DE3608840A1 - Einschusskanone mit elektromagnetischem beschleunigungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einschußkanone für eine zu beschleunigende Masse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der firmeneigenen DE-OS 33 21 034 ist eine Einschußka­ none für ein zu verschießendes Projektil bekannt, bei der das Projektil mit Hilfe eines elektromagnetischen Be­ schleunigungsantriebes aus der Kanone herausgetrieben wird. Bei dem elektromagnetischen Beschleunigungsantrieb wird die Tatsache ausgenutzt, daß man durch die schnelle Kompression eines Hohlraumes mit elektrisch leitenden Wänden, in dem ein entsprechendes Magnetfeld eingeschlos­ sen ist, die magnetische Energie des Hohlraumes etwa linear mit dem Kompressionsfaktor verstärken kann. Hierbei wird die gegen den Druck des magnetischen Feldes gelei­ stete Arbeit in magnetische Energie umgesetzt.

Der Beschleunigungsantrieb bei der bekannten Kanone weist ein Koaxialsystem aus einem Außenleiter und einem Innen­ leiter auf, die an der Vorderseite durch eine das Koaxialsystem abschließende Kurzschlußbrücke elektrisch miteinander verbunden sind. In dieses einseitig elektrisch kurzgeschlossene Koaxialsystem wird z. B. mit Hilfe einer Kondensatorentladung ein Stromimpuls eingespeist, so daß in dem Koaxialsystem ein Magnetfeld erzeugt wird. Etwa zu dem Zeitpunkt, an dem der Stromimpuls die maximale Amplitude zeigt, wird eine Sprengladung gezündet, die längs des Koaxialsystemes ausgerichtet ist und z. B. den Außenleiter des Koaxialsystemes umgibt. Die Zündung erfolgt in der Nähe der Einspeisestelle des Stromimpulses, wodurch Außen- und Innenleiter bis zum elektrischen Kurzschluß aneinander angenähert werden. Durch diesen elektrischen Kurzschluß ist der oben erwähnte Hohlraum geschaffen, in dem das Magnetfeld eingeschlossen ist.

Der zwischen Außen- und Innenleiter durch die Sprengladung erzeugte hintere Kurzschluß des Koaxialsystems bewegt sich mit der Geschwindigkeit der Detonationsfront nach vorne, so daß der Hohlraum ständig verkleinert und das darin eingeschlossene Magnetfeld komprimiert wird. Die Geschwin­ digkeit der Detonationsfront liegt bei ca. 8 km pro Sekunde. Die elektrischen Parameter des Koaxialsystems sind dabei so gewählt, daß die Zerfallszeit des Magnetfel­ des etwa eine Größenordnung über der maximalen Dauer des gesamten Kompressionsvorganges liegt, so daß relativ geringe Ohm′sche Verluste auftreten. Bei einer optimalen Abstimmung des Systems kann der größtmögliche Teil der ursprünglich vorhandenen elektrostatischen Energie in magnetische Energie verwandelt werden.

Der auf diese Weise erzeugte hohe Felddruck wirkt auf das elektrisch leitende Projektil, das aus der Kanone ausge­ trieben wird. Das Projektil kann dabei selbst Teil der Kurzschlußbrücke zwischen Außen- und Innenleiter sein.

Bei diesem Vorgang wird durch die freiwerdende mechanische Energie der Detonation Arbeit gegen den Felddruck im Inneren der Koaxialstrecke geleistet und so entsprechend dem Prinzip der elektrodynamischen Maschinen in Magnet­ feldenergie umgesetzt. Die Umsetzungsrate steigt über weite Bereiche des Kompressionsfaktors annähernd proportional mit der magnetischen Energie der Koaxialstrecke. Dies bedeutet, daß am Anfang des Kompressionsvorganges, wo die Stärke des Magnetfeldes noch relativ klein ist, auch nur eine geringe Energie- Umsetzungsrate vorhanden ist, d. h. die zur Verfügung stehende Energie der Sprengladung bei weitem nicht ausgenutzt wird. Erst zum Schluß des Kompressionsvorgan­ ges, wenn der Felddruck einen genügend großen Wert hat, steigt die Umsetzungsrate stark an. Dies bedeutet, daß der Energieinhalt des magnetischen Feldes etwa proportional zum Kompressionsfaktor, d. h. etwa umgekehrt proportional zur jeweiligen Restlänge der Koaxialstrecke ansteigt.

