DE3886849T2 - Treibladung für Geschütze und Verfahren zum Herstellen einer solchen Ladung. - Google Patents

Treibladung für Geschütze und Verfahren zum Herstellen einer solchen Ladung.

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DE3886849T2 DE88201461T DE3886849T DE3886849T2 DE 3886849 T2 DE3886849 T2 DE 3886849T2 DE 88201461 T DE88201461 T DE 88201461T DE 3886849 T DE3886849 T DE 3886849T DE 3886849 T2 DE3886849 T2 DE 3886849T2
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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treibladung für Geschütze, die eine hohe Ladungsdichte und eine hohe Progressivität aufweisen kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Ladung.
  • Stand der Technik
  • In der Regel bestehen Treibladungen für Geschütze entweder aus losen Blättchenkörnern, Stangen oder durchbohrten Zylindern, oder aus Stäben mit oder ohne Perforationen, die in einem Gehäuse oder einer Hülse eingeschlossen sind, wobei die Länge der durchbohrten Treibmittelstäbe bis jetzt aus Gründen der Verbrennung grundsätzlich auf maximal den einhundertfachen Durchmesser der inneren Kanäle des Pulvers begrenzt worden ist. Desweiteren sind Ladungen dieses Typus oft aus Mischungen unterschiedlicher Chargen zweier oder mehrerer Pulver zusammengesetzt. In diesem Zusammenhang ist es von geringer Bedeutung, ob das Pulver aus rein chemischer Sicht vom ein-, zwei- oder vom variierenden dreifachbasischen Typus ist und ob die Oberfläche beschichtet oder mit einem Inhibitor behandelt ist oder nicht.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft daher Treibladungen für Geschützmunition, die mit einer extrem hohen Ladungsdichte und einer hohen Progressivität versehen werden können. Die Erfindung betrifft gleichfalls ein Verfahren zum Herstellen solcher Ladungen.
  • Im allgemeinen kann angenommen werden, daß ein normales Treibmittel ein spezifisches Gewicht von ungefähr 1,53 hat. Bei Ladungen, die aus Treibmitteln aus losen Körnern oder Stäben des obenerwähnten Typus bestehen, wird eine Ladungsdichte von ungefähr 0,9 g/cc erreicht. Andererseits ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, Ladungen mit Ladungsdichten von bis zu 1,4 g/cc herzustellen, was eine beträchtliche Erhöhung bedeutet. Dies kann von Bedeutung sein in den Fällen, in denen die Festigkeitsparameter und Leistungsfähigkeit eines Geschützes, beispielsweise einer Haubitze, eines Panzergeschützes oder eines Schiffsgeschützes, es der Waffe ermöglichen, Treibladungen standzuhalten, die größer sind als diejenigen, die in der Kammer der Waffe untergebracht werden könnten, wenn das Pulver in losem Zustand oder in Stabform wäre. Die erfindungsgemäße Ladung ermöglicht es somit, die Leistungsfähigkeit von älteren, qualitativ hochwertigen Artilleriegeschützen zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Herstellen von Treibladungen für Geschütze und Ladungen, die nach diesem Verfahren hergestellt sind, wobei diese Ladungen eine hohe Ladungsdichte und eine hohe Progressivität aufweisen, was durch eine Zusammenstellung von lose hinzugefügtem, nichtorientiertem Treibmittelpulver in Form von Blättchen, Pulverkörnern, kurzen Pulverstangen oder röhren einerseits und geformtem Treibmittelpulver in Form von dichtgepackten, röhrenförmigen Ein- oder Mehrloch- Treibmittelstäben mit inneren Verbrennungskanälen und mit einer großen Länge im Verhältnis zu diesen Verbrennungskanälen und mit einer Gesamtlänge, die wenigstens dem größten Teil des verfügbaren Ladungsraums für die betreffende Ladung entspricht, erreicht wird.
  • Treibladungen mit hoher Progressivität, die sowohl lose hinzugefügte, nicht orientierte Treibmittelkörner als auch geformtes Treibmittel enthalten, sind in der EP-A-0082758 beschrieben, die die Basis für die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 3 bildet. Das geformte Treibmittel entsprechend dieser Beschreibung wird allerdings als zertrümmerbare Treibmittelkugeln hinzugefügt, die einen kleineren Durchmesser als die Austrittsöffnung der betreffenden Ladung aufweisen.
