DE102008005098A1

DE102008005098A1 - Hülle eines Geschosses und Verfahren zur Fragmentierung der Hülle

Info

Publication number: DE102008005098A1
Application number: DE200810005098
Authority: DE
Inventors: Stephan Kerk; Gerald Rieger
Original assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Priority date: 2008-01-18
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2009-07-23

Abstract

Es wird eine Hülle (10) eines Geschosses einer Rohrwaffe oder eines Gefechtskopfes beschrieben, wobei die Hülle (10) zur Vorbestimmung der Größe von Splittern (22) eine Vorfragmentierung (18) aufweist. Erfindungsgemäß wird die Hülle (10) mittels eines dünnen Energiestrahles, insbesondere eines dünnen Elektronen- oder Laserstrahles, linienförmig vorfragmentiert, wobei kein Materialabtrag der Hülle (10), sondern eine linienförmige Gefügeänderung (20) definierter Tiefe (t) des Materials der Hülle (10) erfolgt. Durch die Gefügeänderung (20) ist die Zugfestigkeit in der schmalen Fragmentierzone definiert reduziert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hülle eines Geschosses einer Rohrwaffe oder eines Gefechtskopfes gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Splitter erzeugenden Fragmentierung der Hülle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8.
Zur Erzeugung definierter Splitter bspw. einer großkalibrigen Munition einer Rohrwaffe ist es bekannt, die zylindrische Geschoss-Hülle zweilagig mit einer dünnwandigen Außenhülle und einer Innenlage auszubilden. Die Innenlage ist von aufeinander gestapelten Ringelementen gebildet, die entlang ihres Außen- oder Innenumfangs mit eine definierte Fragmentierung bildenden Kerben versehen sind. Derartige Ringelemente sind in einfacher Weise mit Kerben ausbildbar.
Bei Mörsergranaten ist eine definierte Fragmentierung der Geschoss-Hülle infolge ihrer ogiven Gestalt bislang nicht vorgesehen, so dass die Zerlegung der Geschoss-Hülle ausschließlich in natürlichen Splittern erfolgt, deren Form und Geometrie bislang nicht optimiert ist. Daraus resultieren deutliche Leistungseinbußen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hülle eines Geschosses einer Rohrwaffe oder eines Gefechtskopfes zu schaffen, deren Splitterform und -geometrie optimierbar ist, und ein hierfür vorgesehenes Verfahren anzugeben.
Diese Aufgabe wird gegenständlich durch die Merkmale des Anspruches 1 und verfahrensgemäß durch die Merkmale des Anspruches 8 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Hülle für ein Geschoss oder einen Gefechtskopf sind in den Ansprüchen 2 bis 7 und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 9 bis 13 gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Hülle eines Geschosses einer Rohrwaffe oder eines Gefechtskopfes ist mittels eines dünnen Energiestrahles an der Außen- und/oder Innenseite der Hülle linienförmig vorfragmentiert. Bei dem Energiestrahl handelt es sich vorzugsweise um einen dünnen Elektronenstrahl oder einen dünnen Laserstrahl.
Bei der dünnen linienförmigen Vorfragmentierung der Hülle erfolgt kein Materialabtrag der Hülle sondern eine linienförmige Gefügeänderung definierter Tiefe des Materials der Hülle, wobei durch die Gefügeänderung die Zugfestigkeit in der schmalen Fragmentierzone definierter Tiefe reduziert ist. Besteht die Hülle bspw. aus einem hochfesten Material mit einer Zugfestigkeit von z. B. 1200 N/cm², so ergibt sich durch die Elektronen- oder Laserstrahl-Fragmentierung in der jeweiligen schmalen Fragmentierzone durch die Gefügeänderung eine Zugfestigkeit von z. B. 650 N/cm².
Die schmalen, voneinander beabstandeten, linienförmigen Fragmentierzonen mit ihrer durch die Gefügeänderung definiert reduzierten Zugfestigkeit begrenzen bzw. bestimmen die von der Hülle gebildeten Splitter, so dass in einfacher Weise eine Splitteroptimierung möglich ist.
Erfindungsgemäß kann die Hülle mittels des dünnen Elektronen- oder Laserstrahls in sich überkreuzenden Raumrichtungen netzförmig vorfragmentiert sein. Dabei kann die netzförmige dünne Linienfragmentierung der Hülle in mindestens einer Raumrichtung einen konstanten Rasterabstand oder einen sich ändernden Rasterabstand besitzen. Im zuerst genannten Fall einer Linienvorfragmentierung konstanten Rasterabstandes ergeben sich gleich große Splitter bspw. für halbharte Ziele. Ist die erfindungsgemäße Hülle mit einer dünnen Linienvorfragmentierung mit sich änderndem Rasterabstand ausgebildet, so sind damit bspw. Splitter für halbharte und zusätzlich für weiche Ziele generierbar.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung einer rotationssymmetrischen Hülle in zwei orthogonalen Raumrichtungen vorgesehen ist. Bei diesen beiden orthogonalen Raumrichtungen kann es sich um die Umfangs- und die Achsrichtung der rotationssymmetrischen Hülle handeln.
Die erfindungsgemäße Hülle ist bspw. für eine Mörsergranate vorgesehen. Bei der Mörsergranate kann es sich um eine Mörsergranate 120 mm handeln, wobei es sich versteht, dass auch andere Mörsergranaten-Kaliber realisierbar sind.
