EP0296309A2 - Unterkalibriges flügelstabilisiertes Geschoss - Google Patents
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- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
- F42B10/02—Stabilising arrangements
- F42B10/04—Stabilising arrangements using fixed fins
- F42B10/06—Tail fins
Definitions
- the invention relates to a sub-caliber wing-stabilized projectile according to the features in the preamble of claim 1.
- the projectile body has structural measures, such as, for example, Steps, shoulders, recesses, protrusions, longitudinal grooves, ring grooves or the like such as Threaded teeth for attaching an annular sleeve on which the wings of the tail unit are arranged.
- structural measures such as, for example, Steps, shoulders, recesses, protrusions, longitudinal grooves, ring grooves or the like such as Threaded teeth for attaching an annular sleeve on which the wings of the tail unit are arranged.
- the rear part of the penetrator can tear off, but more frequently, the rear area can be broken off at the notched points when it hits a armored target by superimposing continuous shock waves and the resulting voltage peaks.
- the stabilizer attachment according to the invention even very thin wings can advantageously be used, in particular in the case of small penetrators with a penetrator diameter of e.g. 10 mm can be securely attached to the projectile body.
- This is easily possible for sash thicknesses of up to approximately 0.25 mm, since the fastening flange strip and the respective sash element are made in one piece from one material.
- the flange strips are expediently provided with at least one incision and bent on both sides of the wing element or placed around the penetrator.
- penetrators or balancing projectiles whose tail elements are very thin with a low dead load component, but are nevertheless very stably designed or fastened, result in higher penetration rates at the target; armored vehicles with special armor, which today mainly consist of several bulkhead armor made of different hard materials.
- the wing elements according to the invention are not only suitable for soldering but also for gluing.
- the flange strips are expedient depending on the number of wings dimensioned so wide that they abut the adjacent wing element or the adjacent flange strips.
- the width of the flange strip is expediently adapted to the number of wings correspondingly wide, and the flange strip forms a middle piece between two adjacent wing elements, so that a coherent one-piece wing unit consisting of two wing elements and one flange strip is formed.
- the wing elements preferably consist of a heat-resistant steel sheet which is punched out of the corresponding flat starting material by a punching process and is already finished in a further punching or pressing process, the flange strip of a wing element or the middle piece between two wing elements depending on the diameter of the associated one Projectile body viewed in cross section is formed into a circular arc.
- reference number 10 denotes a projectile body in which four wing elements 12 are provided in the fastening area of the tail unit.
- Each wing element 12 has a flange strip 14, which is bent at the side and is bent to suit the cylindrical peripheral surface of the projectile body 10. If the wing element is designed as a thin steel part, soldering is suitable as a connection to the projectile body; if the wing element is made of fiber-reinforced plastic, gluing is preferred.
- the flange strip 14 is dimensioned so wide that it abuts the adjacent wing element or the adjacent flange strip; this results in a seen in cross section over the entire circumference of the penetrator closed fastening region with low c W -Beiwert or good flight characteristics of the projectile body.
- This closed circumferential area can be achieved in that the flange strips 14 of the wing elements 12 are bent over their entire length to one side (to the right or left), as can be understood from FIG. 1, or in that each flange strip of the wing elements 12.1; 12.2; 12.3 is provided with an incision 15 and in each case one flange strip part 14.11; 14.31 in the circumferential direction of the projectile body 10 to the right and the other flange strip 14.12; 14.22 is bent to the left, as is clear from Fig. 3.
- FIG. 4 Another embodiment in this respect is shown in FIG. 4, the flange strip of each wing element 12.9 having two incisions 45, 47 and the first flange strip part 14.41 to the left, the second flange strip part 14.42 to the right and the third flange strip part 14.43 again being bent to the left around the penetrator body. It can also be seen that the rear wing ends 49 are flush with the rear end 10.4 of the projectile body 10.
- the projectile body 10 is advantageously notched in the fastening region of the wing elements and here has the same outer diameter as in the central projectile body region.
- FIG. 5 A further advantageous embodiment of the invention is shown in FIG. 5, according to which the projectile body 10 is conically tapered towards the rear in the entire fastening area 50 of the tail unit, the deviation from the longitudinal-axial course of the peripheral surface being between 3 ° and 6 °; the flange strips are cut accordingly.
- This results in an improvement in the air flow conditions when the projectile is in flight and an easier detachment of the tail unit when the projectile body hits the target.
- the projectile body 10 is designed such that the rear wing ends 59 protrude rearward about a length of the projectile body diameter beyond the rear end 10.5 of the projectile body 10.
