DE4028874A1

DE4028874A1 - Electrothermal gun with pressure vessel and frangible diaphragm - expels projectile by rupture of diaphragm under pressure produced by arc discharge in highly compressed gas

Info

Publication number: DE4028874A1
Application number: DE19904028874
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Phys Dr Rer N Zocha
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1992-03-19
Also published as: FR2666642A1; FR2666642B1

Abstract

Plasma is produced in a combustion chamber (3) by the arc struck between an annular forward electrode (4) and a rearward electrode (5) coaxial with the cartridge chamber (6). The two chambers (3, 6) are sepd. by the diaphragm (15) which is ruptured by the pressure generated in the combustion chamber (3). This is constructed as a pressure vessel into which e.g. inert gas is driven from a reservoir (16) via a non-return valve (18) before the arc is switched (12). ADVANTAGE - Compsn. of end prod. after discharge is more predictable, and loss of energy for filler vaporisation is avoided.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrothermische Kanone mit einem Waf fengehäuse, in dem eine Brennkammer zur Erzeugung eines Plasmas durch zwei Elektroden vorgesehen ist, von denen eine Elektrode als Ringelektrode ausgebildet und die zweite Elektrode koaxial zum Waf fenrohr angeordnet ist, welches im Waffengehäuse koaxial zur Brenn kammer befestigt ist.The invention relates to an electrothermal cannon with a waf fenggehäuses, in which a combustion chamber for generating a plasma is provided by two electrodes, one of which is an electrode Ring electrode formed and the second electrode coaxial to the waf fenrohr is arranged, which is coaxial to the firing in the weapon housing chamber is attached.

Eine solche elektrothermische Kanone ist beispielsweise aus der DE 36 13 259 A1 bekannt, bei welcher ein Geschoß durch ein elektrisch aufgeheiztes Plasma beschleunigt wird. Bei diesen bekannten Kanonen werden in engen Isolierstoffkapillaren Plasmastrahlen erzeugt, die auf den Geschoßboden einwirken. Durch Kontakt der Gasentladung mit den Kapillarwänden kommt es zur Ablation von Isolierstoffen und zur Aufheizung des Plasmas. Die Folge davon sind Plasmastrahlen, die aus den Kapillaröffnungen austreten.Such an electrothermal cannon is for example from the DE 36 13 259 A1 known, in which a projectile by an electrical heated plasma is accelerated. With these known cannons are generated in narrow isolator capillaries, plasma jets that act on the floor. By contacting the gas discharge with The capillary walls are subject to ablation of insulating materials and for heating the plasma. The consequence of this are plasma rays, which emerge from the capillary openings.

Bei diesen vorstehend geschilderten elektrothermischen Kanonen wie auch elektrothermischen Kanonen anderer Bauart wird die Brennkammer im Regelfall mit organischen Materialien, z. B. Polyäthylen, oder mit Wasser zur Kühlung des Lichtbogens gefüllt. Dabei ist es von Nachteil, daß die Zusammensetzung des Endproduktes nach der Zer setzung des Füllmaterials durch den Lichtbogen nicht vorhergesagt werden kann. Ferner geht die Energie verloren, die für die Überfüh rung des Füllmaterials in die Gasphase benötigt wird, um eine hohe Beschleunigung des Geschosses zu erzielen.In the above-described electrothermal cannons such as The combustion chamber is also used for other types of electrothermal cannons usually with organic materials, e.g. B. polyethylene, or filled with water to cool the arc. It is from Disadvantage that the composition of the end product after the Zer The arc does not predict the filling material can be. Furthermore, the energy needed for the transfer is lost tion of the filling material in the gas phase is required to achieve a high To achieve acceleration of the projectile.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrothermische Kanone zu entwickeln, bei welcher die vorerwähnten Nachteile nicht auftreten.The present invention is therefore based on the object to develop electrothermal cannon, in which the aforementioned Disadvantages do not occur.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Brennkammer und dem bodenseitigen Ende der Patronenkammer eine Berstmembran eingesetzt ist. Dabei kann in Ausbildung der Erfindung die Brennkammer in Richtung zur Patronenkammer bzw. zum Waffenrohr durch eine Berstmembran verschlossen und mit einem vorverdichteten Treibgas jeweils vor dem Auslösen eines Schusses gefüllt sein. Das Treibgas kann ein Edelgas sein, welches vorverdichtet ist. Als Berst membran kann auch der Geschoßboden eines abzufeuernden Geschosses eingesetzt sein.According to the invention this object is achieved in that between the combustion chamber and the bottom end of the cartridge chamber Bursting membrane is used. It can be in training the invention the combustion chamber towards the cartridge chamber or the weapon barrel sealed by a bursting membrane and with a pre-compressed Propellant should be filled before firing a shot. The Propellant gas can be an inert gas that is pre-compressed. As a burst Membrane can also be the floor of a projectile to be fired be used.

Gemäß dieser Erfindung wird also vorgeschlagen, die Brennkammer als Druckgefäß auszubilden und mit einer Berstmembran zu verschließen. Sodann wird das jeweils gewünschte Treibgas unter hohem Druck in die Brennkammer vor dem Schuß eingefüllt. Als Treibgas wird ein vorherbestimmtes Gas, beispielsweise ein Edelgas, eingesetzt, so daß die Überführung des Füllmaterials in die Gasphase entfällt. Dadurch wird außerdem das Risiko ausgeschaltet, daß die Zusammen setzung des Endproduktes bei der Zersetzung des Füllmaterials durch Lichtbogen nicht vorhergesagt werden kann.According to this invention, the combustion chamber is therefore proposed to be designed as a pressure vessel and sealed with a bursting membrane. Then the respective propellant gas is in under high pressure filled the combustion chamber before the shot. A is used as the propellant predetermined gas, for example a noble gas, used that the transfer of the filling material into the gas phase is eliminated. This also eliminates the risk that together settlement of the end product during the decomposition of the filling material Arc cannot be predicted.

