DE3817186A1 - Rohrwaffe mit einem geschossantrieb durch monergole fluessigtreibmittel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrwaffe mit einem Geschoßantrieb durch monergole Flüssigtreibmittel, mit einem Waffenrohr, einem Waffengehäuse und einem hinter dem Patronenlager im Waffengehäuse angeordneten Treib­ mittellager.

Aus der DE-PS 33 07 730 C2 ist bereits eine solche Rohrwaffe bekannt, bei welcher die Treibmittelbrennkammer birnenförmig gestaltet ist, um eine vollständige Treibstoffumsetzung bei einem gleichförmigen Abbrand­ verhalten zu erzielen. Dabei sind in der um die Treibmittelkammer vorge­ sehenen Verdämmung Kanäle eingerichtet, die eine Verbindung zu dem auf der Austrittsseite befindlichen Geschoßraum herstellen. Diese Anordnung der Kanäle in der Verdämmung vermeidet eine Verblockung des Flüssigtreib­ stoffs durch den Hals der Treibmittelbrennkammer und erzeugt eine schnelle und vor allem reproduzierbare Oberflächenbildung.

Dieses vorgeschilderte System für den Geschoßantrieb durch monergole Flüssigkeiten ist sicherlich das einfachere gegenüber einem System mit einem Differentialdruckkolben, über den ein Treibstoff während des Ver­ brennungsvorganges in eine Brennkammer eingespritzt wird. Bei dem Ein­ pumpen des flüssigen Treibstoffes in einen Raum hinter dem Geschoß über­ nimmt das Geschoß selbst gegenüber dem Rohr die Abdichtung. Es bestehen jedoch immer wieder Schwierigkeiten, eine exakte Anzündung des komplett geladenen flüssigen Treibstoffes und Verbrennung zu erreichen.

Bei der Verwendung von klassischen Pulvertreibmitteln ist es bekannt, daß die Anzündung der Treibladung den genauen Schußablauf bestimmt, wobei durch die Formgebung des Pulvertreibmittels bereits eine Konstante vorliegt. Bei der Verwendung von monergolen Flüssigkeiten ist eine Formgebung im Sinne dieses klassischen Pulvertreibmittels nicht möglich und es kann durch geringfügige Änderung der Flammaus­ bildung der Anzündladung zu relativ großen Gasdrucksprüngen kommen. Diese lassen sich dadurch erklären, daß eine unterschiedliche Ober­ fläche der Flüssigtreibmittel entzündet wird, und dabei Gasblasen auftreten, die eine weitere Beschleunigung des Verbrennungsvorganges verursachen und bis zu einer Detonation im Waffengehäuse führen können.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der Erfindung, bei einer eingangs genannten Rohrwaffe die Anzündoberfläche immer gleich zu halten und einen schußgerechten Abbrand der flüssigen Treibmittel zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Patent­ anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen des Lösungsgedankens nach Patent­ anspruch 1 sind den Unteransprüchen 2 bis 15 zu entnehmen.

Entsprechend den Erfindungsmerkmalen wird das flüssige Treibmittel in den Röhrchen bzw. Bohrungen der Treibmittelkammer untergebracht und von einer Pulverladung stirnseitig angezündet. Mit dieser Anord­ nung wird somit erreicht, daß eine Art Stirnbrenner geschaffen und dadurch eine Blasenbildung vermieden wird. Der chemische Aufbau des Flüssigtreibmittels und der Anzündladung müssen natürlich jeweils auf das vorliegende Waffensystem abgestimmt werden, so wie es auch bei der Verwendung der klassischen Pulvertreibmittel üblich ist. Dazu gehört ebenso auch die Abstimmung der Durchmesser der Röhrchen bzw. Bohrungen und der Länge der Röhrchen.

