DE3742157A1

DE3742157A1 - Fin-stabilised sub-calibre discarding-sabot projectile

Info

Publication number: DE3742157A1
Application number: DE19873742157
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ing Grad Becker; Karin Fey; Heinz-Josef Dr Ing Kruse; Jutta Dipl Phys Peters; Udo Dipl Ing Sabranski; Achim Dipl Ing Sippel
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1987-07-23
Filing date: 1987-12-12
Publication date: 1989-07-20

Abstract

The invention relates to a sub-calibre projectile arrangement having discarding-sabot segments which can be ejected. Normally, detrimental effects (discarding-sabot impact) occur on the projectile body during the process of releasing the discarding-sabot segments, which effects lead to departure errors and hit inaccuracies. This disadvantage is considerably reduced by means of the device according to the invention in that at least one micro-notch (28) having a width of a few mu m is introduced as a weak point into each discarding-sabot segment (18) from the side of the positively locking zone (30) so that, although axial compression stresses are transmitted during firing, the discarding-sabot segment can be decomposed into at least two parts, however, on leaving the barrel nozzle as a result of the tensile stresses which occur in the positively locking zone region during the release process. In consequence, disturbing influences on the projectile body are considerably reduced and the hit accuracy is improved. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein flügelstabilisiertes, unterkalibriges Treibkäfiggeschoß nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 der Hauptanmeldung P 37 24 401.9.The invention relates to a wing-stabilized, sub-caliber Sabot projectile according to the features of the claim 1 of the main application P 37 24 401.9.

Ein mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 der Hauptanmeldung übereinstimmendes gattungsgleiches Geschoß ist aus der DE-PS 17 03 507 bekannt. Der Treibkäfig dient im Waffenrohr zur Übertragung des Gasdruckes auf das Fluggeschoß und wird abgeworfen, sobald das Geschoß das Rohr verlassen hat. Um ein Abtrennen zu erleichtern, ist es dabei bekannt, den Treibkäfig aus mehreren, vorzugsweise drei Segmenten, herzustellen, die das Geschoß zumindest auf einen Teil seiner Länge koaxial in einem Formschlußbereich umgeben.One with the features of the preamble of claim 1 floor of the same type as the main application is known from DE-PS 17 03 507. The sabot is used in the gun barrel to transmit gas pressure to the Missile and is dropped as soon as the missile Tube has left. To make it easier to separate, is it is known that the sabot from several, preferably three segments, to manufacture the floor at least over part of its length coaxially in a positive locking area surround.

In dem Bestreben, die endballistische Leistung derartiger Geschosse weiter zu steigern, wird ein immer größeres Verhältnis von Länge zu Durchmesser verwirklicht. Dabei vergrößert sich auch die Länge des Treibkäfigs, da dieser im Waffenrohr noch als Schutz des vergleichsweise dünnen Fluggeschosses gegen Bruchgefahr bei extremen Belastungen (Transport, Zuführen, Entladen) dient.In an effort to endballistic performance such Increasing the number of storeys is an ever increasing ratio realized from length to diameter. Enlarged the length of the sabot, as this is in the Gun barrel as protection for the comparatively thin flight bullet against risk of breakage under extreme loads (Transport, feeding, unloading).

