DE102019003479A1 - Process for optimizing the performance of an active system - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Leistungsoptimierung eines Wirksystems beschrieben, wobei das Wirksystem einen Sprengladungskern mit einer vorbestimmten Sprengstoffmasse und eine Splitterhülle aufweist, welche eine in Bezug auf die Sprengstoffmasse vorbestimmte Hüllenmasse aufweist und den Sprengladungskern radial umschließt. Das Verfahren umfasst ein Ermitteln eines Flächeninhalts eines einzelnen Splitters anhand einer vorgegebenen Splittermasse, einer Dicke der Splitterhülle und der Massendichte des Materials der Splitterhülle, ein Ermitteln einer Anzahl an Splitter, die zur Ausbildung der Splitterhülle erforderlich ist, anhand des ermittelten Flächeninhalts eines einzelnen Splitters und des Flächeninhalt einer Außenfläche der Splitterhülle, und ein Ermitteln einer Splitterform der Splitter basierend auf dem ermittelten Flächeninhalt des einzelnen Splitters derart, dass mit der ermittelten Anzahl der Splitter eine die Splitterhülle bildende geschlossene Parkettierung ausbildbar ist und dass eine Summe der Kantenlängen der Splitter minimal wird.A method for optimizing the performance of an active system is described, the active system having an explosive charge core with a predetermined explosive mass and a fragmentation casing which has a casing mass predetermined in relation to the explosive mass and radially encloses the explosive charge core. The method comprises determining an area of an individual fragment based on a predetermined fragment mass, a thickness of the fragment casing and the mass density of the material of the fragment casing, determining a number of splinters that is required to form the fragment casing based on the determined surface area of an individual fragment and the surface area of an outer surface of the splinter envelope, and a determination of a fragment shape of the splinters based on the determined area of the individual splinters in such a way that with the determined number of splinters a closed parquet forming the fragment envelope can be formed and that a sum of the edge lengths of the splinters is minimal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungsoptimierung eines Wirksystems, insbesondere zur Optimierung der Geschwindigkeit und/oder des Penetrationsvermögens von Splittern, in welche eine Splitterhülle des Wirksystems sich zerlegt.The present invention relates to a method for optimizing the performance of an active system, in particular for optimizing the speed and / or the penetration capacity of fragments into which a fragment envelope of the active system breaks down.

Gefechtsköpfe oder andere Wirksysteme weisen häufig einen Sprengladungskern und eine Splitterhülle auf, die den Sprengladungskern umschließt. Bei einer Detonation des Sprengladungskerns zerlegt sich die Splitterhülle in eine Vielzahl von Splittern. Die Wirkung dieser Splitter auf ein Ziel wird in vorwiegend durch deren Impuls und somit von deren Masse und Geschwindigkeit bestimmt.Warheads or other effective systems often have an explosive charge core and a fragment casing that surrounds the explosive charge core. In the event of a detonation of the explosive charge core, the fragment casing breaks up into a multitude of fragments. The effect of these splinters on a target is mainly determined by their momentum and thus by their mass and speed.

In der DE 101 30 324 A1 wird ein Wirksystem mit einem Sprengladungskern und einer Splitterhülle, die den Sprengladungskern umschließt, beschrieben, wobei zur Optimierung einer Leistung der Splitter zwischen dem Sprengladungskern und der Splitterhülle ein Kerbgitter angeordnet ist, um die Zerlegung der Splitterhülle gezielt zu beeinflussen.In the DE 101 30 324 A1 an active system with an explosive charge core and a fragmentation case enclosing the explosive charge core is described, with a notch grid being arranged between the explosive charge core and the fragmentation case in order to optimize the performance of the fragments in order to specifically influence the decomposition of the fragmentation case.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Leistung eines Wirksystems weiter zu verbessern.It is the object of the present invention to further improve the performance of an active system.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1.

Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Leistungsoptimierung eines Wirksystems vorgesehen, wobei das Wirksystem einen Sprengladungskern mit einer vorbestimmten Sprengstoffmasse und eine Splitterhülle aufweist, welche eine in Bezug auf die Sprengstoffmasse vorbestimmte Hüllenmasse aufweist und den Sprengladungskern radial umschließt. Der Sprengladungskern weist insbesondere einen Sprengstoff auf oder ist aus einem Sprengstoff gebildet und damit dazu eingerichtet, die Splitterhülle in eine Vielzahl von Splittern zu zerlegen.According to one aspect of the invention, a method for optimizing the performance of an active system is provided, the active system having an explosive charge core with a predetermined explosive mass and a fragment casing which has a casing mass predetermined with respect to the explosive mass and radially encloses the explosive charge core. The explosive charge core has, in particular, an explosive or is formed from an explosive and is thus set up to split the fragment casing into a plurality of fragments.

