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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Penetrator. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen Penetrator für einen überschallfähigen Flugkörper wie einen Lenkflugkörper, eine gelenkte oder ungelenkte Rakete, und/oder ein (ballistisches) Geschoss oder dergleichen zur Einwirkung auf Ziele aus ultrahochfestem Zielmaterial.
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In den letzten Jahren ist die Leistungsfähigkeit von Panzerungen aus Beton, Stahlbeton, Stahlfaserbeton oder anderen bewehrten Materialien immer weiter erhöht worden. Ein derartiges Material stellt beispielsweise Ultrahochleistungsbeton (englisch: „Ultra High Performance Concrete“, UHPC) dar, ein Werkstoff mit duktilem Verhalten, welcher sich durch besonders hohe Dichtigkeit, Festigkeit und Schlagzähigkeit auszeichnet. Hierbei werden Stahlfasern als hochfeste Bestandteile beigemischt, wodurch eine stark erhöhte Druckfestigkeit des Betons von bis zu 200 MPa erreicht werden kann. Beigemischte Polypropylenfasern verbessern zusätzlich den Brandwiderstand und verhindern, dass der UHPC bei einer Brandbeaufschlagung aufgrund eines sehr hohen Dampfdrucks schlagartig versagt.
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Um Panzerungen aus derartigen Materialen wirksam zu durchbrechen, werden unter anderem Penetratoren mit sehr hohen Aufprallgeschwindigkeiten vorgeschlagen. Die hierdurch auftretenden hohen Einschlagskräfte bedingen jedoch, dass die inneren Komponenten des Penetrators einschließlich der elektronischen Elemente und insbesondere der Wirkladung gegenüber den extrem hohen mechanischen Stoßlasten geschützt werden. Davon unabhängig werden generell höhere Anforderungen an die mechanische Widerstandsfähigkeit des Penetrators und insbesondere an dessen Gehäuse gestellt, damit dieser das Zielmaterial ohne frühzeitiges Strukturversagen möglichst vollständig durchschlagen kann. Zudem kann die hohe Druckfestigkeit derartiger Betonmaterialien das Querschlägerrisiko bei schrägem Auftreffen erhöhen.
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Die Druckschrift
EP 2 002 197 B1 beschreibt eine Rakete mit einem Raketenkopf, in dem elektronisches Equipment installiert ist, welches über einen O-Ring gegenüber dem Raketenkopf abgedichtet ist, wobei der O-Ring gleichzeitig Vibrationen abdämpfen soll.
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Die Druckschrift
EP 3 156 756 A1 beschreibt einen Lenkflugkörper mit einer Trägerstruktur, wobei alle Zwischenräume der Trägerstruktur vollständig mit einem Füllmaterial, insbesondere einem aushärtenden Schaummaterial, aufgefüllt sind.
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Die Druckschrift
DE 32 09 594 C2 beschreibt ein panzerbrechendes Wuchtgeschoß.
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Die Druckschrift
EP 0 806 623 A1 beschreibt ein drallstabilisierbares Projektil.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Lösungen für überschallfähige Penetratoren mit verbesserter Einschlagsdämpfung zu finden.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Penetrator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Demgemäß ist ein Penetrator vorgesehen. Der Penetrator umfasst einen Penetratorrumpf, eine Penetratorkopf, welcher modular zur lösbaren Befestigung an dem Penetratorrumpf ausgebildet ist, und einen flächigen Stoßdämpfer, welcher zwischen dem Penetratorrumpf und dem Penetratorkopf dazu ausgebildet ist, Stoßlasten des Penetratorkopfs auf den Penetratorrumpf abzudämpfen. Der Stoßdämpfer ist mehrstufig zur Einstellung des Dämpfungsverhaltens ausgebildet.
