EP1288608A1 - Bremseinrichtung für ein bahnkorrigierbares drallstabilisiertes Artillerieprojektil - Google Patents

Bremseinrichtung für ein bahnkorrigierbares drallstabilisiertes Artillerieprojektil Download PDF

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EP1288608A1
EP1288608A1 EP02019902A EP02019902A EP1288608A1 EP 1288608 A1 EP1288608 A1 EP 1288608A1 EP 02019902 A EP02019902 A EP 02019902A EP 02019902 A EP02019902 A EP 02019902A EP 1288608 A1 EP1288608 A1 EP 1288608A1
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hood
braking device
storage space
radial
radially
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Klaus Bär
Jürgen Bohl
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Diehl Defence GmbH and Co KG
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Diehl Munitionssysteme GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/32—Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
    • F42B10/48—Range-reducing, destabilising or braking arrangements, e.g. impact-braking arrangements; Fall-retarding means, e.g. balloons, rockets for braking or fall-retarding
    • F42B10/50—Brake flaps, e.g. inflatable

Definitions

  • the invention relates to a braking device according to the preamble of the claim 1.
  • Such a braking device is the subject of the non-prepublished DE 100 23 345.7 dated May 12, 2000.
  • the device described therein is used a targeted shortening of the ballistic trajectory to the longitudinal dispersion against the given target coordinates and thereby the effectiveness of ammunition use to increase, as in EP 1 103 779 A1 closer is executed.
  • the present invention is based on the technical problem, a Further develop brake device generic type to the effect that the Issuing the brake elements as accurate as possible.
  • a bracket hood extends for the brake elements not yet in operative position themselves in the axial direction forward, towards the tip of the projectile, over the storage space for the brake elements and their articulation out to the conically tapered Igniter area, in the radially acting from the inside against the hood force elements are arranged in the brake release point on the trajectory the hood under cup-shaped breaking to release the brake elements.
  • the force elements are preferably electrically initiated pyrotechnic charges activated by means of a control circuit, when on the descending, flat branch of the so far ballistic trajectory of the Train point is reached, from which a deceleration of the flight with accordingly steeper descent leads to a more precise hit in the finish area.
  • An igniter 11, for screwing into the ogive of an artillery projectile 12 is designed, has in its frustoconical lateral surface 13 a circumferential radially depressed storage space 14. This is its rear wall 25 axially opposite, ie in the direction of flight, bounded by a ring 15 placed here, are pivoted on the brake elements 16. The rest in their position of transfer in the storage space 14, from which they are in their functional position, namely in a relation to the projectile longitudinal axis 17 about radial orientation, swing out can. So that during the Ausstellieri under rotation of the projectile 12 occurring Korrioliskraft can be reduced in the articulation, is it is useful in the ring 15 initially relative to the rotating projectile 12 something Slippage in its storage.
  • the contour of the conical surface 13 of the Ogive over the storage space 14 complementary, hollow truncated cone-shaped hood 22 is in the direction of flow, that is from the tip of the igniter 11 ago, on the mushroom-shaped Recess 18 with the force elements 19 slipped.
  • the recording 18 axially opposite engages the free end edge 23 of the large-scale base of the hood 22 in a circumferential notch 24 a, the closely under the lateral surface 13 axially parallel in the Rear wall 25 of the storage space 14 is inserted.
  • This axial engagement is secured by an aerodynamically configured retaining ring 26, in front of the front, smaller face of the hood 22 bolted to the receptacle 18 or otherwise connected.
  • the aerodynamic geometry of the projectile ogive with the igniter jacket surface 13 is so over the hood 22 to the Hattering 26th continued.
  • the hood 22 is front, behind its small base, as a ring portion 28 with relative designed massively profiled cross section, the radially against the receptacle 18th is applied. This is followed in one piece backwards, until the intervention in the Notch 24, on the other hand, a very thin hollow truncated cone-shaped wall.
