-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhalten einer
gleichmäßigen Zündung von Geschütztreibpulverladungsmodulen
sowohl mit Laser als auch mit konventionellen Zündpatronen, wobei die Module
aus einem brennbaren Außengehäuse, das
mit losem oder gepacktem Geschützpulver gefüllt und
an das Kaliber des jeweiligen Geschützes angepasst ist, in der
Form eines Zylinders mit zwei ebenen Stirnwänden, die zueinander mehr oder
weniger parallel und mit den jeweiligen Enden des Seitenwandteils
verbunden sind, und einem zylindrischen Verbindungsrohr, das zentral
zwischen den Stirnwänden
angeordnet ist und einen offenen Zündkanal bildet, der sich durch
das Treibpulverladungsmodul von den Stirnwandenden her erstreckt,
wobei die Zündung
des Treibpulverladungsmoduls somit ausgeführt wird durch Zünden einer
leicht zündbaren ersten
Zündladung,
die zur Mündung
hin in der Richtung, von der aus die Zündung erfolgt, angeordnet ist, während die
Zündung
des in der Zündrichtung
nächsten
Treibpulverladungsmoduls ausgeführt
wird durch Zünden
einer zweiten Zündladung,
die an dem anderen Ende des Zündkanals
angeordnet ist und ihrerseits die Zündung zu der angrenzenden Zündladung in
dem nächsten
Treibpulverladungsmodul fortpflanzt.
-
Das
Verfahren wird hauptsächlich
für lasergezündete Geschütztreibpulverladungen
verwendet, die aus einer Anzahl von hintereinander angeordneten
Treibladungsmodulen, der so genannten modularen Ladungsbauart, bestehen
und zum Erhalten von einer gleichmäßigen Zündung aller Treibladungsmodule,
die in der Ladung enthalten sind, verwendet wird, um dadurch die
Risiken der ungleichmäßigen Zündung und
das Auftreten von Pendeldruck zu eliminieren. Die Erfindung umfasst
auch Treibladungsmodule und komplette Ladungen, die gemäß dem besagten
Verfahren konstruiert sind.
-
Die
in Frage stehende Bauart des Treibladungsmoduls, so genannte Modulladungen,
besteht sehr allgemein aus einer vorbestimmten Menge von Treibpulver,
das in einem vorzugsweise starren zylindrischen Behälter eingeschlossen
ist, der aus einem brennbaren Material besteht und der nach außen durch
eine Zylinderaußenwand
begrenzt ist, die an die Kaliberabmessungen des in Frage stehenden Geschützes angepasst
ist, wobei zwei im Wesentlichen ebene und parallele Stirnwände dessen
Enden begrenzen und durch das Treibladungsmodul sich eine zentral
angeordnete innere Zylinderwand axial erstreckt und die ihrerseits
einen zentralen Zündkanal
definiert, der gegenüber
dem Treibpulver abgegrenzt ist.
-
Diese
modularen Ladungen werden ohne Ausnahme in Kombination verwendet,
um Treibpulverladungen mit einer Ladungsstärke zu bilden, die an jede
Schussweite angepasst ist.
-
Ein
gemeinsames Merkmal der Modulladungen besteht darin, dass sie einen
Außendurchmesser
haben, der für
jede Waffe spezifisch ist und dass sie alle den vorstehend angegebenen
zentralen, axialen Zündkanal
haben, der, wenn zur Anpassung an eine vorbestimmte größere Schussweite
mehrere Modulladungen aufeinander folgend angeordnet sind, einen
gemeinsamen und fortlaufenden Zündkanal
durch alle darin enthaltenen Modulladungen bilden wird. Im Gegensatz
können
die Modulladungen unterschiedliche Längen haben und können unterschiedliche
Arten und Mengen von Pulver enthalten und können dadurch unterschiedliche
Ladungsstärken
haben.
-
Unter
den Vorteilen dieser Treibladungsmodule ist die Tatsache zu erwähnen, dass
sie leicht zu Treibladungen unterschiedlicher Ladungsstärken zu kombinieren
sind, und dass sie somit leicht an unterschiedliche Schussreichweiten
anzupassen sind und infolge ihrer starren Konfiguration auch leicht
automatisch zu laden sind, was bei den weichen, so genannten Beutelladungen
nicht der Fall war, zu deren Ersatz sie entwickelt worden sind.
-
Als
Beispiele der allgemeineren Struktur der Treibladungsmodule vom "modularen Ladungstyp" wird auf die
US-PS 4,702,167 ,
US-PS 4,864,932 , US-PS4,922,823
und WO 89/04453 Bezug genommen, in welchen Variationen derselben
beschrieben sind.
