DE3321034A1 - Elektromagnetische kanone - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Kanone gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

üblicherweise werden Geschosse oder Projektile aus einer Kanone mit Hilfe von Treibladungen aus Explosivstoffen ausgetrieben. Seit langer Zeit ist es jedoch auch bekannt, die Projektile oder Geschosse elektromagnetisch zu beschleunigen; vgl. z.B. das DRP 376 391. Das Geschoß bzw. Projektil ist hierbei zumindest teilweise aus elektrisch leitendem Material hergestellt und läuft in dem Kanonenrohr zwischen zwei Schienen, durch die ein hoher elektrischer Strom hindurchgeschickt wird. Das Geschoß verbindet die beiden Leiter des elektrischen Stromes, wird demnach selbst von dem hohen elektrischen Strom durchflossen. Durch die Wechselwirkung zwischen diesem Stromfluß und dem senkrecht dazu wirkenden Magnetfeld des Stromes wirkt auf das Geschoß eine Beschleunigungskraft in Längsrichtung des Kanonenrohres.

Um mit einer derartigen elektromagnetischen Kanone hohe Projektilgeschwindigkeiten zu erreichen, sind sehr hohe elektrische Ströme und auch relativ lange Kanonenrohre notwendig.

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Aus der DE-OS 22 50 803 ist eine elektromagnetische Kanone bekannt, bei der das Projektil aus elektrisch leitendem Werkstoff besteht, wobei längs des Kanonenrohres eine Anzahl von Windungen von Induktionsspulen angeordnet sind.

Das Projektil dient als Kurzschlußläufer dieser innerhalb" eines Linearbeschleunigers wirkenden Kanone.

Die Abgangsgeschwindigkeit des Projektils kann entweder durch Erhöhung des Stromes oder - damit verbunden - durch Erhöhung des elektromagnetischen Beschleunigungsfeldes vergrößert werden. Für die Erhöhung des elektromagnetischen Beschleunigungsfeldes ist vorgeschlagen worden, das elektromagnetische Beschleunigungsfeld detonativ zu komprimieren, um somit die Magnetkraft entsprechend zu vergrößern. Bei einer Anordnung gemäß der zitierten deutschen Patentschrift 376 391 kann das Magnetfeld durch detonatives Zusammendrücken der stromführenden Schienen hinter dem zu beschleunigenden Projektil komprimiert werden. Durch detonative Kompression des vorher durch Stromeinleitung erzeugten Magnetfeldes wird der Energieinhalt und der Druck dieses Beschleunigungsfeldes auf das Projektil so weit gesteigert, daß dieses in den das Magnetfeld umschließenden Stromkreis eingefügte Projektil durch den quer zu den Magnetfeldlinien bestehenden Druck stark beschleunigt wird.

Mit einer elektromagnetischen Kanone, deren Beschleunigungsfeld detonativ komprimiert wird, könnten Abgangsgeschwindigkeiten von Projektilen erzielt werden, die wesentlich oberhalb den Abgangsgeschwindigkeiten bekannter , mit Treibladungen betriebener Kanonen liegen. Die Abgangsgeschwindigkeiten bei herkömmlichen Kanonen liegen bei maximal 2 km/see; für elektromagnetische Kanonen erhofft man sich Geschoßgeschwindigkeiten von 5 bis 10 km/sec, wobei die Grenzen vor allem von der Materialbelastbarkeit von Geschoß bzw. Projektil und der Führung innerhalb der Kanone sowie der praktikablen Länge des Beschleunigungsweges bestimmt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektro-

