EP0413084A2 - Geschoss - Google Patents

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EP0413084A2
EP0413084A2 EP19900105792 EP90105792A EP0413084A2 EP 0413084 A2 EP0413084 A2 EP 0413084A2 EP 19900105792 EP19900105792 EP 19900105792 EP 90105792 A EP90105792 A EP 90105792A EP 0413084 A2 EP0413084 A2 EP 0413084A2
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EP
European Patent Office
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interior
gas
projectile
floor
protective gas
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EP19900105792
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EP0413084B1 (de
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Rolf Langenohl
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Rheinmetall Industrie AG
Original Assignee
Rheinmetall Industrie AG
Rheinmetall GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B30/00—Projectiles or missiles, not otherwise provided for, characterised by the ammunition class or type, e.g. by the launching apparatus or weapon used
    • F42B30/08—Ordnance projectiles or missiles, e.g. shells

Definitions

  • the invention relates to a projectile with an interior space, in which sensitive payloads and / or electronic components are arranged, according to the preamble of claim 1.
  • a large-caliber floor e.g. B. in artillery calibers 155 mm or 203 mm, in the interior of which a large number of small submunitions (bomblets) are arranged as an ejectable payload, z. B. from DE-OS 38 41 908 known (corresponding to Figure 1 of the present application).
  • the ignition and safety device of such a submunition projectile consists of many fine mechanical small parts which are arranged within a detonator housing. The igniter housing does not close the internal ignition mechanism gas-tight to the outside.
  • Another large-caliber load carrier floor with three submunition floors stacked in the interior is e.g. B. from DE-OS 36 35 361 known (corresponding to Figure 2 of the present application).
  • These submunition projectiles are provided with a projectile-forming charge and have a stabilizing parachute, a target-seeking sensor system with a transmitting and receiving antenna, as well as an energy supply unit and also an ignition and safety unit.
  • a large-volume storage space or a space to be kept is required in the carrier storey.
  • From DE-PS 36 19 791 is also an ejectable from a large-caliber carrier floor or missile floor warhead capable of flight and guidance with stabilizing wings known as a submunition unit (corresponding to FIG. 3 of the present application).
  • a submunition unit corresponding to FIG. 3 of the present application.
  • the submunition projectiles are provided with a corresponding explosive charge.
  • the disadvantage here is that moisture can diffuse out of the explosive mass or is present in the gas atmosphere (air) in the free interior of the projectile body. Due to this moisture, unprotected electronic components (microchips, contacts, printed circuit boards, etc.) or small precision mechanical components (clockworks) can tend to corrode and lose their functionality - especially if stored for a long time (up to 20 years) or fluctuating temperatures.
  • the protective gas can be a noble gas such. B. argon (Ar), helium (He), an inert gas such. B. nitrogen (N2) or a gas with a reducing effect such. B. carbon monoxide (CO), hydrogen (H2), ammonia (NH4), methane gas (CH4) or a corresponding gas.
  • the protective gas is expediently present in the interior of the floor with an overpressure between normal atmospheric pressure and 30 bar.
  • the height of the overpressure is decisive for the amount of gas to be introduced and should be selected depending on the type of gas, the type of projectile, the size of the caliber, etc.
  • a derar term measure is not appropriate for the interior of floors because of the disadvantageous increase in the dead load; just to reduce the dead load component in electronic components such.
  • B. has been dispensed with casting with synthetic resin.
  • a method according to the invention for protecting sensitive components or payloads in the interior of a storey is seen in the measure that the interior is cleaned of moisture or corrosion seedlings (particles) by purging or flooding with an inert protective gas; the interior is then permanently protected against corrosion by remaining the protective gas, preferably with a certain excess pressure of, for example, about 3 bar.
  • reference number 10 shows a known large-caliber bomblet projectile, in the interior 12 of which a large number (here 49 units) of small submunition storeys 14 (bomblets) are embedded.
  • the Carrier projectile 10 has a base bleed set 16 on the rear for increasing the range and can be fired at distances of up to approximately 40 kilometers.
  • the submunition storeys 14 are then ejected from the carrier storey 10 by means of an ejection charge 18 above a target area.
  • the cargo space or interior 12 of the projectile 10 is filled with a protective gas which is under overpressure to protect corrosion-sensitive precision mechanical components of the non-gas-tight detonator housing of the bomblet projectiles.
  • the excess pressure of the protective gas should be selected depending on the bullet shell strength and the volume of the interior 12 and can be between 1 and 30 bar.
