EP2326910A1 - Treibkäfiggeschoss - Google Patents

Treibkäfiggeschoss

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Publication number
EP2326910A1
EP2326910A1 EP09778137A EP09778137A EP2326910A1 EP 2326910 A1 EP2326910 A1 EP 2326910A1 EP 09778137 A EP09778137 A EP 09778137A EP 09778137 A EP09778137 A EP 09778137A EP 2326910 A1 EP2326910 A1 EP 2326910A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
penetrator
projectile
sabot
guide element
disc
Prior art date
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Application number
EP09778137A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2326910B1 (de
Inventor
Thomas Heitmann
Klaus-Dieter Freudenthal
Michael Vagedes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Filing date
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
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/067—Sealing aspects in sabots, e.g. sealing between individual segments of the sabots or sealing between the outer surface of the sabot and the inner surface of the barrel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00—Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06—Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/064—Sabots enclosing the rear end of a kinetic energy projectile, i.e. having a closed disk shaped obturator base and petals extending forward from said base

Definitions

  • the invention relates to a sabot projectile with a subcaliber penetrator and a sabot, the rear side acting on the penetrator drive element, a front of the drive element subsequent segmented and substantially cylindrical guide cage and a segmented, in the front region of the guide cage radially inwardly extending and comprising the penetrator-holding disk-shaped guide element made of metal.
  • Such a sabot projectile is known for example from DE 43 30 417 C2. It comprises a two-segment, substantially hollow cylindrical guide cage made of aluminum or plastic, which is integrally connected to the disc-shaped guide member.
  • the guide cage made of a fiber-reinforced plastic and the disc-shaped guide element made of a metal, preferably an aluminum alloy, and then connect both parts positively and / or non-positively. Because of the high E-module of a metal existing guide element this is better able to absorb shear forces as a corresponding, made of fiber-reinforced plastic guide element.
  • the relatively lightweight, made of fiber-reinforced plastic guide cage then only needs to hold the metal guide element in the axial acceleration of the sabot projectile in a corresponding barrel in the axial position.
  • the unpublished DE 10 2008 029 395.4 relates to the use of light metal (for example an aluminum or magnesium alloy) for such guide cages, which can be produced in a particularly cost-effective manner if it is a profile part produced by extrusion, which is subsequently finished (the profile becomes for example, turned off) and segmented in the axial direction or shared.
  • light metal for example an aluminum or magnesium alloy
  • the invention has for its object to provide a cost-effective and weight-optimized sabot projectile of the type mentioned, in which a breakage of the disc-shaped guide member is avoided when firing the projectile, so that a precise radial guidance of the penetrator is ensured.
  • the invention is based essentially on the idea of designing the disk-shaped guide element such that it has a small contour that is slightly curved in the direction of flight of the projectile, wherein the material and the wall thickness of the guide element are selected such that the arched area of the guide element during firing the sabot projectile is pushed slightly back and thereby the guide element thereby applies with its outer edge region against the inner wall of the weapon barrel and / or with its inner edge region facing the penetrator against the outer surface of the penetrator. It has proven to be advantageous if the disc-shaped guide element has a curvature in the direction of flight of the projectile tapered contour as a curvature. In this case, this curvature need only be present in an annular section around the penetrator, wherein the outer diameter D of this annular portion may for example be 50% of the projectile caliber Do.
  • the maximum cone angle may be less than 10 ° and, in a practical embodiment, is preferably 5 °.
  • FIGURE shows the longitudinal section through an inventive sabot projectile 1, which comprises a subcaliber penetrator 2 with conical structure and a sabot 3.
  • the sabot 3 consists essentially of a rear side acting on the penetrator 2 multi-part drive element 4 made of an aluminum alloy, a front of the drive element 4 subsequent cylindrical guide cage 5 and arranged in the front region of the guide cage 5, radially inwardly extending and the penetrator. 2 holding disc-shaped guide member 6 together.
  • the guide cage 5 consists of two half-shell-shaped segments 7 preferably made of extruded aluminum profile.
