DE10125226C2 - Explosive charge for a warhead - Google Patents
Explosive charge for a warheadInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopf zur Bekämpfung technischer Ziele mit einer innerhalb eines Gehäusemantels gelagerten Sprengladung, wobei innerhalb der Sprengladung wenigstens eine den Querschnitt der Sprengla dung vollständig abdeckende Zwischenschicht angeordnet ist und jede Zwi schenschicht aus zwei Trennschichten und einem den Zwischenraum zwi schen den Trennschichten ausfüllenden weiteren Sprengstoff besteht.The invention relates to a warhead to combat technical objectives with an explosive charge stored within a housing shell, wherein within the explosive charge at least one the cross-section of the explosive is arranged completely covering intermediate layer and each intermediate layer of two separating layers and one the space between there is further explosive filling the separating layers.
Das Einsatzfeld heutiger Gefechtsköpfe verändert sich zunehmend. Es werden immer öfter Ziele in urbaner Umgebung ausgewählt, um die gegnerische Inf rastruktur zu schwächen. Diese Ziele zeichnen sich durch extreme Nähe zu zivilen und anderen Einrichtungen aus, die nicht oder nur wenig beschädigt werden sollen. Da die bevorzugte Wirkrichtung bauartbedingt vorgegeben ist, bleibt als Möglichkeit zur Reduzierung der Schäden in der Zielumgebung nur die Beeinflussung der Leistung des Gefechtskopfes.The field of application of today's warheads is changing increasingly. It will more and more targets in an urban environment selected to the opposing Inf weaken the structure. These goals are extremely close civilian and other entities that are not or little damaged should be. Since the preferred direction of action is determined by the design, remains as a way to reduce damage in the target environment only influencing the performance of the warhead.
Es ist aus der DE 100 15 070 A1 bekannt, die Leistung eines Gefechtskopfes dadurch kontrolliert zu vermindern, dass der detonativen Initiierung eine deflagrative Initiierung entgegengesetzt wird. Hierzu sind innerhalb der Sprengladung in regelmäßigen Abständen Barrieren vorgesehen. Diese Barrieren bestehen aus deflagrativ umsetzbarem Spreng stoff oder aus inertem Material. Deshalb kann selbst bei detonativer Initiie rung des Gefechtskopfes nicht die Leistung erreicht werden, die der im Innen raum des Gefechtskopfes maximal verfügbaren Sprengstoffmenge entspre chen würde. Die Leistung des Gefechtskopfes lässt sich jedoch in der ge wünschten Weise auf Werte zwischen 0 und 100% der umsetzbaren Spreng stoffmenge einstellen.It is known from DE 100 15 070 A1 that Controlling the performance of a warhead by controlling the detonative initiation is opposed to deflagrative initiation. There are barriers within the explosive charge at regular intervals intended. These barriers consist of explosives that can be deflagratively implemented fabric or inert material. Therefore, even with detonative initiation warhead cannot achieve the performance that of the inside warhead space corresponds to the maximum amount of explosives available would. The performance of the warhead, however, can be wished for values between 0 and 100% of the actionable explosive Set the amount of fabric.
Weiterhin ist es aus der US 5 606 146 A bekannt, aufeinanderfolgende Schich ten unterschiedlicher Sprengstoffe mit Hilfe von Trennschichten zu separieren. Es wird jedoch kein Hinweis auf die Verwendung einer derartigen ge schichteten Sprengladung in Gefechtsköpfen, insbesondere in solchen mit einstellbarer Leistung, gegeben.Furthermore, it is known from US Pat. No. 5,606,146 A, successive layers to separate different explosives with the help of separating layers. However, there is no indication of the use of such a ge layered explosive charge in warheads, especially those with adjustable power.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die maximal verfügbare Leistung des Ge fechtskopfes unter weitgehender Vermeidung leistungsmindernder Bauteile innerhalb des Sprengstoffes anzuheben, ohne auf die Einstellbarkeit der Ge fechtskopfleistung verzichten zu müssen. It is an object of the invention to determine the maximum available power of the Ge fencing head while largely avoiding performance-reducing components within the explosives without affecting the adjustability of the Ge to have to forego warhead performance.
Die Aufgabe wird in einfacher Weise durch die in Anspruch 1 wiedergegebe nen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den nachgeordneten Ansprüchen beschrieben.The task is reproduced in a simple manner by the in claim 1 Features resolved. Advantageous embodiments of the invention are in the subordinate claims described.
