WO2003001141A1 - Artillerie-projektil mit austauschbarer nutzlast - Google Patents

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WO2003001141A1
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Karl Kautzsch
Klaus Bär
Jürgen Bohl
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    • F42B10/02—Stabilising arrangements
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    • F42B10/06—Tail fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
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    • F42B12/56—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information for dispensing discrete solid bodies
    • F42B12/58—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles
    • F42B12/62—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles the submissiles being ejected parallel to the longitudinal axis of the projectile

Definitions

  • the invention relates to an artillery projectile according to the preamble of claim 1.
  • the generic device is known as the MLRS 1/2 artillery missile system.
  • Its continuous rocket shell can be equipped with canisters from the still open rear behind the ogive equipped with a time fuse, which in turn are equipped with distribution units for ejecting different armor-piercing active bodies such as, in particular, bomblets or tank mines. Behind this axial stack of canisters, the rocket is then equipped with its motor, the housing of which in the rear area is equipped with fold-out rudders that are bent parallel to the system axis.
  • the flexibility of such a system is limited, however, because the rocket shell is in one piece from the ogive to the point of separation for the connection of the ejectable rocket motor.
  • the present invention is based on the technical problem of creating a system which is more open with regard to the interchangeability of the warheads and which is characterized above all by a large range with, nevertheless, precise delivery runs of the payload.
  • the payload space is the entire central section of an artillery projectile to be fired ballistically and after apogee turns into a controlled gliding flight; whereby this very different payload-absorbing section lies between a standard tail section that remains the same for all payloads, which determines the outer ballistics immediately after leaving the weapon barrel, and a standard tip section that also remains the same for all payloads, which in turn has canard oars for controllable gliding flight and with navigation devices like
  • Inertia and / or satellite navigation is equipped for the most precise possible payload delivery.
  • the center section which can be inserted interchangeably between these two standard end sections, contains at least one warhead in the form of a target-seeking submunition, a bundle of bomblets to be spread, a high-energy warhead or a post-accelerated rod penetrator in its hollow cylindrical shell.
  • An appropriately labored shell of the middle section is then flanged to the standard bottom section and the standard tip section, for example by radial pins or a type of bayonet coupling.
  • the projectile has a uniform airframe for very different payloads and, because of the unchanged external ballistics, can therefore be handled without any problems regardless of the payload to be deployed from the artillery gun.
  • FIG. 1 shows in axial longitudinal section a ballistic-to-be-extended, extended-range sliding floor with an exchangeable payload section between standard end sections.
  • the schematic diagram shows in longitudinal section a projectile 11 to be brought out of an artillery gun, that is to say ballistically, and divided into three parts in the axial direction, namely a load section 14 which can be inserted between a rear section 12 and a tip section 13.
  • the load section 14 is therefore no longer a load space that can be loaded in a continuous floor envelope, but rather embodies the completely exchangeable center area of the floor 11 together with its wall 15.
  • the useful space 16 within the wall 15 of the middle or load section 14 of the projectile 11 can, as explained at the outset, be equipped with different warheads, in particular those against hard-armored target objects.
  • a correspondingly labored load section 14 can then be equipped on the production side with the rear section 12 and with the tip section 13 in order to complete the projectile 11.
  • the projectile 11 is equipped with stabilizing fins 17 which are oriented parallel to the axis and are approximately made of sheet steel and which are applied to the cylindrical outer surface area of the rear section 12 under spring tension until they are fired from the weapon barrel.
  • stabilizing fins 17 which are oriented parallel to the axis and are approximately made of sheet steel and which are applied to the cylindrical outer surface area of the rear section 12 under spring tension until they are fired from the weapon barrel.
  • a pot-shaped hood 18 is placed over the rear
  • a circumferential guide band 21 is inserted into a radially flat, axially wide groove 20 embedded in the outer lateral surface of the annular wall 19. This is designed as a so-called slipping guide band 21, i.e. not connected to the projectile 11 in a rotationally fixed manner, in order to reduce the stabilizing twist caused by its trains when it is fired from the barrel of the weapon to approximately 10% of the natural value, because the projectile 11 is external ballistic, i.e. after leaving the
  • Muzzle of the gun barrel not fly stabilized twist but to be aerodynamically stabilized by the then approximately radially emerging fins 17.
  • the tip section 13 is designed as standard regardless of the equipment of the load section 14. She is with
  • Canard sliding wings 23 equipped, which emerge from the contour of the ogive 24, for example by a pivoting movement, as soon as the projectile 11 has flown through its apogee on its initially ballistic launch trajectory.
  • the Canards 23 are used both for gliding and for target control. There is a transition - initially from the ballistic descent path adjoining the apogee - to a stretch-controlled gliding flight in order to achieve a correspondingly greater range as a result of the significantly flatter descent path.
  • the specified target point is controlled with the aid of inertial or satellite navigation.
  • This flight guidance takes place by swiveling the sliding wings 23 out of the neutral position, parallel to the generatrix of the ogive 24, by means of a steering transmitter 25, which in turn is controlled via a navigation device 26, so that the projectile 11 then flies over shortly before the predetermined target point is flown over to change from the flat slideway into a steep attack path.
  • a steering transmitter 25 which in turn is controlled via a navigation device 26, so that the projectile 11 then flies over shortly before the predetermined target point is flown over to change from the flat slideway into a steep attack path.
  • an ejection device 28 is activated in order to separate the tip section 13 from the load section 14 and to empty the useful space 16 directly into the narrower target area via this separation point.
  • an inexpensive artillery ammunition that can be steered in the final phase has a significantly increased range and acquisition accuracy for universal use with regard to variable payloads while always maintaining the same aerodynamic behavior because the external ballistic projectile coefficients are maintained if, in the case of an aerodynamically stabilized sliding projectile 11, the external ballistics initially determining, standardized tail section 12 and in the final phase range and precision determining, likewise standardized tip section 13, a load section 14 connecting their two contours is inserted, which can be equipped with very different warheads, in particular optimized against hard targets is.
  • the rear section 12 is equipped with over-calibrated stabilizing fins 17, which are placed in the weapon barrel, in the position in which it is placed, on the lateral surface of the rear section 12, overlapped by a ring wall 19, which is slid with a slipping guide band 21 is already equipped in the gun barrel for the first swirl reduction.
  • 13 canard sliding vanes 23 are issued from the tip section, by means of which a transition from the descending branch of the ballistic trajectory to a flatter and therefore more extensive slideway is controlled via a steering transmitter 25, from which - exclusively a steeper descent into a narrowly specified one, controlled by navigation
  • Target area takes place in which the load section 14 delivers its payload.

