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Die
Erfindung betrifft eine projektilbildende Ladung und ein Set zum
Vor-Ort-Zusammenbau.
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Projektilbildende
Ladungen gehören wie die Hohlladungen zur Familie der fokussierenden
Ladungen. Bei diesen Ladungen wird einem Sprengstoff eine Metalleinlage
vorbestimmter Form vorgeschaltet. Die projektilbildende Ladung unterscheidet
sich jedoch erheblich von der Hohlladung:
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wird ein Projektil erzeugt und kein Metallstrahl mit nachfolgendem
Stößel.
- • Während bei einer projektilbildenden Ladung das
Projektil eine Geschwindigkeit von 1400 bis 2400 m/s erreicht, liegt
die Geschwindigkeit des Metallstrahls der Hohlladung bei bis zu
9000 m/s.
- • Die Reichweite eines durch Sprengstoff geformten
Projektils liegt bei mehreren 100 Metern, wogegen der Wirkbereich
einer Hohlladung auf wenige Meter beschränkt ist.
- • Die Metalleinlage einer projektilbildenden Ladung
weist einen Hohlraum auf, der viel flacher ist als der einer Hohlladung.
- • Die Beschleunigung der Metalleinlage einer projektilbildenden
Ladung erfolgt nicht nur über die Detonationswelle, sondern
auch über die nachfolgenden Schwaden, die noch eine Geschwindigkeit
von mehr als 2000 m/s aufweisen.
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Aus
der PS 33 29 969 C1 ist eine projektilbildende Ladung bekannt. Sie
umfasst eine Metalleinlage. An die Metalleinlage schließt
sich ein einziger Sprengstoffkörper an. Um ein Projektil
mit Flügeln zu erhalten, sind symmetrische Inhomogenitäten
der Metalleinlage, der Sprengstoff-Füllung oder der Zündanordnung
vorgesehen.
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Aus
der
US 3 802 342 ist
eine weitere projektilbildende Ladung bekannt. An einen ersten,
zweiten und dritten Sprengstoffkörper schließt
sich eine Metalleinlage an. In dem ersten Sprengstoffkörper
ist ein Inertkörper eingegossen. Der Inertkörper
weist die Form eines Flachkegels auf und besteht aus Kunststoff.
Radial um den Inertkörper ist ein Durchgangskanal bestehend
aus Sprengstoff angeordnet. Nach der Zündung breitet sich
die Detonationswelle zunächst bis zum Inertkörper
aus. Der Inertkörper leitet die Detonationswelle radial
nach außen und weiter durch den aus Sprengstoff bestehenden Durchgangskanal.
Insgesamt bewirkt der Inertkörper, dass die Detonationswelle
radial außen voreilend eingestellt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine projektilbildende Ladung
zu schaffen, deren Projektilbildung und Wirkung im Ziel verbessert
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruches 1 gelöst, ferner durch die Merkmale der
nebengeordneten Ansprüche 8 und 9.
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Der
Erfindung liegt die Idee zugrunde, mit Hilfe einer Inertscheibe
aus einem Porenmaterial die Projektilbildung zu verbessern und die
Geschossleistung zu erhöhen. Mit der Inertscheibe aus einem
Porenmaterial beeinflusst man gezielt den auf die Metalleinlage
wirkenden Detonationsdruckverlauf. Das Porenmaterial der Inertscheibe
reduziert den Detonationsdruck, verlängert die Druck-Einwirkungszeit
auf die Metalleinlage, steuert die Abfolge der Krafteinleitung auf
die Metalleinlage und nutzt die Energie der Schwadenfront optimal
aus. Damit verbessert sich die Umformung der Metalleinlage in ein
Projektil. Ebenso führt dies zu einer höheren
Endgeschwindigkeit des Projektils. Die Vorteile der Inertscheibe
aus einem Porenmaterial zeigen sich bei allen geometrischen Formen
der Einlage, beispielsweise einer Kalottenform oder einer Flachkegelform.
