DE3921400C2 - Kanonenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kanonenanordnung, die eine Pulverkanone aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Pulverkanonen, wie sie etwa für Kampfpanzer vorgesehen sind und die zum Verschießen einer Geschoßanordnung eingerichtet sind, die be­ vorzugt aus einem Treibspiegel und einem pfeilstabilisierten Ge­ schoß gebildet ist, sollten eine möglichst hohe Mündungsgeschwin­ digkeit erzielen, um neben hoher Durchschlagskraft auch die beim Schuß auf bewegte Ziele erforderliche rasante Flugbahn aufzuwei­ sen.

Derartige Kanonen weisen beim Abschuß einen Arbeitsgasdruck in der Größenordnung von etwa 6000 bar auf. Dieser Arbeitsgasdruck könnte allenfalls noch bis auf 7000 bar gesteigert werden, wodurch jedoch eine Gewichtszunahme der Kanone, eine stärker ausgelegte Verschlußmechanik und eine erheblich verringerte Lebensdauer in Kauf genommen werden müß­ ten. Eine weitere Steigerung des Gasdrucks ist trotz allen Aufwan­ des nicht mehr möglich, da bei noch höherem Gasdruck die Innenober­ fläche der Kanone, die diesem Gasdruck ausgesetzt ist, so weit pla­ stifiziert wird, daß eine solche Kanone gewissermaßen nach dem er­ sten Schuß schon ausgeschossen wäre.

Die Beschleunigung des Geschosses erfolgt proportional zum Druck der Verbrennungsgase der Treibladung, der auf die Druckaufnahmeflä­ che der Geschoßanordnung einwirkt, also auf die Heckfläche von Ge­ schoß und/oder Treibspiegel.

Da im Verlauf der Reaktion der Treibladung, die am Stoßboden eines herkömmlichen Geschützes verbleibt, sich der Abstand zwischen die­ sem Stoßboden und dem Geschoß progressiv erhöht, und da außerdem hinter dem Heck des Geschosses eine Expansionswelle entsteht, die in Richtung des Stoßbodens verläuft, stellt sich ein Druckgradient zwischen Stoßboden und Geschoßheck ein, wobei der am Stoßboden vor­ liegende Maximaldruck zwar den Verschluß voll belastet, aber nicht in voller Höhe auf das Heck der Geschoßanordnung zu deren Beschleu­ nigung einwirkt.

Um die lediglich die Lebensdauer des Geschützes beeinträchtigende Druckspitze beim Abbrand der Treibladung zu mindern, setzt man ei­ nen Treibsatz ein, der ein möglichst progressives Abbrennverhalten hat. Diese Maßnahme ist allerdings nur sehr begrenzt einsetzbar, da das Abbrennen der gesamten Treibladung auf jeden Fall in wenigen Millisekunden erfolgen muß, so lange sich das Geschoß noch im Rohr befindet, wenn man ein gut reproduzierbares Schußergebnis erzielen will und einen starken Mündungsblitz verhindern will.

Es ist ferner üblich, zwischen der Geschoßanordnung und dem Stoßbo­ den beim Abschuß einen durch die jeweilige Kammer gegebenen Abstand vorzusehen, wobei diese Kammer einen Druckentwicklungsraum bildet, der infolge seiner Größe den Maximaldruck mindern soll. Diese Kam­ mer weist oft ein erheblich größeres Volumen auf, als es für die Treibladung eigentlich erforderlich wäre, so daß die Gesamtlänge des Rohres und damit auch der Kanone vergrößert wird, ohne daß hierdurch ein unmittelbarer Beitrag zur ballistischen Leistung er­ bracht wird.

Es wurden auch schon Versuche mit einer zweigeteilten Treibladung angestellt, die aus einer ortsfesten, am Stoßboden angeordneten Primärladung und aus einer an der Geschoßanordnung angebrachten, sich mit dieser mitbewegenden Sekundärladung gebildet ist; hierbei soll die Primärladung der Geschoßanordnung eine An­ fangsbeschleunigung mitteilen und die Sekundärladung anzünden, die ihrerseits unmittelbar am Geschoßheck verbleibt und dort während der zunehmenden Beschleunigung des Geschosses abbrennt.