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Abstract

Eine preisgünstige Artillerie-Munition grosser Reichweite und Akquisitionsgenauigkeit für universellen Eisatz unter Beibehaltung der aussenbalistischen Beiwerte ergibt sich, wenn zwischen einer standardisierten Heck-Sektion (12) und einer ebenfalls standardisierten Spitzen-Sektiono (13) eine deren beiden Konturen miteinander verbindende Last-Sektion (14) eingefügt ist, die mit sehr unter-schiedlichen, insbesondere gegen harte Ziele optimiertn Gefechtsköpfen bestückbar ist. Zum Abschuss in eine aerodynamish stabilisiert ballistische Bahn ist die Heck-Sektion (12) mit überkalibrigen Stabilisierungsflossen (17) ausgestattet, die im Waffenrohr, in Verbringungsstellung an die Mantelfläche der Heck-Sektion (12) angelegt, von einer Ringwand (19) übergriffen sind,die mit einem durchrutschenden Führugsband (21)zu Drallabbau im Waffenrohr ausgestattet ist. Vorzugsweise alsbald nach Passieren des Apogäums der ballistischen Bahnkurve werden aus der Spitzen-Sektion (13) Canard-Gleitflügel (23) herausgeschwenkt, mittels derer über einen Lenkgeber (25) ein Übergang aus dem absteigenden Ast der Ballistischen Bahnkurve in eine flachere und deshalb weiterreichende Gleitbahn erfolgt, aus der heraus schliesslich navigationsgesteuert ein steilerer Abstieg in ein eng vorgegebenes Zielgebiet erfolgt, über dem die Last-Sektion (14) ihre Nutzlast freigibt.

