EP1563242B1

EP1563242B1 - Integration eines grosskalibrigen geschützes auf einem schiff

Info

Publication number: EP1563242B1
Application number: EP03811736A
Authority: EP
Inventors: Alexander Graf; Henning Von Seidlitz; Heinz-Josef Kruse; Uwe Folgmann; Peter Liebel
Original assignee: Blohm and Voss GmbH; Rheinmetall Waffe Munition GmbH; Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Current assignee: Blohm and Voss GmbH; Rheinmetall Waffe Munition GmbH; Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: CA2506973A1; DE10254786A1; EP1563242A1; DE50305605D1; NO20052409L; PT1563242E; KR20050113168A; ATE344432T1; NO329780B1; WO2004048878A1; PL206889B1; US20070151493A1; ES2275139T3; KR100672806B1; JP2006507178A; PL375489A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Integration eines großkalibrigen Geschützes auf einem Schiff nach den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 2 und ein Schiffsgeschütz nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 6.

Stand der Technik

Nach dem bisherigen Stand der Technik ist es bekannt, daß Schiffe derzeit mit Munition Kaliber 57, 76, 100 bis max. 127 mm bis zu einer Reichweite von 15 bis 18 km schießen. Die Entwicklung von Lenkflugkörpern mit Landzielbekämpfungsfähigkeit wurde seitens einiger Nationen aufgenommen. Die Wirksamkeit der verwendeten Geschütze ist je nach Kaliber, Kadenz und verwendeter Munitionsart unterschiedlich zu bewerten. Generell läßt sich jedoch feststellen, daß die Wirkung im Ziel mit dem Kaliber steigt. Großkalibrige Geschütze aus dem Bereich der Heeresartillerie werden derzeitig nicht hierfür eingesetzt, weil die Schiffsstruktur den Rückstoßkräften einer größerkalibrigen Munition nicht dauerhaft standhält.
Von den an Land verwendeten Geschützen ist es bekannt, das großkalibrige Munition zielgenau auf Entfernungen bis zu 40 km abgeschossen werden kann. Die dabei entstehenden Rückschlagauswirkungen werden durch entsprechende technische Lösungen, wie Rücklaufdämpfer minimiert.
Die derzeit verwendeten Schiffsmunitionen werden speziell hergestellt und sind nicht mit Landmunition kompatibel. Andere Munition, z. B. Panzermunition, etc. kann nicht verwendet werden. Unter Umständen ergeben sich Nachschubengpässe bei Auslandseinsätzen. Ein weiterer Nachteil, der bisher eingesetzten Schiffsmunition ist die kurze Reichweite, wobei die Ziele an Land nicht ohne erhebliches eigenes Risiko bekämpft werden können. Ein weiterer Nachteil der vergleichsweise kleinen Kaliber der Schiffsgeschütze ist, daß die Geschütze anfällig für Wettereinflüsse, z. B. Wind, sind, woraus bei kleiner Munition eine vergleichsweise hohe Streuung auftritt.
Weiter nachteilig können über die vorgenannten bekannten Schiffsgeschosse keine intelligenten Tochtergeschosse mitführen, z. B. Zerlegemunition, Nebel. Um Wirkung zu erzielen, ist eine hohe Treffergenauigkeit erforderlich, d. h. unter Umständen ist eine höhere Anzahl von Schüssen notwendig.