Das Verfahren umfasst ein Ermitteln eines Flächeninhalts eines einzelnen Splitters anhand einer vorgegebenen Splittermasse, einer Dicke der Splitterhülle und der Massendichte des Materials der Splitterhülle. Die Dicke der Splitterhülle ist vorgegeben und wird durch ein gewünschtes Verhältnis zwischen der Masse der Splitterhülle und der Masse des Sprengladungskerns, das sogenannte „Gurney-Verhältnis“, welches vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3 und 0,4 liegt, für ein jeweiliges Material der Splitterhülle bestimmt. Um eine gewünschte Wirkung durch einen einzelnen Splitter zu erzielen, z.B. um ein (Stahl-)Ziel bestimmter Dicke in einem bestimmten Abstand vom Wirksystem zu durchschlagen, ist anhand dem Fachmann bekannter ballistischer Kriterien eine minimale Splittermasse des einzelnen Splitters ermittelbar. Bei konstanter Dicke der Splitterhülle, kann somit der Flächeninhalts eines einzelnen Splitters anhand der vorgegebenen Splittermasse, der Dicke der Splitterhülle und der Massendichte des Materials der Splitterhülle der Flächeninhalt der Grundfläche des Splitters ermittelt werden.The method comprises determining an area of an individual fragment on the basis of a predetermined fragment mass, a thickness of the fragment casing and the mass density of the material of the fragment casing. The thickness of the fragmentation casing is specified and is determined by a desired ratio between the mass of the fragmentation casing and the mass of the explosive charge core, the so-called "Gurney ratio", which is preferably in a range between 3 and 0.4, for a respective material of the fragmentation casing certainly. To achieve a desired effect through a single splitter, e.g. In order to penetrate a (steel) target of a certain thickness at a certain distance from the active system, a minimum fragment mass of the individual fragment can be determined using ballistic criteria known to the person skilled in the art. With a constant thickness of the fragment envelope, the surface area of an individual fragment can be determined using the specified fragment mass, the thickness of the fragment envelope and the mass density of the material of the fragment envelope, the area of the base area of the fragment.

In einem weiteren Schritt des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln einer Anzahl an Splitter, die zur Ausbildung der Splitterhülle erforderlich ist, anhand des ermittelten Flächeninhalts eines einzelnen Splitters und des Flächeninhalt einer Außenfläche der Splitterhülle. Hierbei wird letztlich der Flächeninhalt der Außenfläche durch den Flächeninhalt eines einzelnen Splitters dividiert.In a further step of the method, a number of splinters, which is required to form the fragment casing, is determined on the basis of the determined area of an individual splinter and the area of an outer surface of the fragment casing. Here, the area of the outer surface is ultimately divided by the area of a single splinter.

