DE3515326A1

DE3515326A1 - Nutzlastgeschoss

Info

Publication number: DE3515326A1
Application number: DE19853515326
Authority: DE
Inventors: Rolf 4040 Neuss Hellwig; Klaus Dietmar Ing.(grad.) 4053 Jüchen Karius; Klaus Dipl.-Phys. 5024 Pullheim Loske; Hans-Egon Dipl.-Phys. Dr. 4000 Düsseldorf Schepp; Hartmut Dipl.-Ing. Dr. 4044 Büttgen Schilling; Jens Dipl.-Phys. Dr. 4044 Kaarst Seidensticker; Reinhard Dipl.-Phys. Dr. 4053 Jüchen Synofzik
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1985-04-27
Filing date: 1985-04-27
Publication date: 1986-10-30
Also published as: WO1986006467A1; ES552938A0; ES8900064A1; EP0220217A1

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Nutzlastgeschoß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Mit ständig steigender Reichweite moderner Gefechtsfeldartillerie ergibt sich die Notwendigkeit einer verbesserten Aufklärung des Zielgebiets. Eine besonders preisgünstige Alternative zu ferngelenkten Aufklärungsmitteln, wie beispielsweise Drohnen, scheinen Nutzlastgeschosse zu bieten, die geeignete Sensoren zum Zielgebiet transportieren. Die Sensoren nehmen im Zielgebiet Signale auf und melden diese, vorzugsweise mit hochfrequenstechnischen Mitteln, zum Gefechtsstand zurück.
Bei Nutzlastgeschossen der vorerwähnten Art ergibt sich die Notwendigkeit, die Fluggeschwindigkeit des Geschosses am Ende der Flugbahn zu reduzieren, damit die stoßempfindliche Nutzlast beim Aufprall nicht zerstört wird. Andererseits soll trotz Reduzierung der Fluggeschwindigkeit ein ausreichend hoher Drall beibehalten werden, um eine Stabilisierung des Geschosses bis zum Aufprall auch deshalb sicherzustellen, weil das Geschoß mit der Spitze voran in das Erdreich im Ziclgebiet eindringen soll, um ein Wirksamwerden des im Heckteil des Geschosses angeordneten Sensors zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein Nutzlastgeschoß anzugeben, mit dem die zuvor erwähnten Forderungen erfüllbar sind.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Nutzlastgeschoß der eingangs näher bezeichneten Art, durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1: teilweise im Längsschnitt ein Nutzlastgeschoß; Fig. 2: eine Explosionsdarstellung des Nutzlastgeschosses; Fig. 3: eine weitere Explosionsdarstellung von Teilen im Heckbereich des Geschosses; Fig. 4: einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 gemäß Fig. 3; Fig. 5: eine vergrößerte Detaildarstellung der Flügelwurzel.
Fig. 1 zeigt, teilweise im Längsschnitt, ein Nutzlastgcschoß 10 mit einer im wesentlichen hohlzylindrischen Geschoßhülle 11, die einen Hohlraum 11a zur Unterbringung einer hier nicht dargestellten Nutzlast umschließt.
Der Heckteil des Geschosses 10 wird vom Geschoßboden 11b abgeschlossen. Nach Erreichen des Zielgebiets muß die Geschwindigkeit des Geschosses 10 reduziert werden, um beim Aufprall eine Beschädigung der empfindlichen Sensoren zu verhindern. Gleichzeitig soll das Geschoß 10 steiler angestellt werden, damit es im wesentlichen senkrecht auf den Erdboden im Zielgebiet aufprallt, in den es eindringen soll. Um sicherzustellen, daß das Eindringen mit der Spitze 10a des Geschoses 10 zuerst erfolgt, ist jedoch eine Drallstabilisierung des Geschosses 10 erforderlich, die durch die Abbremsung nicht nachteilig beeinflußt werden soll. Das Geschoß 10 soll mit der Spitze 10a in das Erdreich eindringen, um sicherzustellen, daß die vorzugsweise im Heckteil des Geschosses 10 angeordneten Sensoren, die ggf. ausfahrbar ausgebildet sein konnen, nach dem Eindringen des Geschosses 10 in den Erdboden noch wirksam werden können. Bei den Sensoren kann es sich beispielsweise um einen Schallempfänger handeln, der das für Raketenabschußrampen oder Geschützstellungen und/oder Kettenfahrzeuge charakteristische Geräuschspektrum aufnimmt und an den rückwärtigen Gefechtsstand weitermeldet.
Zwecks Verringerung der Fluggeschwindigkeit in der Endphase der Flugbahn verfügt das Geschoß 10 über im Heckteil versenkt angeordnete, um eine Achse 12a drehbar gelagerte und ausklappbar ausgebildete Bremselemente in Form kurzer Flügel 12, die gleichmäßig auf dem Umfang des Geschosses 10 verteilt angeordnet sind und im eingeklappten Zustand mit der Geschoßhülle 11 bündig abschließen. Durch nicht dargestellte Mittel werden die Flügel 12 während des Abschusses und auf der Flugbahn eingeklappt gehalten.
Nach Entsperrung der nicht dargestellten Sperrmittel bewirkt der dem Geschoß 10 verliehene Drall ein Ausklappen der Flügel 12 um die Achse 12a, bis die Flügel 12 im wesentlichen senkrecht auf der Längsachse lob des Geschosses 10 stehen. Die ausgeklappten Flügel 12 bremsen die Geschwindigkeit des Geschosses 10 und bewirken dessen steilere Anstellung im Vergleich zu einer ungestörten ballistischen Flugbahn. Die Flügel 12 sind vermittels U-förmig ausgebildeter Winkel 21, deren Schenkel 21a die Wurzeln der Flügel 12 umgreifen, in einer Nabe 31 gelagert, die kozentrisch auf einem mit dem Geschoßboden 11b verbundenen Zapfen 11.1 aufsitzt. Die Flügel 12 werden dabei von Achsen 12a gehaltert, die in Bohrungen 21b der U-förmig ausgebildeten Winkel 21 und der Nabe 31 gelagert sind. Das Aufklappen der Flügel 12 unter dem Einfluß der vom Drall des Geschosses 10 hervogerufenen Zentrifugalkraft erfolgt mit großer Belastung der Lagerstellen der Flügel 12.
Um diese Belastung zu verringern, sind die Außenflächen der Wurzeln der Flügel 12 formschlüssig an die Schenkel 21a der Winkel 21 angepaßt, die in bezug auf die Senkrechte geneigt angestellt sind. Während des Aufklappvorgangs der Flügel 12 streifen die Kanten der Flügel 12 an den Innenflächen der Schenkel 21a der Winkel 21 entlang und verformen diese, wodurch die Anschlagkräfte verringert werden. Um die Verformung zu ermöglichen, bestehen die Winkel 21 vorzugsweise aus einem duktilen Metall, wie beispielsweise Kupfer.
Durch die in ausgeklappter Stellung befindlichen Flügel 12 läßt sich eine Reduzierung der Bahngeschwindigkeit des Geschosses 10 und eine steilere Anstellung dieses Geschosses erreichen.
Es müssen jedoch noch zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um eine die Stabilität des Geschosses 10 vermindernde Drallreduzierung zu verhindern. Dies wird dadurch erreicht, daß die die Flügel 12 halternde Nabe 31 drehbar auf dem Zapfen 11.1 des Geschoßbodens 11b gelagert ist. Um die Reibung zwischen der Nabe 31 und dem Geschoßboden 11b zu verringern, werden zwischen diesem und der Nabe 31 eine Ringscheibe 30 und eine hohlzylindrische Buchse 20 angeordnet, die beide vorzugsweise aus Teflon bestehen.
Durch die drehbare Lagerung der Buchse 31 werden die ausgeklappten Flügel 12 im wesentlichen von der Rotationsbewegung des drallstabilisierten Geschosses 10 entkoppelt, so daß sich an den Flügeln 12 angreifende Luftkräfte nicht nachteilig auf die Rotationsbewegung des Geschosses 10 auswirken können.
Um den Totlastanteil des Geschosses 10 weitgehend zu verringern, wird die Geschoßhülle 11 vorzugsweise aus einem Leichtmetall, wie Aluminium oder einer Leichtmetallegierung hergestellt. Da beim Abschußvorgang von der Heckseite her eine starke Druckbelastung auftritt, ist es notwendig, diese Druckbelastung möglichst großflächig auf den noch verbleibenden Geschoßquerschnitt zu übertragen, der durch die für die Flügel 12 vorgesehenen Ausnehmungen 12b geschwächt ist. Zu diesem Zweck ist ist zwischen Geschoßboden lib und der Geschoßhülle 11 noch ein sternförmig ausgebildetes Zwischenstück 200 angeordnet, das den Druck gleichmäßig auf den verbleibenden Restquerschnitt der Geschoßhülle 11 überträgt. Das Zwischenstück 200 wird zweckmäßig aus Stahl hergestellt.
Nach dem Aufprall des Geschosses 10 auf die Erdoberfläche im Zielgebiet dringt das Geschoß mit der Spitze 10a voran vorzugsweise nur teilweise in das Erdreich ein, um ein Wirksamwerden der im Heckbereich des Geschosses 10 angeordneten und ggf. ausfahrbar ausgebildeten Sensoren nicht zu beeinträchtigen. In vorteilhafter Weise verhindern dabei die abgespreizten Flügel 12 ein weiteres Eindringen des Geschosses 10 in das Erdreich.
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Claims