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Mit
einem Detonator oder einer Sprengkapsel wird erste Sprengstoffkörper
gezündet. Die Detonation setzt sich vom ersten Sprengstoffkörper über den
mit Sprengstoff gefüllten Durchgangskanal zum zweiten Sprengstoffkörper
fort und erreicht die Metalleinlage. Die Dicke der Inertscheibe
ist so bemessen, dass der darunter befindliche Sprengstoff verzögert initiiert
wird. Dadurch erhält man eine voreilende und eine verzögerte
Detonationsfront. Über die Dicke der Inertscheibe und die
Ausbildung des mit Sprengstoff gefüllten Durchgangskanals
stellt man die gewünschte Überlagerung der Detonationsfronten
ein. Der durch die Überlagerung der Detonationsfronten erzielte
Druckverlauf bewirkt eine erhöhte Energieübertragung
auf die Metalleinlage.
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Ein
weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass aufgrund der Scheibenform
die Inertscheibe zwei Stirnflächen aufweist, die eben sind.
Dadurch ergeben sich auch ebene Anlageflächen am ersten
und zweiten Sprengstoffkörper. Dies ergibt eine einfache Herstellung
des ersten und zweiten Sprengstoffkörpers.
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Gemäß einer überaus
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Metalleinlage
eine flache Scheibe. Denn hierdurch vereinfacht sich erheblich der
konstruktive Aufbau der projektilbildenden Ladung, wodurch sich
wiederum die Fertigungskosten deutlich reduzieren. Üblicherweise
weisen die Metalleinlagen beispielsweise eine Flachkegelform oder
Kalottenform mit einem Hohlraum auf. Die Inertscheibe bewirkt, dass
selbst Metalleinlagen, die als flache Scheiben ausgebildet sind,
sich zu wirkungsvollen Geschossen ausbilden. Dies bedeutet, dass die
Inertscheibe aus einem Porenmaterial und die Verwendung einer Metallscheibe
als Metalleinlage ein synergistisches Zusammenspiel ergeben. Nur dieses
Zusammenspiel ergibt ein wirksames Geschoss bei einfacher Ausbildung.
Metalleinlagen mit Hohlraum und der sich hieran anschließende Sprengstoffkörper,
der einen entsprechenden Hohlraum aufweist, sind schwierig und nur
unter hohen Kosten zu fertigen, da geringe Fertigungstoleranzen einzuhalten
sind. Metalleinlagen, die als flache Scheiben ausgebildet sind,
in Verbindung mit Inertscheiben, die aus Porenmaterial bestehen,
bewirken einfache Formgebungen der Sprengstoffkörper. Dies reduziert
den Herstellungs- und Montageaufwand beträchtlich. Denn
im einfachsten Fall sind der erste Sprengstoffkörper, die
Anordnung bestehend aus Inertscheibe und Durchgangskanal, der zweite
Sprengstoffkörper und die Metalleinlage alle zylindrische Körper
des gleichen Außendurchmessers. Dies ermöglicht
die Anwendung des Baukastenprinzips, um die Fertigungskosten zu
senken.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der zweite Sprengstoffkörper
eine geringere Höhe als der erste Sprengstoffkörper
auf. Dies wirkt sich positiv auf den Detonationsdruckverlauf aus.
Der erste und zweite Sprengstoffkörper bilden zusammen
die Hauptsprengladung, die durch die Anordnung, bestehend aus einer
Inertscheibe und Durchgangskanal, getrennt sind.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Inertscheibe aus
geschäumtem Kunststoff. Dieses Material führt
zu niedrigen Bauteilkosten.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Durchgangskanal durch
eine mit Sprengstoff gefüllte Innenbohrung der Inertscheibe gebildet.