Weiterhin erfolgt ein Ermitteln einer Splitterform der Splitter basierend auf dem ermittelten Flächeninhalt des einzelnen Splitters derart, dass mit der ermittelten Anzahl der Splitter eine die Splitterhülle bildende geschlossene Parkettierung ausbildbar ist und dass eine Summe der Kantenlängen der Splitter minimal wird. In diesem Schritt wird eine optimale geometrische Form der Fläche der einzelnen Splitter ermittelt, wobei die Formen so ausgewählt werden, dass sich die Splitter zu einer Parkettierung zusammensetzen lassen, um eine geschlossene Mantelfläche der Splitterhülle zu bilden, und so, dass die Summe der Kantenlängen der Splitter minimal wird. Die Kantenlänge eines Splitters entspricht der Summe der Längen der einzelnen Kanten, welche die geometrische Form der Fläche des einzelnen Splitters definieren, und somit der Umfangslänge eines jeweiligen Splitters.Furthermore, a splinter shape of the splinters is determined based on the determined surface area of the individual splitter in such a way that with the determined number of splinters a closed parquet forming the splinter envelope can be formed and that a sum of the edge lengths of the splinters is minimal. In this step, an optimal geometric shape of the surface of the individual splinters is determined, the shapes being selected in such a way that the splinters can be put together to form a parquet to form a closed surface of the splinter casing, and so that the sum of the edge lengths of the Splinter becomes minimal. The edge length of a splinter corresponds to the sum of the lengths of the individual edges, which define the geometric shape of the surface of the individual splinter, and thus the circumferential length of a respective splinter.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht somit darin, die geometrische Form der Splitter so zu optimieren, dass die Summe der Kantenlängen der Splitter minimal wird. Dadurch lässt sich die Geschwindigkeit der einzelnen Splitter nach der Zerlegung der Hülle überraschend effizient steigern. Das sogenannte „Venting“ ist ein Maß dafür, wie viel Gas des detonierenden Sprengstoffes an den einzelnen Splittern vorbeigeführt wird und dementsprechend nicht zum Beschleunigungsprozess beiträgt. Je kleiner der Wert des Ventings ist, desto effizienter ist die Beschleunigung der Splitter. Bei einer vollständigen Parkettierung, also einer Belegung der Oberfläche ohne Lücken, ist das Venting proportional zur gesamten Kantenlänge aller Splitter. Damit lässt sich durch Minimierung der gesamten Kantenlänge das Venting verringern und damit sowohl die Geschwindigkeit als auch das Penetrationsvermögen der Splitter verbessern. One idea on which the invention is based therefore consists in optimizing the geometric shape of the splinters in such a way that the sum of the edge lengths of the splinters is minimal. As a result, the speed of the individual splinters can be increased surprisingly efficiently after the casing has been dismantled. The so-called “venting” is a measure of how much gas from the detonating explosive is led past the individual fragments and therefore does not contribute to the acceleration process. The smaller the venting value, the more efficient the acceleration of the splinters. With a complete tiling, i.e. one If the surface is covered without gaps, the venting is proportional to the total edge length of all splinters. This means that venting can be reduced by minimizing the entire edge length and thus both the speed and the penetration capacity of the splinters can be improved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den auf die unabhängigen Ansprüche rückbezogenen Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.Advantageous configurations and developments result from the subclaims referring back to the independent claims in connection with the description.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ermitteln einer Splitterform ein Auswählen einer einzigen Splitterform oder von zwei verschiedenen Splitterformen aus einer Gruppe von Formen umfasst. Demnach kann die Parkettierung als Mono-Modale Parkettierung mit nur einer Splitterform oder als Bi-Modale Parkettierung, z.B. als Penrose-Parkettierung oder in anderer Form, mit zwei verschiedenen Splitterformen realisiert werden.According to one embodiment it is provided that the determination of a splinter shape comprises selecting a single splinter shape or two different splinter shapes from a group of shapes. Accordingly, the tiling can be as mono-modal tiling with only one splinter shape or as bi-modal tiling, e.g. as Penrose tiling or in another form, with two different splinter shapes.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Gruppe von Formen folgende Formen enthält: Dreieck, insbesondere gleichseitiges Dreieck, Quadrat, Fünfeck, Hexagon, Trapez, Doppeltrapez, L-Form. Aus dem für einen einzelnen Splitter ermittelten Flächeninhalt können die Kantenlängen für jede der geometrischen Formen ermittelt werden, die zur Ausbildung des Flächeninhalts mit der jeweiligen Form notwendig sind, wobei die Form gewählt wird, mit der sich eine Parkettierung mit der kleinsten gesamten Kantenlänge realisieren lässt. Durch die Auswahl einer Form aus einer vorgegebenen Gruppe, z.B. der voranstehend genannten Gruppe, wird der Rechenaufwand vorteilhaft verringert.According to a further embodiment it is provided that the group of shapes contains the following shapes: triangle, in particular an equilateral triangle, square, pentagon, hexagon, trapezoid, double trapezoid, L-shape. The surface area determined for a single splinter can be used to determine the edge lengths for each of the geometric shapes that are necessary for the formation of the surface area with the respective shape, the shape being selected with which a parquet with the smallest total edge length can be realized. By choosing a shape from a predetermined group, e.g. of the group mentioned above, the computational effort is advantageously reduced.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Ermitteln einer Splitterform ein Auswählen einer vorbestimmten geschlossenen monomodalen oder bimodalen Parkettierung aus einer Gruppe Parkettierungen umfassen. Demnach kann alternativ oder zusätzlich zu der jeweiligen Form ein bestimmtes vorgegebenes Parkettierungsmuster aus einer oder mehreren Formen hinsichtlich dessen Kantenlänge, die sich für den geforderten Flächeninhalt eines einzelnen Splitter ergibt, bewertet werden, wobei die Parkettierung mit der geringsten gesamten Kantenlänge gewählt wird.According to a further embodiment, the determination of a splinter shape can include selecting a predetermined closed monomodal or bimodal tiling from a group of tiling. Accordingly, as an alternative or in addition to the respective shape, a certain predetermined tiling pattern from one or more shapes can be evaluated with regard to its edge length, which results for the required surface area of an individual splinter, the tiling with the smallest total edge length being selected.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ermitteln der Anzahl der Splitter das Ermitteln einer ganzzahligen Anzahl umfasst.According to a further embodiment, it is provided that determining the number of splinters includes determining an integer number.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ermitteln einer Splitterform unter Berücksichtigung einer Sprödigkeit des Materials der Splitterhülle erfolgt. Beispielsweise können bestimmte geometrische Formen zu fragil für das jeweilige Material der Hülle und den gewünschten Einsatzzweck sein. Z.B. können Splitter mit großer lateraler Ausdehnung, wie die Doppeltrapezform, in Verbindung mit einem spröden Material der Hülle bei der Detonation brechen. Bei der Ermittlung der Splitterform würden diese Formen dann nicht zur Auswahl stehen. Ein Kriterium für Berücksichtigung einer Sprödigkeit des Materials kann beispielsweise das Flächenträgheitsmoment der jeweiligen Splitterform sein, wobei, wenn dieses außerhalb eines für das jeweilige Material vorbestimmten Bereichs liegt, die jeweilige Splitterform nicht zur Ausbildung der Parkettierung ermittelt wird.According to a further embodiment it is provided that the determination of a fragment shape takes place taking into account a brittleness of the material of the fragment casing. For example, certain geometric shapes can be too fragile for the respective material of the shell and the desired purpose. E.g. splinters with a large lateral extension, such as the double trapezoidal shape, in connection with a brittle material of the envelope can break during detonation. When determining the splinter shape, these shapes would then not be available for selection. A criterion for taking brittleness of the material into account can be, for example, the geometrical moment of inertia of the respective splinter shape, whereby if this lies outside a range predetermined for the respective material, the respective splinter shape is not determined to form the tiling.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren zusätzlich einen Schritt des Ausbildens der Splitterhülle mit der ermittelten Splitteranzahl und Splitterform auf, wobei die Splitter als geschlossene Parkettierung angeordnet werden. Demnach erfolgt ein Herstellen der Splitterhülle mit einem formgebenden Verfahren derart, dass die in ihrer Form optimierten Splitter als geschlossenen Parkettierung zur Bildung der Hülle angeordnet werden.According to a further embodiment, the method additionally has a step of forming the fragment casing with the determined number and shape of fragments, the fragments being arranged as a closed parquet. Accordingly, the splinter casing is produced using a shaping method in such a way that the splinters with their optimized shape are arranged as closed parquet to form the casing.

