CN111433554A - 全包覆件-安全弹头、尤其用于多用途应用 - Google Patents

Abstract

在运输和操纵弹药时，依据所使用的炸药量确定危险等级。这例如在航空运输中设置法律上的限制，所述限制对于弹头测试而言几乎是不够的。通过在碰撞到目标上时产生的震荡波的有针对性转向，在作用体(5')中出现多侧的、高度压缩，所述压缩在没有另外的辅助手段或辅助物质的情况下可靠地激发该作用体。本发明主题实现了炸药的大大的节省，而没有效果损失，并且显著提高了在运输和操纵时的安全性。

Description

全包覆件-安全弹头、尤其用于多用途应用

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求的前序部分所述的全包覆件-安全弹头。

背景技术

被称为安全弹头的是如下弹头，该弹头仅包含最低限度的(或最小的，即minimale)炸药量并且尽管如此仍能够被用作单纯的穿甲弹头(或穿透弹头，即Durchschlagsgeschoss)、多用途弹头、爆炸弹头或爆炸燃烧弹头。

弹药体的安全性不仅在其操纵时而且特别是在其运输时是很重要的。军用设备和弹药的跨国运输受制于国际的和国家的安全性规定以及国家的过境运输规定并且因此尤其在和平时期需要漫长的且昂贵的审批程序。

此外，少量的小口径弹药(或小弹径弹药，即Kleinkalibermunition)应经常，出于时间和其它原因，为了局部的保护和防卫任务，还为了测试目的而临时地通过航空货运来寄送。为此，存在非常严格的安全性规定，即IATA(国际航空运输协会)的以及ICAO-TI(UNO的关于国际民航的特别机构)的针对危险货物的规定和运输分类。所有准则的遵守和监督是运输者和尤其直接是IATA的成员和机场管理局和海关的责任。

因此，对于即使仅仅少量的小口径弹药的航空运输，也需要根据联合国建议对运输设备进行有效的安全性检查，由此这些危险货物获得例如根据分类号1.4S(UN0012尤其是用于轻武器的弹药筒)的运输分类。在所需要的检查证明中，详细描述了包装并且确定了要运输的最大量(件数)的弹药。同样，危险货物(包括爆炸物质在内的弹药筒)受限于最大25kg的净总质量。运输设备的总重量不能超过50kg，从而对于保护措施(运输包装等)也设置了相对窄的限制。

传统的爆炸燃烧弹头（英文：Incendiary shell）尤其是由US-PS3208385已知。在这些弹头中，在击中硬的目标时，激发前部侧的燃烧剂(或引燃物，即Brandsatz)。处于其之后的、空心的弹头体用另外的燃烧剂填充并且包含理论断裂部位，从而在该弹头体穿入到目标中时，两个燃烧剂起作用。这种弹药从60年代起例如被用作装甲车燃烧弹头。

另一种爆炸燃烧弹头由DE-OS-2323798已知，该爆炸燃烧弹头包含次口径的中央的由硬质金属组成的穿甲芯，该穿甲芯被燃烧物料包覆。穿甲芯被安置在口径相同的尾部部件上，该尾部部件作用为脱壳(或软壳，即Treibspiegel)并且在目标中经由理论断裂部位分离。穿甲芯前置有燃烧剂，该燃烧剂同时用作命中标记。

类似地作用的爆炸燃烧弹头后来被称为多用途弹头(DE-A1-2727970；US-PS4444112；EP-A3-0531697)。

根据欧洲专利申请第16405018.9号实现了相对于上文阐述的弹头提高的穿甲能力。同时，穿甲孔的所得到的直径能够被增大，从而针对燃烧剂的液压阻力减小并且该燃烧剂由此也在目标的内部区域中起作用。

不利的是，即使在这种经改善的口径0.5(12.7mm)的弹头中，也需要使用1g重量的数量级的爆炸剂，并且为了可靠的点燃需要给该爆炸剂也还混入高敏的四硝季戊四醇。

发明内容

因此，本发明的任务是在保持不变的目的作用的情况下，提供一种带有减少的炸药量的弹头，相对于上文提及专利，该弹头在生产和操纵方面的安全性有所提高。这能够在没有本身有害环境的材料、如由碳化钨或强引火的燃烧剂构成的芯、如含锆的物料(或物质，即Massen)的情况下使用。该弹头也应该是能作为曳光弹药实施的。