-
In
der
US-PS 5,747,723 ,
die als Basis für
die Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 genommen wird,
ist ein modulares Geschützladungsmodulsystem
definiert, bestehend aus zwei getrennten, festen Treibladungsmodulen
zur Verwendung in militärischen
Artilleriekanonensystemen. Diese Erfindung führt eine gleichmäßige Zündung entweder über Schlagzündvorrichtungen
oder Laserzündung
durch. Die Module bestehen aus einem brennbaren Außengehäuse, das
mit einem energetischen Material gefüllt ist in Form eines Zylinders
mit zwei Stirnwänden
und einem zylindrischen Verbindungsrohr, das zentral zwischen den
Stirnwänden angeordnet
ist und das einen offenen Zündkanal
zwischen diesen bildet. Das Zünden
des Treibladungsmoduls wird durch Zünden einer ersten Zündladung durchgeführt, die
in Richtung auf die Mündung
des Kanals angeordnet ist, während
die Zündung
des nächsten
Treibladungsmoduls durch Zünden
einer zweiten Zündladung
durchgeführt
wird, die an dem anderen Ende des Kanals angeordnet ist, und die
ihrerseits die Zündung
auf die anschließende
Ladung ausbreitet.
-
Es
wurde herausgefunden, dass das akuteste Problem bei Artilleriegeschützen, die
mit Modulladungen geladen sind, ist, dass es schwierig sein kann,
beim Abfeuern des Stückes
eine ungleichmäßige Zündung der
verschiedenen modularen Teile der Ladung zu verhindern. Dies ist
deshalb der Fall, weil die Zündung
sich entlang des ganzen kombinierten Zündkanals der Ladung ausbreiten
muss, wobei die unterschiedlichen äußeren Begrenzungswände der
modulförmigen
Ladungen und des Treibladungspulvers in jeder modulförmigen Ladung
aus technischen Gründen
leicht unterschiedliche Brenncharakteristika haben werden.
-
Das
Problem ist in Fachkreisen allgemein bekannt und es sind bereits
verschiedene Vorschläge
für modulförmige Ladungen
gemacht worden, die mit spezifischen Abfeuerladungen versehen sind,
die entlang des gesamten zentralen Zündkanals, der all diesen Treibladungsmodulen
gemeinsam ist, eine unmittelbare Übertragungszündung verleihen
sollen. Diese früheren
Lösungen
des Problems haben im Allgemeinen zur Folge, dass jede Modulladung
nicht nur mit dem brennbaren zentralen Rohr, das den zentralen Zündkanal
bildet, sondern auch mit Abfeuerladungen aus speziellen schnell
brennendem Material versehen sind, die am Inneren des zentralen
Rohres anliegen und die Zündung
entlang des ganzen fortlaufenden Zündkanals der kompletten Ladung
ausbreiten sollen, bevor das entsprechende zentrale Rohr die Zeit
hatte, durchzubrennen. Als ein Beispiel dieser Technik gemäß dem Stand
der Technik wird auf die
US-PS
4,702,167 Bezug genommen, gemäß welcher der Zündkanal
der Modulladung mit einer großen
Anzahl von speziellen ringförmigen
Abfeuerladungen gefüllt
ist, die in enger Aufeinanderfolge angeordnet sind. Eine andere
Variante des gleichen Themas ist in der
EP 0 718 591 beschrieben, obwohl diese
vorschlägt,
dass die Abfeuerladungen aus mehreren unterschiedlichen Schichten
pyrotechnischen Materials mit unterschiedlichen Porenstrukturen
bestehen, wobei die Poren in Richtung auf das Innenrohr immer enger
werden.
-
Obwohl
aus einem völlig
anderen technischen Bereich, nämlich
dem Bereich der Airbag-Aufblasgasgeneratoren, die eine Packung mit
einem ein Gas erzeugenden Agens haben, ist es aus dem Dokument
US-PS 5,578,787 bekannt,
einzelne Gas erzeugende Agenzien in gewissen Intervallen zueinander
zu halten, um die Verbrennungseffizienz dieser Gas erzeugende Agenzien
sicherzustellen, aber diese Gas erzeugenden Agenzienpackung kann
nicht für
die Ausbreitung der Zündung
in der Längsrichtung der
Gas erzeugenden Agenzienpackung auf eine zweite und anschließende Packung
verwendet werden, so dass die bekannte Vorrichtung nicht für das Zünden eines
Geschütztreibpulverladungsmoduls oder
das Zünden
irgendeiner Hauptladung in demselben Modul verwendbar ist.
