ist also festzustellen, daß ein Verhältnis A./A. = 0,7 gewählt wurde, um das Verschlucken des Stoßes beim Start oder Abschuß vorzusehen bzw. zu gewährleisten. Hierbei ist aus dem Diagramm gemäß Fig. 7, bei dem das Verhältnis A./A. über der Machzahl aufgetragen ist, ersichtlich, daß bei diesem Modell der Choke-Effekt bei einer Machzahl von etwa 1,8 oder etwas größer auftritt (in Abhängigkeit von den Grenzschichteffekten). Im folgenden wird auch noch auf verschiedene durchgeführte Versuche Bezug genommen, die bestätigen, daß dieser Choke-Effekt tatsächlich, wie vorhergesagt, eintritt.

Anhand der Kurve B gemäß Fig. 7 kann festgestellt werden, daß dann, wenn sich das A./A.-Verhältnis dem Wert = 1 annähert, sich die Machzahl, bei der dieser Choke-Effekt auftritt, ebenfalls dem Wert = 1 annähert. Wenn der mittige Durchlaß durch das Geschoß lediglich eine Bohrung gleichförmigen Durchmessers ist, d.h. also, wenn keinerlei "Hals" bzw. Einschnürung vorgesehen ist, tritt der Choke-Effekt bei Überschallgeschwindigkeiten (unter der Annahme, daß keine Grenzschichteffekte vorliegen) unter keinen Umständen auf; es ist daher wesentlich, daß das Geschoß eine solche Innenausbildung besitzt, daß das Choke-Phänomen tatsächlich auftreten kann, indem beispielsweise ein ringförmiger Innenkeil oder irgend eine andere Ausbildung vorgesehen wird, mittels der eine Einschnürung der Strömung erzeugt werden kann. Hierbei ist ein am vorderen Ende des Geschosses vorgesehener Verbundkeil außerordentlich wünschenswert bzw. von großem Vorteil, da er leicht derart ausgestaltet werden kann, daß das gewünschte Strömungsmuster erzielt wird.

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Weitere wesentliche Erwägungen sind das Wanddickenverhältnis t/R (t = maximale Wanddicke und R = halber maximaler Außendurchmesser des Projektils) und die Größe der Keilwinkel am vorderen Ende des Geschosses. Die Keilwinkel sollten vernünftigerweise klein gehalten werden, um zu gewährleisten, daß zum Minimieren des Druckwiderstandes an der vorderen Geschoßkante Bedingungen erreicht werden, bei denen eine anhaftende schräge Stoßwelle vorliegt. Bei der Verbundkeilgestalt gemäß Fig. 1 bis 3 sollte der vom Innenkeil und Außenkeil eingeschlossene Winkel θ (siehe Fig. 2) weniger als etwa 15° und vorteilhafterweise sogar noch weniger als etwa 10 betragen. Demgegenüber kann eine vorstehende abgestumpfte vordere Kante eine losgelöste Stoßwelle sowie einen hohen Widerstand zur Folge haben, so daß aus diesem Grund die vordere Kante vernünftigerweise scharf sein sollte. Eine "messerartige" vordere Kante ist jedoch nicht notwendig, wobei aus praktischen Gründen die Kante auf einen kleinen Radius, auf 0,127 mm (0,005 inch), abgerundet sein kann, um die Möglichkeit einer Beschädigung der Kante während des Handhabens zu verringern.

Es ist bekannt, daß die Reichweite eines Geschosses durch Vergrößern des ballistischen Koeffizienten (Querschnittsbelastungskoeffizienten) C_n A/W verringert wird. Bei einem rohrförmigen Geschoß wird der Widerstandskoeffizient C_ durch Vergrößern der Wanddicke gesteigert. Eine Vergrößerung der Wanddicke hat jedoch auch eine Steigerung des Gewichtes zur Folge. Es ist daher für jedes spezielle rohrförmige Geschoß ein Wanddickenverhältnis t/R gegeben, bei dem der Wert C~ · A/W ein Optimum und die Verzögerung während des Fluges ein Minimum aufweist. Das Wanddickenverhältnis t/R ist ein Parameter, der sich daher dazu eignet, die verschiedenen bestehenden Beziehungen auszudrücken.

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Das Wanddickenverhältnis t/R wird derart gewühlt, daß ein minimaler ballistischer Koeffizient (Querschnittsbelastung) C- A/W erreicht wird. Aus Versuchen an verschiedenen rohrförmigen Geschossen wurden Kurven für den Widerstandsbeiwert CL·, die Machzahl und das Verhältnis t/R entwickelt. Figur 8 zeigt ganz allgemein die Art der Beziehung, die zwischen diesen Variablen für rohrförmige Geschosse der beschriebenen Art besteht. Entsprechende Erfahrungen haben gezeigt, daß das Verhältnis t/R zwischen etwa 0,18 und 0,45 liegen sollte, damit der Widerstandskoeffizient innerhalb akzeptabler Grenzen bleibt. Ein Diagramm, das ganz allgemein die Beziehungen zwischen dem ballistischen Koeffizient (Querschnittsbelastung) C · A/W und dem Dickenverhältnis t/R für rohrförmige Geschosse der beschriebenen Art zeigt, ist aus Fig. 9 ersichtlich, wobei Fig. 9 weiterhin die wesentliche Bedeutung der Auswahl des geeigneten Dickenverhältnisses verdeutlicht, um den ballistischen Koeffizient zu minimieren. (Die Kurven gemäß Fig. 8 und 9 variieren in Abhängigkeit von der genauen Ausbildung des Geschosses und dienen lediglich der Anschauung).

