DE102014018218B4 - Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung - Google Patents

Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung Download PDF

Info

Publication number
DE102014018218B4
DE102014018218B4 DE102014018218.5A DE102014018218A DE102014018218B4 DE 102014018218 B4 DE102014018218 B4 DE 102014018218B4 DE 102014018218 A DE102014018218 A DE 102014018218A DE 102014018218 B4 DE102014018218 B4 DE 102014018218B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
explosive charge
core
explosive
shell
charge core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102014018218.5A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014018218A1 (de
Inventor
Markus Graswald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Original Assignee
TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH filed Critical TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Priority to DE102014018218.5A priority Critical patent/DE102014018218B4/de
Priority to EP15003412.2A priority patent/EP3029012B1/de
Priority to US14/959,735 priority patent/US9829297B2/en
Publication of DE102014018218A1 publication Critical patent/DE102014018218A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014018218B4 publication Critical patent/DE102014018218B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42CAMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00Details of fuzes
    • F42C19/08Primers; Detonators
    • F42C19/0838Primers or igniters for the initiation or the explosive charge in a warhead
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06CDETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C7/00Non-electric detonators; Blasting caps; Primers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/20Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/20Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/207Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type characterised by the explosive material or the construction of the high explosive warhead, e.g. insensitive ammunition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/20Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/208Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type characterised by a plurality of charges within a single high explosive warhead

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Initiierung einer Deflagration einer Sprengladung, die in einer Hülle (HÜ) angeordnet ist, umfassend wenigstens einen im Bereich der Längsachse (LA) der Sprengladung verlaufenden Sprengladungskern (SK), dadurch gekennzeichnet, dass- die Sprengladung eine oder mehrere Arten von Sprengstoffen aufweist;- die Querabmessung des Sprengladungskerns (SK) dem radialen Verlauf der Hülle (HÜ) in Längsrichtung der Sprengladung an den Durchmesser der Hülle (HÜ) angepasst ist;- dass die Querabmessungen des Sprengladungskerns (SK) erheblich kleiner sind als der Durchmesser der Sprengladung und deren Verhältnis zwischen 1/10 und 1/30 liegen;- die Aufladung des Sprengladungskerns (SK) über die Länge des Sprengladungskerns (SK) in Abhängigkeit von der Art des Sprengstoffes örtlich unterschiedlich ist und die Aufladung des Sprengladungskerns (SK) hinsichtlich ihrer Form dem radialen Verlauf der Hülle (HÜ) in Längsrichtung der Sprengladung angepasst ist;- der Sprengladungskern (SK) von einem Mantel oder Rohr umgeben ist;- die Wandstärke und/oder das Material des Mantels oder des Rohrs in ihrer Form dem Verlauf der Hülle (HÜ) in Längsrichtung der Sprengladung angepasst ist; und- die Vorrichtung im Bereich der Initiierung eine Entlüftung aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung einer subdetonativen Reaktion - insbesondere der Deflagration - einer in einer Hülle angeordneten Sprengladung, umfassend wenigstens einen im Bereich der Längsachse der Sprengladung verlaufenden Sprengladungskern.
  • Aus der DE 100 08 914 C2 ist eine dosierbare Sprengladung für einen Gefechtskopf mit zwei unterschiedlichen Zündeinrichtungen bekannt geworden. Während die erste Zündeinrichtung die Sprengladung detonativ initiiert, ist die weitere, gegenläufig ausgerichtete Zündeinrichtung so ausgelegt, dass höchstens eine subdetonative Initiierung erfolgen kann. Auch die Verwendung von wenigstens einer Detonationsschnur für diesen Zweck ist hieraus bekannt. In der Praxis haben sich einige Probleme ergeben, die im Extremfall zum Erlöschen der Initiierung oder zur komplett detonativen Initiierung führen können.
  • In der DE 10 2012 006 044 B3 ist eine zylindrische Sprengladung mit einer Hülle beschrieben, die eine parallel zur Sprengschnur angeordnete Messvorrichtung aufweist, welche den Fortschritt der laufenden Deflagration detektiert.
  • Die US 2012/0227609 A1 beschreibt ein Zündsystem mit zwei unterschiedlichen Zündeinrichtungen. Die erste Zündeinrichtung ist konventionell für die detonative Auslösung der Sprengladung ausgelegt. Die örtlich gegenüber liegende zweite Zündeinrichtung ist für eine deflagrative Initiierung der Sprengladung dimensioniert. Da in diesem Zündsystem das selbe Bauprinzip mit gegenüber liegenden Zündstellen verwendet wird, von denen aus die Detonationswellen gegeneinander laufen, treten auch hier die bereits bekannten Mängel auf.