In der Zeichnung ist ein Beispiel dargestellt. An example is shown in the drawing.

Die einzige Figur zeigt in stark vereinfachter Schnittdarstellung ein Waffengehäuse 1 mit einem darin befestigten Waffenrohr 2. In dem Waffengehäuse 1 befindet sich eine Brennkammer 3 zur Erzeugung eines Plasmas durch zwei Elektroden. Dabei ist die dem Waffenrohr 2 zugewandte Elektrode als Ringelektrode 4 ausgebildet. Die zweite Elektrode 5 befindet sich in koaxialer Anordnung zur Patronenkammer 6 bzw. zum Waffenrohr 2 und der Brennkammer 3 am stirnseitigen und verschlossenen Stirnende 7 der Brennkammer 3. Die beiden Elektroden 4 und 5 sind durch eine elektrische Leitung 8 miteinander verbunden, wobei die Leitung 8 in Reihe einen Kondensator 9, eine Spule 10, einen Widerstand 11 und einen Schalter 12 aufweist. Durch den Schalter 12 wird der Entladungsvorgang ausgelöst.The single figure shows a greatly simplified sectional illustration of a weapon housing 1 with a weapon barrel 2 fastened therein. In the weapon housing 1 there is a combustion chamber 3 for generating a plasma by means of two electrodes. The electrode facing the weapon barrel 2 is designed as a ring electrode 4 . The second electrode 5 is arranged in a coaxial arrangement with the cartridge chamber 6 or with the weapon barrel 2 and the combustion chamber 3 on the front and closed end 7 of the combustion chamber 3 . The two electrodes 4 and 5 are connected to one another by an electrical line 8 , the line 8 having a capacitor 9 , a coil 10 , a resistor 11 and a switch 12 in series. The discharge process is triggered by the switch 12 .

In der Patronenkammer 6 befindet sich ein Geschoß 13. Am Geschoß boden 14 ist in geringem axialen Abstand eine Berstmembran 15 fest in das Waffengehäuse 1 eingesetzt. Durch diese Berstmembran 15 wird die Brennkammer 3 in axialer Richtung zur Patronenkammer 6 bzw. zum Waffenrohr 2 verschlossen.There is a floor 13 in the cartridge chamber 6 . On the floor 14 a bursting membrane 15 is firmly inserted into the weapon housing 1 at a small axial distance. The combustion chamber 3 is closed in the axial direction to the cartridge chamber 6 or to the weapon barrel 2 by this bursting membrane 15 .

Ein Vorratsbehälter 16 mit einem Treibgas ist über eine Leitung 17 und der Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles 18 mit der Brenn kammer 3 verbunden. Das Treibgas aus dem Vorratsbehälter 16, wel ches beispielsweise ein Edelgas sein kann, wird unter hohem Druck in die Brennkammer 3 eingepreßt. Nach dem Schließen des Schalters 12 wird zwischen den Elektroden 2 und 3 ein Lichtbogen gezündet, durch welchen das vorverdichtete Treibgas eine weitere Verdichtung erfährt. Dieser hohe Druck sprengt die Berstmembran 15 und wirkt beschleunigend auf das Geschoß 13 ein.A reservoir 16 with a propellant gas is connected via a line 17 and the interposition of a check valve 18 with the combustion chamber 3 . The propellant gas from the reservoir 16 , which can be a noble gas, for example, is pressed into the combustion chamber 3 under high pressure. After the switch 12 is closed, an arc is ignited between the electrodes 2 and 3 , through which the pre-compressed propellant gas undergoes further compression. This high pressure bursts the bursting membrane 15 and has an accelerating effect on the projectile 13 .

Mit dieser Erfindung wird die Umsetzung eines organischen Materials durch die Zündung des Lichtbogens in der Brennkammer 3 vermieden. With this invention, the conversion of an organic material by the ignition of the arc in the combustion chamber 3 is avoided.

Statt dessen wird lediglich ein Treibgas in vorverdichteter Form in die Brennkammer 3 eingegeben, welches durch die Zündung des Licht bogens zwischen den Elektroden 4 und 5 hochverdichtet wird und die Geschoßbeschleunigung nach dem Aufsprengen der Berstmembran 15 schlag artig bewirkt.Instead, only a propellant gas is introduced into the combustion chamber 3 in a pre-compressed form, which is highly compressed by the ignition of the arc between the electrodes 4 and 5 and which causes the projectile acceleration after the bursting of the bursting membrane 15 .

Claims

1. Electrothermal cannon with a weapon housing in which a combustion chamber for generating a plasma is provided by two electrodes, one of which forms an electrode as a ring electrode and the second electrode is arranged coaxially to the weapon barrel, which is fastened in the weapon housing coaxially to the combustion chamber, characterized in that a bursting membrane ( 15 ) is inserted between the combustion chamber ( 3 ) designed as a pressure vessel and the bottom end of the cartridge chamber ( 6 ).

2. Electrothermal cannon according to claim 1, characterized in that the combustion chamber ( 3 ) in the direction of the cartridge chamber ( 6 ) or to the weapon barrel ( 2 ) is closed by a bursting membrane ( 15 ) and filled with a pre-compressed propellant gas before triggering a shot is.

3. Electrothermal cannon according to claim 2, characterized, that the propellant gas is an inert gas which is precompressed.

4. Electrothermal cannon according to claims 1 and 2, characterized in that the floor of a projectile to be fired is used as the bursting membrane ( 15 ).