Die z. Zt. auf Schiffen verwendeten Geschütztürme sind nicht gasdicht. Da sie darüber hinaus "hardmounted" (starr) mit dem Schiff verbunden sind, werden die Rückstoßkräfte bei einer möglichen Verwendung großkalibriger Munition direkt in die Schiffsstruktur eingeleitet und würden zur Zerstörung der selbigen führen. Eine stahlseitige Verstärkung der Schiffsstruktur würde zu einem hohen Gewicht und den damit verbundenen offensichtlichen Nachteilen, sowie zu erheblichen Mehrkosten führen.
Ein solches Geschütz ist aus der EP 0 051 119 A1 bekannt. Beschrieben wird ein automatisches Ladungssystem für eine Großkalibermunition. Dabei ist eine Haubitze (155 mm) auf einer Lafette befestigt. Die Lafette wiederum ist fest auf einem Schiffsdeck installiert Damit ergibt sich das Problem, dass die Rückstoßkräfte der Haubitze / Lafette direkt in die Schiffsstruktur eingeleitet werden.
Beim Einsatz herkömmlicher Schiffsgeschütze führt die Verdrehung des Schiffes um die Längsachse zu erheblichen Problemen bei der Bestimmung der Koordinaten, worunter die Zielgenauigkeit mit unter leidet und eine nicht gewollte Streuung auftritt.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist, den existierenden militärischen Forderungen zur Realisierung der Fähigkeit des Naval-Fire-Support (NFS) für den Einsatz von militärischen Schiffen im Küstenbereich nachzukommen, insbesondere ist hierbei die Feuerunterstützung amphibischer Operationen von Bedeutung, wobei die Geschoßreichweite erheblich vergrößert werden soll, so daß auch Ziele im Landesinneren mit einer hohen Treffergenauigkeit bekämpft werden können. Die Lösung der Aufgabe soll beim Neubau, bzw. Umbau von Schiffen ohne gravierende Änderungen der Stahlstruktur und mit möglichst geringem finanziellen und zeitlichen Aufwand ermöglicht werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Patentansprüchen 1 und 5 genannten Merkmale.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß durch den Einsatz der bisher nicht einsetzbaren Landgeschütze auf Schiffen den neuen Bedarf der Marinen erfüllt, nicht mit teurer Neuentwicklung, sondern mit vorhandener, sogar den Erwartungen übertreffenden Technologie zu decken. Durch den Einsatz von Landgeschützen mit einem Kaliber > 127 mm auf einem Schiff kann in vorteilhafter Weise bei einem Schiffsneubau die ausgereifte Technologie von großkalibrigen Landgeschützen genutzt werden. In weiter vorteilhafter Weise kann der Turm eines Landgeschützes mit einer Adapterplatte und einer stoßdämpfenden Lagerung derart verbunden und auf dem Schiff installiert werden, daß die vorhandene Stahlstruktur des Schiffes den erhöhten Rückstoßkräften standhält. In besonders einfacher Weise kann dieser Einbau in Modulbauweise erfolgen, so daß auf dem Schiff keine nennenswerten Änderungen vorzunehmen sind und der Einbau kurzzeitig erfolgen kann. Die Landgeschütze mit einem Kaliber > 127 mm können unverändert eingesetzt werden, wobei die auf das Geschoßdeck zu übertragenden Rückstoßkräfte in besonders vorteilhafter Weise von einer stoßdämpfenden Lagerung aufgenommen wird, so daß durch die vorteilhafte technisch einfach herstellbare Adaption, Ausgestaltung der Adapterplatte und zusätzlicher Stoßdämpfung gegenüber dem Geschoßdeck eine Verbindung des Standards der Schiffstechnologie mit dem Standard Landtechnologie hergestellt wird, wobei dieser neue Bedarf der Marinen nicht mit teurer Neuentwicklung, sondern mit den vorhandenen Landgeschützen vorzugsweise der Panzerhaubitze 155 mm gedeckt wird.
