Projektil und Verfahren zu dessen Herstellung

Abstract

 Projektil (10.1, 10.2, 10.3) mit einem Mantel (14), einem Projektilboden (12), welcher den Mantel (14) hinten abschliesst, einer Empfangsspule (16) zum Empfangen von elektromagnetischen Signalen, einer mit der Empfangsspule (16) kontaktierten Energiequelle (22) und einem Logikmodul (23). Der Mantel (14) ist mindestens im Bereich des Hecks aus einem Kunststoff hergestellt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Projektil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 bzw. 18.

[0002] Projektile dieser Art sind dazu vorgesehen, sich im Flug zu zerlegen bzw. zu detonieren und werden deshalb auch als ,Air Bursting Munition', abgekürzt ABM, bezeichnet. Im Flug detonierende Projektile weisen Zeitzünder, Umdrehungszünder oder Näherungszünder auf. Der Ort bzw. der Zeitpunkt der Detonation soll wählbar bzw. einstellbar sein. Bei neueren Projektilen erfolgt das Einstellen des Zeitpunktes der Detonation bzw. Tempieren nicht manuell durch eine Manipulation am Projektil vor dem Laden, sondern selbsttätig, entweder bei der Zuführung oder im Patronenlager oder durch induktive Signalübertragung an der Waffenmündung beim Abschuss. Die Projektile verfügen über spezielle Vorrichtungen zum Empfangen der Signale und über eine Energiequelle zum Betreiben einer Zünderlogik und zur Abgabe der im Projektil benötigten elektrischen Energie zum Auslösen der Detonation.

[0003] Die Anforderungen, die an solche Projektile gestellt werden, sind zahlreich.

[0004] Zum Einen soll zwecks Erzielen einer guten Wirkung die zum Detonationsort gebrachte Wirkmasse möglichst gross sein und die bei die Detonation entstehenden Geschossteile sollen eine möglichst hohe Geschwindigkeit haben; dies bedingt unter Anderem eine hohen Antriebsdruck auf den Projektilboden, der solid ausgeführt sein muss, eine hohe Achsialbeschleunigung und eine hohe Mündungsgeschwindigkeit, so dass auch Rotationsgeschwindigkeiten und Rotationsbeschleunigungen hoch sind. Die programmierbare Einrichtung mit der Energiequelle und dem Logikmodul muss zuverlässig und präzis funktionieren.

[0005] Zum Anderen soll die nicht-wirksame Masse, zu der die programmierbare Einrichtung, insbesondere die Empfangsspule, die Energiequelle und das Logikmodul gehören, möglichst gering sein. Demzufolge weist die programmierbare Einrichtung heikle und leicht verletzliche Teile auf, die gut geschützt werden müssen, damit sie die grossen Kräfte, die durch die grossen Beschleunigungen verursacht werden, überstehen.

[0006] Schliesslich sollte das Projektil rationell hergestellt werden können, möglichst aus einzeln anfertigbaren Einheiten, die parallel hergestellt und anschliessend in einfacher Weise zusammensetzbar sind; erwünscht ist demzufolge ein modularer Aufbau.

[0007] Bisher sind keine Projektile der eingangs genannten Art bekannt, die allen diesen Anforderungen genügen.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung wird somit darin gesehen,

• ein Projektil der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Nachteile der bekannten Projektile entfallen, und
• ein Verfahren zur Herstellung dieses Projektils vorzuschlagen.

[0009] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss

• für das Projektil durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1, und
• für das Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 15 bzw. 18.

[0010] Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Projektils sind durch die Ansprüche sind durch die Ansprüche 2 bis 14 definiert, und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind durch die Ansprüche 16 und 17 definiert.

[0011] Das neue Projektil weist erfindungsgemäss einen Mantel auf, der mindestens im Heckbereich des Projektils aus einem Kunststoff hergestellt ist. Dadurch ist die nicht-wirksame Masse des Projektils geringer als die eines Projektils mit einem metallischen Mantel, und Oberflächenbehandlungen, wie sie bei herkömmlichen metallischen Mänteln erforderlich sind, entfallen.

[0012] Die Formgebung des Kunststoffes kann durch ein spanabhebendes oder spanloses Verfahren erfolgen.

[0013] Vorzugsweise erfolgt die Formgebung des Kunststoffes für den Mantel durch einen spanlosen Vorgang wie Pressen bzw. Spritzen; solche Vorgänge sind insbesondere bei hohen Stückzahlen, wie sie bei der Fertigung von Projektilen üblich sind, rationell, da dann die Kosten für die Form praktisch nicht ins Gewicht fallen.

