DE3802002C2

DE3802002C2 -

Info

Publication number: DE3802002C2
Application number: DE19883802002
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim 4000 Duesseldorf De Kaltmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1991-07-11
Also published as: DE3802002A1

Description

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

Ein gattungsgleiches Geschoß nach der EP 2 38 818 A1 soll sich insbesondere im bei Maschinenkanonen üblichen Kaliberbereich von etwa 20 bis 40 mm zum Bekämpfen von Luftzielen eignen. Sein Geschoßmantel soll als Splittermantel ausgebildet und mit einer zählharten Geschoßspitze versehen sein, welche, entweder homogen integrierter Bestandteil des Geschoßmantels oder separates Element, verhindern soll, daß der Geschoßmantel bereits beim Eindringen in das Ziel vorzeitig zerlegt und damit das Haufwerk der Füllung vorzeitig zerstäubt wird. Die hieraus resultierende radiale Wirkung des bekannten Geschosses darf erklärtermaßen erst nach einer gewissen Verzögerung, also in der Tiefe des Zieles, einsetzen, wobei zunächst Panzerplatten und andere Zielabschirmungen mit möglichst kleinem Energieaufwand durchschlagen sein sollen.

Um einen möglichst großen Teil der dem Geschoß innewohnenden kinetischen Energie auf das Ziel übertragen zu können - hierdurch ist die Schadwirkung definiert -, muß also das Ziel im Auftreffbereich des bekannten Geschosses eine in dessen Flugrichtung hinreichende Tiefe aufweisen. Dies ist jedoch bei Luftzielen, beispielsweise im Tragflügel- und Leitwerksbereich nicht gegeben, so daß dort nachteiligerweise im wesentlichen glatte Durchschüsse ohne die angestrebte Schadwirkung zu erwarten sind.

Ferner ist nach dem Durchschlagen des Werkstoffs von Sichtkanzeln, beispielsweise auch bei Kampfhubschraubern, mit dem Zerlegen des bekannten Geschosses und dem Einsetzen seiner radialen Wirkung erst dann zu rechnen, wenn es in der Tiefe des Ziels auf ein Hindeernis auftrifft, dessen Werkstoff die für das Zerlegen des bekannten Geschosses unerläßlichen mechanischen Eigenschaften aufweist. Im erwähnten Zielbereich bleibt folglich eine Schad- oder letale Wirkung weitgehend zufällig.

Die vorgenannten Eigenarten des bekannten Geschosses engen dessen Verwendungs- und Einsatzbereich im Zusammenhang mit Luftzielen auf empfindliche Weise ein und erfordern nachteiligerweise einen vergleichsweise hohen Munitionsaufwand.

Als weiterer empfindlicher Nachteil des bekannten Geschosses erweist sich dessen kostenaufwendige Fertigung. Die Dehnung des Werkstoffs für den Geschoßmantel soll unter ca. 10% liegen, wobei letzterer unter der Wechselwirkung mit dem Ziel in Bruchstücke mit einer Masse von 0,1 bis 10 g zerlegt werden soll. Zu diesem Zwecke soll der Geschoßmantel entweder eine Sollbruchstellenanordnung aufweisen oder aus einem Werkstoff gefertigt sein, welcher sehr spröde ist. Als Werkstoff werden außer einer Schwermetallegierung, beispielsweise Wolfram oder Uran, gesintertes Schwermetall, Stahl oder Hartmetall als geeignet genannt. Als Sollbruchstellenanordnung sind scharfkantige Längsnuten gleichschenklig-dreieckigen Querschnitts parallel zur Geschoßlängsachse im kreiszylindrischen Teil des Geschoßmantels dargestellt, und da der Abschlußkörper zum Schutz des Haufwerks zylindrisch sein soll, setzt dies ein kompliziertes Fertigungsverfahren voraus, welches das bekannte Geschoß als Massenprodukt aus Kostengründen wohl kaum in Erwägung ziehen ließe.

Schließlich ist zu berücksichtigen, daß die von Maschinenkanonen geforderte hohe Kadenz beim Zuführen und beim Abfeuern außerordentlich hohe Beschleunigungen in einander entgegengesetzten Richtungen mit sich bringt, was eine zuverlässige Fixierung des Abschlußkörpers zwingend erfordert, wobei zudem eine Unwucht unbedingt vermieden werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgleiches Geschoß zu schaffen, welches bei vergleichsweise sehr einfacher und kostengünstiger Fertigung und unter Gewährleistung einer hinreichenden zielseitigen Eindringtiefe eine größtmögliche Schadwirkung auch auf Luftziele in deren unterschiedlich gearteten Bereichen bereits bei der Zielberührung zu entfalten beginnt und dieserart zu einer wesentlichen Erhöhung der Zerstörwahrscheinlichkeit bei vergleichsweise geringem Munitionsaufwand beiträgt.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Lehre des Patentanspruchs 1 mit der in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen Erfindung.

