WO2009018905A1 - Geschoss mit einem führungskäfig und pusherplatte mit beschleunigungsoptimierter öffnung - Google Patents

Geschoss mit einem führungskäfig und pusherplatte mit beschleunigungsoptimierter öffnung Download PDF

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Thomas Heitmann
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Rheinmetall Waffe Munition Gmbh
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B14/00Projectiles or missiles characterised by arrangements for guiding or sealing them inside barrels, or for lubricating or cleaning barrels
    • F42B14/06Sub-calibre projectiles having sabots; Sabots therefor
    • F42B14/064Sabots 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 projectile, in particular a subcaliber arrowhead, with a resistance-stabilizing conical tail having a truncated cone-shaped recess.
  • Subcaliber projectiles in practice have a sabot for pulling the projectile through the weapon barrel and thus for transmitting power from the sabot to the projectile.
  • Such a sabot is known for example from DE 43 30 417 C2. It comprises a segmented, essentially hollow-cylindrical guide cage and a drive element arranged on the rear side on the guide cage.
  • the drive element is formed by a metal plate which has substantially the contour of the frustoconical recess of the tail and has a relatively small through hole to ignite the pressure-initiatable, arranged on the rear side in the projectile tracer set when firing the projectile.
  • a disadvantage of this known sabot are the relatively complex production of the drive element and the high weight (and thus the high Totlastanteil) of this drive element.
  • a subcaliber shotgun is also known with a designed as a full-cone end, which is arranged in a sabot, the rear side contains a massive, disc-shaped metal plate as a driving element.
  • This metal plate is screwed into a segmented, cylindrical guide cage.
  • this known drive element has a high weight and requires for connection to the guide cage a relatively high installation costs.
  • a sabot for a subcaliber rifle projectile which comprises a guide cage and a connected thereto, cup-shaped drive element.
  • the bottom of the drive element has a relatively thick wall thickness and has a through hole, so that the propellant gases can also act directly on the back flat end face of the projectile when launching the corresponding ammunition.
  • the side walls of the driving element extend over more than 20% of the length of the entire spiral projectile.
  • this cup-shaped drive element is relatively expensive to produce and has a high weight.
  • the invention has for its object to provide a way in which the drive element is easy to manufacture and has a lower weight than comparable known sabots.
  • the invention is based essentially on the idea that a driving element is arranged behind the projectile, which is constructively designed such that it pushes the projectile through a weapon barrel or barrel and is not pulled out of the weapon barrel by a sabot as is known ,
  • the drive element is formed only as a transverse to the longitudinal axis of acting only as a cage guide cage-shaped preferably metal plate, which is peripherally mounted in a ringnutenförmigen recess of the inner wall of the guide cage, wherein the disc-shaped metal plate has a central through hole whose diameter is as large as possible is smaller than the maximum diameter of the inner cone of the frustoconical recess of the tail.
  • the inclusion of such a built-pusher plate uses the gas pressure for the acceleration of the projectile in addition to the plate and drives the projectile through the barrel.
  • the guide cage thus only has the function of guiding the subcaliber and can be made lighter than conventional sabots. Especially with practice bullets, this means that lighter practice bullets can be offered.
  • Such, designed as a separate annular disk driving element is easy to manufacture and has a low weight.
  • it can be, in particular when using a plastic guide cage, by encapsulation of its edge, with the material used in the manufacture of the guide cage, connect with this in a simple manner.
  • the largest possible through hole in the annular disk causes the gas pressure forces to act on a much larger area of the conical structure than if they only acted on a closed disc-shaped metal plate.
  • the diameter of the through hole of the disc-shaped metal plate is to be selected such that it is smaller than the maximum diameter of not Slotted frustoconical recess of the tail. This avoids that propellant charge gases can escape laterally through the slot-shaped slots when shooting the sabot projectile.
  • the disc-shaped metal plate has on its side facing the tail of the corresponding projectile a recess for positive reception of the rear end portion of the tail.
  • the disc-shaped metal plate may preferably consist of a light metal, for example an aluminum or a magnesium alloy, but also of steel. It can be used both to accelerate sub-caliber battle shells and to accelerate sub-caliber practice bullets.
  • the disk-shaped metal plate has a tubular rear side for frictional connection with the sleeve cover, the neck is overmolded with the material of the sleeve cover.
  • Figures 1 and 2 are longitudinal sections through two embodiments of inventive sabots with arranged therein projectiles.
  • 1 denotes a projectile, which is, for example, a 120 mm training projectile which can be fired from a tank cannon.
