DE3012907C2

DE3012907C2 -

Info

Publication number: DE3012907C2
Application number: DE3012907A
Authority: DE
Inventors: Bjoern Karlskoga Se Simmons
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1979-04-02
Filing date: 1980-04-02
Publication date: 1989-01-12
Also published as: FR2453387A1; IT8048287A0; US4446794A; CA1147594A; GB2046409A; NL8001907A; IT1127021B; SE427694B; SE7902890L; DE3012907A1; FR2453387B1; GB2046409B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine vollkalibrige Übungsgranate, zum Abfeuern mit schwacher Ladung, be stehend aus Geschoßspitze, daran anschließendem, die Ladung aufnehmenden Wirkteil und Geschoßboden, die min destens teilweise aus Kunststoff bestehen.

In Verbindung mit der Ausbildung an der Waffe besteht eine allgemeine Bestrebung, daß den Waffenmannschaften die Möglichkeit einer wirklichkeitsgetreuen Ausbildung be züglich der Munitionshandhabung in Verbindung mit dem Abfeuern des in Frage stehenden Waffentyps gegeben werden soll. Primär wegen der hohen Kosten beim Abfeuern scharfer Muni tion zu Ausbildungs- und Übungszwecken besteht der Wunsch nach einer weitreichenden Möglichkeit zur Anwendung von Munition für Ausbildungszwecke.

Aus CH-PS 4 82 167 ist ein kurzfliegendes Übungsgeschoß bekannt, mit einem in einem Mantel formschlüssig ver ankerten Kern, wobei sowohl Mantel als auch Kern aus Kunststoff bestehen. Je nachdem wie der Kern ausgebildet ist, als Voll- oder Hohlkörper oder welche Längserstreckung er im vom Mantel umschlossenen Hohlraum einnimmt, können die ballistischen Eigenschaften des Geschosses variiert werden.

Bei einer Ausbildung dieser Art ist es aber notwendig, bereits bei Beginn des Herstellungsprozesses zu wissen, welche ballistischen Eigenschaften das Geschoß am Ende haben soll, da die integrierte Kernbauweise keine spätere Veränderung des Kernes zuläßt.

Ferner ist es nachteilig, daß ein Übungsgeschoß der be kannten Art keine sicherheitstechnischen (geringe Splitter risikozone) Verbesserungen gegenüber einer scharfen Muni tion aufweisen und die erfahrensgemäß geringe Anzeige wirkung am Aufprallpunkt des Übungsgeschosses eine effektive Messung des Berstpunktes zusätzlich erschwert.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein kostengünstiges Übungsgeschoß zu schaffen, welches eine wirklichkeitsgetreue Ausbildung in allen Munitionsfunktionen für den in Frage stehenden Waffentyp ermöglicht und hohe sicherheitstechnische Anforderungen erfüllt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß eine vollkalibrige Granate mit einem Vorderteil aus einem schweren Material und einem Wirkteil und einem Bodenteil aus im wesent lichen Kunststoff, der beispielsweise gegen hohe Drucke wider standsfähig ist, versehen ist. Als Beispiele für Kunststoffma terialien können in diesem Zusammenhang spritzgießbare Kunststoffe, wie Polyacetal, Polycarbonat od. dgl., mit einem hohen Glas fieberanteil genannt werden. Es können auch druckvergossene, glasgefüllte Polyester und andere Materialien verwendet werden. In Übereinstimmung mit der Erfindung sind der Wirkteil und der Bodenteil darüber hinaus so angeordnet, daß sie Belastungen in einer Größe entsprechend der Belastung, wie sie bei konventionel len Stahlgranaten auftritt, wenn diese in der Schußwaffe mit der entsprechenden Ladung abgefeuert werden, widerstehen. Weiter hin sind der Vorteil, der Wirkteil mit seiner Ladung und der Bodenteil sorgfältig zueinander ausbalanciert, so daß sie zusammen ein Gewicht und ein ballistisches Verhalten aufweisen, welches im wesentlichen dem Gewicht und dem ballistischen Ver halten von Stahlgranaten entspricht. Es ist weiterhin ein Merk mal des Wirkteils, daß dieser zusätzlich zum Wirkteilgehäuse eine rohrförmige Einheit koaxial zu diesem aufweist, und daß das Wirkteilgehäuse und die rohrförmige Einheit miteinander mittels radial sich erstreckender, speicherförmiger Elemente oder Stre ben, die gerade oder gekurvt ausgebildet sein können, verbunden sind.

In Verbindung mit der Weiterentwicklung des Erfindungskon zepts wird eine detaillierte Konstruktion der Granate vorge schlagen, um die wirksame Streuung einer aufgenommenen Anzei gesubstanz zu erzielen. Da der Wirkteil aus Kunststoff besteht, wird in Verbindung mit diesen Weiterentwicklungen vorgeschlagen, den Granatring direkt aus dem Kunststoffmaterial des Wirkteils auszubilden, wodurch die Verwendung eines separaten Granatrings vermieden wird, der selbst vergleichsweise teuer ist und sonst üblicherweise ein zusätzliches Teil zur übrigen Granatenkonstruk tion darstellt.