  • This thin-walled area is constructively designed to be along separation or predetermined breaking points in individual, then from the storage space 14 radially contrasting, shells disassemble. For this are longitudinal generators of the outer circumferential surface 27 of the shell 22 running separation points from the rear end edge 23 ago to near the annular region 28 slotted or at least constructive about paraxial weakened running breaking points.
  • the force elements 19 can per se in any orientation in the recording 18 be installed. In principle, it is sufficient to install only one force element 19 and its Christsgasschwaden over Umlenkkanäle directly or by means of to be moved To direct the piston against the ring area 28 to be broken up. It is only important that the Christsgasschwaden with significant radial components from the inside on the ring portion 28 of the hood 22 act to this to break up as quickly and completely as possible at the same time; however, experiments are have shown that this simultaneity is not critical to function, because the ring area 28 is immediately torn off from the flow all around, if he only once broken in one place.
  • Front becomes a possible jamming of the fragments of the annular region to be abraded radially 28 with the previously axially adjacent retaining ring 26 advantageously characterized avoided that the annular radial contact surface as shown in the drawing considered funnel-shaped opening forward bevelled opening. This is ensures that the annular portion 28 in the course of the radial blasting of the axially adjacent surface of the retaining ring 26 free undisturbed.
  • the brake elements 16 may be segmented flaps as shown act, which are hinged to pivot shafts 30, which in turn along Secants are attached to the ring 15; or it is in the storage space 14th folded, in their outer areas with additional masses occupied textile structure in Shape of several strips or a closed circular cloth, the are knelted by sewing directly to the ring 15.
  • the annular Cloth is preferably reinforced by radially extending patch, between the outer, the links to the ring 15 opposite free ends along the outer periphery of the brake cloth the mass accumulations sewn are.
  • the linkages to the ring 15 are preferably frictionally engaged in order slowed down movement mechanical stress peaks at the Linkage when issuing the brake elements 16 against the flow as possible to avoid. Also to avoid mechanical overstressing the released brake elements 16 do not fold against a constructive Stop, but they take free swinging through the flow and Centrifugal condition stable position in which they in the case of airbrakes then finally can learn a mechanical lock.
  • the linkage lies as far forward as possible in the tapered area of the ogive, because there the annular surface of the approximately radially issued brake elements 16 relative is larger and thus gives a better braking effect than a linkage with larger Diameter of the ogive.
  • the storage space 14 for receiving the brake elements 16 by a hood 22 radially covered the According to the invention plugged in the direction of flow on the projectile igniter 11 and between a notch 24 in the storage space rear wall 25 and one with the ogive connected front-side retaining ring 26 is axially fixed.
  • the more massive front ring portion 28 of the hood 22 by means pyrotechnic force elements 19 radially sprung and thus the hollow truncated cone Haubenwandung rearward, above the storage space 14, along Breaking points broken to approximately paraxial shells, which then from the Flow initially hingedly pivoted in the notch 24 rotating outward and finally thrown about radially backwards.
  • the inserted into the storage space 14 solid or textile Bremselenmente 16 now centrifugal force to their articulation to a ring 15 in front area of the storage space 14 around, with their free ends from the storage space 14 out into its radial operative position.

