PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3615585C1 28.02.1991
Titel Projektil zum Verschießen aus einer elektromagnetischen Geschoßbeschleunigungsvorrichtung
Anmelder Rheinmetall GmbH, 4000 Düsseldorf, DE
Erfinder Witt, Wolfram, Dipl.-Phys. Dr., 4000 Düsseldorf, DE
DE-Anmeldedatum 09.05.1986
DE-Aktenzeichen 3615585
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.02.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.02.1991
IPC-Hauptklasse F42B 12/66
Zusammenfassung Es wird ein Projektil zum Verschießen aus einer elektromagnetischen Geschoßbeschleunigungsvorrichtung mit parallelen Beschleunigungsschienen unter Ausbildung eines Plasma-Lichtbogenkissens beschrieben. Um sowohl hohe Geschwindigkeiten als auch eine gleichmäßige Beanspruchung des Projektils beim Beschleunigungsvorgang zu erreichen, ist vorgesehen, daß das Projektil (3), in Flugrichtung gesehen, aus mindestens zwei hintereinander angeordneten und durch Zwischenstücke (33, 34) getrennten Teilprojektilen (30, 31, 32) besteht, und daß am jeweils hinteren Ende der Teilprojektile (30, 31, 32) plasmabildende Stoffe (35, 36, 37) angeordnet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Projektile, wie sie durch die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 definiert werden.

Elektromagnetische Geschoßbeschleunigungsvorrichtungen bestehen im Prinzip aus einem Beschleunigungsteil, der im einfachsten Fall in Form zweier paralleler Beschleunigungsschienen besteht. Diese Schienen werden von Strom durchflossen und übernehmen zugleich die seitliche Führung des Projektiles. Wenn der Strom eingeschaltet wird, fließt er entlang der einen Schiene und durch den zwischen beiden Schienen beweglich angeordneten Anker über die andere Schiene zurück. Die dadurch in den Schienen erzeugten Magnetfelder, unter Stromfluß durch den Anker, rufen eine Lorenzkraft hervor, die den Anker und das mit dem Anker verbundene Projektil nach außen beschleunigt.

Im Prinzip kann der Anker aus einem festen Material bestehen. Die erforderlichen Bürstenkontakte lassen jedoch keine Geschwindigkeiten von mehr als etwa 1000 m/sec zu. Man ist daher seit einiger Zeit dazu übergegangen, anstatt eines festen Ankers ein Plasma- Lichtbogenkissen zu verwenden.

Ein solches Plasma-Kissen läßt sich aus einer dünnen Metallfolie herstellen, die zu einer elektrisch leitenden Plasma-Wolke verdampft, wenn sie von einem Strom hoher Stärke durchflossen wird. Entsprechende elektromagnetische Geschoßbeschleunigungsvorrichtungen sind beispielsweise in den DE-OS 33 25 868 und 33 44 636 beschrieben.

Besonders nachteilig ist bei den bekannten Vorrichtungen, daß die Kraftübertragung zur Beschleunigung des Projektils lediglich über den Projektilboden erfolgt. Das Projektil muß daher entsprechend stabil ausgelegt werden (ähnlich wie dieses auch bei herkömmlichen, durch eine Treibladung beschleunigten Geschossen der Fall ist).

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Projektile der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß diese einerseits auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, und daß andererseits die zur Beschleunigung erforderliche Kraftübertragung möglichst gleichmäßig über das gesamte Projektil verteilt erfolgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Projektiles erfolgt durch die Merkmale der Unteransprüche.

Weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, welche mit Hilfe von Figuren erläutert werden, beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Geschoßbeschleunigungsvorrichtung mit einem Projektil gemäß der Erfindung; und

Fig. 2 die Schnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Projektiles.

In Fig. 1 ist mit 1 eine elektromagnetische Geschoßbeschleunigungsvorrichtung bezeichnet, die aus den Beschleunigungsschienen 10 und 11 besteht. Mit den Schienen verbunden ist ein Stromerzeuger 2. Zwischen den Beschleunigungsschienen 10 und 11 befindet sich ein erfindungsgemäßes Projektil 3.

Der Stromerzeuger besteht im wesentlichen aus einem Generator 20, einem ersten Schalter 21, einer Induktivität 22 und einem zweiten Schalter 23.

