DE3735481A1 - Treibkaefig geringer eigenmasse fuer ein unterkalibriges hochgeschwindigkeits-fluggeschoss - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Treibkäfig nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 46 38 739 ist ein gattungsgleicher Gegen­ stand für ein Hochgeschwindigkeitsfluggeschoß bekannt, welches, beispielsweise durch elektromagnetische Kräfte, auf höchste Geschwindigkeit beschleunigt und nicht drall­ stabilisiert wird. Dieses soll dem wirksamen Bekämpfen sich schnell bewegender Ziele, beispielsweise Fluggkörper und Kampfflugzeuge, bereits auf große Entfernung dienen.

Ein vorderseitiger erster Teil des Treibkäfigs ist im we­ sentlichen kragenförmig aus vier gleichen Segmenten ge­ staltet, welche im Bereich von Trennfugen in einer je­ weiligen Aufnahme eine gegen die benachbarte Trennfugen­ fläche zur Ablösung vom Fluggeschoß entlastbare vorge­ spannte Druckfeder aufweist. Ein Heckteil des Treibkäfigs ist mit einer vorspringenden Aufnahme kreisringförmigen Querschnitts für das Fluggeschoß derart versehen, daß der Vorsprung zentrierend in eine rückseitige Öffnung des Fluggeschosses eingreift.

Dieser bekannte Treibkäfig weist eine Reihe von Nachteilen auf. Bei seinem ersten Teil müssen entgegen der Beschleu­ nigungsrichtung frontal angreifende Kräfte mit den Kräften aus den Druckfedern im wesentlichen gleichgewichtig zusam­ menwirken. Hieraus resultiert eine unverkennbare Empfind­ lichkeit der Anordnung, welche die Handhabbarkeit stark beeinträchtigt. Dies trifft auch zu für den Heckteil und verbietet eine unverzichtbare Kadenz, zumal mit letzterer ein Zuführschock verknüpft ist, durch welchen eine Relativ­ bewegung des Fluggeschosses gegenüber dem Heckteil ver­ ursacht werden kann. Gleichzeitig kann es im ersten Teil zu einer Verkeilung derart kommen, daß eine nachfolgende Beschleunigung der Gesamtanordnung nicht realisierbar ist. Hierdurch wird die Brauchbarkeit unter durch einen Kampfauftrag gegebenen Bedingungen bis zum völligen Ver­ lust beeinträchtigt und ist zur Verwendung im Zusammen­ hang mit Rohrwaffen überhaupt nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs­ gleichen Gegenstand zu schaffen, dessen Handhab- und Brauchbarkeit auch bei unverzichtbarer Kadenz gewährlei­ stet ist und dabei auch die Verwendung in einer Rohrwaffe bei störungsfreier Ablösung vom Fluggeschoß zuläßt. Das Erfüllen dieser Forderungen wird als wesentliche Vor­ aussetzung für die Eignung zum Einsatz gegen sich schnell bewegende Ziele, beispielsweise Flugkörper und Kampfflug­ zeuge, bereits auf große Entfernung angesehen, wobei ein Trägersystem sowohl bei erdgebundenen wie auch in größerer Höhe über der Erdoberfläche unter unterschiedlichen Bedin­ gungen operabel sein kann. Beim Boden-Luft-Einsatz spielt auch die Bekämpfung schneller Ziele in Bodennähe eine we­ sentliche Rolle. Beim Luft-Luft-Einsatz ist als Träger so­ wohl an ein entsprechendes Flugzeug operativer Beweglich­ keit wie auch an einen Satelliten zu denken. In allen Fäl­ len kommt einem geringstmöglichen durch den Treibkäfig repräsentierten Totlastanteil mit Rücksicht auf eine hohe endballistische Leistung wesentliche Bedeutung zu. Hinzu tritt beim Luft-Luft-Einsatz die Restriktion durch die be­ grenzte Tragfähigkeit des Trägersystems. Die zahlenmäßige Menge an zielwirksamer Munition kann umso größer sein, je geringer der damit verbundene unvermeidbare Totlastanteil ist.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Lehre des Patentan­ spruchs 1 mit den in dessen kennzeichnendem Teil angege­ benen erfinderischen Merkmalen.