Weitere Merkmale beziehen sich auf die detaillierte Angabe der Ausführungsform der Granate oder des Geschosses und die Posi tionierung und Anbringung eines, in der Granate oder dem Geschoß verwendeten Zünders, der primär ein vergleichsweise billiger elektrischer Bodenzünder ist, obwohl auch die Verwendung eines teueren, an der Spitze anzuordnenden Zünders möglich ist.

Die als charakteristisch anzusehenden Merkmale des Geschos ses gemäß der vorliegenden Erfindung sind dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 zu entnehmen.

Durch die Anwendung einer Kombinationsbauweise, in der ein Wirkteil mit einem schwereren Vorderteil, beispielsweise aus handelsüblichem Stahl oder Grauguß, beliebig kombiniert ist, kann die Entscheidung über die Herstellung eines Übungs geschosses mit bestimmten ballistischen Eigenschaften erst spät im Herstellungsprozeß, je nach Bedarf, getroffen werden. Dadurch reduzieren sich die Herstellungskosten erheblich.

Ein derartiges Geschoß erhält ein geringes axiales Trägheitsmoment, was den Anschein hat, daß Schwierigkeiten beim Erzielen einer wirksamen Stabilität mit eingeschlossen sind. Die Granate soll, wenn sie mit der Ladung 1 abgefeuert ist, mit Unterschallgeschwindigkeit (M <1) fliegen, was eine Mün dungsgeschwindigkeit von ungefähr 300 m/s ergibt. Wenn das Ab feuern mit einer Ladung 2 erfolgt, was einer Geschwindigkeit M = 1,09 oder eine Mündungsgeschwindigkeit von 370 m/s ergibt, fliegt die Granate im größten Teil der Laufbahn immer noch mit Unterschallgeschwindigkeit. Durch den erfindungsgemäßen Vor schlag, daß auch der Bodenteil aus Kunststoffmaterial besteht, welches jedoch von der Art ist, daß es dem geringen axialen Trägheitsmoment nicht widersteht, wird ein vergleichsweise kur zer Abstand zwischen dem Mittelpunkt der Schwerkraft der Grana te und ihrem Druckmittelpunkt erzielt, was zusammen mit einem vergleichsweise kleinem Trägheitsmoment in Querrichtung, der vorgeschlagenen Granate eine geforderte Stabilität verleiht.

Die ballistischen Eigenschaften und das Gewicht des Geschos ses können dann so ausgebildet werden, daß sie völlig den bal listischen Eigenschaften und dem Gewicht von scharfer Munition entsprechen, was die besagte wirklichkeitsgetreue Übung der Mu nitionsfunktionen erzeugt.

Beim Aufschlag zersplittert der Wirkteil und der Bodenteil und das in Frage stehende Kunststoffmaterial ergeben leichte Bruchteile mit großem Luftwiderstand, die nicht weiter wegflie gen werden als 25% des Weges vergleichbarer Stahlbruchteile einer normalen Übungsgranate.

Bei den besagten Weiterentwicklungen des Erfindungskonzeptes wird die effektive Streuung einer verwendeten Anzeigesubstanz erzielt, die beim Aufschlag der Granate in Form einer Wolke zerstreut wird und dadurch eine gute Anzeige des Aufschlages, beispielsweise in Form eines schwarzen Rauches ergibt.

Das Einfüllen der Anzeigesubstanz in die Granate kann in gerade prismatisch ausgebildete Aussparungen im Wirkteil er folgen und nicht beispielsweise durch Einspritzen über eine kleine Bohrung an der Granatenspitze.

Der in Verbindung mit den weiteren Entwicklungen vorge schlagene elektrische Zünder, der an der Rückseite der Grana te angebracht ist, macht insgesamt gesehen im Vergleich zu dem Fall, daß die Zünderöffnung mit großer Genauigkeit an der Spitze des Geschosses ausgebildet ist und im Vergleich zu teuren Geschoßspitzen-Zündern, die Übungsgranate billiger. Es können jedoch auch Zünder der letztgenannten Art an der Übungsgranate verwendet werden.

Durch die vorgeschlagenen Abmessungen, die zusammen mit den Weiterentwicklungen in Verbindung mit der detaillierten Konstruk tion des Wirkteils und des Bodenteils gegeben sind, wird es möglich, einem 155-mm-Geschoß mit einer Treibladung eine Reich weite von ungefähr 7 km, eine Mündungsgeschwindigkeit von un gefähr 300 m/s und einen maximalen Druck von 40 bis 70 MPa zu verleihen. Als ein Beispiel kann festgestellt werden, daß eine Übungsgranate primär in der ballistischen Bahn mit Unterschall geschwindigkeit, beispielsweise mit M = 0,80 fliegen soll.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die vorliegen de Erfindung eine Übungsgranate für Ausbildungszwecke geschaf fen hat, welche