Description

Artillerie-Projektil mit austauschbarer Nutzlast
Die Erfindung betrifft ein Artillerie-Projektil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die gattungsgemäße Einrichtung ist als das Artillerie-Raketensystem MLRS 1/2 bekannt. Dessen durchgehende Raketenhülle kann vom noch offenen Heck her hinter der mit einem Zeitzünder bestückten Ogive mit Kanistern bestückt werden, die ihrerseits mit Verteileinheiten zum Auswerfen von unterschiedlichen panzerbrechenden Wirkkörpern wie insbesondere von Bomblets oder von Panzerminen ausgestattet sind. Hinter diesem axialen Stapel von Kanistern wird die Rakete dann mit ihrem Motor bestückt, dessen Gehäuse im Heckbereich mit ausklappbaren, parallel zur Systemachse gebogenen Steuerrudern ausgestattet ist. Die Flexibilität eines solchen Systems ist aber eingeschränkt, weil die Raketenhülle von der Ogive bis zur Trennstelle für den Anschluß des abwerfbaren Raketenmotors einstückig ist. Auch sind die Lenkeigenschaften dieser Artillerie-Rakete nur mäßig gut, weil die Rakete mit nach dem Verlassen des Startrohres nur kurzzeitig aktivem Motor eine hohe Beschleunigung in eine vergleichsweise flache Flugbahn erfährt. Die rein zeitabhängige Missionsbeendigung über den Zeitzünder in der Ogive läßt keine punktgenaue Zielakquisition erwarten, so daß beim Ansprechen des Zeitzünders mit Absprengen des dann längst ausgebrannten Motors nur Streuwirkkörper sinnvoll auszubringen sind.
Vorliegender Erfindung liegt die technische Problemstellung zugrunde, ein hinsichtlich der Austauschbarkeit der Gefechtsköpfe offeneres System zu schaffen, das sich vor allem auch durch große Reichweite mit dennoch zielgenauer Abliefe - runs der Nutzlast auszeichnet. Diese Aufgabe ist nach vorliegender Erfindung dadurch gelöst, daß gemäß der Merksmalskombination des Hauptanspruches der Nutzlastraum die gesamte mittlere Sektion eines ballistisch zu verschießenden und nach dem Apogäum in einen gesteuerten Gleitflug übergehenden ArtiUerie-Projektiles ist; wobei diese sehr unterschiedliche Nutzlasten aufnehmende Sektion zwischen einem für alle Nutzlasten gleichbleibenden Standard-Hecksektion, das die Außenballistik unmittelbar nach Verlassen des Waffenrohres bestimmt, und einem ebenfalls für alle Nutzlasten gleichbleibenden Standard-Spitzensektion liegt, die ihrerseits mit Canard- Rudern für einen steuerbaren Gleitflug und mit Navigationseinrichtungen wie
Trägheits- und/oder Satellitennavigation für eine möglichst punktgenaue Nutzlastablieferung ausgestattet ist.
Die zwischen diesen beiden Standard-Endsektionen austauschbar einfügbare Mit- ten-Sektion beinhaltet in ihrem hohlzylindrischen Mantel wenigstens einen Gefechtskopf nach Art zielsuchender Submunition, ein Bündel von auszustreuenden Bomblets, einen Hochenergie-Gefechtskopf oder einen nachbeschleunigbaren Stab-Penetrator. Eine entsprechend laborierte Geschoßhülle der Mitten-Sektion wird dann mit der Standard-Bodensektion und der Standard-Spitzensektion ver- flanscht, etwa durch radiale Stifte oder durch eine Art von Bajonett-Kupplung miteinander verbunden. Jedenfalls weist das Geschoß einen einheitlichen Airframe für sehr unterschiedliche Nutzlasten auf und ist deshalb, wegen unveränderter Außenballistik, zum Verbringen aus dem Artillerie-Geschütz unabhängig von der gerade zu verbringenden Nutzlast problemfrei zu handhaben.
Hinsichtlich weiterer Einzelheiten, Weiterbildungen und Vorteile der erfindungsgemäßen Losung wird außer auf die Unteransprüche auch auf nachstehende Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche nicht maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung verwiesen. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt im Axial-Längsschnitt ein ballistisch zu verbringendes, reichweitengesteigertes Gleitgeschoß mit einer austauschbaren Nutzlast-Sektion zwischen Standard- Endsektionen. Die Prinzipskizze zeigt im Längsschnitt ein aus einem Artillerie-Geschütz, also ballistisch zu verbringendes Geschoß 11, das in axialer Richtung dreigeteilt ist, nämlich eine zwischen einer Heck-Sektion 12 und einer Spitzen-Sektion 13 einfügbare Last-Sektion 14 aufweist. Die Last-Sektion 14 ist also nicht mehr ein be- schickbarer Lastraum in einer durchgehenden Geschoßhülle, sondern sie verkörpert den komplett austauschbaren Mittenbereich des Geschosses 11 mitsamt seiner Wandung 15.
Der Nutzraum 16 innerhalb der Wandung 15 der mittleren oder Last-Sektion 14 des Geschosses 11 kann wie eingangs erläutert mit unterschiedlichen Gefechtsköpfen bestückt sein, insbesondere mit solchen gegen hartgepanzerte Zielobjekte. Ein entsprechend laborierte Last-Sektion 14 kann dann fertigungsseitig mit der Heck-Sektion 12 und mit der Spitzen-Sektion 13 bestückt werden, um das Geschoß 11 zu komplettieren.
Das Geschoß 11 ist mit starr-achsparallel orientierten, etwa aus Stahlblech bestehenden Stabilisierungsflossen 17 ausgestattet, die bis zum Abschuß aus dem Waffenrohr unter Federvorspannung an die zylindrische Außenmantelfläche der Heck-Sektion 12 angelegt sind. Um sie in dieser leicht unterkalibrigen Verbrin- gungsstellung zu halten, ist von rückwärts eine topfförmige Haube 18 über die