Zwar ist durch die DE-OS 29 51 904 ein Treibkäfig für ein unterkalibriges Fluggeschoß bekannt, welcher auch mit dem Ziel gestaltet ist, nur eine vergleichsweise geringe Eigenmasse aufzuweisen, aber er bedarf über die Geschoßumfangsfläche vorstehender Elemente zum Gewährlei­ sten eines beim Rohrdurchgang unerläßlichen gegenseitigen Formschlusses in der Beschleunigungsrichtung. Eine derar­ tige oder vergleichbare Maßnahme würde aber im hier gege­ benen Zusammenhang zu einer so drastischen Vergrößerung des Luftwiderstandsbeiwertes führen, daß der damit zwangsweise einhergehende Geschwindigkeitsabfall des Fluggeschosses die Unbrauchbarkeit des letzteren zum Bekämpfen schneller Flugziele auf große Entfernung zur Folge hätte.

Auch ein Treibkäfig nach der DE-OS 33 18 972 ist zum Lö­ sen der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben ungeeig­ net, da, abgesehen von der erheblichen Eigenmasse, eine störungsfreie Ablösung vom zur Widerstandsstabilisierung gestalteten Fluggeschoß nicht zu gewährleisten ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand dreier in der Zeichnung im wesentlichen schematisch dargestellte Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert, wobei es sich bei den Fig. 1, 3 und 5 im wesentlichen um vereinfachte längsaxiale Schnitte und bei den Fig. 2 und 4 um Querschnitte nach der jeweiligen Linie II-II und IV-IV in den Fig. 2 bzw. 3 handelt. Im wesentlichen gleiche Elemente sind mit über­ einstimmenden Bezugszeichen versehen.

Gemäß Fig. 1 ist ein spitzkegeliges rotationssymmetrisches Fluggeschoß 10.1 großen Länge/Durchmesser-Verhältnisses in einem dünnwandigen, im wesentlichen büchsenförmigen Treibkäfig 20 angeordnet. Die Außenwandung des Treibkäfigs 20 ist im wesentlichen kreiszylindrisch und weist (siehe Fig. 2) Längsschlitze 50 und 52 auf, so daß sich profilierte, das Fluggeschoß 10.1 umgebende Elemente bilden. Im vorderen Bereich des Treibkäfigs 20 radial nach innen einspringende Halterungen 40 legen sich im Bereich eines Fluggeschoß­ schwerpunkts 18 der Umfangsfläche 14 des Fluggeschosses 10.1 in einem Haltebereich 41 an und bilden eine vorderseitige erste zentrierende Aufnahme 20.3. Eine rückseitige zweite zentrierende Aufnahme 20.4 ist im Bereich des Fluggeschoß­ heckteiles 16 durch einen zentralen Zapfen 32 gegeben, welcher rückseitig in einen Hohlraum 17 des Fluggeschosses 10.1 eingreift. Der Treibkäfig 20 wird rückendig von einer geschlossenen Fläche 54 begrenzt, in deren Nachbarschaft die Umfangsfläche 28 ein radial verformbares bandförmiges Element 68 aufweist. Im Bereich der Aufnahme 20.3 sind ebenfalls radial zusammendrückbare Elemente 66 angeordnet, welche zum Zwecke besserer Handhabbarkeit zu einem Band miteinander verbunden sein können. Vorderseitig sind die Halterungen 40 mit nach innen gegen die Geschoßlängsachse A geneigten, jedoch verhältnismäßig kleinen Anströmflächen 46 versehen, welche den Teil einer Lufttasche 48 aber gleichzeitig nicht näher bezeichnete Durchlässe in einen Stauraum 49 bilden, welcher sich zwischen der Umfangs­ fläche 14 und der Innenfläche 30 erstreckt. Ein Vorder­ teil 10.10 des Fluggeschosses 10.1 ist aus einem hoch­ dichten Werkstoff, vorzugsweise Dank einem hohen Wolfram­ anteil, gefertigt, an welchen sich ein Rückseitenteil 10.11 vergleichsweise geringer scheinbarer Dichte anschließt. Auf diese Weise liegt der Fluggeschoßschwerpunkt 18 in Beschleunigungsrichtung S genügend weit vor einem nicht dargestellten Luftangriffspunkt. Mit Ausnahme einer innen­ seitigen Anordnung im Rückseitenbereich 10.21 unterscheidet sich das Fluggeschoß 10.2 nach Fig. 3 von demjenigen nach Fig. 1 insbesondere durch Öffnungen 70 im Haltebereich 41, wobei an den Halteelementen 46 innenseitig radial vor­ stehende, auf Scherung belastbare Elemente 71 in die flug­ geschoßseitigen Öffnungen 70 eingreifen und dieserart für eine Axialfixierung des Fluggeschosses 10.2 im Treibkäfig 22 sorgen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Forderung Rechnung getragen, daß sich der Fluggeschoßschwer­ punkt 18 ausreichend weit vor einem ebenfalls nicht darge­ stellten Luftangriffspunkt befindet.