  • the caliber size and the bullet diameter are also decisive. So it can z. B. be useful, the protective gas with a higher pressure of z. B. fill in 15 bar to have a corresponding sufficient amount of gas for any leaks. With a larger bullet in caliber 203 mm it can e.g. B. be sufficient if there is a lower excess pressure of approx. 2 bar.
  • a similar carrier storey 20, shown in FIG. 2 has three intelligent submunition units 24 in its interior 22. These submunitions 24 are each assigned a projectile-forming charge 38, which is at a height of z. B. is fired 120 to 15 meters above a detected and targeted target. For this purpose, such a submunition unit 24 is functionally equipped with a rotating parachute 26, a target-seeking and target-detecting sensor unit 28 with a transmitting and receiving antenna 32, as well as an energy supply unit 34 and ignition and safety unit 36. These submunition units 24 therefore require a relatively large-volume interior 22 in the carrier storey 20. To protect the components or peripheral submunition storey parts mentioned, the interior 22 is filled with an inert gas or gas mixture with z. B. Helium filled.
  • the inert gas is under a certain excess pressure.
  • the interior with a volume of 2.8 liters (at atmospheric pressure) can contain 7.5 liters of gas at an overpressure of approx. 3 bar. This is sufficient for permanent protection of the components.
  • FIG. 3 shows a warhead 40 designed as a larger submunition projectile.
  • the warhead 40 also has an interior 42 with assemblies arranged therein.
  • the warhead 40 can e.g. B. from a large-caliber carrier floor, a rocket or an aircraft and is flyable and steerable by means of swing-out stabilizing wing 44.
  • the warhead 40 has a front-side sensor head 48 for target detection and distance ignition of a first active charge 46 (P-charge). Behind it, a control unit with gas generator 56 and lateral control nozzles 58 is arranged around an ignition spacer tube 52 (stand-off) carrying the front active charge 46 for the main hollow charge 54. Furthermore, an energy supply unit 62 and an ignition device 64 with an electronic delay circuit for the time-delayed initiation of the main hollow charge are provided.
  • the interior 42 has been filled with a protective gas under excess pressure as corrosion protection for the installed units.
  • the invention can be used on all floors with sensitive internal components, for. B. also with tank ammunition, mortar shells, grenade shells, rockets, mines, water bombs, torpedoes or similar charges filled with explosives.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Geschoß (40). mit einem Innen­raum (42) in welchem Nutzlasten (46) oder elektronische Bauteile (48, 64) angeordnet sind.
Derartige Geschosse mit empfindlichen inneren Bauteilen müssen nach einer Lagerhaltung bis zu 20 Jahren immer noch voll funktionsfähig sein.
Zum Korrosionsschutz der inneren Bauteile (48, 64) ist der Innenraum (42) des Geschosses (40) erfindungsgemäß mit einem Schutzgas ausgefüllt. Das Schutzgas, z. B. Argon (Ar), Stickstoff (N₂), Wasserstoff (H₂) oder ein entspre­chendes Gasgemisch ist mit einem Überdruck von z. B. 3 bar im Innenraum (42) des Geschosses (40) vorhanden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Geschoß mit einem Innenraum, in welchem empfindliche Nutzlasten und/oder elektronische Bau­teile angeordnet sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspru­ches 1.
  • Ein großkalibriges Trägergeschoß, z. B. im Artilleriekali­bern 155 mm oder 203 mm, in dessen Innenraum als ausstoßba­re Nutzlast eine Vielzahl von kleinen Submunitionsgeschos­sen (Bomblets) angeordnet sind, ist z. B. aus der DE-OS 38 41 908 bekannt (entsprechend Figur 1 der vorliegenden An­meldung). Die Zünd- und Sicherungseinrichtung eines derar­tigen Submunitionsgeschosses besteht aus vielen feinmecha­nischen Kleinteilen, die innerhalb eines Zündergehäuses angeordnet sind. Das Zündergehäuse schließt die innere Zündmechanik nicht gasdicht nach außen ab.
  • Ein weiteres großkalibriges Lastenträgergeschoß mit drei im Innenraum eingestapelten Submunitionsgeschossen ist z. B. aus der DE-OS 36 35 361 bekannt (entsprechend Figur 2 der vorliegenden Anmeldung). Diese Submunitionsgeschosse sind mit einer projektilbildenden Ladung versehen und wei­sen einen Stabilisierungsfallschirm, eine zielsuchende Sen­sorik mit Sende- und Empfangsantenne sowie weiterhin eine Energieversorgungseinheit und ebenfalls eine Zünd- und Si­cherungseinheit auf. Für die Einlagerung dieser peripheren Bauteile der Submunitionsgeschosse ist im Trägergeschoß ein großvolumiger Stauraum bzw. freizuhaltender Zwischen­raum erforderlich.