Optional das Ausbilden der Splitterhülle ein Ausbilden von die Splitter definierenden Kerben in der Splitterhülle umfassen. Demnach wird die Splitterhülle mit Kerben versehen, welche z.B. in die Außenfläche der Hülle gefräst werden können, wobei die Kerben so verlaufen, dass sie die ermittelte geometrische Form der einzelnen Splitter definieren.Optionally, forming the fragmentation envelope include forming notches in the fragmentation envelope that define the fragments. Accordingly, the fragment casing is provided with notches which e.g. can be milled into the outer surface of the casing, the notches running in such a way that they define the determined geometric shape of the individual splinters.

Auch ist denkbar, dass das Ausbilden der Splitterhülle ein Ausbilden von die Splitter definierenden Kerben in einer Zwischenhülle umfasst, wobei die Zwischenhülle zwischen der Sprengladung und der Splitterhülle angeordnet wird. Hierbei wird die Splitterhülle selbst nicht bearbeitet, sondern es wird ein Kerbgitter in eine Zwischenhülle eingebracht, wobei die Kerben auf der Zwischenhülle so verlaufen, dass sie die ermittelte geometrische Form der einzelnen Splitter definieren. Bei einer Detonation des Sprengladungskerns bewirkt die Zwischenhülle dann einen Spannungseintrag in die Splitterhülle derart, dass sich die Splitterhülle in Splitter der ermittelten Form und Größe zerlegt.It is also conceivable that the formation of the fragmentation envelope comprises the formation of notches defining the fragments in an intermediate envelope, the intermediate envelope being arranged between the explosive charge and the fragmentation envelope. In this case, the fragment casing itself is not processed, but a notch grid is introduced into an intermediate casing, the notches on the intermediate casing running in such a way that they define the determined geometric shape of the individual fragments. In the event of a detonation of the explosive charge core, the intermediate envelope then causes a voltage input into the fragment envelope in such a way that the fragment envelope breaks down into fragments of the determined shape and size.