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magnetische Kanone der in Rede stehenden Art anzugeben, bei der der elektromagnetische Antrieb mit den für die detonative Kompression des Beschleunigungsfeldes notwendigen Bauelementenverhältnismäßig einfach aufgebaut ist und bei der der Beschleunigungseffekt auf das zu verschiessende Geschoß bzw. Projektil gegenüber herkömmlichen Anordnungen verbessert wird.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß diesen Merkmalen ist eine Grundidee der Erfindung, den elektromagnetischen Antrieb als Koaxialsystem aus einem elektrisch leitenden Außen- und einem ebensolchen Innenleiter aufzubauen. An der einen Seite des Koaxialsystems wird in dieses ein starkes Beschleunigungsmagnetfeld eingespeist/ z.B. indem zwischen Außenleiter und Innenleiter ein Hochstromimpuls eingeschaltet wird, oder, indem das Magnetfeld über eine Spule induktiv in den Hohlraum zwischen Außen- und Innenleiter eingespeist wird. Auf der anderen Seite ist das Koaxialsystem elektrisch kurzgeschlossen, wobei das Projektil zumindest einen Teil dieses Kurzschlußweges bildet. In Achsrichtung des Koaxialsystems ist eine Sprengstoffladung angeordnet, die nach Einspeisung des Beschleunigungsmagnetfeldes in das Koaxialsystem ebenfalls an dem elektrischen Einspeisende gezündet wird. Die Sprengstoffladung ist aber so angeordnet, daß durch die in Achsrichtung fortlaufende Detonation Außen- und Innenleiter des Koaxialsystems einander angenähert werden, so daß das zwischen ihnen eingeschlossene elektromagnetische Beschleunigungsfeld stark komprimiert wird. Durch diese Komprimierung wird das elektromagnetische Beschleunigungsfeld stark erhöht; die Erhöhung des Beschleunigungsfeldes pflanzt sich mit Lichtgeschwindigkeit fort, während dahinter die Detonationswelle läuft. Auf das Projektil wirkt dann ein gegenüber dem eingespeisten elektromagnetischen Beschleunigungsfeld wesentlich erhöhtes Feld.

Im einfachsten Falle kann das Projektil ein Ringprojektil sein, mit dem der Zwischenraum zwischen Außen- und Innenleiter elektrisch überbrückt wird. Je nach Länge , Stärke des Beschleunigungsfeldes und der Sprengladung kann dem Projektil eine sehr hohe Anfangsgeschwindigkeit mitgeteilt werden.

Um auch vollzylindrische Projektile beschleunigen zu können, wird das Projektil im Außenleiter gelagert. Das elektrisch leitende Projektil ist auf seiner Rückseite mit dem Innenleiter verbunden. Vor dem Projektil ist kein Innenleiter mehr vorhanden. Nach Erzeugen des Beschleunigungsfeldes und Zünden der Sprengstoffladung wird das Magnetfeld komprimiert, z.B. indem der Außenleiter konzentrisch in Richtung auf den Innenleiter gedrückt wird bis er an diesem anliegt; durch Fortschreiten der Detonation wird schließlich das Beschleunigungsfeld so stark komprimiert, daß eine Soll-Abreißstelle zwischen Projektil und Innenleiter reißt und das Projektil jetzt beschleunigt wird. Der Außenleiter kann hinter dem Projektil weiter detonativ zusammengedrückt werden, so daß das jetzt hinter dem Projektil bestehende pulsierende elektromagnetische Feld weiterhin komprimiert wird und zur Beschleunigung des Projektiles beiträgt. In dem Hohlraum hinter dem Projektil verdampft durch die Detonation und durch das starke Feld das Oberflächenmaterial von Projektil und Leitern .und wird zumindest teilweise ionisiert. Hiermit ergeben sich Funkenentladungen zwischen dem abgerissenen Innenleiter und dem Projektil und Wirbelbeschleunigungsfeider.

Vorteilhaft ist es auch, das Koaxialsystem lediglich bis zum Geschoß reichen zu lassen. Die elektrische überbrückung zwischen Außen- und Innenleiter geschieht dann z.B. durch eine konische Vertiefung, in deren Mitte das Projektil angeordnet ist. Das Projektil selbst taucht in einen Lauf ein, in dem es gehalten und nach der Beschleunigung geführt wird. Das Projektil ist in der Über-

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brückung wiederum mit einer Schwachstelle gehalten. Nach Einleitung des Beschleunigungsfeldes und dessen detonativer Komprimierung wird die Schwachstelle in der überbrückung schmelzen, so daß hier das elektromagnetische Beschleunigungsfeld in den Raum hinter dem Projektil eingekoppelt wird. Wie bei dem obigen Ausführungsbeispiel ionisiert das Material der überbrückung und übernimmt jetzt die Stromleitung. Insbesondere diese Ausführungsform eignet sich dafür, den gesamten elektromagnetischen Antrieb in Form einer Patrone auszubilden, die so verdammt wird, daß die detonativen Wirkungen nicht nach außen treten. Die gesamte Patrone mit dem aufgenommenen Projektil kann dann in die eigentliche Kanone eingesetzt werden.' Nach der Beschleunigung des Projektils, bei der die Patrone intern zerstört wird, kann diese ausgewechselt und durch eine neue ersetzt werden.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer Ein-Schuß-Kanone mit einem ein Koaxialsystem aufweisenden elektromagnetischen Be

schleunigungsantrieb für ein Projektil;