Beim Treibkäfig 24 gemäß Fig. 5, ein nicht dargestellter Querschnitt entspricht weitgehend demjenigen nach Fig. 2 bzw. Fig. 4, weist rückseitig eine Öffnung 59 mit einem Innengewinde 59.1 auf, deren Innendurchmesser größer ist als der größte Durchmesser D des Fluggeschosses 10.3. Dem Treibkäfig 24 zugeordnete Zentrierflächen 36 sind Teile eines Kegelmantels und legen sich der Fluggeschoß­ außenfläche 14 vergleichbar entsprechenden Flächen im Haltebereich 41 an. Auf diese Weise ist eine doppelte Axialfixierung des Fluggeschosses 10.30 gewährleistet. Ein Einschraubelement 60 mit Außengewinde 62 weist eine vorderseitige, nicht näher bezeichnete kreisflächenförmige Aufnahme für eine Heckfläche 19 des Fluggeschosses 10.3 auf und wird rückseitig von einer Heckfläche 58 begrenzt. Einen in der Heckfläche 58 dargestellten Gewindekreis deckt ein kompressibles Element 68 ab, welches sich vorderseitig bis über den Zentrier- und Fixierbereich 36 hinaus er­ streckt und damit für eine gegebenenfalls erforderlich Abdichtung sowie für einen ausreichenden radialen Anpreß­ druck sorgt. Auch die vorderseitig der Aufnahme 24.3 zugeordneten radial zusammenpreßbaren Elemente 66 können, wie bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbei­ spiel beschrieben, miteinander verbunden sein und derart bandförmig ausgebildet.