Weiterhin kann wobei das Ausbilden der Splitterhülle auch ein Einbringen einer der Anzahl der Splitter entsprechenden Anzahl von Sprengladungspellets in die Splitterhülle umfassen. Hierbei wird durch die geometrische Anordnung einzelner Sprengladungspellets, welche bei einer Detonation des Sprengladungskerns gezündet werden, ein Spannungseintrag in die Splitterhülle derart bewirkt, dass sich die Splitterhülle in Splitter der ermittelten Form und Größe zerlegt.Furthermore, the formation of the fragmentation envelope can also include introducing a number of explosive charge pellets corresponding to the number of fragments into the fragmentation envelope. The geometric arrangement of individual explosive charge pellets, which are ignited when the explosive charge core detonates, causes voltage to be introduced into the fragmentation envelope in such a way that the fragmentation envelope breaks down into fragments of the determined shape and size.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen erläutert. Von den Figuren zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittansicht eines Wirksystems;
  • 2 eine schematische Ansicht eines Teils einer Splitterhülle nach einer Zerlegung der Splitterhülle in einzelne Splitter;
  • 3 eine schematische Teilansicht einer Splitterhülle eines Wirksystems nach einem Schritt eines Ausbildens der Splitterhülle in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 4 eine schematische Schnittansicht einer Splitterhülle eines Wirksystems nach einem Schritt eines Ausbildens der Splitterhülle in einem Verfahren gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 5 eine Gruppe von Splitterformen zur Optimierung der Leistung eines Wirksystems durch ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 6 eine Gruppe von mono-modalen Parkettierungen zur Optimierung der Leistung eines Wirksystems durch ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 7 eine Gruppe von bi-modalen Parkettierungen zur Optimierung der Leistung eines Wirksystems durch ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 8 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Optimierung der Leistung eines Wirksystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
The invention is explained below with reference to the figures of the drawings. From the figures show:
  • 1 a schematic sectional view of an active system;
  • 2 a schematic view of part of a fragmentation envelope after the fragmentation envelope has been broken down into individual fragments;
  • 3 a schematic partial view of a fragmentation envelope of an active system after a step of forming the fragmentation envelope in a method according to an exemplary embodiment of the invention;
  • 4th a schematic sectional view of a fragmentation envelope of an active system after a step of forming the fragmentation envelope in a method according to a further exemplary embodiment of the invention;
  • 5 a group of fragment shapes for optimizing the performance of an effective system by a method according to an embodiment of the invention;
  • 6th a group of mono-modal tiling for optimizing the performance of an active system by a method according to an embodiment of the invention;
  • 7th a group of bi-modal tiling for optimizing the performance of an active system by a method according to an embodiment of the invention; and
  • 8th a flow diagram of a method for optimizing the performance of an active system according to an embodiment of the invention.

In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In the figures, the same reference symbols denote the same or functionally equivalent components, unless otherwise indicated.

1 zeigt beispielhaft ein Wirksystem 1 mit einem Sprengladungskern 2, einer Splitterhülle 3 und einer optionalen Zwischenhülle 4. 1 shows an example of an active system 1 with an explosive charge core 2 , a splinter case 3 and an optional intermediate cover 4th .

Der Sprengladungskern 2 weist auf oder besteht aus einem Sprengstoff und weist eine Masse C auf. Beispielsweise kann der Sprengladungskern 2, wie in 1 schematisch dargestellt, eine zylindrische Querschnittsform mit einer Länge l2 und einem Durchmesser d2 aufweisen.The explosive core 2 has or consists of an explosive and has a mass C. For example, the explosive charge core 2 , as in 1 shown schematically, a cylindrical cross-sectional shape with a length l2 and a diameter d2 exhibit.