Die Lehren aus den weiteren Patentansprüchen sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von vier in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele nä her erläutert. Dabei werden weitere Vorteile erkennbar. Es zeigt jeweils

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im längsaxialen Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in nur teilwei ser Darstellung im längsaxialen Schnitt,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel in nur teilwei ser Darstellung im längsaxialen Schnitt,

Fig. 6 von einem vierten Ausführungsbeispiel einen spitzenseitigen Bereich in nur teilweiser Dar stellung im längsaxialen Schnitt,

Fig. 7 eine schematische Darstellung zum Verdeutlichen des schrägen Auftreffens auf ein Ziel,

Fig. 8 das Geschoß nach Fig. 1 in nur teilweiser und vergrößerter Darstellung beim schrägen Auftref fen gemäß Fig. 7 und

Fig. 9 das Geschoß nach Fig. 5 in nur teilweiser und vereinfachter Darstellung unmittelbar nach dem senkrechten Auftreffen auf ein Ziel.

Gemäß Fig. 1 weist ein Geschoß 10.1 mit einer Geschoß längsachse A einen Spitzenkonus 12 mit einer Spitze 14 und einer Kante 15, einen sich anschließenden Kreiszylinderteil 16 und einen Heckkonus 18 auf. Ein dünnwandiger Geschoßman tel 20.1 mit einer glatten Außenfläche 22 umschließt mit seiner Innenfläche 24 eine Füllung 34. Letztere wird vorder seitig von einem Haufwerk 36 aus Partikeln 37 einer vorgebe nen Größenverteilung (s.a. Fig. 2) und einem sich rückseitig anschließenden rotationssymmetrischen Körper 40.1 gebildet. Vorderseitig wird der Körper 40.1 von einer Kreiskegelfläche 42 und rückseitig von einer die Geschoßlängsachse A queren den Heckfläche 44 begrenzt. Das Haufwerk 36 ist durch von außen in Richtung der Geschoßlängsachse A aufgebrachten Druck verdichtet und umschließt die Kreiskegelfläche 42 des Körpers 40.1. Zum Abschluß des Heckkonus 18 ist der Geschoß mantel 20.1 in einem Bereich 19 um einen Übergangsbereich 43 des Körpers 40.1 umgebördelt und an die Heckfläche 44 ange drückt. In einer die Geschoßlängsachse A umgreifenden Zone 13 ist der Geschoßmantel 20.1 innenseitig mit einer Soll bruchstelle 26 versehen. Sie ist als Kreisringnut ausgebil det und gibt mit ihrer Breite die längsaxiale Erstreckung der Zone 13 vor. Die Sollbruchstelle 26 unterteilt den Spit zenkonus 12 in einen vorderen Teil 12′ und in einen hinteren bis in den Bereich der Kante 15 erstreckenden Teil 12′′.

Analog ist das Haufwerk 36 zum besseren Verständnis im betref fenden Bereich vorstellungsmäßig ebenfalls in Teile 36′ und 36′′ unterteilt. Die Partikeln 37 des Haufwerks 36 bestehen vorzugsweise aus Wolfram. Sie können aber auch teilweise aus abgereichertem Uran bestehen. Der Körper 40.1 besteht aus ei ner Sinterlegierung mit einem Wolframanteil im Bereich von etwa 98 Gewichts-Prozent. Der Werkstoff des Geschoßmantels 20.1 ist tiefziehfähig. Hieraus ergibt sich eine vergleichs weise einfache und sehr kostengünstige Fertigung mit der Eig nung zum Herstellen großer Stückzahlen.

Fig. 2 läßt neben der beispielhaft angedeuteten Zusammen setzung des Haufwerks 36 die Ausbildung der Sollbruchstelle 26 erkennen. Hierauf wird im weiteren Beschreibungsverlauf noch näher eingegangen.

