EP3469293B1 - Kampffahrzeug mit einer waffenanlage - Google Patents

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EP3469293B1
EP3469293B1 EP17724071.0A EP17724071A EP3469293B1 EP 3469293 B1 EP3469293 B1 EP 3469293B1 EP 17724071 A EP17724071 A EP 17724071A EP 3469293 B1 EP3469293 B1 EP 3469293B1
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caliber
barrel
larger
smaller
weapon
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Berthold Baumann
Andreas Blache
Stefan Radczinsky
Heiner Schmees
Florian SCHWIEGER
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A21/00—Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
    • F41A21/48—Barrel mounting means, e.g. releasable mountings for replaceable barrels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A11/00—Assembly or disassembly features; Modular concepts; Articulated or collapsible guns
    • F41A11/02—Modular concepts, e.g. weapon-family concepts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A21/00—Barrels; Gun tubes; Muzzle attachments; Barrel mounting means
    • F41A21/12—Cartridge chambers; Chamber liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41A21/16—Barrels or gun tubes characterised by the shape of the bore
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41A23/00—Gun mountings, e.g. on vehicles; Disposition of guns on vehicles
    • F41A23/24—Turret gun mountings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
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    • F41A27/00—Gun mountings permitting traversing or elevating movement, e.g. gun carriages
    • F41A27/06—Mechanical systems
    • F41A27/08—Bearings, e.g. trunnions; Brakes or blocking arrangements
    • F41A27/10—Bearings for supporting a pivoting gun in a wall, e.g. a turret wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H7/00—Armoured or armed vehicles
    • F41H7/02—Land vehicles with enclosing armour, e.g. tanks

Definitions

  • the present invention is concerned with a weapon system, in particular with an increase in caliber with a constant interface in an existing turret of a combat vehicle, such as the Leopard 2 or Leclerc.
  • the invention relates in particular to the scaffolding of a weapon system with a larger caliber diameter in the existing "tower" interface of a weapon system of smaller caliber with the aim of increasing the performance of the weapon system and thus of the combat vehicle.
  • the MBT Leopard 2 currently has a weapon system in caliber 120 mm. In the late 1970s, it replaced the Leopard 1 MBT with a cannon in caliber 105 mm. An increase in caliber was made. However, increasing the caliber of a main battle tank has significant effects on the entire MBT system. These effects are reflected, among other things, in the installation space or the dimensions of the weapon system through a larger cargo space. The tower load or the system load are also problematic. Problems also arise from the ammunition handling (dimensions) and the dimensions of the ammunition bunker. Earlier studies on the scaffolding of a new weapon system, for example in the 140 mm caliber, have made the aforementioned problems clear.
  • the invention therefore has the task of showing a significant increase in the performance of a weapon system of a battle tank while solving the aforementioned problems.
  • the invention is based on the consideration that a significant increase in performance (firepower) of the Leopard 2 battle tank (MBT) is primarily possible through the use of a larger caliber diameter and a larger cargo space in the weapon system.
  • the GB 232,989 A discloses a possibility of being able to fire ammunition from a rifled gun barrel either very far or very short.
  • the cartridge chamber of the gun barrel has at least two pressure cones, so that projectiles of different lengths can be fired from the gun barrel.
  • a gun barrel for firing ammunition with different case lengths describes the U.S. 2,815,602 A. .
  • the invention is based on the idea of maintaining the installation space dimensions of the original weapon system with a new weapon system and approximately maintaining the cargo space diameter of the larger-caliber weapon barrel with respect to the smaller caliber.
  • the larger cargo space volume required for increasing the caliber is achieved predominantly by lengthening the cargo space of the weapon barrel itself. Since the cargo space diameter remains almost unchanged with a larger caliber, the outer dimensions of the weapon barrel in the area of the cargo part also remain almost unchanged.
  • the extension of the length of the cargo space is to be selected depending on the desired shooting performance. This extension is determined by the desired projectile length (required length of the penetrator of the KE ammunition) and the propellant charge required as a result.
  • the ammunition length is limited by the maximum size of the ammunition bunker of the combat vehicle.
  • the advantage of this idea is that problems regarding the dimensions with the new weapon system in the larger caliber are prevented.