  • Die Druckschrift US 2 217 645 A beschreibt ein Geschoß mit einer Hülse, die eine in Längsrichtung angeordnete Bohrung aufweist, mit detonierendem Material im vorderen Ende der Bohrung, mit einer Sprengladung, die an das detonierende Material im hinteren Teil der Bohrung angrenzt, und mit einem im Wesentlichen kugelförmigen Metallkörper, der in das detonierende Material eingebettet und von diesem vollständig umgeben ist, wobei der im wesentlichen kugelförmige Metallkörper das Fulminat und die Sprengladung zündet, wenn das Geschoß auf ein Objekt auftrifft.
  • Ferner beschreiben beispielsweise die GB 2 479 966 A , die DE 43 18 922 A1 , die US 5 243 916 A , die EP 2 133 654 A2 und die EP 2824 414 A1 weitere Gefechtsköpfe.
  • Dem gegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zündvorrichtung zu entwickeln, die in der Lage ist, eine deflagrative Initiierung über die gesamte Länge der Sprengladung aufrecht zu erhalten, ohne dass die Deflagrationsreaktion in axialer oder radialer Richtung in einen Abbrand übergeht, ausstirbt oder in eine Detonation umschlägt.
  • Dies soll in derart robuster Weise geschehen, dass auch in stark verdämmten Wirksystemen (wie Penetratoren) sowie unter extremen militärischen Umweltbedingungen (insbesondere unter sehr geringen und sehr hohen Temperaturen) die Deflagration der Sprengladung kontrolliert und zuverlässig erfolgt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sprengladung eine oder mehrere Arten von Sprengstoffen aufweist, dass die Sprengladung einen Sprengladungskern aufweist, der in seinen Querabmessungen dem radialen Verlauf der Hülle in Längsrichtung der Sprengladung an den Durchmesser der Hülle angepasst ist, dass seine Aufladung über die Länge des Sprengladungskerns in Abhängigkeit von der Art des Sprengstoffes örtlich unterschiedlich ist, dass die Aufladung des Sprengladungskerns hinsichtlich ihrer Form dem radialen Verlauf der Hülle in Längsrichtung der Sprengladung angepasst ist, dass der Sprengladungskern von einem Mantel oder Rohr umgeben ist, dass die Wandstärke und/oder das Material des Mantels oder des Rohrs in ihrer Form dem Verlauf der Hülle in Längsrichtung der Sprengladung angepasst ist, und dass die Vorrichtung im Bereich der Initiierung eine Entlüftung aufweist.
  • Hieraus ergeben sich diverse Gestaltungsmöglichkeiten, die in den weiteren Ansprüchen beschrieben sind und die eine Anpassung dieser Initiierung an die örtlichen Gegebenheiten in der Sprengladung ermöglichen.
  • Vorteilhaft ist, dass die Querabmessung des Sprengladungskerns dem Verlauf der Hülle in Längsrichtung der Sprengladung angepasst ist. Dies kann in Stufen erfolgen oder auch kontinuierlich, so dass damit der Sprengladungskern an jede Form der Hülle angeglichen werden kann.
  • Mittels der Aufladung des Sprengladungskerns über die Länge des Sprengladungskerns, die hinsichtlich der Art des Sprengstoffes homogen oder örtlich unterschiedlich einstellbar ist, können bei Bedarf auch unterschiedliche Sprengstoffarten miteinander zu einem Sprengladungskern kombiniert werden. Für einen Sprengladungskern eignen sich auch vergleichsweise energiereiche (hochbrisante) und/oder sensitive CHNO-basierte Sprengstoffe wie z. B. hexogen- oder oktogenbasierte Sprengstoffmischungen sowie RDX (Cyclo-1,3,5-Trimethylen-2,4,6-Trinitramin, Hexogen), HMX (Cyclo-1 ,3,5,7-Tetramethylen 2,4,6,8-Tetranitramin, Oktogen), PETN (Pentaerythritoltetranitrat), HNS (Hexanitrostilben), FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen), FOX-12 (Guanylharnstoffdinitramid) oder Mischungen hieraus. Darüber hinaus können inerte Binder wie HTPB (Hydroxylterminiertes Polybutadien), Silikongummi, Polyurethangummi, Polystyrol, Estan, Nylon, Wachs und/oder Graphit verwendet werden
  • Zudem kann der Durchmesser des Sprengladungskerns bei nicht konstantem Hüllendurchmesser variieren und direkt an diesen angepasst werden. Die Aufladung des Sprengladungskerns ist dabei an Größe und Form der Sprengladung anzupassen.