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Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, einen Penetrator, d.h. eines Wirksystems für einen Flugkörper, eine Rakete und/oder ein Geschoss oder dergleichen, modular mit einem austauschbaren Kopf auszubilden, wobei das modulare Design einen besonders geeigneten Anbringungsbereich für eine Dämpfung zwischen dem Kopf und dem Rumpf des Penetrators bietet. Die Dämpfung wird hierbei flächig ausgeführt, um einen möglichst idealen Kompromiss zwischen benötigtem Installationsraum und Dämpfungswirkung gegenüber Druckbeanspruchung zu erzielen. Mittels der Dämpfung können stoßempfindliche Komponenten des Penetrators wie beispielsweise elektronische Bauteile, Wirkladungen oder dergleichen geschützt werden. Beispielsweise kann derart eine ungewünschte verfrühte Detonation einer Sprengladung vermieden werden. Solche empfindlichen Elemente können beispielsweise in dem Rumpf des Penetrators untergebracht werden. Darüber hinaus kann die Ausfall- und/oder Defektwahrscheinlichkeit beim Einsatz des Penetrators gesenkt werden. Dies macht den Penetrator der Erfindung besonders geeignet für Anwendungen gegen ultrahochfeste Panzerungen, d.h. in Ausführungen im Überschallbereich. Aufgrund der Dämpfung ist das erfindungsgemäße System auch den erheblichen Stoßlasten eines Aufpralls bei Überschallgeschwindigkeiten gewachsen. Ferner bietet die Dämpfung einen zusätzlichen Schutz des Systems gegen beispielsweise eine Detonation einer möglichen Vorhohlladung oder dergleichen. Der modulare Aufbau des Penetrators bietet den weiteren Vorteil, dass der Penetrator flexibel mit unterschiedlichen Köpfen ausgestattet werden kann, die beispielsweise je nach konkretem Anwendungsfall unterschiedlich ausgeführt sein können. Weiterhin können separierte Wirkladungen vorgesehen sein, die auf die beiden Module (d.h. den Kopf und den Rumpf) aufgeteilt sein können, wobei die getrennten Ladungen unabhängig voneinander bzw. unter unterschiedlichen Bedingungen zündbar sein können. Prinzipiell kann der Penetratorrumpf in weitere Module unterteilt sein, die ebenfalls separierte Wirkladungen aufweisen können und/oder unterschiedliche Nutzlasten und/oder weitere Komponenten mitführen können. Derartige mehrstufige Wirkladungen können insbesondere verzögerter Zündung zueinander ausgebildet sein, z.B. in Kombination mit einem Zündungssystem, welches eine Eindringtiefe feststellt und darauf aufbauend bestimmte Wirkladungen zündet. Mit derartigen aufgeteilten Ladungen kann insbesondere die Größe der einzelnen Wirkladungen reduziert werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.
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Gemäß einer Weiterbildung kann der Stoßdämpfer eine erste Dämpfungsscheibe umfassen. Die Dämpfungsscheibe kann beispielsweise Materialien geringer Dichte mit niedrigem Elastizitätsmodul und hoher Fließgrenze aufweisen oder aus diesen gefertigt sein, z. B. Magnesium- und/oder Aluminiumlegierungen, glasfaserverstärkten Kunststoff etc., um eine ausreichende elastische Verformung und hohe Dehnungsraten zu gewährleisten.
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Gemäß einer Weiterbildung kann die erste Dämpfungsscheibe geschlossen ausgebildet und axial angeordnet sein. In dieser Weiterbildung kann das Dämpfungssystem somit besonders einfach in Form einer einzelnen Scheibe ausgebildet sein. Gemäß einer Weiterbildung kann der Stoßdämpfer zumindest eine zweite Dämpfungsscheibe umfassen. Die zweite Dämpfungsscheibe kann ringförmig und axial konzentrisch zu der ersten Dämpfungsscheibe ausgebildet sein. Prinzipiell können zusätzlich weitere Dämpfungsscheiben vorgesehen sein, die beispielsweise ebenfalls ringförmig und axial konzentrisch zu der ersten und der zweiten Dämpfungsscheibe angeordnet sein können. Prinzipiell ist es alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass weitere geschlossene oder ringförmige Dämpfungsscheiben in den Stoßdämpfer integriert sind. In einem konkreten Beispiel können mehrere geschlossene und/oder ringförmige Dämpfungsscheiben axial hintereinander angeordnet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung kann der Stoßdämpfer zumindest bereichsweise aus einem Vollmaterial gefertigt sein. Insbesondere kann der Stoßdämpfer vollständig aus einem Vollmaterial gefertigt sein. In einem konkreten Beispiel umfasst der Stoßdämpfer eine oder mehrere Dämpfungsscheiben, die aus dem gleichen oder unterschiedlichen Vollmaterialien gefertigt sind. Beispielsweise kann eine geschlossene erste Dämpfungsscheibe aus einem Metallmaterial wie einem Metall, einer Metalllegierung oder einer metallischen Materialkombination bestehen, z.B. einer Magnesiumlegierung und/oder einer Aluminiumlegierung.
