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Die
Erfindung betrifft einen Splittergefechtskopf insbesondere für einen Flugkörper.
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Aus
der
CH 461 311 A ,
der
DE 1 247 178 A und
der
DE 101 37 483
A1 sind splittererzeugende Gefechtsköpfe bekannt. Dort ist eine
Splitterbelegung beschrieben, welche sowohl in Umfangsrichtung als
auch in axialer Richtung gekrümmt
ist. Ferner ist hieraus ein Träger
für die
Splitterbelegung bekannt, welche durch den Sprengstoff innerhalb
der Splitterhülle
gebildet ist. Die Splitterhülle
kann in Umfangsrichtung für
einzelne Winkelbereiche unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen, so
dass sich beispielsweise ein elliptischer Querschnitt ergibt.
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Aus
der Zusammenfassung der
JP 2000130999
A ist ein splittererzeugender Gefechtskopf bekannt, welcher
einen im Zentrum der Splitterhülle
befindlichen Zünder
aufweist.
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Splittergefechtsköpfe für Flugkörper bestehen
im Wesentlichen aus einer mit einer Sprengladung gefüllten zylindrischen
Hülle.
Die Hülle
ist an ihren beiden voneinander abgewandten axialen Enden durch
Flansche abgeschlossen, welche die mechanische Verbindung zu benachbarten
Flugkörpersegmenten
herstellen.
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Die
Komponenten zum Zünden
der Sprengladung des Splittergefechtskopfes befinden sich im Allgemeinen
in seinem Zentrum, d. h. in der Gefechtskopfachse.
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Die
zylindrische Hülle
dient einerseits als Träger
von Konstruktionssplittern, bzw. aus der Hülle selbst werden Splitter
gebildet. Andererseits werden durch die Hülle in Verbindung mit den oben
erwähnten
Flanschen die mechanischen Kräfte
und Momente des Splittergefechtskopfes des Flugkörpers aufgenommen und weitergeleitet.
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Bedingt
durch die zylinderförmige
Ausbildung der Splitter bildenden Hülle ergibt sich entlang des
Umfangs des Splittergefechtskopfes eine fächerförmige Splitterkeule, deren
axialer Öffnungswinkel
in Abhängigkeit
von der Ausprägung
des Zünders
der Sprengladung maximal 20 Winkelgrad beträgt und in Umfangsrichtung eine
in allen Winkelrichtungen gleichförmige Splitterverteilung aufweist.
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Die
sich für
einen solchen Gefechtskopf ergebende Splitterkeule ist sehr ungünstig, da
der geringe Öffnungswinkel
der Splitterkeule in axialer Richtung einerseits eine exakte Bestimmung
des Zündzeitpunktes
relativ zum Ziel erfordert, andererseits jedoch durch die entlang
des Umfangs gleichmäßig in alle
Raumrichtungen beschleunigten Splitter der weitaus überwiegende
Anteil der Splitter nicht auf das Ziel gerichtet ist.
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Die
für den
axialen Öffnungswinkel
der Splitterkeule optimalen Werte, die sich aus der Zielstruktur
und den Eigenschaften des Flugkörpers
ergeben, betragen im Allgemeinen deutlich mehr als 20 Winkelgrad
herkömmlicher
Splittergefechtsköpfe.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, insbesondere bei Anwendung in rolllagesteuerbaren
und stabilisierbaren Flugkörpern,
die Splitterdichte in Umfangsrichtung für ausgewählte Winkelbereiche zu Lasten
der restlichen Winkelbereiche zu erhöhen.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Splittergefechtskopf,
insbesondere für einen
Flugkörper,
zu schaffen, wobei der Öffnungswinkel
der axialen Splitterkeule auf die zur Erreichung einer optimalen
Wirkung erforderlichen Werte zwischen 15 und 120 Winkelgrad festgelegt
werden kann und/oder bei dem die Splitterdichte in Umfangsrichtung
für ausgewählte Winkelbereiche
zu Lasten der restlichen Winkelbereiche erhöht werden kann, und bei dem
die Kräfte
und Momente des Flugkörpers
vollständig
oder zumindest anteilig übertragen werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Splittergefechtskopfes
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Splittergefechtskopf
weist die Splitterbelegung nicht nur in Umfangsrichtung eine Krümmung sondern
außerdem auch
in axialer Richtung eine definierte Krümmung auf.
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Dabei
kann die Krümmung
in Umfangsrichtung für
die einzelnen Winkelbereiche unterschiedliche Werte aufweisen, derart,
dass sich in Schnittebenen senkrecht zur zentralen Gefechtskopfachse
für die
Splitterbelegung von einem Kreis abweichende Querschnitte ergeben.
Bei derartig ausgebildeten Gefechtsköpfen ist es vorteilhaft, die
mechanischen Kräfte
und Momente des Flugkörpers über die
Gefechtskopfsektion durch eine gesonderte, in der Gefechtskopfachse
befindliche Trägerstruktur
bzw. Tragstrukturelement aufzunehmen und weiterzuleiten.