  • the projectile comprises a subcaliber arrowhead 2, for example made of steel, and a cage 7 partially enclosing the arrowhead 2.
  • the arrowhead 2 has on the tail side a conically shaped tail unit (conical structure) 4 with a frustoconical recess 5.
  • a tracer set 6 located in the rear end portion of the arrow level 2, a tracer set 6, which is preferably glued.
  • the cage 7 as a guide cage of the projectile 1 is composed essentially of one consisting of two half-shells (segments), substantially hollow cylindrical, for example, glass fiber reinforced plastic together.
  • the drive element 8 is formed by a transverse to the longitudinal axis 9 of the guide cage 7 (and thus also the arrow level 2) extending disc-shaped metal plate (for example, an aluminum alloy).
  • the drive element 8 is, for example, by insert molding with the material of the guide cage 7, mounted on the edge side in a ring-groove-shaped recess 10 of the guide cage 7.
  • the disk-shaped drive element 8 has a central through-hole 11, whose diameter 12 is as large as possible, but smaller than the maximum diameter 13 of the frusto-conical recess 5 of the tail unit 4.
  • the disc-shaped driving element 8 has on its side facing the tail unit 4 of the arrowhead 2 a recess 14 for the positive reception of the rear end region of the tail unit 4.
  • the propellant gases forming in the corresponding weapon barrel press against the disk-shaped propellant element 8. as on the inner walls of Kegelleitwerkes 4, so that the dart projectile 2 is accelerated both indirectly via the drive element 8 and directly by acting on the inner walls of the tail 4 propellant gases.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a projectile 1 ' with inventive guide cage 7 ' is shown.
  • the same reference numerals have been used for the components which should fulfill the same functions as the components of the embodiment shown in Figure 1.
  • the drive element identified there by the reference numeral 80 has a tubular projection 15 on the rear side on the disk-shaped metal plate 8 ' .
  • an existing plastic or rubber sleeve cover 16 is molded, which is connected in the assembly of the prefabricated sabot projectile 1 ' with the sleeve jacket of a bullet drive member, not shown in a conventional manner.
  • the reference numeral 17 also groove-shaped slots are marked, which are outside the edge of the conical unit 4 'are introduced to generate the flight of the arrow projectile 2 ' a balancing spin. However, these slots 17 do not extend into the frusto-conical recess 5, so that the diameter 12 of the through-hole 11 is not influenced by these slots 17.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein unterkalibriges Geschoss (1; 1 '), insbesondere für ein Pfeilgeschoss ((2; 2'), mit einem widerstandsstabilisierenden, konisch ausgebildeten Leitwerk (4; 4') mit einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung (5), wobei ein Führungskäfig (7; T) im Wesentlichen hohlzylindrischen ausgebildet ist, in dem heckseitig ein mit dem Führungskäfig (7) verbundenes Treibelement (8; 80) eingebunden ist. Um zu erreichen, dass das Treibelement (8; 80) einfach herstellbar ist und der Führungskäfig (7, 7') ein geringeres Gewicht aufweist als vergleichbare bekannte Treibkäfige, schlägt die Erfindung vor, das Treibelement (8; 80) im Wesentlichen lediglich als eine sich quer zur Längsachse (9) des Führungskäfigs (7) erstreckende scheibenförmige Metallplatte auszubilden, die randseitig in einer ringnutenförmigen Ausnehmung (10) der Innenwand des vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Führungskäfigs (7) gelagert ist, wobei die scheibenförmige Metallplatte (8; 8') ein zentrales Durchgangsloch (11 ) besitzt, dessen Durchmesser (12) möglichst groß, aber kleiner als der maximale Durchmesser (13) der kegelstumpfförmigen Ausnehmung (5) des Leitwerkes (4; 4') ist.

Description

BESCHREIBUNG
Geschoss mit einem Führungskäfig und Pusherplatte mit beschleunigungsopti- mierter Öffnung
Die Erfindung betrifft ein Geschoss, insbesondere ein unterkalibriges Pfeilgeschoss, mit einem widerstandsstabilisierenden, konisch ausgebildeten Leitwerk mit einer kegelstumpf- förmigen Ausnehmung.
Unterkalibrige Geschosse weisen in der Praxis einen Treibkäfig zum Ziehen des Geschosses durch das Waffenrohr und damit zur Kraftübertragung vom Treibkäfig auf das Geschoss auf.
Ein derartiger Treibkäfig ist beispielsweise aus der DE 43 30 417 C2 bekannt. Er umfasst einen segmentierten, im Wesentlichen hohlzylindrischen Führungskäfig und ein heckseitig an dem Führungskäfig angeordnetes Treibelement. Das Treibelement wird dabei durch eine Metallplatte gebildet, die im wesentlichen die Kontur der kegelstumpfförmigen Ausnehmung des Leitwerkes besitzt und ein relativ kleines Durchgangsloch aufweist, um den durch Druck initiierbaren, heckseitig in dem Geschoß angeordneten Leuchtspursatz beim Abschuss des Geschosses zu zünden.
Nachteilig bei diesem bekannten Treibkäfig sind die relativ aufwendige Herstellung des Treibelementes sowie das hohe Gewicht (und damit der hohe Totlastanteil) dieses Treibelementes.
Aus der DE 37 35 481 A1 ist ferner ein unterkalibriges Pfeilgeschoß mit einem als Vollkegel ausgebildeten Endbereich bekannt, das in einem Treibkäfig angeordnet ist, der heckseitig eine massive, scheibenförmige Metallplatte als Treibelement enthält. Diese Metallplatte ist in einen segmentierten, zylinderförmig ausgebildeten Führungskäfig eingeschraubt. Auch dieses bekannte Treibelement weist ein hohes Gewicht auf und erfordert zur Verbindung mit dem Führungskäfig einen relativ hohen Montageaufwand.
Aus der DE 33 18 972 A1 ist schließlich ein Treibkäfig für ein unterkalibriges Drallgeschoß bekannt, der einen Führungskäfig und ein mit diesem verbundenes, becherförmig ausgebildetes Treibelement umfasst. Dabei weist der Boden des Treibelementes eine relativ dicke Wandstärke auf und besitzt eine Durchgangsbohrung, so dass die Treibgase beim Abschuss der entsprechenden Munition auch direkt auf die rückseitige ebene Stirnfläche des Geschosses wirken können. Die Seitenwände des Treibelementes erstrecken sich über mehr als 20 % der Länge des gesamten Drallgeschosses. Auch dieses becherförmige Treibelement ist relativ aufwendig herzustellen und besitzt ein hohes Gewicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, bei dem das Treibelement einfach herzustellen ist und ein geringeres Gewicht aufweist als vergleichbare bekannte Treibkäfige.
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, dass ein Treibelement hinter dem Geschoss angeordnet wird, welches konstruktiv derart gestaltet ist, dass es das Ge- schoss durch ein Waffenrohr oder -lauf schiebt und nicht wie bekannt, durch einen Treibkäfig aus dem Waffenrohr gezogen wird. Das Treibelement ist lediglich als eine sich quer zur Längsachse eines nur als Führungskäfig fungierenden Käfig erstreckende scheibenförmige vorzugsweise Metallplatte ausgebildet, die randseitig in einer ringnutenförmigen Ausnehmung der Innenwand des Führungskäfigs gelagert ist, wobei die scheibenförmige Metallplatte ein zentrales Durchgangsloch besitzt, dessen Durchmesser möglichst groß, aber kleiner als der maximale Durchmesser des Innenkegels der kegelstumpfförmigen Ausnehmung des Leitwerkes ist. Die Einbindung einer derart aufgebauten Pusherplatte nutzt den Gasdruck für die Beschleunigung des Geschosses zusätzlich zur Platte und treibt das Geschoss durch das Waffenrohr. Der Führungskäfig hat dadurch nur noch die Funktion der Führung des Unterkalibergeschosses und kann leichter gestaltet werden, als herkömmliche Treibkäfige. Insbesondere bei Übungsgeschossen hat dies zur Folge, dass leichtere Übungsgeschosse angeboten werden können. Ein derartiges, als separate Ringscheibe ausgebildetes Treibelement ist einfach herzustellen und weist ein geringes Gewicht auf. Außerdem lässt es sich, insbesondere bei Verwendung eines aus Kunststoff bestehenden Führungskäfigs, durch Umspritzen seines Randes, mit dem bei der Herstellung des Führungskäfigs verwendeten Materials, mit diesem auf einfache Weise verbinden. Das möglichst große Durchgangsloch in der Ringscheibe bewirkt, dass die Gasdruckkräfte auf eine wesentlich größere Fläche des Kegelleitwerkes wirken, als wenn sie lediglich nur auf eine geschlossene scheibenförmige Metallplatte wirken würden.