Selbstverständlich kann es sich bei der erfindungsgemäßen Hülle nicht nur um eine Hülle für Mörsergranaten sondern bspw. auch für großkalibrige Munition bzw. für Gefechtsköpfe von Raketen usw. handeln.
Da erfindungsgemäß ein dünner Energiestrahl, insbesondere Elektronen- oder Laserstrahl, zur Anwendung gelangt, um das Gefüge des Materials der Hülle entlang der jeweiligen schmalen Fragmentierzone derartig zu verändern, dass die Zugfestigkeit des Hüllenmaterials in der jeweiligen schmalen Fragmentierzone einer bestimmten Tiefe definiert reduziert wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise nicht nur bei zylindrischen Hüllen eines Geschosses einer Rohrwaffe oder eines Gefechtskopfes zur Anwendung gelangen, sondern problemlos auch bei ogiv oder beliebig anders geformten Hüllen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also in vorteilhafter Weise eine einfache und kostengünstige Vorfragmentierung einer Splitter erzeugenden Hülle eines Geschosses oder eines Gefechtskopfes. Die Tiefe der jeweiligen schmalen Fragmentierzone reduzierter Zugfestigkeit und der Rasterabstand benachbarter schmaler Fragmentierzonen können in vorteilhafter Weise den jeweiligen Anforderungen entsprechend gewählt werden. Die durch Gefügeänderung bewirkte, definierte Reduktion der Zugfestigkeit in der jeweiligen schmalen linienförmigen Fragmentierzone ist dabei so gering, dass ein Einfluss auf die Geschoß-Haltbarkeit ausgeschlossen ist. Die strukturelle Schwächung der definierte Splitter erzeugenden Hülle ist derartig gewählt, dass die Abschussbeschleunigung, d. h. die beim Abschuss der entsprechenden Waffe wirksamen Kräfte, die Stabilität der vorfragmentierten Hülle nicht negativ beeinflusst.
Die Erfindung zeichnet sich durch ihre Variabilität sowie durch geringe Kosten aus.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Mörsergranate,
2 einen Längsschnitt durch die Hülle der Mörsergranate gemäß 1,
3 eine Seitenansicht der Hülle gemäß 2,
4 eine vergrößerte Darstellung des Details IV in 2,
5A eine vergrößerte Darstellung des Details V in 3 mit einer konstanten Rasterung der dünnen Linienvorfragmentierung der Hülle, und
5B eine der 5A ähnliche Darstellung einer sich ändernden Rasterung der Linienvorfragmentierung der Hülle.
1 zeigt längsgeschnitten eine Mörsergranate mit einer Hülle 10. Die Hülle 10 weist eine ogive Gestalt auf. Die Hülle 10 umschließt einen Sprengstoff 12, der mittels eines Zünders 14 zündbar ist. Bei dem Zünder 14 handelt es sich um einen Abstandszünder, einen Aufschlagzünder, o. dgl.
Wird der Sprengstoff 12 mittels des Zünders 14 gezündet, so ergibt sich ein hauptwirksamer Splitterbreich der Hülle 10, der durch den Doppelpfeil 16 verdeutlicht ist.
Die 3 verdeutlicht eine linienförmige, netzförmige Vorfragmentierung 18 der Hülle 10 in dem hauptwirksamen Splitterbereich 16. D. h. die Vorfragmentierung 18 ist als netzförmige dünne Linienvorfragmentierung 18 in zwei orthogonalen Raumrichtungen, nämlich in Umfangsrichtung und in Achsrichtung der rotationssymmetrischen Hülle 10 vorgesehen. Die netzförmige Linienvorfragmentierung 18 ist an der Außenseite der Hülle 10 ausgebildet; sie kann im Bedarfsfall auch an der Innenseite der Hülle 10 realisiert sein.
Die 4 zeigt vergrößert und nicht maßstabsgetreu einen Abschnitt der Hülle 10 mit voneinander beabstandeten Vorfragmentierlinien, wobei durch die außen- und/oder innenseitige Linienvorfragmentierung 18 kein Materialabtrag der Hülle 10 erfolgt, sondern eine linienförmige Gefügeänderung 20. Die jeweilige linienförmige Gefügeänderung 20 besitzt eine geringe Breite b und eine definierte Tiefe t. Mit W ist in 4 die Wanddicke der Hülle 10 bezeichnet. Der Rasterabstand zwischen benachbarten linienförmigen Gefügeänderungen 20, d. h. der Rasterabstand der linienförmigen Vorfragmentierung 18, ist in 4 mit R bezeichnet.
Die linienförmige Gefügeänderung 20 definierter Tiefe t resultiert in einer Reduktion der Zugfestigkeit des Materials der Hülle 10 in der jeweiligen linienförmigen Gefügeänderungszone. Aus dieser linien- bzw. netzförmigen Zugfestigkeits-Reduktion resultieren dann der linien- bzw. netzförmigen Vorfragmentierung 18 entsprechende definierte Splitter 22 (siehe die 3, 5A und 5B).
In 5A ist eine Hülle 10 abschnittweise gezeichnet, die mit einer netzförmigen dünnen Linienvorfragmentierung 18 in zwei orthogonalen Raumrichtungen ausgebildet ist, wobei die Linienvorfragmentierung 18 in jeder der beiden Raumrichtungen einen konstanten Rasterabstand besitzt. Die Splitter 22 sind also alle gleich groß. Demgegenüber verdeutlicht die 5B eine dünne Linienvorfragmentierung 18 der Hülle 10 eines Geschosses einer Rohrwaffe oder eines Gefechtskopfes mit sich in einer Raumrichtung änderndem Rasterabstand. Bei dieser Raumrichtung handelt es sich zweckmäßigerweise um die Achsrichtung einer rotationssymmetrischen Hülle 10.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf in den 1 bis 3 gezeichnete Mörsergranaten beschränkt, sondern für alle möglichen Rohrwaffen, Gefechtsköpfe, Munitionen usw. geeignet.
Gleiche Einzelheiten sind in den Zeichnungsfiguren jeweils mit den selben Bezugsziffern bezeichnet.