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Gemäß einer Weiterbildung kann der Stoßdämpfer zumindest bereichsweise eine Wabenstruktur und/oder Wellenstruktur aufweisen. Prinzipiell sind komplexe Innengeometrien bzw. Innentstrukturen des Stoßdämpfers bzw. von dessen Dämpfungsscheiben vorgesehen. Beispielsweise kann der Stoßdämpfer einer oder mehrere Dämpfungsscheiben umfassen, die aus einem wabenartigen Material gefertigt sind und/oder eine Wabenstruktur bilden. Alternativ oder zusätzlich können anders geformte Hohlraumstrukturen vorgesehen sein, z.B. schaumstoffartige Materialien.
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Gemäß einer Weiterbildung kann der Stoßdämpfer ein Leichtmetallmaterial, ein Faserverbundmaterial und/oder einen Kunststoff aufweisen. Beispielsweise kann der Stoßdämpfer eine oder mehrere Dämpfungsscheiben umfassen, die ein Leichtmetallmaterial aufweisen und/oder aus diesem gefertigt sind, z.B. ein Aluminiummaterial. Alternativ oder zusätzlich können Kunststoffe und/oder Fasermaterialien zum Einsatz kommen, z.B. glasfaser- und/oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff.
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Gemäß der Erfindung ist der Stoßdämpfer mehrstufig zur Einstellung des Dämpfungsverhaltens ausgebildet. Insbesondere kann der Stoßdämpfer mehrstufig für eine progressive Aufnahme von Stoßlasten ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Stoßdämpfer mehrere axial hintereinander angeordnete Dämpfungsscheiben umfassen, die unterschiedliche mechanische Dämpfungseigenschaften aufweisen, z.B. mehrere Dämpfungsscheiben mit sich inkrementell steigerndem bzw. abfallendem Elastizitätsmodul. Alternativ oder zusätzlich können Dämpfungsscheiben vorgesehen sein, die aus mehreren Schichten mit entsprechenden Eigenschaften bestehen.
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Gemäß einer Weiterbildung können radiale Befestigungsbohrungen in dem Penetratorrumpf und dem Penetratorkopf ausgebildet sein. Der Penetratorkopf und der Penetratorrumpf können zusammensteckbar ausgebildet sein, um die Befestigungsbohrungen zueinander auszurichten. Beispielsweise kann eine Vielzahl von Schraubenbohrungen azimutal um den Penetratorkopf und den Penetratorrumpf herum ausgebildet sein.
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Gemäß einer Weiterbildung können die radialen Befestigungsbohrungen als Langlöcher ausgebildet sein. Langlöcher sind besonders geeignet als Befestigungsbohrungen, damit eine relative axiale Bewegung des Penetratorkopfes und des Penetratorrumpfes kompensiert werden kann, ohne dass es zu Beschädigungen an der Struktur des Penetrators kommt.
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Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1 schematische perspektivische Ansicht eines Penetrators von schräg vorne;
- 2 schematische perspektivische Detailansicht eines Penetratorkopfes des Penetrators aus 1;
- 3 schematische perspektivische Seitenansicht des Penetratorkopfes aus 2;
- 4 schematische perspektivische Ansicht des Penetratorkopfes aus 2 von schräg hinten;
- 5 schematische perspektivische Seitenansicht des Penetrators aus 1; und
- 6 schematische perspektivische Ansicht des Penetrators aus 1 von schräg vorne mit einem eingebauten Stoßdämpfer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung: Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
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In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Penetrators 10 von schräg vorne.