Durch einen beispielsweise modularen Einsatz des Turmes und der Waffenanlage der Panzerhaubitze 155 mm als Schiffsgeschütz kann in besonders vorteilhafter Weise eine große Reichweite und eine starke Wirkung im Ziel bei geringer Streuung erzielt werden. Das erfindungsgemäße Geschütz kann weiter vorteilhaft intelligente Submunitionen, z. B. Zerlege- oder Nebelmunitionen, etc. mitführen. Im Küstenbereich gestattet der Einsatz eines Turmes mit Waffenanlage der Panzerhaubitze 155 mm als Schiffsgeschütz bei einer vorteilhaften Reichweite von ≥ 40 km aus sicherer Position eine Feuerunterstützung an Land. In weiter vorteilhafter Weise kann der modulare Einbau der Panzerhaubitze auf dem Schiff durch den Einsatz eines Radialdämpfers ABC-dicht abgedichtet werden, so daß eine Gefährdung des Bedienungspersonals ausgeschlossen ist.
Bei der Verwendung der Panzerhaubitze 155 mm als Schiffsgeschütz muß eine Reduzierung der Rückstoßkräfte erfolgen. Durch eine stoßdämpfende, elastische Lagerung erfolgt eine zeitliche Streckung der Krafteinleitung, so daß für das Schiffsdeck technisch akzeptable Restbeschleunigungen erreicht werden. Trotz des Einsatzes dieser elastischen Lagerung garantiert eine oberhalb der elastischen Lagerung am Geschütz angeordnete Lagereferenz eine korrekte Zielausrichtung. Diese Lageausrichtung wird durch eine am Turm, bzw. an der Lafette angeordnete Inertialplattform mit einer GPS-und Satelitennavigation ermöglicht, wodurch die Lage des Waffenrohres im Raum und die geographische Position auf der Erde ermittelt wird, wodurch die Nachteile schiffsbezogener Einflüsse der bisherigen Schiffsgeschütze vermieden werden. Aus dem v. g. Grund ermöglicht die Erfindung nunmehr Schüsse von einem bewegten Schiffsuntergrund auf ein bewegtes Ziel.
Die große Reichweite ermöglicht eine größere Entfernung des Schiffes zum Land wodurch eine Ortung des Schiffes wesentlich erschwert wird. Demgegenüber können vom Schiff aus Ziele an Land einfach über Hubschrauber und Dronen geortet werden. In vorteilhafter Weise wird auch durch die Erfindung der Einsatz von Trägergeschossen ermöglicht, wodurch beim Einsatz von Bomblets Ziele auf jeden Fall getroffen werden, ohne daß 100 % exakte Zielkoordinaten erforderlich sind, wobei dies ein besonderer Vorteil auf See bei der Bekämpfung von Schiffen darstellt. In weiter vorteilhafter Weise ermöglicht die Erfindung eine Verdoppelung der Bekämpfungsreichweite auf See für Seeziele. Durch die ausgereifte, intelligente Sensorik der Panzerhaubitze richtet sich die Lafette jeweils neu aus, obwohl sich das Schiff weiterbewegt. Durch die hohe Zielgenauigkeit wird eine erhebliche Reduzierung der abzugebenden Schüsse erzielt. Durch den Einsatz des Turmes und der Waffenanlage der Panzerhaubitze 155 mm wird die Munition zwischen den verschiedenen Einheiten der Land- und Seestreitkräfte kompatibel. Marineschiffe können durch die Erfindung zukünftig auch Ziele weit im Landesinneren bekämpfen, wobei der Einsatz auch von intelligenter (Tochter-) Munition möglich ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in den nachfolgenden Figuren im einzelnen beschrieben.