  • Die langen Ein- oder Mehrloch-Treibmittelstäbe, die Teil der Ladung entsprechend der vorliegenden Erfindung sind, sind jedoch vor dem Hinzufügen zu der erfindungsgemäßen Ladung in vorbestimmten Abständen mit Perforationen von der Außenseite der Treibmittelstäbe versehen worden, die alle Verbrennungskanäle erreichen.
  • Treibladungen aus dichtgepackten Mehrloch-Treibmittelstangen von großer Länge im Vergleich zum Durchmesser der Verbrennungskanäle, die mit Perforationen in vorbestimmten Abständen versehen sind, sind als solche aus DE-C-135201 bekannt. Die Perforationen entsprechend diesem Patent sind jedoch in der Form von offenen Schnitten ausgeführt, die durch Abschneiden eines Teils des Treibmaterials erreicht werden, dies bewirkt, daß diese Perforationen als Gasauslässe wirken, wenn die Treibmittelstangen an ihrer Außenseite und entlang der Verbrennungskanäle entzündet werden. Die Gasgeschwindigkeit in solchen Gasauslässen steigt sehr stark an, was den Bereich des Gasauslasses ausfrißt und so eine unvollständige Verbrennung des Treibmittelmaterials bewirkt.
  • Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil vermieden, indem jede dieser Perforationen quer durch die Treibmittelröhren ausgeführt wird, ohne Treibmittelmaterial zu entfernen, und mit ausreichender Weite, um durch alle Verbrennungskanäle in der Treibmittelröhre zu verlaufen. Die Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.
  • Der solchen geschwächten Bereichen eigene Vorteil liegt darin, daß die Stäbe während der anfänglichen Phase der Verbrennung durch den inneren Gasdruck quer entlang dieser Schwächungspunkte zersprengt werden, wonach die Verbrennung dieses Teils der Ladung in der gleichen Weise stattfindet wie bei einer Ladung, die ursprünglich aus durchbohrten Treibmittelkörnern mit geringer Länge bestanden hat.
  • Röhrenförmige Ein- oder Mehrloch-Treibmittelstangen, die mit dieser bestimmten Art von Perforationen versehen sind, die quer durch die Treibmittelstange, ohne das Entfernen von Treibmittelmaterial und mit einer ausreichenden Weite, um durch alle Verbrennungskanäle in der Treibmittelröhre zu verlaufen, ausgeführt sind, sind in unserem gleichfalls anhängigen europäischen Patent 0304100 beschrieben.
  • Ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft das korn-, blättchen-, röhren- oder stangenartig geformte Pulver, das den verbleibenden Bereich des verfügbaren Ladungsraums ausfüllt. Diese Menge losen Pulvers kann, wenn gewünscht, um das Bündel oder die Bündel der Treibmittelstäbe herum verdichtet werden. Erfindungsgemäß bestehen die Treibmittelstangenbündel geeigneterweise aus durchbohrtem 1-, 7-, 19- oder 37-Loch-Pulver einer optimalen äußeren Konfiguration. Andere Formen und Anzahlen von Perforationen können ebenfalls in Betracht gezogen werden.
  • Eine erfindungsgemäße Treibladung kann mit einer extrem hohen Ladungsdichte versehen werden, indem ein beträchtlicher Teil ihres Gesamtvolumens aus dichtgepackten, röhrenförmigen Treibmittelstäben besteht. Wenn überdies diese Stäbe äußerlich mit einer Substanz mit geringerer Brenngeschwindigkeit als das Treibmittel inhibiert sind, erhält dieser Teil der Ladung eine sehr hohe Progressivität, indem die Treibmittelstäbe zumindest anfänglich von innen mit einem infolgedessen fortlaufend sich vergrößerndem Brennbereich abbrennen. Wenn die Inhibierungssubstanz verbraucht ist, wird ein großer stufenweiser Anstieg des Brennbereichs erhalten, der eine weiter ansteigende Gaserzeugung verursacht. Die vorstehend erwähnten Schwächungen der Treibmittelstäbe sind geeigneterweise in Abständen angeordnet, die das zehn- bis hundertfache des Durchmessers der inneren Verbrennungskanäle betragen. Die Verbrennungskanäle des röhrenförmigen Treibmittels sollten vorzugsweise mit wenigstens jedem zweiten dieser Schwächungspunkte verbunden sein.
