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Die Erfindung betrifft eine Granate, die aus einem Rohr abzufeuern ist, wobei die Granate einen Granatenkörper bildet, der zumindest zwei Sprengköpfe umfasst, die in dem Granatenkörper axial einer hinter dem anderen angeordnet sind, wobei die zumindest zwei Sprengköpfe Sprengladungen umfassen, die für eine gerichtete Ladungs-Zersplitterungs-Wirkung in der Bewegungsrichtung der Granate ausgelegt sind. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Abfeuern einer solchen Granate.
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Konventionelle Mörsergranaten sind normalerweise von der Art einer seitlich in Umfangsrichtung wirkenden Luftdetonation, was dazu führt, dass die beim Detonieren der Granate erzeugte Zersplitterung sich von dem gesamten Granatenkörper radial nach außen verteilt. Die Zersplitterung des Granatenkörpers ist „natürlich“, d.h. der Granatenkörper, der normalerweise aus Eisen oder Stahl besteht, wird in Bruchstücke unterschiedlicher Größen und Formen zerlegt. Während eines Gefechts in bebautem Gelände sollen Schäden an der Zivilbevölkerung möglichst vermieden werden. Granaten, bei denen die Zersplitterung der Luftdetonation in seitlicher Umfangsrichtung wirkt, erschweren es, die Wirkung nur auf militärische Ziele zu begrenzen. Es besteht ein großes Risiko, dass Bruchstücke in Richtungen verteilt werden, die zu unerwünschten Wirkungen führen. Bruchstücke von natürlich zersplitterten Granatenkörpern haben eine unregelmäßige Form und reichen von sehr kleinen zu großen Bruchstücken des Granatenkörpers. Darüber hinaus bewirken natürlich zersplitterte, unregelmäßig geformte Bruchstücke eine erhebliche Luftbremsung der Zersplitterung und geringe Wirkung auf das Ziel, insbesondere wenn die Granate in einem großen Abstand zu dem Ziel explodiert.
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Es ist bereits bekannt, die Zersplitterungswirkung in seitlicher Umfangsrichtung dadurch zu vermindern, dass Sprengladungen mit einer gerichteten Ladungswirkung verwendet werden. Um die Zersplitterungswirkung der Granate zu erhöhen, ist es ferner bekannt, verschiedene gerichtete Ladungen in Reihe nacheinander zu verwenden, wobei jede gerichtete Ladung mit einer bestimmten Zeitverzögerung auslöst. In
1 von
US 5 191 169 ist eine solche Granate (
1) dargestellt, wobei eine Anzahl von gerichteten Ladungsmodulen (
16), auch bekannt als Explosively-Formed-Penetrator(EFP)-Module, hintereinander angeordnet sind. Die gerichteten Ladungsmodule (
16) umfassen jeweils sieben gerichteten Ladungen (22), wobei eine der gerichteten Ladungen im Zentrum des gerichteten Ladungsmoduls angeordnet ist, während die anderen gleichmäßig um die zentrale gerichtete Ladung (22) angeordnet sind. Die gerichtete Ladung (22) umfasst: eine Auskleidung (24) der gerichteten Ladung, eine Sprengladung (26) und einen Detonator (28). Die beabsichtigte Richtung der Sprengkopfwirkung für die zentrale gerichtete Ladung ist in der Bewegungsrichtung der Granate ausgerichtet. Die Luftdetonation in seitlicher Umfangsrichtung der gerichteten Ladung ist jedoch in Bezug auf die zentrale gerichtete Ladung nach außen abgewinkelt und verhindert dadurch eine Zerstörung eines gerichteten Ladungsmoduls vor sich. Die Anordnung in
US 5 191 169 , bei der die hintere gerichtete Ladung radial abgewinkelt oder abgelenkt wird, löst jedoch nicht das Problem der Ausbreitung der Bruchstücke des umgebenden Granatenkörpers.
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Ein zusätzlicher Nachteil der Anordnung aus
US 5 191 169 5 besteht darin, dass die Ausbreitung der Bruchstücke von der gerichteten Ladung sich mit der Anzahl der gerichteten Ladungsmodule in der Granate erhöht.
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Aus
DE 37 03 773 A1 ist ein Mörsergeschoss bekannt, bei dem der Geschossmantel in eine vordere Hälfte und eine hintere Hälfte unterteilt ist und bei dem zwischen den beiden sprengstoffgefüllten Hälften eine Trennladung angeordnet ist. Die
US 5,988,071 A offenbart einen Eindringkörper, der eine Mehrzahl von gestapelten Eindringkörpersegmenten aufweist. In
EP 0 162 250 B1 ist ein Flugkörper mit einem vor dem Auftreffen auf das Ziel zündbaren Gefechtskopf beschrieben.