  • Aus der DE-PS 36 19 791 ist weiterhin ein aus einem großka­librigen Trägergeschoß oder Raketengeschoß ausstoßbarer flug- und lenkfähiger Gefechtskopf mit Stabilisierungsflü­geln als Submunitionseinheit bekannt (entsprechend Figur 3 der vorliegenden Anmeldung). Zur Endphasenlenkung und ent­sprechender Abstandszündung eines ersten projektilbilden­den Wirkteiles z. B. gegen Aktivpanzerungen und eines zwei­ten stachelbildenden Haupt-Wirkteiles gegen die Hauptpanze­rung des Zieles ist eine umfassende Zielerfassungssensorik und Steuermechanik mit Zünd- und Elektronikeinheiten vor­handen.
  • Bei allen diesen bekannten Geschossen sind die Submuni­tionsgeschosse mit einer entsprechenden Sprengstoffladung versehen. Nachteilig hierbei ist, daß aus der Sprengstoff­masse Feuchtigkeit ausdiffundieren kann bzw. in der Gasat­mosphäre (Luft) im freien Innenraum des Geschoßkörpers vor­handen ist. Durch diese vorhandene Feuchtigkeit können - insbesondere bei langer Lagerhaltung (bis zu 20 Jahren) oder Temperaturschwankungen - ungeschützte Elektronikbau­teile (Mikrochips, Kontakte, Leiterplatten etc.) oder fein­mechanische Kleinbauteile (Uhrwerke) in nachteiliger Weise zur Korrosion neigen und dadurch ihre Funktionsfähigkeit verlieren.
  • In zukünftige moderne Geschosse werden immer komplizierte­re Innenaufbauten eingesetzt. Besonders elektronische Bau­gruppen werden hierbei zunehmend Verwendung finden. Die Funktionssicherheit der Geschosse hängt jedoch von einem hundertprozentigen Korrosionsschutz der inneren Baugruppen über die gesamte Lagerzeit ab. Es wird daher erforderlich, die empfindlichen inneren Bauteile vor einer möglichen Korrosion zu schützen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für gattungsmäs­sige Geschosse eine Maßnahme zum Schutz von empfindlichen inneren Bauteilen bzw. Natzlasten gegen Korrosion anzuge­ben.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf erstaunlich einfa­che Weise dadurch gelöst, indem der freie Innenraum in dem Geschoß, in welchem die Bauteile bzw. Nutzlasten angeord­net sind, mit einem Schutzgas ausgefüllt ist. Dabei kann das Schutzgas ein Edelgas wie z. B. Argon (Ar), Helium (He), ein Inertgas wie z. B. Stickstoff (N₂) oder ein Gas mit reduzierender Wirkung wie z. B. Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H₂), Amoniak (NH₄), Methangas (CH₄) oder ein entsprechendes Gas sein.
  • Zweckmäßigerweise ist das Schutzgas dabei mit einem Über­druck zwischen normalem Atmosphärendruck und 30 bar im Innenraum des Geschosses vorhanden. Die Höhe des Überdruk­kes ist entscheidend für die einzubringende Gasmenge und sollte in Abhängigkeit von der Gasart, der Geschoßart, der Kalibergröße etc. gewählt werden.
  • Zum Laborieren der Trägergeschosse bestehen diese in der Regel aus zwei zusammensetzbaren Teilen; so kann z. B. die Geschoßspitze (Ogive) oder der Geschoßboden vom restlichen Geschoßkörper abschraubbar sein. In dem Verbindungsbereich dieser Geschoßteile ist in der Regel eine O-Ring-Dichtung, und/oder ein Kleb- und Dichtungsmittel und/oder ein äuße­rer Schutz- und Dichtungslack vorgesehen. Bei geringsten Beschädigungen (z. B. Mikrohaarrisse nach einem Herabfal­len des Geschosses) kann auf vorteilhafte Weise bei einem erfindungsgemäßen Geschoß mit innerem Schutz der empfindli­chen Bauteile keine schädliche Feuchtigkeit von außen ein­dringen; durch den vorhandenen Überdruck und die dadurch größere Gasmenge im Innenraum des Geschosses wirkt das Schutzgas als Sperre und kann sehr langsam von innen nach außen entweichen, so daß ein einfacher aber wirkungsvoller Langzeitschutz für die empfindlichen Bauteile gegeben ist.