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Durch
die Ausbildung des erfindungsgemäßen Splittergefechtskopfes
mit einer Splitterbelegung, die in zwei Raumrichtungen, nämlich in
Umfangsrichtung und in axialer Richtung gekrümmt ist, sowie durch das zentrale
Tragstrukturelement des Splittergefechtskopfes ist es in vorteilhafter
Weise möglich,
einen Splittergefechtskopf mit einer vorgebbaren Splitterverteilung,
d. h. Splitterkeule, zu realisieren, wobei der Öffnungswinkel der axialen Splitterkeule
zwischen 15 und 120 Winkelgrad betragen kann und die Splitterkeule
in Umfangsrichtung für konstruktiv
vorgebbare Winkelbereiche erhöhte
Werte aufweisen kann.
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Die
Splitterbelegung kann erfindungsgemäß in Umfangsrichtung zusammenhängend ausgebildet oder
in eine Anzahl Splitterbelegungs-Segmente unterteilt sein.
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Ein
zylinderähnlicher
Splittergefechtskopf mit in den beschriebenen Raumrichtungen gekrümmten Oberflächen weist – in einen
Flugkörper
integriert – im
Allgemeinen ungünstige
aerodynamische Eigenschaften auf, weshalb es sich als zweckmäßig erwiesen
hat, wenn die Splitterbelegung durch eine dünne glatte, die Ausbreitung
der Splitter nicht behindernde aerodynamische Hülle abgedeckt ist.
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Als
vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Splitterbelegung erfindungsgemäß zwischen
zwei axial voneinander beabstandeten Verbindungsflanschen des zentralen
Tragstrukturelementes vorgesehen ist. In Abhängigkeit von der konstruktiven
Ausgestaltung der in zwei Raumrichtungen gekrümmten Splitterbelegung und
deren Anbindung an die Verbindungsflansche zu den Nachbarsektionen
eines Flugkörpers
ist es zweckmäßig, zur Übertragung
von Flugkörperkräften und
Flugkörpermomenten
im Inneren der Splittergefechtskopfsektion das zentrale Tragstrukturelement
vorzusehen. Dieses zentrale Tragstrukturelement kann in axialer
Richtung des Splittergefechtskopfes orientierte Strukturflächenelemente
aufweisen, die in Umfangsrichtung der Splittergefechtskopfsektion
gleichmäßig verteilt
und jeweils mit einem die Krümmung
der Splitterbelegung in axialer Richtung des Splittergefechtskopfes
bestimmenden Außenrand
ausgebildet sind. Das zentrale Tragstrukturelement ist zweckmäßigerweise
mit einem zentralen Aufnahmeraum für einen zur Zündung der
Sprengladung des Splittergefechtskopfes vorgesehenen Zünder ausgebildet.
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Das
zentrale Tragstrukturelement stellt sicher, dass die Kräfte und
Momente des Flugkörpers vollständig oder
zumindest anteilig durch den Splittergefechtskopf übertragen
werden.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch und nicht maßstabgetreu
verdeutlichten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Splittergefechtskopfes.
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Es
zeigen:
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1 abschnittweise
einen Längsschnitt durch
den Splittergefechtskopf und daran anschließende Flugkörpersegmente,
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2 einen
Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in 1 zur Verdeutlichung
einer in Umfangsrichtung des Splittergefechtskopfes zusammenhängend umlaufend
ausgebildeten Splitterbelegung,
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3 eine
der 2 ähnliche
Querschnittsdarstellung zur Verdeutlichung einer Splitterbelegung,
die in Umfangsrichtung des Splittergefechtskopfes in eine Anzahl
Splitterbelegungs-Segmente unterteilt ist,
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4A schematisch
abschnittweise eine bekannte zylindrische Splitterbelegung und die
zugehörige
fächerförmige Splitterkeule,
deren Öffnungswinkel
maximal 20 Winkelgrad beträgt,
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4B eine
der 4A ähnliche
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Splitterbelegung, die eine
fächerförmige Splitterkeule
mit einem Öffnungswinkel
zwischen 15 und 120 Winkelgrad besitzen kann, und
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5 eine
der 2 ähnliche
Querschnittdarstellung, wobei die Splitterbelegung in Umfangsrichtung
keinen konstanten Krümmungsradius
aufweist, sondern eine Krümmung,
die in Umfangsrichtung für
einzelne Winkelbereiche φ spezielle
Werte aufweist, d. h. die sich in Umfangsrichtung ändert.
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1 verdeutlicht
eine Ausbildung des Splittergefechtskopfes 10, der insbesondere
für einen Flugkörper vorgesehen
ist. Der Splittergefechtskopf 10 weist eine Splitterbelegung 12 auf,
die sich in Umfangsrichtung des Splittergefechtskopfes erstreckt, wie
die 2 und 3 verdeutlichen.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, weist die Splitterbelegung 12 in
axialer Richtung des Splittergefechtskopfe 10 eine Krümmung auf,
deren Krümmungsradius
in 1 mit dem Pfeil R bezeichnet ist. Der Krümmungsradius
R ist größer als
der Radius r der Splitterbelegung 12 in Umfangsrichtung
(siehe 2).