  • the disc-shaped guide member 6 is composed of two half-discs 8, each consisting of metal. In this case, again only one half-disk 8 can be seen in the figure, while the second half-disk is located in front of the image plane facing the viewer.
  • the disk-shaped guide element 6 in its adjoining the penetrator 2 middle region in a direction of flight of the projectile 1 conically tapered contour 11.
  • the material and the dimensions of the guide element 6 are chosen such that the guide element 6 is slightly pushed back when shooting the sabot projectile 1 and by the consequent Diameter enlargement of the guide member 6 whose outer edge portion 9 to the inner wall of the gun barrel (not shown), from which the projectile is fired, applies.
  • the cone angle ⁇ of the tapered section was Contour about 5 ° and the wall thickness of the consisting of an aluminum alloy guide element 4 mm.
  • the invention is not limited to the embodiment described above.
  • the guide element can also consist of another metal.
  • the curvature of the guide element does not necessarily have to be conical, but may for example also have the shape of a spherical cap.
  • the guide cage and the guide member may also consist of more than two segments, however, the dividing lines of the guide cage and the guide member should be axially adjacent to each other to ensure proper ejection of the segments once the sabot projectile has left the corresponding barrel. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Description

BESCHREIBUNG
Treibkäfiggeschoss
Die Erfindung betrifft ein Treibkäfiggeschoss mit einem unterkalibrigen Penetrator und einem Treibkäfig, der ein heckseitig auf den Penetrator wirkendes Treibelement, einen sich vorderseitig an das Treibelement anschließenden, segmentierten und im wesentlichen zylinderförmigen Führungskäfig und ein segmentiertes, sich im vorderen Bereich des Führungskäfigs radial einwärts erstreckendes und den Penetrator haltendes scheibenförmiges Führungselement aus Metall umfasst.
Ein derartiges Treibkäfiggeschoss ist beispielsweise aus der DE 43 30 417 C2 bekannt. Es umfasst einen aus zwei Segmenten bestehenden, im Wesentlichen hohlzylindrischen Führungskäfig aus Aluminium oder Kunststoff, der einstückig mit dem scheibenförmigen Führungselement verbunden ist.
Bei einem aus Aluminium oder aus einem anderen Metall bestehenden Führungskäfig mit integriertem Führungselement ist der Totlastanteil des Treibkäfiggeschosses relativ hoch. Sofern hingegen der Führungskäfig und das Führungselement beide aus Kunststoff bestehen, hat sich in der Praxis gezeigt, dass der vordere Führungsbereich zu weich ist, so dass beim Rohrdurchlauf des Treibkäfiggeschosses radiale Auslenkungen des Penetra- tors auftreten können, die zur Zerstörung des vorderen Führungsbereiches des Treibkäfigs führen.
Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, den Führungskäfig aus einem faserverstärkten Kunststoff und das scheibenförmige Führungselement aus einem Metall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, herzustellen und beide Teile dann form- und/oder kraftschlüssig miteinander zu verbinden. Denn aufgrund des hohen E-Modules eines aus Metall bestehenden Führungselementes ist dieses besser in der Lage Querkräfte aufzunehmen als ein entsprechendes, aus faserverstärktem Kunststoff bestehendes Führungselement. Der relativ leichte, aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Führungskäfig braucht dann lediglich das aus Metall bestehende Führungselement bei der axialen Beschleunigung des Treibkäfiggeschosses in einem entsprechenden Waffenrohr in axialer Position zu halten.
Allerdings hat sich gezeigt, dass aufgrund des konstruktiv bedingten Grundspieles zwischen der Innenwand des Waffenrohres, aus dem das Treibkäfiggeschoss verschossen werden soll, und dem äußeren Umfang des scheibenförmigen Führungselementes sich Letzteres aufgrund der hohen Axialbeschleunigung des Geschosses im Waffenrohr in den nicht durch die Wand des Waffenrohres abgestützten Bereichen verbiegen und brechen kann.