1. eine normale Geschützfunktion und Handhabung ermöglicht,
2. am Aufschlagpunkt eine geringe Risikozone erzeugt, die 25 bis 50% der üblichen Übungsgranaten beträgt,
3. besonders billig ist und sogar bis zu 50% oder weniger (bis 30% möglich) der Kosten der bis jetzt verwendeten Übungsmunition hergestellt werden kann,
4. eine gute Anzeigewirkung zum Messen des Berstpunktes er gibt, da ein schweres Stahlgehäuse verhindert ist,
5. durch die Verkürzung der Reichweite (beispielsweise 7 bis 9 km) mit einschließt, daß nur eine niedrige La dung (Ladung 1 oder 2) verwendet werden muß, was eine Einsparung von Ladungskosten zur Folge hat,
6. eine vergleichsweise gute Sicherheit bezüglich Berstens im Lauf aufweist, da die Verwendung einer geringen Menge von explosivem Stoff, der durch die Anzeigesubstanz ge dämpft ist, ermöglicht ist. Die größte Beschädigung des Laufes im Fall eines derartigen Berstens würde eine mi nimale Deformation der Laufinnenseite sein,
7. die Beseitigung der Kosten eines separaten vergleichs weise teueren Kupfergranatrings ermöglicht, der an der neuen Übungsgranate durch einen billigen Kunststoff granatring ersetzt werden kann, welcher direkt an der Außenseite des Wirkteils bei dessen Herstellung ange formt ist, und
8. gleiches Gewicht und ballistische Eigenschaften wie konventionelle Munition ermöglicht.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine neue Granate in der Seitenansicht teilweise im Schnitt,

Fig. 2 den Querschnitt der Granate unterhalb der Granaten spitze, und

Fig. 3 einen zweiten Querschnitt in Richtung des Bodens des Wirkteils der Granate,

Fig. 3A die Bodenausbildung des Wirkteils in einem Längs schnitt gemäß der Fig. 3,

Fig. 4 eine Einzelheit der Granate gemäß Fig. 1 in ver größertem Maßstab und Längsschnitt und die zugehörigen Teile einer konventionellen, bisher bekannten Stahlgranate, auf die sich die neue Granate bezieht, und

Fig. 5 eine modifizierte Ausführungsform eines Teils gemäß der Fig. 4 am Längsschnitt.

Die Figuren beziehen sich auf ein Ausführungsbeispiel einer 155-mm-Übungsgrante, die beispielsweise in einer Haubitze mit einer schwachen Ladung, beispielsweise Ladung 1 oder möglicher weise Ladung 2, abgefeuert werden soll. Die Mündungsgeschwin digkeit MV wird dann bei ungefähr 300 m/s und 370 m/s liegen und der Druck in der Laufbüchse wird dann einen Wert von unge fähr 40 MPa und 70 MPa (4 bis 7 kp/mm²) aufweisen. Die Beschleunigung wird dann ungefähr 19 600 m/s² und 34 300 m/s² betragen und die Granate kann dadurch die gesamte Schub kraft in der Laufbuchse von ungefähr 75 und 130 Tonnen aufnehmen. Abhängig von dem Erscheinen des rückwärtigen Endes liegt die maximale Reichweite bei der Ladung 1 zwi schen ungefähr 6700 m (mit zylindrischem rückwärtigen Ende) und bei ungefähr 7400 m (mit spitz zulaufendem rückwärti gen Ende). Die in Frage stehende Übungsgranate ist als Un terschallgeschwindigkeitsgranate vorgesehen und hat eine Hauptgeschwindigkeit in der ballistischen Flugkurve von 0,8 M. Abhängig von der Verdrillung der Laufbahn im Geschütz liegt die Drehgeschwindigkeit der Granate zwischen 5000 bis 6000 U/min und 7000 bis 8000 U/min.

Im Prinzip besteht die Übungsgranate gemäß Fig. 1 aus drei Teilen, nämlich dem Vorderteil 1, einem Wirkteil 2 und einem Bodenteil 3, und darüber hinaus hat die Granate keinen separaten, teueren Kupfergranatring, sondern statt dessen einen Granatring, der wie im folgenden beschrieben direkt aus dem Material des Wirkteils besteht. Der Vorder teil ist schwer und aus einem billigen konventionellen Stahl oder Grauguß hergestellt.

Im Gegensatz zu den höchsten Umgebungsansprüchen an die Granate in der Laufbuchse und an der Geschützmündung ist ge mäß dem Konzept der vorliegenden Erfindung der Wirkteil und der Bodenteil in der Hauptsache aus Kunststoffmaterial herge stellt. Als ein Beispiel für ein Kunststoffmaterial kann hier glasfaserverstärktes Polyacetal genannt werden, wel ches ungefähr 50% Glasfaseranteil aufweist. Weiterhin kann glasfaserverstärktes Polycarbonat mit ungefähr dem gleichen Glasfaseranteil verwendet werden. Ein weiteres zu verwendendes Material ist in diesem Zusammenhang Poly äthylen Erephthalat. Es kann auch druckgegossenes Polyester mit einem 40%igen Glasfaseranteil verwendet werden. Die Kompressionsdichte dieses Kunststoffmaterials liegt zwischen 135 und 195 MPa und der Elastizitätskoeffizient liegt zwischen 9000 und 15 000 MPa.

