DE3152929C2 - Antrieb für eine Waffe zum Einsatz gegen Unterwasserziele - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Waffe zum Einsatz gegen Unterwasserziele mit einem am vorderen Ende eines Gehäuses anf-ebrachten Gefechtskopf, mit einem Raketenmotor im Gehäuse nahe an dessen rückwärtigem Ende, von dem die Waffe durch die Luft bis zu einem Wassereintrittspunkt in Zielnähe antreibbar ist und der eine Kammer zum Aufnehmen eines Treibmittels sowie eine Vielzahl von der Kammer aus rückwärts abstehender Gasstrahldüsen aufweist, und mit einem zusätzlichen Antrieb zur Fortbewegung der Waffe unter Wasser. Bei einem bekannten derartigen Antrieb für ein Torpedo (US-PS 29 37 824). der in der Luft gestartet wird und sich mit Hilfe eines Raketenantriebs in der Luft fortbewegt, erfolgt die Weiterbewegung nach dem Eintauchen in das Wasser mittels eines Wasserpumpenantriebs, der konstant arbeitet und vom Raketenmotor örtlich unabhängig am Torpedo angeordnet ist. Nachteilig bei diesem bekannten Antrieb ist zum einen, daß die voneinander örtlich unabhängige Anordnung des Raketenmotors und der Wasserpumpe einen verhältnismäßig aufwendigen Aufbau bedingt, und daß zum anderen durch den konstanten Wasserstrahlantrieb bei der Fortbewegung unter Wasser ein ständiger Geräuschpegel gegeben ist, der ein zuverlässiges Arbeiten von Ortungsgeräten beeinträchtigt.

Bekannt sind weiterhin Hydropulsantriebe für die Fortbewegung von Torpedos unter Wasser (GB-PS 16 934-AD 1913 und US-PS 29 38 481). Bei dem Hydropulsantrieb für ein Torpedo nach der US-PS 29 38 481 ist ein komplex aufgebautes Ventilsystem vorgesehen und in der Kammer des Hydropulsantriebes befindet sich eine Wasserstrahldüse. Der Antrieb des Torpedos unter Wasser erfolgt durch eine Reihe schneller und fortlaufender Explosionen im Abstand von einigen Sekunden, die durch Einspritzen einer mit Wasser reagierenden, sehr flüchtigen und verhältnismäßig schwer zu handhabenden Natriumlegierung aus 80% Kalium und 20% Natrium iri eine Explosionskammer eingeleitet werden. Die Brennstoffeinrichtungen sind somit sehr komplex. Weiterhin ist eine Stromquelle zum Betreiben der Einspritzvorrichtung sowie zur Erhitzung der Treibladung erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine Waffe zum Einsatz gegen Unterwasserziele, wie er aus der US-PS 29 37 824 bekannt st, zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse einen an sich bekannten Hydropulsantrieb für die Fortbewegung der Waffe unter Wasser aufweist, und daß die Kammer des Raketenmotors als Antriebskammer des Hydropulsantriebs dient, welche über Einladkanäle und Ventile geflutet wird, und die Gasstrahldüsen mittels einer drehbaren Lochplatte verschließbar sind, wobei eine Gasstrahldüse als Wasserstrahldüse geöffnet bleibt.

Vorteilhafterweise ist die Lochplatte von einem Elektromotor über ein Getriebe in die die Gasstrahldüsen verschließende Stellung drehbar.

Die kombinierte Nutzbarkeit der Kammer des Raketenmotors als Brennkammer des Raketenmotors sowie als Antriebskammer des Hydropulsantriebs nach Eintritt der Waffe in das Wasser erweist sich als besonders kostensparend. Sofort nach Eintritt der Waffe in das Wasser dient die Ttaketenkammer als Arbeitskammer des Hydropulsantriebs, mit dem die Waffe unter Wasser auf das Ziel zugetrieben wird. Der Hydropulsmotor arbeitet, indem die Raketenkammer wiederholt mit Wasser gefüllt wird, so daß der Antrieb das Wasser dann mit hoher Geschwindigkeit durch die Wasserstrahldüse am Heck des Gehäuses der Waffe mittels einer Anzahl von Gasgeneratoren ausdrückt, die nacheinander gezündet werden. Infolge der Arbeitsweise des Antriebs der Waffe können die Probleme der Unterwasserortung bewegter Ziele sehr gut gelöst werden.

Der erfindungsgemäße Antrieb für eine Waffe zum Einsatz gegen Unterwasserziele «j.?rd nun anhand der Zeichnungen erläutert In diesen sind:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung der Antriebsarten einer den erfindungsgemäßen Antrieb aufweisenden Waffe,

F i g. 2 ein Schnitt durch eine Waffe mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs,

F i g. 3 eine Endansicht der Waffe nach F i g. 3,

Fig.4 eine Diagrammdarstellung zur Erläuterung der anfänglichen Arbeitsweise des Hydropulsantriebs der Waffe nach dem Eintritt in das Wasser und

F i g. 5 als Diagramm ein Geschwindigkeitsprofil der Waffe beim Vortrieb unter Wasser.