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Der Penetrator 10 ist für den Einsatz mit Überschallgeschwindigkeiten, z.B. Mach 2 oder mehr, speziell zur Einwirkung auf Ziele aus ultrahochfestem Zielmaterial wie beispielsweise Ultrahochleistungsbeton (UHPC) ausgebildet. Bei einem Aufprall mit einer derartigen Geschwindigkeit auf ein solches Material muss der Penetrator in typischen Anwendungen Stoßlasten von mehr als 300,000 m/s² standhalten, die in Zeiträumen unter einer Millisekunde wirken. Um diesen extremen Einsatzbedingungen gerecht zu werden und um derartige hochfeste Ziele durchschlagen zu können, werden in dem gezeigten Penetrator mehrere unterschiedliche Techniken miteinander verknüpft, wie im Folgenden detailliert erläutert wird. Bisherige, bekannte Systeme sind dem entgegen häufig nicht in der Lage einen Einschlag mit Überschallgeschwindigkeit zu überstehen, z.B. aufgrund von strukturellem Versagen, Zerstörung der Elektronik, verfrühter Schockinitiierung der Sprengladung usw. Zudem sind herkömmliche System vielfach ineffizient bezüglich Versagensmechanismen, Reibung etc.
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Auch wenn sich im Folgenden mit der Anwendung im Überschallbereich beschäftigt wird, ist die Erfindung grundsätzlich nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt, sondern kann ebenso im Unterschallbereich genutzt werden. Weiterhin kann der Penetrator zur Bekämpfung von Zielen aus anderen Materialien als UHPC ausgebildet werden.
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Der Penetrator 10 der 1 umfasst einen Penetratorkopf 6 und einen Penetratorrumpf 7, welche modular ausgebildet sind und aneinander lösbar befestigt werden können. Der Penetratorkopf 6 dient somit gewissermaßen als Aufsatz, welcher für bestimmte Anwendungsfälle konfektioniert werden kann. Zwischen dem Penetratorkopf 6 und dem Penetratorrumpf 7 ist eine Dämpfung vorgesehen, wie sie mit Bezug auf 6 weiter unten näher erläutert wird. Die wie folgt geschilderte geometrische Ausgestaltung des Penetrators 10 samt des Penetratorkopfes 6 und des Penetratorrumpfes 7 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Die in 6 gezeigt Dämpfung kann ebenso mit anders ausgestalteten Penetratorn 10 kombiniert werden.
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Detailansichten des Penetratorkopfes 6 sind in 2 bis 5 dargestellt, insbesondere in 2. Der Penetratorkopf 6 ist integral mit einer Penetratorspitze 1 und einem Meißelkranz 2 aus einem wolframbasierten Vollhartmetall mit Cobaltmatrix gefertigt. Allgemein können diese Komponenten in anderen Ausführungen jedoch eine beliebige schwermetallbasierte Legierung, insbesondere mit einem keramischen Anteil in einer duktilen Matrix, aufweisen. Die Penetratorspitze 1 weist eine spitzbogenförmige (ogive) Nasenform auf und ist gegenüber dem Meißelkranz 2 axial vorgelagert (vgl. z.B. 5). Der Meißelkranz weist fünf Meißelelemente 3 auf, die radial versetzt um die Penetratorspitze 1 herum mit regelmäßigen azimutalen Abständen zueinander angeordnet sind. Aufgrund der Vorlagerung der Penetratorspitze 1 sind die einzelnen Meißelelemente 3 axial zurückgelagert gegenüber der Penetratorspitze 1 positioniert. Jedes Meißelelement 3 weist eine radial ausgerichtete Radialschneide 4 und eine azimutal ausgerichtete Azimutalschneide 5 auf (vgl. 3). Hierbei steht jede Radialschneide 4 radial von der Penetratorspitze 1 ab. Die jeweilige Azimutalschneide 5 sitzt wiederum radial außen auf der zugehörigen Radialschneide 4 auf. Hierbei sind die Radialschneiden 4 axial zurückgelagert gegenüber den Azimutalschneiden 5 angeordnet, wobei die Meißelelemente 3 konkret von der Azimutalschneide 5 über die Radialschneide 4 axial schräg nach hinten unter einem Winkel von etwa 60° auf die Penetratorspitze 1 zulaufen. Jede Radialschneide 4 ist hierbei zweiseitig geschliffen ausgebildet, während die Azimutalschneiden 5 einseitig geschliffen mit einer axial nach hinten zulaufenden Schneide ausgebildet sind.