-
Schließlich beschreibt
die SE-9702949-0 eine Abfeuerladung, bestehend aus einer begrenzten Anzahl
von ringförmigen
Abfeuerladungen, die im zentralen Teil des Zündkanals jeder Modulladung konzentriert
sind, wobei jeder Abfeuerladungsring entlang wenigstens eines Stirnseitenendes,
das der benachbarten Abfeuerladung zugewandt ist, eine Anzahl von
Vorsprüngen
oder Nasen hat, die eine Vergrößerung einer
engen Zündlücke zwischen
den verschiedenen Abfeuerladungsringen verleihen.
-
Ein
Problem, das bisher sehr wenig in Verbindung mit modulförmigen Ladungen
erörtert
worden ist, ist die Schwierigkeit bei der Verwendung eines Lasers
zum Zünden
dieser Art von Ladung. Es wurde in der Tat gefunden, dass die Laserzündung noch
mehr lokal begrenzt ist als das Ergebnis herkömmlicher Zündkartuschen und die Laserzündung hat
daher eine größere Tendenz,
zu einer ungleichmäßigen Zündung zu
führen.
Im Gegensatz hierzu sollte die allgemeine Verwendung eines Lasers
zum Zünden
der Treibladungspulverladungen in einem Artilleriesystem automatisch
zur Folge haben, dass man nicht länger von speziellen Zündkartuschen
abhängig
ist, da das Laserzündsystem
in solchen Fällen in
dem eigentlichen Artilleriegeschütz
eingebaut ist. Vorausgesetzt, dass das Problem der ungleichmäßigen Zündung gelöst werden
kann, sollte die Laserzündung
daher viele Vorteile sowohl bezüglich
der Logistik als auch der Geschwindigkeit, mit welcher das Artilleriegeschütz für das nächste Abfeuern
bereitgestellt werden kann, haben. Gleichzeitig werden die für die Laserzündung geeigneten
modulförmigen Ladungen
auch in der Lage sein, ohne irgendeinen Nachteil in solchen Artilleriegeschützen verwendet zu
werden, in welchen ein herkömmliches
Abfeuern durch eine Zündkartusche
durchgeführt
wird.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Erhalten
einer gleichmäßigen Übertragungszündung innerhalb
und zwischen Standardmodulladungen zu erhalten, die so konstruiert sind,
dass das Ergebnis ungeachtet dessen, ob die Zündung mittels Laser oder mittels
Zündkartusche gleichermaßen vorteilhaft
ist. Die Erfindung umfasst auch Ladungsmodule, die gemäß dieses
Verfahrens gestaltet sind und Geschütztreibpulverladungen, die aus
diesen Ladungsmodulen gebildet sind.
-
Das
Problem, dessen Lösung
durch die vorliegende Erfindung möglich war, besteht, wie bereits angegeben,
darin, in der Lage zu sein, die Tendenzen in Richtung ungleichmäßiger Zündung des
Treibpulvers zu eliminieren, primär in solchen Treibpulverladungen,
die aus einer Anzahl von Ladungseinheiten bestehen, die in brennbaren
Gehäusen
auf genommen sind, welche hintereinander in einer Reihe angeordnet
sind und in Ladungen der Bauart, die üblicherweise Ladungsmodule
genannt werden und die unter Verwendung eines Laserzündsystems
abgefeuert werden, obwohl diese auch für die Zündung durch herkömmliche
Zündpatronen
geeignet sind.