[0014] Besonders vorteilhaft ist es hierbei, gleichzeitig mit der spanlosen Formung des Mantels die gegenseitige Verbindung des Mantels mit dem aus Festigkeitsgründen im allgemeinen metallischen Projektilboden durchzuführen, wobei der Projektilboden als Einlegeteil in die zur Herstellung des Kunststoffteiles benutzte Spritzform eingebracht und mit dem Kunststoff umspritzt wird.

[0015] Durch eine optimale Gestaltung des Mantels kann anstelle eines separaten Führungsbandes im Heckbereich des Mantels eine Führungsbandpartie bzw. ein integrales angeformtes Führungsband erzeugt werden.

[0016] Zum Empfang externer Signale ist eine Empfangsspule angeordnet. Da diese vor Druckeinwirkungen geschützt werden muss, wird sie vorteilhaft nicht am Umfang des Projektils sondern in Inneren des Projektils angeordnet. Dies bedingt, dass der Kunststoff, aus dem der Mantel hergestellt ist, mindestens im Bereich der Empfangsspule keine abschirmende Wirkung gegen elektromagnetische Wellen bzw. Signale ausübt. Durch die Anordnung der Empfangsspule im Inneren statt am Äusseren des Mantels wird es überflüssig, eine aufwändige Schutzumwicklung, wie sie für eine in herkömmlicher Weise am Äusseren des Mantels angeordnete Empfangsspule notwendig ist, vorzusehen. Man vermeidet - sogar besser als mit der Schutzumwicklung - dass die Leiter, welche die Empfangsspule bilden, sich deformieren; damit werden Störungen der zu empfangenden Signale infolge von Deformationen der Leiter vermieden und das Risiko von Kurzschlüssen vermindert. Im weiteren wird das Risiko des Eindringens von Feuchtigkeit praktisch ausgeschaltet. Wesentlich ist ferner, dass wegen des geringeren Abstandes der Empfangsspule von der Projektillängsachse die Umfangsbeschleunigung und damit die auf die Empfangsspule wirkenden Kräfte verringert werden.

[0017] Es hat sich als günstig erwiesen, die Wicklung der Empfangsspule auf einen separaten Spulenkörper aufzubringen. Die Empfangsspule kann dadurch für sich als Einheit hergestellt und anschliessend mit der Energiequelle und dem Logikmodul montiert werden.

[0018] Die benötigte Energie kann extern erzeugt und dem Projektil übermittelt werden: Vorteilhaft, da vom Waffensystem unabhängig, ist es aber, eine interne Energiequelle, beispielsweise mit einem Stossgenerator, vorzusehen.

[0019] Um die Erstellung der Leiterverbindung zwischen Energiequelle, Logikmodul und Empfangsspule in einfacher Weise herzustellen, ist es günstig, die Empfangsspule benachbart zur Energiequelle und zum Logikmodul anzuordnen.

[0020] Eine solche Gestaltung des neuen Projektils, gemäss welcher die Energiequelle und das Logikmodul angrenzend an die Empfangsspule angeordnet sind, erlaubt es, die Leiterverbindung zwischen Empfangsspule, Energiequelle und Logikmodul in einfacher Weise zu erstellen; nicht-automatisierbare und daher kostenintensive Arbeitsschritte wie das Einbringen der Leiterverbindung in eine enge Durchführung, wie sie bei aussenliegenden Empfangsspulen notwendig sind, entfallen.

[0021] Ein besonders vorteilhaftes Projektil nach der Erfindung ist so ausgebildet, dass seine Wirkmasse, insbesondere Sprengstoff und ggfs. Wirkkörper, im vorderen Bereich des Projektils angeordnet sind; dadurch erzielt man eine gute Wirkung, wie im Folgenden dargelegt wird: Nach der Detonation addieren sich die Geschwindigkeitsvektoren der entstehenden Wirkkörper zur Geschwindigkeit des Projektils, und die Summe der Geschwindigkeiten ist im Mittel aller entstehenden Teile grösser bei Projektilen mit vorne angeordneter Wirkmasse; ausserdem kann, beispielsweise im Häuserkampf, durch das Detonieren der Projektile vor dem Ziel eine Vergrösserung der Trefferfläche erreicht werden, die im Vergleich mit herkömmlicher Munition oder ABM mit Kopfzünder beträchtlich ist.

