DE4022462C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Projektil gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1.

Ein derartiges Projektil ist aus der US-PS 13 71 207 bekannt. Um den bekannten, bei flachem Beschuß gegen die Wasseroberfläche auftretenden Aufricht- und Auftaucheffekt herkömmlicher Munition mit ballistisch optimierter, nämlich sich verjüngender Frontpartie zu vermeiden, wird dort vorgeschlagen, stattdessen eine zylindrische Projektilgeometrie einzusetzten, deren Stabilisierungseffekt beim Eintritt in die Wasseroberfläche darauf beruht, die Überschlag-Tendenz aufgrund einseitigen Eintauchens der flachen Projektil-Front durch ein gegenwirkendes Richtmoment aufgrund entsprechender Lage des Projektil-Schwerpunktes zu kompensieren.

Ein gattungsähnliches Projektil ist als sogenannter Flugzeug-Torpedo aus der DE-PS 11 26 274 bekannt. Um die am Torpedo-Heck vorgesehenen strömungsdynamischen Einrichtungen zur Richtungssteuerung möglichst rasch nach dem Eintauchen in in das Wasser, trotz der dabei aufgerissenen Kavitationsblase, wirksam werden lassen zu können, ist dort vorgesehen, vor dem eigentlichen Projektil einen Stirnkörper verkleinerter Stirnfläche zu positionieren. Diese wird so ausgelegt, daß die beim Eintauchen von Luft ins Wasser zwangsläufig auftretende Kavitationsblase schon relativ weit vor der eigentli­ chen Projektil-Stirn und mit entsprechend kleinerem Durchmesser entsteht, wodurch sichergestellt werden kann, daß auch schon vor dem Übergang in den (dort eigentlich angestrebten) kavitationsfreien Lauf des Projektils durch das Wasser die Anströmung längs der rückwärtigen Mantelfläche des Torpedokörpers verläuft und so dessen hydrodynamischen Steuerungseinrichtungen zur Richtungsbeeinflussung rasch wirksam werden können.

Für die Richtungsstabilisierung eines schnellen Unterwasser-Laufkörpers - ohne Berücksichtigung seiner Verbringungsmöglichkeiten aus der Luft - ist es aus der US-PS 34 34 425 bekannt, ein sehr schlankes Projektil mit einer Frontpartie in Form eines spitzwinkligen Kegelstumpfes und mit einem Heckleitwerk einzusetzen, dessen Pfeilstabilisierung durch einen koaxial umlaufenden Ringflügel ergänzt ist. Die stumpfe Stirn öffnete eine Kavitationsblase von mehreren Kalibern Durchmesser, damit diese bereits im Heckbereich hinreichend mit Wasserdampf und Wassertropfen durchsetzt ist, um die strömungsdynamische Richtungsstabilisierung wirksam werden zu lassen.

Gattungsfremd in bezug auf unter flachem Winkel richtungsstabil ins Wasser einschießbare Projektile sind die Standard-Wuchtgeschosse derjenigen Konfiguration, wie sie etwa aus der DE-OS 35 08 053 als gestreckter Kern mit ballistischer Spitze und Heckleitwerk sowie abwerfbarem Treibspiegel bekannt sind. Eine aus der DE-OS 33 14 750 bekannte Ausführung eines solchen unterkalibrigen Geschosses weist einen speziellen Spitzenkörper mit einer Kontur-Diskontinuität in Form von wenigstens einer Kreisringstufe auf, um durch Grenzschicht-Beeinflussungen im Überschallbereich strömungsbedingte Störungen auf das gleichmäßige Ablöseverhalten der einzelnen Segmente des Treibkäfigs zu vermeiden. Für einen flachwinkligen Eintritt durch die Wasseroberfläche sind solche Wuchtgeschosse weder mit herkömmlicher Spitzengeometrie noch mit dieser Sonderform geeignet, letztere vor allem deshalb nicht, weil eine derartig feingestaffelte Stufenfolge mit einer stirnseitig abgeplatteten Spitze in der Größenordnung von höchstens 15% des eigentlichen Kerndurchmessers beim Eintritt ins Wasser allenfalls sehr spitzwinklige und einander störend überlagerte Kavitationserscheinungen erwarten läßt, aber nicht eine Kavitationserscheinung, die unmittelbar - ohne strömungsdynamische Stabilisierungswirkungen - den richtungsstabilen Weiterlauf eines Geschosses auch noch nach Durchtritt der Wasseroberfläche erwarten läßt.

Der Erfindung liegt nämlich die Aufgabe zugrunde, ein luftverbringbares Unterwasser-Projektil eingangs erwähnter Gattung zu schaffen, das sich allein aufgrund der kinetischen Wechselwirkung mit der Innenfläche der von ihm beim flachen Wassereintritt hervorgerufenen Kavitationsblase richtungsstabil fortbewegt und preisgünstig erstellbar sowie aus eingeführten Waffen verbringbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 gelöst. Bei einem eingeführten Unterkaliber-Penetrator wird der Frontbereich des Schwerme­ tall-Kernes nach Entfernen der ballistischen Haube unter Ausbildung einer quer zur Längsachse gelegenen ebenen Stirnfläche gekürzt, hinter der sich nach einem axial kurzen Zylinder koaxial ein Zylinder oder ein gestreckter spitzwinkliger Kegelstumpf anschließt, der über eine umlaufend vorspringende Stufe in den Original-Durchmesser des Wuchtgeschoß-Kernes übergeht, ehe sich der Befestigungsbereich für einen Treibspiegel anschließt.

Nach dieser Auslegung der nur leichten Modifikation in der Geometrie einer eingeführten Munition ergibt sich ein Unterwasser-Laufkörper, der große Laufstrecken stabil und zielgenau mit projektilartiger Geschwindigkeit durch das Wasser zurücklegen kann, so daß mit auf Überwasser-Schiffen eingeführten Waffen Unterwasser-Zielobjekte (wie insbesondere Tauchboote oder geortete Minen) zielsicher getrof­ fen und damit in ihrer Funktionsbereitschaft zumindest eingeschränkt werden können.

Denn die hohe Dichte des Schwermetall-Penetratorkernes und dessen schlanke Form ermöglichen große Laufstrecken unter geringem Geschwin­ digkeitsverlust im Wasser. Die Richtungsstabilisierung erfolgt in erster Linie durch die senkrecht zur Projektil-Längsachse angeord­ nete kreisförmige Stirnfläche reduzierten Durchmessers, die eine relativ dicht aber nicht ganz an der Kern-Mantelfläche anliegende Kavitationsblase im Wasser hervorruft, von der radial orientierte Rückstellkräfte auf das Kern-Heck hervorgerufen werden, wenn dieses aus der axialen Bewegungsrichtung ausbrechen sollte.

Durch die Verkürzung der Kern-Spitze erfolgt eine Vorverlegung des Schwerpunktes und dadurch eine Erhöhung der Richtungsstabilität des Kernes sowohl in Luft wie auch im Wasser. Eine zusätzliche Sta­ bilisierung kann durch Pfeilflügel am Heck des Kernes erfolgen, deren radiale Erstreckung von der Kern-Achse fort gegebenenfalls auf das für die Luftverbringung vorgesehene Rohrkaliber zu reduzieren ist. Dieses Leitwerk eines serienmäßigen Wuchtgeschosses (lediglich abgedreht auf das Verbringungskaliber) liefert eine erhebliche Ver­ besserung der Stabilisierung des Fluges durch die Luft und nach dem Eintauchen in das Wasser die sonst nur vom Heck des Projektil­ körpers ausgehenden Rückstellkräfte. Wenn dann mit dem Geschwindig­ keitsabbau im Wasser schließlich die anfangs bis zum Heckbereich sich erstreckende Kavitationsblase verschwindet, dann haben die schneidenförmigen Leitwerksflügel immer noch strömungsmechanische Stabilisierungswirkung im Wasser.

Die hinter der Kavitations-Stirnfläche in den verkürzten Frontbe­ reich des Schwermetall-Kernes eingearbeitete kreisringförmige Stufe fördert das richtungsstabile Eintauchen ins Wasser auch unter fla­ chen Einschußwinkeln gegenüber der Wasseroberfläche. Denn unter flachen Eintauchwinkeln besteht grundsätzlich die Gefahr, daß das Projektil nicht zuerst mit der ebenen Stirnfläche eintaucht, sondern (schon vor Ausbildung einer Kavitationsblase) mit einem Teil der dahintergelegenen Mantelfläche die Wasseroberfläche berührt; was zu einer undefinierten Anströmung quer zur Projektil-Bewegungsrichtung und damit zu einem aufrichtenden Moment führt, das Eintauchstörungen zur Folge hat, wenn nicht dadurch sogar der weitere Bewegungsablauf im Wasser instabil wird. Die Ausbildung von einer oder von mehreren radialen koaxialen Stufen, deren Durchmesser von der ebenen Stirn­ fläche zum Kern-Durchmesser ansteigen, bewirkt jedoch, daß an jeder der einzelnen Stufen bei flachen Einschußwinkeln Kavitationserschei­ nungen ausgelöst werden; die zwar noch keine symmetrische Kavita­ tionsblase um das gesamte Projektil herum zur Folge haben, aber doch richtungsstabilisierende Kavitationsräume auf der Eintauchseite hervorrufen. Dadurch wird eine großflächigere Anströmung der eintau­ chenden Mantelfläche auf der Projektilunterseite vermieden, die zu den erwähnten Lauf-Instabilitäten führen würde, und somit das Eintauchverhalten auch unter den kritischen flachen Einschußwinkeln erheblich verbessert.

Weiterbildungen sowie weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem weiteren Anspruch. Nachstehende Beschreibung erläutert ein in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche etwas abstrahiert aber angenähert maßstabsgerecht skizziertes bevorzugtes Realisierungsbeispiel. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt im Axial-Längsschnitt das erfindungsgemäß aus einem handelsüblichen Wuchtgeschoß erstellte Unterwasser-Projektil.