-
Zusammengefasst
lässt sich
sagen, dass die vorliegende Erfindung daher besteht aus einem Verfahren
zum Zünden
von Treibpulverladungsmodulen für
Artilleriegeschütze,
bestehend aus einer vorbestimmten Menge Treibpulver, das in einem
vorzugsweise starren zylindrischen Behälter umschlossen ist, der aus
einem brennbaren Material besteht und der nach außen durch
eine äußere Zylinderwand
begrenzt ist, die an die Kaliberabmessungen des betreffenden Artilleriegeschützes angepasst
ist, dessen Enden zwei im Wesentlichen ebene Stirnwände begrenzen
und mit einer zentral angeordneten, innen liegenden Zylinderwand,
die sich axial durch das Treibladungsmodul erstreckt und die daher
einen Verbindungszündkanal
bildet. Ein charakteristisches Merkmal der Erfindung besteht darin,
dass im Inneren des Verbindungszündkanals
in seinem zentralen Teil, in Längsrichtung
gesehen und mit gleichem Abstand zu den Enden der Ladung, eine Abfeuerladung in
Form einer Anzahl von Abfeuerladungsringen angeordnet ist, die einer
nach dem anderen aufeinander folgend angeordnet sind und aneinander
anliegen und deren Außenabmessungen
mit den Innenabmessungen des Verbindungszündkanals übereinstimmen und deren Innenabmessungen
einen gemeinsamen inneren Zündkanal
bilden. An ihren einander zugewandten Stirnenden sind diese Abfeuerladungsringe
mit Abstandselementen in Form von Vorsprüngen, Noppen oder radialen
Wellen, die einstückig
mit und aus dem gleichen Material wie die Abfeuerladungsringe herstellt
sind, versehen. Die Abstandselemente ihrerseits führen zu
engen Zündlücken von
vorzugsweise 0,5–2
mm zwischen den verschiedenen Abfeuerladungsringen. Diese Abfeuerladungsringe
mit den zwischen ihnen angeordneten Zündlücken haben die Aufgabe, ein
extrem schnelles Durchbrennen des die Wand des Zündkanals bildenden Materials
und somit auch ein Zünden
des Treibpulvers, das in der Ladung enthalten ist, sicherzustellen.
Bei dieser Art der Abfeuerladung ist es möglich, sicherzustellen, dass
das Abfeuern des Treibpulvers in der Hauptladung immer über den
zentralen Kanal stattfindet, was wiederum ermöglicht, dass die gleichen Ladungen
in ähnlichen
Ge schützen
auch dann verwendet werden können,
wenn diese leicht unterschiedliche Kammergrößen haben. Die Zündung findet
so schnell statt, dass eine Übertragungszündung von
außen
niemals Zeit hat, stattzufinden, selbst wenn zwischen der Kammerwand
und der Treibladung eine ausreichende Lücke ist, dass diese in der Theorie
stattfinden könnte.
Um zufriedenstellendes Funktionieren auch bei Artilleriegeschützen, die
für große Reichweiten
gedacht sind, zu erzielen, bei denen viele Ladungsmodule pro Ladung
vorhanden sind, und wo diese primär mit Laserabfeuersystemen versehen
sind, wurde jedoch gefunden, dass es auch notwendig ist, andere
Maßnahmen
zu ergreifen, die gemäß der vorliegenden
Erfindung bedeuten, dass jedes Ladungsmodul an den jeweiligen Enden
des Verbindungszündkanals
mit speziellen Zündladungen
versehen ist, die eine Übertragungszündung zwischen
den Ladungsmodulen und eine Zündung
der Abfeuerladungen garantieren. Diese Auslöseladungen müssen in
diesem Fall aus einer leicht brennbaren pyrotechnischen Substanz
bestehen, und es wird eine solche Substanz bevorzugt, deren Hauptkomponente
Schwarzpulver ist.
-
Gemäß einer
Variante der Erfindung ist die Zylinderwand, welche den Verbindungszündkanal bildet
und die den Raum, der für
die eigentliche Treibpulverladung dient, des zentralen Verbindungszündkanals
begrenzt, mit einer Anzahl von Durchgangsschlitzen oder -löchern für die Beschleunigung
des eigentlichen Durchbrennens versehen.
-
Zusätzlich wird
diese Zylinderwand vorzugsweise aus wenigstens 70% Nitrozellulose
bestehen, während
die Abfeuerladung, das heißt
die Abfeuerringe und die alternative Abfeuerpille, vorzugsweise aus
einer pyrotechnischen Zusammensetzung bestehen, die durch Nassmischen
hergestellt ist und 60–70%
Kaliumnitrat, 20–30%
Bor und 10–15%
Zinkstearat und schließlich
4–10%
eines acrylischen Binders enthält.
-
Die
Erfindung wird im Einzelnen in den beigefügten Patentansprüchen erläutert und
wird nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
beschrieben, in welchen zeigt:
-
1 eine
Ansicht im Längsschnitt
durch eine Treibladungsmodul der in Frage stehenden Bauart,
-
2 eine
Endansicht desselben Treibladungsmoduls,
-
3 eine
Ansicht im Längsschnitt
mit vergrößertem Maßstab des
Verbindungszündkanals
mit den zugeordneten Details, und
-
4 eine
perspektivische Ansicht eines der Abfeuerringe, die in der Abfeuerladung
enthalten sind.