  • the increase in performance is essentially achieved by increasing the caliber diameter, lengthening the length of the cargo space and the resulting larger volume of the propellant charge, as well as a possible lengthening of the projectiles (e.g. KE penetrators).
  • KE penetrators e.g. KE penetrators
  • the installation space dimensions of a weapon system in the turret be adhered to and a cargo space diameter of a weapon barrel of larger caliber with respect to the smaller caliber approximately to be retained.
  • the larger cargo space volume required for increasing the caliber is achieved predominantly by lengthening the cargo space of the larger-caliber weapon barrel compared to a cargo compartment of the smaller-caliber weapon barrel itself. Since the cargo space diameter remains almost unchanged in the case of a larger caliber, the external dimensions of the larger-caliber weapon barrel also remain almost unchanged compared to the external dimensions of the smaller-caliber weapon barrel in the area of the cargo part.
  • the higher-caliber weapon system with weapon barrel, breech and recoil system can be integrated into the existing interface of a smaller weapon system in the turret of the main battle tank.
  • the smaller-caliber weapon system can be exchanged and / or replaced by a larger-caliber weapon system, while retaining the existing interface.
  • a weapon barrel 1 ' accordinging to the prior art is shown schematically in section.
  • a front area 11 'of the weapon barrel 1' is a caliber part 12 'with a caliber diameter 13'.
  • a rear region 14 'of the weapon barrel 1' is a cargo part 15 'with a cargo space diameter 16' and a cargo space length 17 '.
  • FIG. 3 shows the modified compared to the prior art weapon barrel 1 according to the invention in section in a schematic representation.
  • a front area 11 is a caliber part 12 with a caliber diameter 13.
  • a rear area 14 is a cargo part 15 with a cargo diameter 16 and a cargo space length 17.
  • the gun barrel 1 'in Fig. 2 has a smaller caliber than the barrel 1 in Fig. 3 on.
  • the weapon barrel 1 ' is in the caliber 120mm, the weapon barrel 1 in the caliber 130mm.
  • the caliber diameter 13 '(120mm) of the smaller-caliber weapon barrel 1' is thus smaller than the caliber diameter 13 (130mm) of the larger-caliber weapon barrel 1.
  • the weapon system 100 is integrated into a turret (mount) via an interface of a battle tank etc., built into it.
  • Each weapon system requires a so-called installation space in the tower.
  • the cargo space diameter 16 of the weapon barrel 1 in relation to the cargo space diameter 16 'of the smaller-caliber weapon barrel 1'.
  • the cargo space length 17 of the cargo part 15 of the larger-caliber weapon barrel 1 is changed in relation to the cargo space length 17 'of the cargo part 15' of the smaller-caliber weapon barrel 1 '(see FIG Fig. 3 ) by an extension 20.
  • the outer dimensions 18, 18 'of the gun barrels 1, 1' are the same in the area of the cargo part 15, 15 ', i.e. the outer size 18 of the larger-caliber gun barrel 1 remains in this area compared to the smaller-caliber gun barrel 1' almost unchanged.
  • the extension 20 of the cargo space 17 is dependent on the length of the ammunition used or to be fired and the amount of propellant charge required to increase performance in the target.
  • the return path of the weapon system 100 can, for example, be lengthened.
  • the idea of the invention for increasing the performance of a weapon system as described is not limited to the 130mm caliber and can also be used in small, medium and other large-caliber weapon systems.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einer Waffenanlage, insbesondere mit Kalibererhöhung bei gleichbleibender Schnittstelle in einem vorhandenen Turm eines Kampffahrzeugs, wie beispielsweise des Leopard 2 oder Leclerc. Die Erfindung betrifft insbesondere die Einrüstung einer Waffenanlage mit größerem Kaliberdurchmesser in die vorhandene Schnittstelle "Turm" einer kaliberkleineren Waffenanlage mit dem Ziel der Leistungssteigerung der Waffenanlage und damit des Kampffahrzeugs.
