DE3609092A1 - Geschoss fuer eine rohrwaffe zum bekaempfen aktiv und passiv reagierender sonderpanzerungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Geschoß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein gattungsgleiches Geschoß ist bekannt aus der DE-OS 32 07 220: dort sind Mittel vorgesehen, um auch während des freien Fluges der Wuchtgeschosse ein Voreilen des in Flugrichtung vorn angeordneten Wuchtgeschosses zu gewährleisten. Hierzu unterscheiden sich die beiden Fluggeschosse nach ihrem jeweiligen Luftwiderstandsbei­ wert. Das vorausfliegende Fluggeschoß soll in einem Zielbereich die aktive oder passive Reaktion initiieren und damit sicherstellen, daß das zweite Fluggeschoß weitgehend ungestört zielwirksam werden kann.

Nachteilig ist hieran: der axiale Abstand zwischen den beiden Fluggeschossen vergrößert sich auf der gesamten Flugbahn. Eine Störung, welche dem einen und/oder dem anderen der beiden Fluggeschosse aufgeprägt wird, be­ stimmt unwiderruflich ob das an zweiter Stelle fliegen­ de Fluggeschoß tatsächlich denjenigen Zielbereich trifft, in welchem das vorausgeflogene Fluggeschoß seine Vorwirkung erbracht hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungs­ gleiches Geschoß zu schaffen, bei welchem das an zweiter Stelle fliegende Fluggeschoß tatsächlich in dem zuvor von dem vorausfliegenden Fluggeschoß getroffenen, eng begrenzten Zielbereich wirksam wird.

Gelöst wird die Aufgabe nach der technischen Lehre des Patentanspruchs 1 mit ihren in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen erfinderischen Merkmalen. Vorteilhaf­ terweise sind die erfinderischen Mittel zum Lösen der Aufgabe bei geringem Aufwand sehr zuverlässig.

Zwar ist durch die DE-OS 21 28 301 ein Geschoß mit hin­ tereinanderfliegenden Fluggeschossen bekannt, deren c _w -Beiwerte sich auf der Flugbahn einander anpassen lassen, wobei die Fluggeschosse mittels eines Seiles miteinander verbunden sind; dies erfordert jedoch nachteiligerweise bei nicht zu verkennender Störan­ fälligkeit einen erheblichen konstruktiven Aufwand.

Die technischen Lehren nach den weiteren Ansprüchen sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei wird in der weiteren Beschreibung durchgängig das zum Vorausfliegen vorgesehene Fluggeschoß als Aktivator und das zum Hinterherfliegen vorgesehene Fluggeschoß als Penetrator bezeichnet, gleichgültig, ob es sich um ein aktiv oder passiv reagierendes Ziel handelt, gegen welches das Geschoß nach der Erfindung eingesetzt wird.

Es zeigen (jeweils in weitgehend schematischer Darstel­ lung)

Fig. 1 ein Geschoß nach der Erfindung in demjenigen Zustand, wie er beim Rohrdurchgang anzutref­ fen ist im seitlichen Aufriß und teilweise geschnitten,

Fig. 2 das Geschoß nach Fig. 1 beim Passieren der nicht dargestellten Rohrmündung und sich unter der Wirkung der von vorn anströmenden Luft be­ ginnendem Ablösen der Treibkäfigsegmente,

Fig. 3 konstruktive Einzelheiten im Bereich zwischen zwei beispielhaften Fluggeschossen vor dem be­ ginnenden Ablösen der Treibkäfigsegmente aus­ schnittweise in vergrößerter und teilweise ge­ schnittener perspektivischer Darstellung,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für einen Penetrator mit Mitteln für eine zusätzliche mechanische Kopplung in perspektivischer Explosionsdar­ stellung,

Fig. 5 und 6 ein Ausführungsbeispiel für ein Fluggeschoß (Aktivator oder Penetrator) mit betätigbaren Mitteln zum Verändern des c _w -Beiwertes auf der Flugbahn im seitlichen Aufriß teilweise geschnitten bei unterschiedlichen Positionen der Mittel,

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Penetrator mit der Einfachheit halber nur einem beim Ablösevorgang dargestellten Treib­ käfigsegment im seitlichen Aufriß und teil­ weise geschnitten,

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt entsprechend demjenigen nach Fig. 8 bei modifizierter Ausbildung des dar­ gestellten Gegenstandes,

Fig. 10a bis 12b Spitzenbereiche mit Fluggeschossen mit betätig­ baren Mitteln zum Verändern des c _w -Beiwertes, wobei die Figuren mit dem Zusatz a den Zustand vor dem Betätigen der Mittel betreffen (b) ent­ sprechend nachher) und

Fig. 13a und 13b Schnitte durch ein Fluggeschoß mit im Umfangs­ bereich angeordneten Mitteln zum Verändern des c _w -Beiwerts (a: vor; b: nach der Betätigung).