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Abstract

Um die fliehkraftbedingt radial ausstellenden Bremselemente (16) der Bremseinrichtung im Bereich der Ogive eines drallstabilisierten Artillerie-Projektiles (12) in der Verbringungsstellung zu sichern und dann bei Erreichen des Bremspunktes der ballistischen Bahn definiert freigeben zu können, ist der Stauraum (14) zur Aufnahme der Bremselemente (16) von einer Haube (22) radial abgedeckt, die in Anströmrichtung auf den Projektil-Zünder (11) aufgesteckt und zwischen einer Kerbe (24) in der Stauraum-Rückwand (25) sowie einem mit der Ogive verschraubten frontseitigen Haltering (26) axial fixiert ist. Zur Freigabe der Bremselemente (16) wird der massivere vordere Ringbereich (28) der Haube (22) mittels pyrotechnischer Kraftelemente (19) radial abgesprengt und damit rückwärtig, über dem Stauraum (14), die hohlkegelstumpfförmige Haubenwandung längs Sollbruchstellen zu etwa achsparallelen Schalen aufgebrochen, die dann von der Anströmung zunächst scharnierartig in der Kerbe (24) drehend nach außen geschwenkt und schließlich weggeschleudert werden. Dadurch können die in den Stauraum (14) eingelegten massiven oder textilen Bremselenmente (16) sich nun fliehkraftbedingt um ihre Anlenkung an einen Ring (15) im vorderen Bereich des Stauraumes (14) herum aus dem Stauraum (14) heraus in ihre radiale Wirkstellung ausstellen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Bremseinrichtung ist Gegenstand der nicht-vorveröffentlichten DE 100 23 345.7 vom 12. Mai 2000. Die darin beschriebene Einrichtung dient einer gezielten Verkürzung der ballistischen Flugbahn, um die Längsstreuung gegenüber den vorgegebenen Zielkoordinaten zu verringern und dadurch die Effektivität des Munitionseinsatzes zu steigern, wie es in der EP 1 103 779 A1 näher ausgeführt ist.
Vorliegender Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, eine Bremseinrichtung gattungsgemäßer Art dahingehend weiterzubilden, daß das Ausstellen der Bremselemente möglichst präzise einsetzt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebene Kombination der wesentlichen Merkmale gelöst. Danach erstreckt eine Halterungs-Haube für die noch nicht in Wirkstellung verbrachten Bremselemente sich in axialer Richtung nach vorne, zur Spitze des Projektiles hin, über den Stauraum für die Bremselemente und deren Anlenkung hinaus bis zu dem konisch verjüngten Zünder-Bereich, in dem radial von innen gegen die Haube wirkende Kraftelemente angeordnet sind, um im Bremsauslösepunkt auf der Flugbahn die Haube unter schalenförmigem Aufbrechen zur Freigabe der Bremselemente abzusprengen.
Bei den Kraftelementen handelt es sich vorzugsweise um elektrisch initiierbare pyrotechnische Ladungen, die mittels einer Steuerschaltung aktiviert werden, wenn auf dem absteigenden, flachen Ast der bisher ballistischen Flugbahn der Bahnpunkt erreicht ist, aus dem heraus ein Abbremsen des Fluges mit dementsprechend steilerem Abstieg zu einer genaueren Trefferlage im Zielgelände führt.
Bezüglich zweckmäßiger Weiterbildungen und konstruktiver Einzelheiten sowie deren Vorteilen wird außer auf die weiteren Ansprüche auch auf nachstehende Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche abstrahiert und angenähert maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung Bezug genommen.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt im abgebrochenen Axial-Längsschnitt einen Zünder mit integrierter Bremseinrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Auslegung im Bereich der Ogive eines Artillerie-Projektiles.
Ein Zünder 11, der zum Einschrauben in die Ogive eines Artillerie-Projektiles 12 ausgelegt ist, weist in seiner kegelstumpfförmigen Mantelfläche 13 einen umlaufend radial eingesenkten Stauraum 14 auf. Dieser ist seiner Rückwand 25 axial gegenüber, also in Flugrichtung, durch einen hier aufgelegten Ring 15 begrenzt, an den Bremselemente 16 verschwenkbar angelenkt sind. Die ruhen in ihrer Verbringungsstellung im Stauraum 14, aus dem sie in ihre Funktionsstellung, nämlich in eine gegenüber der Projektil-Längsachse 17 etwa radiale Orientierung, ausschwenken können. Damit die bei der Ausstellbewegung unter Rotation des Projektiles 12 auftretende Korrioliskraft im Anlenkbereich abgebaut werden kann, ist es zweckmäßig, beim Ring 15 anfangs relativ zum rotierenden Projektil 12 etwas Schlupf in seiner Lagerung zuzulassen.
