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Die
Erfindung betrifft eine Hohlladung mit einer zwei unterschiedliche
Materialien aufweisenden Einlage, wobei das näher an der Hauptachse der Hohlladung
liegende erste Material aus einer ersten Gruppe derjenigen Materialien
ausgewählt
ist, die eine hohe Perforationsleistung aufweisen und wobei der
mittlere Öffnungswinkel
im Bereich des ersten Materials kleiner als der mittlere Öffnungswinkel
im Bereich des weiteren Materials ist.
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Es
sind verschiedene Ausführungen
von Einlagen für
Hohlladungen bekannt, die zur Verbesserung der Perforationsleistung
der Hohlladung im Ziel beitragen können.
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Die
DE 35 08 740 C2 beschreibt
beispielhaft eine als Bohrladung eines Tandemgeschosses verwendete
Hohlladung. Als Material für
die Einlage hat sich demnach Kupfer mit einem spitzen Kegelwinkel der
Einlage von 60° bewährt. Weiterhin
wird vorgeschlagen, anstelle des Kupfers auch solche Metalle, die
zu einer Nachverbrennung in Luft fähig sind, zu verwenden. In
der Absicht, einen möglichst
großen Krater
zu erzeugen, wird in dieser Druckschrift ein großer Öffnungswinkel von 90° bis 110° vorgeschlagen,
wobei die Dicke der Magnesiumeinlage etwa das Fünffache einer üblichen
Kupfereinlage betragen soll. Das Ziel, einen großen Kraterdurchmesser zu erzeugen,
wird mit Hilfe des sich tulpenartig ausbreitenden Partikelstrahls
erreicht. Das Ergebnis ist ein von Bruchstücken freigespülter trompetenförmiger Krater,
in dem die Nachschussladung ihre Wirkung entfalten kann.
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Es
kommt bei der genannten Hohlladung nicht darauf an, durch eine stabile
Wandung eines Ziels zu dringen und mit derselben Ladung hinter der Wandung
eine Sekundärwirkung
zu entfalten. Die exothermen Eigenschaften der vorgeschlagenen Einlage
werden nach den Vorschlägen
in der genannten Druckschrift nicht genutzt.
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Aus
der
DE 36 22 680 A1 ist
eine Hohlladung mit einer zwei unterschiedliche Materialien aufweisenden
Einlage gemäß dem Oberbegriff
bekannt geworden. Diese Einlage besteht aus zwei Abschnitten, von
denen der kopfseitige spitzwinklige Abschnitt einen dünnen vorlaufenden
Strahl bildet und die basisseitige massereiche und etwa rechtwinklige
Einlage einen breiteren nachlaufenden Hauptstrahl formt. Für das Material
der kopfseitigen Einlage wird Nickel vorgeschlagen und für die basisseitige
Einlage Kupfer oder Tantal. Ein Hinweis auf die Verwendbarkeit von Materialien
mit anderen Eigenschaften als Perforationsleistung wird nicht gegeben.
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Schließlich ist
in der DE-OS 23 10 685 eine Hohlladung mit Pyrometall beschrieben,
bei der das Pyrometall im Innenraum der Auskleidung oder in der Spitze
der Einlage angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass das pyrofore
Material entweder gleichzeitig oder sogar vor dem Material der Einlage
auf dem Ziel auftrifft. Diese Konstellation eignet sich nur für dünne Zielwandstärken. Anderenfalls
ist das Pyromaterial verbraucht, bevor das Ziel von der metallischen
Einlage perforiert wird.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Ausgestaltung einer Hohlladung und
ein Verfahren zur Erzeugung eines Hohlladungsstachels anzugeben, welche
mit nur einer Hohlladung sowohl Perforationsleistung als auch Blastleistung
im Ziel entfaltet.