Figur 2 einen Querschnitt durch einen Teil einer

weiteren Ein-Schuß-Kanone; 30

Figur 3 einen Teilquerschnitt durch die in Figur 2

dargestellte Ein-Schuß-Kanone nach erfolgter Beschleunigung des Projektils;

Figur 4 einen Teilquerschnitt durch eine wiederverwendbare Kanone mit einem elektromagnetischen Antrieb für ein zu verschiessendes Projektil;

Figur 5 eine den elektromagnetischen Beschleunigungsantrieb für die wiederverwendbare Kanone gemäß Figur 4 aufnehmende Patrone im Querschnitt;

Figur 6 einen Querschnitt durch einen elektromagnetischen Beschleunigungsantrieb gemäß der Erfindung;

Figur 7 einen Schemadarstellung zur detonativen

Aufweitung des Innenleiters des Koaxialsystems für einen elektromagnetischen Beschleunigungsantrieb gemäß der Erfindung.

In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen, denen die jeweilige Nummer des Ausführungsbeispiels mit einem Gedankenstrich hinzugefügt ist.

In Figur 1 ist eine Ein-Schuß-Kanone 1-1 dargestellt, die als elektromagnetischen Beschleunigungsantrieb ein Koaxialsystem 2-1 aus einem zylindrischen Außenleiter 3-1 und einem zylindrischen Innenleiter 4-1 aufweist. Der zylindrische Innenleiter weist aus Stabilitätsgründen einen Kern 5-1 aus Stahl auf. Ebenso ist der Außenleiter 3-1 von einer Stahllage 6-1 ummantelt. Der Stahlmantel 6-1 ist über die gesamte Länge der Ein-Schuß-Kanone 1-1 von einer Sprengstoffschicht 7-1 ummantelt, der seiner-' seits durch ein Stahlrohr 8-1 nach außen verdämmt ist.

Mit dieser Ein-Schuß-Kanone wird ein ringförmiges Projektil 9-1 verschossen, das in dem Zwischenraum zwischen Außen- und Innenleiter läuft. Das Projektil selbst ist aus elektrisch leitendem Material, so daß Außen-und Innenleiter durch das Projektil kurzgeschlossen sind.

Außen- und Innenleiter sowie zumindest der hintere Teil des Projektiles sind aus gut leitendem elektrischen Material, z.B. Kupfer; der Kopf des Projektils kann zur

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Erhöhung der Durchschlagskraft einen Hartmetallkern aufweisen¹.

Zum Beschleunigen des Projektils wird an dem einen hier nicht gezeigten Ende, dem Einspeiseende, zwischen Außen- und Innenleiter ein Hochstromimpuls eingespeist, durch den in dem Zwischenraum zwischen Außen- und Innenleiter ein ringförmiges Magnetfeld H erzeugt wird. Kurz nach Einspeisen des Hochstromimpulses zwischen Außen- und Innenleiter wird der Sprengstoffmantel 7-1 ringförmig gezündet, so daß eine konzentrische Detonationswelle in Längsrichtung der Ein-Schuß-Kanone 1-1 läuft und den Stahlmantel 6-1 mit dem Außenleiter 3-1 gegen den Irtnenleiter 4-1 drückt, bis zwischen Außen- und Innsieiter Kurzschluß erfolgt. Eine weitere Deformation- wird durch den Stahlkern 5-1 verhindert. In Figur 1 ist ein Zustand gezeigt, bei dem der Sprengstoff des Sprengstoffmantels 7-1 bereits gezündet ist und Außen- und Innenleiter des Koaxialsystems, bereits kurzgeschlossen sind. Das Magnetfeld ist in dem Hohlraum 10-1 zwischen Projektilboden und der Einschnürungsstelle von Außen- und Innenleiter eingeschlossen und wird durch die weiter fortlaufende Detonation weiter komprimiert. Der Strom läuft zwischen Außenleiter über das Projektil auf den. Innenleiter und von diesem zurück zur Einschnürstelle zwischen Außen- und Innenleiter. Durch die Komprimierung des Magnetfeldes wird in Verbindung mit dem Strom auf das Projektil 9-1 ein hoher Druck ausgeübt, so daß das Projektil beschleunigt und aus der Kanone ausgetrieben wird. Das Stahlrohr 8-1 der Außenverdämmung wird durch die Detonation des Sprengstoffes nach außen gewölbt und zerstört.