Das Fluggewicht W des Geschosses wird durch die inneren ballistischen Grenzen des Abschußsystems diktiert. Bei dem hier betrachteten Beispiel (dem 105 mm-STUP-Übungsgeschoß für die 105 mm-Panzerkanone L7A1) beträgt das maximale Schufigewicht des APDS-Geschosses (Geschoß + Hülse bzw. Träger), das zulässig ist, um eine Mündungsgeschwindigkeit von 1478,3 m/s zu erreichen, etwa 5,9 kg (13 lbs.). In diesem Fall kann dann das Schußgewicht des STUP-Übungsgeschosses (Geschoß + Treibbasis + Reiter- bzw. Treibband usw.) den Wert von 5,9 kg nicht überschreiten, wenn die Anfangsgeschwindigkeit des rohrförmigen Geschosses mit der Anfangsgeschwindigkeit derjenigen Waffe, die das Geschoß simulieren soll, übereinstimmen soll.

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Eine weitere wesentliche Phase während des Vorgehens der Gestaltung eines STUP-Geschosses liegt in der Schätzung der dynamischen Stabilität. Dies beinhaltet das Verhältnis zwischen den gyroskopischen und aerodynamischen Momenten. Insgesamt muß hierbei der gyroskopische Stabilitätsfaktor größer als 1 sein, damit das Geschoß dynamisch stabil ist. Der gyroskopische Stabilitätsfaktor S ist folgendermaßen definiert:

τ 2 2

¹X ^P

Sg = JE ,

wobei μ = \ Pd³ V² C_ma

I = axiales Trägheitsmoment

I = Querträgheitsmoment

ρ = Winkelgeschwindigkeit

P = Luftdichte

d = maximaler Körperdurchmesser

V = Mündungsgeschwindigkeit

C = statischer Momentenkoeffizient m_a

Bei der 105 mm-Panzerkanone L7A1 sind beispielsweise sowohl für das STUP-Geschoß als auch für das APDS-Geschoß die Parameter p, P , V dieselben. Jedoch ist der Wert l_% für ein Vollkaliber-STUP-Geschoß sehr viel größer als für ein unterkalibriges APDS-Geschoß, während der Wert I in derselben Größenordnung liegt. Es ergibt

sich daher aus der obigen Gleichung, daß das Verhältnis (I /I ) für ein STUP-Geschoß sehr viel größer ist als für das APDS-Geschoß. Der Wert C_ma ist nur sehr schwierig zu schätzen, jedoch liegt er für beide Geschosse in derselben Größenordnung. Es kann

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dann gezeigt werden, daß das 105 mm-STUP-Übungsgeschoß einen sehr viel größeren gyroskopischen Stabilitätsfaktor Sg (d.h. Sg >> 1) als das APDS -Geschoß aufweist, wobei dies zu berücksichtigen ist, wenn die Flugbahnen in Übereinstimmung gebracht werden. Das STUP-Geschoß weist die Tendenz auf, daß es einer flacheren bzw. gestreckteren Flugbahn folgt, so daß es nicht im gleichen Ausmaß wie das APDS-Geschoß mit der Reichweite vertikal niederfällt. Das Schlankheitsverhältnis l/D (wobei 1 = Geschoßlänge und D = maximaler Außendurchmesser) ist theoretisch durch den maximal zulässigen Stabilitätsfaktor Sg begrenzt. In der Praxis kann das l/D -Verhältnis zwischen etwa 2 bis 5 variieren. Schließlich wird beim In übereinstimmungbringen der Flugbahnen des APDS-Geschosses und des STUP-Geschosses ein Kompromiß zwischen der Mündungsgeschwindigkeit, der Flugzeit, dem ballistischen Koeffizient (Querschnittsbelastung) und der dynamischen Stabilität gemacht, wobei dies mittels theoretischer Abschätzung und experimenteller Iterationstechniken auf der Basis natürlicher Größe erzielt wird.

Untenstehend werden die Grundgleichungen zur Bestimmung des Widerstandskoeffizienten und des ballistischen Koeffizienten wiedergegeben. Diese Gleichungen können in einer einfachen Rechnersprache (Computercode), beispielsweise in der APL-Sprache, verwendet werden, um zu einer Geschoßgestalt zu gelangen, welche die Erfordernisse hinsichtlich der Flugbahn erfüllt. Hierbei ist zu betonen, daß die Erfindung nicht auf irgendein spezielles Verfahren der Berechnung begrenzt ist. So können auch konventionelle mathematische Verfahren, die auf bekannten aerodynamischen Gesetzen beruhen, zur Anwendung gelangen, um die Geschoßgestalt zu optimieren; jedoch sind die Zusammenstellung der in Frage kommenden Hauptgleichungen und die verwendete einfache Rechnersprache für den Durchschnittsfachmann hilfreich, wenn er ein STUP-Geschoß gestaltet, um einen spe-

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ziellen Satz von Erfordernissen zu erfüllen. Für die folgenden Erläuterungen sei im übrigen auf Fig. 10 Bezug genommen.