例如多用途弹头的穿甲能力应不仅关于穿甲深度而且关于穿甲直径都相对于EP申请第16405018.9号至少相同或甚至有改善。目标中的孔应对于燃烧剂的等离子体呈现仅小的流动阻力。弹头的内部和外部弹道学和目标精度应同样至少是相同的。弹头结构应是成本有利并且能够精确地由少量部件制成，并且能够借助传统的器件和方法大批量生产。该弹头也须能够制造为用于使用在步枪弹药筒中。弹头也应在较小的件数的情况下允许用于航空运输。

附加地，在可能错失目标的情况下和/或在目标非常软的情况下也不应出现危险的未爆弹。

该任务通过权利要求的特征解决。

此处所提及的穿甲芯出于生产和动力学原因优选是一件式的，但是也可以是多件式的。在每种情况下，在前部部分与本来的穿甲部分之间的过渡区域构造成用于使所产生的震荡波转向，从而在穿入到目标中的情况下也在没有其他辅助剂(如点燃链、敏感的爆炸物质等)的情况下激发脱敏的炸药。所产生的在穿甲芯前部部分中的碎裂作用允许该前部部分以全部动能穿过实心板(多个)。

通过使在碰撞时出现的震荡波的有针对性转向能够原则上减小爆炸物质的质量；此外，可以取消如今常使用的危险的四硝季戊四醇。

彼此相对作用的震荡波的不同的传播时间在微秒的范围内运动，从而作为爆炸物质的惯性的结果，该爆炸物质的极其高的密实化以及由此可靠的激发紧接着发生。

爆炸物质的量在本发明主题中能够被显著减少，如以口径0.5的多用途弹头朝着不同目标的可重复的射击试验所得到的，这没有未爆弹、爆燃或闪火。

在从属权利要求中描述本发明主题的有利的改进方案。

震荡波的简单的转向根据权利要求2所述通过全包覆件处的环绕的缺口实现。

特别高效的是根据权利要求3所述的在穿甲芯处的带有前部侧的面的收缩部，该面用于有效地反射震荡波。

在本发明的一种优选的实施方案中，前部侧的面、即促使震荡波的朝向留空部5的反射并且使震荡波的反射朝向留空部5取向的面构造为尤其是楔形的第一和/或第二收缩部的上部楔形面。优选地，该上部楔形面扁平地、平面地构造并且尤其是在相对于轴向方向(F)(射击方向)方面是截锥形。备选地，上部楔形面可以至少部分地、优选完全地设计为凸状的、优选抛物形的(从穿甲芯的外侧观察)，以便将震荡波集束到留空部中的爆炸物质上。

优选地，附加地楔形的收缩部的另外的下部面也可以要么扁平地、平面地构造，要么凸状地、尤其是抛物形地构造。

在穿甲芯处的前部侧的面的取向以最简单的方式进行，其方式为，该取向在几何结构上通过指向目标点的中心线确定。该目标点是事先确定的如下点，在该处震荡波导入是最高效的；权利要求4。

已经证实的是根据权利要求5所述的带有锥角的尾部侧的锥形面，其中，该锥角的几何尖部相应于上文提到的目标点。

在权利要求6中提到的楔形的第一收缩部的双重功能是非常节省空间的并且已证明为极其有效的。

通过经硬化的钢制尖部，实现在目标中的好的穿入，该穿入通过使用根据预制孔类型的钛销来加强。这种硬的销引起在目标处的高的面压力，从而几乎不出现跳弹；权利要求7。

根据权利要求8所述的设计方案得到十分有效的、连续地燃尽的标记装填物并且因此被用作曳光轨迹。

根据权利要求9所述的烟火技术的混合物得到好的目标标记，如其尤其是在多用途弹头中所期望的。

在本发明的一种优选的实施方案中，穿甲芯的带有用于以爆炸物质填充的前部侧的、盲孔状的留空部的前部部分、尤其是碗状部分和穿甲芯的中间部分由一个件、尤其是金属件制成，尤其是车削而成。优选地，该金属件由简单的钢形成，而尤其不具有镁-钴-添加物。穿甲芯的中间部分和尾部部分与前部部分通过第一收缩部彼此沿轴向方向分界。

在本发明的一种改进方案中，穿甲芯的尾部侧的末端面具有平的或平面的面或备选地具有凸状的、优选抛物形的形状，以便尤其使震荡波基本上沿轴向方向穿过穿甲芯朝向在前部部分中的留空部反射和取向，优选集束。