In Figur 2 ist eine Ein-Schuß-Kanone 1-2 für ein zylindrisches Projektil 9-2 dargestellt, die ein Koaxialsystem 2-2 zur elektromagnetischen Beschleunigung des Projektils mit einem Außenleiter 3-2 und einem Innenleiter 4-2 aufweist. Der Innenleiter 4-2 ist vom hier

nicht gezeigten Einspeiseende bis zum Projektilboden geführt und dort mit dem Projektil über eine Soll-Abreißstelle 11-2 verbunden. Das Projektil selbst liegt an dem zylindrischen Außenleiter 3-2 an und wird bei der Beschleunigung durch diesen geführt. Um den Außenleiter ist ein Stahlmantel 6-2 gelegt, der von einer Sprengstoffladung 7-2 umgeben ist. Die gesamte Anordnung ist nach außen durch ein Stahlrohr 8-2 verdammt. Der Außenleiter 3-2 ist noch in Beschleunigungsrichtung des Projektils über das Projektil hinausgezogen und dient dort als Lauf zur Führung des Projektils.

Auch in Figur 2 ist diese Ein-Schuß-Kanone 1-2 nach Einspeisung eines Hochstromimpulses zwischen Außen- und Innenleiter und nach Zündung der Sprengstoffladung um den Außenleiter dargestellt. Das Magnetfeld H wird in dem Hohlraum 10-2 zwischen Projektil 9-2 und der Einschnürstelle zwischen Außen- und Innenleiter komprimiert und drückt auf den Boden des Projektils. Bei einem durch die Sollabreißstelle 11-2 vorgegebenen Druckwert auf den Projektilboden reißt das Projektil,9-2 von dem Innenleiter 4-2'ab und" wird aus der Kanone ausgetrieben, wobei es den restlichen Weg durch den Außenleiter 3-2 geführt wird. Nach dem Abreißen des Projektiles von dem Innenleiter läuft die Kompression des Beschleunigungsfeldes weiter. Durch die Detonation verdampft Oberflächenmaterial vom Innen- und Außenleiter sowie von dem Projektil in den Hohlraum 10-2 hinein. Dieses Material wird zumindest teilweise ionisiert. Diese Funkenentladungen und Stromwege innerhalb des ionisierten Plasmas übernehmen die Stromrückführung zwischen Außenleiter und abgeschertem Innenleiter. Wesentlich hierbei ist, daß die Kompression des Beschleunigungsfeldes sowie die damit verbundene Druckerhöhung auf das Projektil auch nach Abriß des Innenleiters weiter stattfindet. Dabei bildet sich nach einer Übergangsphase im Hohlraum 10-2 ein kompliziertes elektromagnetisches Feld mit zeitlich veränderlichen Schwingungsmoden aus. Die wirbelhafte Stromverteilung

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auf den Hohlraumwänden ist jedoch so verteilt, daß bei Komprimierung des Feldes Druckerhöhung auf das Projektil erfolgt. Das Projektil kann auf diese Weise noch in dem Außenleiter wie ein herkömmliches Projektil geführt werden und gleichzeitig durch die Kompression des Außenleiters weiterbeschleunigt werden.