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Ziel der Erfindung und unterscheidende Merkmale
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Es ist ein vorrangiges Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Granate mit Sprengköpfen vorzustellen, die für gerichtete Ladungen in der Bewegungsrichtung der Granate ausgelegt sind mit erheblich verminderter radialer Ausbreitung von Bruchstücken und wobei die Splitterwirkung wohl definiert verbessert ist. Es ist ein zusätzliches Ziel der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Abfeuern einer Granate der oben beschriebenen Art vorzustellen.
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Die benannten Ziele sowie weitere, hier nicht erwähnte Ziele werden durch den Rahmen, der durch die gegenwärtigen unabhängigen Ansprüche gesetzt wird, in zufriedenstellender Form erreicht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde daher eine Granate geschaffen, die einen Granatenkörper bildet, der mindestens zwei Sprengköpfe umfasst, die axial einer nach dem anderen in dem Granatengehäuse angeordnet sind, wobei die Sprengköpfe Sprengladungen umfassen, die für einen Zersplitterungseffekt einer gerichteten Ladung in der Bewegungsrichtung der Granate ausgelegt sind, wobei die Ausbreitung von Bruchstücken in Radialrichtung erheblich vermindert ist und wobei der Zersplitterungseffekt in einem wohl definierten Bereich vergrößert ist. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der
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Granatenkörper ferner eine Auswerfeinrichtung umfasst zum Auswerfen der Sprengköpfe von dem Granatenkörper gemäß einer vor bestimmten zeitlichen Abfolge in der Bewegungsrichtung der Granate sowie eine Auslöseeinrichtung zum Auslösen der Sprengladungen der Sprengköpfe gemäß der vorbestimmten zeitlichen Abfolge.
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Die folgenden zusätzlichen Aspekte einer Granate, wie sie in der vorliegenden Erfindung beansprucht werden, betreffen:
- dass die Auswerfeinrichtungen und die Auslöseeinrichtungen in den Sprengköpfen angeordnet sind,
- dass die Sprengköpfe ferner eine programmierbare Zeitverzögerungseinheit umfassen für ein zeitverzögertes Auswerfen und Auslösen der Sprengköpfe,
- dass die Granate ferner eine im Nasenabschnitt angeordnete Sensoreinheit umfasst zum Aktivieren der Auswerfeinrichtungen der Sprengköpfe,
- dass die hinteren Teile der Sprengköpfe ein Endstück umfassen, wobei das Endstück so geformt ist, dass nachfolgende Sprengköpfe bis zu einem bestimmten Grad teilweise in einem vorderen Sprengkopf aufgenommen sein können,
- dass die Sprengköpfe eine Zersplitterungsplatte umfassen, wobei die Zersplitterungsplatte vorzersplitterte metallische Bruchstücke umfasst, die in ein metallurgisches Pulvermaterial eingebacken sind,
- dass die vorzersplitterten metallischen Bruchstücke ein Schwermetall oder eine Mischung von Schwermetallen umfassen,
- dass der Sprengkopf ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse eine plastische Matrix aus einem metallischen Pulver umfasst.
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Kennzeichnend für das Verfahren während des Abfeuerns der oben beschriebenen Granate ist das Folgende:
- dass die Sprengköpfe der Granate von dem Granatkörper in der Bewegungsrichtung der Granate mit derselben Zeitverzögerung in Bezug auf einander ausgeworfen werden und dass die Sprengladungen der Sprengköpfe nach einer vorbestimmten zeitlichen Verzögerung simultan detonieren.
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Vorzüge und Wirkungen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung umfasst verschiedene Vorteile und Wirkungen. Das Trennen der Sprengköpfe von der Granate vor dem Auslösen der Sprengladungen der Sprengköpfe verhindert, dass sich die Zersplitterung von dem Granatenkörper radial ausbreitet. Das Trennen der Sprengköpfe voneinander vor dem Auslösen der Sprengladungen der Sprengköpfe minimiert die zerstörende Wirkung des nachfolgenden Sprengkopfs auf den vorangehenden Sprengkopf. Durch die verminderte Ausbreitung erhöht sich die Wirkung der gerichteten Ladung auf einen wohl definierten Bereich.
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Im Vergleich mit der Verwendung einer oder einer Reihe von Zersplitterungsplatten resultiert die Verwendung etlicher Zersplitterungsplatten in einer Erhöhung der Menge von Zersplitterung, die die Granate bewirken kann. Ferner bewirkt die Verwendung von vorzersplitterten Schwermetallbruchstücken einen geringeren Ausbreitungseffekt, da die vorzersplitterten Schwermetallbruchstücke eine gleichmäßigere Form und eine höhere Dichte haben. Der Luftbremse-Effekt der Zersplitterung in der Atmosphäre ist vermindert, während die Durchdringungskraft sich im Vergleich mit natürlich zersplitterter Stahlzersplitterung erhöht.
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Variation der Ausbreitungsfrequenz und der Explosionsfrequenz der Sprengköpfe ermöglicht eine Variation der Zersplitterungsausbreitung und der Zersplitterungswirkung, so dass sie an die Lage und die Art des Ziels angepasst ist. Zusätzliche Vorteile und Wirkungen wie mit der vorliegenden Erfindung beansprucht werden gegenwärtig durch das Studium und die Beachtung der nachfolgenden detaillierten Erfindungsbeschreibung, die eine Anzahl der vorteilhaftesten Ausführungsformen, Patentansprüche sowie die angehängten Zeichnungsfiguren umfasst, wobei
- 1 einen Längsschnitt einer Granate zeigt, die vier Sprengköpfe umfasst, die für einen gerichteten Ladungseffekt ausgelegt sind,
- 2 einen Längsschnitt eines Sprengkopfs gemäß 1 zeigt,
- 3 schematisch die Ausbreitung von Bruchstücken A von den Sprengköpfen mit dem Explosionsintervall H zeigt.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Granate 1, wie sie in der vorliegenden Erfindung beansprucht ist. Die Granate 1 hat die Form einer konventionellen Mörsergranate 1, kann jedoch auch eine andere Art von Granate 1 sein, beispielsweise eine Artilleriegranate 1. Die Granate 1 umfasst einen Granatenkörper 2, einen Nasenabschnitt 3 und einen Hinterabschnitt 4. Der Granatenkörper 2 umfasst vier Sprengköpfe, die radial einer nach dem anderen 8 angeordnet sind, und die ausgelegt sind für einen gerichteten Ladungseffekt. Die Granate 1 ist so ausgelegt, dass die Sprengköpfe 8 mit einem gerichteten Ladungseffekt eine wohl definierte Wirkung auf ein Ziel ausüben. Der Hinterabschnitt 4 in 1 umfasst einen vorwärtigen schlauchförmigen Abschnitt 7 zum Zusammenfügen mit einer konventionellen hufeisenförmigen Treibladung zum Abfeuern der Granate aus einem Rohr. Der hintere Teil des Hinterabschnitts 4 weist eine Anzahl von Finnen 6 auf zum Führen der Granate 1 während der Flugphase der Granate 1.
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Die Granate 1 in 3 ist in erster Linie für eine Luftdetonation über einem Ziel ausgelegt, das in einer städtischen Umgebung liegt, wobei es beabsichtig ist, Wirkung auf das Ziel auszuüben, während unerwünschte Seiteneffekte auf die Zivilbevölkerung und zivile Ausrüstung vermieden werden.
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Angestrebt ist es daher, dass Bruchstücke von der Granate 1 und seinen Sprengköpfen 8 in der vorwärtigen Bewegungsrichtung der Granate 1 ausgeworfen werden sollen und dass vorzugsweise keine oder falls unvermeidlich nur Zersplitterung mit einer sehr begrenzten Reichweise radial verteilt werden soll. Der von der Granate 1 abgedeckte Bereich (A) auf dem Ziel kann bei einer Luftdetonation eingestellt werden auf die Lage und die Art des Ziels, indem eine geeignete Höhe (H) für die Explosion ausgewählt wird. Eine niedrige Explosionshöhe (H) führt zu einem kleinen abgedeckten Bereich (A) und eine große Explosionshöhe (H) führt zu einem großen kleinen abgedeckten Bereich (A). Um diese Wirkung zu erreichen, ist die Granate 1 mit einer Sensoreinheit 5 ausgestattet, wobei die Sensoreinheit 5 eine Zeitverzögerung oder einen Annäherungzünder 5 umfassen kann, der für eine geeignete Explosionshöhe (H) programmiert ist, 1 und 3.
