DE102004005064A1

DE102004005064A1 - System, das gegen eine unbeabsichtigte detonative Umsetzung unempfindlich ist

Info

Publication number: DE102004005064A1
Application number: DE200410005064
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Schildknecht; Karl Rudolf; Bernd Dr. Eigenmann
Original assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl Defence GmbH and Co KG
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2024-02-03
Also published as: DE102004005064B4

Abstract

Es wird ein System wie ein Treibsatz, eine Munition, ein Gefechtskopf oder dergleichen beschrieben, wobei das System zur Vermeidung einer detonativen Umsetzung beispielsweise durch die Einwirkung von Feuer, durch ein Eindringen von Projektilen, Splittern usw. mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle aufweist, durch die eine Begrenzung eines internen Druckaufbaus auf ein unkritisches Druckniveau erfolgt. Erfindungsgemäß weist die mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle metallisches Glas auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein System gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem derartigen System handelt es sich beispielsweise um eine Munition oder um einen Gefechtskopf, oder allgemein um ein Wirkteil, einen Treibsatz oder Antrieb oder eine Kombination daraus.
Bei derartigen Systemen existiert die Forderung nach einer Unempfindlichkeit, d.h. unter der Einwirkung von Feuer oder bei einem Eindringen von Splittern oder Projektilen darf keine Detonation auftreten, vielmehr soll im Idealfall die Spreng- oder Treibladung definiert abbrennen.
Zur Vermeidung von detonativen Umsetzungen sind Systeme bekannt, bei welchen die System-Hülle definierte Schwachstellen enthält oder als ganzes unter bestimmten Randbedingungen eine definierte Schwachstelle darstellt. Diese Schwachstellen sind beispielsweise als Kerben oder Wandstärkereduktionen ausgebildet, die beispielsweise bei der Einwirkung eines Feuers oder beim Eindringen von Splittern oder Projektilen in das System ein frühzeitiges Aufreißen der System-Hülle bewirken. Desgleichen ist es bekannt, Zünder oder Bodengewinde bei einer Munition derartig zu dimensionieren, dass sie infolge des erzeugten System-Innendruckes rechtzeitig ausgedrückt werden. Des Weiteren ist es bekannt, zwischen dem Zünder und dem Boden einer Munition einen Zwischenring aus Kunststoff vorzusehen, dessen mechanische Festigkeit bereits bei einer geringen Temperaturerhöhung über die normale Betriebstemperatur derartig abnimmt, dass ein Öffnen der System-Hülle ermöglicht wird.
Auf diese Weise ist es möglich, in einem System, d.h. in einer System-Hülle, einen unerwünschten Druckaufbau durch thermische Dehnung, thermische Zersetzung bzw. Abbrand von Sprengstoff bzw. Treibstoff zu vermeiden bzw. auf ein unkritisches Druckniveau zu begrenzen.
Die oben beschriebenen Vorschläge zur Vermeidung von detonativen Umsetzungen weisen jedoch den Mangel auf, dass die System-Festigkeit auch bei den üblichen Einsatztemperaturen entsprechend reduziert wird.
In Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt die Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei den angestrebten Einsatztemperaturen eine hohe Festigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einem System der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen System mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle metallisches Glas aufweist, ergibt sich der Vorteil, dass das System bei seiner üblichen Einsatztemperatur eine hohe mechanische Festigkeit besitzt, die jedoch bei weiter steigender Temperatur beispielsweise durch die Einwirkung von Feuer, durch das Eindringen von Projektilen, Splittern usw. vergleichsweise schnell abfällt, so dass sich zuverlässig eine Begrenzung des internen Druckes auf ein unkritisches Druckniveau ergibt.