Eine pilzförmige Aufnahme 18 für mehrere (wenigstens zwei; skizziert sind vier) peripher gegeneinander versetzte, radial wirkende pyrotechnische Kraftelemente 19 greift bei diesem Realisierungsbeispiel mit ihrem hohlen Schaft 20 von vorne durch den Anlenk-Ring 15 hindurch in eine Aufnahmebohrung 21 im Zünder 11 ein.
Eine mit ihrer Außenmantelfläche 27 die Kontur der Kegelmantelfläche 13 der Ogive über dem Stauraum 14 ergänzende, hohlkegelstumpfförmige Haube 22 ist in Anströmrichtung, also von der Spitze des Zünders 11 her, über die pilzförmige Aufnahme 18 mit den Kraftelementen 19 gestülpt. Der Aufnahme 18 axial gegenüber greift der freie Stirnrand 23 der großflächigen Basis der Haube 22 in eine umlaufende Kerbe 24 ein, die dicht unter der Mantelfläche 13 achsparallel in die Rückwand 25 des Stauraumes 14 eingestochen ist. Dieser axiale Eingriff wird gesichert durch einen aerodynamisch konfigurierten Haltering 26, der vor der vorderen, kleineren Stirnfläche der Haube 22 mit der Aufnahme 18 verschraubt oder sonstwie verbunden ist. Die aerodynamische Geometrie der Projektil-Ogive mit der Zünder-Mantelfläche 13 setzt sich so über die Haube 22 zum Hattering 26 fort.
Die Haube 22 ist vorne, hinter ihrer kleinen Basis, als Ringbereich 28 mit relativ massiv profiliertem Querschnitt ausgelegt, der radial gegen die Aufnahme 18 anliegt. Daran schließt sich einstückig nach rückwärts, bis zum Eingriff in die Kerbe 24, eine dagegen sehr dünne hohlkegelstumpfförmige Wandung an. Dieser dünnwandige Bereich ist konstruktiv dafür ausgelegt, sich längs Trenn- oder Sollbruchstellen in einzelne, dann sich vom Stauraum 14 radial abhebende, Schalen zu zerlegen. Dafür sind längs Erzeugender der Außenmantelfläche 27 der Hülle 22 verlaufende Trennstellen vom rückwärtigen Stirnrand 23 her bis in die Nähe des Ringbereiches 28 geschlitzt oder jedenfalls konstruktiv zu etwa achsparallel verlaufenden Sollbruchstellen geschwächt.
Die Kraftelemente 19 können an sich in beliebiger Orientierung in die Aufnahme 18 eingebaut sein. Im Grundsatz genügt es, nur ein Kraftelement 19 einzubauen und dessen Reaktionsgasschwaden über Umlenkkanäle direkt oder mittels zu verschiebender Kolben gegen den aufzubrechenden Ringbereich 28 zu richten. Wichtig ist nur, daß die Reaktionsgasschwaden mit maßgeblichen radialen Komponenten von innen her auf den Ringbereich 28 der Haube 22 einwirken, um diese schnell und rundum möglichst gleichzeitig aufzubrechen; wobei jedoch Versuche gezeigt haben, daß dies Gleichzeitigkeit nicht funktionskritisch ist, weil der Ringbereich 28 von der Anströmung sogleich rundum abgerissen wird, wenn er nur erst einmal an einer Stelle aufgebrochen ist. Jedenfalls führt, wenn die pyrotechnischen Kraftelemente 19 (sog. Squibs) initiiert werden, die radiale Beanspruchung zum Aufbrechen des Ringbereiches 28 und damit auch der Trennstellen in der dünneren Wandung der Haube 22. Mit dem radialen Absprengen der Bruchstücke des Ringbereiches 28 werden die einzelnen zu Längsschalen aufgebrochenen Wandungsteile um ihren scharnierartigen Eingriff in die Kerbe 24 herum gegen die Fluganströmung radial nach außen geschwenkt und von der Anströmung radial weggeschleudert. Um diese scharnierförmige Schwenkbewegung in der Kerbe 24 zu fördern, ist diese, wie in der Zeichnung berücksichtigt, ebenso wie der eingreifende Stirnrand 23 im Querschnitt dreieckförmig gestaltet. Frontseitig wird ein mögliches Verklemmen der radial abzusprengenden Bruchstücke des Ringbereiches 28 mit dem davor axial anliegenden Haltering 26 vorteilhafterweise dadurch vermieden, daß die ringförmig radiale Anlagefläche wie in der Zeichnung berücksichtigt trichterförmig nach vorne sich öffnend abgeschrägt ist. Dadurch ist sichergestellt, daß der Ringbereich 28 sich im Zuge des radialen Absprengens von der axial benachbarten Fläche des Halterings 26 ungestört freihebt.