Für alle denkbaren Anwendungen der erzeugten Magnetfeld­ energie wäre es günstiger, dieses Gesetz zu durchbrechen, d. h. von Anfang an höhere Umsetzungsraten zu erreichen.

Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Einschußkanone der in Rede stehenden Art konstruktiv so zu verbessern, daß höhere Energie- Umsetzungsraten von Anfang an möglich sind.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung liegt darin, das Koaxialsystem nicht am vorderen Ende kurzzuschließen, sondern die Kurzschlußbrücke relativ nah zu der Einspeise­ stelle des Stromimpulses anzubringen. Diese Kurzschluß­ brücke kann eine dünne Scheibe bzw. Folie, z. B. aus Aluminium sein. Beim Einspeisen des Stromimpulses verdampft das Material dieser Kurzschlußbrücke und bildet eine Plasmabrücke zwischen Außen- und Innenleiter.

Diese Plasmabrücke bildet jetzt den vorderen Abschluß des Hohlraumes, in dem das Magnetfeld nach der Detonation der Sprengladung am Ort der Einspeisung des Stromimpulses eingeschlossen ist. Um innerhalb dieses Hohlraumes mit seiner durch die Plasmabrücke gebildeten beweglichen vorderen Wand eine Magnetfeldkompression zu erreichen, darf die mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf das vordere Ende des Koaxialsystems laufende Detonationsfront bzw. der damit zwangsgekoppelte hintere Kurzschluß des Koaxialsystems auf keinen Fall die Plasmabrücke überholen, da ansonsten die eingeschlossene Magnetfeldenergie sofort in Joulesche Wärme verwandelt würde bzw. nicht mehr nach vorne transportiert werden könnte. Andererseits darf die Plasmabrücke durch den Druck des eingeschlossenen Magnet­ feldes nicht zu schnell nach vorne getrieben werden, da hierbei der Kompressionsfaktor abnehmen und die erwünschte Wirkung nicht ermöglicht würde.

Diesen beiden Forderungen wird durch eine entsprechende Wahl der Masse der Kurzschlußscheibe genüge getan, welche im wesentlichen die träge Masse des aus ihr gebildeten leitendem Plasmas bestimmt. Hiermit kann gerade die richtige Massenverdämmung eingestellt werden, so daß sowohl der nötige Vorlauf der Plasmabrücke gegenüber der nacheilenden Detonationsfront gesichert ist, als auch sichergestellt wird, daß dieser Vorlauf nicht zu groß wird, d. h. der Kompressionsfaktor nicht abnimmt.

Die Kurzschlußbrücke darf nicht zu nahe zu der Einspeise­ stelle des Stromimpulses angebracht werden, um übermäßige anfängliche Energieverluste zu vermeiden. Solche Energie­ verluste sind z. B. die Aufteilung der Magnetfeldenergie in die parasitären Induktivitäten der Zuleitung und in die Nutzinduktivität der Kompressionsstrecke.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in Laufrichtung der Detonationsfront der Sprengladung anschließend an die Kurzschlußbrücke zumindest ein Ro­ tationskörper vorgesehen, z. B. eine dünne Scheibe oder ein dünnwandiger Kegel, der Außen- und Innenleiter des Koaxialsystems elektrisch nicht verbindet, jedoch bei Vorlaufen der Plasmabrücke in diese einbezogen wird. Die Rotationskörper können hierbei aus elektrisch leitendem oder isolierendem Material bzw. einer Kombination hieraus bestehen. Sobald die Plasmabrücke beim Vorlauf auf den nächsten Rotationskörper, z. B. eine Scheibe aus Aluminium trifft, wird das Material dieser Scheibe in den Stromfluß einbezogen, verdampft und als zusätzliche Masse im Plasma mitgeführt. Die Rate dieser Massezufuhr kann durch entsprechende Wahl der Masse der Rotationskörper z. B. der Scheibendicke und der einzelnen Abstände optimal einge­ stellt werden, so daß sich eine maximale Umsetzunsrate von Sprengstoffenergie in Magnetfeldenergie oder kinetischer Energie des Plasmas je nach Anwendungsfall ergibt. Es sind auch Einstellungen möglich, welche verschiedene Optimie­ rungskriterien über verschiedene Sektionen der Koaxial­ strecke erfüllen können. Auch ist es möglich, durch einen Schichtaufbau der Rotationskörper elektrische Nichtleiter­ materialien in die Plasmabrücke mit einzubeziehen, um z. B. eine Vorwärtsströmung neutraler Materie zu erreichen. Die Rotationskörper können unterschiedlich geformt sein, um einen Frontformungseffekt der nach vorne laufenden Plasmabrücke zu erzielen.