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Die 2 verdeutlicht
eine Splitterbelegung 12, die in Umfangsrichtung des Splittergefechtskopfes 10 zusammenhängend, d.
h. ununterbrochen ausgebildet ist. Demgegenüber verdeutlicht die 3 eine
Splitterbelegung 12, die in Umfangsrichtung des Splittergefechtskopfes 10 in
eine Anzahl Splitterbelegungs-Segmente 14 unterteilt ist.
Diese Unterteilung kann gleichmäßig oder
ungleichmäßig sein.
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Die
auch in axialer Richtung des Splittergefechtskopfes 10 gekrümmte Splitterbelegung 12 ist durch
eine dünne
glatte, die Ausbreitung der Splitter der Splitterbelegung 12 nicht
behindernde aerodynamische Hülle 16 abgedeckt.
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Der
Splittergefechtskopf 10 weist ein zentrales Tragstrukturelement 18 auf.
Das Tragstrukturelement 18 weist in axialer Richtung orientierte
Strukturflächenelemente 20 (siehe
auch die 2 und 3) auf,
die in Umfangsrichtung des Splittergefechtskopfes 10 gleichmäßig verteilt,
sich kreuzend vorgesehen sind. Die Strukturflächenelemente 20 sind
jeweils mit einem die Krümmung
1/R der Splitterbelegung 12 in axialer Richtung des Splittergefechtskopfes 10 bestimmenden
Außenrand 22 ausgebildet.
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Das
zentrale Tragstrukturelement 18 weist einen zentralen Aufnahmeraum 24 (siehe 1)
für einen
Zünder 26 auf,
der zum Zünden
einer Sprengladung 28 des Splittergefechtskopfes 10 vorgesehen ist.
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Das
Tragstrukturelement 18 weist außerdem zwei voneinander axial
beabstandete Verbindungsflansche 30 auf, zwischen welchen
sich die Strukturflächenelemente 20 axial
orientiert erstrecken.
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Mit
der Bezugsziffer 32 sind in 1 zum Splittergefechtskopf 10 benachbarte
Flugkörpersegmente
bezeichnet.
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Gleiche
Einzelheiten sind in den 1 bis 3 jeweils
mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, so dass es sich erübrigt, in
Verbindung mit diesen Figuren alle Einzelheiten jeweils detailliert
zu beschreiben.
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4A verdeutlicht
abschnittweise schematisch eine bekannte zylindrische Splitterbelegung 12' mit der daraus
resultierenden Splitterkeule 34', deren Öffnungswinkel A' maximal 20 Winkelgrad
beträgt. Demgegenüber verdeutlicht
die 4B abschnittweise schematisch eine erfindungsgemäße Splitterbelegung 12 eines
erfindungsgemäßen Splittergefechtskopfes 10 (siehe
die 1 bis 3) mit einer daraus resultierenden
Splitterkeule 34, die einen Öffnungswinkel A besitzt, der
zwischen 15 und 120 Winkelgrad betragen kann.
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5 verdeutlicht
in einer der 2 ähnlichen Querschnittdarstellung
eine Splitterbelegung 12, die in Umfangsrichtung keinen
konstanten Krümmungsradius,
d. h. keine kreisrunde Splitterbelegung, sondern eine elliptische
Splitterbelegung 12 aufweist. Mit der Bezugsziffer 16 ist
auch in dieser Zeichnungsfigur die Hülle des Splittergefechtskopfes 10 bezeichnet.
Bei dem solchermaßen
ausgebildeten Splittergefechtskopf 10, bei dem die Krümmung der Splitterbelegung 12 in
Umfangsrichtung für
die einzelnen Winkel φ unterschiedliche
Werte aufweist, so dass sich in Schnittebenen senkrecht zur zentralen Gefechtskopfachse
für die
Splitterbelegung 12 von einem Kreis abweichende Ringquerschnitte
ergeben, ist es vorteilhaft, die mechanischen Kräfte und Momente des Flugkörpers 10 über die
Gefechtskopfsektion durch das in der Gefechtskopfachse liegende zentrale
Tragstrukturelement 18 mit in axialer Richtung orientierten
Strukturflächenelementen 20 aufzunehmen
und weiterzuleiten.
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Durch
eine derartige Ausbildung weist die jeweilige Splitterkeule 34 in
Umfangsrichtung für
konstruktiv vorgebbare Winkelbereiche in vorteilhafter Weise erhöhte Werte
auf, so dass die Splitterdichte im Ziel jeweils optimale Werte erreicht.
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- 10
- Splittergefechtskopf
- 12
- Splitterbelegung
(von 10)
- 14
- Splitterbelegungs-Segmente
(von 10 bzw. 12)
- 16
- Hülle (von 10)
- 18
- Zentrales
Tragstrukturelement (von 10)
- 20
- Strukturflächenelemente
(von 18)
- 22
- Außenrand
(von 20)
- 24
- Zentraler
Aufnahmeraum (in 18 für 26)
- 26
- Zünder (für 28)
- 28
- Sprengladung
(von 10 für 12)
- 30
- Verbindungsflansche
(von 18)
- 32
- Flugkörpersegmente
- 34
- Splitterkeule
(von 12)