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Die
Aufgabe wird in einfacher Weise durch die im Anspruch wiedergegebenen
Vorrichtungsmerkmale gelöst.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ohne Verwendung
einer Nachschussladung eine vor dem Einsatz bestimmbare Sekundärwirkung
erzielt wird. Deshalb eignet sich diese Hohlladung besonders zur
Anwendung gegen Ziele, die eine bestimmte Mindest-Außenwanddicke
aufweisen und bei denen nach der Durchdringung der Stahlwand im
Innenraum zusätzlich
eine Blastwirkung erzielt werden soll. Hierbei wird vorteilhafterweise
eine Wechselwirkung des erzeugten Stachels mit der Wand und/oder
dem Boden des Zielkraters ausgenutzt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und
werden nachfolgend näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Hohlladung mit gestuft verlaufender Einlage,
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2 eine
Hohlladung mit gestufter Einlage und einem Herz zur Detonationswellenlenkung.
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Die 1 zeigt
einen Schnitt durch eine Hohlladung HL, die innerhalb eines Gehäuses G eine Sprengladung 2 enthält. In der
kegelförmigen
Ausnehmung der Sprengladung 2 ist eine stachelbildende
Einlage 1a, 1b angeordnet, die sich mit einem Öffnungswinkel α zum äußeren Rand
der Hohlladung hin erweitert. In der Regel ist der Öffnungswinkel α rotationssymmetrisch
zur Hauptachse A der Hohlladung angeordnet. Eine Hohlladung der
bisher beschriebenen Art ist geeignet, mittels des sich bei Zündung der
Sprengladung ausbildenden Stachels eine der Leistung der Hohlladung
entsprechende Wand eines Ziels zu durchbohren. Nach diesem primären Perforationsvorgang
tritt hinter der perforierten Wand keine nennenswerte sekundäre Blastleistungsabgabe
(Druck- und Temperaturerhöhung)
mehr auf. Wird der Öffnungswinkel α vergrößert, so
erweitert sich die im Ziel erreichbare Perforation zu einem Krater,
eine Blastwirkung wird ebenso wenig erreicht.
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Erfindungsgemäß wird die
stachelbildende Einlage in mindestens zwei Teilen aufgebaut. Das Verhältnis ihrer
Größenanteile
ist charakteristisch für das
Verhältnis
zwischen Perforationsleistung und Blastleistung im Ziel. Im Aus führungsbeispiel
sind die Anteile 1a, 1b der Einlage so gewählt, dass
sie größenmäßig nicht
sehr stark voneinander abweichen. Unterschiedlich sind jedoch die
verwendeten Materialien. Die im Bereich der Hauptachse angeordnete erste
Einlage 1a wird aus der Gruppe derjenigen Materialien ausgewählt, die
sich durch eine hohe Perforationsleistung auszeichnen (zum Beispiel
Kupfer). Gleichzeitig weist dieser erste Teil der Einlage einen im
Vergleich zum Rest der Einlage kleinen bzw. spitzwinkligen Öffnungswinkel α auf. Typischerweise
liegt dieser Winkel im Bereich zwischen 40° und 60°. Die Kombination aus Einlagenmaterial
und spitzem Öffnungswinkel
erzeugt zusammen mit der üblichen zentralen
Auslösung
mittels eines nur angedeuteten Zündmittels
Z einen allen anderen Stachelbestandteilen vorauseilenden scharf
gebündelten
Stachel, der zur Perforation einer Zielwandung besonders geeignet
ist. Als Material der Zielwand wird hierbei Panzerstahl angenommen.
Der Stachel hat bei einer üblichen
Dimensionierung der Einlage einen Durchmesser von etwa 5 mm und
erzeugt einen Krater von bis zu 20 mm Durchmesser in der Zielwand.
Grundsätzlich
genügt
es, die Wand des Ziels bis auf einen verbleibenden Rest der Wand
anzubohren.