Mit dieser Rohrwaffe werden die Vorteile erreicht, daß keine Kolben mehr bewegt werden müssen und das Füllen mit dem flüssigen Treib­ mittel blasenfrei durchgeführt werden kann. Die Gasströmungen können ohne nennenwerte Umleitungen erfolgen und es ist durch ein geeignetes Waffensystem eine Geschoßdurchladung möglich, ohne daß ein flüssiges Treibmittel abgepumpt werden muß. Dabei kann die Treibflüssigkeit im Bedarfsfall auch leicht ausgeblasen werden. Ferner wird bei dieser erfindungsgemäßen Rohrwaffe ein beweglicher Verschluß mit den auf­ wendigen Abdichtungen vermieden und die Ventile können mechanisch auf einfache Weise vom Patronenlager aus zwangsgesteuert werden.

In den Zeichnungen sind Beispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Rohrwaffe mit einer Treibmittelbrennkammer mit Röhrchen gemäß der Line II-II in Fig. 2;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch die Rohrwaffe mit der Treibmittelbrennkammer und einem schwenkbaren Patronenlager gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Waffengehäuse mit Treibmittelbrennkammer gemäß der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch die Rohrwaffe mit ausgeschwenktem Patronenlager;

Fig. 5 eine Treibmittelbrennkammer anderer Bauart im Schnitt in schematischer Darstellung;

Fig. 6 eine weitere Ausbildung der Treibmittel­ brennkammer in schematischer Darstellung im Längsschnitt;

Fig. 7 einen Querschnitt durch die Treibmittel­ brennkammer gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 eine in das schwenkbare Patronenlager eingesetzte Patrone mit verbrennbarem Boden im Schnitt;

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Sollbruchstellen des verbrennbaren Bodens der Hülse aus Fig. 8.

Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine schematisch darge­ stellte Treibmittelkammer.

Bei der Rohrwaffe 1 befindet sich im vorderen Teil des Waffengehäuses 2 das Waffenrohr 3 in üblicher Verankerung. An das Waffenrohr schließt sich ein schwenkbares Patronenlager 4 an, hinter das in axialer Verlängerung zum Waffenrohr die zylindrische Treibmittel-Brennkammer 5 vorgesehen ist. Am rückwärtigen Ende dieser Treibmittel-Brennkammer 5 befindet sich ein Abschlußteil 6 mit der Unterbringung von Zuführ­ leitungen 7 für den flüssigen Treibstoff und 8 für Luft, in die jeweils zwangsgesteuerte Ventile 9 und 10 eingesetzt sind. Beide Ventile 9 und 10 stehen mit Hebeln 11 und 12 in Verbindung, die auf einer gemeinsamen Achse 13 im Abschlußteil 6 schwenkbar gelagert sind.

In die Treibmittel-Brennkammer 5, welche einen gegenüber dem Kali­ ber 14 größeren Querschnitt bzw. Durchmesser aufweist, sind parallel zueinander angeordnete und parallel zur Kammerlängsachse 15 ausge­ richtete Röhrchen 16 eingesetzt, die an ihrem dem Abschlußteil 6 zugewandten Ende durch ein Rost 17 gehalten sind. In diesem Rost sind Öffnungen eingebracht, deren Durchmesser dem Innen- oder Außendurchmesser der Röhrchen entsprechen. Der Rost 17 ist mit dem hülsenförmigen Ansatz 18 des Abschlußteiles 6 verbunden.

Anstelle dieses einen hinteren Rostes 17 sind über die Axiallänge der Röhrchen 16 verteilt auch mehrere Postenordnungen möglich. Nach der Ausführung in Fig. 10 ist ein Rost 44 vorgesehen, welcher sich über die gesamte Länge der Röhrchen 16 erstreckt.

Eine andere Ausführung sieht vor, an die Stelle der in die Trei­ bmittel-Brennkammer 5 eingesetzten Röhrchen 16 einen kompakten zylin­ drischen Körper mit entsprechenden Längsbohrungen einzubringen. Das dem schwenkbaren Patronenlager 4 zugewandte Ende der Treibmittel- Brennkammer 5 besitzt einen Konus 19. Die Röhrchen 16 bzw. die ent­ sprechenden Bohrungen enden in einem Abstand zu diesem sich zum geschwenkten Patronenlager 4 hin verjüngenden Konus 19, so daß zwischen dem Konus und dem Ende der Röhrchen ein Durchströmquerschnitt 20 für den Durchtritt der Flüssigtreibmittel bzw. der Verbrennungs­ gase verbleibt.

Das geschwenkte Patronenlager 4 ist um die Achsen 21 gemäß Fig. 2 schwenkbar in eine Position, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Das geschwenkte Patronenlager wird gegenüber dem Waffengehäuse 2 durch eine ringförmig in einer Ausnehmung im Waffengehäuse 2 ver­ laufende Kunststoffdichtung 22 gegen den Austritt von flüssigen Treibmitteln beim Verschwenken des Patronenlagers abgedichtet. Ferner sind im geschwenkten Patronenlager sowohl zum Waffenrohr 3 als auch zum Waffengehäuse 2 gasdruckgesteuerte Dichtungen 23 eingesetzt, die über entsprechende Kanäle 24 und 25 mit der Treibmittelbrennkammer 5 bzw. dem Patronenlager 4 in Verbindung stehen. In einen nach außen führenden Kanal 26 in dem geschwenkten Patronenlager 4 ist ein durch eine Feder 27 betätigbares Ventil 28 eingesetzt. Der Kanal 26 steht bei verschwenktem Patronenlager 4 gemäß der Fig. 4 mit der Treibmittel-Brennkammer 5 in Verbindung und ermöglicht das Aus­ treten von flüssigen Treibmitteln oder Luft aus der Treibmittel-Brenn­ kammer 5. Die Abdichtung des Patronenlagers 4 gegenüber der Patrone 30 erfolgt durch die wulstartige Form des Bodens 29 der Patrone 30. Der Boden 29 ist verbrennbar und in eine metallische Hülse 31 einge­ setzt.

Wie die Fig. 8 zeigt, kann auch die gesamte Hülse 31 aus einem verbrennbaren Material geschaffen sein. Der Boden 29 kann zentral eine Sollbruchstelle 32 besitzen, um ein schnelles Durchzünden von der mit nicht dargestellten Mitteln anzündbaren Pulveranzündladung 33 in der Hülse 31 zu den flüssigen Treibmitteln zu ermöglichen. Um die Auswirkungen der Wärmeausdehnung gering zu halten, ist ko­ axial zu den Schwenkachsen 21 im Waffengehäuse 2 eine bogenförmige Nut 34 eingearbeitet, in welche eine ebenfalls bogenförmige Feder 35 des Schwenkpatronenlagers 4 eingreift.

Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, können die Röhrchen 16 bzw. die entsprechenden Bohrungen in einem Formkörper innerhalb der Treibmittel- Brennkammer 5 an ihrem dem Abschlußteil 6 zugewandten Ende stufen­ förmig ausgebildet sein. Dies bedeutet, daß die innenliegenden Röhrchen 16 die geringste Länge aufweisen, während in der jeweils darüberliegenden Stufe 36, 37, 38, die sich ringförmig aufbauen, jeweils längere Röhrchen 16 eingesetzt sind. Dadurch sind die radial außenliegenden Röhrchen 16 am längsten und reichen bis zum Anschluß­ teil 6. In jeder der Abstufungen 36, 37, 38 und 39 sind die Röhrchen in entsprechende Roste 40 gehalten. Wie die Fig. 5 außerdem zeigt, ist das mittlere Zentralröhrchen 41 von einem größeren Durchmesser als die übrigen Röhrchen 16.

Entsprechend der Ausbildung nach Fig. 6 kann das mittlere Zentral­ röhrchen 42 konisch ausgebildet sein, wobei es sich zum Schwenk­ patronenlager hin zunehmend verjüngt.

Im Beispiel nach Fig. 7 ist ferner aufgezeigt, daß die Treibmittel- Brennkammer 5 statt des kreisrungen Querschnittes ebenso auch ein Vieleck 43 sein kann, in welchem die Röhrchen 16, 41 und 42 unter­ gebracht sind.

Um eine Patrone in das geschwenkte Patronenlager 4 einzuführen, wird das Lager geschwenkt, so daß bspw. die Zuführung einer Patrone 30 von oben her möglich ist.