Das Material der Plasmabrücke bzw. das mitgeführte neutrale Material kann selbst die zu beschleunigende Masse sein, z. B. aus dem Koaxialsystem wie ein Geschoß ausgetrieben werden. Es ist jedoch auch möglich, daß dieses beschleunigte Material auf ein Projektil trifft, das in einem Lauf angeordnet ist und durch den Aufprall des Materials der Plasmabrücke aus dem Lauf ausgetrieben wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist im vorderen Teil der Kompressionsstrecke der Innenleiter des Koaxial­ systemes fortgelassen. Dies ist möglich, da das entstan­ dene und laufend weiter entstehende leitende Plasma der Plasmabrücke sich im ringförmig ausgeprägten starken Magnetfeld zwangsweise so umformt, d. h. streckt, daß es den Innenleiter ersetzt. Die laufende Massezufuhr in das Plasma geschieht durch entsprechende Rotationskörper, z. B. Scheiben, welche den gesamten Querschnitt des Außenlei­ ters ausfüllen. Der Außenleiter kann sich ferner im vorderen Teil der Kompressionsstrecke verjüngen, wobei der Innenleiter vor, innerhalb oder nach dem Verjüngungsüber­ gang endet. Eine derartige Ausbildung dient dazu, die Plasmabrücke und das darin enthaltene Material kurz vor dem Austrieb weiter zu beschleunigen.

Wie bereits erwähnt, können die Rotationskörper innerhalb des Beschleunigungssystems die verschiedenen Formen, Dicken, Materialien bzw. Materialkombinationen aufweisen, um spezielle Effekte, insbesondere jedoch die Formung der Front der Plasmabrücke zu bewirken. Besonders wirkungsvoll ist eine Kombination aus elektrisch leitenden und elek­ trisch nichtleitenden Rotationskörpern, um an der Front der Plasmabrücke nichtleitende hyperschnelle Materie zu erhalten, welche dann direkt als amorphes Materiepaket gerichtet das Beschleunigungssystem verläßt. Dieses elek­ trisch neutrale Materiepaket unterliegt nach dem Verlassen des Beschleunigungssystems nicht den elektromagnetischen Kräften, welche z. B. das nachfolgende leitende Plasma aus der Plasmabrücke aufweiten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1a-1d einen schematischen Längsschnitt durch einen Teil einer Einschußkanone gemäß der Erfindung mit einem Koaxialsystem und einer dieses umhüllenden Sprengladung zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten nach der Zündung der Sprengladung;

Fig. 2a u. 2b zwei schematische Längsschnitte durch ein modifiziertes Ausführungsbeispiel einer Einschußkanone gemäß der Erfindung;

Fig. 3a-3f ein drittes Ausführungsbeispiel einer Einschußkanone zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten nach Zündung der Sprengladung;

Fig. 4 u. 5 schematische Längsschnitte jeweils durch den vorderen Bereich zweier weiterer Ausfüh­ rungsbeispiele einer Einschußkanone gemäß der Erfindung zur Beschleunigung eines amorphen Projektils;

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt durch den vorderen Bereich einer Einschußkanone gemäß der Erfindung zur Beschleunigung eines Hartmetallprojektils.

In den Figuren sind für gleiche oder gleichwirkende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, denen jedoch die Kleinbuchstaben 1 bis f entsprechend den Fig. 1 bis 6 hinzugefügt sind.