Die grundsätzlichen aerodynamischen Prinzipien können u.a. folgenden Literaturstellen entnommen werden:

A. Arnes Research Staff, "Equations, Tables and Charts for Compressible Flow", NACA Report 1135, 1953.

B. Hoerner, S., "Fluid-Dynamic Drag".

C. NACA RM L53C02.

Die in den Hauptgleichungen zu verwende Nomenklatur ist folgende:

L = Geschoßlänge

D. = Durchmesser am Einlaß

D. = Innen- oder Halsdurchmesser

D = Außendurchmesser ο

t = Wanddicke

R = Halber Außendurchmesser θ = Winkel des Außenkeils ο

β = Winkel des Innenkeils A = Bezugsfläche (nD_Q ²/4)

M = Machzahl

V = Geschwindigkeit γ = Verhältnis der spez. Wärmen C = Druckkoeffizient

C_n = Druckwiderstandskoeffizient - Außenkeil Po

Cn .= Druckwiderstandskoeffizient - Innenkeil Pi

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C. = Reibungskoeffizient Reynoldszahl Basisdruckkoeffizient

Luftdichte μ = Luftviskosität

R = Reynoldszahl

Cn_n =
PB

P = Luftdichte

Bei der mathematischen Analyse wird von folgenden Voraussetzungen bzw. Annahmen ausgegangen:

(a) zweidimensionale Fluidströmung (nur gültig für t/R< 0,5)

(b) schräge Stoßwelle, an der Vorderkante des Geschosses anhaftend

(c) kein Choke-Effekt, d.h. keine ÜberschallstrÖmung im mittigen Durchlaß des "Geschosses

(d) Angriffswinkel = Null

(e) Geometrie gemäß Fig.

Der Widerstandskoeffizient C_n ist folgendermaßen definiert

C_n = C_n (Druck) + C_n (Reibung) + C_n (Baste) ^υ ρ ^ut ^DB

Die Koeffizienten basieren auf der gesamten projizierten Fläche

(nD_o ²/4).

(a) Der Widerstandsdruckkoeffizient C_n wird folgendermaßen ausgedrückt: ^P

Aus der Literaturstelle A für einen zweidimeneionaten Keil·

2(M²-1)² (M²-l)⁷/2

j (γ*1)Μ'·-2Μ² ♦ j e³ ♦

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16

Für den Außenkeil ( β = 9_Q):

■ft)

Für den Innenkeil (θ= Θ. )

^Di²

_ ο

und C₀-C₀ ♦ C P Po

(b) Der Hautreibungswiderstandskoeffizient C_n ist durch folgendes definiert: ^f

Aus der Literaturs te lie B für eine turbulente Strömung:

= KC,

wobei K =

(1 + .15 Μ²)"·432
(3.46Log_loR_e - 5.6)

PVL/μ

-2

Die Hautreibung basiert auf der angefeuchteten Fläche S= πL(D +DJ

W O ι

D + D o^t

(c) Der Basiswiderstandskoeffizient C_n ist folgendermaßen bestimmt:

Der Basisdruckkoeffizient für einen zweidimensionalen Körper ist durch Literaturstelle C gegeben. Basiswiderstandsdaten waren außer-

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-XT-

dem durch Windkanalversuche unter Anwendung von 105 mm-Mode Ilen erhältlich. Die Ergebnisse dieser Windkanalversuche stimmten gut mit den Daten gemäß Literaturstelle C überein. Hierbei wurde die folgende Funktion von diesen Daten abgeleitet:

= A₀ + A₁M + A₂M² + A₃M³

1.5< M < 4.5

wobei A₀= 0.6331

A₁ = -0.33257 A₂= 0.06619 A₃= -0.004

und C_n = Cp ^DB ¹B

1 -

Weitere Formeln, die für den Durchschnittsfachmann bekannt sind, sind folgende:

Ballistischer Koeffizient

C_nA W

Verzögerung

= (16,1 P V C_DA)/W (ft/sec/ft)

Die obigen Gleichungen wurden bei einem Computerprogramm (APL-Sprache) verwendet, wobei der Anschaulichkeit halber der Programmablaufplan im folgenden aufgeführt wird:

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AP L-Aufstellung Eingangsdaten (Zeilen 1, 2 und 4)

L - Modellänge (inch) DO - Modellaußendurchmesser (inch) TOR - Wanddickenverhältnis (t/R) AOR - Einlaßflächenverhältnis (A./A.)

(Halsfläche/E in laßf lache)

TETAO - Außenkeilwinkel (°) TETAI - Innenkeilwinkel ( ο ) DENS - Materialdichte (lb/in³) PITCH - Abstand der Züge (ft) RHO - Atmosphärischer Dichte (0,002378 slugs/ft³) MU - Viskosität (3.719 χ ΙΟ"⁷ slugs/ft see) S - Schallgeschwindigkeit (1117 ft/sec) VEL - Geschwindigkeit (ft/sec) A₀₁A₁, A₂, A₃ - Konstanten, die den Basiswiderstandskoeffizienten

definieren

Ausgangsdaten (Zeilen 57 - 62) T - Wanddicke (inch) DT - Innen- oder Halsdurchmesser (inch) DI - Einlaßdurchmesser (inch) TO - Dickenaußeneinlaßdurchmesser (inch) Tl - Dickeninneneinlaßdurchmesser (inch) LOD - Modellschlankheitsverhältnis L₁ - Länge des äußeren Parallelabschnittes (inch) L₂ - Länge des Außenkeils (inch) L, - Länge des Innenkeils (inch) L₄ - Länge des inneren Parallelabschnittes (inch)