In den Figuren 4 und 5 ist eine wieder—verwendbare Kanone T-4 mit elektromagnetischem Beschleunigungsantrieb für ein Projektil 9-4 dargestellt. Der gesamte Beschleunigungsantrieb mit dem Koaxialsystem 2-4 ist in einer Patrone 20-4 aufgenommen. Diese Patrone wird in einen Kanonenkörper 21—4 eingeführt. Die Patrone 20-4 besteht aus einer Patronenhülse 22-4 aus Stahl, in die das Beschleunigungssystem 2-4 eingesetzt ist. Das Beschleunigungssystem selbst besteht wiederum aus einem Außenleiter 3-4 und einem Innenleiter 4-4. Der Innenleiter 4-4 ist ein Vollkupferrohr oder wie bei den obigen Figuren, ein Zylinderrohr aus Kupfer mit einem Stahlkern. Der Außenleiter 3-4 ist von einem Sprengstoffmantel 7-4 umgeben; zwischen den Sprengstoffmantel und die Patronenhülse ist eine Schockdämmschicht 23-4 gelegt. Nach hinten ist die Patronen durch einen isolierenden Deckel 24-4 abgeschlossen. Durch den Deckel sind der Anschlußkontakt 25-4 für den Innenleiter sowie ein zylindrischer Ansdtiußkontakt 26-4 für den Außenleiter hindurchgeführt. Der zylindrische Anschlußkontakt 26-4 für den Außenleiter 3-4 liegt innerhalb des Außenleiters und berührt diesen zunächst nicht. Mit dem Ansdi.ußkontakt 26-4 für den Außenleiter ist ein ringförmiger Brückendrahtzünder 27-4 für den Sprengstoffmantel 7-4 verbunden.

Am vorderen Ende der Patrone sind der Innenleiter 4-4 und der Außenleiter 3-4 durch eine kegelförmige überbrückung 28-4 kurzgeschlossen. Innerhalb dieser kegeligen überbrückung, deren Spitze in Richtung auf den Innenleiter weist, ist eine Soll-Schwachstelle 29-4 vorgesehen. Am vorderen Trichterende ist das Hohlleiter system durch eine Kupferplatte 30-4 abgeschlossen, in der zentrisch

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ein Projektil 9-4 gehalten ist. Das Projektil 9-4 hat an seinem in den durch die Überbrückung 28-4 und die Kupferplatte 30-4 begrenzten Hohlraum hineinragenden Boden eine an der Kupferplatte 30-4 anliegende Abscherkante 31-4. .5 Das zylindrische Projektil ragt durch eine mit Kupfer ausgekleidete Bohrung 32-4 , die die Stirnseite der Patrone durchdringt, so daß das Projektil geringfügig über diese Bohrung hinausragt. Die Patrone 20-4 wird paßgerecht in den Kanonenkörper 21-4 eingesetzt. Die Spitze des Projektils 9-4 ragt dann in einen mit elektrisch gut leitendem Material , z.B. Kupfer, ausgekleideten Lauf 33-4 hinein. Am hinteren Ende wird die Kanone durch einen hier nicht gezeigten Deckel abgeschlossen, in dem Gegenstücke zu den Anschlußkontakten 25-4 und 26-4 angebracht sind. Aufgrund des gegenüber dem Projektilkalliber großen Durchmessers des Außenleiters kann bei dieser Ausführung des Beschleunigungssystems 2-4 die Feldkompression über eine kürzere Länge des Hohlleiters des Koaxialsystems erreicht werden. Zwischen den Anschlußkontakten 25-4 uncl 26-4 wird ein Hochstromimpuls eingespeist. Ein Teil der Energie dieses Hochstromimpulses wirddem. ringförmigen Brückendrahtzünder 27-4 zugeführt, so daß der Sprengstoffmantel ringförmig gezündet wird. Der Außenleiter 3-4 des Koaxialsystems wird durch diese Zündung nach innen gedrückt und berührt schließlich den zylindrischen Anschlußkontakt 26-4« Jetzt wird der Hochstromimpuls zwischen Innenleiter und Außenleiter des Koaxialsystems eingespeist. Durch die Detonation des Sprengstoffmantels 7-4 wird der Außenleiter 3-4 in Richtung auf den Innenleiter gedrückt, bis es zum Kurzschluß kommt. Die bis zum ringförmigen Kurzschluß an diesem Ende des Koaxialsystems vergehende Zeit ist durch die Wahl des Abstandes des Außenleiters zum Innenleiter bestimmt und so gewählt, daß ein Feld maximaler Stärke im entstehenden Hohlraum zwischen Innenleiter und Außenleiter und der kegelförmigen überbrückung 28-4 eingeschlossen wird. Bei Fortschreiten der Detonationswelle wird das Beschleunigungsfeld in dem Hohlraum 10-4 zwischen Außen- und Innenleiter eingeschlossen und,wie