In Fig. 1a ist der hintere Teil einer Einschußkanone 1 a mit elektromagnetischem Beschleunigungssystem gezeigt. Dieses elektromagnetische Beschleunigungssystem weist ein Koaxialsystem aus einem zylindrischen Außenleiter 2 a und einem stabförmigen mittleren Innenleiter 3 a auf. Der Außenleiter 2 a ist von einer Sprengladung 4 a über die gesamte Länge des Beschleunigungssystems umgeben. Dieser Sprengstoffmantel kann am hinteren Ende der Einschußkanone mit über den gesamten Umfang der Sprengladung verteilten Zündeinrichtungen 5 a gezündet werden. Der Innenleiter 3 a ist über das hintere Ende der Einschußkanone herausgezogen und wird dort von einem zylindrischen Endabschnitt 6 a eng umgeben, der mit dem Außenleiter 2 a verbunden ist. Außen- und Innenleiter sind elektrisch sehr gut leitend, z. B. aus Kupfer. Der Innenleiter 2 a und der Endabschnitt 6 a des Außenleiters 2 a sind über eine Kondensatorbank 7 und einen Schalter 8 miteinander verbunden.

In bestimmter Entfernung von dem hinteren Ende sind innerhalb des Koaxialsystems der Außenleiter 2 a und der Innenleiter 3 a durch eine scheibenförmige Kurzschlußbrücke, z. B. aus Aluminium, elektrisch miteinander verbunden. Zwischen dieser Kurzschlußbrücke 9 und dem hinteren Ende der Einschußkanone wird auf diese Weise ein Hohlraum 10 gebildet.

Wird bei zunächst offenen Schalter die Kondensatorbank 7 beladen und anschließend der Schalter 8 geschlossen, so entlädt sich die Kondensatorbank 7 schlagartig, so daß ein hoher Stromimpuls in dem elektrisch geschlossenen Kreis aus Außenleiter 2 a, Kurzschlußbrücke 9 a und Innenleiter 3 a erzeugt wird und hierdurch in dem Hohlraum 10 a ein elektrisches Wirbelfeld. Durch den hohen Strom i, der über die Kurzschlußbrücke 9 a fließt, verdampft deren Material und bildet eine Plasmabrücke 11 a, die in den Fig. 1b bis 1d angedeutet ist und jetzt den Hohlraum 10 a nach vorne abschließt.

Sobald der eingespeiste Stromimpuls sein Maximum erreicht, wird über die Zündeinrichtungen 5 a die Sprengladung 4 a gezündet. Hierdurch wird der Außenleiter 2 a zusammenge­ drückt, bis er im Endbereich an dem Innenleiter 3 a anliegt und somit hier einen weiteren Kurzschluß liefert. Der Hohlraum 10 a ist jetzt elektrisch allseitig abgeschlossen. Das eingeschlossene Magnetfeld H wirkt auf das Material der Plasmabrücke 11 a und treibt diese in den Figuren nach rechts. Gleichzeitig läuft die in den Fig. 1b bis 1d angedeutete Detonationsfront 12 a innerhalb der Sprengla­ dung 4 a ebenfalls nach rechts. Um eine Magnetfeldkompres­ sion innerhalb des Hohlraumes 10 a zu erreichen, muß die Masse der Plasmabrücke entsprechend gewählt sein.

Die Masse der Plasmabrücke kann im Laufe von derern Vorwärtsbewegung verändert und an die jeweilige Magnet­ feldkompression optimal angepaßt werden. Zu diesem Zweck sind längs des Innenleiters 3 a in bestimmten Abständen hier als Scheiben 13 a ausgebildetet Rotationskörper aus elektrisch leitendem Material vorgesehen, die jeweils abwechselnd mit dem Innenleiter 3 a bzw. dem Außenleiter 2 a verbunden sind, eine elektrische Verbindung zu dem Gegenleiter jedoch nicht herstellen.

Sobald die in Fig. 1b gezeigte Plasmabrücke 11 a auf die nächste mit dem Innenleiter 3 a verbundene Scheibe 13 a trifft, dann wird das Material dieser Scheibe in den Stromfluß der Plasmabrücke einbezogen, verdampft und als zusätzliche Masse in der Plasmabrücke mitgeführt. Dies wiederholt sich bei der nächsten, mit dem Außenleiter verbundenen Scheibe und so fort.

In den Fig. 1c und 1d ist der vordere Bereich der Einschußkanone 1 a gezeigt. In diesem Bereich sind weitere Rotationskörper 14 a ausgebildet, die in diesem Falle jeweils als Kegelstumpf ausgebildet sind. Die Anordnung derartig geformter Rotationskörper dient im wesentlichen dazu, die Front der Plasmabrücke 11 a zu formen.