^H 3

V - Material volumen (inch )

_α._ΛΛ 809823/0802

CPO CDPO

CDH CDP

CDF PPB CDB

CDA VEID SPIN

STRESS

- Modellgewicht (Ib)

- Druckkoeffizient - Außenkeil

- Druckwiderstandskoeffizient - Außenkeil

- Druckkoeffizient - Innenkeil

- Druckwiderstandskoeffizient - Innenkeil

- Druckwiderstandskoeffizient

- Reynolds zahl

- Reibungskoeffizient

- Reibungswiderstandskoeffizient

- Basisdruckkoeffizient

- Basiswiderstandskoeffizient

- Machzahl

- Widerstandskoeffizient

- Ballistischer Koeffizient (ft²/&>)

- Geschwindigkeitsverzögerung (ft/sec/100 ft)

- Winkelgeschwindigkeit (rev/sec)

- Tangentialgeschwindigkei t (ft/sec)

- Tangentialbeanspruchung (lb/in )

Bemerkung: Die in der Aerodynamik verwendete Bezugsfläche basiert auf dem Außendurchmesser.

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VSr£/f2[ÜJV Modell 2 VSTUP2

LlJ L,DO,ΤΟΠ,AOk,TETAO,TETAI,DEKS,PITCH t 2 j hHO ,t'U ,S,VEL C 3 j M-VELiS [«♦j /ΙΟ,ΛΙ,/12,/3

CSJ Z/ELO-rET/JOxoiiißO

[6j ££ LISTET AI »oi U80

[7 j T-TORxDOi2

[6j DT+D0-2*T L 9 J DI*DT*( HAOR)*.

ClOj T0+(D0-DI)tl

LlIj TI-^(DI-DT )i2

C12 j L2-T0i*ODEL0

Cl3] L3-TIHODELI

ClUj L1+L-L2

ClSj L4*L2-L3

Cl6] /1-»·(οΐχ£1 *H)x(PO*2)-DT*2 Cl7j ^2*·.2618χΙ2χ(ΡΟ*2)+(ΟΟχΖ37) + ΰΙ*2 ClBj / 3*. 26ΐ6χΙ,3χ( 07 *2) + ( Z)J χ DT)* DT*

Cl9j ?4·«-Ο1χΖ,4χ(Ζ)7*2)*4

C 20 j /*Cl + I'2+(-1^3)-1/14

C21 j W-DEKS^V

L26J N2-(h*2)-l

C 27 j CPl*2iAi2*.5

C 28 j CF2-(( 2.ι<*Αί*'*)-«*><Λ'2) i2«A'2*2 C 29 j CP3*(li(.V2* (7*2) ))χ( . 36x.V*6 ) - ( 1 . ι»&3*/4*6 )♦ ( 3. 6«W*i») - ( 2*tf*2 J + U *

L 30 j CPO+(CF1*DELO) + (CP2*DELO*2

L 31 J CDP0-CP0*l-(bI*D0)*2

C 32 j CFI-(CPl*DELI)+(CF2*DELI*2)

C 33 j CDFI-CFI*((DI*2)-DT*2)*DO*2

L 3** 3 CDF-CDPO*CDFI

[36j hE-RH0*VEL*(L*12)*VU

[37] CFP-(O. *6*(10·Α£))-5.6)*-2

£3β] λ-(Ι+.ΙδχΑί* 2 )*-.*♦ 3

C3Sj CF-KxCFP

C**Oj CDF-CFxi*xL*(D0+DT)iD0*2

C U1 j PPB-A 0+ ( /1 xft¹) ♦ (yl 2 xA^!* 2 ) + i4 3 χΑί *

[i*2] CDB-PFBx l-(DT*D0)*2 CD-CDP+CDF+CDB

Cufaj /£LZJ*1 f>.lxRHOxVEL*CDA χ

O7j SPIH-VELiPITCH

[«♦6] SPINR-SPINx2xOl

CMSj VT-SPINRxD0*2H

[50] STRESS-(DENS*(/7*2)»32.2)xl2

[51 j LOb-LiDO

[57j T.DT.DI_tT0_%TI_tL0D

[56] Ll,L2.L3,Lt,V,V,^C,VCS,J/C7·

[59] CPO,CDPO, CFI_tCDPI_tCDP

[60] RE,CF,C DF

[6i j PFB_tcvB 809823/0802

[62] l-._tCD_tCDA,VELD V

Eingang Ausgang

Beispiel Modell 26

0.282 6.25

(1)10 «4.127 0.2125 0.7 3 3.5 (2)0.002376 3.719£~7 1117 4650 (4)0.63331 "C.33257 0.06619 ~0.004

3.25 3.66*45 0.12125 0.31725 2.4231

2.3137 5.1B69 ~2.E733 4'J.0fc2 11.303

0.42706 0.12043 0.12043

(59)0.02835 0.0032339 0.0331:15 0.0089873 0.012221 (60)2.5843£'7 0.0013934 0.02414 (61)0.10973 0.041681
(62)4.342 0.078042 0.0006414 11.Sl