Dieses Kunststoffmaterial weist einen großen Widerstand gegen hohe Drucke und Belastungen auf, die dann auftreten, wenn der Bodenteil und der Wirkteil den schweren Vorderteil aus der Öffnung der Laufbuchse beschleunigen. Die dann ge wählten Stellungen des Bodenteils und des Wirkteils sind im wesentlichen so, daß entlang des gesamten Kunststoffmaterials eine weitgehend gleichförmige Belastungsverteilung erzielt wird, so daß kein Abschnitt überbelastet ist. Bei einer Aus führungsform kann das Wirkteilgehäuse auch auf dem Grundteil dimensioniert sein, wenn die im nachfolgenden beschriebene Anzeigesubstanz gut verdichtet und möglichst kunststoffgebun den ist, so daß sie das Wirkteilgehäuse bis zu einem gewissen Grad entlasten kann.

Das Wirkteilgehäuse soll weiterhin auch so ausgebildet sein, daß es eine aufgenommene Last ausreichender Größe halten kann, im vorliegenden Fall die oben erwähnte Anzei gesubstanz 4, die mit einer explosiven Ladung 5 vermisch bar ist und Substanz 4 und explosive Ladung 5 im wesentli chen so ausgebildet sind, daß die effektive Mischung der Anzeigefüllung dann erhalten wird, wenn die Berstladung gezündet wird. Aus Sicherheitsgründen ist die Größe der Berstladung so ausgewählt, daß im Falle eines Berstens in der Öffnung eine Zerstörung der Laufbuchse verhindert wird, und daß Kunststoffmaterial im Wirkteil dann im wesent lichen verglichen mit dem Stahlmaterial von Vorderteil ist.

Die ballistischen Eigenschaften der neuen Granate entspre chen den ballistischen Eigenschaften einer konventionellen scharfen oder Übungsgranate, obwohl sie in bezug auf die kon ventionelle Granate ein niedriges Axialträgheitsmoment auf weist, welches Schwierigkeiten bei der Erzielung ausreichen der Flugbahnstabilitäten mit sich bringt. Beim Gegenstand der Erfindung wurde dieses Problem dadurch gelöst, daß un geachtet der eingeschlossenen Schwierigkeiten es möglich war, die Parameter, von denen die Stabilität abhängt, gegeneinan der auszubalancieren. Es hat sich dann als wesentlich heraus gestellt, daß der Abstand A zwischen dem Druckmittelpunkt TC der Granate und dem Schwerpunkt TP als sehr klein gewählt werden muß und lediglich zwischen 25 bis 30% der Gesamtgra natenlänge zu liegen hat, was für den Stabilitätsfaktor, in den der Abstand A quadratisch eingeht, zu bevorzugen ist. Die Gesamtlänge der Granate ist beispielsweise ungefähr 720 mm.

Die Vorwärtsbewegung des Schwerpunktes TP ist deshalb mög lich, weil die Spitze schwer und der Bodenteil und der Wirk teil vergleichsweise leicht sind. Sie müssen auch in Überein stimmung mit den im folgenden genannten Anforderungen speziell ausgebildet sein, um den Umgebungsbedingungen in der Laufbuchse und an der Gewehrmündung zu widerstehen.

Um ein Gewicht, welches im wesentlichen dem "natürlichen" Munitionsgewicht entspricht, zu erzielen, ist der Vorderteil vergleichswei se schwer und kann in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel un gefähr 28 kg betragen. Der Vorderteil hat eine Länge von unge fähr 40 bis 45% der Gesamtlänge des Geschosses. Im vorliegen den Ausführungsbeispiel ist der Vorderteil spitzbogenförmig ausgebildet und weist am rückwärtigen Ende einen Ansatz 1 a auf, der gegen den Wirkteil am Vorderteil befestigt ist. Diese Be festigung kann mittels eines Preßringes aus Stahl, wie in Fig. 1 dargestellt und im folgenden beschrieben, oder durch eine andere an sich bekannte Verbindung, beispielsweise Schrauben, Nieten usw. ausgeführt sein.

Entlang des Hauptteiles in Längsrichtung weist der Wirk teil einen Querschnitt gemäß der Fig. 1 auf. Im Prinzip ist der Wirkteil aus zwei koaxial angeordneten Rohren 2 a und 2 b aufgebaut, die miteinander durch Streben 2 c oder Speichen, welche sich radial in Längsrichtung des Wirkteils erstrecken, verbunden sind. Im vorliegenden Fall hat das innere Rohr einen In nendurchmesser von ungefähr 27 mm und das äußere Rohr einen Innendurchmesser von ungefähr 137 mm. Es sind sechs Streben oder Speichen vorgesehen. Im vorliegenden Fall beträgt die mittlere Dicke des äußeren Rohres, des inneren Rohres und der Speichen 10 mm. Die tragende Querschnittsfläche beträgt ungefähr 8400 mm² und die freie Fläche zwischen den Speichen beträgt ungefähr 1055 mm². Die Streben oder Speichen sind be vorzugt gerade, können aber auch in radialer und/oder axialer Richtung gekrümmt ausgebildet sein.