Als besonders vorteilhaft erweist sich die Tatsache, dass zur Verminderung der Leistung des Gefechtskopfes Zwischenschichten innerhalb des Sprengstoffes benutzt werden, die selbst aus einem weiteren detonativ umsetzbaren Spreng stoff bestehen. Dieser weitere Sprengstoff trägt mit seinem Leistungsanteil zur Erhöhung der Gesamtleistung des Gefechtskopfes bei, indem der Anteil des detonativ umsetzbaren Sprengstoffes innerhalb des Gefechtskopfvolumens erhöht wird. Andererseits wird für diesen weiteren Sprengstoff ein Typ ge wählt, der entweder bereits flüssig ist oder der nach seiner Verflüssigung aus einer ausgewählten Zwischenschicht entfernt werden kann bzw. der leicht durch thermische Anregung chemisch eingesetzt werden kann, ohne zu deto nieren bzw. in eine Reaktion höherer Ordnung überzugehen. Damit wirkt die se Zwischenschicht als Barriere für eine sich ausbreitende Detonation und die erwünschte Einstellbarkeit der Leistung des Gefechtskopfes ist gegeben.The fact that to reduce the Warhead performance intermediate layers within the explosive are used, even from another detonatively explosive explosive consist of fabric. This additional explosive contributes with its performance share Increase in overall warhead performance by increasing the proportion of detonable explosives within the warhead volume is increased. On the other hand, a type is used for this additional explosive selects that is either already liquid or that is after liquefying a selected intermediate layer can be removed or easily can be used chemically by thermal excitation without deto kidney or transition into a higher order reaction. So that works This intermediate layer acts as a barrier to a spreading detonation and the The desired adjustability of the warhead performance is given.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch ver einfacht dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown schematically in the drawing simply represented and are described in more detail below. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Gefechtskopf, in dessen Sprengla dung Zwischenschichten enthalten sind, Fig. 1 a longitudinal section are contained by a warhead in the Sprengla dung interlayers
Fig. 2 eine Ausführung der Zwischenschichten mit Heizelementen, Fig. 2 shows an embodiment of the intermediate layers with heating elements,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform mit flüssigem Sprengstoff in den Zwi schenschichten. Fig. 3 shows another embodiment with liquid explosives in the inter mediate layers.
Die Fig. 1 zeigt stark vereinfacht das erfindungsgemäße Prinzip anhand eines Längsschnittes durch einen Gefechtskopf mit einem Gehäusemantel 7. Die Sprengladung (1a, 1b) besteht hierbei homogen aus einem brisanten Spreng stoff und wird über eine konventionelle Zündkette Z, die im Ausführungsbei spiel zweistufig ausgeführt ist, detonativ initiiert. Der Sprengstoff ist in Sektionen unterteilt, von denen in der Zeichnung die beiden linken Sektionen mit den Bezugszeichen 1a und 1b versehen sind. Die Unterteilung des Spreng stoffes in eine größere Anzahl von Sektionen ist nach Maßgabe verschiedener Parameter wie beispielsweise Art der verwendeten Sprengstoffe und Dimensi onierung der zwischen den Sektionen angeordneten Zwischenschichten 2 zu wählen. Die Zwischenschichten bestehen selbst aus drei Lagen. Der Innen raum der Zwischenschichten ist mit einem weiteren Sprengstoff 4 gefüllt und die Abtrennung des weiteren Sprengstoffes 4 von den Sektionen 1a und 1b des Sprengstoffes findet mittels Trennschichten 3 statt. Die Trennschichten 3 bestehen je nach Anwendungsfall aus dünnen thermisch isolierenden Schich ten oder aus schockabsorbierenden Schichten. Eine Kombination aus beiden Eigenschaften ist auch denkbar.Greatly simplifies the Fig. 1 shows the inventive principle with reference to a longitudinal section of a warhead with a housing jacket 7. The explosive charge ( 1 a, 1 b) consists homogeneously of an explosive explosive and is detonatively initiated via a conventional ignition chain Z, which is designed in two stages in the exemplary embodiment. The explosives are subdivided into sections, of which the two left sections in the drawing are provided with the reference numerals 1 a and 1 b. The subdivision of the explosives into a larger number of sections is to be selected according to various parameters such as the type of explosives used and the dimensioning of the intermediate layers 2 arranged between the sections. The intermediate layers themselves consist of three layers. The interior of the intermediate layers is filled with a further explosive 4 and the separation of the further explosive 4 from the sections 1 a and 1 b of the explosive takes place by means of separating layers 3 . Depending on the application, the separating layers 3 consist of thin, thermally insulating layers or of shock-absorbing layers. A combination of both properties is also conceivable.