Eine vorderseitige Konusfläche 76 an jedem der dargestell­ ten Treibkäfige erleichtert das axiale Einführen der je­ weiligen Anordnung in Ausgangsposition in einer Hochbeschleu­ nigungsvorrichtung. Einer solchen sind die Werkstoffe des jeweiligen Treibkäfigs derart angepaßt, daß bei möglichst geringem Totlastanteil beschleunigungsbedingte Druckkräfte, welche vom jeweiligen Fluggeschoß ausgeübt werden, sicher aufgenommen werden können. Verläßt die erfindungsgemäße Anordnung die betreffende Hochbeschleunigungsvorrichtung, so ist der Innenraum 49 bereits derart mit Luft gefüllt, daß unter der Wirkung der nunmehr von außen einströmenden Luft die durch die Längsschlitze 50 und 52 aus dem Treib­ käfig gebildeten Elemente hebelartig in Richtung von Pfeilen K verschwenkt werden. Dabei erweist sich ein Bereich 37 des Treibkäfigs 24 vorteilhafterweise der­ art als Sollbruchstelle, daß das Fluggeschoß 10.3 seine Bewegung in Richtung S unbehindert fortsetzen kann.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 treten beim Verschwen­ ken der Elemente in Richtung der Pfeile K die erwähnten Elemente 71 an den Vorsprüngen 46 aus den korrespondie­ renden Öffnungen 70 im Fluggeschoß 10.2 aus; dabei ist, beispielsweise durch einen nicht dargestellten Trägheits­ körper, welcher sich entlang der Geschoßlängsachse A be­ wegen kann, oder mit Hilfe durch Federn radial bewegbarer Füllstücke 72 eine glatte Außenfläche 14 des Fluggeschosses 10.2 wieder realisierbar.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 3 sind der ersten zentrierenden Aufnahme 20.3; 22.3 radial zu­ sammendrückbare Reibschlußelemente 41 zugeordnet. Gemäß Fig. 1 übernehmen sie allein die axiale Fixierung des Fluggeschosses 10.1 im Treibkäfig 20 bei einem vergleichs­ weise geringen Zuführschock. Gemäß Fig. 3 unterstützen sie die Wirkung der Elemente 71. Derartige Reibschlußelemente 41 können auch, obwohl dort nicht zeichnerisch dargestellt, beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 im Bereich der ersten zentrierenden Aufnahme 24.3 angeordnet sein. Da nämlich dort bereits in der rückseitigen zentrierenden Aufnahme 24.2 ein Formschluß zwischen dem Fluggeschoß 10.3 und dem Treibkäfig 24 verwirklicht ist, kann bei entsprechen­ der Starrheit des Vorsprungs 44 durch dessen Anlagefläche 41.1 eine Überbestimmtheit vermieden werden.

Da ein den Elementen 71 (Fig. 3) zugeordneter Öffnungs­ weg K ein Kreisbogen mit großem Radius ist, kann eine Beeinträchtigung des Verhaltens des Fluggeschosses ausge­ schlossen werden.

Das in Fig. 5 dargestellte Einschraubelement 60 kann vorteilhafterweise in seinem Rückseitenbereich den Außendurchmesser des Treibkäfigs 24 aufweisen. So kann der betreffende Bereich mit seiner rückseitigen Begren­ zungsfläche - insbesondere bei Rohrwaffen - den gesamten Gasdruck aufnehmen und trägt den Treibkäfig 24. Hier­ durch kann das Festigkeitsverhalten während der Hochbe­ schleunigung erheblich gewinnen.

Auf den Werkstoff (die Werkstoffe) betreffende Erörterun­ gen wurde verzichtet. Hierauf gerichtete Lehren unterlie­ gen selbstverständlich neben der Forderung nach einem geringen Totlastanteil und guter Handhabbarkeit unter unterschiedlichen Einsatzbedingungen auch derjenigen nach der Verwendbarkeit mit den unterschiedlichen Hochbeschleunigungsvorrichtungen, gleichgültig, ob die Energie zur Beschleunigung in chemischer und/oder elektrischer Form verfügbar ist. Dem Durchschnittsfach­ mann dürfen diese Kriterien für bekannt gelten, und letztere können sich auf geringfügige konstruktive Modi­ fikationen erstrecken. Diese können durch unterschiedliche Formen des lichten Querschnitts/Kalibers erforderlich sein, und des bedarf an dieser Stelle keines näheren Ein­ gehens hierauf.