Der innere Hohlraum in dem Innenrohr wird als erster Hohl raum für eine Berstladung (TNT) und/oder eine Zündberstladung verwendet. Die sechs prismatischen, länglichen Hohlräume zwi schen den Rohren und den Speichern dienen als zweite Hohlräume für die Anzeigesubstanz einer an sich bekannten Art, und die eine gute Anzeige beispielsweise einen schwarzen Rauch und/oder Blitz an der Aufschlagstelle der Granate ergibt. Durch die Ausgestaltung der geraden prismatischen Hohlräume bei dem Ausführungsbeispiel ist das Einfüllen der Anzeigesubstanz vergleichsweise leicht bei der Herstellung auszuführen.

Mit dem vorgenannten Gewicht des Vorderteils wird ein Granatengesamtgewicht von ungefähr 43 kg erreicht. Mit P _max 60 MPa wird im Absorbierbereich eine Ladung von unge fähr 84 MPa erreicht. Mit E = 10 500 MPa wird eine elastische Kompression von 0,8%, d. h. 2,4 mm auf eine Länge von 300 mm erreicht. Das Gewicht einer vergleichbaren Stahlgranate be trägt ebenfalls 43 kg.

Die Rohre 2 a und 2 b wirken mit dem schweren Vorderteil über Endflächen 2 d und 2 e zusammen. Um in dem Kunststoffmaterial des Wirkteils eine wirksame gleichmäßige Belastung zu erreichen, wurde der Wirkteil 1 mit einem druckabsorbierenden Abschnitt ge mäß der Fig. 2 an seinen dem Bodenteil zugewandten Teilen ver sehen. In diesem Fall wurde ein Zwischenring 2 f verwendet. An diesem Ende ist der Wirkteil mit einem 11 mm dicken Bodenteil 2 g ausgestattet und der Zwischenring ragt ungefähr 35 mm über diesen Bodenteil nach vorne in Richtung des Wirkteils, ver gleiche den Abstand B in Fig. 3A. Der Zwischenring ist mit den inneren und äußeren Rohren über die Speichen 2 c′ verbun den, die eine Dicke von ungefähr 11 mm aufweisen. Weiterhin ist der Zwischenring mit dem inneren Rohr 2 b über erste radial sich erstreckende Verbindungselemente 2 h verbunden, von denen sechs vorhanden sind und die eine Dicke von ungefähr 6 mm auf weisen. Der Zwischenring ist außerdem mit dem Außenrohr über zusätzliche radial sich erstreckende Verbindungselemente 2 i ver bunden, von denen zwölf vorhanden sind und die 6 mm dick sind. Die Wanddicke des äußeren Rohres beträgt 1 mm. Die kleinen prismatischen Hohlräume, die zwischen dem Ring und den radial sich erstreckenden Verbindungselementen und den Speichern 2 c′ und den Rohren 2 a und 2 b gebildet sind, sind ebenfalls mit der Anzeigesubstanz gefüllt. Die Anzeigesubstanz ist verdichtet, so daß sie Teile der am Wirkteilgehäuse anlie genden Belastung aufnehmen kann. Selbst wenn das Wirkteilge häuse selbst die gesamte Belastung absorbiern kann, gibt dies einen guten Sicherheitsspielraum.

Der Bodenteil ist mit einem nach hinten gerichteten, kegel förmigen "Hemd" versehen, welches einen reduzierten Bodenrück trieb bewirkt und welches die großen Belastungsanforderungen erfüllt und in Verbindung mit der Ausgangsballistik gleich zeitig ausreichend leicht ist, um zu ermöglichen, daß der Schwerpunkt der Granate so weit vorne, wie in der Fig. 1 zu sehen ist, liegt.

Der Bodenteil ist mit einer Bodenplatte 3 a versehen, die mit dem Bodenteil 2 g des Wirkteils in Berührung steht, be stehend aus einem äußeren Rand 3 b, der nach hinten gerichtet ist und einem mittleren Teil 3 c, der sich parallel zum äußeren Rand erstreckt und der um einiges über den äußeren Rand hinaus ragt. Der Bodenteil weist weiterhin einen Flansch 3 d am Wirk teil auf, der sich nach hinten erstreckt. Der Außenrand 3 b ist an diesem Flansch 3 d über nicht im einzelnen gezeigte Be festigungsmittel befestigt, die aus klebstoffgesicherten Schrauben, Druckring, Schweißpunkten etc. bestehen können. Bei einer ersten Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist an dem Bodenteil ein Verstärkungsgleitring 3 e vorgesehen, der an der am äußeren Ring 3 b und dem Flansch 3 d befestigt werden kann. Die Befestigung des Verstärkungsgleitringes 3 e am Außenring und dem Flansch erfolgt ebenfalls durch kleb stoffgesicherte Schrauben, Druckverkeilen, Schweißverbindun gen etc. Der Verstärkungsring 3 e bildet das rückwärtige Ende der Granate mit einem kegelförmigen rückwärtigen Abschnitt 3 e′, der sich hinter dem Flansch 3 d erstreckt.