  • Die geopolitischen Lageveränderungen sowie vergangene Einsatzerfahrungen machen deutlich, dass schlagkräftige, hochbewegliche, gut ausgebildete und ausgerüstete Streitkräfte ein unverzichtbares Mittel der Sicherheitspolitik sind. Unter dem Begriff der Kampfwertsteigerung werden vorhandene Systeme, Vorrichtungen, Fahrzeuge etc. mehrfach verbessert, damit diese den neuen Anforderungen gerecht werden können.
  • Der KPz Leopard 2 verfügt derzeit über eine Waffenanlage im Kaliber 120 mm. Dieser ersetzte in den späten 70er Jahren den bis dahin eingesetzten KPz Leopard 1 mit einer Kanone im Kaliber 105 mm. Es wurde eine Kalibererhöhung vorgenommen. Eine Kalibererhöhung bei einem Kampfpanzer hat jedoch deutliche Auswirkungen auf das gesamte System KPz. Diese Auswirkungen widerspiegeln sich unter anderem im Bauraum bzw. den Abmessungen der Waffenanlage durch einen größeren Ladungsraum. Auch die Turmbelastung bzw. die Systembelastung stellt sich als problematisch dar. Probleme ergeben sich auch aus der Munitionshandhabung (Abmessungen) sowie den Abmessungen des Munitionsbunkers. Frühere Studien zur Einrüstung einer neuen Waffenanlage, beispielsweise im Kaliber 140 mm, haben die vorgenannten Probleme deutlich gemacht.
  • Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine deutliche Leistungssteigerung einer Waffenanlage eines Kampfpanzers bei Lösung der vorgenannten Probleme aufzuzeigen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausführungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine signifikante Leistungssteigerung (Feuerkraft) des Kampfpanzers (KPz) Leopard 2 vorrangig über die Verwendung eines größeren Kaliberdurchmessers und eines größeren Ladungsraumvolumens der Waffenanlage möglich ist.
  • Diesen Weg geht bereits die DE 38 36 718 C2 . Aus der DE 38 36 718 C2 ist eine Schildzapfenlagerung bekannt, die in der Bauhöhe unterschiedliche Wiegenträger für kaliberverschiedene Waffenrohre aufnehmen kann und dabei jeweils unterschiedliche Feuerhöhen der Waffenrohre gewährleistet.
  • Die GB 232,989 A offenbart eine Möglichkeit, Munitionen aus einem gezogenen Waffenrohr entweder sehr weit oder sehr kurz verschießen zu können. Das Patronenlager des Waffenrohres weist wenigstens zwei Druckkegel auf, wodurch unterschiedlich lange Geschosse aus dem Waffenrohr verschossen werden können. Ein Waffenrohr zum verschießen für Munition mit unterschiedlichen Hülsenlängen beschreibt die US 2,815,602 A .
  • Der Erfindung liegt jedoch die Idee zugrunde, die Bauraumabmessungen der ursprünglichen Waffenanlage mit einer neuen Waffenanlage einzuhalten und den Ladungsraumdurchmesser des kalibergrößeren Waffenrohres bezüglich des kleineren Kalibers annähernd beizubehalten. Das nötige größere Ladungsraumvolumen für die Kalibererhöhung wird erfindungsgemäß überwiegend durch eine Verlängerung des Ladungsraums des Waffenrohres selbst erreicht. Da der Ladungsraumdurchmesser bei einem größeren Kaliber nahezu unverändert bleibt, bleiben auch die Außenabmessungen des Waffenrohres im Bereich des Ladungsteils nahezu unverändert.
  • Die Verlängerung der Ladungsraumlänge ist in Abhängigkeit der gewünschten Schussleistung zu wählen. Diese Verlängerung wird durch die erwünschte Geschosslänge (erforderliche Länge des Penetrators der KE-Munition) und die dadurch erforderliche Treibladungsmasse bestimmt. Begrenzt wird die Munitionslänge durch die maximale Größe des Munitionsbunkers des Kampffahrzeugs.
  • Diese vorstehenden Überlegungen bzw. Vorgaben haben somit keinen bzw. nur einen geringfügigen Einfluss auf die äußere Abmessung der Waffenanlage selbst. Die größere Rückstoßbelastung kann über eine Verlängerung des Rücklaufweges der Waffenanlage kompensiert werden. Eine weitere Leistungssteigerung wäre bei einer Anhebung des Gasdruckniveaus über einen höherfesten Werkstoff von Waffenrohr und Verschluss möglich.