  • Um einen direkten Kontakt vom detonativ reagierenden Sprengstoffkern zur Sprengladung zu unterbinden und so die Schockwelle bei Detonation des Sprengladungskerns zu dämpfen, ist es hilfreich, wenn der Sprengladungskern von einem Mantel oder einem Rohr umgeben ist. Dieser Mantel oder das Rohr kann beispielsweise aus einem Gewebe, einem Kompositewerkstoff (GFK, CFK, CRC oder CFRC), einem Kunststoff oder einer Kombination daraus bestehen. Als Material für eine Ummantelung (Mantel oder Rohr) kommen u. a. Textilfasern, Kunststoffe (Polymere) wie z. B. Kevlar, Nylon, Polyethylen, Polypropylen, PTFE (Teflon), PVC, Polystyrol, Plexiglas (Acrylglas) oder Polyurethan aber auch Wachs in Betracht.
  • Auch die Wandstärke und das Material des Mantels oder des Rohrs kann dem radialen Verlauf der Hülle in Längsrichtung der Sprengladung in Stufen oder kontinuierlich angepasst werden.
  • Mit dem Deflagrator, der im Modus der kleinsten Wirkung allein initiiert wird, wird eine subdetonative Reaktion ausgelöst. Dies geschieht im Ausführungsbeispiel durch Detonation des Sprengladungskerns, wodurch die heißen Reaktionsgase ein noch nicht reagiertes energetisches Material konvektiv erhitzen. Dies setzt sich weiter über in der Sprengladung vorhandene Poren fort. Es bildet sich eine mehrphasige Reaktionszone heraus, bei der die Druck- und Flammfront im Gegensatz zur Detonation räumlich voneinander getrennt sind und sich durchaus mit unterschiedlicher Geschwindigkeit fortpflanzen können. Die Reaktion führt letztlich zu einer Druckerhöhung, unter der der Sprengstoff auch mechanisch versagen kann und sich Risse bilden und weiter fortpflanzen. Die Reaktionsgeschwindigkeiten hängen auch vom Verdämmungszustand der Sprengladung, d.h. Wandstärke und Festigkeit der Hülle, ab. Die Geschwindigkeit der Flamm- und Druckfront liegt dabei typischerweise unterhalb der Schallgeschwindigkeit der Sprengladung.
  • Eine stabile Deflagration ergibt sich aus der Rate der Energiedissipation im Vergleich zur Energieerzeugungsrate, die hier durch den Sprengladungskern kontrolliert wird. Nachfolgend werden einige Systemeinflussfaktoren beschrieben und konkrete Zahlen / Zahlenbereiche für einzelne Parameter angegeben, bei denen eine Deflagration stabil abläuft.
  • Unempfindliche, gegossene Sprengladungen enthalten einen Anteil des Kunststoffbinders von mindestens 10%. Der Anteil des Sprengstoffmoleküls, für das sich RDX (Cyclo-1 ,3,5-Trimethylen-2,4,6-Trinitramin, Hexogen), HMX (Cyclo-1 ,3,5,7-Tetramethylen 2,4,6,8-Tetranitramin, Oktogen), NTO (5-Nitro-1 ,2,4-Triazole-3-One), FOX-7 (1,1-Diamino-2,2-Dinitroethylen), FOX-12 (Guanylharnstoffdinitramid) u.a. anbieten, kann dabei zwischen 90 und 50% liegen. Als Binder eignet sich hierfür u. a. ein Zweikomponenten-Gießharz mit Hydroxyl-terminiertem Polybutadien (HTPB), aber auch Silikongummi, Polyurethangummi, Polystyrol, Estan oder Nylon. In der Bindermatrix werden die granularen Sprengstoffkristalle eingekapselt. Eine solche kunststoffgebundene Sprengladung verfügt grundsätzlich infolge des Herstellungsprozesses über mikroskopisch kleine Poren. Diese Poren bestimmen die Porosität der Sprengladung und stellen die für die Deflagrationsreaktion notwendige freie Oberfläche zu Verfügung. Die Porositäten liegen hierbei typischerweise im einstelligen Prozentbereich, d.h. deutlich unter fünf Prozent. Zur Steigerung der Blastdruckwirkung kann die Sprengladung zusätzlich über gecoatete oder nicht gecoatete Metallpulver mit Partikeln z.B. aus Aluminium, Magnesium, Zirkonium, Titan, Wolfram, Titankarbid oder Zirkonkarbidverfügen. Hierbei wird ein Anteil von typischerweise 15 bis 25 Masse-Prozenten angestrebt, sofern der Blastdruck zu optimieren ist. Zur Steigerung des Blastdruckes kann die Sprengladung auch mit bis 20 Prozent Ammoniumperchlorat (AP) angereichert sein.