Dies bedeutet, dass die Detonation des zweiten Sprengstoffkörpers
zunächst direkt in der Mitte und dann zeitlich verzögert
auf der übrigen Stirnfläche, die dem Inertkörper
zugewandt ist, erfolgt. Das führt zu einer Überlagerung
der Detonationsfronten. In Verbindung mit einer flachen Scheibe als
Metalleinlage ergibt sich ferner der Vorteil, dass der zweite Sprengstoffkörper
eine einfach zu fertigende Zylinderform aufweist.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchgangskanal ein
aus Sprengstoff bestehender Außenring, der außen
um die Inertscheibe angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Detonation
des ersten Sprengstoffkörpers zunächst von außen
erfolgt und es anschließend auch zu einer Überlagerung
von Detonationsfronten kommt.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der erste oder zweite
Sprengstoffkörper eine Stirnfläche mit einem Innenabsatz
auf, der die Inertscheibe aufnimmt. Diese Ausgestaltung bezieht sich
auf den Fall, bei dem der Durchgangskanal ein aus Sprengstoff bestehender
Außenring ist, und die Detonation des zweiten Sprengstoffkörpers
zunächst von außen beginnt. Der Vorteil der Integration
des Außenrings mit dem ersten oder zweiten Sprengstoffkörper
liegt darin, dass ein hochfester Sprengstoffkörper in einem
Arbeitsgang mit einen entsprechenden Pressstempel gefertigt werden
kann.
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Die
beiden nebengeordneten Ansprüche 8 und 9 betreffen jeweils
ein Set zum Vor-Ort-Zusammenbau einer projektilbildenden Ladung.
Beide Sets unterscheiden sich in der Anordnung, bestehend aus Inertscheibe
und Durchgangskanal, um eine Detonation des zweiten Sprengstoffkörpers
von innen oder außen starten zu können. In einem
Set können beispielsweise auch mehrere Metalleinlagen vorhanden sein,
so dass ein Anwender vor Ort entscheiden kann, ob es zu einer Ausbildung
von mehreren zentrisch hochbeschleunigten Splittern oder einem einzigen
Projektil kommen soll. Auch können unterschiedlich hohe
Sprengstoffkörper vorliegen, die der Anwender je nach gewünschter
Durchschlagskraft auswählen kann. Ebenso kann eine Art
Baukasten zusammengestellt sein, der sowohl die Elemente des Sets
nach Anspruch 8 als auch die Elemente des Anspruches 9 umfasst.
Dies erhöht die Anzahl der möglichen Variationen
der projektilbildenden Ladung, die der Anwender zusammenstellen
kann.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher
erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine
projektilbildende Ladung, im Vollschnitt,
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2 die
projektilbildende Ladung nach 1, als Explosionsdarstellung,
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3 eine
weitere projektilbildende Ladung, im Vollschnitt,
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4 die
projektilbildende Ladung nach 3, als Explosionsdarstellung.
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Die 1 und
die zugehörige 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel
einer projektilbildenden Ladung. Die projektilbildende Ladung umfasst
einen ersten Sprengstoffkörper 50. Dann folgt
eine Anordnung bestehend aus einer Inertscheibe 30 und
einem Durchgangskanal 40. Die Inertscheibe 30 besteht
aus einem Porenmaterial. Der Durchgangskanal 40 ist mit
Sprengstoff ausgefüllt. Dann schließt sich ein
zweiter Sprengstoffkörper 20 an. Daran schließt
sich eine Metalleinlage 10 an. Mit der Inertscheibe 30 aus
einem Porenmaterial beeinflusst man gezielt den auf die Metalleinlage 10 wirkenden
Detonationsdruckverlauf. Das Porenmaterial der Inertscheibe 30 baut
den Spitzendruck etwas ab, provoziert aber eine Überlagerung
der Detonationsfronten im zweiten Sprengstoffkörper 20.
Gleichzeitig verlängert sich die Druck-Einwirkungszeit
auf die Metalleinlage 10. Damit verbessert sich die Umformung
der Metalleinlage 10 zu einem Projektil 90. Ebenso
führt dies zu einer höheren Endgeschwindigkeit
des Projektils 90.