Die unveröffentlichte DE 10 2008 029 395.4 bezieht sich auf die Verwendung von Leichtmetall (beispielsweise einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung) für derartige Führungskäfige, die dadurch besonders kostengünstig herstellbar, wenn es sich um ein durch Strangpressen erzeugtes Profilteil handelt, welches anschließend nachbearbeitet (das Profil wird beispielsweise ausgedreht) und in axialer Richtung segmentiert oder auch geteilt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und gewichtsoptimiertes Treibkäfiggeschoss der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem ein Brechen des scheibenförmigen Führungselementes beim Abschuss des Geschosses vermieden wird, so dass eine genaue radiale Führung des Penetrators sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, das scheibenförmige Führungselement derart auszubilden, dass es eine geringe, sich in Flugrichtung des Geschosses leicht gewölbte Kontur aufweist, wobei das Material und die Wandstärke des Führungselementes derart gewählt sind, dass der gewölbte Bereich des Führungselementes beim Abschuss des Treibkäfiggeschosses etwas zurückgedrückt wird und sich das Führungselement dadurch mit seinem äußeren Randbereich an die Innenwand des Waffenrohres und/oder mit seinem dem Penetrator zugewandten inneren Randbereich an die äußere Oberfläche des Penetrators anlegt. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das scheibenförmige Führungselement als Wölbung eine sich in Flugrichtung des Geschosses konische verjüngende Kontur besitzt. Dabei braucht diese Wölbung nur in einem kreisringförmigen Abschnitt um den Penetrator herum vorhanden sein, wobei der Außendurchmesser D dieses kreisringförmigen Abschnittes beispielsweise 50 % des Geschosskalibers Do betragen kann.
Bei einem aus Leichtmetall bestehenden Treibelement mit sich konisch verjüngender Kontur kann der maximale Konuswinkel kleiner als 10° sein und betrug bei einem praktischen Ausführungsbeispiel vorzugsweise 5°.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand einer Figur erläuterten Ausführungsbeispiel.
Die Figur zeigt den Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Treibkäfiggeschoss 1 , das einen unterkalibrigen Penetrator 2 mit Kegelleitwerk und einen Treibkäfig 3 umfasst.
Der Treibkäfig 3 setzt sich im Wesentlichen aus einem heckseitig auf den Penetrator 2 wirkenden mehrteiligen Treibelement 4 aus einer Aluminiumlegierung, einem sich vorderseitig an das Treibelement 4 anschließenden zylinderförmigen Führungskäfig 5 und einem im vorderen Bereich des Führungskäfigs 5 angeordneten, radial einwärts erstreckenden und den Penetrator 2 haltenden scheibenförmigen Führungselement 6 zusammen.
Der Führungskäfig 5 besteht sich aus zwei halbschalenförmigen Segmenten 7 bevorzugt aus Alu-Strangpress-Profil.
Auch das scheibenförmige Führungselement 6 setzt sich aus zwei Halbscheiben 8 zusammen, die jeweils aus Metall bestehen. Dabei ist in der Figur wiederum nur eine Halbscheibe 8 zu sehen, während die zweite Halbscheibe sich vor der dem Betrachter zugewandten Bildebene befindet.
Erfindungsgemäß weist das scheibenförmige Führungselement 6 in seinem an den Penetrator 2 anschließenden mittleren Bereich eine sich in Flugrichtung des Geschosses 1 konisch verjüngende Kontur 11 auf. Dabei sind das Material und die Abmessungen des Führungselementes 6 derart gewählt, dass das Führungselement 6 beim Abschuss des Treibkäfiggeschosses 1 etwas zurückgedrückt wird und sich durch die dadurch bedingte Durchmesservergrößerung des Führungselementes 6 dessen äußerer Randbereich 9 an die Innenwand des Waffenrohres (nicht dargestellt), aus dem das Geschoss verschossen wird, anlegt.
Gleiches gilt auch für den dem Penetrator 2 zugewandten inneren Randbereich 10 des Führungselementes 6, der sich form- und kraftschlüssig an die äußere Oberfläche des Penetrators 2 anlegt, so dass die konstruktiv vorgegebenen Toleranzen (Füge-Spiel zwischen scheibenförmigen Führungselement 6 und Penetrator 2 und Schnittstellenspiel zwischen Waffenrohr und Führungselement 6) ausgeglichen und eine optimale radiale Führung des Treibkäfiggeschosses 1 in dem entsprechenden Waffenrohr gewährleistet ist.