  • Der Vorteil dieser Idee ist, dass Problemen bezüglich der Abmessungen mit der neue Waffenanlage im größeren Kaliber vorgebeugt wird. Es erfolgt eine deutliche Leistungssteigerung der Waffenanlage durch einen größeren Kaliberdurchmesser und einen größeren Ladungsraum. Die Leistungssteigerung wird im Wesentlichen durch das Anheben des Kaliberdurchmessers, der Verlängerung der Ladungsraumlänge und das dadurch erzielte größere Volumen der Treibladung sowie einer dadurch möglichen Verlängerung der Geschosse (z.B. KE-Penetratoren) erreicht. D.h., es kann mehr Treibladungspulver und es können längere Geschosse (wie KE-Penetratoren) verwendet werden. Das erhöht die Wirksamkeit (Leistung) im Ziel.
  • Vorgeschlagen wird, die Bauraumabmessungen einer Waffenanlage im Turm einzuhalten und einen Ladungsraumdurchmesser eines kalibergrößeren Waffenrohres bezüglich des kleineren Kalibers annähernd beizubehalten. Das nötige größere Ladungsraumvolumen für die Kalibererhöhung wird erfindungsgemäß überwiegend durch eine Verlängerung des Ladungsraums des kalibergrößeren Waffenrohres gegenüber einem Ladungsraum des kaliberkleineren Waffenrohres selbst erreicht. Da der Ladungsraumdurchmesser bei einem größeren Kaliber nahezu unverändert bleibt, bleiben auch die Außenabmessungen des kalibergrößeren Waffenrohres gegenüber den Außenabmessungen des kaliberkleineren Waffenrohres im Bereich des Ladungsteils nahezu unverändert. Die kalibererhöhte Waffenanlage mit Waffenrohr, Verschluss und Rückstoßsystem ist in die vorhandene Schnittstelle einer kleineren Waffenanlage im Turm des Kampfpanzers integrierbar. Die kaliberkleinere Waffenanlage ist durch eine kalibergrößere Waffenanlage austauschbar und / oder ersetzbar, bei Beibehaltung der vorhandenen Schnittstelle.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung einer Waffenanlage,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein Waffenrohr mit einem kleineren Kaliber nach dem Stand der Technik,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines Schnitts durch ein Waffenrohr mit einem größeren Kaliber.
  • In Fig. 1 ist eine Waffenanlage 100 mit einem Waffenrohr 1, einem Verschluss 2 sowie einem Rückstoßsystem 3, als wesentliche Baugruppen der Waffenanlage 100, dargestellt.
  • In Fig. 2 ist ein Waffenrohr 1' nach dem Stand der Technik im Schnitt schematisch dargestellt. Ein vorderer Bereich 11' des Waffenrohrs 1' ist ein Kaliberteil 12' mit einem Kaliberdurchmesser 13'. Ein hinterer Bereich 14' des Waffenrohres 1' ist ein Ladungsteil 15' mit einem Ladungsraumdurchmesser 16' und einer Ladungsraumlänge 17'.
  • Fig. 3 zeigt das gegenüber dem Stand der Technik abgeändertes erfindungsgemäßes Waffenrohr 1 im Schnitt in einer schematischen Wiedergabe. Ein vorderer Bereich 11 ist ein Kaliberteil 12 mit einem Kaliberdurchmesser 13. Ein hinterer Bereich 14 ist ein Ladungsteil 15 mit einem Ladungsdurchmesser 16 und einer Ladungsraumlänge 17.
  • Das Waffenrohr 1' in Fig. 2 weist ein kleineres Kaliber als das Waffenrohr 1 in Fig. 3 auf. Das Waffenrohr 1' liegt in der vorliegenden Ausführung dabei im Kaliber 120mm, das Waffenrohr 1 im Kaliber 130mm. Der Kaliberdurchmesser 13' (120mm) des kaliberkleineren Waffenrohrs 1' ist somit kleiner als der Kaliberdurchmesser 13 (130mm) des kalibergrößeren Waffenrohrs 1.