[0022] Bei der Herstellung des neuen Projektils werden mehrere Komponenten separat hergestellt und erst anschliessend zusammengefügt. Dies hat drei wesentliche Vorteile: Erstens ist die Lagerhaltung und Herstellung flexibler, zweitens sind bei der Herstellung insgesamt kürzere Durchlaufzeiten möglich, da parallel an den einzelnen Komponenten gearbeitet werden kann; drittens werden keine heiklen Komponenten durch nachfolgende Herstellungsoperationen bereits vor Gebrauch vorbelastet oder sogar beschädigt.

[0023] Im folgenden werden Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

ein erstes Ausführungsbeispiel des Projektils nach der Erfindung, in Einem die Projektilängsachse enthaltenden Schnitt;

Fig. 2

ein zweites Ausführungsbeispiel des Projektils nach der Erfindung, in gleicher Darstellung wie Fig. 1; und

Fig. 3

ein drittes Ausführungsbeispiel eines Projektils nach der Erfindung, in gleicher Darstellung wie die Fig.1 und 2.

[0024] Das in Fig. 1 dargestellte Projektil 10.1 mit der Profjektilängsachse A weist einen Projektilboden 12 aus einem geeigneten Metall und einen Mantel 14 auf, der mindestens im Heckbereich, aber vorzugsweise gesamthaft aus einem geeigneten Kunststoff besteht. Der Mantel 14 ist durch ein Press- oder Spritzgiessverfahren hergestellt, könnte alternativ aber auch durch spanabhebende Bearbeitung geformt werden. Gleichzeitig mit der Herstellung des Mantels 14 kann seine Verbindung mit dem Projektilboden 12 erfolgen; um eine sichere Verbindung zwischen Projektilboden und Mantel 14 zu erhalten, weist der Projektilboden 12 an der Aussenfläche seines nach vorne ragenden im Wesentlichen hohlzylindrischen Bodenbereiches 12A Rillen 12B auf. Die Rillen 12B sind mit dem Material des Mantels 14 umspritzt, so dass der nach vorne ragende Bodenbereich 12A mit einem nach hinten ragenden Mantelbereich 14A verbunden ist.

[0025] Es ist auch möglich, den Projektilboden 12 und den Mantel 14 durch eine andere geeignete Verbindung wie zum Beispiel eine Verschraubung, Schweissung, Klebung oder eine Steckverbindung aneinander zu befestigen, wie dies weiter unten mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wird.

[0026] Der zur Herstellung des Mantels 14 verwendete Kunststoff kann zwar Füllstoffe enthalten, muss aber mindestens im Bereich der Empfangsspule aus einem Material bestehen, das keine Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen bzw. Signale bildet. Anstelle eines Kunststoffes kommen auch andere Materialien in Frage, die keine Abschirmwirkung gegen elektromagnetische Wellen bzw. Signale ausüben, beispielsweise Keramik oder Glas.

[0027] An der Aussenkontur des Mantels 14 ist ein integrales Führungsband 15 angeformt; dadurch entfallen die Herstellung und die Montage eines separaten, beispielsweise metallischen, Führungsbandes.

[0028] Zentrisch im Bereich der Projektillängsachse A ist als Bestandteil der programmierbaren Einrichtung eine Empfangsspule 16 angeordnet, deren Wicklung 18 auf einem Spulenkörper 20, vorzugsweise aus einem Kunststoff, angebracht ist.

[0029] Die Empfangsspule 16 ist leitend mit einer Energiequelle beziehungsweise Energiespeichereinheit 22 und einem Logikmodul 23 verbunden. Zur Herstellung der leitenden Verbindung zwischen Empfangsspule 16, Energiequelle bzw. Energiespeichereinheit 22 und Logikmodul 23 muss nicht wie bei herkömmlichen Projektilen ein Leiter durch eine enge Bohrung hindurch geführt werden, sondern die Verbindung kann infolge der zentrischen Anordnung sowohl der Empfangsspule 16 wie auch der Energiequelle bzw. Energiespeichereinheit 22 wie auch des Logikmoduls 23 in einfacher Weise erstellt werden. Beispielsweise kann die leitende Verbindung einschliesslich der eigentlichen Kontaktierung durch eine Lötung erfolgen. In einer anderen Variante kann ein eingelegtes Zwischenteil verwendet werden, wobei die Kontaktierung mittels eines leitenden Klebstoffes hergestellt wird. Besonders einfach in der Herstellung, aber weniger sicher ist es, die Kontaktierung lediglich durch eine Pressung herbeizuführen. Aufwändig in der Herstellung der Einzelteile ist eine Steckverbindung, welche aber grosse Sicherheit gewährleistet und einfach zu montieren ist.