Durch die Abstützung der beiden Halbscheiben 8 des Führungselementes 6 am Penetrator 2 wird ein Durchbiegen des scheibenförmigen Führungselementes 6 über seine vertikale Stellung hinaus in der Regel verhindert.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Treibkäfiggeschosses mit einem Geschosskaliber Do von 120 mm betrug der Durchmesser D des kreisförmigen Abschnittes, innerhalb dessen sich die in Flugrichtung des Penetrators 2 verjüngende Kontur befand, etwa 50 % des Geschosskalibers Do. Dabei betrugen der Konuswinkel δ der sich verjüngenden Kontur etwa 5° und die Wandstärke des aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Führungselementes 4 mm.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise das Führungselement statt aus einer Aluminiumlegierung auch aus einem anderen Metall bestehen. Außerdem muss die Wölbung des Führungselementes nicht zwingend konisch ausgebildet sein, sondern kann beispielsweise auch die Form einer Kugelkalotte aufweisen.
Ferner können der Führungskäfig und das Führungselement auch aus mehr als zwei Segmenten bestehen, wobei allerdings die Trennlinien des Führungskäfigs und des Führungselementes sich axial aneinander anschließen sollten, um ein einwandfreies Abwerfen der Segmente zu gewährleisten, sobald das Treibkäfiggeschoss das entsprechende Waffenrohr verlassen hat. Bezugszeichenliste
1 Treibkäfiggeschoss, Geschoss
2 Penetrator
3 Treibkäfig
4 Treibelement
5 Führungskäfig
6 Führungselement
7 Segmente
8 Halbscheibe
9 äußere Randbereich
10 innere Randbereich
11 Wölbung, konusförmig verjüngende Kontur
D Durchmesser des Bereiches des Führungselementes, in dem sich die Wölbung befindet Do Geschosskaliber δ Konuswinkel

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Treibkäfiggeschoss mit einem unterkalibrigen Penetrator (2) und einem Treibkäfig (3), der ein heckseitig auf den Penetrator (2) wirkendes Treibelement (4), einen sich vorderseitig an das Treibelement (4) anschließenden, segmentierten und im Wesentlichen zylinderförmigen Führungskäfig (5) und ein segmentiertes, sich im vorderen Bereich des Führungskäfigs (5) radial einwärts erstreckendes und den Penetrator (2) haltendes scheibenförmiges Führungselement (6) aus Metall umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Führungselement (6) eine sich in Flugrichtung des Geschosses (1) erstreckende Wölbung (11) besitzt, wobei das Material und die Abmessungen des Führungselementes (6) derart gewählt sind, dass das Führungselement (6) beim Abschuss des Treibkäfiggeschosses (1) etwas zurückgedrückt wird und sich mit seinem äußeren Randbereich (9) an die Innenwand des Waffenrohres, aus dem das Treibkäfiggeschoss verschossen wird, und/oder mit seinem inneren Randbereich (10) an die äußere Oberfläche des Penetrators (2) anlegt.
2. Treibkäfiggeschoss nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Führungselement (6) eine in Flugrichtung des Geschosses (1 ) sich konisch verjüngende Kontur (11) aufweist.
3. Treibkäfiggeschoss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Führungselement nur in einem um den Penetrator kreisförmigen Abschnitt herum eine sich in Flugrichtung des Penetrators (2) verjüngende Kontur (1 1) aufweist, wobei der Durchmesser D dieses kreisringförmigen Abschnittes kleiner oder gleich 50 % des Geschosskalibers Do beträgt.
4. Treibkäfiggeschoss nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibelement aus einem Leichtmetall besteht und der maximale Konuswinkel (δ) der sich konisch verjüngenden Kontur (11) kleiner 10°, vorzugsweise 5°, beträgt.
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