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Die Sprengköpfe 8 der Granate 1, 2, umfassen eine Zersplitterungsplatte 10 und ein Sprengkopfgehäuse 11, auch bezeichnet als Gehäuse 11. Jeder Sprengkopf 8 umfasst eine Sprengladung 12 und eine programmierbare Detonationseinrichtung 13, auch bezeichnet als Safety-Arming-und-Ignition(SAI)-Einheit 13, wobei die Detonationseinrichtung 13 einen Gasgenerator 15 zum Auswerfen der Sprengköpfe 8 von dem Granatenkörper 2 umfasst sowie einen Detonator 14 zum Detonieren der Sprengladung 12 der Sprengköpfe 8. Die Detonationseinrichtung 13 umfasst ferner eine Zeitverzögerungseinheit (in 2 nicht dargestellt) für ein zeitverzögertes Auswerfen und Auslösen der Sprengköpfe 8.
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Der Hinterabschnitt der Sprengköpfe 8 umfasst vorzugsweise ein röhrenförmiges Endstück 16, um es zu erleichtern, dass ein hinterer Sprengkopf 8 zumindest teilweise in einem davor liegenden Sprengkopf 8 passt, d. h. die Sprengköpfe 8 können dadurch ineinander gestapelt werden, wodurch wertvoller Raum in der Granate 1 eingespart wird. Die schlauchförmige Form der Endstücke 16 hat außerdem eine stabilisierende Wirkung, wenn die Sprengköpfe 8 von dem Granatenkörper 2 ausgeworfen werden. Die Zersplitterungsplatte 10 in 2 umfasst vorzersplitterte Metallbruchstücke, umfassend vorzugsweise ein Schwermetall oder eine Mischung von Schwermetallen, bspw. Wolfram. Die Metallbruchstücke sind vorzugsweise in ein Matrixmaterial eingebacken, um die vorzersplitterten Schwermetallbruchstücke zusammenzuhalten und um als Druckplatte zu wirken, wenn die Sprengladung 12 detoniert. Das Matrixmaterial kann bspw. zusammengesetzt sein aus einem metallischen Pulvermaterial und in seine endgültige Form gebracht sein durch bspw. isostatisches Pressen. Die Zersplitterungsplatte 10 ist zusammen mit der detonierenden Sprengladung 10 so geformt, dass eine gleichmäßige Ausbreitung von Splittern über dem Zielgebiet (A) erreicht wird.
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Die Sprengköpfe 8 sind in einem Gehäuse 11 aufgenommen, das so ausgebildet ist, dass es eine geeignete Beschränkung (Ladung) für die Detonation der Sprengladung 12 bietet. Das Gehäuse 11 umfasst vorzugsweise ein Material, das bei Detonation der Sprengladung 12 eine sehr geringe Zersplitterungswirkung hat. Splitter die sich gleichwohl bilden haben eine sehr geringe Reichweite. Die Sprengladung 12 umfasst vorzugsweise ein Sprengmittel mit geringer Sensitivität, bspw. von der Art Nitramin. Die Detonationseinrichtung 13 für die Sprengköpfe 8, die ein SAI-Gerät 13 sein kann, übernimmt die Funktionen für Sicherheit, Bewaffnung und Auslösung der Sprengköpfe 8. Die SAI-Einheit 13 kontrolliert ferner den Gasgenerator 15 für die Trennung der Sprengköpfe 8.
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Die Granate 1 wird von dem Rohr, bspw. einem Mörserrohr abgefeuert wie eine konventionelle Granate 1. Wenn die Granate sich dem Ziel annähert, aktiviert der zeitverzögerte Zünder 5 und die Wirkungsphase der Granate 1 beginnt. Der Nasenabschnitt 3 der Granate 1 wird durch eine Trennungsladung (in 1 nicht gezeigt) ausgeworfen; die Trennungsladung ist im Hinterabschnitt des Zünders 5 angeordnet, alternativ kann ein Luftsack als Trennungsladung verwendet werden.
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Vor dem Auswerfen aus dem Granatenkörper 2 aktiviert der zeitverzögerte Zünder 5 die SAI-Einheit 13 in den Sprengköpfen 8. Nachdem der Nasenabschnitt 3 mit dem zeitverzögerten Zünder 5 aus dem Granatenkörper 2 ausgeworfen wurde, beginnt die Auswerfeabfolge für die Sprengköpfe 8. Die Gasgeneratoren 15 in den Sprengköpfen 8 übernehmen dann das Auswerfen der Sprengköpfe 8 aus dem Granatenkörper 2, was das Trennen der Sprengköpfe 8 voneinander umfasst.