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Mit
einer gewissen Verzögerung
wird auch der weitere Teil der Einlage 1b, der einen größeren Öffnungswinkel β aufweist,
zu einem Partikelstrahl geformt. Dieser Öffnungswinkel β liegt typischerweise
im Bereich von 70° bis
90°. Der
hiermit erzeugte Partikelstrahl ist jedoch nicht so scharf gebündelt wie der
Stachel, der aus dem ersten Teil der Einlage 1a gebildet
wurde, und er läuft
dem schnellen vorauslaufenden Stachelanteil nach. Die zweite oder
bei Bedarf auch eine oder mehrere weitere sich nach außen hin
anschließende
Einlagen 1b bestehen aus einem Material aus jener Gruppe
von Leichtmetallen oder deren Legierungen, die sich durch eine besondere Reaktionsfähigkeit
mit Sauerstoff auszeichnet. Besonders eignen sich hierfür Magnesium
und Aluminium oder eine Legierung, die Anteile hiervon enthält. In Versuchen
hat sich hierbei eine Magnesium-Aluminium-Legierung (Mg Al9 Zn1)
besonders bewährt. Der
nachlaufende Partikelstrahl weist einen Durchmesser von 20–30 mm auf,
der damit in der gleichen Größenordnung
wie der zuvor erzeugte Krater liegt, und er durchschlägt den verbliebenen
Rest der Panzer stahlwand. Dabei entsteht eine Wechselwirkung des
Partikelstrahls mit dem Rest der Stahlwand und auch mit der Wandung
der in das Ziel gebohrten Öffnung.
Diese Wechselwirkung äußert sich
in einer enormen Druck- und Temperaturerhöhung hinter der Zielwand, es
entsteht ein sogenannter Blasteffekt. Bei einer reinen Aluminium-Einlage
lässt sich
bereits eine Erhöhung
der Blastleistung feststellen. Bei der oben angegebenen Mg Al-Legierung
wurde bisher der größte Blasteffekt
bei einem Ziel aus Panzerstahl gemessen. Hierbei ist es nicht entscheidend,
ob die unmittelbare Umgebung des Ziels genügend Luftsauerstoff enthält. Es ist
anzunehmen, dass im Sog der Stachel genügend Sauerstoff mitgezogen
wird.
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Der
erzielbare Blasteffekt liegt in der Erhöhung des Druckes hinter der
Zielwand auf einige Bar und in der Erhöhung der Temperatur aufgrund
der Reaktion mit dem Luftsauerstoff auf Werte bis zu 100°–150 C.
Es zeigt sich dabei, dass das Verhältnis zwischen Perforations-
und Blastleistung beispielsweise durch das Verhältnis der Volumenanteile und die
Materialauswahl der unterschiedlichen Einlagen beeinflussbar ist.
Es ist auch möglich,
die Leistung der stachelbildenden Einlagen 1a, 1b durch
entsprechende Wahl der Dicke der jeweiligen Einlage zu beeinflussen.
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Neben
der in 1 dargestellten bikonischen Form der Hohlladungseinlage
sind auch andere Gestaltungen der Öffnungswinkels α, β im Rahmen
der Erfindung möglich.
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In
der 2 sind weitere Möglichkeiten der Beeinflussung
der Stachelausbildung angedeutet. Nach Zündung des in dieser Figur zentral
angeordneten Zündmittels
Z breiten sich von dort die Detonationswellen axial aus, bis sie
auf in der Sprengladung gelagerte inerte Mittel D zur Detonationswellenlenkung
treffen und dort in radiale Richtungen umgeleitet werden. Über die
Laufzeit und -richtung der Detonationswellen lässt sich vor allem der zeitliche Abstand
der aufeinander folgenden Stachelanteile beeinflussen. Ebenso gut
ist es denkbar, die Sprengladung über außermittig angeordnete Zündmittel
Z, die zu geeigneten Zeitpunkten initiiert werden, auszulösen und
damit eine Anpassung an unterschiedliche Zieleigenschaften und eine
entsprechende Optimierung der erzielbaren Leistung zu erreichen.