  • Zur Vermeidung einer schockinitiierten Detonation der Sprengladung ist es zweckmäßig, wenn die Sprengladung eine vergleichsweise geringe Schocksensitivität aufweist. Hierzu sollten die Materialien des Sprengladungskerns und seines umschließenden Mantels oder Rohrs mit ihren Hugonioteigenschaften derart gewählt werden, dass die Schockimpedanz des Mantels/Rohrs zu einer signifikanten Reduktion des streifenden Detonationsdruckes des Sprengladungskerns führt. Die Schockimpedanz Z kann mit der bekannten Formel bestimmt werden Z = ρ 0 U = ρ 0 ( c 0 + s u )
    Figure DE102014018218B4_0001
    mit ρ0 als Dichte, U als Schockgeschwindigkeit, c0 als Bulk-Schallgeschwindigkeit, s als Steigung und u als Partikelgeschwindigkeit. Der Schockdruck ergibt sich dann mit P = ρ 0 U u = Z u
    Figure DE102014018218B4_0002
  • Zweckmäßigerweise sollte der resultierende Druck an der Grenzfläche des Dämpfungsmaterials zur Sprengladung unterhalb des Schockinitiierungsdrucks liegen. Günstig ist außerdem ein kritischer Durchmesser für eine schockinitiierte Detonation der Sprengladung, der mindestens 5 mm, typischerweise mehr als 10 mm, beträgt.
  • Um eine Entzündung der Sprengladung durch Hot Spots infolge der schwachen Schockwelle und der heißen Reaktionsgase zu fördern, sollte die Sprengladung eine vergleichsweise geringe Selbstentzündzungstemperatur aufweisen. Sie sollte kleiner als 230°C sein und typischerweise deutlich unterhalb von 200°C liegen. Nichtsdestotrotz sollte sie hinreichend groß sein, um die Insensitivität der Sprengladung bei thermischen Stimuli wie Slow-Cook-Off- und Fast-Cook-Off-Tests nicht unnötig negativ zu beeinflussen.
  • Bei Vorhandensein einer Ladungshülle sind die relevanten Parameter die Wandstärke, auch im Vergleich zum Ladungsdurchmesser, und die Materialfestigkeit.
  • Diese werden über den statischen Versagensdruck zweckmäßig miteinander verknüpft. Oberhalb eines spezifischen Grenzdrucks werden mit höherer Wahrscheinlichkeit unerwünschte Übergänge in stärkere Reaktionen (Detonation-to-Deflagration-Transitions, DDTs) erwartet. Eine Verdämmung an den Ladungsenden kann durch die nachfolgend beschriebene Entlüftung so reguliert werden, dass sich kaum Unterschiede zu an den Enden offenen Ladungen zeigen. Dies zeigt sich dann in ähnlichen Aufweitungsgeschwindigkeiten der Ladungshülle und damit Druckraten infolge der Reaktion der Sprengladung.
  • Der Versagensdruck einer Verdämmung unter statischer Belastung wird berechnet anhand p m a x = σ m a x 1 k 2 1 + k 2
    Figure DE102014018218B4_0003
    mit k = d i / d a ,
    Figure DE102014018218B4_0004
    di als Innendurchmesser, da als Außendurchmesser und σmax als Maximalspannung. Eine Verdämmung mit einem statischen Versagendruck kleiner als 6,0 kbar, typischerweise kleiner als 2,6 kbar, wird dabei, sofern die Initiierung optimal an die Ladungsabmessungen angepasst ist, als günstig angesehen, um eine kontrolliert ablaufende Deflagration zu gewährleisten. Im Gegensatz dazu können höhere Verdämmungswerte, insbesondere wenn keine ausreichende Entlüftung vorhanden ist, Übergänge in stärkere Reaktionen (DDTs) begünstigen. Grundsätzlich kann die Entlüftung durch Ladungsdeckel, Sollbruchstellen der Hülle und Bohrungen nachhaltig beeinflusst werden, sofern es sich um eine vollständig verdämmte Sprengladung handelt. Vorteilhaft ist die Entlüftung insbesondere im Bereich der Initiierung, wo die Deflagrationsreaktion beginnt und hierdurch der Druck zuerst ansteigt.