Die Versuche mit einer solchen zweigeteilten Ladung waren bisher jedoch nicht erfolgreich, da die abbrennende Primärladung das Ein­ halten eines genauen Anzündezeitpunktes für die Sekundärladung er­ schwert hat, so daß keine ausreichend reproduzierbaren Ergebnisse erzielt werden konnten. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß bei einer zweigeteilten Ladung dann, wenn tatsächlich eine nennenswerte Steigerung der ballistischen Leistung der mit dieser Ladung ausge­ statteten Kanone erzielt werden soll, diese Kanone zwangläufig dann Schaden nimmt, wenn durch eine Störung die Sekundärladung zu früh­ zeitig anbrennen sollte.

Es ist auch der Versuch bekannt (DE-PS 10 56 968), längs des Rohres eine Anzahl zur Schußrichtung geneigter, in das Rohr einmündender Ladungskammern vorzusehen, mit jeweils einer Ladung, die beim Passieren des Ge­ schosses angezündet wird. Auch diese Versuche waren nicht erfolg­ reich.

Schließlich wurde auch noch vorgeschlagen (DE-PS 33 44 636 A1), zusätzlich zur Pulverka­ none eine elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung vorzusehen, welche, in Schußrichtung gesehen, nach der Mündung des Rohres ange­ ordnet ist und dazu dienen soll, auf die Geschoßanordnung noch eine zusätzliche, weitere Beschleunigung aufzubringen.

Diesem Vorschlag, von dem die Erfindung ausgeht, kommt jedoch bis­ her nur eher theoretische Bedeutung zu, denn die erst bei hoher Fluggeschwindigkeit der Geschoßanordnung auf diese aufgebrachte, zusätzliche Beschleunigung erfordert u. a. wegen des erheblichen, zu überwindenden Luftwiderstandes der Geschoßanordnung eine außeror­ dentlich hohe elektrische Energie, deren Bereitstellung nur durch eine voluminöse Kondensatorbatterie möglich ist. Um diese elektri­ sche Energie der elektromagnetischen Beschleunigungseinrichtung an der Mündung des Kanonenrohres zuzuführen, sind sehr dicke, elektri­ sche Leitungen erforderlich, welche die Handhabung der gattungsbil­ denden Kanonenanordnung erschweren, deren Rohr ohnehin schon um die elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung verlängert ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Er­ findung, eine solche Kanonenanordnung mit elektromagnetischer Be­ schleunigungseinrichtung dahingehend weiterzubilden, daß unter Ver­ meidung mindestens eines Teils der obengenannten Nachteile ohne Überschreitung des zulässigen Maximaldruckes höhere Geschoßge­ schwindigkeiten oder bei gleichbleibender Geschoßgeschwindigkeit eine jeweils leichte und ggf. auch kürzere Kanonenanordnung ermög­ licht werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei ist erfindungsgemäß die magnetische Beschleunigungseinrich­ tung nicht, wie bei der gattungsbildenden Anordnung, als Nachbe­ schleunigungseinrichtung ausgebildet und an der Mündung des Rohres der Pulverkanone angebracht, sondern bildet eine am Stoßboden ange­ ordnete Vorbeschleunigungseinrichtung.

Erfindungsgemäß ist die Anzündeinrichtung für die Treibladung auf die Steuerung zum Aktivieren der elektromagnetischen Beschleuni­ gungseinrichtung so abgestimmt, daß die Anzündung der Treibladung erst dann erfolgt, wenn die Geschoßanordnung bereits beschleunigt ist und sich in Bewegung befindet.

Da die Aktivierung der elektromagnetischen Beschleunigungseinrich­ tung mit höchster Reproduzierbarkeit steuerbar ist und somit ohne weiteres auf den Anzündvorgang der Treibladung abstimmbar ist, be­ steht nicht die Gefahr, daß die Anzündung der Treibladung bereits erfolgt, bevor die Geschoßanordnung beschleunigt wurde.

Die Aktivierung der Beschleunigungseinrichtung erfolgt vorzugsweise vor dem Anzünden der Treibladung; dies ist aber nicht zwingend er­ forderlich, sondern die Aktivierung der Beschleunigungseinrichtung richtet sich grundsätzlich nach dem Druckverlauf beim Abbrennen der Treibladung und erfolgt zu einem solchen Zeitpunkt, daß der Abstand zwischen Stoßboden und Heck der Geschoßanordnung bereits vergrößert ist und ein vorbestimmtes Maß erreicht hat, wenn der Abbrand der Treibladung voll einsetzt, so daß ein Kompensationsraum geschaffen ist, der die Entwicklung einer Druckspitze verhindert. Gleichzeitig ist bereits die Geschoßanordnung beschleunigt, so daß die vorher von der Geschoßanordnung aufgrund ihrer Massenträgheit und aufgrund der Reibung im Rohr ausgeübte, hohe Verdämmungswirkung, die bisher mit zum Aufbau der Druckspitze beigetragen hat, entfällt.