Indem so die Haube 22 schalenförmig aufgebrochen und vom Stauraum 14 abgehoben wurde, sind die Bremselemente 16 freigegeben, unter Einwirkung der Zentrifugalkraft des drallstabilisierten Artillerie-Projektiles 12 um ihre jeweilige Anlenkung an den Ring 15 herum aus dem Stauraum 14 heraus nach außen, in eine etwa radiale Wirkstellung verschwenkt zu werden. Dieses fliehkraftbedingte Ausstellen wird dadurch gefördert, daß - der Anlenkung am Ring 15 gegenüber - die freien Stirnenden der Bremselemente 16 mit einer Masseansammlung 29 ausgestattet sind, um das Trägheitsmoment für ein stabiles Ausstellen in eine möglichst radiale Position zu vergrößern, in der die größte angeströmte Fläche für maximale Bremswirkung erzielt wird.
Bei den Bremselementen 16 kann es sich wie dargestellt um segmentierte Klappen handeln, die an Schwenkwellen 30 angelenkt sind, welche ihrerseits längs Sekanten am Ring 15 befestigt sind; oder es handelt sich um in den Stauraum 14 eingefaltete, in ihren Außenbereichen mit Zusatzmassen belegte textile Gebilde in Form mehrerer Streifen oder eines geschlossen kreisringförmigen Tuches, die durch Herumnähen direkt an den Ring 15 angelenkt sind. Das kreisringförmige Tuch ist vorzugsweise durch radial verlaufende Aufnäher verstärkt, zwischen dessen äußeren, den Anlenkungen an den Ring 15 gegenüber gelegenen freien Enden längs der äußeren Peripherie des Bremstuches die Masseansammlungen eingenäht sind.
Die Anlenkungen an den Ring 15 sind vorzugsweise reibschlüssig, um infolge abgebremsten Bewegungsablaufes mechanische Beanspruchungsspitzen an der Anlenkung beim Ausstellen der Bremselemente 16 gegen die Anströmung möglichst zu vermeiden. Ebenfalls zum Vermeiden mechanischer Überbeanspruchungen klappen die freigegebenen Bremselemente 16 nicht gegen einen konstruktiven Anschlag, sondern sie nehmen frei durchschwingend die durch Anströmung und Fliehkraft bedingte stabile Stellung ein, in der sie im Falle von Bremsklappen dann schließlich noch eine mechanische Verriegelung erfahren können. Die Anlenkung liegt möglichst weit vorne im sich verjüngenden Bereich der Ogive, weil dort die Kreisringfläche der etwa radial ausgestellten Bremselemente 16 relativ größer ist und so eine bessere Bremswirkung ergibt, als eine Anlenkung bei größerem Durchmesser der Ogive.