  • Als Hüllenmaterial eignen sich beispielsweise nicht nur Metalle wie Stahl, Aluminium, Titan oder entsprechende Legierungen, sondern auch Kunststoffe oder Kompositewerkstoffe wie GFK oder CFK, sowie CRC oder CFRC. Damit wird eine geringere letale Wirkung erreicht, dagegen aber eine höhere Druckwelle. Bei Verwendung nicht metallischer Hüllenmaterialien beschränkt sich schließlich die Wirkung auf den Blastüberdruck und die Hitze, wobei beide rasch mit dem Abstand vom Umsetzungsort abnehmen.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
    • 1 : die Radiallänge einer Sprengladung in Relation zur Aufladung eines Sprengladungskerns;
    • 2 : ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Verwendung in einem bekannten Wirksystem;
    • 3 : Beispiele möglicher Querschnitte von Sprengladungskernen.
  • In der 1 ist vertikal der Innenradius (Radiallänge) von der Mittelachse bis zur Innenwand der Hülle aufgetragen und horizontal die hierfür geeignete Aufladung eines Sprengstoffkerns. Innerhalb der gestrichelten Linien wird eine stabil ablaufende Deflagration erreicht. Oberhalb der gestrichelten Linien geht die Deflagration in eine Verbrennungsreaktion über und/oder stirbt gänzlich aus und unterhalb geht sie unkontrolliert in eine stärkere Reaktion wie eine teilweise oder vollständige Detonation über.
  • In der 2 ist ein Schnitt durch ein Wirksystem dargestellt, das innerhalb der Hülle HÜ bis auf einen schlanken Hohlraum im Bereich der Längsachse LA mit Sprengstoff SP gefüllt ist. Dieser nicht näher bezeichnete Hohlraum dient der Aufnahme des Sprengladungskerns SK. Der Sprengladungskern erstreckt sich von einer ersten Zündeinrichtung Z1 an der Spitze des Wirksystems bis zu einer weiteren Zündeinrichtung Z2 am Heck des Wirksystems. Beide Zündeinrichtungen können zur Initiierung des Sprengladungskerns herangezogen werden.
  • Erfindungsgemäß ist der Sprengladungskern SK in mehrere Abschnitte A1, A2, A3 aufgeteilt. Dabei kann die Aufteilung je nach den Erfordernissen des Wirksystems auch in weniger oder mehr Abschnitte sinnvoll sein. Diese Abschnitte entsprechen jeweils einer genau für diesen Abschnitt angepassten Aufladung des Sprengladungskerns SK. Es ist auch möglich den Verlauf der Aufladung entsprechend dem Verlauf der Hülle HÜ derart anzupassen, dass die Aufladung nach einem höheren Wert im mittleren Bereich zum Ende hin wieder abnimmt.
  • Es wurden bereits typische Werte für Aufladungen in den unterschiedlichen Bereichen ermittelt, die Erfolg versprechend sind. So kann eine Aufladung im Abschnitt A1 im Wertebereich 30 bis 70 g/m liegen, im zweiten Bereich A2 im Wertebereich 50 bis 90 g/m und schließlich im dritten Bereich A3 im Wertebereich 70 bis 100 g/m.
  • Eine weitere Anpassungsmöglichkeit besteht in der Wahl des Querschnitts des Sprengladungskerns SK. Dieser kann je nach Anpassungsbedarf beispielsweise eckig, rund oval, halbrund ausgeführt sein, wie dies in 3 dargestellt ist.
  • Aufgrund der Anpassungsmöglichkeiten kann ein Sprengladungskern bei nahezu beliebigen Formen und Größen von Gefechtsköpfen und anderen Wirksystemen Anwendung finden.
  • Ein weiterer Vorteil ist die signifikante Reduktion der Anfangsgeschwindigkeit der aus der Hülle abgegebenen Splitter. Ebenso von Vorteil ist die erhebliche Verringerung des maximalen Blastdruckes. Dies lässt sich einfach anhand der Abschätzung der Leistung einer Sprengladung charakterisieren ρ D 2 / 4
    Figure DE102014018218B4_0005
    mit p als Dichte und D als Reaktionsgeschwindigkeit, zumeist der Detonationsgeschwindigkeit, der Sprengladung. Bei der Deflagration lässt sich infolge der signifikant geringeren Reaktionsgeschwindigkeiten und Reaktionsdrücke die Leistung damit auf 5 bis 15 Prozent im Vergleich zur detonativen Umsetzung der Sprengladung reduzieren.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Initiierung einer Deflagration einer Sprengladung, die in einer Hülle (HÜ) angeordnet ist, umfassend wenigstens einen im Bereich der Längsachse (LA) der Sprengladung verlaufenden Sprengladungskern (SK), dadurch gekennzeichnet, dass - die Sprengladung eine oder mehrere Arten von Sprengstoffen aufweist; - die Querabmessung des Sprengladungskerns (SK) dem radialen Verlauf der Hülle (HÜ) in Längsrichtung der Sprengladung an den Durchmesser der Hülle (HÜ) angepasst ist; - dass die Querabmessungen des Sprengladungskerns (SK) erheblich kleiner sind als der Durchmesser der Sprengladung und deren Verhältnis zwischen 1/10 und 1/30 liegen; - die Aufladung des Sprengladungskerns (SK) über die Länge des Sprengladungskerns (SK) in Abhängigkeit von der Art des Sprengstoffes örtlich unterschiedlich ist und die Aufladung des Sprengladungskerns (SK) hinsichtlich ihrer Form dem radialen Verlauf der Hülle (HÜ) in Längsrichtung der Sprengladung angepasst ist; - der Sprengladungskern (SK) von einem Mantel oder Rohr umgeben ist; - die Wandstärke und/oder das Material des Mantels oder des Rohrs in ihrer Form dem Verlauf der Hülle (HÜ) in Längsrichtung der Sprengladung angepasst ist; und - die Vorrichtung im Bereich der Initiierung eine Entlüftung aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengstoff unter Berücksichtigung seiner Dichte (p) und/oder seiner prozentualen Zusammensetzung im Sprengladungskern (SK) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprengladungskern (SK) Mischungen aus Sprengstoffmolekülen und inertem Binder wie HTPB, Silikongummi, Polyurethangummi, Polystyrol, Estan, Nylon, Wachs und/oder Graphit aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detonationsgeschwindigkeit des Sprengladungskerns (SK) idealerweise genauso groß oder geringfügig kleiner ist als die Detonationsgeschwindigkeit (D) der Sprengladung.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Selbstentzündungstemperatur des Sprengladungskerns (SK) unter 230°C und typischerweise unter 200°C liegt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität der Sprengladung kleiner als 5% ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Mantels in der Größenordnung wie die Querabmessungen des Sprengladungskerns (SK) liegen und diese typischerweise unterschreiten.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Rohrs in der Größenordnung wie die Querabmessungen des Sprengladungskerns (SK) liegen und diese typischerweise unterschreiten.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine gegossene Sprengladung mit einem CHNO-basierten Sprengstoffmolekül wie RDX, HMX, NTO, FOX-7 oder FOX-12, eingekapselt in einem inerten Binder wie HTPB, Silikongummi, Polyurethangummi, Polystyrol, Estan oder Nylon, und/oder zusätzlich Metallpulver aus Aluminium, Magnesium, Zirkonium, Titan, Wolfram, Titankarbid, Zirkonkarbid und /oder Ammoniumperchlorat (AP) besteht.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprengladung von einer Hülle (HÜ) aus Metallen wie Stahl, Aluminium, Titan oder entsprechenden Legierungen oder Kunststoffen oder Kompositewerkstoffen wie GFK oder CFK sowie CRC oder CFRC umgeben ist und das Verhältnis der Hüllenmasse zur Sprengladungsmasse (M/C) zwischen 1,0 und 8,0 beträgt und der statische Versagensdruck der Hülle unter 6 kbar, typischerweise unter 2,6 kbar, liegt.
DE102014018218.5A 2014-12-06 2014-12-06 Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung Active DE102014018218B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014018218.5A DE102014018218B4 (de) 2014-12-06 2014-12-06 Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung
EP15003412.2A EP3029012B1 (de) 2014-12-06 2015-12-01 Vorrichtung zur gesteuerten initiierung der deflagration einer sprengladung
US14/959,735 US9829297B2 (en) 2014-12-06 2015-12-04 Device for the controlled initiation of the deflagration of an explosive charge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014018218.5A DE102014018218B4 (de) 2014-12-06 2014-12-06 Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014018218A1 DE102014018218A1 (de) 2016-07-21
DE102014018218B4 true DE102014018218B4 (de) 2023-05-17

Family

ID=54770769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014018218.5A Active DE102014018218B4 (de) 2014-12-06 2014-12-06 Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9829297B2 (de)
EP (1) EP3029012B1 (de)
DE (1) DE102014018218B4 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11585622B1 (en) 2016-04-19 2023-02-21 Triad National Security, Llc Microwave ignition systems with launcher affixed to or located within a gun spindle
US10641572B1 (en) * 2016-04-19 2020-05-05 Triad National Security, Llc Microwave ignition of energetic material housed within a gun
US10724836B1 (en) * 2016-12-15 2020-07-28 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Cook-off mitigation systems
CN108775855B (zh) * 2018-07-16 2021-02-12 哈尔滨工业大学 一种静态破碎过程中通孔环向应变的测量装置
US10982942B1 (en) * 2018-09-18 2021-04-20 Corvid Technologies LLC Munitions and methods for operating same
CN112759495B (zh) * 2021-02-25 2022-03-01 中国科学技术大学 一种气体分子嵌入cl-20的主客体炸药及其制备方法
CN115745717A (zh) * 2021-08-20 2023-03-07 北京理工大学 高分子富氟氧化剂基高爆速工业炸药的制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2217645A (en) 1937-11-30 1940-10-08 Wilde Paul Rene De Projectile
US5243916A (en) 1991-06-26 1993-09-14 Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs Explosive munition component of low vulnerability, comprising a dual composition explosive charge and process for obtaining a fragmentation effect
US6523478B1 (en) 2001-09-10 2003-02-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Rifle-launched non-lethal cargo dispenser
DE10008914C2 (de) 2000-02-25 2003-06-26 Tdw Verteidigungstech Wirksys Sprengladung für einen Gefechtskopf
EP2133654A2 (de) 2008-06-11 2009-12-16 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung eines Gefechtskopfes
GB2479966A (en) 2010-04-27 2011-11-02 Qinetiq Ltd Warhead
US20120227609A1 (en) 2010-07-29 2012-09-13 Alliant Techsystems Inc. Initiation systems for explosive devices, scalable output explosive devices including initiation systems, and related methods
DE102012006044B3 (de) 2012-03-27 2013-03-21 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Verlaufs einer Deflagrationsfront in einem zylindrischen Gefechtskopf mit wenigstens zwei Zündeinrichtungen
EP2824414A1 (de) 2013-07-09 2015-01-14 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung eines Wirksystems

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1948583A (en) * 1931-12-09 1934-02-27 Atlas Powder Co Method of and explosive for blasting deep well holes
US2463709A (en) * 1943-11-16 1949-03-08 Atlas Powder Co Ammonium nitrate explosive
GB643872A (en) * 1944-12-26 1950-09-27 Atlas Powder Co Improvements in or relating to ammonium nitrate-containing blasting cartridges
FR2678722B1 (fr) * 1987-08-19 1994-03-11 Saint Louis Inst Franco Alle Rec Generateur pyrotechnique a composition deflagrante et ses applications.