F i g. 1 zeigt schaubildlich das Abwerfen bzw. Abschießen einer Waffe 10 zum Einsatz gegen ein U-Boot 12, und zwar als Abschuß von einem Schiff 14 bzw. Abwurf von einem Hubschrauber 16. Im ersten Fall fliegt die Waffe 10 nach Abschuß vom Schiff 14 auf einer ballistischen Flugbahn in die Nähe des U-Boots 12 mittels des Raketenantriebs. Im Schiff 14 wird der Raketenabschuß bei der Entdeckung des U-Boots 12 in der Nähe des Schiffs 14 nach Sonar- oder passiven akustischen Erfassungsverfahren eingeleitet. Ist die Waffe in das Wasser eingetreten, übernimmt ihr Unterwasserortungs-. Lenk- und Antriebssystem ihre Steuerung und ihren Vortrieb. Die Waffe 10 wird auf das U-Boot 12 gerichtet und fährl auf es zu, um es zu zerstören. Der Gefechtskopf der Waffe 10 mit ca. 68 kg Sprengstoff kann auch den Rumpf eines modernen doppelwandigen

Unterseeboots aufreißen, wenn er beim Auftreffen explodiert. Wird die Waffe 10 von einem Luftfahrzeug wie dem Hubschrauber 16 oder einem anderen zur U-Boot-Abwehr eingesetzten Flugzeug abgeworfen, erfolgt der Abwurf nahe dem U-Boot, wo sie dann das U-Boot 12 unabhängig erneut ermittelt und es ansteuert, um beim Auftreten den Gefechtskopf zu zünden.

Beim Abschuß vom Schiff 14 wie auch beim Abwurf vom Hubschrauber 16 läßt sich die Waffe 10 innerhalb von 100 bis 4COm vom Ziel entfernt geeignet in das Wasser absetzen. Diese Entfernung liegt innerhalb der Reichweite der Waffe 10 hinsichtlich der akustischen Zielortung und Zielansteuerung und des Hydropulsantriebs bis zum Abfangen.

Nachdem die Waffe 10 in das Wasser eingetreten ist, wird die Kammer 46 des Raketenmotors mit Seewasser gefüllt. Dann wird ein Heißgasgenerator gezündet, der das Wasser aus einer Wasserstrahldüse ausdrückt und Schub erzeugt. Indem man die Kammer 46 des Raketenmotors abwechselnd mit Wasser füllt und es dann ausstößt, erhält man einen Unterwasservortrieb der Waffe 10.

F i g. 2 und 3 zeigen als Schnitt und Enddrauisicht eine Waffe mit einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebs. Wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht, ist die Waffe 10 in vier Hauptabschnitte unterteilt, und zwar in einen bugseitigen Wandler- und Sendeempfänger-Abschnitt 30, einen Gefechtskopf 32, den Antrieb 34 und einen ein Lenksystem aufweisenden Heckabschnitt 36.

Der Antrieb 34 erfüllt zwei Aufgaben. Sein Hauptbestandteil ist die von einem Gehäuse 48 eingeschlossene Kammer 46. Für den Raketenantrieb enthält die Kammer 46 einen oder mehrere segmentierte Brenneinheiten 50 sowie eine Vielzahl von Gasstrahldüsen 52. Der Raketenantrieb treibt dabei die Waffe 10 vom Abschuß auf dem Schiff bis zum Eintreffen in das Wasser in Zielnahe an — vergleiche F i g. 1. Wenn die Waffe 10 in das Wasser eintritt, sind die Brenneinheiten 50 vollständig aufgebraucht Dann werden die Gasstrahldüsen 52 mit einer drehbaren Lochplatte 54 verschlossen, deren Löcher deckungsgleich mit den öffnungen der Gasstrahldüsen 52 liegen. Die Lochplatte 54 wird so lange von einem Elektromotor 58 über ein Getriebe 56 gedreht, bis ihre Löcher nicht mehr auf öffnungen der Gasstrahldüsen 52 ausgerichtet sind. Die Gasstrahldüsen 52 werden somit verschlossen, wobei als einzige öffnung zum heckseitigen Ende der Kammer 46 eine Gasstrahldüse 52 als Wasserstrahldüse 60 geöffnet bleibt.

Zum Antrieb unter Wasser kann nun zunächst Wasser in die Kammer 46 einströmen. Dann wird ein Gasgenerator 70 gezündet, dessen Gase das Wasser durch die Wasserstrahldüse 60 herausdrücken, wobei ein Schubimpuls entsteht. Das Seewasser strömt in die Kammer 46 durch Einlaßkannle 62 und Ventile 64 ein. Die Ventile 64 werden von Elektromagneten 66 über zugeordnete Gestänge 68 betätigt. Eine Vielzahl von Gasgeneratoren 70 steht mit der Kammer 46 über Rohrleitungen 72 in Strömungsverbindung. Die Gasgeneratoren 70 sind um die Längsachse der Waffe 10 herum verteilt angeordnet und werden nacheinander gezündet, so daß eine Serie von Wasserimpulsen entsteht, die die Waffe 10 durch das Wasser vortreiben.