Gemäß Fig. 3 weist der Geschoßmantel 20.2 eines zweiten Ausführungsbeispiels außer der bereits beschriebenen Soll bruchstelle 26 innenseitig von dieser ausgehende und sich ge gen die Spitze 14 bis in einen vorderen Wurzelbereich 14′ geradlinig erstreckende Sollbruchstellen 28′ auf. Zwischen ihnen sind sich zum Wurzelbereich 14′ hin verjüngende Strei fen 30′ des ungeschwächten Geschoßmantels 20.2 erkennbar (s. a. Fig. 4). Wegen besserer Übersichtlichkeit wird auf die Dar stellung des Haufwerks 36 verzichtet. In Fig. 3 erstreckt sich die Zone 13′ von der Sollbruchstelle 26 bis in den vorderen Wurzelbereich 14′. Der Körper 40.2 wird vorderseitig von ei ner Trichterfläche 48 mit einer Kreiskante 49 begrenzt. Er kann ebenfalls aus der bereits erwähnten Sinterlegierung mit hohem Wolframanteil aber auch aus abgereichertem Uran beste hen. Das nicht dargestellte Haufwerk 36 der Füllung 34 er streckt sich bis in einen Trichterraum 48′ und füllt diesen dicht aus.

Fig. 4 läßt im betreffenden Bereich die Sollbruchstellen 26 und 28′ erkennen. Auch hierauf wird im weiteren Beschrei bungsverlauf noch näher eingegangen.

Nach Fig. 5 weist der Geschoßmantel 20.3 eines dritten Ausführungsbeispiels zusätzlich zu den bereits vorstehend beschriebenen Sollbruchstellen 28′ diese über die Sollbruch stelle 26 hinaus verlängernde und sich bis in einen hinteren Wurzelbereich in der Nachbarschaft der Kante 15 erstrecken de Sollbruchstellen 28′′. Die Zone 13 wird durch die Soll bruchstelle 26 in die Bereiche 13′ und 13′′ unterteilt. Der hier dargestellte Körper 40.3 ist vergleichsweise kurz aus gebildet. Wegen besserer Übersichtlichkeit wird auch hier auf die zeichnerische Darstellung des Haufwerks 36 verzich tet. Über die Werkstoffe der Füllung 34 gelten die bereits gemachten Ausführungen.

Gemäß Fig. 6 weist der Spitzenkonus 12 eines vierten Aus führungsbeispiels außer der Sollbruchstelle 26 nur sich von dieser aus in den hinteren Wurzelbereich in der Nachbarschaft der Kante 15 erstreckende Sollbruchstellen 28′′ auf. Durch diese Anordnung wird die längsaxiale Erstreckung der Zone 13′′ vorgegeben.

Fig. 7 zeigt die Spur einer Zielaußenfläche 60.1, mit welcher eine in einem Auftreffpunkt 62.1 endende Geschoßflug bahn F₁ einen Winkel α₁ < 90° einschließt. Während ein Pfeil S die Schußrichtung des nicht zeichnerisch dargestellten Ge schosses anzeigt, ist dessen Drall durch einen Pfeil Sp an gedeutet, wobei die Geschoßlängsachse in die Geschoßflugbahn F₁ falle. Ein Pfeil D veranschaulicht eine unter den vorlie genden Verhältnissen auftretende Querkraftkomponente.