使用权利要求10至14表明了本发明主题的极度宽泛的使用范围。

借助根据本发明的措施得到如下显著的生产优点：可以替代通常的高价值的镁-钴-金属混合物而使用简单的钢材料，以实现安全弹头的期望的功能。特别地，将穿甲芯的前部部分与中间部分分界开的楔形的收缩部或槽得到变形力的集中。

特别有利的是穿甲芯在前部部分中在留空部形状方面的设计方案，该留空部基于材料薄弱部用作理论起皱区，这尤其提供如下可行性：将简单的钢材料用于穿甲芯。

令人惊讶地，通过根据本发明的全包覆件-安全弹头可以实现成功的角度射穿，即使在有角度的中弹方向的情况下，尤其是在45°角度下。在此，特别是前部部分的起皱区以容纳碗状部的形状即盲孔状的留空部支持。

优选地，设置有布置在留空部的区域中的环绕的薄弱部、尤其凹槽或缺口，所述薄弱部也可以轴向地或螺旋形地取向。

附图说明

下面借助附图阐释本发明主题的实施例，其中，对于作用相同的部件使用相同的附图标记。

其中:

图1示出带有高脱敏型爆炸物质的穿甲弹头，

图2以简化的图示示出根据图1的直接在碰撞到目标上时的穿甲弹头，其中，绘入震荡波前(Schockwellenfronten)，

图3示出图2的在穿甲部件的前部部分中的局部放大图，带有所产生的震荡波前，

图4示出带有标记装填物的多用途弹头的尾部部分，

图5示出以根据图4的变型方案的单个部件在多用途弹头中的组装(装配)，以及

图6示出准备用于装入弹药筒的弹头。

具体实施方式

在图1中，在口径0.5的穿甲弹头处，其全包覆件用1标明；该弹头在通常的行进中(未示出)沿飞行方向F被射出。全包覆件1具有被压平的尖部2。在弹头尖部中装入尖拱状的经硬化的钢制尖部4，该钢制尖部带有在前部侧的中央的钛销3。与钢制尖部4联接地设置有一件式的穿甲芯6，该穿甲芯带有盲孔形的留空部5，所述留空部的锥形面用5a标明，而尖部用5b标明。在留空部5中压入高脱敏型爆炸物质5'。穿甲芯6的前部区域6'具有楔形的第一收缩部10，即环形槽，由塑料组成的套筒7伸到该第一收缩部中，该套筒在中间部分中侧向地包覆穿甲芯6。套筒7在尾部侧被截去并且能够在全包覆件1与穿甲芯6之间空出空气空间8，该空气空间在内部弹道学方面起积极作用。类似的楔形的第二收缩部11位于穿甲芯6的尾部区域之前，其中，此处上部楔形面11'相对于水平线形成相对小的锐角。在尾部侧，设置有变细部15，该变细部用于将弹头引入到通常的弹药筒中并且同时在空气动力学方面是有利的。弹头通过尾部侧的密封盘9封闭，该密封盘被放入到该弹头人尽皆知的翻边16处。全包覆件1具有在穿甲芯6的前部区域6'中环绕的缺口1'(环形槽)。

所使用的材料自己本身已知；所述材料在本发明主题中产生令人惊讶的效果。通常的带有57HRC硬度的细晶粒钢适合作为钢制尖部4。在该处被放入在前部侧的1.2mm直径的钛销3在目标Z中根据预制孔的类型起作用并且防止跳弹。替代钛，碳化钛或氮化钛、所谓的金属陶瓷也是适合的。适合作为爆炸物质的尤其是由“塑料粘结炸药”(=PBX)组成的这种爆炸物质或T硝氨基型的这种爆炸物质，但是显然不局限于这些。套筒7可以行使多种功能，尤其是当该套筒实施为金属复合物时。一方面，该套筒可以用于减振并且由于其弹性而减少行进磨损，并且另一方面（在与例如钛粉末混合的情况下）在击中目标的情况下也产生闪光，该闪光用作命中显示。此外，金属粉末的有针对性的掺混也可有益于优化弹头的重心位置。

缺口1'以及楔形的收缩部10类似于根据欧洲专利申请第16405018.9号的发明主题地起形成碎片的作用并且提高芯6的穿甲能力。另一方面，所述缺口以及收缩部此处附加地用于震荡波转向，如随后在图2中所示。