  • Als ein Ergebnis der Schwächungspunkte erhält man ein stangenartig geformtes, röhrenförmiges Treibmittel, das sich beim Hantieren und während der Entzündungsphase wie ein röhrenförmiges Treibmittel mit voller Länge verhält, das aber während der Verbrennung zersprengt wird und schließlich vollständig verbrennt, als ob es aus einem normalen röhrenförmigen Treibmittel bestünde, das in kurze Längen geschnitten worden ist. Ansonsten zeigen röhrenförmige Treibmittel mit großer Länge eine deutliche Tendenz, nach einer kurzen Verbrennungsperiode von dem inneren Gasdruck in irreguläre Fragmente zersprengt zu werden, die sogleich katastrophale Druckspitzen in dem Lauf hervorrufen.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß vollständig vermieden. Eine besonders vorteilhafte Art der Schwächung weist eine symmetrisch angeordnete Durchbohrung einer vorbestimmten Weite auf, die vollständig ohne das Entfernen jeglichen Treibmittels ausgeführt ist. Somit nimmt eine solche Durchbohrung eher die Form eines mittigen Einschnitts an. Da die Durchbohrung eine bestimmte Menge von Treibmittel auf jeder Seite beläßt, können die Röhren nichtsdestotrotz einen hohen Grad von Zusammenhalt und Festigkeit behalten. Desweiteren ist es in einem Mehrlochtreibmittel häufig möglich, mit einem einzigen Einschnitt alle Verbrennungskanäle abzudecken, was eine schnelle innere Gesamtentzündung, wirksame Spaltungsbereiche und ein hohes Ladungsgewicht sicherstellt, während die Röhren dennoch einen überlegenen anfänglichen Zusammenhalt aufweisen.
  • Wie oben schon erwähnt, verbrennen die geschwächten Treibmittelstäbe in der gleichen Art und Weise wie eine entsprechende Menge von röhrenförmigem Treibmittel, das ursprünglich in kürzere Stücke geschnitten worden ist, mit Ausnahme der Tatsache, daß diese Verbrennung innerhalb eines kleineren Gesamtvolumens stattfindet, da die erfindungsgemäßen Treibmittelstäbe von Anfang an innerhalb eines kleineren Volumens als im Fall von lose angeordneten, kurzen röhrenförmigen Treibmittelstangen konzentriert sind.
  • Ein anderer Weg, das unkontrollierte Brechen der sehr langen Treibmittelstäbe während der Verbrennung zu verhindern, besteht darin, jeden Treibmittelkanal mit einem zur äußeren Oberfläche durchlaufenden Längsschlitz zu versehen, allerdings wird das Treibmittel, wie bereits ausgeführt, dann degressiv.
  • Die primäre Aufgabe des erfindungsgemäßen Ladungsteils, das anfänglich aus lose angeordneten, d.h. nicht orientierten Blättchen, Pulverkörnern oder kurzen Pulverstangen oder -röhren besteht, die um die ausgerichteten Stäbe herum angeordnet sind und die innerhalb vernünftiger Grenzen verdichtet werden können, besteht darin, eine schnelle vollständige Entzündung der gesamten Ladung und eine schnelle anfängliche Gaserzeugung sicherzustellen. Es ist auch eine einfache Angelegenheit, loses Pulver zu benutzen, um diejenigen Teile eines eingeschnürten Gehäuses auszufüllen, die nicht ohne Schwierigkeiten mit dichtgepackten BündeIn der Treibmittelstäbe gefüllt werden können.
  • Das Mischen von geschwächtem, röhrenförmigem Treibmittel und einer oder mehrerer Arten von lose angeordnetem Pulver eröffnet beträchtliche Möglichkeiten zum Steuern des Verbrennungsvorgangs bei einem gewünschten Druck in dem Lauf als Funktion der Zeit.
  • Das einfachste Verfahren zum Füllen eines Gehäuses mit einer erfindungsgemäßen Treibladung besteht darin, zunächst ein oder mehrere Bündel aus langen Treibmittelstäben anzuordnen, deren gesamter äußerer Durchmesser grundsätzlich dem Innendurchmesser der Gehäusemündung oder einer anderen gewünschten äußeren Abmessung entspricht, wonach das oder die Bündel in das Gehäuse eingesetzt werden und der verbleibende Raum innerhalb des Gehäuses mit losem Pulver gefüllt wird.