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Die Sprengköpfe 8 werden aus dem Granatenkörper 2 ausgeworfen, wobei mit dem Sprengkopf 8, der am weitesten vorne, am nächsten zum Nasenabschnitt 3 der Granate 1 liegt, begonnen wird und wobei die übrigen Sprengköpfe 8 in schneller Abfolge nachfolgen. Zur gleichen Zeit, zu der die Sprengköpfe 8 den Granatenkörper 2 verlassen, bewaffnet die SAI-Einheit 13 die Sprengladungen 12 in den Sprengköpfen 8.
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Nachdem alle Sprengköpfe 8 den Granatenkörper 2 verlassen haben, bringt die SAI-Einheit 13 die Sprengladungen 12 durch die Detonatoren 14 zur Detonation, so dass die Sprengköpfe 8 zu dieser Zeit detonieren und Splitter in Vorwärtsrichtung der Bewegung der Granate 1 verteilt werden. Die Zeitverzögerungseinheit in der SAI-Einheit 13 löst die Sprengköpfe 8 so aus, dass alle Sprengköpfe 1 vorzugsweise simultan detonieren. Alternativ kann die Zeitverzögerungseinheit vorprogrammiert sein, so dass die Sprengköpfe 8 mit unterschiedlichen Zeitverzögerungen detonieren. Bspw. kann die Zeitverzögerung der Art sein, dass die Sprengköpfe 8 alle im selben Abstand von dem Ziel detonieren. Es ist ferner möglich, unterschiedliche Zeitverzögerungen für das Auswerfen der Sprengköpfe 8 und unterschiedliche Zeitverzögerungen für das Auslösen der Sprengladungen 12 der Sprengköpfe 8 zu haben.
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Es ist das Ziel des zeitverzögerten Auswerfens, einen vorbestimmten Abstand zwischen den Sprengköpfen 8 zu erreichen, so dass die Sprengköpfe 8 einander nicht zerstören, wenn sie detonieren. Der Abstand zwischen den Sprengköpfen sollte vorzugsweise so klein wie möglich sein, aber immer noch groß genug, so dass die Sprengköpfe 8 einander nicht zerstören. Die Flugzeit der Sprengköpfe 8 nach dem Auswerfen aus dem Granatenkörper 2 sollte so kurz wie möglich sein, so dass die Sprengköpfe 8 keine Zeit haben, ihre Richtung zu ändern. Dadurch wird erreicht, dass alle Zersplitterungsplatten 10 in den Sprengköpfen 8 ihre Splitter gleichzeitig in einem wohldefinierten Zielbereich (A) verteilen.
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Die Form der Zersplitterungsplatten 10 kann ferner dazu ausgelegt sein, ein vorbestimmtes Verteilungsmuster von Splittern auf dem Ziel zu erreichen.
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Zusätzlich kann die Gebietsverteilung (A) auf dem Ziel dadurch verändert werden, dass das Explosionsintervall (H) verändert wird.
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Mögliche alternative Verwendungen für die Granate:
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Wenn die Granate 1 als konventionelle Mörsergranate 1 verwendet wird, detoniert die gesamte Granate 1, ohne dass die Sprengköpfe 8 aus dem Granatenkörper 2 ausgeworfen werden. Alle Sprengköpfe 8 detonieren simultan in dem Granatenkörper 2, was bedeutet, dass alle Sprengladungen 12 simultan auslösen. Die Granate 1 hat dann einen Zersplitterungseffekt in seitlicher Umfangsrichtung, teilweise von der Zersplitterungsplatte 10, die sich in einem gewissen Ausmaß radial verteilt, und teilweise von Splittern des Granatenkörpers 2, die radial verteilt werden.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Sprengköpfe 8 in großer Höhe über dem Ziel zu trennen und sie für eine Zeitspanne einzeln sich fortbewegen zu lassen, so dass sich die Sprengköpfe 8 über ein großes Zielgebiet (A) verteilen. Bei dieser Option geht jedoch die exakte Kontrolle darüber, wo jeder Sprengkopf 8 seine Wirkung ausübt, verloren.
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3 zeigt eine Granate, die auf dem Weg zu einem Ziel ist entlang einer Trajektorie mit einem steilen Aufschlagwinkel, was dem traditionellen Verfahren zur Anwendung eines Mörsers für indirektes Feuer mit einer hohen Trajektorie entspricht. Es spricht jedoch nichts dagegen, die Granate 1 für direktes Feuer mit einer flachen Trajektori zu verwenden.