Das erfindungsgemäße Projektil 3 setzt sich aus den Teilprojektilen 30, 31 und 32 sowie einem Leitwerk 38 zusammen. Als Leitwerk wurde beispielsweise ein Kegelleitwerk dargestellt. Die Teilprojektile 30, 31 und 32 sind jeweils durch Zwischenstücke 33 und 34 voneinander getrennt.

Am jeweils hinteren Ende der Teilprojektile 30, 31 und 32 sind Metallfolien 35, 36 und 37 angeordnet. Diese Metallfolien dienen zur Erzeugung des Plasma-Kissens das als Anker wirkt und das Projektil beschleunigt.

Im Gegensatz zu bekannten Projektilen erfolgt die Kraftübertragung zur Beschleunigung des Projektils nicht mit Hilfe eines einzigen Plasmakissens, sondern durch mehrere, entlang des Projektils erzeugter Plasma- Lichtbögen. Die Teilprojektile 30, 31 und 32 müssen eine elektrisch nicht leitfähige Geschoßummantelung besitzen (nicht in Fig. 1 dargestellt), damit kein Stromtransfer während des Beschleunigungsvorganges über sie erfolgt.

Im folgenden wird kurz die Wirkungsweise der elektromagnetischen Geschoßbeschleunigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 erklärt:

Zunächst werden die Schalter 21 und 23 des Stromerzeugers 2 geschlossen. Dadurch lädt der Generator 20 den induktiven Energiespeicher 22 auf. Anschließend wird der Schalter 23 geöffnet, wodurch an den Schienen 10 und 11 eine Spannung erzeugt wird. Der entsprechende Strom muß so hoch sein, daß die Metallfolien 35, 36 und 37 zu elektrisch leitenden Plasma- Wolken verdampfen. Es bildet sich daher am Ende des jeweiligen Teilprojektiles 30, 31 und 32 ein Lichtbogen aus, so daß ein geschlossener Stromkreis gebildet wird, der aus dem induktiven Energiespeicher 22, den Beschleunigerschienen 10 und 11 und dem Plasma-Kissen hinter den Teilprojektilen 30, 31 und 32 besteht.

Der auf diese Weise gebildete Stromfluß bewirkt eine elektromagnetische Beschleunigung des Geschosses 3, welches sehr hohe Geschwindigkeiten erreicht.

Beim Austreten des Geschosses 3 aus den Beschleunigungsschienen 10 und 11 wird der Schalter 23 geschlossen, so daß nunmehr der induktive Energiespeicher 22 für den nächsten Schußvorgang erneut geladen wird.

Im folgenden wird ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Projektiles beschrieben. Dieses Projektil besteht aus einem Trägerteil 301, auf dem die Teilprojektile 302 und 303 sowie beispielsweise ein Kegelleitwerk 304 angeordnet sind. In Flugrichtung des Geschosses gesehen, befindet sich am jeweiligen Ende der Teilprojektile 302 und 303 ein Treibkäfig 305 und 306. Diese Treibkäfige haben einerseits die Aufgabe, die Führung des unterkalibrigen Projektiles zwischen den Metallschienen zu gewährleisten. Andererseits wirken die Treibkäfige als Träger für die plasmaerzeugenden Folien 307 und 308.

Die Wirkungsweise dieses Projektils während der Beschleunigungsphase entspricht im wesentlichen der Wirkungsweise des oben näher beschriebenen Projektils (Fig. 1).


Anspruch[de]
  1. 1. Projektil mit an seinem Hinterende angeordneten plasmabildenden Stoffen zum Verschießen aus einer elektromagnetischen Geschoßbeschleunigungsvorrichtung mit parallelen Beschleunigungsschienen unter Ausbildung eines Plasma-Lichtbogenkissens, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektil (3; 300) in Flugrichtung gesehen aus mindestens zwei hintereinander angeordneten und durch Zwischenstücke (33, 34; 301) getrennten Teilprojektilen (30, 31, 32; 302, 303) besteht, wobei die plasmabildenden Stoffe (35, 36, 37; 307, 308) jeweils am hinteren Ende der Teilprojektile (30, 31, 32; 302, 303) angeordnet sind.
  2. 2. Projektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilprojektile (302, 303) mit Treibkäfigen (305, 306) versehen sind.
  3. 3. Projektil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plasmabildenden Stoffe (307, 308) an den Treibkäfigen (305, 306) angeordnet sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com