Die Bodenplatte 3 a mit ihrem äußeren Rand 3 b und dem mitt leren Teil 3 c weist Verstärkungsringe 3 f und 3 g auf, die mit radial sich erstreckenden Verstärkungselementen 3 h, 3 i und 3 k zwischen dem äußeren Ring, den Verstärkungsringen 3 f, 3 g und dem mittleren Teil erstrecken. Diese letztgenannte Ver stärkungsanordnung oder Gitterwerk ist auf ähnliche Art und Weise wie oben für den Bodenteil des Wirkteils beschrieben ausgebildet und ist so berechnet, daß das Material einer gleichmäßigen Belastungsverteilung ausgesetzt ist, die in bezug auf das Materialgewicht optimiert ist. Der Ring 3 e kann einen Innendurchmesser von ungefähr 120 mm aufweisen.

In der Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform für den Granatboden dargestellt. In diesem Fall hat die Bodenplatte 3 a′ keine Verstärkungselemente 3 h bis 3 k, wie bei der Aus führungsform gemäß Fig. 4. Der am Wirkteilgehäuse nach hinten sich erstreckende Flansch 3 d′ ist wie auch der äußere Ring 3 b′, der sich ebenfalls nach hinten erstreckt, verkürzt. In diesem Fall bildet der Ring 3 e′ alleine den rückwärtigen Teil der Granate und ist an seinem vorderen Teil zwischen den Ring 3 b′ und den Flansch 3 d′ gesteckt. Die Ausführungsform ge mäß der Fig. 5 ist für Abfeuerkräfte von ungefähr 40 MPa, d. h. Ladung 1, gedacht. Beim Abfeuern mit Ladung 2, d. h. ungefähr 70 MPa, kann diese Ausführungsform mit Verstärkungen in Übereinstimmung mit der Ausführungsform gemäß der Fig. 4 vervollständigt werden. Bezüglich der Konstruktion des Bodens des Wirkteils gemäß der Fig. 5 ist der Abstand B′ vergrößert und die Dicke des Zwischenringes 2 f′ wurde verringert, so daß B′ 35 mm und die Dicke 6 mm beträgt.

Die zahlreichen Teile des Bodens bestehen aus dem oben be reits erwähnten leichten Kunststoffmaterial und können mögli cherweise eingebettete Verstärkungen aus Leichtmetall, Stahl, Kohlenstoffasern od. dgl. aufweisen.

Am Boden und an dem, am Wirkteil nach hinten gerichteten Flansch 3 d ist ein Granatring 2 m aus Kunststoffmaterial an geformt. Da der Granatring direkt aus dem Material des Wirk teilgehäuses hergestellt sein kann, werden am Kostenstandpunkt aus besehen neben anderen Dingen große Vorteile erzielt, da ein teuerer, separater Kupfergranatring vermieden wird. Der Granatring 2 m ist in ein und demselben Werkzeug wie der Wirk teil hergestellt (gegossen oder geformt).

Das Stahlband, welches auf das äußere Kunststoffrohr 2 a um den Ansatz 1 a einen Druck ausübt, ist mit der Bezugsziffer 8 bezeichnet. Das Druckband 8 hat eine Breite, die im wesentli chen der Länge des Ansatzes 1 a entspricht. Das äußere Kunst stoffrohr ist im Bereich, in dem es mit dem Druckband 8 zusam menwirkt, mit einer Aussparung versehen, um eine glatte Außen oberfläche an der Granate zu erzielen. Der Druckring 8 absorbiert die Druckspannungen, die am Ansatz 1 a ansteigen, da der Schwerpunkt der Spitze vor dem Ansatz 1 a liegt und der Schwer punkt der Granate hinter dem Ansatz liegt.

Der Mittelteil 3 c ist so ausgebildet, daß er einen Zünder 6 umgibt, der aus einem billigen an den rückwärtigen Teilen anzu bringenden elektrischen Zünder besteht, umd die Gesamtkosten des Geschosses niedrig zu halten.

Dieser elektrische Zünder kann ein an sich bekannter Typ sein, der Magnetunterbrechung bei der Beschleunigung in der Lauf buchse und Speicherung von Spannung in einem Kondensator verwen det. Dieser Zünder verwendet außerdem den Trägheitskontakt für die Aufschlagfunktion mit den gewöhnlichen Sicherheitseinrich tungen, die unter anderem den von der Geschützmündung erforder lichen Sicherheitsabstand ergeben.

In der Fig. 4 ist eine Zündkapsel mit 6 b bezeichnet, die Zündkapsel 6 b ist zwischen den TNT-Kern 5 und einen elektri schen Generator 6 a angeordnet. Dieses Zündsystem ist inner halb eines Innengehäuses 6 a angeordnet, welches über Schrau ben 6 d an einem mittleren Befestigungsstift 7 befestigt ist, der zum Wirkteil gehört und im inneren Hohlraum des Rohres 2 b liegt, um den TNT-Kern zu bilden. Der Befestigungsstift 7 weist Schrauben entsprechend der Schraube 6 d auf und ist mit einer Durchgangsöffnung versehen, über die die Zündkapsel mit dem einen Ende des TNT-Kerns verbunden ist.