[0030] Das oben beschriebene Projektil 10.1 gemäss Fig. 1 wird wie folgt hergestellt: Der Mantel 14 wird durch Spritzen erzeugt; hierbei wird der Projektilboden 12 mit dem Kunststoff des Mantels 12 bzw. des Hecks umspritzt. Die Energiequelle bzw. Energiespeichereinheit 22, das Logikmodul 23 und die Empfangsspule 16 werden anschliessend von vorne eingebracht.

[0031] Fig. 2 zeigt ein weiteres Projektil 10.2 nach der Erfindung. Das Projektil 10.2 unterscheidet sich vom Projektil 10.1 nur unwesentlich, daher werden im Folgenden nur die von Fig. 1 abweichenden Einzelheiten beschrieben, und für die einzelnen konstruktiven Elemente werden in Fig. 2 und weiter unten auch in Fig. 3 die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1. Im Unterschied zum Projektil 10.1 ist beim Projektil 10.2 der Innendurchmesser des nach hinten ragenden Mantelbereiches 14A grösser als der Aussendurchmesser der Spule 16.

[0032] Bei der Herstellung des Projektils 10.2 wird wie folgt vorgegangen: Der Mantel 14 bzw. das Heck wird durch spanlose oder durch spanabhebende Formgebung hergestellt, wobei der nach hinten ragende Mantelbereich 14A mit einem Innengewinde 14B versehen wird. Der nach vorne ragende Bodenbereich 12A des Projektilbodens wird nicht mit den Rippen 12A sondern mit einem zum Innengewinde 14B komplementären Aussengewinde 12B versehen. Die Empfangsspule 16, die Energiequelle bzw. Energiespeichereinheit 22 und das Logikmodul 23 werden einzeln hergestellt, am Projektilboden 12 befestigt und kontaktiert. Schliesslich wird die hierbei entstandene Komponente wird von hinten in den Mantel 14 eingebracht, wobei die Verbindung von Projektilboden 12 und Mantel 14 durch Einschrauben des Aussengewindes 12B in das Innengewinde 14B zu Stande kommt.

[0033] Ein drittes Projektil 10.3 ist in Fig. 3 dargestellt. Beim Projektil 10.3 wird für den Projektilboden 12 dasselbe Material verwendet wie für den Mantel 14; hierbei werden der Projektilboden 12 und der Mantel 14 integral in einem Pressoder Spritzgiessvorgang als Press- bzw. Spritzteil 13 erzeugt. Die Herstellung der Empfangsspule 16, der Energiequelle bzw. Energiespeichereinheit 22 und des Logikmoduls 23 erfolgt separat, anschliessend werden diese drei Bestandteile des Projektils 10.3 in gleicher Weise wie mit Bezug auf das Projektil 10.1 der Fig. 1 beschrieben, zu einer Komponente zusammengefügt und diese Komponente von vorne im Press- bzw. Spritzteil 13 montiert.

[0034] Bei allen drei Projektilen 10.1, 10.2, 10.3 sind die Empfangsspule 16, die Energiequelle bzw. Energiespeichereinheit 22 und das Logikmodul 23 im hinteren Projektilbereich angeordnet, so dass der vordere Projektilbereich zur Aufnahme einer nicht dargestellten Wirkmasse frei ist.

Ansprüche

1. Projektil (10.1, 10.2, 10.3) mit

- einem Mantel (14),

- einem Projektilboden (12), welcher den Mantel (14) hinten abschliesst,

- einer Empfangsspule (16) zum Empfangen von elektromagnetischen Signalen,

- einer mit der Empfangsspule (16) kontaktierten Energiequelle (22) und

- einem Logikmodul (23),

dadurch gekennzeichnet
dass der Mantel (14) mindestens im Bereich des Hecks aus einem Kunststoff hergestellt ist.

2. Projektil (10.1, 10.2, 10.3) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mantel (14) vollständig aus einem Kunststoff hergestellt ist.

3. Projektil (10.2) nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mantel (14) durch spanabhebende Formgebung erzeugt ist.

