EP0413084B1 - Geschoss - Google Patents

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EP0413084B1
EP0413084B1 EP90105792A EP90105792A EP0413084B1 EP 0413084 B1 EP0413084 B1 EP 0413084B1 EP 90105792 A EP90105792 A EP 90105792A EP 90105792 A EP90105792 A EP 90105792A EP 0413084 B1 EP0413084 B1 EP 0413084B1
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EP
European Patent Office
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gas
projectile
interior
protective
submunition
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EP90105792A
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EP0413084A3 (en
Inventor
Rolf Langenohl
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Rheinmetall Industrie AG
Original Assignee
Rheinmetall Industrie AG
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Publication date
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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 according to the features of 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.
  • DE 33 41 513 A1 also discloses a method for protecting different objects from corrosion, the respective object to be protected being gas-tightly encased with a separate film, porcelain, glass, quartz or metal oxide shell and the interstices being filled with an inert gas . Rockets and electronic devices should also be considered as objects to be protected.
  • a disadvantage of this known method is, above all, that a separate covering of the individual objects to be protected is extremely complex and moreover leads to an increase in the dead weight of the projectiles.
  • the invention is therefore based on the object of further developing a projectile of the type mentioned at the outset in such a way that simple corrosion protection of the payloads and / or of the electronic components is also achieved against explosive moisture from explosive charges.
  • the protective gas can be a gas with a reducing action such as ammonia (NH3) or a gas with a reducing action and a noble gas such as argon (Ar), helium (He) and / or an inert gas such as nitrogen (N2) or a corresponding gas his.
  • a gas with a reducing action such as ammonia (NH3) or a gas with a reducing action and a noble gas such as argon (Ar), helium (He) and / or an inert gas such as nitrogen (N2) or a corresponding gas his.
  • the protective gas is present with an overpressure between normal atmospheric pressure and 30 bar in the interior of the floor.
  • the level of 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.
  • the free interior of a projectile is cleaned by purging or flooding with a gas mixture as a protective gas from moisture or corrosion seedlings (particles) and then the interior of the projectile and the sensitive components or payloads contained therein by remaining of the protective gas, preferably with a certain excess pressure of, for example, approximately 3 bar, are permanently protected against the risk of corrosion.
  • a gas mixture as a protective gas from moisture or corrosion seedlings (particles)
  • reference number 10 shows a known large-caliber bomblet carrier projectile, in the interior 12 of which a large number (here 49 units) of small submunition projectiles 14 (bomblets) are stored.
  • the Carrier floor 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 in order to protect corrosion-sensitive, precision mechanical components of the non-gas-tight detonator housing of the bomblet projectiles.
  • the overpressure 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 in order 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 transmitting and receiving antenna 32, and furthermore with 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 provided with a Gas mixture as a protective gas z. B.
  • the protective 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 sensor head 48 for target detection and distance ignition of a first active charge 46 (P charge).
  • a control unit with a gas generator 56 and lateral control nozzles 58 is arranged behind an ignition spacer tube 52 (stand-off) carrying the front active charge 46 for the main hollow charge 54.
  • 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 there.
  • 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, such as. B. also with tank ammunition, mortar shells, grenade shells, rockets, mines, water bombs, torpedoes or similar charges filled with explosives.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Geschoß nach den Merkmalen des Oberbegriffs 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.
  • Aus der US-4,746,774 ist ein in einem Gehäuse angeordneter beschleunigungsfester Miniaturschalter bekannt. Zur Vermeidung von Korrosion der Schalterteile befindet sich im Inneren des Schaltergehäuses ein Inertgas. Derartige beschleunigungsfeste Schalter können unter anderem auch in Bomben eingesetzt werden.
  • Aus der DE 33 41 513 A1 ist ferner ein Verfahren zum Schutz unterschiedlicher Gegenstände vor Korrosion bekannt, wobei der jeweilige zu schützende Gegenstand mit einer separaten Folie, Porzellan-, Glas-, Quarz- oder Metalloxidhülle gasdicht umhüllt und die Zwischenräume mit einem Inertgas gefüllt werden. Als zu schützende Gegenstände sollen unter anderem auch Raketen und Elektronik-Geräte in Betracht kommen.
  • Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist vor allem, daß eine separate Umhüllung der einzelnen zu schützenden Gegenstände außerordentlich aufwendig ist und überdies zu einer Erhöhung des Totlastgewichtes der Geschosse führt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Geschoß der eingangs erwähnten Art derart weiterzuentwickeln, daß ein einfacher Korrosionsschutz der Nutzlasten und/oder der elektronischen Bauteile auch gegen ausdiffundierte Feuchtigkeit aus Sprengladungen erzielt wird.
  • 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 Gasgemisch als Schutzgas ausgefüllt ist. Dabei kann das Schutzgas ein Gas mit reduzierender Wirkung wie z.B. Amoniak (NH₃) oder ein Gas mit reduzierende Wirkung und einem Edelgas wie z.B. Argon (Ar), Helium (He) und/oder ein Inertgas wie z.B. Stickstoff (N₂) oder ein entsprechendes Gas sein.
  • Das Schutzgas ist dabei mit einem Überdruck zwischen normalem Atmosphärendruck und 30 bar im Innenraum des Geschosses vorhanden. Die Höhe des Überdruckes 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 derartige Maßnahme ist für das Innenleben von Geschossen wegen der nachteiligen Erhöhung des Totlastenanteiles jedoch nicht zweckmäßig; gerade zur Verringerung des Totlastenanteiles ist bei elektronischen Bauteilen z.B. auf ein Vergießen mit Kunstharz verzichtet worden.
  • Nach der Erfindung ist es vorteilhalt möglich, daß der freie Innenraum eines Geschosses durch Spülen bzw. Fluten mit einem vorgenannten Gasgemisch als Schutzgas von Feuchtigkeit oder Korrosionskeimlingen (Partikel) gereinigt wird und danach der Innenraum des Geschosses und die darin befindlichen empfindlichen Bauteile oder Nutzlasten durch Verbleiben des Schutzgases, vorzugsweise mit einem gewissen Überdruck von beispielsweise ca. 3 bar, dauerhalt gegen Korrosionsgefahr geschützt sind.
  • 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 Gasgemisch als Schutzgas z. B. einem Gas mit reduzierender Wirkung und Helium ausgefüllt. Um eine größere Menge des Schutzgases im vorgegebenen Innenraum 22 unterbringen zu können, steht das Schutzgas 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.

Claims (2)

  1. Geschoß (10,20,40) mit einer Geschoßhülle, die über Verbindungsteile mit einer Geschoßspitze und einem Geschoßboden verbunden ist und einen Innenraum (12,22,42) einschließt, in welchem Nutzlasten (14,24,46), Sprengstoffladungen und/oder elektronische Bauteile (28,48,64) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Innenraum (12,22,42) des Geschosses (10,20,40) mit einem Gasgemisch als Schutzgas ausgefüllt ist, das aus einem Gas mit reduzierender Wirkung oder einem Gas mit reduzierender Wirkung und einem Edelgas und/oder einem Inertgas besteht und dessen Druck zwischen 1 und 30 bar liegt, und daß die Geschoßhülle sowie die Verbindungsteile zur Geschoßspitze und zum Geschoßboden Schutzhülle des Schutzgases sind.
  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.
EP90105792A 1989-08-12 1990-03-27 Geschoss Expired - Lifetime EP0413084B1 (de)

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DE3926711 1989-08-12

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EP0413084A2 EP0413084A2 (de) 1991-02-20
EP0413084A3 EP0413084A3 (en) 1991-05-22
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