DE4427634C2 - Flügelstabilisiertes Hochgeschwindigkeitsgeschoß - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein flügelstabilisiertes Hochge­ schwindigkeitsgeschoß mit einem im wesentlichen zylin­ drischen Geschoßkörper und einem am Endabschnitt vorge­ sehenen Leitwerk nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Durch die DE 40 07 197 A1 ist ein pfeilstabilisiertes Hochgeschwindigkeitsgeschoß offenbart, welches den im Hyperschallbereich auftretenden Wärmebelastungen voll standhalten und gleichzeitig eine ausreichende Stabili­ sierung aufweisen soll. Zu diesen Zwecken ist der End­ abschnitt des Hochgeschwindigkeitsgeschosses in beson­ derer Weise ausgebildet. So ist der Endabschnitt als ein sich nach hinten erweiternder Konus geformt, auf den Leitkörper mit keilförmiger Ausbildung aufgesetzt sind. Diese keilförmigen Leitkörper haben Außenkanten, die am Übergang des Geschoßkörpers in den Konus von der Außenfläche des Geschosses ausgehen und sich nach außen und hinten hin erstrecken. Die Wärmeableitung erfolgt senkrecht zur Oberfläche der keilförmigen Leitkörper in deren Tiefe. Die Aufheizung der Außenkante hängt mit dem Keilwinkel in Richtung normal zur Oberfläche zusam­ men. Dadurch liegt angeblich ein günstiger, stumpfer Wärmeleitungskeil und ein günstiger, schlanker und wi­ derstandsarmer Strömungskeil vor. Durch die Anordnung der Seitenflanken wird auch im Hyperschallbereich ein ausreichender stabilisierender Druck auf die Seiten­ flanken gewährleistet. Die Leitkörper sind relativ dick, was eine Beschichtung beispielsweise mit Keramik­ materialien ermöglicht. Die Formgebung dieses bekann­ ten Hochgeschwindigkeitsgeschosses geht davon aus, daß der jeweilige leitkörperbildende Keil in Anströmungs­ richtung sehr schlank ist, um der Bewegung des Ge­ schosses einen nur geringen Widerstand entgegenzuset­ zen, aber in radialer Richtung sehr stumpf, um für eine Wärmeleitung zu sorgen.

In der DE 37 32 372 C1 ist ein flügelstabilisiertes Geschoß mit heckseitig am Geschoßkörper angeordneten Leitwerksflügeln offenbart, bei dem einzelne Flügel oder Flügelteile vom Geschoßkörper definiert ablösbar bzw. abschmelzbar ausgebildet sind. Dadurch soll das speziell am Anfang der Flugphase auftretende Pendelverhalten am Geschoß gedämpft und für den weiteren Flug der Luftwiderstand bzw. der Geschwindigkeitsabfall des Geschosses minimiert werden.

Die DE 40 18 385 A1 offenbart ein unterkalibriges Wuchtgeschoß für Übungszwecke (KE-Üb-Geschoß), welches ein aus Vollmaterial gefertigtes Kegelleitwerk besitzt. Dieses erzeugt sehr hohe Kräfte zur Stabilisierung der Geschoßflugbahn, sorgt aber auch für einen hohen Luftwiderstand während des gesamten Fluges.

