DE69709083T2 - Verfahren und vorrichtung zur programmierung eines geschosses - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Ermöglichen einer kontaktlosen und induktiven Übertragung relevanter Programmierdaten zu einer programmierbaren, in einem Geschoss enthaltenen Zeitzündfunktion in einer ein Geschoss abfeuernden Geschosslaufwaffe mit Einzel-, halbautomatischem und vollautomatischem Abfeuern und insbesondere in solchen Waffen, die mit gezogenen Läufen aus Stahl versehen sind, wobei das in Frage stehende Geschoss noch in der Kartuschenkammer der Waffe liegt.
• Insoweit als Geschosse betroffen sind, wird die Hauptwirkung derselben am Ziel durch Splitter erzielt, es ist seit langem bekannt, dass die Wirkung am Ziel direkt davon abhängt, wie nahe am Ziel die Detonation stattfindet und auch davon, ob diese oberhalb des Ziels stattfindet, was eindeutig die beste Wirkung erzielt, oder bei einem Bodenaufschlag neben dem Ziel. Obwohl selbstverständlich Anstrengungen unternommen werden, Direkttreffer zu erzielen, sind solche Direkttreffer trotz moderner Abfeuersteuerungs- und Geschossbahnberechnungsinstrumenten nicht besonders häufig.
• Eine Art und Weise des Erzeugens von Luftexplosionen direkt oberhalb des angepeilten Ziels basiert darauf, die Geschosse mit einer programmierbaren Zeitzündfunktion zu versehen, die für die Detonation in einem Flugbahnabstand zum Abfeuerungspunkt programmiert werden kann, einem Abstand, an dem das Ziel liegt, der berechnet worden ist. Wenn die Geschosse dieser Bauart verwendet werden, ist es wünschenswert, diese Programmierung so spät als möglich vor dem Abfeuern durchzuführen. Dies ist insbesondere bei Geschoss abfeuernden Infanteriewaffen mit mobilen Positionen der Fall, wo zu erwarten ist, dass sowohl man selbst als auch das Ziel sich laufend auf dem Schlachtfeld bewegen. Unter diesen Umständen wäre es daher ein klarer Vorteil, wenn die Zeitzündfunktion der Geschosse so spät als möglich vor dem Abfeuern programmiert werden könnte, beispielsweise dann, wenn das Geschoss für das Abfeuern in der Kartuschenkammer der Geschoss abfeuernden Waffe bereit ist.
• Die Anordnung einer derartigen Programmierung der Zeitzündfunktion der Geschosse innerhalb der Kartuschenkammer der Waffe bringt jedoch gewisse Probleme mit sich, weil die Kartuschenkammer einen Teil des Laufes bildet. Es ist bereits von früher bekannt, dass es jedoch möglich ist, elektronische Geschosszünder auf induktive Art und Weise zu programmieren, die auf eine spezielle Art und Weise gestaltet sind.
• Da alle Geschoss abfeuernden Waffen, mit Ausnahme möglicherweise von solchen vom Einzelschusstyp, Läufe haben, die aus Stahl bestehen, die sowohl elektrisch leitfähig als auch magnetisch sind, war jedoch eine induktive Zünderprogrammierung bisher nur vor dem Laden der Waffe möglich oder alternativ, während das Geschoss von einem Magazin zur Kartuschenkammer der Waffe geleitet worden ist. Weiterhin beschreiben die EP-A1- 0 300 255 und EP-A1-0 467 055 Vorschläge, wie dieselbe Art von induktiver Programmierung direkt, nachdem das Geschoss den Lauf verlassen hat, durchgeführt werden kann. Bei diesen Varianten ist vorgeschlagen worden, dass die Spule, die das Programmiersignal zuführen soll, direkt außerhalb der Mündung des Laufes platziert ist, so dass das Geschoss durch diese hindurch geht. Aus verschiedenen Gründen haben sich diese Lösungen als in der Praxis schwieriger zu verwirklichen erwiesen als ursprünglich theoretisch angenommen wurde, dass dies der Fall sei. Was das Programmieren weiter weg vom Abfeuerungspunkt entlang der tatsächlichen Geschossflugbahn betrifft, bringt dies dann solche großen technischen Komplikationen mit sich, dass, obwohl sie keineswegs unüberwindbar sind, sie möglicherweise nur bei größeren Kalibern von beispielsweise 10,5 cm und darüber in Termen der Effektivität gerechtfertigt sein würden.
• In der EP-A-0 118 122 ist auch offenbart, dass gewisse Programmierdaten weniger induktiv, übertragen von einer Programmiervorrichtung einer gewissen Waffe auf eine programmierbare Zündfunktion, die in einem Geschoss enthalten ist, welches in der Kartuschenkammer dieser Waffe geladen ist, kontaktieren können. Es gibt jedoch in dem Text wenige Angaben, wie diese Übertragung durchgeführt wird.