Da jedoch der Treibkäfig einen zu beschleunigenden Anteil darstellt, ist man bestrebt, sein Gewicht weitmöglichst zu reduzieren, was bei überlangen Geschossen nur durch eine Reduzierung der Materialstärke zwischen den front- und heckseitig des Treibkäfigs vorgesehenen Flanschen bzw. Rohrführungsbereichen gelingt. Diese Maßnahme führt jedoch zu überraschend schlechten Treffbildern, für die eine Störung des Ablöseverhaltens derartig ausgestalteter Treibkäfig-Segmente verantwortlich ist. Anstatt sich gleichmäßig vom Fluggeschoß abzulösen und ohne dieses weiter zu beeinflussen, wird nämlich beobachtet, daß das Vorderteil eines jeden Treibkäfig-Segmentes sich zwar unter dem Einfluß des Staudruckes der anströmenden Luft vor der Rohrmündung von der Außenmantelfläche bzw. der Formschlußzone des Fluggeschosses abhebt, sich jedoch dabei nach hinten biegt, während die Heckseite des Treibkäfig-Segmentes noch in Kontakt mit dem Fluggeschoß steht und diesem bei Ablösung einen die Flugpräzision beeinträchtigenden Stoß verleiht.However, since the sabot is one to be accelerated Represents part, one tries to keep his weight as much as possible to reduce what only with overly long floors by reducing the material thickness between the Flanges provided on the front and rear of the sabot or pipe routing areas succeed. This measure however, leads to surprisingly bad meeting pictures for which disrupted the detachment behavior in such a way Sabot segments is responsible. Instead of yourself detach evenly from the missile and continue without it namely, it is observed that the front part of each sabot segment the influence of the dynamic pressure of the incoming air before Pipe mouth from the outer surface or the form-fit zone of the missile takes off, but leans backwards bends while the rear of the sabot segment is still in contact with the missile and attached to it Replacement of a shock that impairs flight precision gives.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges flügelstabilisiertes, unterkalibriges Treibkäfiggeschoß mit großem Länge-Durchmesser-Verhältnis anzugeben, bei dem die Ablösung der Treibkäfigsegmente für das Fluggeschoß störungsfrei erfolgt. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene erfinderischen Merkmale gelöst.The invention is therefore based on the object of a novel Wing-stabilized, sub-caliber sabot projectile with a large length-diameter ratio, in which the detachment of the sabot segments for the missile done trouble-free. This task is accomplished by the resolved inventive features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden Unteransprüchen hervor.Advantageous embodiments of the invention are based the following subclaims.

Bedingt durch die Massenträgheit der Treibkäfig-Segmente erfährt der Geschoßkörper während des Ablösevorganges, d. h. über eine Dauer von ca. 2 bis 5 msec. eine Verzögerung sowie eventuelle Querbeschleunigungen ("Treibkäfig stoß"). Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Treibkäfig- Segmente wird deren Ablöseverhalten nun dahingehend verbessert, daß die auftretenden symmetrischen sowie asymmetrischen Belastungen auf den Geschoßkörper ganz wesentlich vermindert werden. Durch das Einbringen wenigstens einer Mikrokerbe am Innenrand eines jeden Treibkäfig Segmentes zwischen dem Vorder- und Hinterflansch bzw. den beiden Führungsbereichen im Rohr wird in jedem Treibkäfig-Segment eine Sollbruchstelle derart erzeugt, die bewirkt, daß sich das Treibkäfig-Segment bei Verlassen des Rohres in wenigstens zwei Hälften zerlegt, wobei zumindest der Vorderteil des Treibkäfig-Segmentes keinen nachteiligen Einfluß mehr auf den Geschoßkörper ausüben kann. Im Gegensatz zu anderen Versuchen, ein Verbiegen oder ein Zerbrechen der Treibkäfig-Segmente beim Ablösevorgang zu verhindern, durch z. B. eine Verdickung des Treibkäfigs im Bereich zwischen den Führungsflanschen oder das Einbringen von verstärkenden Längsrippen im Bereich zwischen diesen Führungsflanschen, wird mit der vorgeschlagenen Lösung die "Totmasse" des Treibkäfigs nicht unnötigerweise erhöht.Due to the inertia of the sabot segments the projectile body experiences during the detachment process, d. H. over a period of approx. 2 to 5 msec. a delay as well as possible lateral accelerations ("sabot push "). With the inventive design of the sabot Segments will now relate to this improved that the occurring symmetrical as well as asymmetrical Loads on the projectile body quite significantly can be reduced. At least through the introduction a micro-notch on the inner edge of each sabot segment between the front and rear flange or the two Guide areas in the pipe is in every sabot segment generates a predetermined breaking point in such a way that causes the sabot segment when leaving the pipe disassembled at least two halves, at least the front part the sabot segment has no adverse impact can do more on the projectile body. In contrast to other attempts to bend or break to prevent the sabot segments during the detachment process, through z. B. a thickening of the sabot in the area between the guide flanges or the introduction of reinforcing longitudinal ribs in the area between these guide flanges, with the proposed solution "Dead mass" of the sabot not unnecessarily increased.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:The invention is described below with reference to a in the Drawings illustrated embodiment explained in more detail and described. Show it:

Fig. 1 ein üblich ausgebildetes Treibkäfiggeschoß bei Verlassen der Waffenrohrmündung, FIG. 1 is a common-trained sabot projectile on leaving the weapon barrel muzzle,

Fig. 2 ein Fluggeschoß mit einem beispielhaft dargestellten Treibkäfig-Segment bei einem üblichen Ablösevorgang, Fig. 2 shows a projectile with a sabot exemplified segment in a conventional stripping process,

Fig. 3 ein Treibkäfig-Segment mit einem Bereich X, bei dem auf der Innenseite, bzw. im Formschlußzonenbereich die größten Zugspannungen beim Ablösevorgang des Treibkäfig-Segmentes auftreten, Fig. 3 shows a sabot segment with a region X in which the largest tensile stress during the detachment operation of the sabot segment occur on the inside, or in the shaped final zone area,

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Treibkäfig- Segment gemäß Linie IV - IV in Fig. 3,4 shows a cross section through the Treibkäfig- segment according to line IV -. IV in FIG. 3,

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des Bereiches X in Fig. 2 und Fig. 5 is an enlarged view of area X in Fig. 2 and

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes Treibkäfig-Segment bei Ablösung vom Geschoßkörper. Fig. 6 shows an inventive sabot segment when detached from the projectile body.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Fluggeschoß (Geschoßkörper) und mit der Bezugsziffer 12 ein das Fluggeschoß im Formschlußzonenbereich 30 umschließender segmentierter Treibkäfig bezeichnet; diese Geschoßanordnung mit einem Flügelleitwerk 13 ist gerade zu dem Zeitpunkt dargestellt, bei dem sie die Mündung 14 eines Waffenrohres 16 verläßt. Damit beginnt die erste Phase (Dauer ca. 0,1 msec.) des Ablösevorganges der Treibkäfig-Segmente 18 vom Geschoßkörper 10, wobei der vordere Führungsflansch 20 gerade die Rohrmündung 14 verlassen hat. Die erste Phase ist beendet, wenn auch der hintere Führungsflansch 22 aus dem Rohr 16 heraus ist.In Fig. 1, reference number 10 denotes a missile (projectile body) and reference number 12 denotes a segmented sabot surrounding the missile in the form-locking zone region 30 ; this floor arrangement with a wing tail 13 is shown at the time when it leaves the mouth 14 of a gun barrel 16 . This begins the first phase (duration approx. 0.1 msec.) Of the detaching process of the sabot segments 18 from the projectile body 10 , the front guide flange 20 having just left the pipe mouth 14 . The first phase has ended when the rear guide flange 22 is also out of the tube 16 .

In Fig. 2 ist der Ablösevorgang für eine übliche Geschoßanordnung, hier mit einem Lochkegelleitwerk 26 und nur einem einzigen beispielhaften Treibkäfig-Segment 18 dargestellt. Hierbei können erhebliche Beeinträchtigungen durch den Treibkäfigstoß auf den Geschoßkörper 10 auftreten.In FIG. 2, the detachment process for a conventional bullet assembly, only a single exemplary sabot segment 18 are shown here with a perforated plug 26 and tail. Here, considerable impairments from the sabot impact on the projectile body 10 can occur.

