Munitionsprüfgerät

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Munitionsprüfgerät insbesondere für Mittelkaliber-Munition.

[0002] Insbesondere für die Entwicklung von neuartiger Munition ist es wichtig, dass Zündverhalten und den Zündvorgang dieser Munition zu kennen bzw. zu studieren. In der Regel wird für diese Aufgabe ein Beschussgerät verwendet und die Ergebnisse ausgewertet.

[0003] Bekannt ist ein Munitionsprüfgerät aus der DE 14 28 695 A1. Die Brauchbarkeit der Munition wird hierbei durch die Messung eines Höchstgasdruckes und die Ermittlung eines Trefferbildes in einer Versuchsreihe bestimmt. Vorgeschlagen wird, alle mit dem Waffenrohr beweglichen Anbauten wie auch den Gasdruckmessapparat so anzubringen, dass der gemeinsame Schwerpunkt in der Seelenachse des Rohres liegt.

[0004] Eine weitere Munitionsprüfvorrichtung für die Ermittlung von beim Anfeuern der Munition im Messlauf auftretenden innenballistischen bzw. rohrspezifischen Kenngrößen beschreibt die DE 31 32 085 C2.

[0005] Mit der CH 629 891 A5 wird ein Munitionsprüfapparat mit einem piezoelektrischen Druckwandler offenbart.

[0006] Ein Verfahren zum Sichtbarmachen eines abfeuerablaufes in einem Waffenrohr mittels Röntgenstrahlen ist aus der US 4 329 584 bekannt.

[0007] Nachteilig bei diesen Prüfgeräten ist, dass die Untersuchungen bzw. Auswertungen nur auf reinen Messergebnissen basieren.

[0008] Hier greift die Erfindung die Aufgabe auf, ein Munitionsprüfgerät aufzuzeigen, welches eine optimale Untersuchung ermöglicht.

[0009] Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Eine Messanordnung wird in den Ansprüchen 9 und 10 beansprucht.

[0010] Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, um insbesondere den Zündungsvorgang einer Munition fotographisch untersuchen zu können, den Bereich, in welchem die Zündung erfolgt, aus einem Strahlen durchlässigen Material bzw. Werkstoff auszuführen. Bevorzugt kann es sich dabei um Röntgenstrahlen handeln.

[0011] Der Röntgenstrahlen transparente und ein Patronenlager bzw. Ladungsruam im Messgerät bildende Bereich besteht dabei aus einem vorzugsweise zylindrischen Faserverbundkörper (Hybridgewebe), und ist in einem Metallgehäuse angebracht. Das im Messgerät verwendete Patronenlager ist aufgrund einer bevorzugten Wanddicke von maximal 25 - 30 mm für Röntgenstrahlen ausreichend durchlässig, um den Abbrandvorgang röntgentechnisch, z. B. mittels Röntgenkinematographie zu dokumentieren.

[0012] Insbesondere bei der Prüfung von teleskopierter hülsenloser Munition treten hohe Drücke im Patronenlager auf. Der zylindrische Faserverbundkörper ist deshalb so gefertigt, dass dieser den hohen Drücken und Temperaturen, die infolge der Zündung und damit verbunden der Explosion eingeleitet werden, standhält, d.h., u. a. Beschussdrücke bis zu 4000 bar. Der Verbundkörper weist dazu eine entsprechende Anordnung verschiedener Schichten (Laminat) aus unterschiedlichen Faserverbundwerkstoffen auf.
Im axial abgestützten Zylinder treten des Weiteren in Umfangsrichtung große Zugspannungen auf, wobei insbesondere die inneren Schichten eine sehr große Druckbeanspruchung erfahren. Daher ist in einer bevorzugten Ausführung neben einem inneren Liner aus Polyamid wenigstens eine Rissstoppschicht im Laminat vorgesehen.