In den Fig. 2a und 2b ist der vordere Bereich einer Einschußkanone 1 b gezeigt. Die Sprengladung 4 b ist bereits weitgehend abgebrannt, der Hohlraum 10 b wird durch eine schon relativ starke Plasmabrücke 11 b nach vorne abge­ schlossen. Bei dieser Ausführungsform endet der Innenlei­ ter 3 b bereits vor dem vorderen Ende der Einschußkanone, so daß der vordere Bereich 15 b der Kanone nurmehr den Außenleiter 2 b aufweist. In Fig. 2a brennt die Plasma­ brücke 11 b noch im Bereich des Innenleiters, auf dem noch zwei Scheiben 13 b aus elektrisch leitendem Material angebracht sind, die kurz danach in die Plasmabrücke 11 b einbezogen werden. Sobald die Plasmabrücke 11 b den Inneleiter 3 b verläßt und in den vorderen Bereich 15 b eintritt, formt sich das bereits entstandene und laufend weiter entstehende leitende Plasma der Plasmabrücke im ringförmig ausgeprägten starken Magnetfeld H zwangsweise so, daß es den Mittelleiter ersetzt, wie dieses in Fig. 2b gezeigt ist. Auch in diesem vorderen Bereich 15 b der Einschußkanone können Scheiben 13 b oder Kegel 14 b angeord­ net sein, die jetzt den gesamten Innenraum des Außenlei­ ters 2 b überbrücken. Auch diese Rotationskörper werden in die brennende Plasmabrücke 11 b integriert und formen deren Front.

Die in den Fig. 3a bis 3f gezeigte Einschußkanone 1 c ähnelt im hinteren Bereich derjenigen gemäß Fig. 1a. Demnach wird in dem Hohlraum 10 c durch Einspeisen eines hohen Stromimpulses ein Wirbelfeld H gebildet, daß den Innenleiter 3 c ringförmig umschließt. Innenleiter 3 c und Außenleiter 2 c sind elektrisch durch eine Kurzschlußbrücke 9 c miteinander verbunden, die nach dem Einspeisen des Stromimpulses verdampft und eine Plasmabrücke 11 c bildet.

Längs der Kompressionsstrecke sind mehrere Scheiben 13 c, ein Kegelstumpf 14 c und eine weitere Scheibe 16 c angeord­ net, wobei diese letzte Scheibe aus mehreren, in diesem Falle zwei Schichten unterschiedlichen Materiales besteht. Die Scheiben 13 c sind aus nichtleitendem Material, ebenso der Kegelstumpf 14 c. Bei der Scheibe 16 c kann zumindest eine Schicht ebenfalls als Nichtleiter ausgebildet sein. Wenn in diesem Falle die Plasmabrücke 11 c brennt und, wie in den Fig. 3b bis 3d gezeigt, fortlaufend durch das Magnetfeld H in Verbindung mit der Sprengladung nach rechts gedrückt wird, dann sammelt sich entsprechend den Fig. 3c und 3d vor der brennenden Plasmabrücke eine Schicht bzw. ein Paket 17 c amorpher neutraler Materie aus.

In Fig. 3e ist der vordere Bereich 15 c der Einschußkanone gezeigt, bei dem der Innenleiter 3 c fortgelassen ist. Außerdem sind in diesem Bereich keine Rotationskörper aus elektrisch leitendem oder nichtleitendem Material vorgese­ hen. Das Materiepaket 17 c kann direkt als Projektil verwendet werden, das aus der Einschußkanone gerichtet ausgestoßen wird.

Die laufende Massezufuhr zu der Plasmabrücke macht es auch möglich, daß die Magnetfeldkompression bis zum Verlassen des Materiepaketes 17 c ständig ansteigt oder zumindest gleichbleibend hoch gehalten wird.