  • Es ist im Rahmen der Erfindung auch denkbar, röhrenförmige Bündel von Treibmittelstäben so anzuordnen, daß loses Pulver in die Mitte der Ladung gefüllt wird. Desweiteren kann ein bestimmter Bereich, beispielsweise die rückwärtige Hälfte des Gehäuses einer Hülse, mit dichtgepackten, geschwächten röhrenförmigen Treibmittelstäben und der verbleibende Teil des Gehäuses mit Pulverkörnern oder -blättchen einer beliebigen Art gefüllt werden.
  • Kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen Die vorliegende Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche abgegrenzt und wird jetzt im Detail im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 1 zeigt einen Bereich eines senkrecht zu seiner Längsachse geschwächten Treibmittelstabs;
  • Fig. 2 zeigt in einem größeren Maßstab einen Schnitt durch einen der rosettenartig geformten geschwächten Treibmittelstäbe;
  • Fig. 3 ist eine Endansicht der dichtgepackten Treibmittelstäbe;
  • Fig. 4 zeigt in einem kleineren Maßstab einen teilweisen Längsschnitt eines erfindungsgemäß geladenen Gehäuses.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform Der in Fig. 1 gezeigte Treibmittelstab oder -strang 1 besteht aus einem durchbohrten Siebenloch-Treibmittelstab in Rosettenform, der durch Perforationen, deren Querschnitt (in größerem Maßstab) in Fig. 2 gezeigt ist, geschwächt ist. Somit ist der Treibmittelstab 1 mit in Längsrichtung verlaufenden Verbrennungskanälen versehen, die sechs Randkanäle 2 und einen mittigen Kanal 3 umfassen, wobei der Stab desweiteren mit einer Anzahl von Perforationen 4 versehen ist.
  • Der Abstand zwischen zwei Schwächungspunkten, in diesem Zusammenhang also Perforationen des Treibmittelstabs, ist in Fig. 1 mit a bezeichnet. Dieser Abstand entspricht einer geeigneten Länge für ein röhrenförmiges Treibmittel. Der Grund dafür liegt darin, daß die Länge nicht zu groß sein sollte, da andernfalls kritische Gasgeschwindigkeiten benachbart den Auslaßmündungen der Kanäle entstehen könnten. Sobald die Gaserzeugung initiiert worden ist, werden die erfindungsgemäßen Treibmittelstäbe an den Schwächungspunkten zersprengt. Diese stellen somit eine vollständige Entzündung entlang der Kanäle 2 und 3 sicher und dienen als Bruchzonen, wenn der Gasdruck ansteigt.
  • Fig. 2 zeigt ein besonders vorteilhaftes Schwächungsverfahren von beispielsweise rosettenförmigen Stäben, wobei in der Figur ein rosettenförmiger Siebenloch-Stab gezeigt ist, der mittels einer mittig angeordneten Totaldurchbohrung 4 ohne Entfernen von jeglichem Treibmittel geschwächt ist, wobei jede Durchbohrung 4 durch alle Verbrennungskanäle 2 und 3 des Treibmittels verläuft, aber eine ausreichende Menge von Treibmittel 5 an jeder Seite der Durchbohrung beläßt, damit das Treibmittel eine gute Stabilität behält.
  • Der in Fig. 1 gezeigte Treibmittelstab ist auf diese Weise behandelt.
  • Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, können in Längsrichtung gebrochene Treibmittelstäbe 12 als Füllmaterial um den Außenumf ang der Treibmittelstabbündel herum verwendet werden. Spezielle Bänder zum Binden der gebündelten Konfiguration der Treibmittelstäbe sind in Fig. 4 mit 6 bezeichnet. Fig. 4 zeigt gleichfalls ein Gehäuse 7 mit seinem zugehörigen Zünder 8; mit 9 sind locker gepackte, nicht orientierte Treibmittelkörner in der Form von Blättchen, Stangen oder Röhren kurzer Länge gekennzeichnet.