Weiterhin befinden sich im Bereich zwischen der Kammer 46 und dem Gefechtskopf 32 mehrere seitlich angeordnete akustische Wandler 80. mit denen das Ziel-U-Boot anfänglich geortet wird, sowie eine Primärbatterie und SignaiDrozessordl im Zentralblock 82.

Der Heckabschnitt 36 enthält das Lenksystem für die Waffe 10 mit den Lenkflächen 90, Stellelementen 92 und einer Steuerelektronik mit zugehörigen Systemen, die in Blocks 94 angeordnet sind.

F i g. 4 zeigt als Diagrammkurve die anfängliche Arbeitsweise des Hydropulsantriebs der Waffe 10 nach dem Eintritt in das Wasser. Die F i g. 4 zeigt dabei die Bahn der Waffe 10 vom Eintrittspunkt in das Wasser bei einem typischen Eintrittswinkel von 53° und einer Geschwindigkeit von 180 m/s. Innerhalb einer halben Sekunde nach dem Eintritt in das Wasser ist die Geschwindigkeit auf 23,2 m/s abgesunken, innerhalb einer Sekunde nach dem Eintritt auf 12.2 m/s. Dann fällt die Blase um die Waffe zusammen, so daß die akustischen Wandler 80 vom Wasser umspült werden. Während der nächsten zwei Sekunden wird die Richtung des Ziel-U-Boots von den seitlich angebrachten Wandlern 80 ermittelt und die als Antriebskammer des Hydropukantriebs dienende Kammer 46 des Raketenmotors mit Wasser gefüllt, worauf dann der erste Gasgenerator 70 gezündei wird, um den ersten Wasserimpuls zt. erzeugen. Dieser beschleunigt die Waffe und eriaubt ihr, in. die Richtung des Ziels zu drehen. Falls erwünscht, kann die Waffe auch vor dem ersten Wasserimpuls in die Zielrichtung gedreht werden. Nach dem ersten Wasserimpuls treibt die Waffe frei ohne Antrieb und erhält Leitinformationen, während die Antriebskammer des Hydropulsantriebs sich erneut mit Seewasser füllt. Danach wird ein zweiter Gasgenerator 70 gezündet, der einen zweiten Wasserimpuls erzeugt der die Waffe erneut beschleunigt und zum Ziel hin vortreibt Diese Schrittfolge wird wiederholt, bis das Ziel-U-Boot zerstört ist oder die Gasgeneratoren 70 erschöpft sind, wobei die Waffe abwechselnd ohne Antrieb frei weiterläuft und dabei Leitinformationen erhält sowie weiter zum Ziel hin vorangetrieben wird.

F i g. 5 zeigt als Diagramm das Geschwindigkeitsprofil der Waffe, wobei ersichtlich ist, daß die Geschwindigkeit zwischen etwa 11 und 22 m/s zwischen den üufeinanderfolgenden Wasserimpulsen schwankt, wobei der Durchschnittswert etwa 15 m/s bzw. 30 kn beträgt Diese Werte reichen für die meisten Unterwasserziele aus — insbesondere in flacheren Gewässern, für die die Waffe konstruiert ist. Wo das U-Boot schnell fährt, kann die Waffe vor ihm in das Wasser geworfen werden, so daß sie den erforderlichen Vorlauf für den Abschuß erhält

Der Hydropulsantrieb erteilt der Waffe über einen erheblichen Teil ihrer Fahrtzeit eine Fahrt von weniger als 35 kn. Innerhalb dieser Zeitintervalle kann das akustische System eingeschaltet werden und in einer im wesentlichen eigengeräuschfreien Umgebung zur erforderlichen Fehlermessung arbeiten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Antrieb für eine Waffe zum Einsatz gegen Unterwasserziele mit einem am vorderen Ende eines Gehäuses angebrachten Gefechtskopf, mit einem Raketenmotor im Gehäuse nahe an dessen rückwärtigem Ende, von dem die Waffe durch die Luft bis zu einem Wassereintrittspunkt in Zielnähe antreibbar ist und der eine Kammer zum Aufnehmen eines Treibmittels sowie eine Vielzahl von der Kammer aus rückwärts abstehender Gasstrahldüsen aufweist, und mit einem zusätzlichen Antrieb zur Fortbewegung der Waffe unter Wasser} dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (48) einen an js sich bekannten Hydropulsantrieb für die Fortbewegung der Waffe (10) unter Wasser aufweist, und daß die Kammer (46) des Raketenmotors als Antriebskammer des Hydropulsantriebs dient, welche über Einlaßkanäle (62) und Ventile (64) geflutet wird, und die Gasstrahldüsen (52) mittels einer drehbaren Lochplatte (54) verschließbar sind, wobei eine Gasstrahldüse (52) als Wasserstrahldüse (60) geöffnet bleibt

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichneu daß die Lochplatte (54) von einem Elektromotor (58) über ein Getriebe (56) in die die Gasstrahldüsen (52) verschließende Stellung drehbar ist.