• Als eine Alternative zu den vorstehenden, bisher verwendete Varianten werden nun sowohl ein neues Verfahren als auch eine neue Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, um programmierbare Zeitzünder für die Geschosse Geschoss abfeuernder Geschosslaufwaffen, die sowohl für Einzelschuss als auch für halbautomatisches und ganzautomatisches Abfeuern geeignet sind, direkt induktiv zu programmieren.
• Die Erfindung basiert auf der Tatsache, dass ein Teil des Materials in dem Lauf der Waffe, der die Kartuschenkammer der Waffe bildet, durch einen nichtmagnetischen Einsatz ersetzt wird, um den eine oder mehrere Spulen zum induktiven Programmieren des Zeitzünders der Geschosse gewickelt sind. Durch diese Anordnung allein sind jedoch die Probleme nicht vollständig gelöst. Dies ist deshalb der Fall, weil eine weitere Voraussetzung dafür, dass es möglich ist, die induktive Programmierung der Zeitzünder zum Funktionieren zu bringen, ist, dass dieser nichtmagnetische Einsatz auch nicht elektrisch leitfähig ist. Wenn er elektrisch leitfähig wäre, würde er eine kurzgeschlossene Schicht bilden, die verhindern würde, dass das Programmiersignal auf den Zeitzünder des Geschosses übertragen wird. Es wäre möglich, diese beiden Bedingungen sofort zu erfüllen, wenn der Einsatz aus einem Material hergestellt werden könnte, das nichtmagnetisch war und solche geringe elektrische Leitfähigkeit hatte, dass es zu der Art gehört, die üblicherweise als elektrisch nicht leitfähiges Material bezeichnet wird. Da nun auch berücksichtigt werden muss, dass das Material in dem Einsatz der hohen Temperatur und dem hohen Druck widerstehen muss, der in dem Lauf beim Abfeuern auftritt, ist die Anzahl der möglichen Materialien sehr begrenzt. Eine Gruppe von Materialien, die sowohl nichtmagnetisch als auch elektrisch nicht leitfähig sind und die daher insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache, dass sie als hart, hoch verschleißfest und hitzeresistent bekannt sind, theoretisch für die Herstellung des Kartuschenkammereinsatzes der in Frage stehenden Bauart geeignet wären, sind die sog. Metallkeramiken. In der Regel sind diese Materialien jedoch spröde, aus welchem Grund es heute daher schwierig wäre, ganze Kartuschenkammereinsätze dieser Bauart aus solchen Metallkeramiken herzustellen.
• Gemäß einer bevorzugten Entwicklung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass die Kartuschenkammereinsätze selbst aus einem nichtmagnetischen Metall mit ausreichend hoher Härte und Hitzewiderstand bestehen, wie beispielsweise Niob oder rostfreiem Stahl, wobei ein direktes Kurzschließen der umgebenden Spulen verhindert wird, indem der Einsatz mit einem Spalt in der Längsrichtung des Laufes versehen ist. Die elektrische Isolierung des Spaltes kann in diesem Zusammenhang vorteilhafterweise durch eine geeignete Metallkeramik gebildet werden.
• Wenn der Einsatz beispielsweise aus rostfreiem Stahl besteht, gibt es nichts, das verhindert, dass die Laufriffelung im Einsatz fortgesetzt wird. Dies setzt jedoch voraus, dass der Einsatz nichtdrehbar im Lauf befestigt ist.
• Die Erfindung ist vollständig in den folgenden Patentansprüchen definiert und gleichzeitig wie sie nun im Folgenden mit größerem Detail in Verbindung mit den anhängenden Figuren beschrieben wird.
• Die Erfindung ist hier in einer Variante zur Verwendung in einem so genannten Geschosswerfer vorgestellt. Da diese Art von Waffe allgemein bekannt ist und in einer Anzahl von Varianten mit mechanisch ähnlicher Funktionsweise existiert, sind in den Figuren nur Komponenten enthalten, die für die Erfindung wesentlich sind, in welchen zeigt:
• Fig. 1 eine Ansicht im Längsschnitt durch den Teil des Laufes, der die Kartuschenkammer der Waffe bildet, während
• Fig. 2 die gleiche Ansicht im Längsschnitt, wobei jedoch ein Geschoss in der Kartuschenkammer eingesetzt ist (das Geschoss selbst ist nur in dem Teil geschnitten dargestellt, welcher für das Verständnis der Erfindung signifikant ist), und als letztes
• Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 1.
• Der in den Figuren gezeigte Lauf 1 ist mit einer Riffelung 2 versehen, die im Inneren angegeben ist. Im rückwärtigen Teil des Laufes befindet sich eine Bohrung 3, in der einerseits ein vorderer Einsatz 4 und andererseits ein rückwärtiger Befestigungsring 5 eingesetzt sind. Der vordere Einsatz 4 kann durch Schrumpfung befestigt sein oder mit Keilen versperrt sein, während der rückwärtige Befestigungsring durch Schrumpfen sicher befestigt ist. Der Einsatz 4 ist mit einem Spalt 6 versehen, der mit einem Keramikmetall gefüllt ist, das ein elektrisch nicht leitfähiges Material ist. Um den Einsatz 4 läuft wenigstens eine externe Nut 7, in der wenigstens eine Induktionsspule 8 angeordnet ist. Die Spule(n) 8 ist (sind) mittels der Kabel 9 und 10 an eine Programmiervorrichtung 11 angeschlossen, die so gesetzt sein kann, dass sie auf das Geschoss eine wahlweise Bereichs- /Zeitprogrammierung überträgt.