In der Praxis sind also zwei prinzipielle Methoden zur Stabilisierung von Hochgeschwindigkeitsgeschossen (KE- Projektile) im konventionellen Geschwindigkeitsbereich bis etwa 1.800 m/s bekannt. Dies ist einmal die Flügelstabilisierung und zum anderen die Widerstandsstabilisierung mit Stabilisierungskegel. Die charakteristischen Merkmale für eine Flügelstabilisierung sind der relativ geringe Luftwiderstand und eine ausreichende Pendeldämpfung. Demgegenüber besitzt der Stabilisierungskegel als markante Merkmale einen relativ großen Luftwiderstand bei einer guten Pendeldämpfung. Da die Tempe­ raturbelastung in dem vorgenannten Geschwindigkeitsbe­ reich für die beiden Stabilisierungsarten technisch be­ herrschbar ist und während des Geschoßabgangs auftre­ tende Störungen gering gehalten werden können, gibt der geringe Luftwiderstand der Flügelkonfiguration oftmals den Ausschlag für die Wahl der Stabilisierungsart bei konventionellen KE-Projektilen. Dagegen verstärkt sich die thermische Belastung des Geschosses im Hochge­ schwindigkeitsbereich um beispielsweise über 2.300 m/s ganz erheblich. Außerdem sind in diesem Hochgeschwin­ digkeitsbereich in der Geschoßabgangsphase, beispiels­ weise während der Treibspiegelablösung, Störungen zu erwarten, die deutlich größere Geschoßanstellwinkel zur Folge haben können.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Hochgeschwindigkeitsgeschoß der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einer­ seits ein gutes Pendeldämpfungsverhalten vor allem in der Anfangsphase des Fluges und andererseits eine bes­ sere Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischen Bela­ stungen aufweist. Darüber hinaus soll ein solches Hoch­ geschwindigkeitsgeschoß der steigenden mechanischen Be­ lastung durch die zu erwartende hohe Beschleunigung standhalten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weiterbildungen und Aus­ bildungen dieses Lösungsgedankens nach Patentanspruch 1 sind den Unteransprüchen 2 und 3 zu entnehmen.

Mit dieser Erfindung wird eine zeitlich veränderliche Geschoßkonfiguration vorgeschlagen, um die Vorteile ei­ ner guten Pendeldämpfung und eines geringen Luftwider­ standes bei ausreichender thermischer Belastbarkeit nutzen zu können. Die in der Anfangsphase des Geschoß­ fluges wirkende Widerstandsstabilisierung wird zur Ver­ ringerung des Luftwiderstandes mit Hilfe einer Vorrich­ tung zum Abtrennen oder Abschwenken des Stabilisie­ rungskegels oder von Stabilisierungskegel-Komponenten nach einer geeigneten Flugstrecke in eine Flügelstabi­ lisierung übergeführt. Während der Phase der Wider­ standsstabilisierung wird eine gute Dämpfung der Ge­ schoßpendelung erreicht. Aufgrund der im Anschluß ge­ ringeren Anforderungen an die Pendeldämpfung werden kleinere, konstruktiv auf höhere thermische Belastbar­ keit ausgelegte Flügel den Geschwindigkeitsabfall im weiteren Verlauf des Fluges minimieren.

Insgesamt werden die Widerstandskomponenten so ausge­ legt, daß die mechanische Belastbarkeit des Projektils, und hier insbesondere die der Flügel oder Leitkörper, in der Abschußphase des Geschosses verbessert werden.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung darge­ stellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein flügelstabilisiertes Hochgeschwindigkeits­ geschoß zu Beginn der Flugphase

Fig. 2 das Hochgeschwindigkeitsgeschoß nach Fig. 1 in einer späteren Flugphase

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Heckbereich des Hochge­ schwindigkeitskörpers gemäß Pfeil III in Fig. 2.

Das flügelstabilisierte Hochgeschwindigkeitsgeschoß ist in den Fig. 1-3 nur in seinem prinzipiellen Aufbau dargestellt. Hier sind konstruktive Ausgestaltungen von einzelnen Elementen möglich, ohne daß dadurch der Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.

Das Hochgeschwindigkeitsgeschoß 1 besitzt einen langge­ streckten zylindrischen Geschoßkörper 2 mit einer vor­ deren kegelförmigen Geschoßspitze 3. Hier sind auch an­ dere Formen für die Geschoßspitze 3 möglich. Es ist da­ bei jedoch wesentlich, daß die Geschoßspitze 3 flug­ technisch günstig mit einem gerinstmöglichen Luftwider­ stand ausgebildet ist.

