DE3814331A1 - Vorrichtung zur beschleunigung von projektilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschleuni­ gung von in einem einseitig verschlossenen Rohr befind­ lichen Projektilen, wie sie im Oberbegriff des An­ spruchs 1 näher definiert ist.

Aus der US 28 99 864 sind Abschußvorrichtungen nach dem elektrothermischen Prinzip bekannt. Bei derartigen Ab­ schußvorrichtungen wird das zum Antreiben des Projektils benötigte heiße Plasma mit Hilfe eines zwischen fest­ stehenden Elektroden brennenden Lichtbogens erzeugt und aufgeheizt. Die feststehenden Elektroden sind dabei verschlußseitig am Rohr angeordnet. Durch die Aufheizung des Plasmas mit einem zwischen den Elektroden brennenden Lichtbogen entsteht ein Druck, der ein Projektil in einem Rohr beschleunigt. Dabei ist es wegen der Strö­ mungsvorgänge im Rohr während der Beschleunigung des Projektils nicht möglich, daß der Druck in unmittelbarer Nähe des Lichtbogens auch am Projektilboden auftritt. Die Geschwindigkeit des Projektils am Rohrende ist in diesem Fall deutlich geringer als es bei einer Be­ schleunigung mit dem im Lichtbogenbrennraum herrschen­ den Druck möglich wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der es möglich ist, den zur Beschleuni­ gung des Projektils erforderlichen Druck auf einfache Weise zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Im wesentlichen werden also die Nachteile bekannter Abschußvorrichtungen dadurch behoben, daß sich der Lichtbogenbrennraum im Projektil selbst befindet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Im folgenden werden anhand von Beispielen und mit Hilfe von Figuren weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung, wobei in dem Pro­ jektil noch kein Lichtbogen erzeugt ist;

Fig. 2 eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 nach Zündung des Lichtbogens im Projektil und

Fig. 3a und 3b ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung.

In Fig. 1 ist mit 1 ein metallisches Rohr und mit 2 ein Verschluß bezeichnet. Zur besseren Abdichtung des Rohres 1 kann ein Dichtungsring 3 vorgesehen werden.

Im Rohr 1 befindet sich ein Projektil 4, welches aus einer metallischen Hülse 41, einer lichtbogenempfindlichen Ringelektrode 42, einer lichtbogenempfindlichen Innen­ elektrode 43, einem ringförmigen Isolierstoffteil 44 und einem becherförmigen Isolierstoffteil 45 besteht. Außerdem weist das Projektil 4 in seinem in Flugrichtung vorderen Teil eine z. B. trichterförmige Bohrung 46 und in seinem rückwärtigen Teil eine Bohrung 47 auf. Die Innenelek­ trode 43 ist über einen dünnen Draht 48 mit der Ring­ elektrode 42 elektrisch verbunden. Zwischen dem Projektil 4 und der Mündung 11 des Rohres befindet sich ein isolierter Draht 5, der an seinem einen Ende an der Innenelektrode 43 befestigt ist. An seinem anderen Ende ist er über die Energieversorgungsanlage 6 mit dem ver­ schlußseitigen Ende 12 des Rohres 1 verbunden.

Die Energieversorgungsanlage 6 besteht aus einer kapazi­ tiven Spannungsquelle 61, einem Schalter 62, einer Spule 63 und einem Kurzschlußschalter 64.

Im folgenden wird kurz auf die Wirkungsweise der vor­ stehend beschriebenen Vorrichtung eingegangen.

Der Beschleunigungsvorgang wird mit dem Schließen des Schalters 62 eingeleitet. Die Spannungsquelle 61 mit der Spannung U treibt einen hohen Strom i über die Spule 63, den Draht 5, die Innenelektrode 43, den Draht 48 und das Rohr 1.