Die Splitterhülle 3 umgibt oder umschließt den Sprengladungskern 3 in Bezug auf eine radiale Richtung R. Die Splitterhülle 3 ist aus einem Metallmaterial, wie z.B. Stahl gebildet, welches eine bestimmte Massendichte ρ3 aufweist. Die Splitterhülle 3 weist eine bestimmte Dicke t3 auf. Insbesondere kann die Splitterhülle 3 hohlzylinderförmig mit Länge l3 und einem bestimmten Innendurchmesser d3 gestaltet sein, wie dies in 3 beispielhaft dargestellt ist. Bei einer Detonation der Sprengladung 2 zerlegt sich die Splitterhülle 3 in eine Vielzahl von Splittern 30, wie dies in 2 schematisch dargestellt ist.The splinter hull 3 surrounds or encloses the explosive charge core 3 with respect to a radial direction R. . The splinter hull 3 is made of a metal material, such as steel, which has a certain mass density ρ 3 . The splinter hull 3 has a certain thickness t3 on. In particular, the fragment casing 3 hollow cylinder with length l3 and a certain inside diameter d3 be designed like this in 3 is shown by way of example. When the explosive charge detonates 2 the sheath disintegrates 3 into a variety of splinters 30th like this in 2 is shown schematically.

Durch die Dicke t3, die Länge l3 und den Innendurchmesser d3 der Splitterhülle 3 ergibt sich ein Volumen der Splitterhülle 3 und durch die Massendichte ρ3 ergibt sich für die Splitterhülle 3 eine bestimmte Masse m3. Die Masse m3 der Splitterhülle 3 ist in Bezug auf die Masse C des Sprengladungskerns 2 vorbestimmt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Masse m3 der Splitterhülle 3 so gewählt wird, dass sich ein Gurney-Verhältnis µ=m3/C zwischen 3 und 0,3 ergibt. Insbesondere kann die Dicke t3 der Splitterhülle entsprechend gewählt werden.Through the thickness t3 , the length l3 and the inside diameter d3 the fragment hull 3 there is a volume of the fragment envelope 3 and the mass density ρ 3 results for the fragment envelope 3 a certain mass m 3 . The mass m 3 of the fragment envelope 3 is in relation to the mass C of the explosive charge core 2 predetermined. In particular, it can be provided that the mass m 3 of the fragment casing 3 is chosen so that a Gurney ratio µ = m 3 / C between 3 and 0.3 results. In particular, the thickness t3 chosen according to the fragment envelope.

Das Gurney-Verhältnis µ bestimmt die Geschwindigkeit v der sich bildenden Splitter 30, und damit den Impuls I = m3·v bzw. die kinetische Energie Ekin = 0,5·m3·v2 der Splitterhülle 3. Die Geschwindigkeit v kann dabei als v = v g ( 1 + μ ) 0,5

Figure DE102019003479A1_0001
bestimmt werden, wobei vg die intrinsische und sprengstoff-spezifische Gurney-Geschwindigkeit ist.The Gurney ratio µ determines the speed v of the splinters forming 30th , and thus the momentum I = m 3 · v or the kinetic energy E kin = 0.5 · m 3 · v 2 of the fragment envelope 3 . The speed v can be used as v = v G ( 1 + μ ) - 0.5
Figure DE102019003479A1_0001
can be determined, where v g is the intrinsic and explosives-specific Gurney velocity.

Es lässt sich ein jeweils ein Optimum für die kinetische Energie und den Impuls ermitteln, welches von vorgegebenen Randbedingungen abhängt, wie beispielsweise, dass das Wirksystem 1 eine konstante Gesamtmasse und ein konstantes Kaliber haben soll. Es könnte alternativ auch ein konstantes GesamtVolumen verlangt sein. Erreicht man dieses jeweilige Optimum, so nutzt man die in der Sprengladung 2 gespeicherte chemische Energie optimal aus, um sie in kinetische Energie bzw. Impuls der Splitter 30 umzuwandeln. Impuls und kinetische Energie weisen bei verschiedenen Gurney-Verhältnissen µ ein Maximum auf, so dass üblicherweise ein Gurney-Verhältnis gewählt wird, das zwischen den Maximal liegt. In dem angegebenen Bereich zwischen 3 und 0,3 wird typischerweise ein guter Kompromiss erzielt, bei dem sowohl Impuls als auch kinetische Energie nahezu maximal werden.An optimum for the kinetic energy and the momentum can be determined, which depends on given boundary conditions, such as the active system 1 should have a constant total mass and a constant caliber. Alternatively, a constant total volume could also be required. If this optimum is achieved, the one in the explosive charge is used 2 Stored chemical energy is optimally converted into kinetic energy or momentum of the splinter 30th to convert. Momentum and kinetic energy have a maximum at different Gurney ratios μ, so that a Gurney ratio is usually selected which lies between the maximum. In the specified range between 3 and 0.3, a good compromise is typically achieved in which both momentum and kinetic energy are almost at a maximum.