(57)0.4365 (58)7.6*63

Mittels Durchführen eines Iteratiwerfahrens bei denjenigen Eingangspar ame tern, die variiert werden können, wie beispielsweise TOR, TETAO, TETAI, wurden die folgenden Daten erzeugt:

(siehe Eingangsdaten)

L ^— 10.0 oder L= 10.0 inches DO <— 4.127 oder D =4.127 inches = 105 mm TOR <r— 0.213 oder t/R= 0.213

AOR «— 0.7 oder \/\ =0-7

TETAO«— 3 oder _Q = 3° TETAI«— 3.5 oder ^3.5° DENS <— 0.282 = (Materialdichte)= .282 lb/in.³ PITCH«— 6.25 = (Zugabstand) = 6.25 ft. RHO «— 0.002378 = (atm. Dichte) in slugs/ft.³) MU <— 3.719E"⁷ = (Luftvikskosität) 3.719xl("⁷ S <— 1117 = (Schallgeschwindigkeit) 1117 ft/sec. VEL «— 4850 = (Mündungsgeschwindigkeit) 4850 ft/sec.

A_o,A₁,A₂,A₃ <;— 0.6331, -0.33257, 0.06619, -0.004

und (siehe Ausgangsdaten) (Auflistung nur teilweise)

Halsdurchmesser = 3.250 inches Einlaßdurchmesser =3.88 inches Schlankheitsverhältnis = 2.42

DT	3.250	oder
DI	3.88	oder
LOD	2.42	oder

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7.81	oder	Länge des äußeren Parallelabschnittes	des	Außenkeils	= 7.81	inches
2.29	oder	Länge	des	Innenkeiis	= 2.29	inches
5.19	oder	Länge	jßge\	vicht	= 5.19	inches
9.88	oder	Gesch(	= 9.88	lbs.

Die verbleibenden Ausgangsdaten sind hier nicht angeführt. Die obige Teilauflistung gibt die grundsätzlichen Parameter für die Gestalt des 105 mm -STUP-Übungsgeschosses wieder, das hier lediglich des Beispiels halber betrachtet wird. Hierbei ist festzustellen, daß das optimale Wanddickenverhältnis t/R zu 0,231 berechnet ist; die optimalen Keilwinkel liegen bei 3° für den Außenkeil und bei 3,5° für den Innenkeil. Andere wesentliche Abmessungen bzw. Dimensionen sind oben wiedergegeben. Diese Abmessungen wurden bei der speziellen Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 angewendet bzw. vorgesehen, um ein erfolgreiches 105 mm-Übungsgeschoß zu schaffen. Das für das Geschoß verwendete Material war AISI 1018 hart gezogener Stahl. Die vordere Kante 26 gemäß Fig. 2 war auf einen kleinen Radius, d.h. auf einen Radius von 0,127 mm (0,005 inch), abgerdundet.

Die Genauigkeit des STUP-Geschosses im Vergleich zu konventionellen Geschossen, d.h. APDS- und TPDS-Geschossen (Zielübungsgeschossen mit Wegwerfträger bzw. Sabot) wurde in verschiedenen Untersuchungen demonstriert. Das Folgende stellt einen Teil einer Versuchsaufzeichnung dar, die sich auf die obenbeschriebene Entwicklungsuntersuchung des 105 mm-STUP-Geschosses bezieht;

Verwendete Waffe:

Ziel:

Munition:

105 mm Panzerkanone

50,8 cm χ 50,8 cm auf 1000 m

1.) 105 mm -STUP-B-Übungsgeschosse

2.) 105 mm-APDS/T C35Al-R-Übungsgeschosse

3.) 105 mm-TPDS/T C-36-W-Übungsgeschosse.

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3?

Der Versuch wurde mit den folgenden Sichteinstellungen durchgeführt: Linie - 0 mils; Anhebung - 2,0 mils. Der Versuch ist in der folgenden Tabelle wiedergegeben und die Auftreffpunkte der Übungsgeschosse sind in Fig. 11 dargestellt. Hierbei zeigt sich, daß die gemäß der Erfindung gefertigten STUF-Übungsgeschosse wenigstens ebenso genau sind wie die konventionellen AFDS- und T PDS-Geschosse:

Tabelle

	Mündungs- geschw. m/s	Endge schwind, m/s	.9	Aufschlagpunkt horizontal vertikal	11.5	Drall l/s
Geschoß- Nr.	1500.0	1287.	.4	10.9	10.0
W-I	1501.4	1292.	.5	10.9	11.3	——.
W-2	1468.9	1360.	.1	7.7	13.0	815
R-I	1459.0	1316.	2	10.2	16.7	774
B7L1	1482.9	1342.	9	12.2	9.0	770
B7F1	1478.3	1341.	6	11.4	11.2	815
B7F2	1459.2	1327.	7	10.5	10.9	789
B 8Ll	1474.6	1378.	7	11.0	13.0	811
R-2	1474.2	1340.	0	12.0	8.7	854
B8F1	1466.6	1334.		10.0		812
B8F2

Bemerkungen; 1 Zielpunkt; Horizontal: 10.0 ft. Vertikal: 10.0 ft.

2 Zapfenhöhe 4'4-1/2" Höhe der Zielmarke über Boden

13*2".

3 Auftreffkoordinaten gemessen von linker unterer

Ecke des Ziels.