Gemäß Fig. 1 weist ein Geschoß 10 mit der Längsachse A einen aus Segmenten 32 bestehenden Treibkäfig 20 mit einer vorderseitigen Lufttasche 22, einem im wesentlichen rück­ seitigen Führungsflansch 24 und einer zentralen Aufnahme 26 für einen Aktivator 50 und einen achsfluchtend hinter letzterem angeordneten Penetrator 80 auf. Der Aufnahme 26 sind nicht näher dargestellte Formschlußmittel 28 (bei­ spielsweise Innengewinde) zugeordnet, welche mit umfangs­ seitigen Formschlußmitteln 87, 123 (ebenfalls nicht näher dargestellt) der beiden Fluggeschosse 50 und 80 korres­ pondierend.

Eine Ausnehmung 30 ist für ein Stabilisierungsleitwerk 72 des Aktivators 50 vorgesehen. In axialer Richtung vor einem Stabilisierungsleitwerk 132 des Penetrators 80 sind über des letzteren Umfangsfläche 122 radial vorspringende Segmenthalter 128 angeordnet. Das Geschoß 10 bewege sich in Richtung eines Pfeiles S durch ein nicht dargestelltes Waffenrohr.

Fig. 2 zeigt das aus Fig. 1 bekannte Geschoß 10 nach weit­ gehendem Passieren der nicht dargestellten Rohrmündung. Unter der Wirkung der von vorn anströmenden Luft schwenken die Segmente 32 in Richtung von Pfeilen T, wobei sie sich mit Heckflächen 34 auf Vorderflächen 128 der Segmenthalter 128 abstützen (s. a. Fig. 7, 8 und 9). Hierbei wird der Formschluß zwischen den Segmenten 32 und dem Aktivator 50 aufgehoben, so daß sich der Aktivator 50 unbehindert in Richtung des Pfeils S bewegen kann. Mit der Schwenkbewe­ gung der Segmente 32 vergrößert sich schlagartig der Luft­ widerstand des nun um den Aktivator 50 erleichterten "Rest­ geschosses". Auf den Penetrator 80 wirkt folglich ein seine Vorwärtsbewegung hemmender Ablösestoß. Zwischen einer Heckfläche 70 des Aktivators 50 und einer vorderseitigen Be­ grenzungsfläche 88 des Penetrators 80 kann sich ein Abstand einstellen, dessen Größe durch das Steuern des Vorgangs bis zum endgültigen Ablösen der Segmente 32 vom Penetrator 80 in engen Grenzen vorgebbar ist. Dabei wird von der aus zahl­ reichen Versuchen gewonnenen Erkenntnis ausgegangen, daß zwischen beiden Fluggeschossen 50 und 80 in axialer Rich­ tung (also entlang der Flugbahn) eine aerodynamische Kopp­ lung bestehen muß, solange sich der Penetrator 80 mit sei­ nem Spitzenbereich 84 in der heckseitigen Wirbelschleppe des Aktivators 50 befindet und letzterem unbehindert fol­ gen kann.

Dabei läßt sich das Abstandsverhalten zwischen Aktivator 50 und Penetrator 80 zum Erzielen der aerodynamischen Kopplung erstaunlicherweise in Anpassung an den Ablöse­ stoß mit einfachen Mitteln steuern, indem bei einem oder beiden Fluggeschossen 50, 80 deren c _w -Beiwert auf ge­ zielte Weise verändert wird. Der Abstand läßt sich - anders als beim eingangs zitierten Stand der Technik - in engen Grenzen halten, und damit läßt sich auch eine Ablage des Penetrators 80 quer zur Flugrichtung und von der Flugbahn des Aktivators 50 vermeiden. Überraschender­ weise führt aber die hieraus resultierende aerodynami- Kopplung auch dann zu einem wünschenswerten Hintereinan­ derflug der beiden Fluggeschosse 50 und 80, wenn dem Flug des Penetrators 80, beispielsweise durch fehlerhaf­ tes Ablösen der Segmente 32 des Treibkäfigs 20 eine Stö­ rung in Form einer vergleichsweise starken Pendelung auf­ geprägt wird; diese wird nämlich rasch zum Abklingen ge­ bracht.