Heck-Sektion 12 mit diesen peripher sie umschlingenden Stabilisierungsflossen 17 geschoben. Deren hohlzylindrische Ringwand 19 hindert die angelegten Stabilisierung Os-flossen 17 am Aufrichten.
In eine in die Außenmantelfläche der Ringwand 19 eingelassene radial flache, axial breite Nut 20 ist ein umlaufendes Führungsband 21 eingelegt. Das ist als sog. durchrutschendes Führungsband 21 ausgelegt, also nicht drehfest mit dem Geschoß 11 verbunden, um den beim Abschuß aus dem Waffenrohr von dessen Zügen hervorgerufenen Stabilisierungsdrall auf etwa 10 % des natürlichen Wertes herabzusetzen, weil das Geschoß 11 außenballistisch, also nach Verlassen der
Mündung des Waffenrohres, nicht drallstabilisiert fliegen sondern von den dann etwa radial sich ausstellenden Flossen 17 aerodynamisch stabilisiert werden soll. Für diesen Drallabbau im Waffenrohr kann grundsätzlich zwar auch vorgesehen sein, die Ringwand 19 gegenüber dem Geschoß 11, also gegenüber seiner Heck-Sektion 12 sich verdrehen zu lassen: konstruktiv einfacher ist es jedoch, die Haube 18 mit der Ringwand 19 drehfest auf der Heck-Sektion 12 festzulegen und das Führungsband 21 in seiner Nut 20 durchrutschen zu lassen.
Wenn die Heck-Sektion 12 die Mündung des Waffenrohres verläßt, bewirken der
Bodensog hinter der Haube 18 und die auf seine Ringwand 19 achsparallel einwirkenden Komponenten der Staudruckkräfte, daß die Ringwand 19 axial nach rückwärts verschoben und schließlich ganz von der Heck-Sektion 12 abgezogen wird und dadurch die noch an die Außenperipherie der Heck-Sektion 12 ange- schmiegten Stabilisierungsflossen 17 zum radialen Ausstellen freigibt. Dieses
Aufrichten kann fliehkraftbedingt um achsparallele Scharniere erfolgen; zweckmäßiger ist es jedoch, die Stabilisierungsflossen 17 wie schon erwähnt aus Federblechen zu erstellen, die jeweils längs eines Randes starr mit der Heck-Sektion 12 verbunden (beispielsweise vernietet) sind und sich unter Entspannung, eventuell auch von einer auch Biegefeder unterstützt, aus der von der Ringwand 19 gehalterten Anlage in eine parallel zur Projektil-Längsachse 22 gebogen radial-abstehende Stellung entspannen.
Wie die Heck-Sektion 12 so ist auch die Spitzen-Sektion 13 unabhängig von der Ausstattung der Last-Sektion 14 standardmäßig ausgelegt. Sie ist mit
Canard-Gleitflügeln 23 ausgestattet, die aus der Kontur der Ogive 24 beispielsweise durch eine Schwenkbewegung heraustauchen, sobald das Geschoß 11 auf seiner zunächst ballistischen Abschußbahn dessen Apogäum durchflogen hat. Die Canards 23 dienen sowohl dem Gleitflug wie auch der Zielansteuerung. Es erfolgt - zunächst aus der an das Apogäum sich anschließenden ballistischen Abstiegsbahn heraus ein Übergang in einen gestreckt gesteuerten Gleitflug, um so infolge deutlich flacherer Abstiegsbahn eine entsprechend größere Reichweite zu erzielen. Zugleich wird mit Hilfe einer Inertial- oder Satellitennavigation der vorgegebene Zielpunkt angesteuert. Diese Flugführung erfolgt durch Verschwenken der Gleit- flügel 23 aus der neutralen Stellung, parallel zur Erzeugenden der Ogive 24, heraus mittels eines Lenkgebers 25, der seinerseits über eine Navigationseinrichtung 26 angesteuert wird, um mit dem Geschoß 11 dann kurz vor Überfliegen des vorgegebenen Zielpunktes noch aus der flachen Gleitbahn in eine steile Angriffsbahn überzugehen. Aus dieser heraus wird schließlich, dicht über dem Ziel, von einem beispielsweise gegenüber dem umgebenden Gelände abstandsorientiert wirkenden Zünder 27 eine Ausstoßeinrichtung 28 aktiviert, um die Spitzen-Sektion 13 von der Last-Sektion 14 abzutrennen und über diese Trennstelle den Nutzraum 16 unmittelbar ins engere Zielgebiet zu entleeren.
Eine preisgünstige endphasenlenkbare Artillerie-Munition deutlich gesteigerter Reichweite und Akquisitionsgenauigkeit für hinsichtlich variabler Nutzlast universellen Einsatz unter immer gleichem aerodynamischem Verhalten wegen Beibehaltene der außenballistischen Geschoß-Beiwerte ergibt sich also erfindungs- gemäß, wenn bei einem aerodynamisch stabilisierten Gleit-Geschoß 11 zwischen einer anfangs die Außenballistik bestimmenden, standardisierten Heck-Sektion 12 und einer in der Endphase Reichweite und Präzision bestimmenden, ebenfalls standardisierten Spitzen-Sektion 13 eine deren beiden Konturen miteinander verbindende Last-Sektion 14 eingefügt ist, die mit sehr unterschiedlichen, insbeson- dere gegen harte Ziele optimierten Gefechtsköpfen bestückbar ist. Zum Abschuß in eine aerodynamisch stabilisiert ballistische Bahn ist die Heck-Sektion 12 mit überkalibrigen Stabilisierungsflossen 17 ausgestattet, die im Waffenrohr, in Ver- bringungsstellung an die Mantelfläche der Heck-Sektion 12 angelegt, von einer Ringwand 19 übergriffen sind, die mit einem durchrutschenden Führungsband 21 zu erstem Drallabbau bereits im Waffenrohr ausgestattet ist. Vorzugsweise alsbald nach Passieren des Apogäums der ballistischen Bahnkurve werden aus der Spitzen-Sektion 13 Canard-Gleitflügel 23 ausgestellt, mittels derer über einen Lenkgeber 25 ein Übergang aus dem absteigenden Ast der ballistischen Bahnkurve in eine flachere und deshalb weiterreichende Gleitbahn gesteuert wird, aus der her- aus schließlich navigationsgesteuert ein steilerer Abstieg in ein eng vorgegebenes
Zielgebiet erfolgt, in das die Last-Sektion 14 ihre Nutzlast abgibt.