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Die kritische bzw. wesentliche Bedeutung des Verhältnisses AVA. einschließlich des Choke-Phänomens wurde in verschiedenen Untersuchungen bzw. Versuchen demonstriert. Im folgenden wird Bezug genommen auf einen Satz von Felduntersuchungen, und zwar unter Anwendung sowohl der konventionellen APDS-Projektile als auch verschiedener Abwandlungen von STUP-Geschossen. Fig. 12 zeigt die verschiedenen untersuchten Modelle. Die Modelle gemäß Fig. 12(a)

an
und 12(b) waren mit/der vorderen Kante angeordneten Verbundkeilen versehen, und zwar die Ausführungsform gemäß Fig. 12(a) mit einem Verbundkeil CW(S) und die Ausführungsform gemäß Fig. 12(b) mit einem geringfügig abgewandelten Keil CW(M), während das Modell gemäß Fig. 12(c) lediglich mit einem am vorderen Ende angeordneten Innenkeil IW versehen war. Die drei Modelle gemäß Fig. 12(a), (b), (c) waren außerdem mit Außenkeilen am hinteren Ende des Geschosses versehen; dies trägt dazu bei, den Basiswiderstandskoeffizienten etwas zu reduzieren, übt jedoch keinen nennenswerten Effekt auf die Gesamtleistung im Flug aus. Die grundsätzlichen Abmessungen der verschiedenen Modelle gemäß Fig. 12 sind folgende: (siehe Fig. 10 zur Erläuterung wie diese Abmessungen angebracht sind):

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- se- 39

Fig. 12(a) CW(S) Fig.l2(b) CW(M) Fig.12 (c) IW

L	10.0	inch	10.0	inch	10.0	inch
L2	2.12	inch	1.414	inch
L3	1.878	inch	2.134	inch	2.64	inch
Di .	3.578	inch	3.651	inch	3.80	inch
Dt	3.050	inch	3.050	inch	3.05	inch
Do	3.800	inch	3.800	inch	3.800	inch
t	0.375	inch	0.375	inch	0.375	inch
R	1.900	inch	1.900	inch	1.900	inch
6O	3e		3*		0e
ei	8°		8°		8e
VAi	0.727		0.700		0.640
t/R	0.197		0.197		0.197
L/D	2.63		2.63		2.63

Die Modelle gemäß Fig. 12 wurden sämtlich mit gleichen Geschwindigkeiten unter ähnlichen Bedingungen abgefeuert und die Flugwege mit Doppler- und Verfolgungsradar verfolgt. Die Flugwege wurden mit dem Flugweg einer konventionellen Waffe (AFDS) verglichen, die unter denselben Bedingungen und mit demselben Schußgewicht abgefeuert wurde. Die Flugwege der verschiedenen Projektile sind in Fig. 13 dargestellt. Das Modell mit einem Innenkeil, das ein AjA.Verhältnis von lediglich 0,640 aufwies, war ständig gechoked und und hatte eine Gesamtreichweite von weniger als 20.000 ft. Die bei-

die

den Verbundkeilmodelle / jeweils ein A./A.-Verhältnis über den kritischen Werten aufwiesen, waren unmittelbar nach dem Abschuß ungechoked, wurden jedoch etwa 7,0 bis 7,2 Sekunden nach dem Abschuß gechoked und wiesen hinsichtlich des Modells CW(M) eine Reich-

8514

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weite von etwa 45.000 ft und hinsichtlich des Modells CW(S) eine Reichweite von rtwa 50.000 ft. auf. Das konventionalle APDS-Geschoß hatte demgegenüber eine Reichweite von etwa 72.000 ft. Die Geschwindigkeitsverlaufkurven der Verbundkeilmodelle CW(M) sind aus Fig. 14 ersichtlich. Die Unstetigkeitsstelle in der dargestellten Kurve zeigt, daß der Choke-Effekt, wie vorhergesagt, eintrat. Die Widerstandskoeffizienten der verschiedenen Modelle gemäß Fig. 12 wurden gegen die Flugmachzahl umgerechnet, wobei die Ergebnisse aus Fig. 15 ersichtlich sind. Die beiden Verbundkeilmodelle, die ein A./A.-Verhältnis von 0,727 bzw. 0,700 aufwiesen, zeigen jeweils einen scharfen Übergang vom Niedrigwiderstand zum Hochwiderstand, und zwar bei einem Wert, der geringfügig weniger als Mach = 2 beträgt, was in Übereinstimmung mit den theoretischen Voraussagen steht. Das Innenkeilmodell IW war gechoked und zeigte bei sämtlichen Machzahlen hohe Widerstandswerte. Der Widerstandskoeffizient des APDS-Geschosses zeigt demgegenüber, vie vorhergesagt, einen allmählichen Anstieg bei abfallender Machzahl.