- FIG. 2 Another advantageous embodiment is shown in FIG. 2.
- two adjacent wing elements 12.5 and 12.7 form a coherent, one-piece wing unit with the flange strips 14.5 formed as a common central piece.
- the exemplary embodiment shown has four wing units with a total of eight wing elements.
- Tail units consisting of two, three, five or six wing units can also be created with advantage from two wing elements connected via the center piece.
- the middle third of the middle piece remains between the two wing elements, while the halves of the front and rear third of the middle piece are bent outwards and abut flush with corresponding middle piece parts of the adjacent wing units.
- the front edges of the wing elements and the flange strips or the center pieces are beveled in a streamlined manner.
- the front edges as well as the rear edges of the individual wing elements can be inclined on one side (all to the right or to the left; opposite in the opposite direction, ie diamond-shaped in plan view).
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein unterkalibriges flügelstabilisiertes Geschoß entsprechend den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruches 1.
- Bei derartigen bekannten Geschossen ist es zur Leitwerksbefestigung und zum Erreichen einer ausreichenden Abschußfestigkeit üblich, daß der Geschoßkörper konstruktive Maßnahmen aufweist, wie z.B. Stufen, Absätze, Aussparungen, Vorsprünge, Längs-Nuten, Ring-Rillen oder dergleichen wie z.B. Gewindeverzahnungen zum Befestigen einer Ringhülse, auf der die Flügel des Leitwerkes angeordnet sind. Diese immer auf eine Querschnittsbeeinträchtigung des Geschoßkörpers hinauslaufenden Maßnahmen bringen aber wiederum den Nachteil mit sich, daß durch Kerbwirkungen und dadurch auftretende Spitzenspannungen der Heckbereich des Geschoßkörpers durch ungewollt vorgesehene Sollbruchstellen gefährdet ist. So kann einerseits beim Abschuß des Geschosses ein Abreißen des Penetratorheckbereiches auftreten, häufiger jedoch ist ein Abbrechen des Heckbereiches an den gekerbten Stellen beim Zielauftreffen auf ein gepanzertes Ziel durch Überlagerung von durchlaufenden Stoßwellen und dadurch ausgelöste Spannungsspitzen zu verzeichnen.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Geschoß der eingangs genannten Gattung anzugeben, das bei einfacher und kostengünstiger Herstellung des Leitwerkes und dessen Befestigungsmöglichkeit ohne nachteilige querschnittsbeeinträchtigende Maßnahmen am Geschoßkörper größere Durchschlagsleistungen im Ziel ergibt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 enthaltenen technischen Lehre gelöst.
- Mit der erfindungsmäßigen Leitwerksbefestigung können vorteilhafterweise auch sehr dünne Flügel, insbesondere bei kleinen Penetratoren mit einem Penetratordurchmesser von z.B. 10 mm sicher am Geschoßkörper befestigt werden. Dies ist für Flügelstärken bis etwa 0,25 mm ohne weiteres möglich, da der Befestigungs-Flanschstreifen und das jeweilige Flügelelement einstückig aus einem Material bestehen. Um eine bessere Steifigkeit bzw. eine bessere Abstützung nach beiden Seiten zu erreichen, sind die Flanschstreifen zweckmäßigerweise mit wenigstens einem Einschnitt versehen und nach beiden Seiten des Flügelelementes abgeknickt bzw. um den Penetrator herumgelegt. Da für die Befestigung der Flügelelemente keine Kerbwirkung verursachenden konstruktiven Formänderungsmaßnahmen im Heckbereich des Penetrators erforderlich sind, ergeben sich für Penetratoren bzw. Wuchtgeschosse, deren Leitwerkselemente sehr dünn mit geringem Totlastanteil, aber dennoch sehr stabil ausgebildet bzw. befestigt sind, höhere Durchschlagsleistungen im Ziel; hierbei ist an Panzerfahrzeuge mit Sonderpanzerungen gedacht, die heutzutage vornehmlich aus mehreren Schottpanzerungen aus unterschiedlichen harten Materialien bestehen.
- Aufgrund der vorteilhaft großen Kontaktfläche zwischen Flanschstreifen eines Flügelelementes und der Umfangsfläche des Penetrators sind die erfindungsgemäßen Flügelelemente nicht nur zum Anlöten, sondern auch zum Ankleben geeignet.