In Fig. 8 sind die aus Fig. 7 bekannten Verhältnisse beim Auftreffen eines Geschosses 10.1 verdeutlicht. Aus dem Auf treffwinkel α₁<90° resultiert bereits an einer dünnen Ziel haut oder -platte die bereits erwähnte Querkraftkomponente auf das Geschoß 10.1, welche ausreicht, dessen Sollbruchstel le 26 verzögerungsfrei zu betätigen. Der Teil 12′ des Spit zenkonus 12 wird abgesprengt und in Richtung eines Pfeils D′ abgelenkt. Dabei wird unter Wirkung der Lineargeschwindigkeit in Richtung des Pfeils S und des Dralls (Pfeil Sp) der Teil 36′ des Haufwerks 36 freigegeben und bildet eine gegen die Zielaußenfläche 60.1 gerichtete energiereiche Splitterwolke. Hierdurch wird die betreffende Zielhaut oder -platte infolge starker Verformung vorgeschädigt oder bereits aufgerissen. Der nachfolgende Teil des Geschosses 10.1 ist vorderseitig offen. Ein im Bereich der betätigten Sollbruchstelle 26 ver bliebener schmaler kreisringförmiger Rand 26′ umgreift die Öffnung (s. Fig. 2) und stellt eine Schwachstelle dar. Sie be günstigt schon allein unter der Wirkung des Dralls, insbe sondere aber bei der Berührung mit dem Ziel, ein Aufreißen des Geschoßmantels 20.1 in Richtung auf den Heckkonus 18. Dabei wird die Hauptmenge des Haufwerks 36 herausgeschleu dert und bildet einen energiereichen zielwirksamen Teilchen schauer. Handelt es sich bei der ersten Zielplatte um ein panzerndes Element, wird sie spätestens jetzt durchschlagen. Infolge der hohen Lineargeschwindigkeit des Geschosses 10.1, welcher sich die Drallwirkung überlagert, sind die Partikeln 37 des Haufwerks 36 mit ihrer hohen Dichte außerordentlich energiereich. Die Stoßfront der aus ihnen gebildeten Split terwolke vergrößert sich bei der Fortbewegung in Richtung des Pfeils S. Dabei wird die Splitterwolke durch bereits aus der ersten Zielhaut oder -platte herausgerissene und mitbe schleunigte Bruchstücke vergrößert (Kaskadeneffekt). Beim Auftreffen der Partikeln 37 auf zielseitige Strukturen wird ein Teil der ihnen innewohnenden kinetischen Energie in Wär me umgesetzt. Bewegt sich das getroffene Ziel in einer At mosphäre mit genügend Luftsauerstoff - dies ist der Regelfall bei geringen Flughöhen, beispielsweise zum Eingreifen in Bo denkämpfe -, ist selbst dann bereits mit Brandwirkung zu rechnen, wenn noch keine Treibstoffbehälter oder -leitungen getroffen sind. Hierzu tragen die üblicherweise verwendeten Zielwerkstoffe, beispielsweise Aluminium- und Magnesiumlegie rungen bei. Verstärkt wird die Brandwirkung, wenn das Hauf werk 36 Partikeln aus abgereichertem Uran enthält, da dieses nicht nur die gewünschte hohe Dichte aufweist, sondern zudem pyrophor ist. Falls sich im Eindringkorridor der Splitterkas kade eine zielseitige Panzerung befindet, wird ihre Schutz wirkung überlebensnotwendiger Einrichtungen durch den als Wuchtgeschoß nachfolgenden Körper 40.1 zunichte gemacht.

Ist das Geschoß mit einem Körper 40.2 (s. Fig. 3) ausge stattet, dann erweist sich dessen vorderseitige Kreiskante 49 in zweifacher Beziehung als vorteilhaft: zu einer anfängli chen Schneidwirkung gesellt sich eine die wenigstens teilwei se Zerlegung des Körpers 40.2 begünstigende Eigenschaft. Da bei kann es sich zum gleichzeitigen Erzielen von Wucht-, Splitter- und Brandwirkung als vorteilhaft erweisen, den Kör per 40.2, wie bereits erwähnt, aus abgereichertem Uran zu fertigen. Der den Trichterraum 48′ ausfüllende Teil des Hauf werks 36 kann dort, beispielsweise durch Verkleben, zunächst fixiert werden, so daß sich hierdurch neben der durchschla genden Wuchtwirkung des Körpers 40.2 eine zeitlich versetzte und verstärkte Splitterwirkung in der Tiefe des Zieles ver wirklichen läßt.

Nach Fig. 9 treffe das Geschoß 10.3 (s. Fig. 5) in einem Punkt 62.2 senkrecht auf ein Ziel mit einer Außenfläche 60.2. Aus der Zielberührung resultieren eine Stauchung des Geschos ses 10.3 und eine starke Verformung oder gar bereits ein Auf reißen der betreffenden Zielhaut oder -platte. Unter Betäti gung der Sollbruchstellen 26 und 28 pilzt der Spitzenkonus 12 stark auf. Zwischen den Streifen 30, welche die Sollbruchstel le in 30′ und 30′′ unterteilt, entstehen sich rasch vergrö ßernde Aufreißöffnungen 32, und die aus der Fig. 5 bekannte Kante 15 wird infolge der Aufpilzung zu einer Kehle 15′. Dort und auch im vorderen Wurzelbereich 14′ reißen die Strei fenteile 30′′ und 30′ jeweils ab und im Bereich der Soll bruchstelle 26 auseinander. Das Haufwerk 36 wird durch die Aufreißöffnungen 32 herausgeschleudert und unmittelbar ziel wirksam. Die Wechselwirkungen mit der Zielstruktur sind be reits in anderem Zusammenhang beschrieben.

Vorteilhafterweise läßt sich die Größenverteilung der Partikeln 37 des Haufwerks 36 wahlweise vorgeben, beispiels weise derart, daß mit zunehmendem Abstand von der Spitze 14 der Anteil an vergleichsweise großen Partikeln zunimmt. Zum Erzielen einer möglichst hohen mittleren Dichte des Hauf werks 36 muß dieses zum Vermeiden von Hohlräumen ausreichen den pulver- bis feinkörnigen Anteil aufweisen.