Figur 1: zeigt in einer Seitenansicht den modularen Einbau eines Turmes mit Waffenanlage einer Panzerhaubitze auf einem Schiff.
Figur 2: verdeutlicht den modularen Aufbau des Turmes der Panzerhaubitze in einer vergrößerten Darstellung.
Figur 3: verdeutlicht in einer Draufsicht ein bisheriges Schiffsgeschütz mit der Befestigungseinrichtung auf dem Deck, die auch der Befestigung des Turmes der Panzerhaubitze 155 mm dient.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Figur 1 verdeutlicht den Aufbau eines Landgeschützes 1 auf dem Oberdeck 7 eines Schiffes 2 der Seestreitkräfte. Im dargestellten Beispiel ist ein drehbarer Turm 3 mit höhenrichtbarer Bewaffnung 15 eines Landgeschützes am Beispiel der bei den Landstreitkräften mit Erfolg eingesetzten Panzerhaubitze 155 mm sichtbar.
Der Turm 3 ist mit einer nicht erkennbaren Inertialplattform mit GPS- Satelitennavigation am Turm 3 bzw. an der Lafette ausgestattet. Diese mißt die Lage des Rohres 3 im Raum und die geographische Position auf der Erde. Via Satelitennavigation wird die genaue Position des Geschützturmes 3 bestimmt und demzufolge kann die notwendige Ausrichtung des Rohres 15 berechnet werden. Ein nicht dargestellter Feuerleitrechner erhält die gewünschten Zielkoordinaten und ermittelt die notwendige ballistische Kurve unabhängig von den schiffsbedingten Einflüssen. Für die Schußabgabe wird der Turm 3 entsprechend der Zielberechnung um seine Achse gedreht und das Rohr 3 um die Schildzapfenachse 16 in der Höhe gerichtet.
Die Rückstoßkräfte des Waffenrohres 15 wirken erst nach dem erfolgten Schuß. Für den nächsten Schuß wird die notwendige Ausrichtung erneut berechnet. Auf dem Schiff muß verhindert werden, daß die Rückstoßkräfte Schäden in der Schiffsstruktur anrichten. Das wird vorteilhaft durch einen in der Fig. 2 dargestellten Adapter 4 bzw. einer Adapterplatte mit einer stoßdämpfenden Lagerung 5 erreicht, die derart miteinander verbunden und auf dem Schiff installiert werden, daß die vorhandene Stahlstruktur des Schiffes 2 den erhöhten Rückstoßkräften standhält.
Die stoßdämpfende Lagerung 5 wird von einem Montagerahmen 6 abgestützt. Der Montagerahmen 6 kann gemeinsam mit der Adapterplatte in den Turm modulartig als eine Einheit befestigt werden. Dabei ist der Montagerahmen 6 so ausgelegt, daß er den Raum eines auf dem freien Deck 7 des Schiffes vorhandenen Loches ausgleicht und auf dem vorhandenen Lochrandbereich 9 des Deckes 7 befestigt werden kann.
Diese geschieht durch eine entsprechend dimensionierte mehrfach Schraubbefestigung 19 im Randbereich 9 als Verbindung mit der Schiffsstruktur, welche ohne Zwischenfundamentierung (z. B. Vergußmasse) direkt mit dem Oberdeck verbunden werden kann.
Die untere Hälfte des Turmdrehkranzes 12 ist mit einem Zwischenrahmen 4,13 bzw. dem Adapter 4 oder der Adapterplatte verbunden, bzw. darin eingesetzt, wobei der Zwischenrahmen 13 mit der stoßdämpfenden Lagerung 5 verbunden ist. Die Adapterplatte 4 bzw. der Zwischenrahmen 13 weisen in nicht dargestellter Weise eine zweckentsprechende, entsprechend dem jeweiligen Spantenabstand skalierbare Formgebung mit integrierten Versteifungsstrukturen zur statischen und dynamischen Krafteinleitung des Geschützgewichtes in die Struktur des Trägerschiffes auf.
Die stoßdämpfenden Lagerungselemente 5 bestehen aus energieabsorbierenden Dämpfern- und Schockelementen und reduzieren auf einem Dämpfungsweg von ca. max. 150 mm die auf das Deck zu übertragenden Kräfte auf ein erträgliches Maß. Die stoßdämpfende Lagerung 5 besteht aus Lagerungselementen 5', die segmentartig auf dem Umfang angeordnet sind. Die Lagerelemente 5' sind derartig mit dem Zwischenrahmen 4,13 verbunden, daß sie je nach Schußrichtung und Höhenwinkel Druck- und Zugkräfte aufnehmen und dementsprechend zur Schockbekämpfung elastisch zusammengedrückt oder auseinandergezogen werden. Die Lagerelemente 5' sind entsprechend der Schußrichtung mehrachsig belastbar und elastisch verformbar. Sie können beispielsweise aus einer Gummimixtur, einer Stahlfeder oder einem anderen geeigneten elastisch verformbaren Feder- bzw. Dämpfungselement bestehen.
Der Montagerahmen 6 ist derart ausgebildet, daß er modulartig mit der stoßdämpfenden Lagerung 5 und dem Turm 3 als eine Einheit auf dem Deck aufgesetzt und fest verbindbar ist. Der Montagerahmen 6 gestattet auch eine Montage in einer anderen Reihenfolge. So ist auch eine Vormontage des Rahmens 6 auf dem Deck und ein nachträglicher Einsatz der restlichen Teile in den Montagerahmen möglich.
Zur luftdichten ABC- Abdichtung zwischen dem Zwischenrahmen 13 und dem Montagerahmen 6 ist ein Radialdämpfer 14 angeordnet, der vorzugsweise aus einem Hohl-Gummischlauch besteht.
Auf dem freien Deck schützt eine Dichtungsschürze 10 die Lagerelemente 5 und teilweise den Montagerahmen 6 gegen Schwallwasser. In nicht dargestellter Weise bestehen schockgesicherte Verbindungsmöglichkeiten des Schiffes mit dem Modul 18 der Panzerhaubitze.
Eine verformbare Abdichtung der Unterseite zum Oberdeck sorgt für die Herstellung der Gasdichtigkeit und für die Erdung / Massung. Der Einbau der Panzerhaubitze auf einem Schiff der Seestreitkräfte führt des Weiteren zu folgenden vorteilhaften Verbesserungen:

Die Munitionszufuhr kann vollautomatisiert werden;
es besteht die Verwendung von STEALTH- Techologie für den Turm;
eine horizontale Förderung ist möglich;
ein Anschluß des Turmes an das Druckluftsystem des Schiffes ist vorteilhaft möglich, wodurch für einen automatischen Lader ein separater Kompressor entfallen kann;
der Einsatz einer aktiven Rohrkühlung;
Einsatz einer verlängerten Rücklaufeinrichtung zur Vereinfachung der Dämpfungsglieder;
Anbindung der Feuerleitung an das Einsatzsystem auf dem Schiff und Zieldatenübernahme von schiffsgeschützten Feuerleiteinrichtungen.

Bezugszeichenliste

1: Geschütz
2: Schiff
3: Turm / Lafette
4: Adapterplatte
5: stoßdämpfende Lagerung
5': Dämpfungselement / Lagerelement
6: Montagerahmen
7: Deck
8: Loch
9: Randbereich
10: Dichtungsschürze
11: Turmkorbbereich
12: Turmdrehkranz
13: Zwischenrahmen
14: Radialdämpfer
15: Bewaffnung / Waffenanlage / Rohr
16: Schillzapfenachse
17: Drehkranzteil
18: Modul
19: Mehrfachschraubbefestigung