- Um einen symmetrischen wie auch durchgehenden Befestigungsbereich auf dem gesamten Umfang des Penetrators zu erhalten, sind die Flanschstreifen zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Flügelanzahl so breit bemessen, daß sie bündig an das benachbarte Flügelelement bzw. den benachbarten Flanschstreifen anstoßen.
- Unter weiterer Fertigungsvereinfachung un Senkung der Herstellkosten ist die Breite des Flanschstreifens zweckmäßigerweise der Flügelanzahl entsprechend breit angepaßt, und der Flanschstreifen bildet ein Mittelstück zwischen zwei benachbarten Flügelelementen, so daß eine zusammenhängende einstückinge Flügeleinheit aus zwei Flügelelementen und einem flanschstreifen entsteht. Die Flügelelemente bestehen vorzugsweise aus einem hochwarmfesten Stahlblech, das durch einen Stanzvorgang aus dem entsprechenden flachen Ausgangsmaterial ausgestanzt und in einem weiteren Stanz- oder Preßvorgang bereits fertig endgeformt wird, wobei der Flanschstreifen eines Flügelelementes bzw. das Mittelstück zwischen zwei Flügelelementen in Abhängigkeit des Durchmessers des dazugehörigen Geschoßkörpers im Querschnitt betrachtet kreisbogenförmig geformt wird.
- Aber nicht nur Stahlblech, sondern nach hochfeste Aluminiumlegierungen mit hitzebeständigem Überzug (Hardcoat) oder Glasfaser- und/oder kohlenstoffaserverstärkte Kunststoffe (GFK, CFK) als Flachmaterial sind als Flügelelement-Werkstoff denkbar.
- Weitere Ausbildungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von verschiedenen in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Geschoßkörper gemäß der Erfindung im Befestigungsbereich eines Leitwerkes entsprechend der Linie I-I in Fig. 3,
- Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einstückigen Flügeleinheiten in Querschnittsdarstellung,
- Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Seitenansicht,
- Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel und
- Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel, ebenfalls in Seitenansicht.
- In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 ein Geschoßkörper bezeichnet, bei dem im Befestigungsbereich des Leitwerkes vier Flügelelemente 12 vorgesehen sind. Jedes Flügelelement 12 weist einen Flanschstreifen 14 auf, der seitlich abgeknickt und der zylindrischen Umfangsfläche des Geschoßkörpers 10 entsprechend angepaßt gebogen ist. Wenn das Flügelelement als dünnes Stahlteil ausgebildet ist, eignet sich eine Lötung als Verbindung mit dem Geschoßkörper; wenn das Flügelelement aus faserverstärktem Kunststoff besteht, ist ein Ankleben zu bevorzugen. In Abhängigkeit vom Penetratordurchmesser und der Flügelanzahl ist der Flanschstreifen 14 so breit bemessen, daß er bündig an das benachbarte Flügelelement bzw. den benachbarten Flanschstreifen anstößt; dies ergibt einen im Querschnitt betrachtet über den gesamten Umfang des Penetrators geschlossenen Befestigungsbereich mit niedrigem cW-Beiwert bzw. guten Flugeigenschaften des Geschoßkörpers.
- Dieser geschossene Umfangsbereich kann dadurch erreicht werden, daß die Flanschstreifen 14 der Flügelelemente 12 in ihrer gesamten Länge zu einer Seite (nach rechts oder links) abgebogen sind, wie es aus Fig. 1 verständlich wird, oder dadurch, daß jeder Flanschstreifen der Flügelelemente 12.1; 12.2; 12.3 mit einem Einschnitt 15 versehen ist und jeweils der eine Flanschstreifenteil 14.11; 14.31 in Umfangsrichtung des Geschoßkörpers 10 nach rechts und der andere Flanschstreifen 14.12; 14.22 nach links abgebogen ist, wie es aus Fig. 3 deutlich wird.
- Eine weitere diesbezügliche Ausführungsform zeigt Fig.4, wobei der Flanschstreifen eines jeden Flügelelementes 12.9 zwei Einschnitte 45, 47 aufweist und das erste Flanschstreifenteil 14.41 nach links, das zweite Flanschstreifenteil 14.42 nach rechts und das dritte Flanschstreifenteil 14.43 wieder nach links um den Penetratorkörper herumgebogen ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß die rückseitigen Flügelenden 49 bündig mit dem hinteren Ende 10.4 des Geschoßkörpers 10 abschließen.
- In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Geschoßkörper 10 im Befestigungsbereich der Flügelelemente vorteilhafterweise ungekerbt ausgebildet und weist hier den gleichen Außendurchmesser wie im mittleren Geschoßkörperbereich auf.
- Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung zeigt Fig. 5, nach welcher der Geschoßkörper 10 im gesamten Befestigungsbereich 50 des Leitwerkes nach hinten konisch verjüngt ausgebildet ist, wobei die Abweichung vom längsaxialen Verlauf der Umfangsfläche zwischen 3 ° bis 6° beträgt; die Flanschstreifen sind entsprechend angepaßt zugeschnitten. Hierdurch wird eine Verbesserung der Luftströmungsverhältnisse beim Flug des Geschosses und ein leichteres Ablösen des Leitwerkes bei Zielaufprall des Geschoßkörpers erzielt. Um die Anströmwiderstände der Flügelelemente und der Flanschstreifen möglichst gering zu halten, sind diese in ihren Kantenbereichen angeschrägt ausgebildet. Zur Verbesserung der Flugstabilität ist der Geschoßkörper 10 derart ausgebildet, daß die rückseitigen Flügelenden 59 um etwa eine Länge des Geschoßkörperdurchmessers nach hinten über das hintere Ende 10.5 des Geschoßkörpers 10 überstehen.
- Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei bilden zwei benachbarte Flügelelemente 12.5 und 12.7 mit den als gemeinsames Mittelstück ausgebildeten Flanschstreifen 14.5 eine zusammenhängende einstückige Flügeleinheit. Das gezeigte Ausführungsbeispiel weist vier Flügeleinheiten mit insgesamt acht Flügelelementen auf. Ebenso vorteilhaft lassen sich Leitwerke, bestehend aus zwei, drei, fünf oder sechs Flügeleinheiten aus zwei über das Mittelstück zusammenhängenden Flügelelementen erstellen.
- Hierbei besteht gleichfalls die Möglichkeit, den Befestigungsbereich des entsprechenden Leitwerkes im Querschnitt betrachtet - zum besseren Verständnis ist diese Ausführungsform in Fig. 2 nicht auch noch eingezeichnet worden - über den gesamten Umfang des Geschoßkörpers 10 durchgehend auszubilden, indem z.B. das Mittelstück 14.5 in längsaxialer Richtung von vorne oder/und von hinten zur Hälfte bzw. über je ein Drittel der Länge des Mittelstückes genau in der Mitte zwischen den beiden Flügelelementen mit einem bzw. zwei Einschnitten versehen wird. Bei einem Einschnitt werden die beiden Mittelstückteile dann jeweils nach außen, d.h. von dem verbleibenden Mittelstück weggebogen und am Geschoßkörper verlötet bzw. verklebt. Die abgebogenen Enden der beiden Mittelstückteile berühren dann die jeweiligen entsprechenden Mittelstückteile der jeweils benachbarten Flügeleinheiten, und es ergibt sich der bevorzugte Befestigungsbereich über die gesamte Umfangsfläche des Geschoßkörpers mit verbesserter Abstützung bzw. Steifigkeit der einzelnen Flügelelemente.
- Bei zwei Einschnitten in das Mittelstück (von vorne und von hinten) verbleibt das mittlere Drittel des Mittlestückes zwischen den beiden Flügelelementen, während die Hälten des vorderen und hinteren Drittels des Mittelstückes nach außen abgebogen werden und an entsprechende Mittelstückteile der benachbarten Flügeleinheiten bündig anstoßen.
- Um den cw-Beiwert bzw. Luftwiderstand möglichst niedrig zu halten, sind wenigstens die vorderen Kanten der Flügelelemente und der Flanschstreifen bzw. der Mittelstücke strömungsgünstig abgeschrägt. Zur Erzeugung einer stabilisierenden Rotation des Geschoßkörpers um seine Längsachse beim Flug können die Vorderkanten wie auch die hinteren Kanten der einzelnen Flügelelemente einseitig schräg (alle nach rechts oder nach links; hinten entsprechend entgegengesetzt, d.h. rautenförmig in Draufsicht) ausgebildet sein.
- Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Methode der Leitwerksflügel-Befestigung wird waffenseitig eine hohe Abschußfestigkeit erreicht; im Ziel ergeben sich endballistische Vorteile dadurch, daß bei Aufschlag des Penetrators auf die erste Panzerplatte das Leitwerk ohne Bruchgefahr für das Penetratorheck unter Energieaufzehrung der an sich gefährlichen Stoßwellen abplatzt und eine hohe uneingeschränkte Durchschlagsleistung des Wuchtgeschosses beim Durchdringen der weiteren Panzerplatten ermöglicht.
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