• Das Geschoss 12 ist in der Fig. 2 als ein Teil der kompletten Ladung 13 gezeigt. Letztere hat auch das Kartuschengehäuse 14, das mit Treibstoff gefüllt ist, mit einer rückwärtigen Schlagkappe 15. In der Figur ist auch das Schubband 16 des Geschosses zu sehen. In der Figur ist das Geschoss in seiner zurückgesetzten Position in der Kartuschenkammer des Laufes 1 gezeigt.
• Komponenten in dem vorderen Abschnitt des Geschosses, die in Verbindung mit der Erfindung signifikant sind, umfassen dessen vordere Abdeckung oder Kappe 17, die aus Kunststoff besteht. Eingebettet in das Material der Kappe ist eine Empfangsspule 18, die elektrisch mit der elektronischen Zeitzündfunktion 21 des Geschosses durch die Kabel 19 und 20 verbunden ist.
• Bei der in der Figur gezeigten Anordnung kann die Zeitprogrammierung, die in der elektronischen Programmiervorrichtung 11 gesetzt worden ist, induktiv über die Spule 8 auf die Spule 18 übertragen werden, die ihrerseits diese Information auf die Zeitzündfunktion 21 leitet. Mit Hilfe dieser Anordnung kann das Geschoss 12 immer sehr nahe an oder während der einleitenden Abfeuerphase programmiert werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Ermöglichen einer kontaktlosen induktiven Übertragung von Programmdaten zu einer programmierbaren in einem Geschoss enthaltenen Zeitzündfunktion in einer geschossabfeuernden Geschosslaufwaffe mit Einzel-, halbautomatischem und vollautomatischem Abfeuern, wobei das Übertragen während das entsprechende Geschoss (12) in der Kartuschenkammer des Laufes (1) liegt, durchgeführt wird, und die entsprechenden Daten von der Programmiervorrichtung (11) der Waffe auf die programmierbare Zeitzündfunktion (21) des Geschosses (12) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung über eine Übertragungsspule (8), die um die Kartuschenkammer des Geschosses angeordnet ist, auf eine Empfangsspule (18), die in dem Geschoss angeordnet ist, durchgeführt wird, und dass wenigstens derjenige Teil des Laufes (1), welcher zwischen den Spulen liegt, durch ein nicht-magnetisches Material ersetzt ist, und so gestaltet ist, dass er nicht eine elektrisch leitfähige Kurzschlusschicht bildet, die eine Übertragung zwischen den Spulen verhindern würde.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitzündfunktion (21) des entsprechenden Geschosses (12) zeitprogrammiert ist, um nach einer vorgegebenen Flugbahnlänge zu detonieren.

3. Anordnung, um gemäß dem Verfahren gemäß der Patentansprüche 1 oder 2 sowohl bei Einzelschuss- als auch halbautomatischen oder ganz automatischen geschossabfeuernden Waffen, insbesondere solchen, die mit gezogenen Läufen (1) versehen sind, welche aus Stahl bestehen, ein kontaktloses induktives Übertragen von Programmierdaten auf eine programmierbare Zeitzündfunktion (21), die in dem entsprechenden Geschoss (12) enthalten ist zu ermöglichen, während das in Frage stehende Geschoss (12) immer noch in der Kartuschenkammer des Laufes (1) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Lauf (1) der Waffe um die dort angeordnete Kartuschenkammer mit einem Einsatz (4) aus einem nicht-magnetischen Material versehen ist, welcher wenigstens den Teil der Kartuschenkammer umgibt, der durch das Geschoss (12) selbst besetzt ist, und um welchem eine oder mehrere elektromagnetische Spulen (8) zur induktiven Übertragung der programmierbaren Daten auf die Zeitzündfunktion (21) des Geschosses (12) gewickelt sind, wobei der Einsatz (4) so gestaltet ist, dass er nicht eine elektrisch leitfähige Kurzschlussschicht bildet.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in Frage stehende Einsatz (4) aus einem nicht magnetischen Metall, wie beispielsweise aus Stahl, Niob oder einem Äquivalent besteht, und dass dieser Einsatz in Querrichtung zur Wickelrichtung der Spulen (8) durch wenigstens einen Spalt (6) unterteilt ist, der seinerseits mit einem elektrisch isolierenden Material (6) ausgefüllt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Material (6) durch ein Keramikmetall gebildet ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (4) nicht drehbar und nicht verschiebbar im Lauf (1) mittels Presspassung, Keilen oder auf irgendeine andere Art und Weise befestigt ist.