oben in Figur 3 erläutert, komprimiert. Durch die kegelförmige überbrückung 28-4 wird am Ende der Kompressionsphase der Außenleiter blitzartig konzentrisch eingeschnürt. Durch den entsprechend starken Anstieg des Induktionsstromes verdämpft die Überbrückung 28-4 beginnend an der Soll-Schwachstelle 29-4 , so daß jetzt das starke Beschleunigungsfeld in den Hohlraum der kegeligen überbrückung eintritt, so daß der Geschoßboden nunmehr Wandteil des Hohlraumes wird, in welchem das Feld komprimiert wird. Der anstehende Felddruck schert die Abscherkante 31-4 am Projektilboden ab, so daß das Projektil jetzt mit höchsten Beschleunigungswerten aus dem Lauf 33-4 getrieben wird. Sowohl auf Projektil als auch auf den Lauf wirken sehr hohe Drücke bis in den Mega-G-Bereich (G ist die Erdbeschleunigung), die jedoch nur für kurze Zeiten wirken, so daß durch entsprechende Dimensionierungen von Patrone, Projektil und Lauf diese Drücke aufgefangen werden können. Während der Durchdetonation des Sprengstoffmantels 7-1 verdampft die Schockdämmschicht 23-4, der Stahlmantel der Patronenhülse 22-4 wird jedoch nicht beschädigt. "Nachdem äas Projektil aus der Kanone ausgetrieben ist, wird die Patrone gegen eine neue Patrone ausgewechselt.

Die kegelförmige Ausbildung der überbrückung 28-4 mit der Soll-Schwachstelle 29-4 ist beispielhaft. So kann die Soll-Schwachstelle auch in ein Zylinderrohr verlegt werden, daß den Innenleiter umfaßt., wobei dann erst dieses Zylinderrohr kegelförmig mit dem Außenleiter verbunden wird. Auf jeden Fall wird durch die kegelförmige Ausbildung der überbrückung die Effektivität der Kompression des Beschleunigungsfeldes in der Schlußphase erhöht, da dabei ein Entstehen von separaten Hohlräumen, in welchen die Feldenergie nutzlos in Wärme umgesetzt wird, vermieden wird. Zur Impedanzanpassung kann auch der Außenleiter stückweise, und, zwar vorzugsweise in der Nähe der Einspeisestelle, als Spirale bzw. Wicklung um den Innenleiter ausgeführt sein, was lediglich das Anfangsmagnet-

feld verkompliziert, aber keinen Einfluß auf den prinzipiellen Funktionsablauf hat.

In Figur 6 ist ein Beschleunigungssystem 2-6 dargestellt, das für eine Ein-Schuß-Kanone oder eine wiederverwendbare Kanone geeignet ist. Das Koaxialsystem 2-6 weist einen Außenleiter 3-6 und einen Innenleiter 4-6 auf, die am vorderen, dem hier nicht gezeigten Projektil zugewandten Ende wiederum durch eine kegelförmige überbrückung 28-6 kurzgeschlossen sind. Am entgegengesetzten Ende des Koaxialsystems sind Außen- und Innenleiter ebenfalls kegelförmig miteinander verbunden und münden, in einem einen großen Teil des Querschnittes des Beschleunigungssystems 2-6 überdeckenden Kegelteil 34-6 , das in den Sprengstoffmantel 7-6 eingebettet ist. Dieses Kegelteil 34-6 dient zur Detonationswellenlenkung und zur Verteilung der Detonationswellen über den gesamten Querschnitt des Sprengstoff mantels. An diesem Ende des Koaxialsystems ist über den zylindrischen Teil um den Außenleiter 3-6 eine FeIderregerspule 35-6 gewickelt, deren Feld durch einen schmalen Längsschlitz 36-6 in dem Außenleiter in den Hohlraum zwischen Außen- und Innenleiter eingespeist wird. Das beschriebene Beschleunigungssystem wird durch ein Stahlrohr 8-6 nach außen abgeschlossen; das hintere Ende ist mit einem Abschlußstück 37-6 , das vordere Ende mit einer Halterung 38-6 abgeschlossen. Durch das Abschlußstück 37-6 sind Zündkabel 39-6 für einen Detonator 40-6 hindurchgeführt, der seinerseits eine Verstärkerladung 41-6 zündet. Durch diese Verstärkerladung wird dann auch der Sprengstoff des Sprengstoffmantels 7-6 gezündet. Für die Felderregerspule 35-6 benötigte Anschlußkontakte 42-6 sind isoliert durch das Stahlrohr 8-6 hindurchgeführt und über einen Schalter 43-6 mit einer Kondensatorbank 44-6 verbunden. Die Kondensatorbank 44-6 mit der zugehörigen Beschaltung ist mit einer Akumulatorbank 45-6 .über einen weiteren Schalter 46-6 verbunden. Die Funktion des Beschleunigungsantriebs wird von einer Ablaufssteuerung 47-6 gesteuert/ die mit den Zündkabeln 39-6 , mit dem