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Die
Inertscheibe 30 aus einem Porenmaterial lässt
es zu, dass die Metalleinlage 10 eine einfache, flache
Scheibe aus Metall ist. Zwischen Inertscheibe 30 und Metalleinlage 10 ist
der zweite Sprengstoffkörper 20 angeordnet, der
die einfach herzustellende Form eines Zylinders aufweist. Der erste
Sprengstoffkörper 50 weist ebenfalls die einfach
herzustellende Form eines Zylinders auf.
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Der
zweite Sprengstoffkörper 20 weist eine geringere
Höhe als der erste Sprengstoffkörper 50 auf.
Dies kommt dem Detonationsdruckverlauf zu Gute.
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Die
Inertscheibe 30 besteht aus geschäumtem Kunststoff.
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Der
Durchgangskanal 40 ist durch eine mit Sprengstoff gefüllte
Innenbohrung der Inertscheibe 30 gebildet. Dies bewirkt,
dass die Detonation des zweiten Sprengstoffkörpers 20 von
innen gestartet wird.
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Nach
der Aktivierung des Zünders 60 detoniert zunächst
der erste Sprengstoffkörper 50. Dann folgt die
Detonation im Durchgangskanal 40, weil die Inertscheibe 30 eine
Art Unterbrechung darstellt. Ferner wird die bislang vorhandene
Detonationswelle durch die Inertscheibe 30 zeitlich gestreckt.
Vom Durchgangskanal 40 geht die Detonation auf den zweiten
Sprengstoffkörper 20 über.
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Die 2 illustriert
ein Set zum Vor-Ort-Zusammenbau einer projektilbildenden Ladung.
Es weist auf:
- • einen ersten Sprengstoffkörper 50 mit
einer zylindrischen Form,
- • eine Anordnung, bestehend aus einer aus Porenmaterial
bestehenden Inertscheibe 30 mit einem Durchgangskanal 40 in
Form einer mit Sprengstoff gefüllten Innenbohrung 31,
- • einen zweiten Sprengstoffkörper 20 mit
einer zylindrischen Form,
- • eine Metalleinlage 10, wobei die Metalleinlage 10 als
flache Scheibe ausgebildet ist,
- • eine Hülle 70 mit einer zylindrischen
Aufnahme für den ersten Sprengstoffkörper 50,
die Inertscheibe 30 mit dem Durchgangskanal 40,
den zweiten Sprengstoffkörper 20 und die Metalleinlage 10.
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Vorteilhaft
ist es, wenn das Set mehrere Metalleinlagen 10 und mehrere
Inertscheiben 30 aufweist. Dadurch ist der Anwender in
der Lage, die Eigenschaften des Projektils 90 zu bestimmen.
Von Vorteil ist es auch, wenn das Set gleich große Sprengstoffzylinder
aufweist. Dem Anwender wird dadurch beispielsweise ermöglicht,
für den ersten Sprengstoffkörper 20 genau
einen Sprengstoffzylinder und für den zweiten Sprengstoffbehälter 50 zwei Sprengstoffzylinder
zu verwenden. Der Einsatz von Sprengstoffszylindern gleicher Größe
führt zu Kostenersparnissen.
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Die
nachfolgenden Angaben beschreiben den Aufbau von in der Praxis durchgeführten
Versuchen:
Bei diesen Versuchen wurde eine Hülle 70 aus
Pappe verwendet. Ihr Innendurchmesser beträgt 61 mm.
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Die
Metalleinlage 10 besteht aus zwei flachen Scheiben aus
Kupfer, wobei die Gesamtdicke 4 mm beträgt.
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Der
zweite Sprengstoffkörper 20 besteht aus dem formbaren
Sprengstoff PEIN und weist eine Höhe von 30 mm auf. Die
Inertscheibe 30 besteht aus zwei Lagen Styropor, wobei
die Gesamtdicke 10 mm beträgt. Der Durchgangskanal 40,
der ebenfalls mit dem formbaren Sprengstoff PEIN ausgefüllt
ist, weist einen Außendurchmesser von 5 mm auf. Der erste
Sprengstoffkörper 50 besteht ebenfalls aus PEIN
und weist eine Höhe von 60 mm auf.