Wie schon erwähnt, kann das rohrförmige Geschoß gemäß der Erfindung hinsichtlich seiner Ausbildung beträchtlich variiert werden, solang die oben dargelegten Kriterien hinsichtlich der grundsätzlichen Gestaltung eingehalten werden. So kann beispielsweise das hintere Geschoßende abgestumpft sein, wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich, oder es kann eine relativ scharfe Kante haben, wie beispielsweise aus Fig.l2(a), (b) ersichtlich. Der Innendurchlaß des Geschosses muß nicht genau zylindrisch sein, da beispielsweise ein geringfügiger allmählicher Anstieg des Durchmessers in Richtung des hinteren Endes bei einigen Modellen von Vorteil sein kann, was in gleicher Hinsicht auch für den Durchmesser der Außenfläche gilt, der sich allmählich in Richtung des hinteren Endes verkleinern (verjüngen) kann. Üblicherweise überschreitet das Ausmaß der Verjüngung für die Innen- und Außenfläche nicht

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den Wert von 2 oder 3 . Das vordere Ende des Geschosses ist vorzugsweise mit einem Verbundkeil versehen, wie beispielsweise aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich. Die Erzeugende bzw. Mantellinie jeder der vorderen Keilteile kann gerade verlaufen, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, oder auch in geeigneter Form gekrümmt verlaufen. In all diesen Fällen muß jedoch das A./A.-Verhältnis ausreichend groß sein, um zu gewährleisten, daß bei den fraglichen Abschußgeschwindigkeiten im mittigen Durchlaß Überschallströmungsbedingungen erzielt werden. Die Anordnung einer hinteren Kante kann in vielen Fällen hilfreich sein, bei denen eine Reduzierung des Basiswiderstandes erwünscht ist.

Die abgewandelte Ausführungsform gemäß Fig. 16 kann in bestimmten Fällen nützlich sein. Hierbei ist dieses Geschoß 50 gemäß Fig. 16 grundsätzlich dasselbe wie dasjenige gemäß Fig. 12(a) und (b). Die Ausführungsform gemäß Fig. 16 weist jedoch einen am hinteren Ende vorgesehenen Keilabschnitt auf, der eine Keilbasis 52 in Form eines konventionellen nichtrohrförmigen Geschosses lagern kann, dessen vorderes Endteil eine konventionelle Spitzform aufweist. Die T reibbasis 52 ist derart ausgebildet, daß sie eine radial verlaufende Schulter 54 aufweist, die gegen einen Lagersitz 56 anschlägt. Obwohl in Fig. 16 nicht dargestellt, trägt der am Geschoß vorgesehene, am hinteren Ende angeordnete Keil, üblicherweise lösbar wenigstens ein nicht dargestelltes Treibband sowie vorzugsweise auch einen Abdichtring. Solch ein Treibband und ein Abdichtring funktionieren in der gleichen Weise, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Wenn das rohrförmige Geschoß 50 einmal abgeschossen ist, bildet es genau vor seiner vorderen Kante eine normale Stoßwelle. Als Folge hiervon werden innerhalb der mittigen öffnung des Geschosses 50 hohe Staudrücke erzeugt, die ein Abtrennen der T reibbasis 52 bewirken. Da die auf das konventionelle Projektil, d.h. auf die Treibbasis 52 ausgeübten Widerstandskräfte diejenigen über-

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steigen, die auf das rohrförmige Geschoß 50 ausgeübt werden, folgt jedes Geschoß seiner eigenen Flugbahn. Diese Technik kann zum Abschießen eines rohrförmigen Geschosses von einem Flugzeug verwendet werden, wobei die Treibbasis derart ausgebildet ist, daß sie einer stabilen Flugbahn folgt, da sie andernfalls durch die Triebwerke des Flugzeuges angesaugt werden könnte.

Die beschriebenen rohrförmigen Geschosse nutzen den Vorteil des Dralls, der einem drallstabilisierten Geschoß eigen ist, voll aus. Ein solcher Drall kann verwendet werden, um ein Abprallen des beschriebenen rohrförmigen Geschosses von der gewünschten Zielfläche zu verhindern. Wenn geeignete Züge im Abschußlauf oder -rohr vorgesehen werden, wird das rohrförmige Projektil mit einer Drallgeschwindigkeit in der Größenordnung von etwa 500 - 1000 l/s (30.000 - 60.000 l/min) abgeschossen, und zwar vorzugsweise mit einer Drallgeschwindigkeit in der Größenordnung von etwa 750 l/s. Drallgeschwindigkeiten in dieser Größenordnung erzeugen im hülsenförmigen Körperabschnitt Belastungen, die in der Größenordnung von

4.220 - 4.570 kp/cm liegen. Selbstverständlich wird das beschriebene Projektil aus einem Material gefertigt, das derart ausgewählt ist, daß das Material den durch diese hohe Drallgeschwindigkeiten erzeugten Belastungen widerstehen kann. Erfolgreich untersuchte Prototypen des rohrförmigen Geschosses waren aus AISI 4340 Stahl hergestellt, einem vergüteten Legierungsstahl. Ein weiterer akzeptabler Typ eines Stahls, der im Hinblick auf seine niedrigeren Kosten bevorzugt ist, ist der AISI 1018 Stahl. Dieser ist ein hartgezogener unlegierter Kohlenstoffstahl mit einer Streckfestigkeit in der Größen-

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Ordnung von 4570 - 4920 kp/cm .