Die Geschoßanordnung weist hierbei eine Ausbildung auf, die mit der elektromagnetischen Beschleunigungseinrichtung zur Beschleunigung der Geschoßanordnung in Schußrichtung zusammenwirkt.

Es ist vorangehend und im folgenden stets von "Stoßboden" die Rede; die Erfindung bezieht sich jedoch nicht nur auf eine Kanone mit fe­ stem, geschlossenem Stoßboden, sondern kann in gleicher Weise auch bei einer rückstoßfreien oder rückstoßgeminderten Kanone eingesetzt werden, bei welcher der Stoßboden Düsenöffnungen aufweist oder er­ setzt ist durch eine Gegenladung, durch deren Druckaufbau wie durch einen Stoßboden das Entweichen des Drucks der Treibladung nach hin­ ten verhindert wird.

Auch bei einer rückstoßfreien Kanone werden die gleichen Vorzüge erzielt wie bei einer Kanone mit geschlossenem Stoßboden, da durch die Vorbeschleunigung die im Druckverlauf der Treibladung entste­ hende Druckspitze gemindert wird und somit auch der von der Gegen­ ladung zu erzielende Maximaldruck kleiner sein kann.

Da bei der erfindungsgemäßen Kanonenanordnung nicht, wie bei einer solchen mit geteilter Ladung, die Gefahr der vorzeitigen Anzündung einer zu großen Ladung besteht, kann bei der erfindungsgemäßen Ka­ nonenanordnung der Maximaldruck bis zur technisch gerade noch zu­ lässigen Höhe, etwa 7000 bar, gesteigert werden. Hierbei wird je­ doch insgesamt von der Treibladung eine sehr viel größere Energie abgegeben, da wegen der Minderung der Druckspitze ein höherer mittlerer Druck zulässig ist, so daß bei der erfindungsgemäßen Ka­ none die Geschoßanordnung durch die Einwirkung der Treibladung stärker beschleunigt werden kann, als dies bei einer herkömmlichen Kanonenanordnung der Fall ist. Zusätzlich zu dieser Steigerung der Mündungsgeschwindigkeit kommt noch die durch die elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung erreichte Anfangsgeschwindigkeit, so daß insgesamt eine wesentlich höhere Mündungsgeschwindigkeit erreicht werden kann, als dies bisher möglich war.

Da hierbei die elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung die Geschoßanordnung nur verhältnismäßig geringfügig beschleunigen muß und hierbei auch nur einen geringen Luftwiderstand zu überwinden hat, kann die zugehörige Stromversorgungseinrichtung so klein di­ mensioniert werden, daß deren Unterbringung z. B. in einem Kampfpan­ zer ohne weiteres möglich ist. Außerdem erfolgt die Stromzuführung zur elektromagnetischen Beschleunigungseinrichtung am stoßbodensei­ tigen Ende des Rohres, so daß die Schwenkbewegungen des Kanonenroh­ res etwa beim Richten nicht durch eine mündungsseitige Masse und durch schwere Stromzuführungsschienen zu dieser hin beeinträchtigt werden.

Außerdem ist es möglich, eine Treibladung mit größerer Ladungsdich­ te zu verwenden, als dies bisher möglich war, und hierbei den Ab­ stand zwischen Stoßboden und Heck der Geschoßanordnung auf ein Min­ destmaß zu verringern, da nicht mehr, wie bisher, eine von vorne­ herein vorliegende Druckminderungskammer erforderlich ist, um das Auftreten unzulässiger Druckspitzen zu vermeiden. Hierdurch kann die Gesamtlänge des Kanonenrohres verringert werden.

Außerdem ist es unter Beibehaltung bisher erreichter ballistischer Leistungen möglich, nicht nur die Länge des Kanonenrohres auf die beschriebene Weise zu verringern, sondern zusätzlich auch das ge­ samte Rohr leicht zu bauen, da die auftretenden Druckspitzen gerin­ ger sind und somit eine leichtere Bauweise des Rohres zulassen.

Gleichzeitig ist es auch möglich, Treibladungen mit einer größeren Abbrenngeschwindigkeit zu verwenden, also aggressivere Treibladun­ gen, als dies bisher möglich war, da bei Beginn des Abbrennens be­ reits zwischen Stoßboden und Heck der Geschoßanordnung ein sich zunehmend vergrößernder Druck-Ausgleichsraum geschaffen ist. Es ist lediglich erforderlich, den Zeitpunkt der Aktivierung der elektri­ schen Beschleunigungseinrichtung auf den Anzündzeitpunkt der Treibladung abzustimmen.

Wenn man sich bei der erfindungsgemäßen Kanonenanordnung mit einer Mündungsgeschwindigkeit begnügt, wie sie bereits bisher erreicht wurde, ergibt sich ein weiterer, unerwarteter Vorteil: da der Maxi­ maldruck, der beim Beginn des Abbrennens der Treibladung nicht nur auf den Stoßboden, sondern auch auf das Treibspiegelheck einwirkt, gegenüber bisherigen, herkömmlichen Kanonen stark verringert ist, kann auch der Treibspiegel leichter ausgebildet werden, weil er geringeren Druckkräften standhalten muß, was wiederum zu einer Ver­ ringerung der Masse der Geschoßanordnung und somit letztlich eben­ falls zu einer Erhöhung der Mündungsgeschwindigkeit führt.

Dort, wo es auf besonderen Leichtbau ankommt, ermöglicht die Erfin­ dung den Bau extremer Niederdruckwaffen, die bisher nicht reali­ siert werden konnten, da erfindungsgemäß zum Erreichen einer noch ausreichenden Mündungsgeschwindigkeit wesentlich kleinere Spitzen­ drücke im Inneren des Rohres auftreten, als dies bisher der Fall war.

Es ist grundsätzlich möglich, die Treibladung, wie bisher, am Stoß­ boden anzuordnen und die Geschoßanordnung unabhängig von der Treib­ ladung und gegenüber dieser bei der Aktivierung der elektromagneti­ schen Beschleunigungseinrichtung zu beschleunigen. Infolge der Ver­ größerung des für den Abbrand der Treibladung zur Verfügung stehen­ den Raumes einerseits und wegen der verringerten Verdämmung durch die bereits vorbeschleunigte Geschoßanordnung andererseits wird dann die Entstehung einer schädlichen Druckspitze vermieden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es aber von Vorteil, daß mindestens ein Teil der und bevorzugt die gesamte Treibladung an der Geschoßanordnung zur gemeinsamen Vorbeschleuni­ gung mit dieser angebracht ist. Hierbei bewegt sich nicht, wie bis­ her, das Heck der Geschoßanordnung von der abbrennenden Treibladung weg, sondern der Stoßboden bewegt sich relativ zur Treibladung von dieser weg, wobei während der Schußdauer der auf das Heck der Ge­ schoßanordnung einwirkende Druck größer ist als üblich, so daß diese eine höhere Beschleunigung erfährt, als sie bisher bei einem gleich­ artigen Rohr möglich war.

Da bei der erfindungsgemäßen Kanonenanordnung nicht mehr, wie bis­ her, eine Pulverkammer erforderlich ist, um das Entstehen von Druck­ spitzen zu mindern, ist gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausgestal­ tung der Erfindung die Treibladung so angeordnet, daß sie bei einer mit Treibspiegel versehenen Geschoßanordnung den hinteren Teil des Geschosses umgibt. Hierbei ist es zum Erreichen einer besseren Füh­ rung möglich, daß die Treibladung auch zwischen Teilen der Treib­ spiegelanordnung angeordnet ist, wobei die heckseitigen Teile perfo­ riert sind, um das Austreten der Verbrennungsgase zum Stoßboden der Kanone hin zu ermöglichen. Hierbei kann die Perforierung so ausge­ bildet sein, daß sie zu einer Druckerhöhung beim Abbrennen jenes Teils der Treibladung führt, der zwischen den Teilen der Treibspie­ gelanordnung angeordnet ist, so daß ein langsamer Abfall des Druck­ verlaufes und damit eine größere Beschleunigung des Geschosses er­ möglicht werden, denn je länger das Treibladungspulver am Heck der Geschoßanordnung abbrennt, desto langsamer nimmt dort der Gasdruck ab und desto größer ist somit die Beschleunigung.

Ferner sind die Flächen der Geschoßanordnung, an denen der Gasdruck angreift, so verteilt, daß der Gasdruck nicht nur gegen das Heck der Geschoßanordnung drückt, sondern auch gegen weiter vorne liegende Teile des Treibspiegels; bei großem Beschleunigungen wird daher das Geschoß nicht in jenem Maße gestaucht, wie das der Fall wäre, wenn es nur durch Schub gegen das Heck beschleunigt würde.

Im übrigen kann durch die Ausgestaltung der Erfindung der Ladungs­ raum und somit die Gesamtlänge der Kanone verkürzt werden.

Es sind mehrere Prinzipien elektromagnetischer Projektil-Beschleuni­ gungseinrichtungen bekannt; bevorzugt ist erfindungsgemäß mindestens eine das Ende der Rohrseele umgebende Magnetspule angeordnet, der radial etwa gegenüberliegend an der Geschoßanordnung ein geschlosse­ ner Ring aus elektrisch hochleitfähigem Material ausgebildet ist. Hierbei ist der Radialspalt zwischen Magnetspule und Ring so klein wie möglich bemessen, und der Ring ist gegenüber der Magnetspule ge­ ringfügig in Schußrichtung versetzt, so daß unter Berücksichtigung aller im Betrieb auftretender Toleranzen stets eine Beschleunigung der Geschoßanordnung in Schußrichtung erfolgt.

Der Ring ist bevorzugt als Führungsring für die Treibspiegelanord­ nung ausgebildet, kann aber auch so ausgelegt sein, daß er gerade nur der während der Vorbeschleunigung stattfindenden, thermischen Belastung noch standhält.

Die Vorbeschleunigungszeit liegt etwa in der Größenordnung einer Millisekunde, so daß zum Aktivieren der elektromagnetischen Be­ schleunigungseinrichtung ein mittelfrequenter Stromimpuls geeignet ist.

Bevorzugt sind zwei Magnetspulen vorgesehen.

Gemäß einer anderen oder zusätzlichen, bevorzugten Ausgestaltung ist im Stoßboden der Kanone eine Flachspule ausgebildet, der an der Geschoßanordnung axial gegenüberliegend ein geschlossener Ring aus elektrisch hochleitfähigem Material mit möglichst geringem Abstand angeordnet ist. Dieser Ring ist erfindungsgemäß auf einer käfigar­ tigen Anordnung abgestützt, die mit der Treibspiegelanordnung in Verbindung steht und zur Krafteinleitung in diese geeignet ist.

Bevorzugt ist die käfigartige Anordnung in die als Preßkörper aus­ gebildete Treibladung eingelassen und verhindert beim Vorbeschleuni­ gen der Geschoßanordnung sowie beim Abbrennen der Treibladung deren Auseinanderbrechen.

Es ist daher für ein Abbrennverhalten der Treibladung mit größtmög­ licher Reproduzierbarkeit gesorgt.

Die käfigartige Anordnung löst sich zusammen mit dem Treibspiegel vom eigentlichen Geschoß, nachdem die Geschoßanordnung die Rohrmün­ dung verlassen hat. Hierbei kann die Treibladung so ausgebildet sein, daß der beim Abbrand entstehende Gasdruck etwa durch Aus­ einanderdrücken des Käfigs nicht nur die Abdichtung des Treibspie­ gels gegenüber dem Kanonenrohr verbessert, sondern auch das Ausein­ anderspreizen des Treibspiegels und die Freigabe des eigentlichen Geschosses außerhalb des Rohres fördert.

Es ist grundsätzlich möglich und bei extremer Leichtbauweise auch vorteilhaft, die Magnetspule bzw. Magnetspulen unmittelbar in die Rohrwand zu integrieren, wobei eine besonders gute Kühlung der Magnetspule(n) sichergestellt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Magnet­ spule bzw. sind die Magnetspulen jedoch in einem von hinten her in das Rohr einführbaren, in diesem befestigten und aus diesem wieder entnehmbaren Einsteckteil angeordnet.

Da zum Erreichen eines möglichst hohen Wirkungsgrades der magneti­ schen Beschleunigungseinrichtung jede Magnetspule einen möglichst geringen Abstand zum zugeordneten Ring an der Geschoßanordnung auf­ weisen sollte, ist diese Magnetspule auch der thermischen Belastung durch die abbrennende Treibladung in hohem Maße ausgesetzt und bil­ det somit ein Verschleißteil, das gemeinsam mit dem zugehörigen Einsteckteil leicht auswechselbar ist. Im Einsatz wird nach einer Anzahl von abgegebenen Schüssen oder einer Anzahl von Einsätzen (z. B. eines Jagdpanzers) vorsorglich das gesamte Einsteckteil aus­ gewechselt.

In gleicher Weise kann auch die am Stoßboden angeordnete Flachspule in einer auswechselbaren Stoßbodenabdeckung ausgebildet sein.

Es ist grundsätzlich möglich und zum Erreichen einer optimalen zeitlichen Abstimmung zwischen Aktivierung der elektromagnetischen Beschleunigungseinrichtung und Anzündung der Treibladung auch vor­ teilhaft, die Treibladung durch Nutzung des Magnetfeldes anzuzün­ den, das in der elektromagnetischen Beschleunigungseinrichtung er­ zeugt wird, wobei etwa dann, wenn ein bestimmter Teil der Geschoß­ anordnung eine Magnetspule passiert, durch Induktion die Treibla­ dung angezündet wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es aber be­ sonders von Vorteil, eine herkömmliche Anzündeeinrichtung zu ver­ wenden, die bevorzugt als Ringzünder ausgebildet ist und die Treib­ ladung an verschiedenen Stellen mit gleichem Abstand von der See­ lenachse gleichzeitig anzündet. Hierdurch erfolgt eine besonders präzise und genau reproduzierbare Anzündung.

Es ist aber, wie bereits erwähnt, je nach Abbrennverhalten der ver­ wendeten Treibladung auch möglich, diese bereits während oder sogar kurz vor Aktivieren der elektromagnetischen Beschleunigungseinrich­ tung anzuzünden.

Erfindungsgemäß ist eine nur verhältnismäßig geringe Energie erfor­ derlich, um die angestrebte Vorbeschleunigung der Geschoßanordnung zu erreichen. Da es ferner bereits gelungen ist, elektromagnetische Beschleunigungseinrichtungen der beschriebenen Art mit einem Wir­ kungsgrad von bis zu 30% zu realisieren, ist ersichtlich, daß eine verhältnismäßig kleine Stromversorgungseinrichtung für die erfin­ dungsgemäße Kanonenanordnung ausreichend ist.

Diese Stromversorgungseinrichtung, die etwa aus einer Kondensator­ anordnung gebildet ist, sitzt gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an der Außenseite des stoßbodenseitigen Endes des Ka­ nonenrohres genau den innenliegenden Magnetspulen gegenüber, so daß nur außerordentlich kurze Anschlüsse zu diesen hin erforderlich sind, welche die Rohrwand durchsetzen.

Die Stromversorgungseinrichtung kann bei einem Panzerfahrzeug bei­ spielsweise über das Bordnetz aufgeladen werden, wobei die zum Nachladen der Kanone erforderliche Zeit ausreicht, um auch die Stromversorgungseinrichtung wieder für eine neue Aktivierung der elektromagnetischen Beschleunigungseinrichtung vorzubereiten.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schemati­ schen Zeichnung beispielsweise noch näher erörtert.

In deren einziger Figur ist im Längsschnitt das Ende eines Kanonen­ rohres 6 gezeigt, das durch einen Stoßboden 9 verschlossen ist.

Das Kanonenrohr weist insgesamt eine durchgehende, glatte Bohrung auf, die auch am stoßbodenseitigen Ende nicht, wie sonst üblich, unter Bildung einer stark erweiterten Druckausgleichskammer, die das Patronenlager bildet, vergrößert ist. Der Außendurchmesser des Rohres 6 nimmt deshalb zum Stoßboden 9 hin im wesentlichen nur um jenes Maß zu, das der erhöhten Wandstärke entspricht, die wegen der am stoßbodenseitigen Ende des Rohres auftretenden erhöhten Innen­ drücke erforderlich ist. Die Bohrung des Rohres ist an ihrem Ende nur um soviel aufgeweitet, daß eine verhältnismäßig dünnwandige Zy­ linderbüchse 5 eingesetzt werden kann, deren Innendurchmesser bün­ dig die Seelenbohrung des Rohres 6 nach hinten fortsetzt.

In der Zylinderbüchse ist ein Teil einer elektromagnetischen Be­ schleunigungseinrichtung angeordnet, die weiter unten noch näher beschrieben ist und die über die Rohrwand durchsetzende, in der Zeichnung jedoch nicht gezeigte Anschlüsse mit einer Kondensatoran­ ordnung verbunden ist.

Die an der Außenseite des Rohrendes sitzende Kondensatoranordnung ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Im gezeigten Rohrende sitzt eine Geschoßanordnung, mit einem stark unterkalibrigen, stabförmigen Pfeilgeschoß 1, das an seinem stoßbo­ denseitigen Ende Stabilisierungs- und Leitflächen aufweist.

Das Pfeilgeschoß sitzt in einer zerlegbaren Treibspiegelanordnung 2, aus der Spitze und Heck des Pfeilgeschoßes 1 herausragen.

Die Treibspiegelanordnung weist an ihrem vorderen und hinteren Ende sowie etwa in der Mitte jeweils einen Flansch auf, dessen Randbe­ reich gegen die Rohrwand (vorderer Flansch) bzw. die Büchse 5 an­ liegt. Hierbei übt mindestens der vordere Flansch eine so starke Reibungswirkung aus, daß auch durch Fahrterschütterungen, denen das die gezeigte Kanone tragende Fahrzeug ausgesetzt ist, der Treib­ spiegel nicht tiefer in das Rohr 6 hineinrutschen kann, als es gezeigt ist.

Die hintere Hälfte der Geschoßanordnung 1, 2 ist von einer Treibla­ dung 3 umgeben, die einen zylindrischen Preßling bildet, der das stoßbodenseitige Ende des Rohres 6 ausfüllt. Dieser Preßling er­ streckt sich von hinten her bis zum mittleren Flansch der Treib­ spiegelanordnung 2 und umgibt vollständig das Heck des Pfeilge­ schoßes 1. Der hintere Flansch der Treibspiegelanordnung ist von Bohrungen 13 durchsetzt, die Zündung und Abbrennen jenes Teiles der Treibladung 3 ermöglichen, der zwischen dem hinteren und dem mitt­ leren Flansch der Treibspiegelanordnung 2 angeordnet ist.

In den Außenumfang jeweils des hinteren und des mittleren Flansches der Treibspiegelanordnung 2 ist jeweils ein Ring 8 aus Kupfer oder Aluminium eingelassen, der zur Umfangsseite hin freiliegt und einen Führungsring für die Geschoßanordnung 1, 2 bilden kann.

Jedem dieser Ringe 8 benachbart, jedoch ein wenig zum Stoßboden 9 hin versetzt ist in der Büchse eine zu deren Innenfläche hin frei­ liegende Ringspule 7 angeordnet.

Wird jede der Ringspulen von einem Stromstoß durchflossen, dann wird auch in jedem der Ringe 8 ein Stromstoß induziert, wobei die beiden koaxial zur Seelenachse auftretenden Magnetfelder einander entgegengerichtet sind und einander somit abstoßen, wodurch letzt­ lich die Ringe 8 und die Ringspulen 7 auseinanderbewegt und die Ge­ schoßanordnung 1, 2 dadurch beschleunigt wird.

Bei schadhaften Ringspulen 7 kann die gesamte sie tragende Büchse 5 ausgewechselt werden.

In den Stoßboden 9 ist eine Flachspule 10 konzentrisch zur Seelen­ achse eingelassen und liegt zum Laufinneren hin frei. Konzentrisch zu dieser Flachspule 10 und an diese praktisch anliegend ist ein Bodenring 11 angeordnet, der am Boden einer korbförmigen Anordnung 4 angebracht ist, die einen Teil der Treibspiegelanordnung 2 bildet und von hinten her an deren hinteren Flansch nahe dessen Außenum­ fang angesetzt ist. Der Korb 4 ist hierbei voll in den Treibla­ dungspreßling 3 eingebettet und verleiht diesem beim Schuß und ins­ besondere bei der vorausgehenden elektromagnetischen Beschleunigung von Geschoßanordnung 1, 2 und Ladung 3 die erforderliche Stabili­ tät, so daß er nicht auseinanderbricht.

Beim Aktivieren der Flachspule 10 wird im Bodenring 11 ein gegen­ läufiger Stromstoß induziert, so daß einander abstoßende Magnetfel­ der erzeugt werden, die die Beschleunigung der Geschoßanordnung 1, 2 unterstützen.

Am Stoßboden 9 ist mittig eine röhren- oder stabförmige Zündvor­ richtung 12 angeordnet, die in den Bodenteil des Treibladungspreß­ lings 3 hineinragt, den Käfig 4 durchsetzt und erst kurz vor dem Leitflächenteil des Pfeilgeschoßes 1 endet.

Die Zündeinrichtung 12 zündet die Treibladung 3 erst, wenn diese sich zusammen mit der Geschoßanordnung 1, 2 nach der Vorbeschleuni­ gung durch die elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung 7, 8, 10, 11 in Bewegung gesetzt hat, so daß eine geringere Gasdruckspit­ ze auftritt, als wenn die Treibladung bei ruhender Geschoßanordnung angezündet würde.