Claims

Verfahren zur Integration großkalibriger Geschütze auf einem Schiff, wobei ein Turm (3) bzw. Lafette mit Bewaffnung (15) eines Landgeschützes (1) mit einem Kaliber > 127 mm auf dem Schiff installiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm (3) bzw. Lafette in Modulbauweise mit einer Adapterplatte (4) und über eine stoßdämpfende Lagerung (5) derart verbunden wird, dass die vorhandene Stahlstruktur des Schiffes (2) den erhöhten Rückstoßkräften standhält.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßdämpfende Lagerung (5) von einem Montagerahmen (6) abgestützt wird und der Montagerahmen (6) gemeinsam mit der Adapterplatte (4) und dem Turm (3) bzw. Lafette modulartig auf dem Schiff (2) befestigt werden, wobei der Montagerahmen (6) dem Raumausgleich eines auf dem freien Deck (7) des Schiffs (2) vorhandenen Loches (8) dient und auf dem benachbarten Lochrandbereich des Decks (7) befestigt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßdämpfende Lagerung (5) auf dem Montagerahmen (6) gegen Schwallwasser durch eine Dichtungsschürze (10) geschützt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der unter dem Turm (3) befindliche Turmkorbbereich (11) durch einen zwischen einem mit dem Turmdrehkranz (12) verbundenen Zwischenrahmen (13) des Adapters (4) und dem Montagerahmen (6) befindlichen Radialdämpfer (14) ABC- dicht abgedichtet wird.
Schiffsgeschütz mit einem in Seitenrichtung drehbaren Turm und einer höhenrichtbaren Waffe, wobei der Turm (3) bzw. Lafette und die Waffenanlage (15) die eines Landgeschützes (1) mit einem Kaliber >127 mm sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm (3) bzw. die Lafette mit der Waffenanlage (15) in Modulbauweise ist und zur Vermeidung von unzulässigen auf die Schiffsstruktur wirkenden Rückstoßkräften in einer schiffsseitig befestigbaren, stoßdämpfenden Lagerung (5) gelagert ist.
Schiffsgeschütz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Turm (3) und die Waffenanlage (15) die einer Panzerhaubitze mit dem Kaliber 155 mm sind.
Schiffsgeschütz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterer Drehkranzteil (17) eines am Turm (3) befestigten Drehkranzes (12) mit einem Zwischenrahmen (4,13) bzw. einem Adapter oder einer Adapterplatte verbunden ist bzw, darin eingesetzt ist, wobei der Zwischenrahmen (4,13) des Weiteren mit der stoßdämpfenden Lagerung (5) verbunden ist.
Schiffsgeschütz nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßdämpfende Lagerung (5) einen Dämpfungsweg von ca. max. 150 mm aufweist.
Schiffsgeschütz nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die stoßdämpfende Lagerung (5) aus Lagerungselementen (5') besteht, die segmentartig auf dem Umfang angeordnet sind. '
Schiffsgeschütz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (5') derart mit dem Zwischenrahmen (4,13) verbunden sind, daß sie je nach Schußrichtung und Höhenwinkel Druck- oder Zugkräfte aufnehmen und dementsprechend zur Schockdämpfung elastisch zusammengedrückt oder auseinandergezogen werden.
Schiffsgeschütz nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (5') mehrachsig belastbar und elastisch verformbar sind, so wie beispielsweise aus einer Gummimixtur, einer Stahlfeder oder einem anderen geeigneten elastisch verformbaren Feder- bzw. Dämpfungselement bestehen.
Schiffsgeschütz nach einem der Ansprüche 5 bis 11, gekennzeichnet durch einen Montagerahmen (6), der einerseits mit dem freien Deck (7) fest verbindbar ist, und andererseits die stoßdämpfende Lagerung (5) trägt.
Schiffsgeschütz nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Radialdämpfer (14), der vorzugsweise aus einem Hohl- Gummischlauch besteht und zu einer luftdichten ABC-Abdichtung zwischen dem Zwischenrahmen (13) und dem Montagerahmen (6) angeordnet ist.
Schiffsgeschütz nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente (5') und der Montagerahmen (6) durch eine Dichtungsschürze (10) gegen Schwallwasser geschützt sind.
Schiffsgeschütz nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Turm (3) bzw. die Lafette mit einer inertialplattform ausgestattet ist, die eine GPS- gestützte, hochgenaue Inertialnavigationsanlage enthält, die die Lage des Waffenrohres im Raum und die geographische Position auf der Erde ohne schiffsbezogene Einflüsse direkt ermittelt.