Ein handelsübliches Wuchtgeschoß 11, wie etwa das eingeführte Unter­ kaliber-Hartkerngeschoß DM33 (105 mm), weist eine ballistische Haube 12 auf, die wenigstens den Frontbereich 13 des Schwermetall-Kernes 14 sowie einen gegebenenfalls davor angeordneten zusätzlichen Durch­ schlagkörper 15 überspannt. Der Mittelteil des Kernes 14 trägt einen in umlaufende Widerhaken-Rillen 16 nach vorne kraftschlüssig ein­ greifenden Treibspiegel 17, der bekanntlich nach Abschuß des Wucht­ geschosses 11 aus einem Waffenrohr aufgrund der Luftangriffskräfte rückwärts aus den Widerhaken-Rillen 16 freihebt und sich in einzelne abfallende Keilschalen zerlegt (in der Zeichnung nicht näher ausge­ führt). Auf dem Heck 18 des Penetrator-Kernes 14 sind Stabilisie­ rungs-Flügel 19 eines Leitwerks angeordnet. Zum Verschuß aus einem Rohr entsprechend kleinkalibrigeren Durchmessers wie im Falle der bei der Marine eingeführten 76 mm-Geschütze ist ein Treibspiegel 17 entsprechend reduzierten Durchmessers auf den Kern 14 zu montieren, und die ge­ gebenenfalls schon mit dem Kern-Heck 18 verbundenen Treibspiegel 17 sind auf einen dagegen etwas geringeren Durchmesser D′ zu kürzen, etwa abzudrehen.

Zur Umgestaltung dieses Wuchtgeschosses 11 in ein auch unter flachem Winkel luftverbringbares Unterwasser-Projektil 20 wird die ballisti­ sche Haube 12 vom Kern 14 entfernt und dessen Frontbereich 13 (gege­ benenfalls mit davor angeordnetem Durchschlagkörper 15) gekürzt, etwa einfach mit einem Schneidstahl abgestochen. Hinter der dadurch entstehenden ebenen Stirnfläche 21, nämlich bei einer Distanz d, die der Größenordnung des Doppelten des Durchmessers des Kernes 14 entspricht, wird in die Kern-Mantelfläche 22 eine kragenförmig umlau­ fende Stufe 23 eingestochen, die den Durchmesser des Kernes 14 hier etwa um 20% verjüngt. Diese Stufe 23 stört nicht beim Lauf durch Wasser, da sie innerhalb des Durchmessers einer von der flachen Projektil-Stirn 25 ausgelösten Kavitationsblase liegt. Vor der Stufe 23 ist ein spitzwinkliger Kegelstumpf 24 eingedreht, dessen Stirn 25 einen Durchmesser in der Größenordnung von 60% des Durchmessers des Kernes 14 aufweist. Vor der Kegelstumpf-Stirn 25 verbleibt ein flacher Zylinder 26 gleichen Durchmessers, dessen axiale Höhe etwa ein Drittel seines Radius ausmacht.

So ist durch einfachste mechanische Bearbeitung aus einem problemlos verfügbaren Unterkaliber-Wuchtgeschoß 11 ein Unterwasser-Projektil 20 höchster Leistungsfähigkeit erstellbar, was den richtungsstabilen Übergang aus der Luft ins Wasser auch unter flachem Eintauchwinkel sowie die richtungsstabile Höchstgeschwindigkeitsfortbewegung nach dem Eintauchen ins Wasser und seine Durchschlagwirkung beim Treffer in einem Zielobjekt betrifft.

Claims (2)

1. Unter flachem Eintauchwinkel luftverbringbares Unterwasser-Projektil mit quer zu seiner Längsachse orientierter ebener Stirnfläche (21), dadurch gekennzeichnet, daß ein unterkalibrig verschießbares Standard-Wuchtgeschoß (11) mit in Luft von seinem Kern (14) sich ablösendem Treibspiegel und mit stabilisierendem Heckleitwerk dahingehend modifiziert ist, daß es als drallfreies, von einer dicht aber nicht ganz an der Kern-Mantelfläche anliegenden Kavitationshülle umgebenes Unterwasser-Projektil verwendbar ist, indem das Standard-Wuchtgeschoß von seiner ballistischen Haube (12) befreit ist und in einem verkürzten Frontbereich (13) seines Kernes (14) wenigstens eine ringförmig radial auf etwa 80% des Kerndurchmessers zurückspringende Stufe (23), zum Auslösen von Kavitationserscheinungen beim flachen Eintauchen durch die Wasseroberfläche, sowie distanziert davor eine gegenüber dem Durchmesser des Kernes (14) etwa 60% messende ebene Stirnfläche (21) quer zur Längsachse des Kernes (14) aufweist.

2. Projektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen der Stirnfläche (21) und der nachfolgenden Stufe (23) ein spitzwinkliger gestreckter Kegelstumpf (24) ausgebildet ist.