DE3719770A1 - Unterkalibriges fluegelstabilisiertes geschoss - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein unterkalibriges flügelstabilisiertes Geschoß entsprechend den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen bekannten Geschossen ist es zur Leit­ werksbefestigung und zum Erreichen einer ausreichenden Abschußfestigkeit üblich, daß der Geschoßkörper kon­ struktive Maßnahmen aufweist, wie z.B. Stufen, Absätze, Aussparungen, Vorsprünge, Längs-Nuten, Ring-Rillen oder dergleichen wie z.B. Gewindeverzahnungen zum Befestigen einer Ring­ hülse, auf der die Flügel des Leitwerkes angeordnet sind. Diese immer auf eine Querschnittsbeeinträchtigung des Geschoßkörpers hinauslaufenden Maßnahmen bringen aber wiederum den Nachteil mit sich, daß durch Kerbwirkungen und dadurch auftretende Spitzenspannungen der Heckbereich des Geschoßkörpers durch ungewollt vorgesehene Sollbruch­ stellen gefährdet ist. So kann einerseits beim Abschuß des Geschosses ein Abreißen des Penetratorheckbereiches auftreten, häufiger jedoch ist ein Abbrechen des Heck­ bereiches an den gekerbten Stellen beim Zielauftreffen auf ein gepanzertes Ziel durch Überlagerung von durch­ laufenden Stoßwellen und dadurch ausgelöste Spannungs­ spitzen zu verzeichnen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Geschoß der eingangs genannten Gattung anzugeben, das bei einfacher und kostengünstiger Herstellung des Leitwerkes und dessen Befestigungsmöglichkeit ohne nachteilige querschnitts­ beeinträchtigende Maßnahmen am Geschoßkörper größere Durchschlagsleistungen im Ziel ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 enthaltenen technischen Lehre gelöst.

Mit der erfindungsmäßigen Leitwerksbefestigung können vorteilhafterweise auch sehr dünne Flügel, insbesondere bei kleinen Penetratoren mit einem Penetratordurchmesser von z.B. 10 mm sicher am Geschoßkörper befestigt werden. Dies ist für Flügelstärken bis etwa 0,25 mm ohne weite­ res möglich, da der Befestigungs-Flanschstreifen und das jeweilige Flügelelement einstückig aus einem Materi­ al bestehen. Um eine bessere Steifigkeit bzw. eine bessere Abstützung nach beiden Seiten zu erreichen, sind die Flanschstreifen zweckmäßigerweise mit wenig­ stens einem Einschnitt versehen und nach beiden Seiten des Flügelelementes abgeknickt bzw. um den Penetrator herumgelegt.

Da für die Befestigung der Flügelelemente keine Kerbwir­ kung verursachenden konstruktiven Formänderungsmaßnahmen im Heckbereich des Penetrators erforderlich sind, ergeben sich für Penetratoren bzw. Wuchtgeschosse, deren Leit­ werkselemente sehr dünn mit geringem Totlastanteil, aber dennoch sehr stabil ausgebildet bzw. befestigt sind, höhere Durchschlagsleistungen im Ziel; hierbei ist an Panzerfahrzeuge mit Sonderpanzerungen gedacht, die heut­ zutage vornehmlich aus mehreren Schottpanzerungen aus unterschiedlichen harten Materialien bestehen.

Aufgrund der vorteilhaft großen Kontaktfläche zwischen Flanschstreifen eines Flügelelementes und der Umfangs­ fläche des Penetrators sind die erfindungsgemäßen Flügel­ elemente nicht nur zum Anlöten, sondern auch zum Ankleben geeignet.

Um einen symmetrischen wie auch durchgehenden Befesti­ gungsbereich auf dem gesamten Umfang des Penetrators zu erhalten, sind die Flanschstreifen zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Flügelanzahl so breit be­ messen, daß sie bündig an das benachbarte Flügel­ element bzw. den benachbarten Flanschstreifen an­ stoßen.