In der ersten Phase der Treibkäfigablösung ist die Geschoßanordnung (Fig. 1) von hinten durch den Gasdruck P _G (ca. 1000 bar) der Treibgase und von vorne durch den in den Lufttaschen 24 angreifenden Staudruck P _S der atmosphärischen Luft belastet. Bei dieser Belastung verbiegen sich insbesondere die lang ausgebildeten Treibkäfig-Segmente 18 nach außen, wobei sie sich im Vorderbereich schon aus der Formschlußzone 30 mit dem Geschoßkörper 10 herauslösen, während die Geschoßanordnung im Bereich des hinteren Führungsflansches 22 noch fest im Rohr 16 geführt wird. Dabei entstehen im Treibkäfig-Innenrand, d. h. auf der Formschlußseite 30 zum Geschoßkörper 10 starke axiale Zugspannungen.In the first phase of the sabot removal, the projectile arrangement ( FIG. 1) is loaded from behind by the gas pressure P _G (approx. 1000 bar) of the propellant gases and from the front by the dynamic pressure P _S acting in the air pockets 24 of the atmospheric air. Under this load, the long-shaped sabot segments 18 , in particular, bend outwards, and in the front area they already come out of the form-fitting zone 30 with the projectile body 10 , while the projectile arrangement in the region of the rear guide flange 22 is still firmly guided in the tube 16 . This creates strong axial tensile stresses in the inner edge of the sabot, that is to say on the form-fit side 30 of the projectile body 10 .

In Fig. 3 ist bei dem dargestellten Treibkäfig-Segment 18 der in Axialrichtung betrachtet schwächste Bereich mit X gekennzeichnet.In FIG. 3, the weakest area, viewed in the axial direction, is marked with X in the sabot segment 18 shown .

Gemäß der Erfindung ist etwa in diesem Bereich eine (oder mehrere) als Mikrokerbe 28 ausgebildete quer zur Längsachse verlaufende Sollbruchstelle vorgesehen, die wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, von der Formschlußseite 30 in ein jedes Treibkäfig-Segment 18 angebracht ist.According to the invention, in this area, one (or more) predetermined breaking point, which is designed as a micro-notch 28 and runs transversely to the longitudinal axis and, as can be seen from FIG. 4, is attached from the positive-locking side 30 into each sabot segment 18 .

Die in Fig. 5 dargestellte Vergrößerung des Bereiches X aus Fig. 3 zeigt ein Treibkäfig-Segment 18 mit in dem Formschlußzonenbereich angeordneten umlaufenden Ringrillen oder schraubenförmigen Gewindeausnehmungen 32. Die Mikrokerbe 28 ist vorzugsweise in einem Rillen- bzw. Gewindegrund 34 der Formschlußzone 30 des Treibkäfig-Segmentes 18 angeordnet. Vorzugsweise ist die Mikrokerbe 28 nach Art eines geraden Sägeschnittes in den Seitenbereich des Treibkäfig- Segmentes 18 zur Segmenttrennfläche 36 hin, tiefer als in dazwischenliegenden mittleren Bereich der Formschlußzone 30 ausgebildet (Fig. 4). Die Mikrokerbe 28 kann aber auch kreisbogenförmig oder nach Art einer Perforation ausgebildet sein und eine Tiefe bis zu etwa der halben Materialstärke des Treibkäfig-Segmentes 18 in dem Bereich X aufweisen. Fertigungstechnisch kann die Mikrokerbe, z. B. durch elektrische Funkenerosion oder durch Laserstrahleinbrennen realisiert werden. Die Breite der Mikrokerbe 28 wird mit etwa 5 µm bis 50 µm, vorzugsweise mit etwa 15 µm möglichst gering gehalten, damit sie bei Abschluß zusammendrückbar ist und im Treibkäfig-Segment 18 in Axialrichtung Druckspannungen übertragbar sind. In der Beschleunigungsphase des Abschusses beim Durchgang durch das Waffenrohr wird der Treibkäfig im Bereich X kräftig gestaucht. Bei den mit wenigstens einer Mikrokerbe versehenen Treibkäfig-Segmenten werden dabei die Seitenflanken der Mikrokerbe zusammengedrückt und können so Axialspannungen übertragen. Die Mikrokerbe bedeutet somit keine Schwächung der Materialstruktur beim Abschuß. Im Gegensatz dazu wäre eine Kerbe oder Nut im Millimeter- Bereich eine erhebliche Schwächung der Treibkäfig-Segmente, bzw. der Formschlußzone beim Abschuß der Geschoßanordnung.The enlargement of the area X from FIG. 3 shown in FIG. 5 shows a sabot segment 18 with circumferential annular grooves or helical thread recesses 32 arranged in the form-fitting zone area. The micro-notch 28 is preferably arranged in a groove or thread base 34 of the form-fitting zone 30 of the sabot segment 18 . The micro-notch 28 is preferably designed in the manner of a straight saw cut in the side region of the sabot segment 18 toward the segment separating surface 36 , deeper than in the middle region of the interlocking zone 30 lying in between ( FIG. 4). The micro-notch 28 can, however, also be designed in the form of a circular arc or in the manner of a perforation and have a depth in the region X of up to approximately half the material thickness of the sabot segment 18 . The micro-notch, e.g. B. by electrical spark erosion or by laser beam burning. The width of the micro-notch 28 is kept as small as possible with approximately 5 μm to 50 μm, preferably with approximately 15 μm, so that it can be compressed at the end and compressive stresses can be transmitted in the sabot segment 18 in the axial direction. In the acceleration phase of the launch when passing through the gun barrel, the sabot in area X is strongly compressed. In the case of the drive cage segments provided with at least one micro-notch, the side flanks of the micro-notch are pressed together and can thus transmit axial stresses. The micro-notch therefore means no weakening of the material structure when fired. In contrast, a notch or groove in the millimeter range would significantly weaken the sabot segments or the positive-locking zone when the projectile arrangement was shot down.