  • Die Waffenanlage 100 ist über eine Schnittstelle eines Kampfpanzers etc., in der Regel in einem Turm (Lafette), integriert, in diesen eingebaut. Dabei benötigt jede Waffenanlage einen so genannten Bauraum im Turm.
  • Um nunmehr vorhandene Schnittstellen mit dem / im Turm und den vorhandenen Bauraum (nicht näher dargestellt) für die Waffenanlage 100' mit einem Waffenrohr 1' durch eine Waffenanlage 100 mit dem Waffenrohr 1 im größeren Kaliber nutzen zu können, wird der Ladungsraumdurchmesser 16 des Waffenrohres 1 in Bezug auf den Ladungsraumdurchmesser 16' des kaliberkleineren Waffenrohres 1' beibehalten.
  • Verändert wird jedoch die Ladungsraumlänge 17 des Ladungsteils 15 des kalibergrößeren Waffenrohres 1 bezogen auf die Ladungsraumlänge 17' des Ladungsteils 15' des kaliberkleineren Waffenrohres 1' (siehe Fig. 3) um eine Verlängerung 20. Die Außenabmessungen 18, 18' der Waffenrohre 1, 1' sind im Bereich des Ladungsteils 15, 15' jedoch gleich, d.h., die Außenabmessung 18 des kalibergrößeren Waffenrohres 1 bleibt gegenüber dem kaliberkleineren Waffenrohr 1' also ihn diesem Bereich nahezu unverändert.
  • Die Verlängerung 20 des Ladungsraums 17 ist dabei abhängig von der Länge der verwendeten bzw. zu verschießenden Munition als auch der erforderlichen Treibladungsmenge zur Leistungssteigerung im Ziel.
  • Um die zulässige Belastbarkeit des Turms bzw. der Schnittstelle einzuhalten, kann der Rücklaufweg der Waffenanlage 100 beispielsweise verlängert werden.
  • Die Idee der Erfindung zur Leistungssteigerung einer Waffenanlage wie beschreiben ist auf das Kaliber 130mm nicht beschränkt und kann auch im Klein-, Mittel- und weiteren Großkaliber- Waffenanalgen Einsatz finden.

Claims (6)

  1. Kampffahrzeug mit einer Waffenanlage (100), umfassend
    zumindest einen Verschluss (2),
    ein Rückstoßsystem (3),
    ein kaliberkleineres Waffenrohr (1') mit einem Ladungsteil (15') mit einer Ladungsraumlänge (17') und einem Ladungsraumdurchmesser (16'), und
    ein gegen das kaliberkleinere Waffenrohr (1') auswechselbares, kalibiergrößeres Waffenrohr (1), mit einem Ladungsteil (15) mit einer Ladungsraumlänge (17), wobei das kalibergrößere Waffenrohr (1) eine Ladungsraumverlängerung (20) gegenüber der Ladungsraumlänge (17') des kaliberkleineren Waffenrohres (1') bei annähernder Beibehaltung des Ladungsraumdurchmessers (16, 16') des kaliberkleineren Waffenrohres (1') zur Leistungssteigerung der Waffenanlage (100) aufweist, wobei die Außenabmessungen des kalibergrößeren Waffenrohres (1) gegenüber den Außenabmessungen des kaliberkleineren Waffenrohres (1') im Bereich des Ladungsteils (15, 15') nahezu unverändert sind.
  2. Kampffahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kalibergrößere Waffenrohr (1) ein Kaliberteil (12) mit einem größeren Kaliberdurchmesser (13) als das kaliberkleinere Waffenrohr (1') hat.
  3. Kampffahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kalibergrößere Waffenrohr (1) im Kaliber 130mm und das kaliberkleinere Waffenrohr (1') im Kaliber 120mm ist.
  4. Kampffahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsraumlänge (17) des kalibergrößeren Waffenrohrs (1) in Abhängigkeit der zu verschießenden Munition ausgebildet ist.
  5. Kampffahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsraumlänge (17) des kalibergrößeren Waffenrohrs (1) in Abhängigkeit einer benötigten Treibladungsmenge ausgebildet ist.
  6. Kampffahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kampffahrzeug ein Kampfpanzer ist.
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