Eine wesentliche Voraussetzung für ein Erzielen der axialen aerodynamischen Kopplung ist, daß die beiden Fluggeschosse 50 und 80 ungestört voneinander Abstand nehmen können. Deshalb spielt die Anordnung in der Auf­ nahme 28 des Treibkäfigs 20 eine erhebliche Rolle. In den Fig. 1 und 2 ist als eine mögliche Lösung darge­ stellt, daß die Flächen 70 und 88 einen Stumpfstoß bilden. Eine weitere Lösung ist in Fig. 3 dargestellt. Hier sind segmentierte Abstützelemente 36 und 38 vorge­ sehen, welche sich beim Ablösen der Segmente 32 des Treibkäfigs 20 aus dem Stoßbereich C der beiden Flug­ geschosse 50 und 80 entfernen.

Fig. 4 zeigt beispielhaft die Gestaltung eines Penetra­ tors 80, welcher zusätzlich zur aerodynamischen Kopplung zur mechanischen Kopplung vorgesehen ist.

Der Körper 112 des Penetrators 80 weist einen über eine frontseitige Stirnfläche 114 vorstehenden Gewindebolzen 118 auf, auf welchen ein Gabelstück 103 mit einer Gewin­ debohrung 104 aufgeschraubt wird. Eine Anordnung aus einer Seiltrommel 107 und einer gewendelten Tortionsfe­ der 106 wird von einer Welle 105 in Lageraugen 110 des Gabelstücks 103 gehalten. Die Torsionsfeder 108 ist auf nicht näher dargestellte Weise mit ihrem einen Ende zum Festlegen an der Seiltrommel 107 und mit ihrem anderen Ende zum Festlegen in dem Gabelstück 103 vorgesehen. Ein Seil 102 ist mit einem Ende auf nicht dargestellte Weise mit dem Penetrator 80 in dessen Spitzenbereich 84 verbunden und mit dem freien Ende auf die Seiltrom­ mel 107 aufgewickelt. Das andere Ende des Seils 102 ist auf nicht dargestellte Weise im Heck eines Aktiva­ tors 50 festgelegt. Eine kreiskegelige ballistische Haube 100 läßt sich mit dem Körper 112 des Penetrators 80 verbinden und dient der vorbeschriebenen Anordnung als Schutz und Verkleidung. Das Seil 102 durchgreift dabei eine düsenartige Öffnung 101 in der Haube 100. Beim Abwickeln des Seils 102 (beim Abstandnehmen des Aktivators 50 vom Penetrator 80) unter Drehung der Seiltrommel 107 in Richtung eines Pfeils 108 spannt sich die Feder 108; hieraus resultiert eine Rückstell­ kraft in Richtung eines Pfeils 109.

Die Fig. 5 und 8 lassen an einem Penetrator 80 aus Gründen besserer Übersichtlichkeit nur einen Spoiler 134 als betätigbare Mittel zum Verändern des d _w -Bei­ werts des Penetrators 80 auf seiner Flugbahn erkennen. In einer flachen Ausnehmung 133 in der Umfangsfläche 122 ist ein Streifen 135 aus Bi- oder Memorymetall derart mit seinem einen Ende befestigt, daß er mit seinem gebogenen freien Ende (siehe Fig. 5) über die Umfangsfläche 122 vorstehen kann. Zeigt Fig. 5 den einem vergrößerten c _w -Beiwert zugeordneten Zustand unmittel­ bar nach dem Abtrennen der Segmente 32 des Treibkäfigs 20, dann ist aus Fig. 8 erkennbar, daß sich unter der Wirkung der Reibungswärme der anströmenden Luft der Streifen 135 zum Verringern des c _w -Beiwerts des Penetrators 80 in die Ausnehmung 133 hineingestreckt hat. Aus Gründen der aerodynamischen Stabililsierung der Flugbahn ist der Spoiler 134 in Flugrichtung S hinter dem Schwerpunkt 82 des Fluggeschosses angeordnet; dabei versteht sich ferner, daß wenigstens zwei Spoiler 134 symmetrisch im Bereich der Umfangsfläche 122 vorzusehen sind.