Durch die erfindungsgemäß eingebrachte Mikrokerbe führen die Zugspannungen im Formschlußzonenbereich zu einer Teilung des Treibkäfig-Segmentes in ein vorderes Teil 18.1 und ein hinteres Teil 18.2. Am Ende der Ablösephase wird der Geschoßkörper 10 somit nicht mehr durch den gesamten Treibkäfig 18 belastet (wie etwa in Fig. 2 dargestellt), sondern nur noch durch den verkleinerten hinteren Treib käfigbereich 18.2.Due to the micro-notch introduced according to the invention, the tensile stresses in the form-fit zone area lead to a division of the sabot segment into a front part 18.1 and a rear part 18.2. At the end of the detachment phase, the projectile body 10 is no longer loaded by the entire sabot 18 (as shown in FIG. 2), but only by the reduced rear sabot area 18.2.

Durch diese erfindungsgemäße innenballistische Maßnahme mit Verminderung des Abgangsfehlers des Fluggeschosses wird eine beträchtliche zielballistische Leistungssteigerung erreicht.Through this interior ballistic measure according to the invention with a reduction in the departure error of the missile a considerable increase in target ballistic performance reached.

Claims

1. Wing-stabilized, sub-caliber sabot projectile with a consisting of several segments, the Ge shot to launch on only part of its longitudinal extension coaxially surrounding sabot with front air pocket, in which the sabot segments lying behind the air pocket lying behind the air pocket ei ne predetermined breaking point according to the patent application P 37 24 401.9 have, characterized in that at least one predetermined breaking point ( 28 ) is arranged between the front and rear guide flange ( 20, 22 ) of the driving cage segments ( 18 ) in the region of the greatest tensile stress occurring when detached.

2. sabot projectile according to claim 1, characterized in that the predetermined breaking point ( 28 ) in the sabot segment ( 18 ) in the inner positive-locking zone ( 30 ), ie in the area of contact with the projectile body ( 10 ) is arranged.

3. sabot projectile according to claim 1 or 2, characterized in that the predetermined breaking point ( 28 ) is so narrow that it can be compressed when fired and in the sabot segment ( 18 ) compressive stresses can be transmitted in the axial direction.

4. sabot projectile according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the predetermined breaking point from an approximately 5 microns to 50 microns, preferably from a 15 micron wide micro-notch ( 28 ).

5. sabot projectile according to one of claims 1, 2, 3 or 4, characterized in that the micro-notch ( 28 ) in a groove or thread base ( 34 ) of the positive-locking zone ( 30 ) of the sabot segment ( 18 ) is arranged.

6. sabot projectile according to one of the preceding Ansprü surface 1 to 5, characterized in that the micro-notch ( 28 ) in the manner of a straight saw cut in the side region of the sabot segment ( 18 ) to the segment separating surface ( 36 ) deeper than in the intermediate central area the positive-locking zone ( 30 ) is formed.