Im Fall der Initiierung der Sprengladung 1a, 1b durch die Zündkette Z wird die gesamte Ladung detonativ umgesetzt und alle Elemente des Mantels 7 als Splitter wirksam. Die Zwischenschicht 2 wirkt dabei ebenso detonativ wie die eigentliche Sprengladung 1a, 1b. Die gesamte Sprengladung detoniert nach der Initiierung, wobei die dünnen Trennschichten 3 das Durchdetonieren nicht behindern.In the event of initiation of the explosive charge 1 a, 1 b by the ignition chain Z, the entire charge is implemented in a detonative manner and all elements of the jacket 7 are effective as fragments. The intermediate layer 2 acts just as detonatively as the actual explosive charge 1 a, 1 b. The entire explosive charge detonates after initiation, the thin separating layers 3 not hindering through-detonation.
Das Prinzip der Erfindung liegt nun darin, dass nur ein definierter Teil der Sprengladung detonativ umgesetzt wird. Hierzu wird eine der Zwischen schichten 2 aktiviert. Dies bedeutet, dass der in dieser Zwischenschicht ent haltene weitere Sprengstoff 4 entweder deflagrativ umgesetzt wird oder dass er auf geeignete Weise entfernt wird. Nach der Aktivierung wirkt die Zwi schenschicht wie eine nicht überwindbare Barriere für die initiierte Detonation. Angenommen es würde im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die mittlere Zwi schenschicht aktiviert werden, so würden nur die Sektionen 1a und 1b des Sprengstoffes detonativ umgesetzt werden. Die restlichen nicht detonierten Sprengladungs-Sektionen werden durch die Blastwelle der detonierenden zwei Sprengladungs-Sektionen lediglich ab- oder ausgestoßen beziehungswei se in kleine Teile zerlegt. Sie können höchstens durch die heißen Schwaden gase in Brand gesetzt werden, tragen aber nichts zur Splitter- oder Blastleistung des Gefechtskopfes bei. The principle of the invention is that only a defined part of the explosive charge is implemented detonatively. For this, one of the intermediate layers 2 is activated. This means that the further explosive 4 contained in this intermediate layer is either implemented deflagratively or that it is removed in a suitable manner. After activation, the interlayer acts as an insurmountable barrier for the initiated detonation. Assuming that the middle intermediate layer would be activated in the exemplary embodiment according to FIG. 1, only the sections 1 a and 1 b of the explosive would be implemented detonatively. The remaining non-detonated explosive charge sections are only ejected or ejected or broken down into small parts by the blast wave of the detonating two explosive charge sections. They can only be set on fire by the hot steam, but do not contribute to the warhead's splintering or blasting performance.
In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die spe zielle Ausführung bezieht sich auf die Gestaltung der Zwischenschicht 2. Jede der Zwischenschichten 2 weist zwei Trennschichten 3 auf, die mit ihrer äuße ren Fläche an die benachbarten Sprengstoffsektionen 1a, 1b grenzen. Der In nenraum zwischen den Trennschichten 3 ist mit einem weiteren Sprengstoff 4 gefüllt. Dieser ist in der Regel unempfindlicher als der in den Sektionen gela gerte Sprengstoff 1a, 1b. Damit ist es leichter möglich, den weiteren Spreng stoff 4 thermisch zu deflagrieren ohne eine Detonation anzuregen. Die Haupt ladung ist hingegen auf möglichst hohe Blast- und Splitterleistung optimiert.In FIG. 2, an embodiment of the invention is illustrated. The special design relates to the design of the intermediate layer 2 . Each of the intermediate layers 2 has two separating layers 3 which border with their outer surface on the adjacent explosive sections 1 a, 1 b. In nenraum between the separating layers 3 is filled with another explosive 4 . This is generally less sensitive than the explosives 1 a, 1 b stored in the sections. This makes it easier to thermally deflagrate the further explosive 4 without triggering a detonation. The main charge, on the other hand, is optimized for the highest possible blast and splinter performance.