  • Allgemein bekannt sind zwar klimafeste Transport- oder Lagerbehälter (Magazinkästen) für Geschosse mit feuchtig­keitsaufsaugenden Mitteln wie z. B. Kieselgur. Eine derar­ tige Maßnahme ist für das Innenleben von Geschossen wegen der nachteiligen Erhöhung des Totlastanteiles jedoch nicht zweckmäßig; gerade zur Verringerung des Totlastanteiles ist bei elektronischen Bauteilen z. B. auf ein Vergießen mit Kunstharz verzichtet worden.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Schützen von empfindli­chen Bauteilen oder Nutzlasten im Innenraum eines Geschos­ses wird in der Maßnahme gesehen, daß der Innenraum durch Spülen bzw. Fluten mit einem inerten Schutzgas von Feuch­tigkeit oder Korrosionskeimlingen (Partikel) gereinigt wird; danach wird der Innenraum durch Verbleiben des Schutzgases, vorzugsweise mit einem gewissen Überdruck von beispielsweise ca. 3 bar, dauerhaft gegen Korrosionsgefahr geschützt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeich­nungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 ein bekanntes Trägergeschoß für eine Vielzahl von Submunitionsgeschossen,
    • Figur 2 ein anderes bekanntes Trägergeschoß für drei P-Ladungs-Submunitionsgeschosse und
    • Figur 3 einen bekannten flug- und lenkfähigen Ge­fechtskopf mit Tandem-Hohlladung, bei denen jeweils die erfindungsgemäße Lehre Anwendung finden soll.
  • In Figur 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein bekanntes groß­kalibriges Bomblet-Trägergeschoß dargestellt, in dessen Innenraum 12 eine Vielzahl (hier 49 Stück) von kleinen Sub­munitionsgeschossen 14 (Bomblets) eingelagert sind. Das Trägergeschoß 10 weist heckseitig einen Base-Bleed-Satz 16 zur Reichweitensteigerung auf und kann auf Entfernungen bis zu etwa 40 Kilometern verschossen werden. Über einem Zielgebiet werden dann die Submunitionsgeschosse 14 mit­tels einer Ausstoßladung 18 aus dem Trägergeschoß 10 ausge­stoßen. Der Ladungsraum bzw. Innenraum 12 des Geschosses 10 ist dabei zum Schutz von korrosionsempfindlichen feinme­chanischen Bauteilen der nicht gasdicht abschließenden Zün­dergehäuse der Bombletgeschosse mit einem unter Überdruck stehenden Schutzgas ausgefüllt. Der Überdruck des Schutzga­ses sollte in Abhängigkeit von der Geschoßhüllenfestigkeit und des Volumens des Innenraumes 12 gewählt werden und kann zwischen 1 und 30 bar liegen. Entscheidend ist auch die Kalibergröße bzw. der Geschoßdurchmesser. So kann es bei einem Granatgeschoß im Kaliber 40 mm z. B. zweckmäßig sein, das Schutzgas mit einem höheren Überdruck von z. B. 15 bar einzufüllen, um eine entsprechende ausreichende Men­ge des Gases für eventuelle Leckagen vorrätig zu haben. Bei einem größeren Geschoß im Kaliber 203 mm kann es z. B. ausreichend sein, wenn ein geringerer Überdruck von ca. 2 bar vorhanden ist.
  • Ein ähnliches, in Figur 2 dargestelltes Trägergeschoß 20 weist in seinem Innenraum 22 drei intelligente Submuni­tionseinheiten 24 auf. Diese Submunitionseinheiten 24 sind jeweils mit einer projektilbildenden Ladung 38 belegt, die in einer Höhe von z. B. 120 bis 15 Meter über einem erfaß­ten und anvisierten Zielobjekt abgefeuert wird. Dazu ist eine derartige Submunitionseinheit 24 funktionell mit einem Rotationsfallschirm 26, einer zielsuchenden und ziel­erfassenden Sensorikeinheit 28 mit Sende- und Empfangsan­tenne 32 sowie weiterhin mit einer Energieversorgungsein­heit 34 und Zünd- und Sicherungseinheit 36 ausgestattet. Diese Submunitionseinheiten 24 benötigen daher einen rela­tiv großvolumigen Innenraum 22 im Trägergeschoß 20. Zum Schutz der genannten Bauteile bzw. peripheren Submuni­tions-Geschoßteile ist der Innenraum 22 mit einem Inertgas bzw. Gasgemisch mit z. B. Helium ausgefüllt. Um eine größe­re Menge des Inertgases im vorgegebenen Innenraum 22 unter­bringen zu können, steht das Inertgas unter einem gewissen Überdruck. So kann der Innenraum mit einem Volumen von 2,8 Litern (bei Atmosphärendruck) eine Gasmenge von 7,5 Litern bei einem Überdruck von ca. 3 bar enthalten. Dies genügt für einen dauerhaften Schutz der Bauteile.