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Die Penetratorspitze 1 und der umliegende Meißelkranz 2 des gezeigten Penetrators 10 sind derart geometrisch gestaltet und angeordnet, dass ein mehrstufiger Penetrationsprozess entsteht, durch den ein stark erhöhtes Durchschlagsvermögen gegenüber herkömmlichen Penetratorn bei Anwendung auf Panzerungen aus UHPC erreicht wird. Der Penetrator 10 prallt zunächst mit der vorgelagerten Penetratorspitze 1 auf ein Zielobjekt auf, wobei eine sich radial ausbreitende Vorschädigung des Zielobjektes im Aufprallbereich entsteht. Anschließend treffen die Meißelelemente 3 des Meißelkranzes 2 mit den Azimutalschneiden 5 auf das Ziel auf und greifen in dieses klauenartig ein. Sowohl die einseitige Schneidenform als auch die Anordnung der Azimutalschneiden 5 verringern hierbei das Risiko von Querschlägern unter schrägen Einschlagswinkeln. Aufgrund des vorhandenen Impulses wird der Penetrator 10 anschließend weiter in das Ziel hineingetrieben. Hierbei zertrümmern die Radialschneiden 4 die vorgeschädigte Aufprallstelle zwischen den Azimutalschneiden 5 und der Penetratorspitze 1, wobei insbesondere Verstärkungselemente wie beispielsweise Stahlbewehrungen oder Stahlfasern von den Radialschneiden 4 durchtrennt bzw. durchschnitten werden. Die zweischneidige Ausführung der Radialschneiden 4 verhindert hierbei, dass eine ungewünschte Rotation des Penetrators 10 generiert wird. Gleichzeitig können entstehende Trümmer zwischen den Meißelelementen 3 ungehindert abfließen. Der Penetratorkopf 6 weist einen größeren radialen Durchmesser als der Meißelkranz 2 auf (vgl. 5), sodass das Trümmermaterial im Anschluss nach Außen verdrängt wird. Sobald eine kritische Eindringtiefe erreicht ist, kann eine Rückseite des Panzermaterials aufgrund eines massiven Scherversagens des Panzermaterials abgestoßen werden (englisch: „Scabbing“). Die Empfindlichkeit des Panzermaterials gegenüber Scherlasten wurde zuvor aufgrund des gezielten Zertrennens der Verstärkungsstrukturen erheblich vergrößert.
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Der Penetratorrumpf 7 weist eine zylindrische Grundform auf, entlang derer insgesamt vier axial ausgerichtete Gleitschienen 8 und vier ebenfalls axial ausgerichtete Trümmerkanäle 9 azimutal alternierend angeordnet sind. Die Trümmerkanäle 9 dienen hierbei der Weiterleitung von Trümmermaterial, welches entlang des Penetratorkopfes 6 abgeführt wird. Hierzu sind die Trümmerkanäle 9 als Vertiefungen in den Penetratorrumpf 7 eingefräst worden. Die Trümmerkanäle 9 sorgen somit für einen hydrostatischen Druckausgleich während des Eindringens des Penetrators 10 in das Zielobjekt. Die Gleitschienen 8 hingegen versteifen den Penetrator 10 gegenüber Biegungen und führen diesen gleichzeitig weiter in das Zielobjekt hinein. Sowohl der Penetratorkopf 6 als auch der Penetratorrumpf 7, insbesondere die Penetratorspitze 1 und/oder die Gleitschienen 8, können mit einer geeigneten reibungsarmen und/oder verschleißfesten Beschichtung versehen sein, um das Eindringen des Penetrators 10 weiter zu verbessern. Um den Penetratorrumpf 7 mit einer ausreichenden Festigkeit und Steifigkeit zu versehen, ist dieser in dieser Ausführung aus einem Kaltarbeitsstahl gefertigt.