10: Hülle (eines Geschosses oder eines Gefechtskopfes)
12: Sprengstoff (in 10)
14: Zünder (für 12)
16: Hauptwirksamen Splitterbereich (von 10)
18: Linienförmige Vorfragmentierung (von 10 für 22)
20: Linienförmige Gefügeänderung (in 10 durch 18 für 22)
22: Splitter (von 10 durch 20)

Claims

Hülle (10) eines Geschosses einer Rohrwaffe oder eines Gefechtskopfes, wobei die Hülle (10) zur Erzeugung von Splittern (22) eine Fragmentierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (10) mittels eines dünnen Energiestrahles, insbesondere eines dünnen Elektronen- oder Laserstrahles, linienförmig vorfragmentiert ist, wobei durch den Energiestrahl kein Materialabtrag der Hülle (10) erfolgt, sondern eine linienförmige Gefügeänderung (20) definierter Tiefe (t) des Materials der Hülle (10) gegeben ist, wobei durch die Gefügeänderung (20) die Zugfestigkeit in der schmalen Fragmentierzone bis zu einer bestimmten Tiefe (t) definiert reduziert ist.
Hülle (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (10) mittels des dünnen Elektronen- oder Laserstrahles in sich überkreuzenden Raumrichtungen netzförmig vorfragmentiert ist.
Hülle (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (18) der Hülle (10) in mindestens einer Raumrichtung einen konstanten Rasterabstand (R) aufweist.
Hülle (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (18) der Hülle (10) in mindestens einer Raumrichtung einen sich ändernden Rasterabstand (R) aufweist.
Hülle (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (18) der Hülle (10) in zwei orthogonalen Raumrichtungen vorgesehen ist.
Hülle (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (81) einer rotationssymmetrischen Hülle (10) in deren Umfangs- und Achsrichtung vorgesehen ist.
Hülle (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (10) für eine Mörsergranate vorgesehen ist.
Verfahren zur Splitter definierenden Vorfragmentierung einer Hülle (10) eines Geschosses einer Rohrwaffe oder eines Gefechtskopfes, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (10) mittels eines dünnen Energiestrahles, insbesondere eines dünnen Elektronen- oder Laserstrahles, in der Weise linienförmig vorfragmentiert wird, dass kein Materialabtrag der Hülle (10) sondern eine linienförmige Gefügeänderung definierter Tiefe (t) des Materials der Hülle (10) erfolgt, wobei durch die Gefügeänderung die Zugfestigkeit in der Fragmentierzone definiert reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (10) mittels des dünnen Elektronen- oder Laserstrahles in sich überkreuzenden Raumrichtungen netzförmig vorfragmentiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (18) der Hülle (10) in mindestens einer Raumrichtung mit einem konstanten Rasterabstand (R) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (18) der Hülle (10) in mindestens einer Raumrichtung mit einem sich ändernden Rasterabstand (R) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (18) der Hülle (10) in zwei orthogonalen Raumrichtungen durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (18) einer rotationssymmetrischen Hülle (10) in deren Umfangs- und Achsrichtungen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die netzförmige dünne Linienvorfragmentierung (18) an der Außenoberfläche und/oder an der Innenoberfläche der Hülle (10) erfolgt.