Unter weiterer Fertigungsvereinfachung und Senkung der Herstellkosten ist die Breite des Flanschstreifens zweckmäßigerweise der Flügelanzahl entsprechend breit angepaßt, und der Flanschstreifen bildet ein Mittelstück zwischen zwei benachbarten Flügelelementen, so daß eine zusammenhängende einstückige Flügeleinheit aus zwei Flügelelementen und einem Flanschstreifen entsteht. Die Flügelelemente bestehen vorzugsweise aus einem hochwarmfesten Stahlblech, das durch einen Stanzvorgang aus dem entsprechenden flachen Ausgangsmaterial aus­ gestanzt und in einem weiteren Stanz- oder Preßvorgang bereits fertig endgeformt wird, wobei der Flansch­ streifen eines Flügelelementes bzw. das Mittelstück zwischen zwei Flügelelementen in Abhängigkeit des Durch­ messers des dazugehörigen Geschoßkörpers im Querschnitt betrachtet kreisbogenförmig geformt wird.

Aber nicht nur Stahlblech, sondern auch hochfeste Alu­ miniumlegierungen mit hitzebeständigem Überzug (Hardcoat) oder Glasfaser- und/oder kohlenstoffaserverstärkte Kunststoffe (GFK, CFK) als Flachmaterial sind als Flü­ gelelement-Werkstoff denkbar.

Weitere Ausbildungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Die Erfindung wird nach­ folgend anhand von verschiedenen in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Geschoßkörper gemäß der Erfindung im Befestigungsbereich eines Leitwerkes entsprechend der Linie I-I in Fig. 3,

Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einstücki­ gen Flügeleinheiten in Querschnittsdarstellung,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Seitenan­ sicht,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel und

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel, ebenfalls in Seitenansicht.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Geschoßkörper bezeichnet, bei dem im Befestigungsbereich des Leitwer­ kes vier Flügelelemente 12 vorgesehen sind. Jedes Flügelelement 12 weist einen Flanschstreifen 14 auf, der seitlich abgeknickt und der zylindrischen Umfangs­ fläche des Geschoßkörpers 10 entsprechend angepaßt ge­ bogen ist. Wenn das Flügelelement als dünnes Stahlteil ausgebildet ist, eignet sich eine Lötung als Verbindung mit dem Geschoßkörper; wenn das Flügelelement aus fa­ serverstärktem Kunststoff besteht, ist ein Ankleben zu bevorzugen. In Abhängigkeit vom Penetratordurchmesser und der Flügelanzahl ist der Flanschstreifen 14 so breit bemessen, daß er bündig an das benachbarte Flü­ gelelement bzw. den benachbarten Flanschstreifen anstößt; dies ergibt einen im Querschnitt betrachtet über den gesamten Umfang des Penetrators geschlossenen Befesti­ gungsbereich mit niedrigem c_W-Beiwert bzw. guten Flug­ eigenschaften des Geschoßkörpers.

Dieser geschlossene Umfangsbereich kann dadurch erreicht werden, daß die Flanschstreifen 14 der Flügelelemente 12 in ihrer gesamten Länge zu einer Seite (nach rechts oder links) abgebogen sind, wie es aus Fig. 1 verständ­ lich wird, oder dadurch, daß jeder Flanschstreifen der Flügelelemente 12.1; 12.2; 12.3 mit einem Einschnitt 15 versehen ist und jeweils der eine Flanschstreifenteil 14.11; 14.31 in Umfangsrichtung des Geschoßkörpers 10 nach rechts und der andere Flanschstreifen 14.12; 14.22 nach links abgebogen ist, wie es aus Fig. 3 deutlich wird.

Eine weitere diesbezügliche Ausführungsform zeigt Fig. 4, wobei der Flanschstreifen eines jeden Flügelelementes 12.9 zwei Einschnitte 45, 47 aufweist und das erste Flanschstreifenteil 14.41 nach links, das zweite Flansch­ streifenteil 14.42 nach rechts und das dritte Flansch­ streifenteil 14.43 wieder nach links um den Penetrator­ körper herumgebogen ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß die rückseitigen Flügelenden 49 bündig mit dem hinteren Ende 10.4 des Geschoßkörpers 10 abschließen.