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Mit
der vorgenannten, handgefertigten, projektilbildenden Ladung wurde
eine Stahlplatte beschossen, die in einem Abstand von 1000 mm angeordnet
wurde. Das Projektil drang in das Zielmaterial ein und bildete einen
ca. 10 mm tiefen Krater mit einem Durchmesser von ca. 50 bis 60
mm.
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Die 3 und
die zugehörige 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel
einer projektilbildenden Ladung. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach 1 und 2,
sind folgende Elemente hintereinander angeordnet:
- • ein
erster Sprengstoffkörper 50.
- • dann eine Anordnung, bestehend aus einer Inertscheibe 30,
die aus einem Porenmaterial besteht, und einem Durchgangskanal 40,
der mit Sprengstoff gefüllt ist,
- • dann ein zweiter Sprengstoffkörper 20 und
dann
- • eine Metalleinlage 10.
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Im
Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Durchgangskanal 40 ein
aus Sprengstoff bestehender Außenring, der außen
um die Inertscheibe 30 angeordnet ist. Damit wird erreicht,
dass die Detonation des zweiten Sprengstoffkörpers von außen
eingeleitet wird.
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Der
zweite Sprengstoffkörper 20 weist eine Stirnfläche
mit einem Innenabsatz 21 auf, der die Inertscheibe 30 aufnimmt.
Die in 4 gezeigte Tiefe t des Innenabsatzes 21 entspricht
der Dicke der Inertscheibe 30. Da der Durchgangskanal 40 mit
dem zweiten Sprengstoffkörper 20 integriert ist,
erhält man ein einzelnes, bruchsicheres Bauteil.
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Die 4 illustriert
das weitere Set zum Vor-Ort-Zusammenbau einer projektilbildenden
Ladung. Es weist auf:
- • eine Metalleinlage 10,
wobei die Metalleinlage 10 als flache Scheibe ausgebildet
ist,
- • einen ersten Sprengstoffkörper 50 mit
einer zylindrischen Mantelfläche,
- • einen zweiten Sprengstoffkörper 20 mit
einer zylindrischen Mantelfläche,
- • eine aus Porenmaterial bestehende Inertscheibe 30,
- • eine entweder an dem ersten Sprengstoffkörper 50 oder
zweiten Sprengstoffkörper 20 angeordnete Stirnfläche
mit einem Innenabsatz 21, in dessen Hohlraum die Inertscheibe 30 aufnehmbar
ist und dabei ein aus Sprengstoff bestehender, ringartiger Durchgangskanal 40 um
die Inertscheibe 30 gebildet ist,
- • eine Metalleinlage 10, wobei die Metalleinlage 10 als
flache Scheibe ausgebildet ist,
- • eine Hülle 70 mit einer zylindrischen
Aufnahme für den ersten Sprengstoffkörper 50,
den aus Sprengstoff bestehenden Durchgangskanal 40 mit
der Inertscheibe 30, den zweiten Sprengstoffkörper 20 und
die Metalleinlage 10.
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Die
projektilbildende Ladung kann vielfältig zum Einsatz kommen.
Der Einsatz reicht von einer Submunition bis hin zu einem eigenständigen
Gefechtskopf. Die vorgenannten Sets zum Vor-Ort-Zusammenbau eignen
sich auch für Spezialkräfte der Polizei und Bundeswehr.
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- 10
- Metalleinlage
- 20
- zweiter
Sprengstoffkörper
- 30
- Inertscheibe
- 31
- Innenbohrung
- 40
- Durchgangskanal
- 50
- erster
Sprengstoffkörper
- 60
- Zünder
- 70
- Hülle
- 90
- Projektil
- t
- Tiefe
des Innenabsatzes
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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