为了简化，在图2中未绘入钛销3。在碰撞在目标处时形成的中间的震荡波前S1在至爆炸物质5'的过渡处经历分散，其中，同时侧向波在全包覆件1的缺口1'处作为波前S3被反射。穿甲芯6中楔形的第二收缩部11在其楔形面11'处反射侧向的、朝着中央行进的波前S2'，所述波前S2'与波前S1叠加并且经由楔形的第一收缩部10加强地在爆炸物质5'中作用为压力波；参见图3，穿甲芯的前部部分6'中的放大图。

这种作用、即高脱敏型爆炸物质的多侧的压缩引起该爆炸物质以强烈提高的速度全部燃尽。结晶的有效物质（本来的爆炸物）撞击式地且在所有侧彼此接触地相撞，并且由此被同时激发。这允许炸药量在碎裂功率相同的情况下以相对于根据EP申请第16405018.9号所述的弹头的70%数量级减少。在本专利权利要求中选取的术语“爆炸物质”能够认识到：相对于一般所使用的炸药还考虑其他迄今不能被激发或只能经过较长时间的点燃链激发的物质。本身不被视作爆炸物质的物质也落入其中，即如下物质，所述物质即使在没有传统的脱敏的情况下也是高脱敏的并且只能通过特别高的压力和特定的压力曲线来起爆。在此，重要的特别是所产生的提高的安全性，不仅在生产、运输时、而也在使用地点处操纵弹药时提高的安全性。减少的爆炸物质的量有利于遵守国际运输准则，这在紧迫的前线使用时可能是非常重要的。

在根据本发明的弹头中所产生的用于激发爆炸物质的条件仅在碰撞到目标(Z)时出现。由此产生：未爆弹（所述未爆弹出于某些原因也可一直出现）是完全不危险的，由此，产生另外的对于弹药安全性并非不显著的贡献。

根据本发明的结构实现了新颖的弹头型式构建，其带有在目标中的特定的作用，如随后的示例所表明的。

多用途弹头的变型方案由图4的局部图可见。此处，由铜锌合金组成的衬套14（该衬套设有尖部）被放入在穿甲芯6的尾部处的盲孔状的留空部12中。被压入到衬套14中的标记装填物13在射出时通过未标明的弹药筒经由尾部侧密封件9并且经由小的点火剂13'点燃。这种在热学上适宜的结构的特征在于在弹头的整个飞行距离上的均匀的燃尽并且用作可靠地起作用的曳光轨迹。

图5和6以透视图示出对于多用途弹头所使用的部件:

图5首先将尖拱状尖部4放入到全包覆件1中。在这之后跟着穿甲芯6，事先在前部区域6'中将爆炸物质5'压入到该穿甲芯中，并且弹性的套筒7被扣入。该套筒7具有至少一个径向缝口7'，这使装配变得容易并且防止包覆件1中的变形。衬套14和标记装填物13在尾部侧位于穿甲芯6中；参见图4。

接着，将密封件9放入并且使整个弹头的尾部侧设有翻边16，参见图6。

本发明主题是一种开放的结构，也就是说该结构能够以不同方式改变，与不同的材料组合并且与有意的特定的使用用途相适配，如此还尤其借助于由金属碎片组成的填充物。根据模型定律允许的是：也能够以类似的方式实现中口径和大口径武器。

为了提高穿甲能力、尤其是在较大口径的情况下提高穿甲能力，穿甲芯6的柱状杆同样可以尖拱状地设计。

与类似弹头相对比的实际试验已表明：爆炸物质的量能够减少到约三分之一。

原则上，本发明主题不局限于警用和军用应用:在机械制造、采矿、地上工程和地下工程中，但是也在勘察原材料时，能够持续地产生击穿部和孔，所述击穿部和孔出于安全性原因和环境原因应仅在爆炸物质的最低限度使用下实现。使用权利要求10至14勾勒这些使用情况，但绝不是穷举的。

附图标记列表

1 　　　全包覆件(穿甲弹头或多用途弹头)

1'　　　1中的缺口(环绕的)

2 　　　被压平的尖部

3 　　　钛销(可能是碳化钛)

4 　　　钢制尖部(经硬化的)

5 　　　6中的盲孔形的留空部

5a 　 5的锥形面

5b　　　5的尖部

5' 　　 爆炸物质(PBX/硝氨基)

6 　　　穿甲芯

6'　　　6的前部区域

7 　　　弹性的套筒(塑料/金属-复合物)

7'　　　7中的缝口

8 　　　空气空间(环形)

9 　　　尾部盘(密封件)

10 　　 楔形的第一收缩部(环形槽)

11 　　 楔形的第二收缩部(环形槽)

11′　 　11的上部楔形面

12 　　 6中的盲孔状的留空部

12'　　 留空部12的尖部

13 　　 标记装填物(曳光轨迹)

13'　　 用于13的点火剂

14 　　 衬套

15 　　 变细部

16 　　 翻边

F 　　弹头的飞行方向

S1-S3　 震荡波前

Z 　　目标。

Claims (17)

1.一种全包覆件-安全弹头，其带有中央的在所述全包覆件中定心的穿甲芯，所述穿甲芯带有前部侧的盲孔状的留空部，所述留空部用爆炸物质填充，其中，所述穿甲芯具有楔形的至少一个第一收缩部和第二收缩部，其中，在碰撞到目标上时，所产生的中央的震荡波在前沿侧作用到所述爆炸物质上，并且所述穿甲芯中的留空部在所述目标的内部碎裂，其特征在于，在环绕的缺口(1')和/或楔形的收缩部(10,11)处，震荡波(S1,S2)在所述全包覆件(1)处和/或在所述穿甲芯(6)中被反射，并且所述震荡波通过对向的震荡波(S1,S3;S2')加载所述爆炸物质(5)，从而出现彼此相对作用的压缩，所述压缩直接激发所述爆炸物质(5)。

2.根据权利要求1所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，处于外部的震荡波(S1)的一部分从所述全包覆件(1)的环绕的缺口(1')朝着所述留空部(5b)转向。

3.根据权利要求1或2所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述处于外部的震荡波(S1)的一部分在所述穿甲芯(6)的第二收缩部(11)的前部侧的面(11')处被反射并且朝着所述留空部(5)的尾部侧的尖部(5b)转向。

4.根据权利要求1至3所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述第一和/或第二收缩部(11)的前部侧的面(11')是上部楔形面，所述上部楔形面尤其是扁平地或凸状地成形。

5.根据前述权利要求中任一项所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述第二收缩部的前部侧的面(11')正交于假想的、被反射的震荡波(S2')取向。

6.根据前述权利要求中任一项所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述留空部(5)形成带有尖部(5b)的尾部侧的锥形面(5a)，其中，所产生的锥角为90°至130°、优选为120°。

7.根据前述权利要求中任一项所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述楔形的第一收缩部(10)如此构造，从而其允许所述反射的震荡波(S2')的主振幅通过且是在所述目标(Z)中的最佳的理论断裂部位。

8.根据前述权利要求中任一项所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述钢制尖部(4)是经硬化的并且包含中央的钛销(3)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，在所述穿甲芯(6)中在尾部侧设置有盲孔状的留空部(12)，金属衬套(14)被放入到所述留空部中，所述金属衬套包含标记装填物(13)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述弹性的套筒(7)由烟火技术的混合物组成，其中聚合物基体、优选聚醚酮包含装入的金属粉末，如钛、镁、铝或锆和/或它们的混合物。

11.根据前述权利要求中任一项所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述穿甲芯(6)和形成所述前部侧的、盲孔状的留空部(5)的前部部分(6')由一个件、尤其金属件制成，其中，尤其该一件式的穿甲芯(6)由钢、优选没有镁钴添加物的钢形成。

12.根据前述权利要求中任一项所述的全包覆件-安全弹头，其特征在于，所述穿甲芯的尾部侧的端面平面地或凸状地构造，尤其使得震荡波(S2)朝向所述留空部(5)集束。

13.根据权利要求1至8所述的全包覆件-安全弹头用于有针对性地停止逃跑车辆的使用。

14.根据权利要求1至12所述的全包覆件-安全弹头作为针对轻装甲物体的多用途弹头的使用。

15.根据权利要求1至12所述的全包覆件-安全弹头在制造和修复技术中以及在救护事业中用于在没有工具机的情况下形成钻孔的使用。

16.根据权利要求1至12所述的全包覆件-安全弹头在采矿中、在地上工程和地下工程中用于准备爆破孔、流出孔、注射和卸压的使用。

17.根据权利要求1至12所述的全包覆件-安全弹头用于在勘探原材料时逐级地掘进钻孔的使用。

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