In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Geschoßkörper 10 im Befestigungsbereich der Flü­ gelelemente vorteilhafterweise ungekerbt ausgebildet und weist hier den gleichen Außendurchmesser wie im mittleren Geschoßkörperbereich auf.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Er­ findung zeigt Fig. 5, nach welcher der Geschoßkörper 10 im gesamten Befestigungsbereich 50 des Leitwerkes nach hinten konisch verjüngt ausgebildet ist, wobei die Abweichung vom längsaxialen Verlauf der Umfangsfläche zwischen 3° bis 6° beträgt; die Flanschstreifen sind entsprechend angepaßt zugeschnitten. Hierdurch wird eine Verbesserung der Luftströmungsverhältnisse beim Flug des Geschosses und ein leichteres Ablösen des Leitwerkes bei Zielaufprall des Geschoßkörpers erzielt. Um die Anströmwiderstände der Flügelelemente und der Flanschstreifen möglichst gering zu halten, sind diese in ihren Kantenbereichen angeschrägt ausgebildet. Zur Verbesserung der Flugstabilität ist der Geschoßkörper 10 derart ausgebildet, daß die rückseitigen Flügelenden 59 um etwa eine Länge des Geschoßkörperdurchmessers nach hinten über das hintere Ende 10.5 des Geschoßkör­ pers 10 überstehen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei bilden zwei benachbarte Flügelelemente 12.5 und 12.7 mit den als gemeinsames Mittelstück ausgebildeten Flanschstreifen 14.5 eine zusammenhängende einstückige Flügeleinheit. Das ge­ zeigte Ausführungsbeispiel weist vier Flügeleinheiten mit insgesamt acht Flügelelementen auf. Ebenso vor­ teilhaft lassen sich Leitwerke, bestehend aus zwei, drei, fünf oder sechs Flügeleinheiten aus zwei über das Mittelstück zusammenhängenden Flügelelementen erstellen.

Hierbei besteht gleichfalls die Möglichkeit, den Be­ festigungsbereich des entsprechenden Leitwerkes im Querschnitt betrachtet - zum besseren Verständnis ist diese Ausführungsform in Fig. 2 nicht auch noch einge­ zeichnet worden - über den gesamten Umfang des Geschoß­ körpers 10 durchgehend auszubilden, indem z.B. das Mittelstück 14.5 in längsaxialer Richtung von vorne oder/und von hinten zur Hälfte bzw. über je ein Drit­ tel der Länge des Mittelstückes genau in der Mitte zwischen den beiden Flügelelementen mit einem bzw. zwei Einschnitten versehen wird.

Bei einem Einschnitt werden die beiden Mittelstückteile dann jeweils nach außen, d.h. von dem verbleibenden Mittelstück weggebogen und am Geschoßkörper verlötet bzw. verklebt. Die abgebogenen Enden der beiden Mittel­ stückteile berühren dann die jeweiligen entsprechenden Mittelstückteile der jeweils benachbarten Flügeleinhei­ ten, und es ergibt sich der bevorzugte Befestigungsbe­ reich über die gesamte Umfangsfläche des Geschoßkörpers mit verbesserter Abstützung bzw. Steifigkeit der ein­ zelnen Flügelelemente.

Bei zwei Einschnitten in das Mittelstück (von vorne und von hinten) verbleibt das mittlere Drittel des Mittelstückes zwischen den beiden Flügelelementen, während die Hälften des vorderen und hinteren Drittels des Mittelstückes nach außen abgebogen werden und an entsprechende Mittelstückteile der benachbarten Flügel­ einheiten bündig anstoßen.

Um den c_w-Beiwert bzw. Luftwiderstand möglichst niedrig zu halten, sind wenigstens die vorderen Kanten der Flü­ gelelemente und der Flanschstreifen bzw. der Mittel­ stücke strömungsgünstig abgeschrägt. Zur Erzeugung einer stabilisierenden Rotation des Geschoßkörpers um seine Längsachse beim Flug können die Vorderkanten wie auch die hinteren Kanten der einzelnen Flügelelemen­ te einseitig schräg (alle nach rechts oder nach links; hinten entsprechend entgegengesetzt, d.h. rautenförmig in Draufsicht) ausgebildet sein.

Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Methode der Leitwerksflügel-Befestigung wird waffenseitig eine hohe Abschußfestigkeit erreicht; im Ziel ergeben sich endballistische Vorteile dadurch, daß bei Aufschlag des Penetrators auf die erste Panzerplatte das Leitwerk ohne Bruchgefahr für das Penetratorheck unter Energie­ aufzehrung der an sich gefährlichen Stoßwellen abplatzt und eine hohe uneingeschränkte Durchschlagsleistung des Wuchtgeschosses beim Durchdringen der weiteren Panzer­ platten ermöglicht.

Claims (11)

1. Unterkalibriges zur Flügelstabilisierung vorge­ sehenes Geschoß von hohem Länge/Durchmesser-Verhält­ nis, an dessen heckseitigem Geschoßkörperbereich ein aus mehreren Flügeln bestehendes Leitwerk vor­ gesehen ist, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Flügelelement (12) an der zur Befestigung mit dem Geschoßkörper (10) vorgesehenen Seite einen Flanschstreifen (14) aufweist, der seitlich abgeknickt und der zylindrischen Umfangs­ fläche des Geschoßkörpers (10) entsprechend ange­ paßt gebogen ist.

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Flansch­ streifen (14) nach einer Seite oder mit wenigstens einem Einschnitt (15) versehen nach beiden Seiten des Flügelelementes (12.1) abgeknickt ist.

3. Geschoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch­ streifen (14) in Abhängigkeit von der Flügelanzahl so breit bemessen ist, daß er bündig an das be­ nachbarte Flügelelement (12) bzw. den benachbarten Flanschstreifen (14) anstößt.

4. Geschoß nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschstreifen (14) am Geschoßkörper (10) angelötet oder angeklebt ist.

5. Geschoß nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Flanschstreifens (14) der Flügelanzahl entsprechend breit angepaßt ist und der Flanschstreifen (14.5) ein Mittelstück zwischen zwei benachbarten Flügelelementen (12.5; 12.7) bil­ det, so daß eine zusammenhängende einstückige Flügeleinheit aus zwei Flügelelementen und einem Flanschstreifen entsteht.

6. Geschoß nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Paare von jeweils zwei benachbarten Flügelelementen (12.5; 12.7) aus jeweils einem zusammenhängenden flachen Material­ teil bestehen und mittels ihres gebogenen, der Umfangsfläche des Geschoßkörpers (10) angepaßten Mittelstückes (14.5) am Geschoßkörper (10) befestigt sind.

7. Geschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Flügeleinheit aus zwei benachbarten über das gemeinsame Mittel­ stück (14.5) zusammenhängenden Flügelelementen (12.5; 12.7) durch einen Stanzvorgang aus einem flachen Materialteil ausgestanzt und das Mittelstück (14.5) durch einen weiteren Stanz- bzw. Preßvorgang in Abhängigkeit des entsprechenden Geschoßkörper­ durchmessers im Querschnitt betrachtet kreisbogen­ förmig vorgeformt ist.

8. Geschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rückseitigen Flügel­ enden (49) bündig mit dem hinteren Ende (10.4) des Geschoßkörpers (10) abschließen.

9. Geschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die rückseitigen Flügelenden (59) um etwa eine Länge des Geschoßkörperdurchmessers nach hinten über das hintere Ende (10.5) des Geschoßkör­ pers (10) überstehen.

10. Geschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Geschoßkörper (10) im Befestigungs­ bereich der Flügelelemente (12) ungekerbt ist und den gleichen Außendurchmesser wie im mittleren Geschoßkörperbereich aufweist.

11. Geschoß nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Geschoßkörper (10) im gesamten Befestigungsbereich (50) des Leitwerkes nach hinten konisch verjüngt ausgebildet ist.