Innerhalb der Lagen des weiteren Sprengstoffes 4 sind zur Umsetzung der Deflagration Heizelemente 5 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel in je weils drei Schichten angeordnet sind. Durch Anlegen einer elektrischen Stromversorgung 6 an die Heizelemente einer ausgewählten Zwischenschicht wird deren weiterer Sprengstoff 4 mittels Zuführung ausreichender thermi scher Energie zur Deflagration angeregt. Die Auslösung der Heizelemente er folgt in der Regel mittels einer zielerfassenden Sensorik, die in Verbindung mit der Zünd- und Sicherungseinrichtung des Gefechtskopfes steht. Die hierfür vorhandenen Batterien bzw. stromerzeugenden Mittel können auch für die Versorgung der Heizelemente genutzt werden. Der Zeitpunkt der Aktivierung der Heizelemente liegt in der Regel in der Zeitspanne kurz vor dem Zielkon takt.Within the layers of the further explosive 4 , heating elements 5 are provided for implementing the deflagration, which in the exemplary embodiment are arranged in three layers each. By applying an electrical power supply 6 to the heating elements of a selected intermediate layer, its further explosive 4 is excited by supplying sufficient thermal energy for deflagration. The heating elements are usually triggered by means of a target-sensing sensor system which is connected to the ignition and safety device of the warhead. The batteries or electricity-generating means available for this can also be used to supply the heating elements. The time of activation of the heating elements is usually in the period shortly before the Zielkon contact.
Die Zwischenschicht wirkt nun bei der Auslösung der Sprengladung 1a, 1b mit Hilfe der Zündkette Z als Barriere und verhindert damit die Durchdetonation der in der Zeichnung rechts der ausgewählten Zwischenschicht liegenden Sprengladungssektionen. Vorteilhafterweise sind die Zwischenschichten 2 beidseitig von thermisch wirksamen Trennschichten 3 abgeschlossen. Die Trennschichten können darüber hinaus auch noch stoßwellendämpfende Ei genschaften aufweisen. Derartige Trennschichten können aus porösen, nicht wärmeleitenden Materialien aufgebaut sein. Eine solche Trennschicht verhin dert, dass benachbarte Sprengladungsanteile zu stark erhitzt werden und e benfalls deflagrativ zu reagieren beginnen. Die durch die geringen Reaktionen verursachten Druckwellen werden beim Durchgang durch die Trennschicht so weit reduziert, dass eine mögliche Druckinitiierung der benachbarten Spreng ladungssektion auf alle Fälle verhindert wird. Für die eigentliche Detonations welle stellen die Trennschichten allein kein Hindernis dar, so dass der Spreng stoff ungehindert durchdetoniert.The intermediate layer now acts as a barrier when the explosive charge 1 a, 1 b is triggered with the aid of the ignition chain Z and thus prevents the detonation charge sections lying to the right of the selected intermediate layer in the drawing from being detonated. The intermediate layers 2 are advantageously closed on both sides by thermally active separating layers 3 . The separating layers can also have shock-absorbing properties. Such separating layers can be constructed from porous, non-heat-conducting materials. Such a separating layer prevents neighboring explosive charges from being overheated and also starting to react deflagratively. The pressure waves caused by the low reactions are reduced to the extent that the possible initiation of pressure of the neighboring explosive charge section is prevented in any case. The separation layers alone do not represent an obstacle for the actual detonation wave, so that the explosive detonates unhindered.
Die Fig. 3 zeigt weitere Möglichkeiten zur Realisierung der Erfindung. In den Zwischenschichten ist in diesem Fall eine spezielle weitere Sprengladung 4 vorgesehen, die entweder eine flüssige Konsistenz aufweist oder die bei einer definierten Temperatur von der festen in die flüssige Phase übergeht. Für letztere eignen sich beispielsweise TNT-gebundene Sprengladungen. Für die Phasenumwandlung sind ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 Heizelemente oder Heizschichten 5 innerhalb der Sprengladung angeordnet. Bei flüssigen weiteren Sprengstoffen sind die Heizelemente nicht notwendig. Die Intensität der Aufheizung liegt deutlich niedriger als bei dem Ausfüh rungsbeispiel nach Fig. 2, da die Initiierung einer chemischen Reaktion nicht notwendig ist. FIG. 3 shows further options for implementing the invention. In this case, a special additional explosive charge 4 is provided in the intermediate layers, which either has a liquid consistency or which changes from the solid to the liquid phase at a defined temperature. For the latter, for example, TNT-bound explosive charges are suitable. For the phase change, as in the exemplary embodiment in FIG. 2, heating elements or heating layers 5 are arranged within the explosive charge. The heating elements are not necessary for other liquid explosives. The intensity of the heating is significantly lower than in the exemplary embodiment according to FIG. 2, since the initiation of a chemical reaction is not necessary.