Sofern als Leitwerk ein Schlitzkegelleitwerk verwendet wird, bei dem randseitig schräge nutenförmige Schlitze eingebracht sind, um dem Geschoss nach dem Abschuss einen gewissen Ausgleichsdrall aufzuprägen, ist der Durchmesser des Durchgangsloches der scheibenförmigen Metallplatte derart zu wählen, dass er kleiner ist als der maximale Durchmesser der nicht mit Schlitzen versehenen kegelstumpfförmigen Ausnehmung des Leitwerkes. Dadurch wird vermieden, dass beim Abschuss des Treibkäfiggeschosses Treibladungsgase seitlich durch die nutenförmigen Schlitze entweichen können.
Um eine gute Zentrierung des unterkalibrigen Geschosses sicherzustellen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die scheibenförmige Metallplatte auf ihrer dem Leitwerk des entsprechenden Geschosses zugewandten Seite eine Ausnehmung zur formschlüssigen Aufnahme des heckseitigen Endbereiches des Leitwerkes aufweist.
Die scheibenförmige Metallplatte kann vorzugsweise aus einem Leichtmetall, beispielsweise einer Aluminium- oder einer Magnesiumlegierung, aber auch aus Stahl bestehen. Sie kann sowohl zur Beschleunigung von unterkalibrigen Gefechtsgeschossen als auch zur Beschleunigung unterkalibriger Übungsgeschossen eingesetzt werden.
Bei Geschossen, bei denen der Führungskäfig über einen Hülsendeckel mit der Hülse des Antriebsteiles verbunden ist, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die scheibenförmige Metallplatte heckseitig einen rohrförmigen Ansatz zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem Hülsendeckel aufweist, wobei der Ansatz mit dem Material des Hülsendeckels umspritzt wird.
Vorgeschlagen wird eine Art Pusherplatte mit beschleunigungsoptimierter Öffnung. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig.1 und 2 Längsschnitte durch zwei Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Treibkäfige mit darin angeordneten Pfeilgeschossen.
In Fig.1 ist mit 1 ein Geschoss bezeichnet, bei dem es sich beispielsweise um ein 120 mm Übungsgeschoss handelt, welches aus einer Panzerkanone verschießbar ist. Das Geschoss umfasst ein unterkalibriges Pfeilgeschoss 2, beispielsweise aus Stahl, und einen das Pfeilgeschoss 2 teilweise umschließenden Käfig 7. Das Pfeilgeschoss 2 weist heck- seitig ein konisch ausgebildetes Leitwerk (Kegelleitwerk) 4 mit einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung 5 auf. Außerdem befindet sich in dem heckseitigen Endbereich des Pfeilgeschosses 2 ein Leuchtspursatz 6, der bevorzugt eingeklebt wird.
Der Käfig 7 als Führungskäfig des Geschosses 1 setzt sich im Wesentlichen aus einem aus zwei Halbschalen (Segmenten) bestehenden, im Wesentlichen hohlzylindrischen, beispielsweise aus glasfaserverstärktem Kunststoff zusammen. Heckseitig von dem Führungskäfig 7 befindet sich ein Vom Führungskäfig umschlossenes Treibelement 8. Das Treibelement 8 wird durch eine sich quer zur Längsachse 9 des Führungskäfigs 7 (und damit auch des Pfeilgeschosses 2) erstreckende scheibenförmige Metallplatte (beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung) gebildet. Das Treibelement 8 ist, beispielsweise durch Umspritzen mit dem Material des Führungskäfigs 7, randseitig in einer ringnuten- förmigen Ausnehmung 10 des Führungskäfigs 7 gelagert.
Das scheibenförmige Treibelement 8 besitzt ein zentrales Durchgangsloch 11 , dessen Durchmesser 12 möglichst groß, aber kleiner als der maximale Durchmesser 13 der kegelstumpfförmigen Ausnehmung 5 des Leitwerkes 4 ist.
Wie Fig.1 entnehmbar ist, weist das scheibenförmige Treibelement 8 auf ihrer dem Leitwerk 4 des Pfeilgeschosses 2 zugewandten Seite eine Ausnehmung 14 zur formschlüssigen Aufnahme des heckseitigen Endbereiches des Leitwerkes 4 auf.
Nach Abschuss des Treibkäfiggeschosses 1 drücken die sich in dem entsprechenden Waffenrohr ausbildenden Treibladungsgase auf das scheibenförmige Treibelement 8 so- wie auf die Innenwände des Kegelleitwerkes 4, so dass das Pfeilgeschoß 2 sowohl indirekt über das Treibelement 8 als auch direkt durch die auf die Innenwände des Leitwerkes 4 wirkenden Treibladungsgase beschleunigt wird.