Die optionale Zwischenhülle 4 ist in Bezug auf die radiale Richtung R zwischen der Sprengladung 2 und der Splitterhülle 3 angeordnet und bildet eine Art Schablone zur Bildung von Splittern 30, wie nachfolgend noch im Detail erläutert wird.The optional intermediate cover 4th is in terms of the radial direction R. between the explosive charge 2 and the splinter case 3 arranged and forms a kind of template for the formation of splinters 30th , as will be explained in detail below.

8 zeigt beispielhaft ein Flussdiagramm zur Optimierung der Leistung des Wirksystems 1. In einem ersten Schritt M1 erfolgt Ermitteln M1 eines Flächeninhalts eines einzelnen Splitters 30 anhand einer vorgegebenen Splittermasse, der Dicke t3 der Splitterhülle 3 und der Massendichte ρ3 des Materials der Splitterhülle 3. Die minimale Masse eines Splitters ist üblicherweise durch den Einsatzzweck des Wirksystems 1 vorgegeben. Eine maximale Masse kann ebenfalls festgelegt werden. Beispielsweise kann eine Splittermasse festgelegt werden, die zwischen der minimalen und der maximalen Splittermasse liegt. Wenn das Wirksystem 1 dazu verwendet werden soll, ein Ziel aus einem bestimmten Material, z.B. Stahl, mit einer bestimmten Dicke in einer bestimmten Entfernung vom Wirksystem 1 zu durchschlagen, ist eine gewisse Masse eines einzelnen Splitters 30 notwendig, die sich für den Fachmann in bekannter Weise aus einschlägigen ballistischen Formeln ergibt. Anhand dieser minimalen Masse ist aus der Massendichte ρ3 des Materials der Splitterhülle 3 ein Volumen V30 eines einzelnen Splitters 30 und somit aus dem Zusammenhang Volumen gleich Grundfläche mal Dicke t3 der Flächeninhalt eines einzelnen Splitters 30 ermittelbar. 8th shows an example of a flow chart for optimizing the performance of the active system 1 . In a first step M1 determined M1 an area of a single sliver 30th based on a given fragment mass, the thickness t3 the fragment hull 3 and the mass density ρ 3 of the material of the fragment casing 3 . The minimum mass of a fragment is usually determined by the purpose of the active system 1 given. A maximum mass can also be specified. For example, a fragment mass can be set that is between the minimum and the maximum fragment mass. When the operating system 1 to be used, a target made of a certain material, e.g. steel, with a certain thickness at a certain distance from the active system 1 to penetrate is a certain mass of a single splinter 30th necessary, which results in a known manner for the person skilled in the art from relevant ballistic formulas. Based on this minimum mass, the mass density ρ 3 of the material of the fragment casing is derived 3 a volume V 30 of a single sliver 30th and thus from the relationship volume equals base times thickness t3 the area of a single splinter 30th determinable.

In einem weiteren Schritt M2 erfolgt ein Ermitteln einer Anzahl an Splitter 30, die zur Ausbildung der Splitterhülle 3 erforderlich ist, anhand des ermittelten Flächeninhalts eines einzelnen Splitters 30 und des Flächeninhalt einer Außenfläche 3a der Splitterhülle 3. Allgemein kann die Anzahl der Splitter 30 ermittelt werden, in dem der Flächeninhalt der Außenfläche 3a des Splittermantels 30 durch die ermittelten Flächeninhalt eines einzelnen Splitters 30 dividiert wird, wobei beispielsweise zugrunde gelegt wird, dass alle Splitter 30 den gleichen Flächeninhalt aufweisen. Die Anzahl der Splitter 30 wird vorzugsweise so ermittelt, dass sich eine ganzzahlige Anzahl an Splittern 30 ergibt. Falls sich bei der Division eine ungerade Anzahl ergibt, kann in einem optionalen Iterationsschritt der Flächeninhalt der einzelnen Splitter 30 neu ermittelt werden (Schritt M1), wobei die Masse der einzelnen Splitter 30 innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt.In a further step M2 a number of splinters is determined 30th that are used to form the fragmentation envelope 3 is required, based on the determined area of a single splinter 30th and the area of an outer surface 3a the fragment hull 3 . Generally the number of splinters 30th can be determined in which the area of the outer surface 3a of the splinter mantle 30th by the determined area of a single splinter 30th is divided, assuming, for example, that all splinters 30th have the same area. The number of splinters 30th is preferably determined so that there is an integer number of splinters 30th results. If the division results in an odd number, the area of the individual splinters can be used in an optional iteration step 30th be redetermined (step M1 ), where the mass of each splinter 30th lies within a specified tolerance range.