Um den flüssigen oder den verflüssigten weiteren Sprengstoff 4 zu entfernen und damit eine für die nachfolgende Detonation der Sprengladung 1a, 1b un überwindliche Barriere zu schaffen, werden beispielhaft zwei Möglichkeiten vorgestellt. Im Bereich der ausgewählten Zwischenschicht ist im Gehäuse mantel 7 eine Ablassöffnung 8 vorgesehen, aus der der flüssige weitere Sprengstoff 4 austreten kann. Falls jedoch Öffnungen im Gehäusemantel 7 bei spielsweise bei einem Penetrator nicht erwünscht sind, kann ein Hohlraum 9 innerhalb des Gehäusemantels 7 vorgesehen sein, dessen Volumen so bemes sen ist, dass er den gesamten weiteren Sprengstoff 4 einer ausgewählten Zwi schenschicht aufzunehmen vermag. Dieser Hohlraum wird vorteilhafterweise im Bereich der Spitze des Gehäusemantels 7 angeordnet.In order to remove the liquid or the liquefied further explosive 4 and thus to create a barrier which is insurmountable for the subsequent detonation of the explosive charge 1 a, 1 b, two possibilities are presented as examples. In the area of the selected intermediate layer, a drain opening 8 is provided in the casing shell 7 , from which the liquid explosive 4 can escape. If, however, openings in the housing shell 7 are not desired in the case of a penetrator, for example, a cavity 9 can be provided within the housing shell 7 , the volume of which is dimensioned such that it is able to accommodate the entire further explosive 4 of a selected intermediate layer. This cavity is advantageously arranged in the region of the tip of the housing shell 7 .
Der flüssige oder verflüssigbare weiter Sprengstoff 4 ist ebenso wie im vorher gehenden Ausführungsbeispiel innerhalb von Trennschichten 4 eingebettet. In diesem Fall ist es jedoch vorteilhaft, die Trennschichten schockabsorbierend zu gestalten. Zumindest müssen die von der Detonation der davorliegenden Sprengstoffsektionen 1a, 1b herrührenden heißen Schwaden daran gehindert werden, durch den nun leeren Innenraum zwischen den Trennschichten 3 auf die benachbarte Sektion der Sprengladung aufzutreffen.As in the previous exemplary embodiment, the liquid or liquefiable further explosive 4 is embedded within separating layers 4 . In this case, however, it is advantageous to make the separating layers shock-absorbent. At least the hot steam resulting from the detonation of the explosive sections 1 a, 1 b in front must be prevented from hitting the adjacent section of the explosive charge through the now empty interior between the separating layers 3 .
Um das Austreten der flüssigen oder verflüssigten weiteren Sprengladung 4 zu erleichtern oder zu ermöglichen, können innerhalb des Gehäusemantels 7 ver schiedenartige Mittel zur örtlichen Verlagerung des flüssigen weiteren Spreng stoffes 4 vorgesehen sein. Beispielsweise kann über eine in der Figur nicht dargestellte Leitung Druck in den Innenraum der ausgewählten Zwischen schicht geleitet werden. Hierfür bietet sich der von einem Triebwerk des den Penetrator beinhaltenden Flugkörpers abgeleiteter Druck (typisch 100-200 bar) an. Dieser Triebwerksdruck wir mitunter auch zur Entsicherung der Siche rungsvorrichtung verwendet, so dass mit Hilfe der bekannten Technologie auch andere Aufgaben beherrschbar sind. Es können ebenso gut auch andere Mittel dafür verwendet werden, die flüssige weitere Sprengladung 4 aus dem Zwischenraum zwischen den Trennschichten zu pressen. Als Beispiel seien schaumerzeugende Mittel genannt, die vor der Aktivierung nur ein geringes Volumen einnehmen. Nach der Aktivierung vervielfachen sie ihr Volumen und treiben damit den weiteren Sprengstoff 4 aus dem Zwischenraum aus. Vor teilhafterweise wirken derartige Schäume schockdämpfend, so dass sich diese Wirkung mit derjenigen der Trennschichten 3 auf ideale Weise ergänzt.To facilitate the leakage of the liquid or liquefied further explosive charge or 4 to enable may be provided inside the housing jacket 7 ver difference-like means for local displacement of the liquid further explosive substance. 4 For example, pressure can be conducted into the interior of the selected intermediate layer via a line, not shown in the figure. The pressure derived from an engine of the missile containing the penetrator (typically 100-200 bar) is suitable for this. This engine pressure is sometimes used to unlock the securing device, so that other tasks can be mastered using the known technology. Other means can also be used just as well to press the liquid further explosive charge 4 out of the space between the separating layers. An example is foam-producing agents which only take up a small volume before activation. After activation, they multiply their volume and thus drive the further explosive 4 out of the intermediate space. Such foams advantageously have a shock-absorbing effect, so that this effect complements that of the separating layers 3 in an ideal manner.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |