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Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Gefechtskopf ist aus der
JP 2007-225 215 A bekannt. Auch die
US 5 540 156 A , die
DE 36 25 966 A1 und die
DE 10 2006 018 687 A1 beschreiben ähnliche Gefechtsköpfe.
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Eine projektilbildende Sprengladung, häufig auch P-Ladung genannt, gehört zum Typ der Hohlladungen. Anders als bei einer „klassischen” Hohlladung, die durch Kaltverformung einer üblicherweise kegelförmigen Metallbelegung einen langen, spitzen Metallstachel ausbildet, bildet eine projektilbildende Sprengladung durch die Kaltverformung einer zumeist parabolförmigen Metallbelegung ein einzelnes Projektil aus. Hierzu wird ein Gefechtskopf umfassend eine solche projektilbildende Sprengladung üblicherweise auch etwas früher bezogen auf den Einschlagzeitpunkt am Ziel gezündet als ein Gefechtskopf mit einer üblichen Hohlladung. Nicht immer aber ist in der gegebenen Situation die Projektilbildung zweckmäßig und folglich ein Gefechtskopf umfassend eine solche projektilbildende Sprengladung einsetzbar. Vielmehr wäre ein Einsatz eines Geschosses oder Flugkörpers mit einer vom Typ her anderen Sprengladung situationsbedingt zweckmäßiger, beispielsweise einer Splitterladung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umschaltbarkeit des Gefechtskopfs von der projektilbildenden Funktion in eine splitterbildende Funktion einfach und sicher zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird durch den Gefechtskopf nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gefechtskopf besteht grundsätzlich die Möglichkeit, ihn nicht nur in einer projektilbildenden Funktion nutzen zu können, sondern bei Bedarf auch in einer splitterbildenden Funktion, d. h., dass der Gefechtskopf in zwei unterschiedlichen Modi gezündet werden kann. Hierzu ist erfindungsgemäß eine Splitterblende vorgesehen, die bei Bedarf, wenn also anstelle der projektilbildenden Funktion eine splitterbildende Funktion gewünscht wird, vor die Metallbelegung gebracht werden kann. Wird nun der Sprengstoff gezündet, so kommt es zu der üblichen Kaltverformung der Metallbelegung. Eine Projektilbildung wird jedoch vermieden, da das sich verformende Metall mit hoher Geschwindigkeit gegen die Blende bewegt wird, wo bzw. durch welche die Metallbelegung zerrissen, also zersplittert wird. D. h., dass die Detonation die Metallbelegung nicht in ein einzelnes Projektil umformt, sondern in eine Vielzahl einzelner, sich zerstreuender Splitter. Der Gefechtskopf ist also vorteilhaft in seiner Funktionalität umschaltbar, also variabel, so dass sein Einsatzbereich erweitert ist.
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Die Blende besitzt in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung zumindest in ihrer Funktionsstellung eine gitterartige Form, wobei die Splittergröße durch die Form respektive Größe der Durchbrechungen, also der Gitterlöcher, definiert respektive eingestellt werden kann.
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Die Blende selbst besteht erfindungsgemäß aus mehreren separat am Gefechtskopfgehäuse bewegbar gelagerten Blendenabschnitten, die als strebenartige Bauteile ausgeführt sind. Diese Blendenabschnitte sind beweglich am Gefechtskopfgehäuse angeordnet, können also zwischen zwei Stellungen bewegt werden, nämlich einer Ruhestellung und einer Funktionsstellung, wobei sie in der Ruhestellung die Projektilbildung nicht beeinflussen, sofern es zur Zündung kommt, während sie in der Funktionsstellung ihre Blendenfunktion und daraus resultierend ihre Zersplitterungsfunktion ausüben. Die einzelnen Blendenabschnitte, die als strebenartige Bauteile ausgeführt sind, ergänzen sich in der Funktionsstellung zu einer gitterartigen Form, d. h., dass der Austrittsquerschnitt respektive der Gefechtskopfgehäusequerschnitt vor der Metallbelegung durch die gitterartige Blende strukturiert ist.
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Eine besonders einfache Bewegungsmöglichkeit ist eine Verschwenkung, da hierfür lediglich eine Schwenkachse zur realisieren ist. Deshalb sieht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Blendenabschnitte jeweils um eine Schwenkachse verschwenkbar am Gefechtskopfgehäuse gelagert sind. D. h., dass die Blendenabschnitte aus der Ruhestellung, in welcher sie sich außerhalb der Bewegungszone des Projektils befinden, und die Funktionsstellung, in der sie nach innen in den Bewegungsweg des Projektils geschwenkt sind, verschwenkt werden können. Hierzu ist es besonders zweckmäßig, wenn die jeweilige Schwenkachse parallel zur Längsachse des Gefechtskopfgehäuses liegt. Denn dies ermöglicht es, die Blendenabschnitte in der Ruhestellung nahe an die Innenwand des Gefechtskopfgehäuses zu schwenken, sie also ohne Weiteres hinreichend weit aus der Bewegungszone des Projektils zu bewegen. Um sie soweit wie möglich aus dieser Bewegungszone zu bringen, sieht die Erfindung ferner vor, dass die strebenartigen Bauteile eine im Wesentlichen dem Innenumfang des Gefechtskopfgehäuses entsprechende gebogene Form aufweisen und in der Ruhestellung am Innenumfang des Gefechtskopfgehäuses anliegen. Die Blendenabschnitte sind also quasi flügelartig ausgeführt und leicht gebogen geformt, so dass sie sich in der Ruhestellung flächig am Innenumfang des Gefechtskopfgehäuses anlegen.
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Um die Blendenabschnitte auf möglichst einfache Weise aus ihrer Ruhe- in die Funktionsstelle bewegen zu können, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Blendenabschnitte gegen eine mittels eines Federelements aufgebaute Rückstellkraft mittels eines lösbaren Arretierelements in ihrer Ruhestellung fixiert sind und bei Lösen des Arretierelements automatisch in die Funktionsstellung schwenken. Jeder Blendenabschnitt ist also mit einer Rückstellkraft, die ein ihm zugeordnetes Federelement aufbaut, beaufschlagt. Diese Rückstellkraft drängt ihn grundsätzlich in die Funktionsstellung. In der Ruhestellung ist jeder Blendenabschnitt über ein Arretierelement fixiert, das ihn beispielsweise in seiner am Innenumfang des Gefechtskopfgehäuses anliegenden Ruheposition hält. Wird jedoch das Arretierelement gelöst, so schwenkt der Blendenabschnitt automatisch, getrieben durch die Rückstellkraft, in die Funktionsstellung. Als ein Federelement, das bei Schwenklagerung auf einfache Weise diese Rückstellkraft aufbauen kann, wird zweckmäßigerweise eine Schraubenfeder, häufig auch Drehfeder genannt, verwendet, die einerseits am Blendenabschnitt und andererseits am Gefechtskopfgehäuse gelagert ist. Auch eine Blattfeder kann verwendet werden. Diese Feder wird beim Bewegen in die Ruhestellung gespannt, also die Rückstellkraft aufgebaut. Wird der Blendenabschnitt über das Arretierelement freigegeben, kann sich die Feder entspannen, worüber der Blendenabschnitt in die Funktionsstellung bewegt wird.
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Als Arretierelement ist besonders zweckmäßig ein um die Längsachse des Gefechtskopfgehäuses drehbarer Ring mit an den Blendenabschnitten angreifenden Arretiervorsprüngen einsetzbar, da mittels eines solchen Rings einerseits alle Blendenabschnitte gemeinsam arretiert werden können, andererseits aber auch durch Drehen des Rings alle Blendenabschnitte gemeinsam freigegeben werden können. Dieser drehbare Ring ist benachbart zu den Blendenabschnitten am Gefechtskopfgehäuse angeordnet und drehgelagert, so dass er auf einfache Weise einerseits positioniert, andererseits auch bewegt werden kann.
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Alternativ zur Verwendung eines alle Blendenabschnitte bedienenden gemeinsamen Rings kann als Arretierelement auch jedem Blendenabschnitt ein bewegbarer Bolzen oder dergleichen (denkbar ist z. B. auch eine Klinke) zugeordnet sein. Ein solcher Bolzen wäre axial zu bewegen, ist jedoch ebenfalls zwischen einer Arretier- und einer Lösestellung verstellbar.
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Grundsätzlich ist es besonders zweckmäßig, wenn das oder jedes Arretierelement – sei es also der drehbar gelagerte Ring oder die einzelnen Bolzen – automatisch über ein elektrisch ansteuerbares Lösemittel betätigt werden können, also automatisch lösbar sind. Der Ring kann also über ein geeignetes Lösemittel ein kurzes Stück gedreht werden, beispielsweise über einen Elektromotor, der mit dem Ring beispielsweise über ein Zugseil oder eine Zugstange oder unmittelbar über eine Abtriebswelle gekoppelt ist. Der Elektromotor wird über die zentrale Steuerungseinrichtung, die auch die Sicherungs- und Zündvorrichtung des Gefechtskopfes und folglich sämtliche Gefechtskopfsfunktionen steuert, angesteuert und bewegt über die Bewegungskopplung den Ring, so dass dieser die Blendenabschnitte freigibt. Im Falle der mehreren Bolzen kann jedem Bolzen z. B. ein elektromagnetisches Stellelement zugeordnet sein, das über die zentrale Steuerungseinrichtung angesteuert, also bestromt wird, so dass der beweglich gelagerte Bolzen aus seiner Arretierstellung in die Lösestellung gezogen wird. Es sind unterschiedlichste Ausgestaltungen denkbar. Gleichermaßen denkbar ist aber auch eine alternative oder zusätzliche manuelle Bewegbarkeit des jeweiligen Arretierelements. D. h., dass der Ring bei Bedarf selbstverständlich auch von Hand gedreht werden kann respektive die Bolzen von Hand gelöst werden können. Dies ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn bereits vor Abschuss des Geschosses klar ist, dass die Splitterfunktion eingestellt werden soll. Die automatische Lösung des oder der Arretierelemente ermöglicht (selbstverständlich neben der Einstellung der Funktionalität vor Abschuss des Geschosses oder Flugkörpers) auch eine Änderung des Funktionsmodus nach Abschuss des Geschosses oder Flugkörpers.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Gefechtskopfs im Schnitt als Teilansicht,
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2 eine Perspektivdarstellung des Gefechtskopfs aus 1 mit in Ruhestellung befindlichen Blendenabschnitten,
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3 der Gefechtskopf aus 2 mit in Funktionsstellung befindlichen Blendenabschnitten,
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4 eine Stirnseitenansicht des Gefechtskopfes aus 3, und
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5 eine Ansicht eines Blendenabschnitts.
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1 zeigt als Teilansicht in Perspektivdarstellung einen erfindungsgemäßen Gefechtskopf 1 bestehend aus einem Gefechtskopfgehäuse 2 mit einem ersten Gefechtskopfgehäuseabschnitt 3, in dem eine projektilbildende Sprengladung 4 angeordnet ist. An den ersten Gefechtskopfgehäuseabschnitt 3 schließt sich ein zweiter Gefechtskopfgehäuseabschnitt 5 an, in dem eine Blende 6 vorgesehen ist. An dem Gefechtskopfsgehäuseabschnitt 5 schließt sich weiterhin ein dritter Gefechtskopfsgehäuseabschnitt 7 an, an dem im gezeigten Ausführungsbeispiel das Arretierelement 8 vorgesehen ist.
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Die projektilbildende Sprengladung 4 besteht aus dem eigentlichen Sprengstoff 9, der über einen hier nicht näher gezeigten Zünder, gesteuert von einer Steuerungselektronik, gezündet werden kann. Dem Sprengstoff zugeordnet ist eine Metallbelegung 10, die hier ebenflächig dargestellt ist, gleichermaßen aber auch parabolförmig ausgeführt sein kann. Diese Metallbelegung kann beispielsweise aus Wolfram oder Stahl bestehen. Wird der Sprengstoff 9 gezündet, so kommt es zu einer detonationsbedingten Deformation der Metallbelegung 10, die, je nachdem ob die Blende 6 in die in 1 gezeigte Funktionsstellung gebracht ist oder nicht, entweder als Projektil verformt wird, oder über die Blende 6 zersplittert wird.
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Die Blende 6 selbst besteht aus mehreren einzelnen strebenförmigen, rechteckigen Blendenabschnitten 11, siehe insbesondere die 3 und 4, die, siehe 5, flügelartig und gebogen ausgeführt sind. Sie sind schwenkbar an dem Gefechtskopfgehäuse 2, hier dem Gefechtskopfgehäuseabschnitt 5 gelagert, wozu ein Bolzen 12 vorgesehen ist, an dem die jeweiligen Blendenabschnitte 6 befestigt sind. Dieser Bolzen 12, der die Schwenkachse bildet, ist in einer geeigneten Ausnehmung 13 am Gefechtskopfgehäuse 2 aufgenommen und mit einem Federelement 14 (siehe 4, wo die Federelemente gestrichelt gezeigt sind) verbunden, das in der in 5 gezeigten Nut des Bolzens 12 aufgenommen ist. Diese Federelemente 14 werden vorgespannt, wenn die einzelnen Blendenabschnitte 11 in die Ruhestellung bewegt werden, wie in 2 gezeigt. Dieser Ruhestellung liegen die Blendenabschnitte 11 am Innenumfang des Gefechtskopfgehäuses 2, hier also des Gefechtskopfgehäuseabschnitts 5 an. D. h., dass der Biegeradius der einzelnen Blendenabschnitte 11 im Wesentlichen dem Radius am Innenumfang des Gefechtskopfgehäuses 2 entspricht. Wie beschrieben werden die einzelnen Federelemente 14, beispielsweise Drehfedern, Schraubenfedern oder Blattfedern, bei der Bewegung aus der Funktionsstellung (siehe die 1, 3 und 4) in die Ruhestellung (2) vorgespannt, sie bauen also eine Rückstellkraft auf, die den jeweiligen Blendenabschnitt in die Funktionsstellung drängt. Um die Blendenabschnitte 11 in ihrer Ruhestellung zu fixieren ist das Arretierelement 8 vorgesehen, das, siehe die 2 und 3, als drehbarer Ring 15 ausgeführt ist, der am Innenumfang des Gefechtskopfsgehäuses 2, hier des Gefechtskopfsgehäuseabschnittes 7, drehgelagert, also beweglich aufgenommen ist. Am Ring 16 sind mehrere axial verlaufende Arretiervorsprünge 16 vorgesehen, die, siehe 2, den jeweiligen Blendenabschnitt 11 im Bereich seines vorderen, frei beweglichen Endes übergreifen, so dass dieser in seiner Position fixiert ist. Der Ring 15 ist mit einem nicht näher gezeigten automatischen Lösemittel, beispielsweise einem Elektromotor, über eine mechanische Bewegungskopplung verbunden, so dass er über diesen Elektromotor bewegt, also gedreht werden kann. Der Elektromotor wird wiederum über die zentrale Steuerungseinrichtung, die hier nicht näher gezeigt ist, jedoch den gesamten Sicherungs- und Zündmechanismus steuert, angesteuert.
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In der Grundstellung befinden sich die Blendenabschnitte in der Ruhestellung, wie in 2 gezeigt ist. Sie sind über den drehbaren Ring 15 respektive dessen Arretiervorsprung 16 fixiert. Wird in dieser Position die projektilbildende Sprengladung 4 gezündet, so kommt es zu Kaltverformung der Metallbelegung 10, also der Belegung, die sich unter Bildung eines Projektils verformt.
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Wird jedoch nicht die projektilbildende Funktion, sondern eine Splitterfunktion gewünscht, so wird die Blende 6 vor die Metallbelegung 10 gebracht. Hierzu wird das nicht näher gezeigte Lösemittel, also beispielsweise der Elektromotor, angesteuert, worüber der Ring 15 ein kurzes Stück bewegt wird, wie durch den Pfeil P in 2 gezeigt ist. Er wird um die Gefechtskopflängsachse gedreht, wobei die Verdrehung nur um eine kurze Wegstrecke erforderlich ist, nämlich soweit, bis die Arretiervorsprünge 16 die Blendenabschnitte 11 nicht mehr übergreifen und folglich nicht mehr arretieren, sondern freigeben. Diese Position ist in 3 gezeigt. Die Freigabe führt dazu, dass die Federelemente 14, die vorgespannt sind, die einzelnen Blendenabschnitte aus ihrer Ruhelage in den Querschnitt bewegen, also nach innen einschwenken und folglich vor die Metallbelegung 10 bewegen. In ihrer Endstellung, siehe die 3 und 4 bilden die nach innen geschwenkten Blendenabschnitte 11 eine gitterartige Form.
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Wir nun die projektilbildende Sprengladung 4 gezündet, so kommt es zur Deformation der Metallbelegung 10, diese wird jedoch mit hoher Wucht gegen die Blendenabschnitte 11 bewegt, was zur Zersplitterung der deformierten Metallbelegung 10 führt. Die Splitterwirkung respektive die Splittergröße wird durch die Anzahl der Blendenabschnitte deformiert. Während im gezeigten Beispiel sechs Blendenabschnitte 11 vorgesehen sind, ist es selbstverständlich auch denkbar, noch mehr Blendenabschnitte zu realisieren, die in der Ruhestellung einander durchaus auch radial überlappen können. Die Blendenabschnitte selbst sind aus einem Material möglichst hoher Dichte gefertigt, sie müssen auch eine hinreichende axiale Länge (also Breite) aufweisen, damit die Metallbelegung 10 auch vollständig aufgesplittert wird.
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Durch Aufspannen der Blende 6 vor der Metallbelegung 10, also vor der projektilbildenden Sprengladung 4 kann folglich die Funktionalität des Gefechtskopfes 1 auf einfache Weise von einer projektilbildenden Funktion auf eine splitterbildende Funktion umgeschaltet werden. Dies erfolgt bevorzugt automatisch, indem das Arretierelement 8 elektronisch angesteuert wird, wie oben beschrieben. Alternativ oder zusätzlich ist selbstverständlich auch eine mechanische Bewegung des Arretierelements zum Lösen denkbar, indem der Drehring 15 auf einfache Weise von Hand verdreht wird, bevor das Geschoss oder der Flugkörper abgefeuert wird. Auch sind anstelle des Drehrings einzelne, axial ausgerichtete Arretierbolzen, die im Sinne der Arretiervorsprünge 16 die einzelnen Blendenabschnitte übergreifen, denkbar, die bevorzugt ebenfalls automatisch über geeignete Elektromagnete bewegt werden können.