Gemäß Fig. 7 ist wegen besserer Übersichtlichkeit an dem Penetrator 80 nur ein Segment 32 bei seiner Abelöse­ schwenkbewegung in Richtung des Pfeils T dargestellt, wobei die Heckfläche 34 des Segments 32 bis zur endgül­ tigen Entfernung mit der Vorderfläche 128 des über die Umfangsfläche 122 radial vorstehenden Segmenthalters 126 Kontakt hat. Dabei läßt sich durch hier nicht dargestell­ te konstruktive Maßnahmen (verwiesen wird auf Fig. 9 der GB-PS 21 28 301) durch Vorgeben des Ablösewinkels, nach dessen Überstreichen das Segment 32 den Kontakt mit dem Penetrator 80 endgültig verliert, die Größe des den Pene­ trator 80 abbremsenden Ablösestoßes ausreichend exakt festlegen.

Aus Fig. 8 ist der Aufbau des Segmenthalters 128 der Fig. 7 erkennbar. Ein Ring 129 schmiegt sich der Umfangsfläche 122 eng an. Drei Vorsprünge 130 sind den (in diesem Falle drei) Segmenten 32 des Treibkäfigs 20 zugeordnet. Sie führen zu einem hohen c _w -Beiwert des Penetrators 80. Soll der c _w -Beiwert auf der Flugbahn verringert werden, wird der Segmenthalter 128 (wenigstens teilweise) aus ei­ nem Werkstoff gefertigt, welcher unter der Reibungswärme der entgegen der Richtung S anströmenden Luft (beispiels­ weise durch Erwärmen und Schmelzen) seine Gestalt und den Kontakt mit dem Penetrator 80 verliert (auch hier wird verwiesen auf die bereits erwähnte GB-PS 21 28 301). Eine Variante des Segmenthalters 128 zeigt Fig. 9. Mit dem Ring 129 fest verbundene schmale Radialvorsprünge 129′ sind zum Gewährleisten einer ausreichenden Vorder­ fläche 128′ um einen jeweiligen seitlichen Bereich 127 vergrößert, wobei auch hierzu ein Werkstoff der im Zu­ sammenhang mit Fig. 8 erwähnten Art geeignet ist. Vor­ teilhafterweise bleiben die Radialvorsprünge 129′ nach dem Entfernen der Bereiche 127 unverändert und überneh­ men die Funktion eines sonst üblichen Stabilisierungs­ leitwerks.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 10a bis 12b sind bei einem Aktivator 50 in dessen Spitzenbereich 52 ein Kreiskegel 58, ein Speike 58 (wenigstens teilweise) und eine Kugel 57 aus Werkstoff mit niedriger Erweichungs­ und Schmelztemperatur gefertigt. Während sich bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 10 und 12 beim Über­ gang aus dem Gestaltszustand a in den Gestaltszustand b der jeweilige c-Beiwert verringert, verhält es sich beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 bei der Abnahme des Spikes 58 bis auf einen Rest 59 umgekehrt. Schließ­ lich zeigt Fig. 13a Radialvorsprünge 74 a, welche sich gemäß Fig. 13b wenigstens bis auf Reste 74 b verkleinern und zur Verringerung des c _w -Beiwerts des betreffenden Fluggeschosses führen.

Zahl- und umfangreiche Untersuchungen an Geschoßanordnun­ gen nach Art derjenigen nach der DE-OS 32 07 220 und der DE-OS 31 27 002 führten zu überraschenden Ergebnissen, welche auf Wechselwirkungen schließen lassen, die unter dem Begriff aerodynamische Kopplung zusammengefaßt wurden. Dabei führen gezieltes Vorgeben und Ausnutzen des be­ schriebenen Ablösestoßes im Zusammenwirken mit den Maß­ nahmen zum Verändern des c _w -Beiwerts des Penetrators 80 oder/und des Aktivators 50 zur aerodynamischen Kopplung, welche sich als besonders günstig erwies, mit Wuchtge­ schossen aktiv und passiv reagierende Sonderpanzerungen zu bekämpfen.

Bei einem Verhältnis des Durchmessers des Aktivators 50 zu demjenigen des Penetrators 80 von 1 : 1 läßt sich bei letzterem auf ein Stabilisierungsleitwerk ganz verzich­ ten. Dies führt zu einer verringerten Totlast bei größe­ rer Durchschlagsleistung: ein Abreißem des Leitwerk­ trägers mit einem Verlust an zielwirksamer Masse des Penetrators 80 wird vermieden.