Claims

Patentansprüche
1. Artillerie-Projektil mit austauschbarer Nutzlast, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Geschoß (11) zwischen einer standardisierten Heck-Sektion (12) und einer standardisierten Spitzen-Sektion (13) die Außenkonturen die- ser beiden Standard-Sektionen (12,13) miteinander verbindend eine austauschbare, mit unterschiedlichen Nutzlasten bestückbare Last-Sektion (14) angeordnet ist.
2. Projektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heck-Sektion (12) den Geschoß-Boden und überkalibrig radial ausstellbare Stabilisierungsflossen (17) enthält.
3. Projektil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heck-Sektion (12) bei an deren Außenmantelfläche angelegten Stabilisierungsflossen (17) von einer Ringwand (19) umgeben ist, die sich beim Abschuß aus dem Waffenrohr unter Freigabe des Aufstellens der Stabilisierungsflossen (17) achsparallel nach rückwärts vom Heck des Geschosses (11) abzieht.
4. Projektil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (19) von einem Führungsband (21) umgeben ist.
5. Projektil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsband (21) in eine die Ringwand (19) umgebenden Nut (20) kontrolliert durchrutschbar eingelegt ist.
6. Projektil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringwand (19) die Wandung einer topfförmigen Haube (18) ist, die heckseitig auf die Heck-Sektion (12) mit an deren Wandung angeklappten
Stabilisierungsflossen (17) aufgeschoben ist.
7. Projektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzen-Sektion (13) mit aus der Kontur der Ogive (24) ausstellbaren Gleitflügeln (23) ausgestattet ist.
8. Projektil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spitzen-Sektion (13) ein navigationsgeführter Lenkgeber (25) für
Canard-Gleitflügel (23) vorgesehen ist.
9. Projektil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spitzen-Sektion (13) eine von einem Zünder (27) aktivierbare
Trenneinrichtung (28) zum Freigeben einer Auswurföffnung unter Aufsprengen einer Verbindung zwischen der Last-Sektion (14) und der Spitzen- Sektion (13) vorgesehen ist.
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