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Aus 4 und 5 kann entnommen werden, dass in dem Penetratorrumpf 7 und dem Penetratorkopf 6 radiale Befestigungsbohrungen 11 ausgebildet sind. Hierbei sind die radialen Befestigungsbohrungen 11 des Penetratorrumpfes 7 in einen Befestigungssockel 15 des Penetratorrumpfes 11 eingearbeitet, über den der Penetratorrumpf 7 in eine komplementär geformte Aufnahmevertiefung 16 des Penetratorkopfes 6 einsteckbar ist. Der Penetratorkopf 6 weist wiederum einen Befestigungskrägen 17 auf, durch den dessen radiale Befestigungsbohrungen 11 hindurchführen. Zur Montage können der Penetratorrumpf 7 und der Penetratorkopf 6 somit derart zusammengesteckt werden, dass die Befestigungsbohrungen 11 zueinander ausgerichtet werden und anschließend entsprechende Schrauben, Bolzen oder ähnliche Befestigungsmittel eingeführt werden können.
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6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Penetrators aus 1 von schräg vorne mit einem eingebauten Stoßdämpfer 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Der Stoßdämpfer 12 ist flächig zwischen dem Penetratorrumpf 7 und dem Penetratorkopf 6 dazu ausgebildet, Stoßlasten des Penetratorkopfs 6 auf den Penetratorrumpf 7 zu dämpfen, die während des Aufpralls auf bzw. des Eindringens in ein Zielobjekt entstehen. Hierzu umfasst der Stoßdämpfer 12 eine erste Dämpfungsscheibe 13, die geschlossen ausgebildet und axial angeordnet ist. Ferner umfasst der Stoßdämpfer 12 eine zweite Dämpfungsscheibe 14, die als Ringscheibe axial konzentrisch bezüglich der ersten Dämpfungsscheibe 13 ausgebildet ist. Die erste Dämpfungsscheibe 13 liegt hierbei auf dem Befestigungssockel 15 des Penetratorrumpfes 7 innerhalb der Aufnahmevertiefung 16 des Penetratorkopfes 6 auf. Die zweite Dämpfungsscheibe 14 ist um den Befestigungssockel 15 herum auf dem Penetratorrumpf 7 gegenüber von dem Befestigungskragen 17des Penetratorkopfes 6 angeordnet. Die Geometrien des Penetratorkopfes 6 sowie des Penetratorrumpfes 7 gewährleisten hierbei eine lineare Führung dieser Körper zueinander, wodurch unter anderem ein Einknicken bzw. Umbiegen des Gesamtsystems unterbunden werden kann. Ferner wird hierdurch eine gleichmäßige Belastung der Dämpfungsscheiben 13, 14 erreicht.
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Die Dämpfungsscheiben 13, 14 können aus einem Vollmaterial wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung oder einem faserverstärktem Kunststoff gefertigt sein. Grundsätzlich können jedoch ebenso komplexere Dämpfungsmaterialien bzw. Dämpfungssysteme zur Anwendung kommen, z.B. Wabenstrukturen, Wellenstrukturen und/oder dergleichen. Weiterhin können die Dämpfungsscheiben 13, 14 mehrschichtig ausgebildet sein, um Stoßlasten schrittweise und/oder progressiv aufzufangen. Prinzipiell sind in anderen Ausführungen auch allgemeine komplexe Innengeometrien bzw. Innentstrukturen der Dämpfungsscheiben 13, 14 vorgesehen.