Die Ausstoßrichtung befindet sich in diesem Fall gegenüber der Zu­ führrichtung. Wenn die Patrone 30 eingeführt ist und das geschwenkte Patronenlager 4 in die koaxiale Lage zum Waffenrohr und zur Treib­ mittel-Brennkammer 5 zurückgeschwenkt ist, hat der Hebel 11 die Zuführung von Treibstoff über das Ventil 7 freigegeben und die Treib­ mittel-Brennkammer 5 mit flüssigem Treibstoff gefüllt.

Dabei kann der Hebel durch die zugeführte Patrone oder aber von Hand betätigt gesteuert sein. Die in der Treibmittel-Brennkammer 5 evtl. noch befindliche Luft und ggf. zuviel eingebrachter Treibstoff werden über das Ventil 28 in dem geschwenkten Patronenlager 4 nach außen abgeleitet. Beim Schwenken des geschwenkten Patronenlagers 4 in die Schußposition übernimmt die Kunststoffdichtung 22 die Ab­ dichtung nach außen. Nach der Zündung der Pulvertreibladung 33 (An­ feuerladung) durch einen mechanischen oder einen elektrischen Zünd­ mechanismus (nicht dargestellt) wird die flüssige Treibladung ange­ feuert und der Schuß "bricht". Danach kann in der eingeschwenkten Stellung des geschwenkten Patronenlagers 4 entlüftet werden. Wenn schnelles Laden erforderlich ist, kann die Entlüftung während des Ausschwenkens des Schwenkpatronenlagers in die Ladestellung durch Betätigung eines Lüftungsventils erfolgen. Ebenso kann auch bei geladener Waffe ein Munitionswechsel vorgenommen werden, ohne daß das Treibmittel ausgeblasen werden muß.

Bei Zündung der Anzündladung 45 wird das Treibmittel in den Röhrchen 16 der Treibmittel-Brennkammer 5 angezündet. Die entstehenden Druck­ gase treiben das Geschoß 46 durch den Waffenlauf 47. Es entsteht zuerst eine Kompressionsphase, in welcher die Verbrennungsgase bei Zündung der Anzündladung durch die Düse 48 des mittleren Röhrechen 16 und auf die übrigen Röhrchen sowie den Geschoßboden schlagen. Danach schließt sich die Ausspritzphase an, in welcher die Verbrennung sich fast ausschließlich im mittleren Röhrchen fortsetzt und am hinteren Ende in die übrigen Röhrchen umschlägt.

Claims (18)

1. Rohrwaffe mit einem Geschoßantrieb durch monergole Flüssigtreibmittel, mit einem Waffenrohr, einem Waffengehäuse und einem hinter dem Pa­ tronenlager im Waffengehäuse angeordneten Treibmittellager, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittellager aus einer koaxial zum Patronenlager (4, 14) und dem Waffenrohr (3) im Waffengehäuse (2) angeordneten zylindrischen Kammer (5) gebildet ist, in die parallel zueinander und zur Kammer­ längsachse (15) ausgerichtete Röhrchen (16, 41) eingesetzt sind, die wahlweise auf ihrer gesamten Länge oder mit ihren dem Patronenlager (4, 14) abgewendeten offenen Enden in zumindest einem Rost (17, 40) gehalten sind und mit Zuführeinrichtungen (7, 8, 9, 10) für Luft und monergole Treibmittel in Verbindung stehen, während die vorderen Enden der Röhrchen (16, 41) am Patronenlager (4, 14) und der vorderen Anzündung enden.

2. Rohrwaffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kammer (5) ein zylindrischer Körper mit parallel zuein­ ander und zur Kammerlängsachse (15) ausgerichteten Bohrungen eingesetzt ist.

3. Rohrwaffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im Rost (17, 40) dem Innendurchmesser der Röhrchen (16, 41, 42) entsprechen.

4. Rohrwaffe nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrchen (16, 41, 42) fest miteinander verbunden und gegen Verschiebung in ihrer Längsrichtung in der Brennkammer 5 gesichert sind.

5. Rohrwaffe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Zentralröhrchen (41) bzw. die Zentralbohrung einen gegenüber den anderen Röhrchen (16) bzw. Bohrungen größeren Innendurchmesser aufweist.

6. Rohrwaffe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhrchen (16) bzw. Bohrungen an ihren dem Patronenlager (4, 14) abgewandten Enden derart abgestuft sind, daß ausgehend von den mittig liegenden kürzeren Röhrchen (16) bzw. Bohrungen die jeweils kreisringförmig angeordneten nächsten Röhrchen (16) bzw. Bohrungen eine jeweils größere Länge aufweisen und die kreisringförmig angeordneten äußeren Röhrchen (16) bzw. Bohrungen bis zum hinteren Ende der Kammer (5) geführt sind, wobei die Röhrchen (16) jeweils durch ringförmige Roste (40) an den Ab­ stufungen (36, 37, 38, 39) gehalten sind.

7. Rohrwaffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralbohrung (42) konisch mit zum Patronenlager (4, 14) verjüngenden Querschnitt ausgebildet ist.

8. Rohrwaffe nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Röhrchen (16) bzw. die Zentralbohrung (42) an dem zum Patronenlager weisenden Ende düsenförmig (48) verengt.

9. Rohrwaffe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (5) im Querschnitt als ein Vieleck (43) ausge­ bildet ist.

10. Rohrwaffe nach den Ansprüchen 1, 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (5) an ihrem dem Patronenlager (4) zugewandten Ende von einem gegenüber dem Patronenlager (4) größeren Quer­ schnitt konisch gestaltet ist, wobei die Röhrchen (16) bzw. Bohrungen in einem Abstand von der konischen Wand (19) enden, daß der Durchströmungsquerschnitt (20) an dieser Stelle für die Flüssigtreibmittel mindestens dem Querschnitt aus der Differenz vom Kammerdurchmesser zum Patronenlagerdurchmesser (Kaliber 14) entspricht.

11. Rohrwaffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuführleitungen (7, 8) für das Flüssigtreibmittel und für die Luft jeweils Ventile (9, 10) eingesetzt sind, welche durch Hebel (11, 12) entsprechend der Waffenfunktion zwangsge­ steuert und auf einer gemeinsamen Achse (13) im Abschlußteil (6) hinter der Kammer (5) schwenkbar gelagert sind.

12. Rohrwaffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Patronenlager (4) im Waffengehäuse (2) als ein vor der Treibmittelkammer (5) angeordnetes Schwenkpatronenlager (4) ausgebildet ist, welches zum Waffenrohr (3) und zur Treib­ mittelkammer (5) druckgasgesteuerte Dichtungen (23) besitzt und durch eine ringförmige Kunststoffdichtung (22) im Waffenge­ häuse (2) beim Verschwenken um die Schwenkachsen (21) gegenüber dem Flüssigtreibmittel abgedichtet ist.

13. Rohrwaffe nach den Ansprüchen 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Schwenkpatronenlager (4) ein durch eine Feder (27) be­ tätigbares Ventil (28) in einem nach außen offenen Kanal (26) eingesetzt ist, der in der ausgeschwenkten Lage des Schwenk­ patronenlagers (4) mit der Treibmittelkammer (5) in Verbindung steht.

14. Rohrwaffe nach den vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmittelkammer (5) an ihrem dem Patronenlager (4) zugewandten Ende durch den Boden (29) einer eingeführten Patrone (30) abgedichtet ist, der innerhalb einer Metallhülse (31) eine zur Treibmittelkammer (5) gerichtete Platte aus brenn­ barem Material aufweist und in Anpassung an das jeweilige Waffen­ system ballig, kugelig oder eben geformt ist.

15. Rohrwaffe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (29) Sollbruchstellen (32) besitzt.

16. Rohrwaffe nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Hülsenbodens (29) größer ist als der Ausströmungsquerschnitt (20) aus der Treibmittelkammer (5).

17. Rohrwaffe nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Patronenlager (4) am hinteren Ende eine Feder (35) besitzt, welche in eine Nut (34) im Waffengehäuse (2) eingreift.

18. Rohrwaffe nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Patronenlager (4) in den Achsen (21) längsbeweglich gelagert ist, um die Wärmeausdehnung des Patronenlagers nur gegen das Rohr zu gewährleisten.