DE69109982T2

DE69109982T2 - Anzündeinlage für die Haupttreibladung einer teleskopischen Munition.

Info

Publication number: DE69109982T2
Application number: DE69109982T
Authority: DE
Inventors: James R Northrup; Brian B Tasson
Original assignee: Alliant Techsystems Inc
Current assignee: Northrop Grumman Innovation Systems LLC
Priority date: 1990-09-10
Filing date: 1991-09-05
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2011-09-06
Also published as: CA2051009A1; EP0475279B1; CA2051009C; ES2073082T3; US5048422A; EP0475279A1; DE69109982D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine abgeschlossene bzw. gekapselte teleskopische Munition gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Die verbesserte Munition gemaß der Erfindung ist preiswert in der Herstellung, gestattet die Verwendung von Hochenergie-Haupttreibladungen und ermöglicht die Steuerung der Haupttreibladungs-Zündung.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 geht aus von der EP-A-O 328 006. Das gekapselte teleskopische Munitionsgeschoß, weiches in diesem Dokument beschrieben ist, ist auf die Verbesserung der Rückgewinnung der Munitions- bzw. Geschoßhülse nach dem Abfeuern des Projektils gerichtet, um einen leichten Auswurf der Hülse aus einer Abschußkammer zu unterstützen. Das Munitionsgeschoß gemäß diesem angegebenen Stand der Technik weist eine äußere röhrenförmige Hülse mit einer Kammer auf, innerhalb der eine feste Menge an Treibladung enthalten ist. Separate vordere und hintere Röhren sind in der Hülse angeordnet, welche durch einen Spalt getrennt sind. Das Geschoß wird in eine Geschützkammer geladen, welche hinter dem Geschützlauf angeordnet ist. Wenn das Geschoß abgefeuert wird, zündet die Zündladung die kleine Menge an Treibladung im Steuerabschnitt. Das resultierende Gas wirkt als eine Kraft gegen einen Projektilzapfen (Spud) an dessen Rückseite, was das Projektil nach vorn heraus aus dem Mittelrohr in den Geschoßlauf treibt. Als nächstes zünden die heißen Gase die Haupttreibladung, welche das Projektil umgibt. Das Verbrennen der Treibladung erzeugt Gas bei einem viel höheren Druck, was das Projektil durch den Geschoßlauf treibt, um die Mündung mit hoher Geschwindigkeit zu verlassen. Ein typischer Aufbau für eine gekapselte teleskopische Munition ist in Fig. 1 dargestellt. Sie weist ein zylindrisches gewalztes Stahlgehäuse 10 auf, welches ein Geschoß 14 umschließt. Ein Steuerrohr 16 erstreckt sich nach hinten von etwa dem Mittelpunkt des Gehäuses 10. Eine granulare Treibladung 18 ist in dem Steuerrohr 16 eingeschlossen, welche bei Initialzündung das Geschoß aus dem Gehäuse treibt. Das Steuerrohr 16 weist eine Ausnehmung 20 auf, in welche ein Zünder bzw. eine Zündladung paßt. Ein Meßrohr 22 ist etwa vom Mittelpunkt des Gehäuses nach vorn angeordnet und beläßt einen winkelmäßigen Spalt 24, durch welchen die Treibladung 18 eine feste Haupttreibladung 26 zündet, welche das Steuerrohr und das Meßrohr umgibt. Eine Basisverschlußkappe 28 und eine Vorderverschlußkappe 30 befestigen das Gehäuse mit dem Meßrohr bzw. dem Steuerrohr. Im Betrieb zündet der Zünder die Treibladung 18 in dem Steuerrohr, was bewirkt, daß das Geschoß 18 nach vorn bewegt wird. Wenn sich das Geschoß nach vorn bewegt, zündet das sich expandierende Gas von der Treibladung 18 die Haupttreibladung 26 durch den Spalt 24 zwischen dem Steuerrohr und dem Meßrohr.
Während es im allgemeinen ausreichend ist, benötigt eine gekapselte teleskopische Munition des oben beschriebenen Typs eine feste gegossene Haupttreibladung, um zu verhindern, daß die Treibladung in den Hohlraum eintritt, durch welchen das Geschoß läuft. Das Ausbilden der festen Treibladung ist ein arbeitsintensiver und kostspieliger Vorgang. Des weiteren verhindert die Verwendung von gegossenen festen Treibladungen die Verwendung gewisser wünschenswerter Hochenergie-Treibladungen, welche nicht ohne weiteres gegossen werden können.