GB2466236B (en) * 1992-06-05 2010-11-17 Poudres & Explosifs Ste Nale Dual-composition plastic bonded explosive
WO1999053263A2 (en) * 1998-01-29 1999-10-21 Halliburton Energy Services, Inc. Deflagration to detonation choke
US6352029B1 (en) * 2000-03-30 2002-03-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Thermally actuated release mechanism
WO2001094277A2 (en) * 2000-05-24 2001-12-13 The Ensign-Bickford Company Detonating cord and methods of making and using the same
SI1316774T1 (sl) * 2001-11-28 2006-12-31 Rheinmetall Waffe Munition Izstrelek z mocnim penetracijskim in lateralnim ucinkom z integrirano pripravo za razkroj delcev
US6846372B1 (en) * 2003-03-31 2005-01-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Reactively induced fragmentating explosives
DE102005031588B3 (de) * 2005-07-06 2007-01-11 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Dosierbare Ladung eines Gefechtskopfes
WO2008097241A2 (en) * 2006-05-30 2008-08-14 Lockheed Martin Corporation Selectable effect warhead
DE102006048299B3 (de) * 2006-10-12 2008-09-25 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Zylindrische Wirkladung
GB0904929D0 (en) * 2009-03-23 2009-05-06 Qinetiq Ltd Novel munition
FR2978238B1 (fr) * 2011-07-20 2014-12-12 Nexter Munitions Munition a rayon de letalite reduit
DE102013011786A1 (de) * 2013-07-15 2015-01-15 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2217645A (en) 1937-11-30 1940-10-08 Wilde Paul Rene De Projectile
US5243916A (en) 1991-06-26 1993-09-14 Societe Nationale Des Poudres Et Explosifs Explosive munition component of low vulnerability, comprising a dual composition explosive charge and process for obtaining a fragmentation effect
DE10008914C2 (de) 2000-02-25 2003-06-26 Tdw Verteidigungstech Wirksys Sprengladung für einen Gefechtskopf
US6523478B1 (en) 2001-09-10 2003-02-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Rifle-launched non-lethal cargo dispenser
EP2133654A2 (de) 2008-06-11 2009-12-16 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung eines Gefechtskopfes
GB2479966A (en) 2010-04-27 2011-11-02 Qinetiq Ltd Warhead
US20120227609A1 (en) 2010-07-29 2012-09-13 Alliant Techsystems Inc. Initiation systems for explosive devices, scalable output explosive devices including initiation systems, and related methods
DE102012006044B3 (de) 2012-03-27 2013-03-21 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Verlaufs einer Deflagrationsfront in einem zylindrischen Gefechtskopf mit wenigstens zwei Zündeinrichtungen
EP2824414A1 (de) 2013-07-09 2015-01-14 TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische Wirksysteme mbH Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteuerung eines Wirksystems

Also Published As

Publication number Publication date
EP3029012B1 (de) 2020-07-15
DE102014018218A1 (de) 2016-07-21
EP3029012A3 (de) 2016-08-24
US20160161236A1 (en) 2016-06-09
EP3029012A2 (de) 2016-06-08
US9829297B2 (en) 2017-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014018218B4 (de) Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung
DE60318298T2 (de) Vorrichtung zum zerstören von explosivmitteln
AT503771B1 (de) Metalllegierung, aus dieser gebildete hohlladungseinlage und verfahren zu deren herstellung
DE2729540A1 (de) Zeitzuendervorrichtung
DE69723599T2 (de) Triaminotrinitrobenzol enthaltende Hohlladung
DE69828539T2 (de) Hohlladung
DE102009017160B3 (de) Zerlegevorrichtung für die Sprengladung eines Gefechtskopfes
DE60021398T2 (de) Zünder
DE10224503A1 (de) Rückstandsfreies Perforiersystem, Verfahren zum Herstellen eines thermoplastischen und wärmehärtbaren Polymerbindemittels und eines Fluoropolymerbindemittels für gepreßte und verpreßbare Sprengstoffe
EP3679315B1 (de) Vollmantel-sicherheitsgeschoss, insbesondere für mehrzweckanwendungen
EP2827094B1 (de) Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung der Deflagration einer Sprengladung
EP0324371B1 (de) Zündelement, vorzugsweise mit langer Verzögerungszeit
EP3084342B1 (de) Gefechtskopf und sprengladungsmodul für einen derartigen gefechtskopf
EP2789964B1 (de) Wirkkörper zur wahlweise detonativen, deflagrativen oder detonativen und deflagrativen Umsetzung einer Sprengstoffwirkmasse
DE1924626C3 (de) Zündvorrichtung für Treibladungen
EP2789965B1 (de) Skalierbarer Sprengsatz
DE2136789A1 (de) Hohlladungs-gefechtskopf
DE102010048570B4 (de) Umschaltbare Wirkladung
WO1994006779A1 (de) Nitrotriazolon für zündmittelzwecke
DE10296518T5 (de) Erdölquellen-Bohrlochfutter mit hohem Mengenanteil an Schwermetall
EP1498685B1 (de) Gefechtskopf mit projektilbildender Ladung
DE102019003554B4 (de) Skalierbarer Ladungsträger
EP3034990B1 (de) Geschoss
DE3607350C2 (de)
DE102021002470A1 (de) Skalierbares Wirksystem und Gefechtskopf

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: ISARPATENT - PATENT- UND RECHTSANWAELTE BARTH , DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final