[0013] Es hat sich gezeigt, dass Kunstfaserverbundstoffe bis zu einer Laminatdicke von ca. 30 mm eine für die Untersuchung akzeptable Durchlässigkeit für die Röntgenstrahlen aber auch eine ausreichende Druckstabilität aufweisen. Als Faserverbundstoffe bieten sich AFK (Aramidfaserkunststoff), CFK (Kohlenstofffaserkunststoff) und / oder GFK (Glasfaserkunststoff) an. Dabei sollte das Laminat aus wenigstens zwei deutlich unterschiedlichen Faserorientierungen bestehen. Gewickelt werden dazu abwechselnd beispielsweise eine Aramidschicht, eine Glasfaserlage und darauf erneut eine Aramidschicht. Die Aramidfasern werden dabei beispielsweise jeweils in einem Winkel zwischen 25 bis 35 ° und die Glasfasern in einem Winkel von ca. 45° gewickelt.

[0014] Die Funktionsweise des Beschussgerätes bzw. des Munitionsprüfgerätes wird vorrangig durch den spezifischen Aufbau des Verbundkörpers, wie Faserart, Wickelwinkel und Auskleidung der Innenoberfläche mit Kunststoffen sowie dem Einbau des Körpers in das Beschussgerätgehäuse, beispielsweise innenzentriert mit Rohraufsatzkappen geprägt. In einigen Fällen sind Dichtungen, die einen Gasaustritt verhindern, wichtig. Diese Dichtungen können beispielsweise Kunststoffdichtungen sein, die eine spezifische Form aufweisen.

[0015] Im Verbundkörper wird beispielsweise mit Hilfe der Röntgentechnik vorzugsweise oder auch vorrangig der Abbrand der Munition fotografiert. Dazu werden während des Schusses zu definierten Zeiten Bilder, hier Röntgenbilder, vom Innenleben des Patronenlagers bzw. Ladungsraums durch eine Messanordnung aufgenommen.

[0016] In einer ersten Variante einer möglichen Messanordnung durchstrahlt eine Mehrfachanodenröhre das Beschussgerät mit Patronenlager, hinter dem sich ein Fluoreszenzschirm befindet. Dieser wandelt die Röntgenstrahlung in sichtbares Licht um, welches beispielsweise mit einer Hochgeschwindigkeitskamera mit einem vorgeschalteten Bildverstärker aufgenommen werden kann.

[0017] Bei der bevorzugten weiteren Variante können auch mehrere (beispielsweise vier) Röntgenstrahlenquellen in die Messung eingebunden und zum Patronenlager in unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet werden, so dass Messungen in verschiedenen Teilbereichen des Patronenlagers möglich sind. Hinter dem Patronenlager wird beispielsweise ein Röntgenfilm aufgestellt, wobei mittels Blenden sichergestellt wird, dass jede Strahlenquelle nur einen Bereich bzw. Streifen des Films belichtet. Für die Messung werden die Strahlenquellen zeitversetzt aktiviert.

[0018] Anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1

eine Darstellung des Beschussgerätes mit einem fasergewickelten Patronenlager,

Fig. 2

eine Darstellung des gewickelten Patronenlagers in einer Draufsicht,

Fig.3

eine Messanordnung mit dem Patronenlager und dem Beschussgerätes aus Fig. 1.

[0019] Fig. 1 zeigt ein Beschuss- bzw. Messgerät 1 mit einem Gehäuse 2 und einem im Gehäuse 2 befindlichen Patronenlager 3, sowie zusätzlichen Komponenten, hier einer rückstoßfreien Maschinenkanone, zur Nachgestaltung des Zündungsverhaltens eines Projektils oder einer Munition 10. Diese zusätzlichen Komponenten sind in dieser Ausführung eine Düse 4 sowie ein Rohr 5.