Die mechanische Festigkeit des zur Anwendung gelangenden metallischen Glases ist bei Einsatztemperatur mit der mechanischen Festigkeit vergüteter Stähle vergleichbar. Beim Erreichen der Glasübergangstemperatur, die von der Zusammensetzung des metallischen Glases, der Aufheizgeschwindigkeit und dem Alterungszustand des metallischen Glases abhängig ist, sinkt die Festigkeit des metallischen Glases innerhalb eines relativ engen Temperaturintervalles sehr schnell ab. Diese rasch absinkende Festigkeit begünstigt das Öffnen der definierten Druckentlastungs-Schwachstelle des Systems, beispielsweise durch Aufreißen oder durch Ausdrücken der entsprechenden Komponente des Systems. Die besagte Glasübergangstemperatur des metallischen Glases kann im Bereich weniger 100° Celsius eingestellt werden.
Bei metallischem Glas handelt es sich um amorph oder quasi amorph aus der Schmelze erstarrte Metalle. Solche als metallische Gläser bezeichnete amorphe Metalle zeichnen sich durch eine hohe Härte bei guter Duktilität und guter Korrosionsbeständigkeit aus.
Erfindungsgemäß kann das metallische Glas im gealterten Zustand kristalline Ausscheidungen aufweisen.
Die mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle kann erfindungsgemäß von einem mehrphasigen Werkstoff gebildet sein, der als eine Phase metallisches Glas enthält. Desgleichen ist es möglich, dass die mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle des erfindungsgemäßen Systems von einem Verbundwerkstoff gebildet ist, der als eine Komponente metallisches Glas enthält.
Erfindungsgemäß kann die mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle an einer Strukturkomponente des Systems vorgesehen oder von einer Strukturkomponente des Systems gebildet sein.
Die besagte Strukturkomponente kann von einem Abschnitt einer Hülle des Systems gebildet sein. Desgleichen ist es möglich, dass die Strukturkomponente an einem Bodenteil des Systems vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Strukturkomponente an einem Zünder des Systems, insbesondere einer Munition, vorgesehen sein. Desgleichen ist es möglich, dass die Strukturkomponente von einem Zünder- oder Bodenteil- Zwischenring gebildet ist.
Unabhängig von der jeweiligen speziellen Ausbildung des Systems ergibt sich infolge seiner Ausbildung mit mindestens einer definierten Druckentlastungs-Schwachstelle, die metallisches Glas aufweist bzw. aus metallischem Glas besteht, der Vorteil einer hohen mechanischen Festigkeit des Systems bei seinen Einsatztemperaturen, wobei die besagte hohe mechanische Festigkeit bei weiter steigender Temperatur, beispielsweise durch die Einwirkung von Feuer oder dergleichen, in einem relativ engen Temperaturintervall rapide absinkt, um einen internen Druckaufbau im System auf ein unkritisches Druckniveau zu begrenzen.

Claims

System wie Treibsatz, Munition, Gefechtskopf, Wirkteil oder dergleichen, das zur Vermeidung einer detonativen Umsetzung beispielsweise durch die Einwirkung von Feuer, durch ein Eindringen von Projektilen, Splittern usw. mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle aufweist, durch die eine Begrenzung eines internen Druckaufbaus auf ein unkritisches Druckniveau erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle metallisches Glas aufweist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Glas im gealterten Zustand kristalline Ausscheidungen aufweisen kann.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle von einem mehrphasigen Werkstoff gebildet ist, der als eine Phase metallisches Glas enthält.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle von einem Verbundwerkstoff gebildet ist, der als eine Komponente metallisches Glas enthält.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine definierte Druckentlastungs-Schwachstelle an einer Strukturkomponente des Systems vorgesehen ist.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturkomponente von einem Abschnitt einer Hülle des Systems oder der gesamten Hülle des Systems gebildet ist.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturkomponente an einem Bodenteil des Systems vorgesehen ist.
System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturkomponente an einem Zünder des Systems, insbesondere einer Munition, vorgesehen ist.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturkomponente von einem Zünder- oder Bodenteil-Zwischenring gebildet ist.