DE4132234A1 - Geschoss mit geschossnasenkuehlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Geschoß mit Geschoßnasenkühlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Geschoß, etwa eine Interkontinentalrakete o. dgl., ist aus der US-PS 36 82 100 bekannt, dessen Nase eine metallische Haube aus Molybdän oder Stahl aufweist und außenseitig eine Keramik- oder Glasbeschichtung trägt. Innenseitig steht die Haube mit Lithiumhydrid in Kontakt, dessen Schmelzpunkt niedrig ist und das daher bei entsprechender Erwärmung verflüssigt und endotherm dissoziert wird. Metallisch vorhandenes Lithium wird ebenfalls flüssig und mittels einer Pumpe umgepumpt sowie auf diese Weise mit dem durch die Dissoziation entstandenen Wasserstoff zum Rekombinieren im Seitenbereich des Geschosses in Kontakt gebracht, um als Lithiumhydrid dem Nasenbereich wieder zugeführt zu werden. Eine derartige Kühlung ist sehr aufwendig und nicht für im Gefecht verwendete Geschosse wie Wuchtgeschosse geeignet.

Aus der US-PS 32 00 750 ist es bekannt, eine metallische Haube einer Geschoßnase mit Blöcken aus keramischem Material oder faserver­ stärktem Kunststoff zu versehen, die außenseitig bürstenartig Borsten aus endotherm zersetzbarem Kunststoffmaterial wie Melamin-, Phenolharzen oder Nylon aufweisen, die vor den Blöcken aus keramischem Material verdampfen. Abgesehen davon, daß eine derartige Konstruktion aufwendig ist, kann hierdurch zwar die Wärmezufuhr zur metallischen Haube herabgesetzt werden, jedoch ist von dort keine weitere Wärmeabfuhr vorgesehen.

Aus der EP-OS 03 59 455 ist es bekannt, einen metallischen Mantel eines Raketenmotors außenseitig mit einer Korkschicht zu versehen, die durch eine Außenschicht aus faserverstärktem Polymermaterial abgedeckt ist, während innenseitig zwischen dem Mantel und dem Festtreibstoff eine Isolierschicht angeordnet ist, um den Festbrennstoff vor übermäßiger Erhitzung zu schützen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Geschoß nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem eine möglichst optimale Wärmeabführung nach innen in einfacher Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierbei wird durch eine äußere Ablationsschicht (beispielsweise aufgesprühter Polyhalogenkohlenwasserstoff wie Polytetraflorethylen) infolge Verdampfungskühlung eine Wärmesenke erzeugt, die den nach innen weitergegebenen Wärmestrom reduziert.

Die hierauf folgende Wärmeisolationsschicht (beispielsweise aus Al₂O₃, TiO₂ o. dgl., etwa im Plasmaspritzverfahren aufgebracht) wirkt als Wärmebarriere. Ihr Schmelzpunkt ist höher als die größte zu erwartende Temperatur bei im Gefecht verwendeten Geschossen. Insbesondere beim Aufbringen durch Plasmaspritzen ist ihre Struktur mikrogekörnt, so daß Sprödrisse vermieden werden.

Zwischen der insbesondere aus einer Aluminiumlegierung bestehenden, dünnwandigen Haube und der Nutzlast, bei einem Wuchtgeschoß der Penetrator, befindet sich eine Kontaktschicht aus einem sehr gut wärmeleitenden Medium wie eine Metall-, insbesondere eine Kupferpaste, so daß Restwärme, welche die Wärmeisolationsschicht durchdringt, die Haube weniger stark aufheizt, da sie schnell in die massereiche Nutzlast, etwa den Penetrator eines Wuchtgeschosses abgeführt werden kann. Die Nutzlast wirkt auf diese Weise als Wärmesenke. Ihre Eigenaufheizung ist für die bei Gefechtsgeschossen wie Wuchtgeschossen infrage kommenden Flugzeiten unbedeutend.

Auf diese Weise läßt sich eine ausreichende Haltbarkeit der Haube der Geschoßnase etwa eines Wuchtgeschosses hinsichtlich aerothermischer Aufheizung bei der derzeit angestrebten erhöhten Geschoßgeschwindigkeit und gesteigerten Reichweite in einfacher Weise erzielen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Geschoßspitze eines Wuchtge­ schosses.

Fig. 2 zeigt einen Viertelschnitt des Wuchtgeschosses längs der Linie A-A von Fig. 1.

Das dargestellte Wuchtgeschoß umfaßt einen im wesentlichen zylindrischen Geschoßmantel 1 mit einer konisch zulaufenden Geschoßnase 2 und nimmt im Inneren einen Penetrator 3 auf. Die Geschoßnase 2 umfaßt eine Aluminiumhaube 4, wobei sich zwischen dieser und dem Penetrator 3 Hohlräume 5 und Spalten 6 befinden. Letztere sind mit einem stark wärmeleitenden, pastenförmigen ggf. aushärtbarem Wärmeübertragungsmedium gefüllt, so daß von der Aluminiumhaube 4 aufgenommene Wärme an den Penetra­ tor 3 als Wärmesenke abgeführt wird. Infolge der Pastenform läßt sich das Wärmeübertragungsmedium ohne weiteres in die Hohlräume 5 und Spalten 6 füllen und ein guter wärmeleitender Kontakt zwischen der Aluminiumhaube 4 und dem Penetrator 3 herstellen.

Außenseitig besitzt die Aluminiumhaube 4 eine Wärmeiso­ lationsschicht 7 insbesondere aus keramischem Material, die nach außen­ hin durch eine Ablationsschicht 8 abgedeckt ist, die beide die Wärmeeinleitung in die Aluminiumhaube 4 infolge aerothermischer Aufheizung behindern.

Die einzelnen Schichtdicken und Schichtmaterialien können gezielt so aufeinander abgestimmt werden, daß der Zeitpunkt bzw. die zugehörige Flugzeit für das Erreichen der Schmelztemperatur des Aluminiums der Aluminiumhaube 4 möglichst weit hinausgeschoben wird.

Claims (5)

1. Geschoß mit Geschoßnasenkühlung, das eine Nutzlast (3) aufnimmt, insbesondere Wuchtgeschoß mit einem Penetrator, dessen Geschoßnase (2) eine insbesondere dünnwandige, metallische Haube (4) umfaßt, die außenseitig eine Wärmeisolationsschicht (7), insbesondere aus einem keramischen Material, trägt und innenseitig mit einem Wärmeüber­ tragungsmedium in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, daß sich außenseitig auf der Wärmeisolationsschicht (7) eine Ablations­ schicht (8) befindet und das gut wärmeleitende Wärmeübertragungsmedium den Raum (5, 6) zwischen der Haube (4) und der Nutzlast (3) ausfüllt.

2. Geschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablationsschicht (8) aus Polyhalogenkohlenwasserstoff, insbesondere Tetrafluorethylen besteht.

3. Geschoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungsmedium eine Metall-, insbesondere eine Kupferpaste ist.

4. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (4) aus einer Aluminiumlegierung besteht.

5. Geschoß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolationsschicht (7) aus keramischem Material durch Plasmaspritzen aufgebracht ist.