Schalter 43-6 und mit dem Schalter 46-6 verbunden ist. Die Ablaufsteuerung erhält ferner von der Kondensatorbank 44-6 über eine Leitung 48-6 ein Signal über die Kondensatorspannung, außerdem über eine Leitung 49-6 ein Schuß-Trigoer signal.

Soll ein Projektil verschossen werden, so wird das Schuß-Triggersignal über die Leitung 49-6 der Ablaufssteuerung 47-6 zugeführt. Der Schalter 46-6 wird geschlossen, so daß die Kondensatorbank 44-6 durch die Akumulatorbank 45-6 geladen wird. Sobald über die Leitung 48-6 der Ablaufsteuerung 47-6 angezeigt wird, daß die Kondensatoren die für den Hochstromimpuls zur Felderregerspule 35-6 notwendige Spannung haben, wird einmal der Schalter 43-6 geschlossen und zum anderen über die Zündkabel 39-6 der Zündimpuls zum Detonator 40-6 geleitet . Durch den Hochstromimpuls in der Felderregerspule 7-6 wird über den Längsschlitz 36-6 im Außenleiter 3-6 ein zunächst in .Achsrichtung verlaufendes Magnetfeld HO in den Hohlraum zwischen Außen- und Innenleiter eingespeist. Durch die Einleitung der Detonation in den Sprengstoffmantel 7-6 wird sofort anschließend der Außenleiter 3-6 komprimiert, so daß der Lahgsschlitz 36-6 schließt und das Magnetfeld in dem Hohlraum zwischen Außen- und Innenleiter eingeschlossen ist. Der Außenleiter wird weiter zusammengedrückt, wie dieses zum Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 beschrieben worden ist, so daß auch das Magnetfeld weiter komprimiert wird. Aufgrund der geometrischen Verhältnisse in dem Hohlraum zwischen Außen- und Innenleiter sowie der überbrückung 28-6 wird das anfänglich axiale Magneffeid in ein ringförmiges Magnetfeld H umgewandelt und weiter komprimiert. Durch schlagartiges Zusammenbrechen der kegeligen überbrückung 28-6 nach Art einer Belegung einer Hohlladung wird das Magnetfeld dann in dem trichterförmigen Raum in der überbrückung weiter komprimiert, wie oben beschrieben und wirkt direkt auf den hier nicht gezeigten elektrisch leitenden Projektilboden, so daß das Projektil beschleunigt wird.

In Figur 7 ist ein Teil eines Koaxialsystems 2-7 mit einem Außenleiter 3-7 und einem Innenleiter 4-7 dargestellt. Das Beschleunigungsfeld wird in den Hohlraum zwischen Innen- und Außenleiter durch eine isolierte Felderregerspule 35-6 eingespeist. Die Komprimierung des Beschleunigungsfeldes erfolgt jetzt durch eine detonative Aufweitung des Innenleiters, der zu diesem Zwecke zylindrisch ausgebildet ist, wobei in dem Zylinderraum Sprengstoff 50-7 angeordnet ist. Bei der Detonation dieses Spreng-Stoffs weitet sich der zylindrische Innenleiter 4-7 auf und wird gegen den Außenleiter 3-7 gedrückt, so daß hier ein Kurzschluß erfolgt und das Beschleunigungsfeld H eingeschlossen wird.