Um also die fliehkraftbedingt radial ausstellenden Bremselemente 16 der Bremseinrichtung im Bereich der Ogive eines drallstabilisierten Artillerie-Projektiles 12 in der Verbringungsstellung zu sichern und dann bei Erreichen des Bremspunktes der ballistischen Bahn definiert freigeben zu können, ist der Stauraum 14 zur Aufnahme der Bremselemente 16 von einer Haube 22 radial abgedeckt, die erfindungsgemäß in Anströmrichtung auf den Projektil-Zünder 11 aufgesteckt und zwischen einer Kerbe 24 in der Stauraum-Rückwand 25 sowie einem mit der Ogive verbundenen frontseitigen Haltering 26 axial fixiert ist. Zur Freigabe der Bremselemente 16 wird der massivere vordere Ringbereich 28 der Haube 22 mittels pyrotechnischer Kraftelemente 19 radial angesprengt und damit die hohlkegelstumpfförmige Haubenwandung rückwärtig, über dem Stauraum 14, längs Sollbruchstellen zu etwa achsparallelen Schalen aufgebrochen, die dann von der Anströmung zunächst scharnierartig in der Kerbe 24 drehend nach außen geschwenkt und schließlich etwa radial nach hinten weggeschleudert werden. Dadurch können die in den Stauraum 14 eingelegten massiven oder textilen Bremselenmente 16 sich nun fliehkraftbedingt, um ihre Anlenkung an einen Ring 15 im vorderen Bereich des Stauraumes 14 herum, mit ihren freien Enden aus dem Stauraum 14 heraus in ihre radiale Wirkstellung ausstellen.

Claims (9)

  1. Bremseinrichtung nach DE 100 23 345.7, mit im Zünder-Bereich der Ogive eines bahnkorrigierbaren drallstabilisierten Artillerie-Projektiles (12) unter einer Haube (22) gehalterten, aus einem Stauraum (14) radial ausstellbaren Bremselementen (16),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (22) sich mit einem, gegenüber einer dünnen rückwärtig sich öffnenden hohlkegelstumpfförmigen Wandung massiveren, vorderen Ringbereich (28) axial bis zu radialer Anlage gegen eine Aufnahme (18) für wenigstens ein Kraftelement (19) erstreckt, das für eine radiale Bersteinwirkung gegen das Innere des Ringbereiches (28) der Haube (22) ausgelegt ist.
  2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (22), zum Aufbrechen in etwa achsparallele Schalen-Stücke, im Bereich des Stauraumes (14) mit etwa achsparallel verlaufenden Trennstellen in Form von Schlitzen oder Sollbruchstellen ausgestattet ist.
  3. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (22) dem vorderen, massiveren Ringbereich (28) gegenüber mit ihrem rückwärtigen Stirnrand (23) etwa achsparallel in eine Kerbe (24) in der Rückwand (25) des Stauraumes (14) verschwenkbar eingreift.
  4. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (22) vor dem Ringbereich (28) mittels eines Halteringes (26) axial fixiert ist.
  5. Bremseinrichtung nach dem vorangehenden Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Anlagefläche zwischen Haltering (26) und Hauben-Ringbereich (28) für radiales Freiheben des radial aufgesprengten Ringbereiches (28) gegenüber der Radialebene trichterförmig nach vorne sich öffnend abgeschrägt ist.
  6. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß in den vorderen Bereich des Stauraumes (14) ein Ring (15) hineinragt, an den, unmittelbar oder über Sekanten-Wellen, die Bremselemente (16) angelenkt sind.
  7. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (16) Klappen oder Lappen sind, die ihren Anlenkuneen gegenüber, an ihren freien Stirnenden, mit Masseansammlungen (29) ausgestattet sind.
  8. Bremseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche mit Ausnahme des vorangehenden Anspruches,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (16) zu einer flexibel in den Stauraum (14) einfaltbaren Ringscheibe mit längs ihres Außenrandes gelegener Masseansammlung (29) integriert sind.
  9. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8;
    dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstellbewegung der Bremselemente (16) gegen die Anströmung konstruktiv gedämpft erfolgt.
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