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Die gezeigte modulare Ausbildung des Penetrators 10 bietet konstruktionsbedingt zwischen dem Penetratorrumpf 7 und dem Penetratorkopf 6 einen vorteilhaften Anbringungsbereich für den Stoßdämpfer 12. Der Stoßdämpfer 12 ist flächig ausgeführt, um den benötigten Installationsraum einerseits so gering wie möglich zu halten und um die Dämpfungswirkung andererseits gegenüber einer Druckbeanspruchung zu maximieren. Mittels der Dämpfung können stoßempfindliche Komponenten des Penetrators 10 wie beispielsweise elektronische Bauteile, Wirkladungen oder dergleichen geschützt werden, die z.B. in dem Penetratorrumpf 7 untergebracht sein können (nicht eingezeichnet). Die Dämpfung bietet insbesondere einen zusätzlichen Schutz des Systems gegen beispielsweise eine Detonation einer möglichen Vorhohlladung oder dergleichen. Dies ist ein erheblicher Vorteil, da die auftretenden Schocklasten grundsätzlich eine technische Herausforderung beispielsweise für einen Zündelektronik darstellen können. Beispielsweise kann derart eine ungewünschte verfrühte Detonation einer Sprengladung vermieden werden. Darüber hinaus kann die Ausfall- und/oder Defektwahrscheinlichkeit beim Einsatz des Penetrators 10 gesenkt werden. Dies macht den Penetrator 10 besonders geeignet für die angesprochenen Anwendungen gegen UHPC-Panzerungen. Aufgrund der modularen Aufteilung des Penetrators 10 ist es weiterhin möglich eine, Wirkladung auf die beiden Module des Penetrators 10 aufzuteilen, welcher insbesondere unabhängig voneinander oder zeitlich versetzt zueinander zündbar sein können, um die Wirksamkeit des Penetrators 10 weiter zu verbessern. Vorteilhafterweise sind die Befestigungsbohrungen 11 in der gezeigten Ausführung als Langlöcher mit einem verbreiterten axialen Durchmesser entlang der Penetratorachse ausgebildet, sodass die Befestigungsmittel ausreichend Spiel bei einem Aufschlag des Penetrators 10 und einem daraus resultierenden Einfedern des Penetratorkopfes 6 auf den Penetratorrumpf 7 aufweisen.
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Zusammenfassend wird mit dem gezeigten Penetrator ein effizientes, hochwirksames und überschallfähiges System mit verbesserter Einschlagsdämpfung für die Einwirkung auf ultra-hochfeste Ziele beispielsweise aus UHPC bereitgestellt. Aufgrund der modularen Gestaltung ist das System besonders flexibel, schnell und zielangepasst umrüstbar.
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In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, keinesfalls jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente der verschiedenen Merkmale und Ausführungsbeispiele. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung sofort und unmittelbar klar sein.
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Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis bestmöglich darstellen zu können. Dadurch können Fachleute die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal modifizieren und nutzen. In den Ansprüchen sowie der Beschreibung werden die Begriffe „beinhaltend“ und „aufweisend“ als neutralsprachliche Begrifflichkeiten für die entsprechenden Begriffe „umfassend“ verwendet. Weiterhin soll eine Verwendung der Begriffe „ein“, „einer“ und „eine“ eine Mehrzahl derartig beschriebener Merkmale und Komponenten nicht grundsätzlich ausschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Penetratorspitze
- 2
- Meißelkranz
- 3
- Meißelelement
- 4
- Radialschneide
- 5
- Azimutalschneide
- 6
- Penetratorkopf
- 7
- Penetratorrumpf
- 8
- Gleitschiene
- 9
- Trümmerkanal
- 10
- Penetrator
- 11
- radiale Befestigungsbohrung
- 12
- Stoßdämpfer
- 13
- erste Dämpfungsscheibe
- 14
- zweite Dämpfungsscheibe
- D1
- Durchmesser Meißelkranz
- D2
- Durchmesser Penetratorkopf
- D3
- Durchmesser Penetratorspitze