[0020] Das Patronenlager 3 ist ein fasergewickelter, Röntgenstrahlen transparenter, zylindrischer Körper und im Beschussgerät 1 bzw. im Gehäuse 2 bevorzugt zentriert gelagert. Dazu weist das Patronenlager 3 jeweils stirnseitig dem Einbau entsprechend Rohraufsatzkappen 6 auf, welche durch Innenzentrierung die zentrierte Halterung im Gehäuse 2 unterstützen. Als Innenliner 7 bietet sich insbesondere eine Ausführung ein Kunststoff, beispielsweise Polyamid an, auf den der Faserverbundstoff 8 bzw. die Lagen aufgewickelt werden. Die Herstellung bzw. Wicklung ist herkömmlich.

[0021] Fig. 2 zeigt das Patronenlager 3 aus Fig. 1 in einer Draufsicht mit einer Aufsetzkappe 6. Dicke d des Lagers 3 beträgt vorzugsweise ca. 25 mm.

[0022] In Fig. 3 ist eine mögliche Messanordnung 10 mit mehreren, hier vier, um das Beschussgerät 1 düsenseitig angeordneten Röntgenstrahlenquellen 11 aufgezeigt. Am Ausgang des Beschussgerätes 1, rohrseitig, befindet sich eine Detektoranordnung 12, beispielsweise eine Filmkassette, wobei in bekannter Art und Weise Blenden 13 und 14 als Kollimatoren eingesetzt werden und aus Polyethylen bestehen können.

[0023] Für die Messung werden die Strahlenquellen 11 nacheinander in definierten Zeitabständen aktiviert. Die Strahlengänge X_1-4 treten dabei durch das Patronenlager 3 eingangsseitig unter einem definierten Winkel ein und ausgangsseitig wieder aus und treffen auf die Detektoranordnung 12 auf. Mit Hilfe der dabei abgebildeten Röntgenbilder (nicht näher dargestellt) kann dann der Zündvorgang in seiner Gesamtheit bzw. das Abbrandverhalten im speziellen ausgewertet werden.

[0024] Das Mess- bzw. Beschussgerät 1 eignet sich sehr gut für die Prüfung des Abbrandverhaltens hülsenloser teleskopierter Munition 10.

Ansprüche

1. Munitionsprüfgerät (1) mit einem Gehäuse (2) und einem im Gehäuse (2) eine Munition (10) aufnehmenden Körper (3), welcher aus einem Faserverbundwerkstoff (8) mit einem Innenliner (7) besteht, wobei der Körper (3) eine Schichtdicke (d) aufweist, bei der dieser Strahlen (X_1-4) transparent ist.

2. Munitionsprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (3) ein Patronenlager bzw. Ladungsraum einer Waffe nachbildet.

3. Munitionsprüfgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserverbundstoffe AFK, CFK und / oder GFK eingesetzt werden können, die abwechselnd gewickelt werden.

4. Munitionsprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (3) wenigstens eine Rissstoppschicht aufweist.

5. Munitionsprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenliner (7) des Körpers (3) aus Polyamid besteht, auf dem die Lagen des Faserverbundstoffes (8) aufgewickelt sind.

6. Munitionsprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (3) eine Schichtdicke (d) von ca. 30mm aufweist.

7. Munitionsprüfgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlen (X_1-4) Röntgenstrahlen sind.

8. Munitionsprüfgerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Simulation einer rückstoßfreien Maschinenkanone eine Düse (4) sowie ein Rohr (5) eingebunden und mit dem Körper (3) funktional verbunden sind.

9. Messanordnung unter Nutzung des Munitionsprüfgerätes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Röntgenstrahlenquellen (11) so vor dem Beschussgerät (1) angeordnet werden, dass die Strahlengänge (X_1-4) durch das Patronenlager (3) eingangsseitig unter einem definierten Winkel ein und ausgangsseitig auf eine Detektoranordnung (12) auftreffen.

10. Messanordnung unter Nutzung des Munitionsprüfgerätes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Mehrfachanodenröhre das Patronenlager (3) durchstrahlt wird, hinter dem sich ein Fluoreszenzschirm befindet, wobei die Röntgenstrahlung in sichtbares Licht umgewandelt wird, welches mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und einem vorgeschalteten Bildverstärker aufgenommen wird.