Patentansprüche 1. Nutzlastgeschoß mit einer im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten, einen Nutzlastraum umschließenden Geschoßhülle und einem die Geschoßhülle heckseitig abschließenden Geschoßboden sowie im Heckbereich des Geschosses ausklappbar gelagerten Flügeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (12) in ihrem Wurzelbereich (12c) von einem U-förmig ausgebildeten Winkel (12) umgriffen sind, und daß Flügel (12) und Winkel (21) von einer gemeinsamen Achse (12a) gehaltert in Speichen (31a) einer im Heckteil des Geschosses (10) koaxial zum Geschoßboden (11b) angeordneten Nabe (31) gelagert sind.
2. Nutzlastgeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschoßboden (11b) einen mehrfach abgestuften Zapfen (11.1, 11.2, 11.3) trägt und vermittels einer Gewindeverbindung (11.3) in die Geschoßhülle (11) einschraubbar ausgebildet ist.
3. Nutzlastgeschoß nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (31) auf dem Zapfen (11.1) des Geschoßbodens (11) drehbar gelagert ist.
4. Nutzlastgeschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Reibungsverminderung zwischen Nabe (31) und Geschoßboden (11b) bzw. dessen Zapfen (11.1) eine vorzugsweise jeweils aus Teflon bestehende Ringscheibe (30) und eine zylindrische Buchse (20) angeordnet sind.
5. Nutzlastgeschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Geschoßhülle (11) und dem Geschoßboden (11b) ein druckübertragendes, sternförmig ausgebildetes Zwischenstück (200) angeordnet ist.
6. Nutzlastgeschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschoßhülle (11) aus einem Leichtmetall, wie beispielsweise Aluminium oder einer Leitmetallegierung und daß das druckübertragende Zwischenstück (200) aus Stahl bestehen.