Ein Ziel der Erfindung ist das Vorsehen einer gekapselten teleskopischen Munition, welche keine feste Haupttreibladung benötigt, was sie weniger kostspielig in der Herstellung macht und des weiteren die Verwendung von Hochenergie-Treibladungen ermöglicht, die nicht ohne weiteres gegossen werden können. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Steuern der Zündung der Hauptrohr-Treibladung zu schaffen. Diese Ziele werden durch eine gekapselte teleskopische Munition gemäß den Merkmalen nach Anspruch 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele können aus den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
Die vorstehenden und weitere Ziele, Aspekte und Vorteile werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen deutlicher, in welchen
Fig. 1 eine Schnittansicht einer gekapselten teleskopischen Munition konventionellen Aufbaus ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer gekapselten teleskopischen Munition gemäß der Lehre dieser Erfindung ist; und
Fig. 3 eine detaillierte Ansicht eines spezifischen Ausführungsbeispiels einer Auskleidung bzw. Buchse zur praktischen Verwendung der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird Fig. 1 in Verbindung mit dem Hintergrund dieser Erfindung erklärt. Fig. 2 ist eine gekapselte teleskopische Munition gemäß der Lehre dieser Erfindung. Sie ist im allgemeinen ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten Geschoß, und gleiche Bezugsziffern sind zur Identifikation gleicher Bauteile in den zwei Zeichnungen verwendet worden. Genauso wie das in Fig. 1 gezeigte Geschoß weist das Geschoß in Fig. 2 ein äußeres zylindrisches Gehäuse 10 aus kaltgewalztem Stahl oder einem anderen geeigneten Material auf. Ein Steuerrohr 16 und ein Meßrohr 22 sind innerhalb des Gehäuses 10 angeordnet und mit dem Gehäuse durch eine Basisverschlußkappe 28 bzw. eine Vorderverschlußkappe 30 befestigt. Das Steuerrohr 16 weist eine Ausnehmung 20 auf, in welche ein Zünder paßt.
Ein Geschoß 14 ist vollständig von dem Gehäuse 10 umgeben und ist in dem Steuerrohr durch Druckdichtrippen 25 getragen. Eine steife zylindrische Buchse 34 bzw. Auskleidung paßt zwischen das Meßrohr und das Steuerrohr und ist mit den Rohren durch einen hinteren Führungsring 35 und einen vorderen Führungsring 34 ausgerichtet.
Eine lose Granulattreibladung 18 füllt das Steuerrohr hinter dem Geschoß 14. Eine lose Granulathaupttreibladung 40 füllt den Raum zwischen dem Gehäuse 10 und dem Steuerrohr 16, dem Meßrohr 22 und der Buchse 34. Es sei hervorgehoben, daß die Buchse 34, welche physisch die Haupttreibladung vom Geschoßhohlraum trennt, die Verwendung von einem losen geladenen Granulattreibmittel ermöglicht.
Bezug nehmend nun auf Fig. 3 stellt die Buchse 34 bzw. Auskleidung einen Zylinder dai; welcher aus einem energetischen Material aus einer einzigen oder aus zwei Komponenten, kombiniert mit einem gießbaren Bondiermaterial oder mit einem Bahnmaterial, hergestellt ist. Die Auskleidung 34 kann in vorteilhafter Weise kleine Löcher oder Perforationen aufweisen, die gleichmäßig über ihre Oberfläche verteilt sind. Alle Löcher oder Perforationen sind kleiner als die Korngröße der Haupttreibladung 40. Die Führungsrringe 35 und 36 können adhäsiv an der Auskleidung 34 bondiert sein. Geeignete Materialien für die Führungsringe stellen Nylon 6-6 und Acetal dar.
Die Führungsringe 35 und 36 können auch weggelassen sein. Die Auskleidung 34, das Steuerrohr 16 und das Meßrohr 22 können so modifiziert sein, daß sie strukturell die Auskleidung ohne Führungsringe tragen bzw. abstützen. Ein adhäsives Bondiermaterial bzw. Kiebehaftmaterial kann an diesem Übergang für eine erhöhte Steifigkeit des weiteren vorgesehen sein.
Die Auskleidung 34 weist ein energetisches Material auf, das durch einen Binder zusammengehalten ist. Der Begriff "auf Basis einer einzigen Komponente" bezieht sich auf eine Zusammensetzung, welche ein energetisches Nitratestermaterial wie z.B. Nitrozellulose enthält. Eine Zusammensetzung auf Basis zweier Bestandteile enthält zwei energetische nitrierte Ester wie z.B. Nitrozellulose und Nitroglyzerin. Typische nitrierte Ester, welche im Rahmen dieser Erfindung anwendbar sind, sind:
Nitrozellulose
Nitroglyzerin