Es wurde bereits darauf verwiesen, daß infolge aerody­ namischer Kopplung Pendelungen des Penetrators 80 rasch abklingen. Wird gemäß Fig. 4 eine zusätzliche mechani­ sche Kopplung verwirklicht, treten beide miteinander in verstärkende Wechselwirkung. Beim beginnenden Austreten des Penetrators 80 aus der heckseitigen Wirbelschleppe des Aktivators 50, beispielsweise infolge Pendelns des Penetrators 80, gerät dessen Spitzenbereich 84 verstärkt unter die Wirkung der von vorn anströmenden Luft. Einer beginnenden Zunahme des Abstands zwischen dem Heck des Aktivators 50 und dem Spitzenbereich 84 des Penetrators 80 und des letzteren weiterem Austreten aus der Wirbel­ schleppe des Aktivators 50 wirkt nicht nur die aerody­ namische, sondern auch die mechanische Rückstellkraft aus der zusätzlichen Kopplung entgegen: die Spannung der Tor­ sionsfeder 108 verstärkt sich unter dem Zug des Seils 102 entgegen der Schußrichtung S und führt schließlich zu einem teilweisen Aufwickeln des Seils 102 durch eine Dre­ hung der Seiltrommel 107 in Richtung des Pfeils 109 (siehe Fig. 4).

Claims (3)

1. Geschoß für eine Rohrwaffe zum Bekämpfen aktiv und passiv reagierender Sonderpanzerungen mit folgenden Merkmalen:

• a) das Geschoß (10) weist einen aus Segmenten (32) bestehenden und nach dem Verlassen des Waffen­ rohres abwerfbaren Treibkäfig (20) mit einer mit Formschlußmitteln (28) versehenen Aufnahme (28) für ein erstes (50) und ein zweites Fluggeschoß (80) auf,
• b) beide Fluggeschosse (50, 80) unterscheiden sich nach ihrem jeweiligen c _w -Beiwert und sind mit Formschlußmitteln (87; 123) versehen, welche mit den Formschlußmitteln (28) der Aufnahme (28) korrespondieren und zur nachfolgenden Bewegung mit gegenseitigem Abstand auf einer gemeinschaft­ lichen Flugbahn achsfluchtend hintereinander in der Aufnahme (28) angeordnet.
• c) nach dem Verlassen des Waffenrohres wird der zwischen dem in der Aufnahme (28) vorderseitig angeordneten ersten Fluggeschoß (50) und den Segmenten (32) des Treibkäfigs (20) bestehende Formschluß beim Abtrennen der Segmente (32) früher aufgehoben als bei dem zweiten Flugge­ schoß (80),
• d) an dem zweiten Fluggeschoß (80) sind erste Mittel (128) vorgesehen, um dessen Verzögerung gegenüber dem ersten Fluggeschoß (50) beim Ab­ trennen der Segmente (32) und damit die Ge­ schwindigkeitdifferenz beim Abschuß in engen Grenzen vorzugeben, wodurch ein gewünschter Abstandsverlauf eingehalten wird,
• e) innerhalb der engen Abstandsgrenzen wirkt eine axiale aerodynamische Kopplung zwischen den beiden Fluggeschossen (50, 80),
• f) in an sich bekannter Weise sind zweite betätig­ bare Mittel (58; 57; 58; 74 a; 127; 130; 134) vorgesehen, um den c _w -Beiwert wenigstens eines der beiden Fluggeschosse (50, 80) während des Fluges zu verändern,
• f) durch Betätigen der zweiten Mittel wird erreicht, daß die aerodynamische Kopplung innerhalb der Abstandsgrenzen zwischen den Fluggeschossen (50, 80) erhalten bleibt und
• h) aus der längsaxialen aerodynamischen Kopplung resultiert im Bedarfsfalle eine quer zur Geschoß­ längsachse (A 2) des zweiten Fluggeschosses (80) auf letzteres wirkende korrigierende aerodynamische Rückstellkraft in Richtung der Flugbahn des vorauf­ fliegenden Fluggeschosses (50), wobei die Merkmale a) bis c) den Oberbegriff und die Merkmale d) bis h) den kennzeichnenden Teil bilden.

2. Geschoß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) zwischen den beiden Fluggeschossen (50, 80) sind Mittel zur an sich bekannten federelastischen me­ chanischen Kopplung mittels eines vor dem Abschuß aufgerollten und auf der Flugbahn abrollbaren Seils (102) vorgesehen und
• b) die Mittel sind derart ausgebildet, daß sie die aero­ dynamische Kopplung und die korrigierende Rückstel­ lung unterstützen.

3. Geschoß nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Seil (102) auf der Flugbahn wenigstens teilweise wieder aufrollbar ist.