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Claims (11)

1. Patentansprüche

   \1./ Elektromagnetische Kanone zum Verschießen von elektrisch leitenden Projektilen mit einem elektromagnetischen Beschleunigungsantrieb, dessen Feld (Beschleunigungsfeld) auf das Projektil wirkt, sowie mit einer Sprengladung zur detonativen Komprimierung des Beschleunigungsfelds, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsantrieb ein an dem dem Projektil (9) zugewandten Ende durch eine überbrückung (9, 28) elektrisch kurzgeschlossenes Koaxialsystem (2) aus einem Außenleiter (3) und einem Innenleiter (4) ist, dessen anderes Ende eine Einspeise-

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   stelle (25, 26, 35) für das Beschleunigungsfeld (H) aufweist, und daß sich längs des Koaxialsystems (2) eine Sprengladung (7, 50) zur detonativen Annäherung von Außen- und Innenleiter (3, 4) bis zum elektrischen Kurzschluß erstreckt, die an dem elektrischen Einspeiseende gezündet wird.
2. 2. Kanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil (9-1) ein Ringprojektil ist, das selbst als überbrückung zwischen Außen- und Innenleiter (3-1, 4-1) des Koaxialsystems (2-1) dient.
3. 3. Kanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil (9-2) in dem als Lauf ausgebildeten Außenleiter (3-2) des Koaxialsystems (2-2) gehalten ist, und daß der elektrisch leitende Boden des Projektils (9-2) über eine Sollabreißstelle (11-2) mit dem Innenleiter (4-2) verbunden ist.
4. 4. Kanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das Koaxialsystem (2-4, 2-6) am vorderen, dem Projektil (9-4) zugewandten Ende durch eine kegelförmige überbrückung (28-4, 28-6) elektrisch kurzgeschlossen ist, deren Spitze mit dem Innenleiter (4-4, 4-6) verbunden ist, die eine bei der Komprimierung des Beschleunigungsfeldes (H) in der Endphase durch .die hohe Stromstärke aufreißbare Sollschwachstelle (29) aufweist, und daß das elektrisch leitende Projektil am Boden des durch die überbrückung begrenzten trichterförmigen Hohlraums in einem Rohrlauf (32, 33) der Kanone (1) gehalten ist.
5. 5. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungsantrieb (2-4, 2-6) als mit einer AußenVerdammung (8) versehene Patrone (20) ausgebildet ist, die in einen Kanonenkörper (21) einsetzbar und nach Abschuß des Projektils (9) durch

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   eine neue Patrone ersetzbar ist.
6. 6. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß zur Erzeugung des Beschleunigungsfeldes (H) ein Hochstromimpuls über Anschlußkontakte (25-4, 26-4) zwischen Innen- und Außenleiter (4-4, 3-4) einspeisbar ist, daß einer der Anschlußkontakte (26-4) mit.einem Zünder (27-4) für die Sprengladung (7-4) verbunden ist, und daß dieser Anschlußkontakt durch die Detonation der Sprengladung erst in Kontakt mit dem zugehörigen Leiter (3-4) des Koaxialsystems (2-4) gebracht wird.
7. 7. Kanone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Einspeiseende des Koaxialsystems (2-6) zum Einspeisen des Beschleunigungsfeldes (H) eine Felderregerspule (35-6, 35-7) vorgesehen ist.
8. 8. Kanone nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß die Felderregerspule (35-6) um den Außenleiter gewickelt ist und daß der Außenleiter (3-6) im Bereich der Spule einen Längsschlitz (36-6) zum Einspeisen des Beschleunigungsfeldes in den Zwischenraum zwischen Außen- und Innenleiter (3-6, 4-6) aufweist, wobei der Längsschlitz (36-6) bei der fortlaufenden Detonation der Sprengladung (7-6) nach Einschließen des Beschleunigungsfeldes geschlossen wird.
9. 9. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß zur Impedanzanpassung der Außenleiter (3) des Koaxialsystems (2) zumindest am Einspeiseende spiralenförmig um den Innenleiter gewickelt ist.
10. 10. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff (7-1 bis 7-6) als Mantel den Außenleiter (3) des Koaxialsystems umgibt.

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11. 11. Kanone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff (7-7) in dem zylinderförmigen Innenleiter (4-7) des Koaxialsystems (2-7) angeordnet ist.