Dinitrotoluen
Diethylglykoldinitrat
BTTN
Weitere geeignete energetische Materialien umfassen, sind jedoch nicht darauf begrenzt:
Borkaliumnitrat
Oxite
Schwarzpulver
Benite
Kaliumnitrat
Kaliumsulfat
Kaliumperchlorat
pyrotechnische Zusammensetzungen
Nitramine
Geeignete Binder sind:
Nitrozellulose
Zelluloseacetatbutyrat
Glyzidylazidpolymer
thermoplastische Elastomere
Der prozentuale Anteil und der Typ des energetischen Materials, welches in der Zusammensetzung für die Auskleidung verwendet wird, bestimmen den Zündzeitpunkt und die der Haupttreibladung zugeführte Anregung. Dies kann verwendet werden, um das Leistungsverhalten des eingeschlossenen bzw. gekapselten teleskopischen Geschosses deutlich zu erhöhen, vor allem bei niedrigen bzw. kalten Temperaturen. Des weiteren sei hervorgehoben, daß eine inerte Auskleidung, wie z.B. ein Papierrohr, ebenfalls bei bestimmten Anwendungen verwendet werden kann, wo es erwünscht ist, die Zündung der das Rohr umgebenden Treibladung zu verzögern.
Die Auskleidung kann in jeder geeigneten Art ausgebildet sein wie z.B. durch spiralförmige Pappblätter von Material, Schmelzen der Zusammensetzung unter Wärme oder Druck oder durch Extrusion. Energetische Materialien werden in den Binder während des Prozesses zur Ausbildung der Auskleidung bzw. des Futters imprägniert. Die Auskleidungsdicke und das Herstellungsverfahren können variiert werden, um die Auskleidungsverbrennung und die strukturellen Charakteristika weiter zu modifizieren.
Ein Beispiel einer Auskleidungs-Auslegung auf Basis eines einzigen Materials ist eine Auskleidung, welche 72% Klasse-A-Nitrozellulose enthält, die mit 2% Schwarzpulver während der Papierherstellung imprägniert wurde. Die Nitrozellulose ist spiralförmig auf einem Dorn mit sich überlappenden Rändern gewickelt, welche mit Durolock-Harz zusammenhaften, um die Auskleidung zu bilden. Diese Auskleidung auf Basis eines einzigen Materials ist ziemlich langsam-brennend und führt zu einer guten Haupttreibladungszündung infolge der heißen Partikel, welche von dem Schwarzpulver herrühren.
Ein Beispiel einer Auskleidungs-Auslegung auf der Basis von zwei Materialien besteht in der Zugabe von 43% Nitroglyzerin zu 52% Nitrozellulose. Der Stoff kann extrudiert und in die gewünschte Auskleidungsform geschnitten werden. Das Nitroglyzerin erhöht deutlich den Energiegehalt der Auskleidung, was ein erhöhtes bzw. verbessertes ballistisches Leistungsverhalten ermöglicht. Die Verbrennungsrate der Auskleidung wird ebenfalls erhöht.
Ein Beispiel einer gegossenen Auskleidung ist eine Auskleidung, die aus Nitrozellulosefaser, Wasser, Durolock-Harz und anderen Fasern mit Nitrozellulosefasern hergestellt wurde, welche etwa 78% des Gemisches aufweist. Das Gemisch wird unter Verwendung konventioneller Techniken in die gewünschte Form unter Wärme und Druck gegossen, wobei der Vorgang durch Trocknen vollständig zu Ende geführt wird. Die gegossene Auskleidung brennt sehr ähnlich wie die spiralförmig gewickelte Auskleidung auf der Basis eines einzigen Materials, welches oben beschrieben wurde. Die Vorteile dieses gegossenen Aufbaus gegenüber dem spiralförmig gewickelten liegen in seiner Anpaßbarkeit an Produktionsmengen und die eliminierten Adhäsionsbondierflächen.
Während die Erfindung bezüglich eines einzigen bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, ist für die Fachleute klar, daß die Erfindung unter Modifikation innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche ausgeführt werden kann. Obwohl die Erfindung besonders vorteilhaft dahingehend ist, daß sie die Verwendung eines Granulattreibmittels bzw. körnigen Treibmittels ermöglicht, welches das Steuerrohr umgibt, kann eine Auskleidung des hier beschriebenen Typs in Verbindung mit einer festen Treibladung, welche das Steuerrohr umgibt, verwendet werden. Bei dieser Anwendung dient die Auskleidung der Steuerung der Haupttreibladungszündung zur Schaffung von entweder einer erhöhten oder einer verringerten Zünd- anregung, und zwar in Abhängigkeit von einer gewünschten Charakteristik der Haupttreibladungszündung.