4. Projektil (10.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mantel (14) durch spanlose Formgebung erzeugt ist.

5. Projektil (10.1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindung des Projektilbodens (12) mit dem Mantel (14) durch das spanlos verformte Material des Mantels (14) erzeugt ist.

6. Projektil (10.2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindung des Projektilbodens (12) mit dem Mantel (14) eine Schraub-, Steck- Kleb- , Schweiss- oder Lötverbindung ist.

7. Projektil (10.3) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Projektilboden (12) aus demselben Kunststoff wie der Mantel (14) hergestellt ist.

8. Projektil (10.3) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Projektilboden (12) und der Mantel (14) als integrales Pressbzw. Spritzteil (13) hergestellt sind.

9. Projektil (10.1, 10.2, 10.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass am Mantel (14) ein integrales Führungsband (15) angeformt ist.

10. Projektil (10.1, 10.2, 10.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,

- dass die Empfangsspule (16) in Inneren des Mantels (14) angeordnet ist, und

- dass der Kunststoff, aus dem der Mantel (14) hergestellt ist, mindestens im Bereich der Empfangsspule (16) gegen elektromagnetische Wellen abschirmungsfrei ist.

11. Projektil (10.1, 10.2, 10.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Empfangsspule (16) eine Wicklung (18) aufweist, die auf einem Spulenkörper (20) angebracht ist.

12. Projektil (10.1, 10.2, 10.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Energiequelle (22) und das Logikmodul (23) im Inneren des Mantels (14) angeordnet und der Empfangsspule (16) benachbart sind.

13. Projektil (10.1, 10.2, 10.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kontaktierung der Wicklung (18) der Empfangsspule (16) mit der Energiequelle (22) durch Lötung, Klebung mit einem leitenden Klebstoff, Pressung oder mittels einer Steckverbindung hergestellt ist.

14. Projektil (10.1, 10.2, 10.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Empfangsspule (16), die Energiequelle und das Logikmodul (23) im hinteren Bereich des Projektils (10) angeordnet sind.

15. Verfahren zur Herstellung eines Projektils (10.1, 10.3), aufweisend

- einen Mantel (14),

- einen Projektilboden (12), der den Mantel (14) hinten abschliesst,

- eine Empfangsspule (16) zum Empfang von Signalen, und

- eine mit der Empfangsspule (16) kontaktierte Energiequelle (22) und

- ein Logikmodul (23),

- wobei die Empfangsspule (16) und/oder die Energiequelle (22) und/oder das Logikmodul (23) vorzugsweise in der Umgebung der Projektillängsachse und vorzugsweise im hinteren Bereich des Projektils angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

- dass Projektilboden (12) hergestellt wird,

- dass der Mantel (14) aus einem Kunststoff hergestellt wird,

- dass der Mantel (14) mit dem Projektilboden (12) verbunden wird,

- dass unabhängig von der Herstellung und der Verbindung des Mantels (14) und des Projektilbodens le (12) die Empfangsspule (16) durch Erzeugung einer Wicklung (18) auf einem Spulenkörper (20), die Energiequelle (22) und das Logikmodul (23) hergestellt werden, und

- dass die Empfangsspule (16), die Energiequelle (22) und das Logikmodul (23) anschliessend montiert werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mantel (14) durch spanlose Formgebung hergestellt und hierbei mit dem Projektilboden (12) verbunden wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mantel (14) und der Projektilboden (12) aus dem gleichen Material als integrales Press- bzw. Spritzteil (13) hergestellt werden.

18. Verfahren zur Herstellung eines Projektils (10.2), aufweisend

- einen Mantel (14),

- einen Projektilboden (12), der den Mantel (14) hinten abschliesst,

- eine Empfangsspule (16) zum Empfang von Signalen, und

- eine mit der Empfangsspule (16) kontaktierte Energiequelle (22) und

- ein Logikmodul (23),

- wobei die Empfangsspule (16) und/oder die Energiequelle (22) und/oder das Logikmodul (23) vorzugsweise in der Umgebung der Projektillängsachse und vorzugsweise im hinteren Bereich des Projektils angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

- dass der Mantel (14) hergestellt wird,

- dass der Projektilboden (12) hergestellt wird,

- dass die Empfangsspule (16), die Energiequelle (22) und das Logikmodul (23) mit dem Projektilboden (12) zu einer Komponente (12, 16, 22, 23) zusammengefügt werden, und

- dass die Komponente (12, 16, 22, 23) im Mantel (14) montiert wird.

Zeichnung