Mit Rücksicht auf die angestrebte Zielwirkung kann sich die Anwesenheit eines vorgebbaren Anteils an Partikeln mit zerklüftet-scharfkantiger Oberfläche im Haufwerk 36 als vor teilhaft erweisen, weil hierdurch eine gegenseitige Verhakung erreichbar ist.

Das Haufwerk 36 läßt sich, vorzugsweise nach Partien, nach deren jeweiligem Einbringen in den Geschoßmantel 20 durch in Richtung der Geschoßlängsachse A von außen aufge brachten Druck verdichten. Aus Fertigungsgründen kann es je doch auch von Vorteil sein, das Haufwerk 36 partieweise vor dem Einbringen in den Geschoßmantel 20 zu tablettieren, um auch hierdurch eine größtmögliche Preßdichte zu erzielen.

Der im Zusammenhang mit der Fig. 9 beschriebene Stauch effekt tritt auch beim senkrechten Auftreffen eines Geschos ses 10.1 (Fig. 1 und 2) auf. Wesentlich ist das Betätigen der Sollbruchstelle 26. In Abwesenheit der geradlinigen Soll bruchstellen 28 entfällt jedoch die Bildung der Streifen 30.

Außer im Zusammenhang mit dem beschriebenen Körper 40 entfallen hier aufwen dige pulvermetallurgische Verfahrens- und Fertigungsschritte, wie sie bei dem bekannten gattungsgleichen Geschoß unumgäng lich sind.

Auch beschränkt sich bei dem erfindungsgemäßen Geschoß dessen Gestaltung nicht auf eine solche zur Drallstabilisie rung; angesichts der leichten Bearbeitbarkeit des tiefzieh fähigen Werkstoffs für den Geschoßmantel 20 ist die Anord nung eines Leitwerks zur Flügel- oder Widerstandsstabilisierung bei einem entsprechend angepaßten Länge/Durchmesserverhält nis des Geschosses vergleichsweise einfach zu bewerkstelli gen. Dies macht verständlich, daß im vorliegenden Zusammen hang auf die Darstellung eines Ausführungsbeispiels zur Flü gelstabilisation verzichtet wird.

Die im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen dar gestellten und beschriebenen Elemente lassen sich wahlwei se auch anders als dargestellt miteinander kombinieren. Hieraus ergibt sich infolge der großen Gestaltungsmöglich keit eine gute Anpaßbarkeit an unterschiedliche Zielarten, wobei die Zielwirksamkeit des jeweiligen Geschosses unabhän gig ist von den jeweiligen Auftreffbedingungen.

Bei dem Geschoß nach der Erfindung kann selbstver ständlich wenigstens die Sollbruchstelle 26 auch außenseitig angeordnet sein. Dies beeinflußt den Luftwiderstandsbeiwert des Geschosses nur unwesentlich und führt zu einem modifi zierten Verhalten des Geschosses beim Auftreffen auf ein Ziel. Ein näheres Eingehen hierauf wird angesichts der Dar stellung in der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung für verzichtbar gehalten.

Claims

1. Zünder- und sprengstoffloses Unterkalibergeschoß hoher kinetischer Energie mit einem eine die Geschoßlängsachse umgreifende Sollbruchstellenanordnung aufweisenden Geschoßmantel als Aufnahme für eine Füllung mit einem von einem Haufwerk aus einzelnen Schwermetallpartikeln vorgebbarer Größenverteilung gebildeten ersten Volumenanteil und einem rückseitig hiervon angeordneten zweiten Volumenanteil, welcher im wesentlichen auf seiner Länge als den gesamten lichten Innenquerschnitt des Geschoßmantels einnehmender Körper aus einem metallischen Werkstoff mit hoher Dichte und damit großem zielseitigen Durchschlagvermögen (Penetrator) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Haufwerk (36) durch von außen aufgebrachten Druck verdichtet ist, daß der Geschoßmantel (20) aus dünnwandigem tiefziehfähigem Werkstoff besteht und um einen Übergangsbereich (43) des Körpers (40) umgebördelt und an dessen Heckfläche (44) angedrückt ist und daß sich die Sollbruchstellenanordnung (26), wenigstens von einer Kreisringnut (26′) gebildet, im Bereich eines Spitzenkonus (12) befindet und bereits an einer dünnen Zielplatte oder -haut betätigbar ist.

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstellenanordnung (26) sich von der Kreisringnut (26′) zur Spitze (14) des Geschosses erstreckende Längsnuten (28′) aufweist.

3. Geschoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstellenanordnung (26) sich von der Kreisringnut (26′) in Richtung auf den Heckkonus (18) des Geschosses erstreckende Längsnuten (28′′) aufweist.