Claims

1. Abgeschlossene teleskopische Munition mit einem rohrförmigen äußeren Gehäuse (10), einer ersten Treibladung (18) und einer zweiten Treibladung (40), welche in Kombination aufweist:

ein Steuerrohr (16), welches die erste Treibladung (18) und zumindest einen Teil eines Projektils (14) aufnimmt;

ein Meßrohr (22), welches in Kombination mit dem Steuerrohr (16) einen axialen Durchgang bildet, wobei das äußere Gehäuse (10) das Steuerrohr (16) und das Meßrnhr (22) umgibt und radial davon beabstandet ist;

wobei das Steuerrohr (16) und das Meßrohr (22) so voneinander beabstandet sind daß sie einen Spalt entlang des axialen Durchganges zwischen den Rohren (16. 22) bilden, und wobei die zweite Treibladung (40) in dem Raum zwischen den Rohren (16, 22) und dem äußeren Gehäuse (10) untergebracht ist;

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einlage (34) in dem Spalt in Kontakt mit dem Steuerrohr (16) und dem Meßrohr (22) angeordnet ist und die zweite Treibladung (40) von dem Durchgang trennt; und

das Steuerrohr (16) und das Meßrohr (22) derart angeordnet sind, daß eine Zündung der ersten Treibladung (18) das Projektil (14) entlang des axialen Durchganges treibt und Zündprodukte der ersten Treibladung (18) die zweite Treibladung (40) durch die Einlage (34) zünden, wenn das Projektil (14) an der Einlage (34) vorbeiläuft.

2. Abgeschlossene teleskopische Munition nach Anspruch 1, bei welcher die Einlage (34) aus einem energieliefernden Material besteht.

3. Abgeschlossene teleskopische Munition nach Anspruch 1 oder 2, bei weicher die zweite Treibladung (40) einen granulare Treibladung ist.

4. Abgeschlossene teleskopische Munition nach Anspruch 2, bei welcher das energieliefernde Material ein auf Basis einer Komponente bestehendes Material ist.

5. Abgeschlossene teleskopische Munition nach Anspruch 2, bei welcher das energieliefernde Material ein auf Basis von zwei Komponenten bestehendes Material ist.

6. Abgeschlossene teleskopische Munition nach Anspruch 2 oder 3, bei welcher das energieliefernde Material so ausgewählt ist. daß eine vorbestimmte Zündcharakteristik der Haupttreibladung geschaffen wird.

7. Abgeschlossene teleskopische Munition nach Anspruch 2, bei welcher das energieliefernde Material ein nitriertes Ester aufweist.

8. Abgeschlossene teleskopische Munition nach Anspruch 2, bei welcher das energieliefernde Material Nitrozellulose aufweist.

9. Abgeschlossene teleskopische Munition nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Einiage (34) aus dem Material besteht, welches eine Zündung der zweiten Treibladung (40) durch die erste Treibladung (18) verzögert.