Außerdem stellt sich infolge der mit der Geschoßanordnung 1, 2 mitbewegten Treibladung 3 ein verringerter Druck am Stoßboden 9 ein, verglichen mit herkömmlicher Munition, so daß die bei kartu­ schenloser Munition auftretenden Liderungsprobleme gemindert sind.

Geht man beispielsweise für ein Kaliber von 140 mm von einer zu beschleunigenden Masse aus Geschoß 1, Treibspiegel 2, Käfig 4 und Treibladung 3 von 26 kg und einem experimentell bestätigten Wir­ kungsgrad von 8% für die elektromagnetische Beschleunigungsein­ richtung 7, 8, 10, 11 aus, dann genügt eine zu speichernde elektri­ sche Energie von etwa 400 kJ, um die Geschoßanordnung auf 50 m/s zu beschleunigen. Hierbei vermindert sich die entstehende Druckspitze, verglichen mit einer modernen Hochleistungs-Panzerkanone und bei gleicher ballistischer Leistung, um etwa 2000 bar.

Claims (10)

1. Kanonenanordnung mit den folgenden Merkmalen:

• - eine Pulverkanone mit einer Anzündeeinrichtung zum Anzünden einer Treibladung,
• - eine Geschoßanordnung aus einem Geschoß und bevorzugt einer Treibspiegelanordnung,
• - eine zwischen dem Stoßboden der Pulverkanone und der Druckauf­ nahmefläche der Geschoßanordnung angeordnete Treibladung,
• - eine am Ende des Rohres der Pulverkanone angeordnete elektroma­ gnetische Beschleunigungseinrichtung,
• - eine mit der Beschleunigungseinrichtung zusammenwirkende Ausbil­ dung an der Geschoßanordnung, und
• - eine steuerbare Stromversorgungseinrichtung zum Aktivieren der elektromagnetischen Beschleunigungseinrichtung,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß die elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung (7, 8; 10, 11) am stoßbodenseitigen Ende des Rohres (6) angeordnet ist, und
• - daß die Anzündeeinrichtung (12) so auf die Steuerung der Strom­ versorgungseinrichtung abgestimmt ist, daß die Treibladung (3) erst dann voll anbrennt, wenn die Geschoßanordnung bereits (1, 2) durch die elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung (7, 8; 10, 11) vorbeschleunigt ist.

2. Kanonenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Treibladung (3) an der Geschoßanordnung (1, 2) zur gemeinsamen Vorbeschleunigung mit dieser angebracht ist.

3. Kanonenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibladung (3) bei einer mit einem Treibspiegel (2) versehenen Geschoßanordnung (1, 2) dem hinteren Teil des Geschosses (1) um­ gibt.

4. Kanonenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung mindestens eine das Ende der Rohrseele umgebende Magnetspule (7) aufweist, der bzw. der jeweils radial bezüglich des Rohres (6) etwa gegenüberliegend an der Geschoßanordnung (1, 2) ein in deren Um­ fangsrichtung verlaufender Ring (8) aus elektrisch hochleitfähigem Material so angeordnet ist, daß bei Aktivierung der Magnetspule(n) (7) eine Beschleunigung der Geschoßanordnung (1, 2) in Schußrich­ tung erfolgt.

5. Kanonenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule(n) (7) in einem von hinten her in das Rohr (6) ein­ führbaren, in dieser befestigten und aus dieser entnehmbaren Einsteckteil (5) angeordnet ist bzw. sind.

6. Kanonenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektromagnetische Beschleunigungseinrichtung eine im Stoßboden (9) angeordnete, in einer Radialebene des Rohres (6) verlaufende Flachspule (10) aufweist, der gegenüberliegend am stoßbodenseitigen Ende der Geschoßanordnung (1, 2) ein Bodenring (11) aus elektrisch hochleitfähigem Material angeordnet ist.

7. Kanonenanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenring (11) auf eine den hinteren Teil der Treibladung (3) umgebenden oder in diese eingebetteten Käfig (4) sitzt, der mit der Geschoßanordnung (1, 2) verbunden ist.

8. Kanonenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anzündeeinrichtung (12) als Ringzünder ausge­ bildet ist.

9. Kanonenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrichtung auf der Außen­ seite des stoßbodenseitigen Endes des Rohres (6) angeordnet ist.