Claims

1. Munitions test device (1) with a housing (2) and with a body (3) in the housing (2) to hold a munition (10), which body consists of a fibre composite material (8) with an inner liner (7), with the body (3) having a layer thickness (d) at which it is transparent to rays (x_1-4).

2. Munitions test device according to Claim 1, characterized in that the body (3) simulates a cartridge holder or loading chamber of a weapon.

3. Munitions test device according to Claim 1 or 2, characterized in that AFK (asbestos fibre reinforced), CFK (carbon fibre reinforced) and/or GFK (glass fibre reinforced) material, that are reverse wound, can be used as the fibre composite material.

4. Munitions test device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the body (3) has at least one crack arrester layer.

5. Munitions test device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the inner liner (7) of the body (3) consists of polyamide, on which the layers of the fibre composite material (8) are wound.

6. Munitions test device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the body (3) has a layer thickness (d) of approximately 30 mm.

7. Munitions test device according to one of the preceding claims, characterized in that the rays (x_1-4) are x-rays.

8. Munitions test device according to one of the preceding claims, characterized in that to simulate a recoilless machine gun, a nozzle (4) and a tube (5) are incorporated and functionally connected to the body (3).

9. Test arrangement using the munitions test device (1) according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the x-ray sources (11) are arranged in front of the firing device (1) in such a way that the beams (X_1-4) pass through the inlet end of the cartridge holder (3) at a defined angle and strike a detector arrangement (12) at the outlet end.

10. Test arrangement using the munitions test device (1) according to one of Claims 1 to 7, characterized in that radiation is passed through a multiple-anode tube of the cartridge holder (3), behind which a fluorescent screen is located, with the x-radiation being converted into visible light that can be recorded by a high-speed camera and an upstream image amplifier.

Revendications

1. Dispositif (1) de test de munitions qui présente un boîtier (2) et dans le boîtier (2), un corps (3) qui reprend une munition (10) et qui est constitué d'un matériau composite fibreux (8) doté d'une garniture intérieure (7), le corps (3) ayant une couche d'épaisseur (d) transparente aux rayonnements (X_1-4).

2. Dispositif de test de munitions selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (3) imite la chambre à cartouche ou la chambre de chargement d'une arme.

3. Dispositif de test de munitions selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, comme matériaux composites fibreux, on peut utiliser l'AFK, le CFK et/ou le GFK enroulés en alternance.

4. Dispositif de test de munitions selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps (3) présente au moins une couche d'arrêt des fissures.

5. Dispositif de test de munitions selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la garniture intérieure (7) du corps (3) est réalisée en polyamide sur lequel les couches de matériau composite fibreux (8) sont enroulées.

6. Dispositif de test de munitions selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche du corps (3) a une épaisseur (d) d'environ 30 mm.

7. Dispositif de test de munitions selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rayonnements (X_1-4) sont des rayons X.

8. Dispositif de test de munitions selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour simuler un canon d'arme sans recul, un ajutage (4) ainsi qu'un tube (5) sont assemblés et reliés fonctionnellement au corps (3).

9. Système de mesure qui recourt au dispositif (1) de test de munitions selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des sources (11) de rayons X sont disposées en avant de l'appareil de tir (1) de telle sorte que le parcours des rayons (X_1-4) viennent frapper du côté de l'entrée la chambre à cartouche (3) sous un angle défini et en ce qu'un système de détection (12) est disposé du côté de la sortie.

10. Système de mesure qui recourt au dispositif (1) de test de munitions selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la chambre (3) à cartouche est irradiée par un tube à plusieurs anodes et en ce qu'un écran fluorescent est disposé en aval de cette chambre à cartouche, les rayons X étant convertis en lumière visible qui est enregistrée par une caméra à haute vitesse en amont de laquelle est raccordé un amplificateur d'image.

Zeichnung