-
Die
verschiedenen Figuren sind in unterschiedlichen Maßstäben gezeichnet,
teilweise aus Gründen
der Klarheit, aber wo die gleichen Einzelheiten in mehreren Figuren
erscheinen, sind diese mit den gleichen Bezugsziffern in allen Figuren
versehen.
-
Das
vollständige
Treibladungsmodul, das insgesamt mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet
ist, besteht aus einem brennbaren zweiteiligen Außengehäuse in Form
eines Hauptteils 2, mit einer zylindrischen Außenwand 3 und
einer mehr oder weniger ebenen Stirnwand 4, die einstückig mit
der letztgenannten ausgebildet ist, sowie einem zweiten Abdeckteil 5,
der als eine zweite Stirnwand konstruiert ist. Die Zündkanalöffnungen 6 und 7 sind
jeweils im Mittelpunkt der Stirnwände 4 und 5 angeordnet.
Bei dem gezeigten Beispiel sind die Zündkanalöffnungen leicht konisch und
sie sind durch leicht durchbrennbare Schutzfolien 8 bzw. 9 abgedeckt.
Zwischen den Zündkanalöffnungen 6 und 7 verläuft ein
vorzugsweise zylindrisches Verbindungsrohr 10, dessen Inneres einen
Zündkanal 11 bildet,
der durch das gesamte Treibladungsmodul verläuft. Der Raum zwischen der Außenwand,
den Stirnwänden
und dem Verbindungsrohr ist mit einem vorzugsweise vielfach granulierten
Geschütztreibpulver 12 gefüllt. Das
Verbindungsrohr 10, das größtenteils beispielsweise aus Nitrozellulose
bestehen kann, hat den Zweck, so bald als es auf das Geschütztreibpulver 12 durchgebrannt ist,
die Zündung,
die im Inneren des Zündkanals 11 bewirkt
wird, auszubreiten. Entlang dem Inneren der Außenwand 3 können Antiverschleißagenzien,
beispielsweise vom Typ Swedish Additive und Flammdämpfer und
andere Zusätze,
angeordnet sein. In der 1 sind diese Zusätze gemeinsam
mit 13 bezeichnet.
-
Das
Zündsystem,
welches die Erfindung charakterisiert, hat eine Anzahl von Abfeuerringen 14,
bestehend aus pyrotechnischem Material, die im Inneren des Verbindungszündkanals 11 angeordnet sind.
Diese werden im Inneren des Verbindungszündkanals 11 durch
brennbare Stirnringe 15 an Ort und Stelle gehalten, die
beispielsweise an Ort und Stelle geklebt sein können. Die leeren zentralen
Teile der Abfeuerringe bilden zusammen einen inneren Zündkanal 19.
Ein kennzeichnendes Merkmal dieser Abfeuerringe ist auch, dass diese
an wenigstens einem Stirnende Abstandselemente 16 in Form
von Noppen, Ansätzen
oder Wellenausbildungen in ihrer eigenen Endfläche haben. Diese Abstandselemente, die
vorzugsweise einstückig
mit und aus dem gleichen Material wie die übrigen Abfeuerringe hergestellt
sind, haben die Aufgabe, sicherzustellen, dass zwischen den Abfeuerringen 14 Übertragungslücken 17 sind.
Dies dient zur Beschleunigung der Übertragung auf die eigentliche
Treibladung und eliminiert dadurch die Risiken der ungleichmäßigen Zündung und
des zugehörigen
Pendeldruckes in dem Abschussrohr in Verbindung mit dem Abfeuern.
-
Die
Zündladungen 18 und 19,
die die Erfindung kennzeichnen, sind ebenfalls in den Stirnenden des
Verbindungskanals 11 angeordnet. Bei dem gezeigten Beispiel
besteht jede derselben aus einer kleinen Menge verkapseltem Schwarzpulver.
-
Wenn
eine oder mehrere der spezifischen modulförmigen Ladungen, welche die
Erfindung charakterisieren, in das Artilleriegeschütz geladen
sind und das Geschütz
abgefeuert worden ist, wird das Zündsystem, das beispielsweise
eine Laserabfeueranordnung sein kann, die Zündladung des ersten Moduls
auslösen,
die ihrerseits die Abfeuerladungsringe des Moduls und die Zündladung
im anderen Ende des Moduls zündet,
was somit wiederum garantiert, dass die Zündung mit der größtmöglichen
Geschwindigkeit ausgebreitet wird, während gleichzeitig die Abfeuerladung
des Moduls das Pulver in der Hauptladung zündet.