In Fig. 4 ist lediglich der vordere Bereich 15 d einer Einschußkanone 1 d gezeigt. Die Kompression des Magnetfel­ des ist bereits weit fortgeschritten, wobei angenommen sei, daß sich vor der Plasmabrücke 11 d bereits ein relativ großes Materiepaket 17 d angesammelt hat. Zur Formung der Vorderfront des Materiepaketes 17 d ist noch ein kegel­ stumpfförmiger Rotationskörper 14 d aus nichtleitendem Material vorgesehen, der den Innenleiter 3 d umgibt. Im vorderen Bereich 15 d verjüngt sich der Innenquerschnitt des Außenleiters 2 d, wodurch sich die Geschwindigkeit der Plasmabrücke 11 d und des Materiepaketes 17 d erhöht. In diesem sich verjüngenden Bereich wird auch die Belegung des Außenleiters mit Sprengstoff 4 d erhöht. Durch diese Maßnahmen wird insgesamt die Energiezufuhr auf die Plasmabrücke und das Materiepaket größer. In dem verengten Querschnitt des Außenleiters 2 d ist ein Projektil 18 d aus einem Nichtleiter gelagert, dessen Masse so bemessen ist, daß eine optimale Impulsübertragung der darauf prallenden Materieströmung aus dem Paket 17 c und der Plasmabrücke 11 c gewährleistet ist. Der Innenleiter 3 d endet im Bereich des Projektils 18 d.

Eine derartige Ausführung des vorderen Bereiches der Einschußkanone ist auch für die obigen Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3 möglich.

In Fig. 5 ist der vordere Bereich 15 e einer weiteren Einschußkanone 1 e gezeigt. Der Außenleiter 2 e verjüngt sich in diesem Bereich auf einen geringeren Querschnitt, wobei in dem Teil geringeren Querschnitts ein Projektil 18 d aus elektrisch nichtleitendem Material angeordnet ist. Der Innenleiter 3 e endet bereits dort, wo sich der Außenleiter verjüngt, so daß die Funktion des Innenleiters 3 e ab diesem Punkt von dem durch das Magnetfeld gestreckten Teil der Plasmabrücke 11 e übernommen wird. Die Plasmabrücke 11 e schiebt ein großes Paket 17 e amorpher neutraler Materie vor sich her, dessen Impuls auf das Projetil 18 d übertragen wird und dieses aus der Kanone 1 e austreibt. Kurz vor der in Fig. 5 gezeigten Ruhelage des Projektils 18 d endet der Außenleiter 2 e, der sich daran anschließende Lauf 19 e ist aus hochfestem Material; außerdem wird der Sprengstoffmantel 4 e mit einer Außenver­ dämmung 20 e umhüllt, um in der Endphase die Energieüber­ tragung zu verbessern.

Auch wenn bei den beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 und 5 beim Auftreffen des Materiepaketes 17 d bzw. 17 e auf das Projektil 18 d bzw. 18 e dieses durch die hohen Stoßbelastungen desintegriert wird, so wird insge­ samt ein hyperschneller amorpher Materiestrom ausreichen­ der Masse und Ausrichtung erzeugt, um z. B. im Vakuum über weite Entfernungen Wirkungen zu erzielen.

In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des vorderen Bereiches 15 f einer Einschußkanone 1 f darge­ stellt. Auch dieser Bereich kann als Abschlußbereich einer Einschußkanone gemäß den Fig. 1 bis 3 dienen. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 verjüngt sich wiederum der Außenleiter 2 f, wobei in dem sich verjüngenden Bereich der Innenleiter 3 f endet. Vor der Plasmabrücke 11 f wird ein Materiepaket 17 f vorhergeschoben, das in den Lauf 19 f mit geringem Querschnitt eindringt und dort auf ein Projektil aus Hartmetall trifft. Der Lauf 19 f besteht aus einem äußeren Stahlmantel 20 f und einer inneren Keramik­ auskleidung 21 f. Durch die Ausbildung des Projektiles 18 f als elektrischer Leiter wird vermieden, daß dieses Projekt hier mit zu hohen Strömen beaufschlagt und belastet wird, insbesondere in den Fällen, in denen das Projektil direkt mit Plasma in Berührung kommt, d. h. dann, wenn längs der Kompressionsstrecke keine Rotationskörper die Scheiben oder dergleichen aus nichtleitenden Materialien angeordnet sind.

Generell kann bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 bis 6 das vorwärtsströmende hyperschnelle Materiepaket 17 d, 17 e oder 17 f auch nur aus leitendem Plasma bestehen, so daß in diesen Fällen die anfängliche Kompressionsstrecke entsprechend Fig. 1a bis 1d ausge­ bildet ist.