  • In Figur 3 ist ein als größeres Submunitionsgeschoß ausge­bildeter Gefechtskopf 40 dargestellt. Der Gefechtskopf 40 weist gleichfalls einen Innenraum 42 mit darin angeordne­ten Baugruppen auf. Der Gefechtskopf 40 kann z. B. aus einem großkalibrigen Trägergeschoß, einer Rakete oder einem Flugzeug ausgestoßen werden und ist mittels aus­schwenkbarer Stabilisierungsflügel 44 flugfähig und lenk­bar. Zur Zielerfassung und Abstandszündung einer ersten Wirkladung 46 (P-Ladung) weist der Gefechtskopf 40 einen vorderseitigen Sensorkopf 48 auf. Dahinter ist um ein die vordere Wirkladung 46 tragendes Zündabstandsrohr 52 (Stand­-Off) für die Haupthohlladung 54 eine Steuereinheit mit Gasgenerator 56 und seitlichen Steuerdüsen 58 angeordnet. Weiterhin sind dort eine Energieversorgungseinheit 62 und eine Zündeinrichtung 64 mit elektronischer Verzögerungs­schaltung zur zeitverzögerten Initiierung der Haupthohlla­dung vorgesehen.
    Auch hier ist als Korrosionsschutz für die eingebauten Ag­gregate eine Füllung des Innenraumes 42 mit einem unter Überdruck stehenden Schutzgas durchgeführt worden.
  • Die Erfindung kann bei allen Geschossen mit empfindlichen inneren Bauteilen Anwendung finden, so z. B. auch bei Pan­zermunition, Mörsergeschossen, Granatgeschossen, Raketen, Minen, Wasserbomben, Torpedos oder ähnlichen mit Spreng­stoff gefüllten Ladungen.
    • Bezugszeichen-Liste
    • 10 Bomblet-Trägergeschoß
    • 12 Innenraum 10
    • 14 Bomblet
    • 16 Base-Bleed-Satz
    • 18 Ausstoßladung
    • 20 Haupt-Trägergeschoß
    • 22 Innenraum 20
    • 24 Submunitionsgeschoß
    • 26 Stabilisierungs-Fallschirm
    • 28 Sensoreinheit
    • 32 Antenne
    • 34 Energieversorgungseinheit
    • 36 Zündeinrichtung
    • 38 P-Ladung
    • 40 Gefechtskopf
    • 42 Innenraum
    • 44 Stabilisierungsflügel
    • 46 vordere Wirkladung
    • 48 Sensorkopf
    • 52 Zündabstandsrohr
    • 54 Hauptladung
    • 56 Gasgenerator
    • 58 Steuerdüse
    • 62 Energieblock
    • 64 Zündeinrichtung

Claims (4)

1. Geschoß (10, 20, 40) mit einem Innenraum (12, 22, 42), in welchem Nutzlasten (14, 24, 46) oder elektronische Bauteile (28, 48, 64) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz der inneren Bauteile (28, 48, 64) bzw. Nutz­lasten (14, 24, 46) der Innenraum (12, 22, 42) des Ge­schosses (10, 20, 40) mit einem Schutzgas ausgefüllt ist.
2. Geschoß nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas ein Edelgas wie z. B. Argon (Ar), Helium (He), ein Inertgas wie z. B. Stickstoff (N₂) oder ein Gas mit reduzierender Wirkung wie z. B. Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H₂), Amoniak (NH₄), Methangas (CH₄) oder ein entsprechendes Gasgemisch ist.
3. Geschoß nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgas mit einem Überdruck im Innenraum (12, 22, 42) des Geschosses (10, 20, 40) vorhanden ist.
4. Verfahren zum Schützen von empfindlichen Bauteilen (28, 48, 64) oder Nutzlasten (14, 24, 46) im Innenraum (12, 22, 42) eines Geschosses (10, 20, 40) durch Spü­len bzw. Fluten des Innenraumes (12, 22, 42) mit einem Schutzgas und Verbleiben desselben in dem Innenraum (12, 22, 42).
EP90105792A 1989-08-12 1990-03-27 Geschoss Expired - Lifetime EP0413084B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3926711A DE3926711C2 (de) 1989-08-12 1989-08-12 Geschoß mit Innenraum
DE3926711 1989-08-12

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Publication Number Publication Date
EP0413084A2 true EP0413084A2 (de) 1991-02-20
EP0413084A3 EP0413084A3 (en) 1991-05-22
EP0413084B1 EP0413084B1 (de) 1995-09-06

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EP90105792A Expired - Lifetime EP0413084B1 (de) 1989-08-12 1990-03-27 Geschoss

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