In Fig.2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Geschosses 1 ' mit erfindungsgemäßem Führungskäfig 7' dargestellt. Dabei sind für die Bauteile, welche die gleichen Funktionen erfüllen sollen wie die Bauteile des in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispieles, die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.
Wie Fig.2 entnehmbar ist, weist das dort mit dem Bezugszeichen 80 gekennzeichnete Treibelement heckseitig an der scheibenförmigen Metallplatte 8' einen rohrförmigen Ansatz 15 auf. An diesem Ansatz 15 ist ein aus Kunststoff oder Gummi bestehender Hülsendeckel 16 angespritzt, der bei der Montage des vorgefertigten Treibkäfiggeschosses 1 ' mit dem Hülsenmantel eines nicht dargestellten Geschossantriebsteil in an sich bekannter Weise verbunden wird.
Mit dem Bezugszeichen 17 sind außerdem nutenförmige Schlitze gekennzeichnet, welche außenseitig in den Rand des Kegelleitwerkes 4' eingebracht sind, um beim Flug des Pfeilgeschosses 2' einen Ausgleichsdrall zu erzeugen. Allerdings erstrecken sich diese Schlitze 17 nicht bis in die kegelstumpfförmige Ausnehmung 5 hinein, so dass der Durchmesser 12 des Durchgangsloches 11 durch diese Schlitze 17 nicht beeinflusst wird.
Bezugszeichenliste
,1 ' Geschoss ,2' Geschoss, Pfeilgeschoss ,4' Leitwerk, Kegelleitwerk kegelstumpfförmige Ausnehmung
Leuchtspursatz , 7' Führungskäfig
Treibelement, Metallplatte ' Metall platte
Längsachse ringnutenförmige Ausnehmung
Durchgangsloch
Durchmesser (Durchgangsloch) maximale Durchmesser (kegelstumpfförmige Ausnehmung)
Ausnehmung
Ansatz
Hülsendeckel
Schlitz
Treibelement

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Unterkalibriges Geschoss (1 ; 1 '), insbesondere für ein Pfeilgeschoss (2, 2'), mit einem widerstandsstabilisierenden, konisch ausgebildeten Leitwerk (4; 4') mit einer kegel- stumpfförmigen Ausnehmung (5), mit den Merkmalen:
a) das Geschoss (1 , 1 ') umfasst einen segmentierten, im Wesentlichen hohlzylindri- schen Führungskäfig (7) und ein heckseitig mit dem Führungskäfig (7) verbundenes Treibelement (8; 80);
b) das Treibelement (8; 80) ist im wesentlichen als eine sich quer zur Längsachse (9) des Treibkäfigs (3; 3') erstreckende scheibenförmige Metallplatte ausgebildet, die randseitig in einer ringnutenförmigen Ausnehmung (10) der Innenwand des Führungskäfigs (7) gelagert ist;
c) das Treibelement (8; 8') besitzt ein zentrales Durchgangsloch (11), dessen Durchmesser (12) möglichst groß, aber kleiner als der maximale Durchmesser (13) der kegelstumpfförmigen Ausnehmung (5) des Leitwerkes (4) ist.
2. Geschoss nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines als Schlitzkegelleitwerk ausgebildeten Leitwerkes (4') der Durchmesser (12) des Durchgangsloches (1 1) das scheibenförmigen Treibelement (8') kleiner ist als der maximale Durchmesser des nicht mit Schlitzen versehenen Bereiches der kegelstumpfförmigen Ausnehmung (5) des Leitwerkes (4).
3. Geschoss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Treibelement (8; 8') auf ihrer dem Leitwerk (4; 4') des entsprechenden Geschosses zugewandten Seite eine Ausnehmung (14) zur formschlüssigen Aufnahme des heckseitigen Endbereiches des Leitwerkes (4; 4') aufweist.
4. Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Treibelement (8; 8') aus einem Leichtmetall besteht.
5. Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlzylindrische Führungskäfig (7) aus Kunststoff, vorzugsweise aus faserverstärktem Polyamid, besteht.
6. Geschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das scheibenförmige Treibelement (8') heckseitig einen rohrförmigen Ansatz (15) zur kraftschlüssigen Verbindung mit einem Hülsendeckel (16) zur Verbindung des Treibkäfigs (3') mit einem Geschoßantriebsteil aufweist.
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