  • In der in Fig. 4 gezeigten Alternative besteht die Ladung einerseits aus einem Bündel von röhrenförmigen Stäben 11, die in der oben beschriebenen Weise geschwächt sind und/oder Längsschlitze aufweisen, wobei der gesamte Außendurchmesser der Bündel nicht größer als der Innendurchmesser des Füllstutzens des Gehäuses ist, und andererseits aus locker gepacktem Treibmittel 9. In diesem Fall weist das Treibmittelstabbündel volle Länge auf, d.h. es erstreckt sich vom Boden des Gehäuses bis zur tiefsten Stellung 10 des passend im Gehäuse befindlichen Projektils. Es ist ebenfalls denkbar, daß die Ladung in einige Teilladungen aufgeteilt ist. Das lose Treibmittel 9 kann möglicherweise leicht verdichtet werden. Wie vorstehend erwähnt, kann jegliche Anzahl anderer Kombinationen zwischen einem Bündel aus geschwächten oder längsgeschlitzten röhrenförmigen Treibmittelstäben und locker gepacktem Treibmittel verwendet werden, um Ladungen herzustellen, die in jedem individuellen Fall den gewünschten Druckverlauf als Funktion der Zeit ergeben.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen von Geschütztreibladungen für mit einer hohen Ladungsdichte und einer hohen Progressivität, die innerhalb eines Ladungsraums eine Zusammenstellung von geformtem Treibmittelpulver (1) und lose hinzugefügtem, nichtorientiertem Treibmittelpulver (11), das in der Form von Blättchen, Pulverkörnern, kurzen Ein- oder Mehrloch- Pulverstangen oder -röhren (9) den verbleibenden verfügbaren, nicht von dem geformten Treibmittelpulver besetzten Ladungsraum einnimmt, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das geformte Treibmittelpulver als dichtgepacktes Bündel von röhrenförmigen Ein- oder Mehrloch-Treibmittelstäben (1) mit inneren Verbrennungskanälen (2, 3), mit einer großen Länge im Verhältnis zum Durchmesser der Verbrennungskanäle (2, 3) und mit einer mindestens dem größten Teil des verfügbaren Ladungsraums für die betreffende Ladung entsprechenden Gesamtlänge hinzugefügt wird, wobei die Stäbe (1) vorher in vorbestimmten Abständen mit Perforationen (4) von der Außenseite der Treibmittelstangen versehen worden sind, die alle längsverlaufenden Verbrennungskanäle (2, 3) erreichen und die als quer durch die Treibmittelstäbe (1) verlaufende Einschnitte oder Schlitze ohne das Entfernen von jeglichem Treibmittelmaterial ausgeführt sind.
2. Verfahren zum Herstellen einer Treibladung für Geschütze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lose hinzugefügte, nicht orientierte Treibmittel (9) außerhalb der gebündelten Treibmittelstäbe (1) auf eine Dichte verdichtet ist, die höher ist als die ohne Verdichtung erhaltene Dichte.
3. Treibladung, die nach einem Verfahren entsprechend Anspruch 1 oder 2 hergestellt ist, und die innerhalb eines Ladungsraums eine Zusammenstellung von geformtem Treibmittelpulver (1) und losem, nichtorientiertem Treibmittelpulver, das in der Form von Blättchen, Pulverkörnern, kurzen Pulverstangen oder -röhren (9) den verbleibenden verfügbaren, nicht von dem geformten Treibmittelpulver besetzten Ladungsraum einnimmt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das geformte Treibmittelpulver aus dichtgepackten, röhrenförmigen Einoder Mehrloch-Treibmittelstäben (1) mit inneren Verbrennungskanälen (2, 3), mit einer großen Länge im Verhältnis zum Durchmesser der Verbrennungskanäle (2,3) und mit einer wenigstens dem größten Teil des verfügbaren Ladungsraums für die betreffende Ladung entsprechenden Gesamtlänge besteht, wobei die Stäbe (1) in vorbestimmten Abständen mit Perforationen (4) von der Außenseite versehen sind, die alle längsverlaufenden Verbrennungskanäle (2, 3) erreichen, die als Einschnitte oder Schlitze quer durch die Treibmittelstäbe (1) ohne das Entfernen von jeglichem Treibmittelmaterial ausgeführt sind.
4. Treibladung für Geschütze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lose hinzugefügte nichtorientierte Treibmittel (9) außerhalb der gebündelten Treibmittelstäbe auf eine Dichte verdichtet ist, die höher ist als die ohne Verdichtung erhaltene Dichte.
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