Es ist außerordentlich wünschenswert, daß das Material, aus dem das rohrförmige Geschoß hergestellt ist, derart ausgewählt wird,

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daß seine Streckfestigkeit lediglich um ein geringes Ausmaß diejenigen berechenbaren Belastungen überschreitet, die auf die Oberfläche des rohrförmigen Geschosses, wenn dieses mit der gewünschten Drallgeschwindigkeit abgeschossen wird, aufgebracht werden. Wenn solch ein sich drehendes rohrförmiges Geschoß auf ein Ziel oder anderes Objekt im Zielbereich auf trifft, werden aufgrund des Aufpralls zusätzliche Belastungen und Kräfte auf das Geschoß aufgebracht, wobei diese zusätzliche Belastung, die durch den Aufprall erzeugt wird, die Zerstörung des Geschosses bewirkt. Es hat sich gezeigt, daß der Körper abschnitt des rohrförmigen Geschosses zerbricht bzw. sich zerlegt, wobei sich diese Zerlegung ausbreitet und ein Aufbrechen des Geschosses in einer Weise bewirkt, die grundsätzlich dem Schälen einer Banane ähnlich ist. Wenn sich der Geschoßkörperabschnitt in dieser Weise zerlegt, wird auf die sich ergebenden Bruchstücke ein außerordentlich gesteigerter aerodynamischer Widerstand aufgebracht. Demgemäß verlangsamen sich die Bruchstücke außerordentlich schnell, so daß jede Tendenz bezüglich eines übermäßigen Abprallens aus dem Zielbereich heraus (Querschläger) entscheidend unterdrückt, gegebenenfalls sogar vollständig beseitigt ist. Dabei ist von besonderer Bedeutung, daß eine beständige Zuverlässigkeit hinsichtlich einer Kontrolle eines unerwünschten Abprallens vom Zielbereich weg erzielt werden kann.

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Claims (6)

1. Lieol, Moth, Zeitlar

   8000 München 22 Steinsdorfstraße 21 - 22 Telefon 089 / 2<

   Patentansprüche

   Übungsgeschoß zum Abschuß mit Überschallgeschwindigkeit aus einem Geschützlauf, bestehend aus einem rohrförmigen! Körper von weitgehend kreisförmigem Querschnitt mit einem vorderen Einlaßende, einem hinteren Auslaßende und einem sich dazwischen erstreckenden mittigen Durchlaß, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (26) des Geschoßkörpers (10) die Form eines ringförmigen Keiles (20) aufweist, der als Verbundkeil ausgestaltet ist und einen eine vordere Kante (26) des Projektils (10) begrenzenden Innenkeil (22) sowie einen Außenkeil (28) umfaßt, wobei der durch den Verbundkeil eingeschlossene Winkel ausreichend klein und die vordere Kante ausreichend scharf ist, um eine Schrägstoßwelle nach dem Abschuß des Geschosses an der vorderen Kante selbst anhaften zu lassen und dadurch dem Geschoß einen geringen aerodynamischen Widerstand zu verleihen, daß der Innendurchmesser des mittigen Durchlasses (18) vom vorderen Einlaßende bis zu einem Halsbereich (25) abnimmt und das Verhältnis der Querschnittsfläche (A.) des Durchlasses im Halsbereich zur Querschnittsfläche (A .) des Durchlasses am vorderen Einlaßende ausreichend groß sowie auf die Abschußgeschwindigkeit des Geschosses derart bezogen ist, daß zur Schaffung einer Überschallströmung im Durchlaß der Halsbereich von einer normalen Stoßwelle durchlaufbar ist, um nach dem Abschuß einen relativ niedrigen aerodynamischen Widerstand zu schaffen, wobei das Verhältnis A_t/A. außerdem einen Wert kleiner als 1,0 aufweist, so daß beim Absinken der Geschoßgeschwindigkeit auf eine vorbestimmte Flugmachzahl die Stoßwelle zum Erzeugen von Chokeströmungsbedingungen im Durchlaß und eines relativ hohen aerodyna-

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   ORIGINAL INSPECTED

   mischen Widerstandes aus dem Durchlaß ausstoßbar ist, um hierdurch die Reichweite des Geschosses zu begrenzen, und daß das Wanddickenverhältnis (t/R) des Geschosses zwischen 0,18 - 0,45 liegt, wobei:

   t = maximale Wanddicke,

   R = maximaler radialer Abstand zwischen

   der Geschoßachse und der Außenfläche

   des Geschosses.
2. 2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche (A.) des Durchlasses (18) im Halsbereich (25) zur Querschnittsfläche (A.) des Durchlasses (18) am vorderen Einlaßende größer ist als das minimale Verhältnis, das durch die Gleichung definiert ist:

   K² )

   wobei: M = Machzahl beim Abschuß (für M > 1,0), γ = Verhältnis der spezifischen Wärmen.
3. 3. Geschoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Innenkeil (22) und dem Außenkeil (28) eingeschlossene Winkel in der Größenordnung von etwa 5-15 liegt.
4. 4. Geschoß nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umwandeln der im Geschützlauf herrschenden Gasdrücke in eine auf den rohrförmigen Körper (10) wirkende Antriebskraft auf das hintere Ende des rohrförmigen Körpers (10) eine Treibbasis (14) aufgebracht ist, die aufgrund von nach dem Abschuß auf die

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   Treibbasis (14) wirkenden Staudrücken vom rohrförmigen Körper (10) abtrennbar ist.
5. 5. Geschoß nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß an einer Außenfläche des rohrförmigen Körpers (10) ein Treibband (12) befestigt ist, das mit in einem Geschützlauf vorgesehenen Zügen in Eingriff bringbar ist, um dem Geschoß Drall zu erteilen.
6. 6. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibbasis (52) ein vorderes Ende von spitzer Ausbildung aufweist, das vor dem Abtrennen innerhalb des rohrförmigen Körpers (50) eingeschlossen ist.

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