Der Generatorteil 6 a und die Zündkapsel 6 b sind innerhalb des inneren Gehäuses angeordnet und miteinander in Längsrich tung mittels eines Führungsgliedes 6 e und 6 f in an sich be kannter Art und Weise verbunden. Das innere Gehäuse mit dem darin befindlichen elektrischen Generator und der Zündkapsel kann mit dem Wirkteil über diese Schrauben 6 d verbunden sein.

Durch die zentral angeordnet Berstladung und die Anord nung der Anzeigesubstanz außerhalb derselben wird eine wir kungsvolle Zerstreuung der Anzeigesubstanz erhalten, die auf diesem Wege eine eindeutige Anzeige, beispielsweise in Form eines schwarzen Rauches am Punkt des Aufschlages der Granate ergibt. Da die Berstladung eine Blitzladung enthalten kann, kann der Aufschlag auch durch einen Blitz angezeigt werden. Die Sicherheitszone um den Aufschlagpunkt der Granate wird klein sein, da das Kunststoffmaterial leichte Bruchteile mit großem Luftwiderstand ergibt. Der schwere Vorderteil wird nicht verändert, sondern geht in die Erde. In Übereinstim mung mit dem vorstehenden hat die neue Granate ein volles Kaliber und im wesentlichen das gleiche Gewicht und die gleiche Länge wie die Hauptmunition.

Die Granate kann auch für andere Zwecke, beispielsweise zum Zerstreuen von reflektierendem Material für Radarstörein sätze und dgl., verwendet werden.

Im folgenden wird ein detailliertes Beispiel vor allem für den Wert der Kreisstabilität Sg gegeben, der mit einer Granate gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann. Dann wird ein Beispiel für eine 155-mm-Übungsgranate gegeben, die eine Gußeisenspitze (ρ = 7,2 g cm^-3) und ein Kunststoffgehäuse und Kunst stoffboden in Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen aufweist. Bei der Übungsgranate wird davon ausgegangen, daß sich eine Länge von 716 mm aufweist, und die spitzbogenförmige Spitze 260 mm und die Länge des Ansatzes 1 a ungefähr 60 mm beträgt. Das äußere Kunststoffrohr hat eine Länge von 330 mm und das innere Kunststoffrohr eine Länge von 270 mm (330 bis 60 mm).

Die massive Bodenplatte mit dem äußeren Granatring zwischen diesen Rohren und der Endhülse an der Granate hat eine Dicke von 21 mm, während die Länge der Hülse 105 mm beträgt. Das Stahldruckband 8 hat eine Breite von ungefähr 60 mm (ρ = 7,8 g cm^-3).

Die Anzeigemasse hat eine spezifische Dichte ρ von 2 g cm^-3 mit der eine Korrektur für die Speichen zwischen den Kunststoffrohren ein p von 1,88 g cm^-3 ergibt. Die Berstladung hat eine spezifische Dichte ρ = 1,7 g cm^-3 und das Kunststoffmaterial hat eine spezifische Dichte von ρ = 1,8 g cm^-3.

Mit einer konstruktiven Ausbildung, die für das nachfolgende im wesentlichen der beschriebenen Granate entspricht, wird eine Gesamtmasse von P _tot von 38,32 kg erzielt. Die Lage des Schwer punktes TP ist auf die rückwärtige Fläche BP (Fig. 1) bezogen, die an einem Teil in Form eines abgestumpften Kegels an der spitzbogenförmigen Spitze gelegen ist, welche ideal in Längsrich tung in einem vorderen Kegel, besagten abgestumpften Kegel und dahinter in einen zylindrischen Teil aufgeteilt werden kann.

In dem Beispiel mit P _tot von 38,32 kg liegt TP 46 mm hinter der rückwärtigen Fläche BP ausgehend von der Spitze. Der Druck mittelpunkt TC für die in Frage stehende Konstruktion der Gra nate liegt 155 mm vor der rückwärtigen Ebene BP und der Ab stand A zwischen den Punkten TP und TC ist daher 20,1 mm oder das 1,3fache des Kalibers.

Das Trägheitsmoment in Querrichtung der entsprechenden Gra natenelemente um ihre eigenen Schwerpunkte sind hier mit I _x bezeichnet, während I _x TP das Trägheitsmoment in Querrichtung des Elementes um den Schwerpunkt TP der Granate bezeichnet. Bei der Granatenkonstruktion gemäß der vorstehenden Beschrei bung wird für die Granate selbst ein Gesamtträgheitsmoment in Querrichtung I _x TP von 9035 kpcm² erreicht.

Das gesamte axiale Trägheitsmoment Iy kann mit 990 kpcm² berechnet werden.

wobei M = Π/8 = ρ _Luft × Granatendurchmesser³ × MV ² × (TP - TC) × 2.

Die Drehung ist abhängig von der Verdrillung des Laufes, der bei der Granate verwendet wird, die im vorliegenden Fall mit 20fachem Kaliber pro Umdrehung ausgewählt ist, was eine Mün dungsgeschwindigkeit von 300 m/s ergibt.

Mit eingesetzten Werten, M = Π/8 × 1,3 × 0,155² × 300² × 1,3 × 2 = 444,9

Dieser Wert von 2,25 für Sg ist besser als erforderlich, da Werte von 1,4 bis 1,6 völlig ausreichend sind um die erforderli chen ballistische Flugbahn zu erzielen, damit die Granate am Auf schlagpunkt zuerst mit der Nase in den Boden einschlägt.