Dabei wird der dünne Draht 48 sehr rasch erhitzt und verdampft explosionsartig. Hierdurch wird zwischen der Innenelektrode 43 und der Ringelektrode 42 ein Lichtbogen eingeleitet.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Einleitung des Lichtbo­ gens 7, der ein Plasma 8 aufheizt, das aus der Öffnung 47 der düsenförmigen Anordnung ausströmt. Der Stromfluß durch die Anordnung ist in Fig. 2 durch entsprechende Pfeile gekennzeichnet. Die vom Lichtbogen 7 aufgeheizte Plasmamasse wird aus den lichtbogenempfindlichen Elektro­ den 43 und 42, die z. B. aus Aluminium oder Lithium bestehen können, sowie aus dem becherförmigen Isolier­ stoffteil 45 und dem ringförmigen Isolierstoffteil 44 durch Verdampfen und Ablatieren erzeugt. Dabei verhindert das ringförmige Isolierstoffteil 44, daß der Lichtbogen 7 Fußpunkte im Rohr 1 bildet.

Durch das Ausströmen des Plasmas 8 aus dem Projektil 4 entsteht ein Druck, der das Projektil 4 in Richtung mün­ dungsseitiges Ende 11 des Rohres beschleunigt. Dabei ist gewährleistet, daß der maximal mögliche Druck im Rohr 1 immer am Projektil 4 auftritt. Während des Beschleuni­ gungsvorganges wird der Draht 11 im Projektiltrichter 46 aufgenommen und bei Austritt des Projektils aus der Rohr­ mündung abgeschert.

Fig. 3a und 3b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Geschosses 400, bei dem das bisher als Projektil 4 bezeichnete Teil als Antriebskartusche 401 genutzt wird, die ein in einem aus zwei Hälften 402 und 403 bestehen­ den Treibkäfig gelagertes Projektil 404 beschleunigt.

Dabei wird der Draht 405 während des Beschleunigungsvor­ gangs in einer Auffangkammer 406 aufgefangen. Nach Mündungsaustritt lösen sich die Treibkäfighälften 402 und 403 vom Projektil 404.

Bezugszeichenliste

1 metallisches Rohr
11 Mündung des Rohres
12 verschlußseitiges Ende des Rohres
2 Verschluß
3 Dichtungsring
4 Projektil
41 metallische Hülse
42 lichtbogenempfindliche Ringelektrode
43 lichtbogenempfindliche Innenelektrode
44 ringförmiges Isolierstoffteil
45 becherförmiges Isolierstoffteil
46 trichterförmige Bohrung
47 Öffnung des Projektils
48 dünner Draht
400 Geschoß
401 Antriebskartusche
402 Treibkäfighälfte
403 Treibkäfighälfte
404 Projektil
405 Draht
406 Auffangkammer
5 isolierter Draht
6 Energieversorgungsanlage
61 kapazitive Spannungsquelle
62 Schalter
63 Spule
64 Kurzschlußschalter
7 Lichtbogen
8 ausströmendes Plasma

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Beschleunigung von in einem einseitig verschlossenen Rohr (1) befindlichen Projektil (4) durch ein elektrisch aufgeheiztes Plasma (8) mit zwei Elektroden (42, 43), zwischen denen ein das Plasma aufheizender Lichtbogen (7) brennt, gekenn­ zeichnet durch die Merkmale:

• - die Elektroden (42, 43) sind im Projektil (4) in dessen Längsrichtung hintereinander angeordnet;
• - der heckseitige Bereich des Projektiles (4) weist eine Öffnung (47) auf, durch die das aufgeheizte Plasma (8) in den hinter dem Projektil (4) liegenden Bereich des Rohres (1) austreten kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Projektil (4) aus einer die Wand des Rohres (1) berührenden metallischen Hülse (41) besteht, in der am heckseitigen Bereich des Projektiles (4) eine Ringelektrode (42) angeordnet ist, die direkt mit der metallischen Hülse (41) elek­ trisch leitend in Berührung steht und daß, isoliert von der metallischen Hülse (4), in Flugrichtung des Projektils (4) vor der Ringelektrode (42) eine Innenelektrode (43) angeordnet ist, die über einen Draht (9) mit der Energieversorgungsanlage (6) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (42, 43) vor Erzeugung des Lichtbogens mit einem elektrisch leitfähigen Draht (48) verbunden sind.

4. Verwendung des Projektils nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als Antriebskartusche (401) für ein weiteres Projektil (404).