Claims (9)

1. Treibkäfig mit geringer Eigenmasse für ein als sich über seine gesamte Länge erstreckender rotationssym­ metrischer Spitzkegel mit im wesentlichen glatter Mantelfläche und zur Widerstandsstabilisierung ausgebil­ detes unterkalibriges Hochgeschwindigkeits-Fluggeschoß großen Länge/Durchmesser-Verhältnisses, vorzugsweise hoher mittlerer Dichte, dessen Schwerpunkt vor dem Luft­ angriffspunkt angeordnet ist, mit folgenden Merkmalen:

• a) Ein vorderseitiger, dem lichten Innenquerschnitt/ Kaliber eines Hochbeschleunigungsgerätes angepaßter Teil (20.1; 22.1; 24.1) weist eine zentrierende er­ ste Aufnahme (20.3; 22.3; 24.3) für einen ihr zuge­ ordneten ersten Bereich (10.10; 10.20; 10.30) des Fluggeschosses (10.1; 10.2; 10.3) auf und ist zur Ablösung von letzterem segmentiert,
• b) ein dem lichten Innenquerschnitt/Kaliber des Hochbe­ schleunigungsgerätes angepaßter Heckteil (20.2; 22.2; 24.2) weist eine zweite zentrierende Aufnahme (20.4; 22.4; 24.4) für einen ihr zugeordneten zweiten Be­ reich (16) des Fluggeschosses (10.1; 10.2; 10.3) auf und wird rückendig von einer geschlossenen Fläche (54; 56; 58) begrenzt,
• c) die Fläche (54; 56, 58) ist mit axialem Abstand hin­ ter der rückseitigen Begrenzung (19) des Flugge­ schosses (10.1; 10.2; 10.3) angeordnet,
• d) beide Teile (20.1; 22.1; 24.1, 20.2; 22.2; 24.2) sind fest miteinander verbunden, wobei der Heckteil (20.2; 22.2; 24.2) das Fluggeschoß (10.1; 10.2; 10.3) außenseitig umgreift,
• e) dem vorderseitigen Teil (20.1; 22.1; 24.1) sind An­ strömflächen (46) zur Auswärtsbewegung in Richtung eines Pfeiles (K) zugeordnet, durch welche die Ablö­ sung des Heckteiles (20.2; 22.2; 24.2) vom Flugge­ schoß (10.1; 10.2; 10.3) eingeleitet wird und
• f) dem vorderseitigen Teil (20.1; 22.1; 24.1) und er­ sten Bereich (10.20) sind auf Querkraft beanspruch­ bare Formschlußelemente (71) zugeordnet, wobei die Merkmale a), b) und c) dem Oberbegriff zuzurechnen sind und die Merkmale d), e) und f) den kennzeichnenden Teil bilden.

2. Treibkäfig nach dem Oberbegriff und mit den Merkmalen d) und e) des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aufnahme (24.4) gegenüber einer axialen Relativbewegung des Fluggeschosses (10.3) in der Be­ schleunigungsrichtung (S) Formschluß zwischen dem Heckteil (24.2) und dem Fluggeschoß (10.3) gewähr­ leistet.

3. Treibkäfig nach Anspruch 2, gekennzeich­ net durch wenigstens ein der ersten Aufnahme (20.3; 22.3) zugeordnetes radial zusammendrückbares Reibschlußelement (41).

4. Treibkäfig nach Anspruch 1 mit dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2.

5. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibkäfig (24) in seinem Heckteil (24.2) eine mit Innengewinde (59.1) versehene Öffnung (59) auf­ weist, welche einem kreiszylindrischen Einschraubele­ ment (60) als Aufnahme dient und deren Durchmesser größer ist als der größte Durchmesser (D) des Flugge­ schosses (10.3).

6. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufnahme (20.3; 22.3; 24.3) durch sich radial gegen den ersten Bereich erstreckende Vorsprünge (40; 42; 44) gebildet wird.

7. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aufnahme (20,3; 22.3; 24.3) in der Nachbarschaft des Schwerpunktes (18) des Fluggeschosses (10.1; 10.2; 10.3) angeordnet ist.

8. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Heckteil (20.2; 22.2; 24.2) außenseitig mit einem radial zusammendrückbaren bandförmigen Element (68) versehen ist.

9. Treibkäfig nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorderseitige Teil (20.1; 22.1, 24.1) in der Nachbarschaft der ersten Aufnahme (20.3; 22.3; 24.3) außenseitig mit wenigstens einem radial zusammendrück­ baren bandförmigen Element (66) versehen ist.