Im Endbereich ist der Geschoßkörper 2 mit radial aus­ wärts gerichteten Flügeln 4 oder einem Leitkörper ver­ sehen. Die Flügel 4 erstrecken sich dabei in der Ge­ schoßlängsachse und besitzen im vorderen Bereich eine strömungsgünstige Schräge 6. Wie dazu Fig. 3 verdeut­ licht, besteht das Leitwerk aus insgesamt vier gleich­ mäßig am Umfang verteilten Flügeln 4.

Auf dem Leitkörper 4 bzw. den Flügeln ist ein kegel­ förmiger Körper 7 aufgesetzt, dessen Kegelspitze in Richtung der Geschoßspitze 3 zeigt. Der kegelförmige Körper 7 besitzt eine glatte Oberfläche 8 und ist mit dem Leitwerk bzw. dem Leitkörper 4 oder den Flügeln 4 zunächst fest verbunden. Für das Aufbringen des kegel­ förmigen Körpers 7 auf den Leitkörper 4 sind in dem Körper 7 Ausnehmungen 9 eingebracht, die in Lage und Größe den Flügeln 4 entsprechen. Dadurch entsteht gemäß Fig. 1 ein Geschoß, welches zu Beginn einer Flugphase durch den kegelförmigen Körper 7 widerstandsstabili­ siert ist.

Der kegelförmige Körper 7 ist dergestalt mit den Flü­ geln 4 verbunden, daß er in einer vorbestimmten Zeit einer Flugphase von dem Geschoßkörper abgelöst wird. Dieses Ablösen des kegelförmigen Körpers kann mit einer geeigneten Vorrichtung erfolgen, die zeitgesteuert ist. Andererseits ist es auch denkbar, daß der kegelförmige Körper 7 nach Überschreiten einer Druckgrenze von dem Leitkörper 6 abgeschoben wird. Wie dazu Fig. 2 zeigt, wird der kegelförmige Körper 7 nach hinten von dem Ge­ schoßkörper 2 weggeschoben, so daß das Hochgeschwindig­ keitsgeschoß 1 in einer späteren Flugphase und nach dem Trennen des kegelförmigen Körpers 7 als reines flugsta­ bilisiertes Hochgeschwindigkeitsgeschoß weiterfliegt.

Die Oberfläche des kegelförmigen Körpers 7 kann zusätz­ lich radial auswärtsgerichtete Flügel oder Leitelemente 10 aufweisen, wie dies in Fig. 1 strichpunktiert ange­ deutet ist.

Claims (3)

1. Flügelstabilisiertes Hochgeschwindigkeitsgeschoß, mit einem im wesentli­ chen zylindrischen Geschoßkörper mit sich kegel- oder ogivenförmig verjün­ gender Geschoßspitze und einem am Endabschnitt vorgesehenen Leitwerk, das radial auswärts gerichtete und sich in der Geschoßlängsache erstreckende Flügel oder Leitkörper aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination der nachfolgenden, teilweise für sich bekannten Merkmale:

• 1. Auf die fest mit dem Geschoßkörper (2) verbundenen Flügel oder Leit­ körper (4) des Leitwerkes (11) ist ein zeit- und/oder druckabhängig ab­ lösbarer, im wesentlichen kegelförmiger Körper (7) gesetzt;
• 2. der Körper (7) weist eine im wesentlichen glatte Oberfläche (8) auf;
• 3. der Körper (7) weist Innenausnehmungen (9) auf, die in Lage und Größe den Flügeln oder Leitkörpern, (4) des Leitwerks (11) entsprechen;
• 4. der Körper (7) ist mit dem Leitwerk (11) bzw. den Flügeln oder Leit­ körpern (4) form- und/oder kraftschlüssig verbunden;
• 5. der Körper (7) ist von dem Leitwerk (11) bzw. den Flügeln oder Leit­ körpern (4) in Geschoßlängsachse (5) zum Heck ablösbar.

2. Hochgeschwindigkeitsgeschoß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (7) mit radial von der kegelförmigen Oberfläche (8) auswärts gerichteten Flügel- oder Leitelementen (10) versehen ist.

3. Hochgeschwindigkeitsgeschoß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (7) aus Einzelsegmenten zusammengesetzt ist.