Claims (17)

1. Einschußkanone für eine zu beschleunigende Masse, mit einem Koaxialsystem aus Außen- und Innenleiter, die an einer Seite durch eine das Koaxialsystem abschließende Kurzschlußbrücke elektrisch miteinander verbunden sind, mit einer Einrichtung zum Einspeisen eines Stromimpulses in das Koaxialsystem an dessen anderer Seite, mit einer längs des Koaxialsystems ausgerichteten Sprengladung und einer in der Nähe der Einspeisestelle für den Stromimpuls gelegenen Zündeinrichtung für die Sprengladung, die nach Einspeisen des Stromimpulses betätigt wird, wodurch die Detonationsfront der Sprengladung in Richtung auf die Kurzschlußbrücke des Koaxialsystems läuft und dabei längs der Kompressionsstrecke Außen- und Innenleiter bis zum elektrischen Kurzsschluß miteinander verbindet (Magnetfeldkompression), dadurch gekennzeichnet, daß das Koaxialsystem (2 a bis 2 f, 3 a bis 3 f) in Laufrichtung der Detonations­ front (12 a bis 12 f) über die Kurzschlußbrücke (9, 9 a, 9 c) hinaus verlängert ist, daß die Kurzschluß­ brücke (9 a, 9 c) aus einem bei Einspeisen des Stromim­ pulses in den Plasmazustand übergehenden elektrisch leitenden Material ist, das eine Plasmabrücke (11 a bis 11 f) zwischen Außen- und Innenleiter (2 a bis 2 f, 3 a bis 3 f) bildet, und daß die Masse der Plasma­ brücke (11 a bis 11 f) so festgelegt ist, daß eine Magnetfeldkompression trotz wandernder Detonations­ front (12 a bis 12 f) und Plasmabrücke (11 a bis 11 f) über die gesamte Kompressionsstrecke ermöglicht ist.

2. Kanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Laufrichtung der Detonationsfront (12 a bis 12 f) der Sprengladung (4 a bis 4 f) anschließend an die Kurzschlußbrücke (9 a, 9 c) zumindest ein Rotationskörper (13 a, b, c, 14 a, b, c, d, 16 c) vorgesehen ist, der Außen- und Innenleiter (2 a bis 2 f, 3 a bis 3 f) elektrisch nicht verbindet, jedoch beim Vorlaufen der Plasmabrücke (11 a bis 11 f) in diese einbezogen wird.

3. Kanone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (13, 14, 16) aus elektrisch leitendem Material sind.

4. Kanone nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (13 a) abwechselnd nur mit dem Innenleiter (3 a) oder nur mit dem Außenleiter (2 a) elektrisch leitend verbunden sind.

5. Kanone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (13 c, 14 c, 16 c) aus elek­ trisch nichtleitendem Material sind.

6. Kanone nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper dünne Scheiben (13) bzw. Kegelstümpfe (14) sind.

7. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotations­ körper (16 c) aus mehreren Materialschichten aufgebaut sind.

8. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil (15 c, d, e, f) der Kompressionsstrecke keinen Innenleiter aufweist.

9. Kanone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (2 d, e, f) im vorderen Teil (15 b, e, f) der Kompressionsstrecke sich verjüngt.

10. Kanone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (3 d) nach der Verjüngung der Außenleiters (2 d) endet.

11. Kanone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (3 f) im Bereich der Verjüngung des Außenleiters (2 f) endet.

12. Kanone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenleiter (2 e) vor der Verjüngung des Außenleiters (2 e) endet.

13. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung der Kompres­ sionsstrecke mit der Sprengladung (4 a bis 4 f) im vorderen Teil (15 d) der Kompressionsstrecke pro Längeneinheit zunimmt.

14. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil (15 e) der Kompressionsstrecke mit einer äußeren Verdämmung (20 e) umgeben ist.

15. Kanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß in dem vorderen Teil (15 d, e, f) der Kompressionsstrecke ein zu beschleuni­ gendes Projektil (18 d, e, f) eingebracht ist.

16. Kanone nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil (18 d, e) aus elektrisch nichtleiten­ dem Material ist.

17. Kanone nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil ein Hartmetallprojektil ist.