Die Erfindung ist nicht auf die durch das Beispiel gege bene Ausführungsform begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfanges der folgenden Ansprüche und des Erfindungskonzeptes modifiziert werden. Der wesentliche Punkt ist, daß die Granate mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann (30 bis 50% der Kosten bisheriger Übungsmunition), daß die Risikozone am Auf schlagpunkt klein ist (25 bis 50% der bisher verwendeten Munition) daß eine gute Anzeigewirkung erzielt wird und/oder, daß die Granate laufsicher ist.

Die neue Granate ist durch effiziente Herstellverfahren herzustellen, wodurch extrem niedrige Produktionskosten er zielt werden. Die neue Granate ist auch leicht in die Grund ausbildung zu integrieren, die bis jetzt innerhalb der Einheit stattfindet. Bei ihrer Verwendung im Felddienst ist die neue Granate eine gut funktionierende Übungsgranate, die ein natur getreues Training aller Munitionsfunktionen in Verbindung mit dem Abfeuern erlaubt, wobei im wesentlichen das Sicherheitsri siko durch eine kleine Zersplitterungszone reduziert ist und die Zerstörung der verwendeten Laufbuchse bei Eintreten eines Zerberstens in der Öffnung begrenzt ist. Aufgrund dieser Kon struktion ist die neue Granate auch einfach unter Felddienst bedingungen zu lagern und zu halten.

Claims

1. Übungsgranate zum Abfeuern mit schwacher Ladung, be stehend aus Geschoßspitze, daran anschließendem, die Ladung aufnehmenden Wirkteil und Geschoßboden, die mindestens teilweise aus Kunststoff bestehen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Geschoßspitze als vom Wirkteil (2) getrenntes Vorderteil (1) aus schwererem Material, insbesondere Stahl oder Grauguß, ausgebildet ist und daß das vollständig aus Kunststoff ausgebildete Wirkteil (2) ein äußeres Wirkteilgehäuse (2 a) und ein inneres Rohr teil (2 b) aufweist, die durch radial verlaufende speichen förmige Elemente (2 c) miteinander verbunden sind.

2. Übungsgranate nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die speichenförmigen Elemente (2 c) im wesentlichen entlang der gesamten Länge des Wirkteils (2) erstrecken und zwischen dem Wirkteilgehäuse (2 a) und dem Rohrteil (2 b) prismatisch geformte Hohlräume bilden.

3. Übungsgranate nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das dem Boden (3) zugewandte Ende des Wirkteils (2) in Längsrichtung zwischen dem Wirkteilgehäuse (2 a) und dem Rohrteil (2 b) einen kurzen Zwischenring (2 f) aufweist, der mit dem Wirkteilgehäuse (2 a) durch die Stre ben (2 c) und einer Anzahl äußerer Verbindungselemente (2 h) und mit dem Rohrteil (2 b) durch die Streben (2 c) und einer Anzahl innerer Verbindungselemente (2 i) verbunden ist.

4. Übungsgranate nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Boden platte (3 a) des Bodens (3) ein Mittelteil (3 c) und ein Außenring (3 b) im wesentlichen parallel zueinander nach hinten abstehen.

5. Übungsgranate nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderteil (1) an seinem dem Wirkteil (2) zugewandten Ende eine einen Ansatz (1 a) bildende Umfangsreduzierung (2 d) aufweist, in die das Wirkteil (2) formschlüssig eingreift.

6. Übungsgranate nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Rohrteil (2 b) eine Spreng ladung (5) und in den prismatisch geformten Hohlräumen zwischen Wirkteilgehäuse (2 a) und Rohrteil (2 b) eine An zeigesubstanz (4) vorgesehen ist.

7. Übungsgranate nach Anspruch 1, oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß ein elektrischer Zünder (6) in Verbindung mit dem Boden (3) vorgesehen ist.

8. Übungsgranate nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß von der Bodenplatte (3 a) zwischen dem Mittelteil (3 c) und dem Außenring (3 b) zusätzlich Ver stärkungsflansche (3 f, 3 g) koaxial nach hinten abstehen, die über radiale Verbindungselemente (3 h, 3 i, 3 k) unter einander und mit dem Mittelteil (3 c) und dem Außenring (3 b) verbunden sind.

9. Übungsgranate nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß ein vom Wirkteil (2) nach hinten ab stehender Flansch (3 d) und ein sich innenseitig anschließender Verstärkungsring (3 e) den von der Bodenplatte (3 a) ab stehenden Außenring (3 b) umschließen, wobei der Verstärkungs ring (3 e) im wesentlichen an der Innenseite des Außenringes (3 b) befestigt ist und mit seinem hinteren Fortsatz (3 e′) formschlüssig über den Flansch (3 d) herausragt und das rückwärtige Ende des Bodens (3) bildet.

10. Übungsgranate nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirkteil (2) einen Kunststoffgranatring (2 m) aufweist, der direkt aus dem Kunststoff am Wirkteilgehäuse (2 a) angeformt ist.