In einem weiteren Schritt M3 wird basierend auf dem ermittelten Flächeninhalt der einzelnen Splitter 30 eine Splitterform der Splitter 30 derart ermittelt, dass mit der ermittelten Anzahl der Splitter 30 eine die Splitterhülle 3 bildende geschlossene Parkettierung ausbildbar ist und dass eine Summe der Kantenlängen k der Splitter 30 minimal wird. Eine geometrische Form der Grundfläche der Splitter 30 wird in diesem Schritt derart bestimmt, dass eine Summe der Kantenlängen k der Kanten, welche die geometrische Form des einzelnen Splitters 30 definieren, minimal wird.In a further step M3 is based on the determined area of the individual splinters 30th a splinter form of splinters 30th determined in such a way that with the determined number of splinters 30th one the splinter hull 3 forming closed parquet can be designed and that a sum of the edge lengths k the splinter 30th becomes minimal. A geometric shape of the base of the splinter 30th is determined in this step such that a sum of the edge lengths k the edges, which the geometric shape of each sliver 30th define becomes minimal.

Mit der Splitterform ergibt sich eine Optimierungsgröße, die nicht nur die Geschwindigkeit der Splitter 30 durch Reduktion des sogenannten „Venting-Effekts“ erhöhen, sondern gleichzeitig das Penetrationsvermögen der Splitter im Ziel deutlich erhöhen kann. Wie oben bereits erläutert, wird die erzielbare Splittergeschwindigkeit v in erster Linie vom Gurney-Verhältnis µ bestimmt. Bei der Zerlegung der Splitterhülle 3 bilden sich Spalte 38 an den Splitterrändern, wie dies in 2 stark vereinfacht und schematisch dargestellt ist. Durch diese Spalte 38 strömen bei der Zerlegung der Splitterhülle 3 Sprengstoffschwaden, wodurch die erreichbare Geschwindigkeit der Splitter 30 verringert wird. Dieser Effekt wird als „Venting“ bezeichnet. Die Sprengstoffschwaden, die an den Splitterrändern vorbeiströmen, sind für die Beschleunigung der Splitter verloren. Die Splittergeschwindigkeit reduziert sich dementsprechend. Die Größenordnung dieses Geschwindigkeitsverlustes korreliert mit der Größe des Venting-Effektes, und dieser wiederum mit der Länge der „Lücken“ zwischen den Splittern. Diese Länge hängt bei gegebener Anzahl von der Kantenlänge k der geometrischen Form der Grundfläche der einzelnen Splitter 30 ab.The splinter shape results in an optimization variable that not only affects the speed of the splinters 30th by reducing the so-called "venting effect", but at the same time can significantly increase the penetration capacity of the splinters in the target. As already explained above, the achievable fragmentation speed v is primarily determined by the Gurney ratio μ. When dismantling the fragment hull 3 gaps are formed 38 at the edges of the splinter, as shown in 2 is greatly simplified and shown schematically. Through this column 38 flow when the fragment envelope is broken down 3 Plumes of explosives, thereby reducing the achievable speed of the fragments 30th is decreased. This effect is known as "venting". The plumes of explosives that flow past the edges of the fragment are lost to the acceleration of the fragments. The splinter speed is reduced accordingly. The magnitude of this loss of speed correlates with the magnitude of the venting effect, which in turn correlates with the length of the “gaps” between the splinters. With a given number, this length depends on the edge length k the geometric shape of the base of the individual splinters 30th from.

In 5 sind in den Ansichten (A) bis (I) beispielhaft verschiedene Splitterformen bzw. Geometrien für Grundfläche eines jeweiligen Splitters 30. Ansicht (A) zeigt ein gleichseitiges Dreieck mit Kantenlänge k. Ansicht (B) zeigt ein Quadrat mit Seitenlänge k. Ansicht (C) zeigt eine Raute mit Seitenlänge k. Ansicht (D) zeigt ein Trapez, das drei Seiten mit gleicher Kantenlänge k und eine Seite mit doppelter Kantenlänge 2k aufweist. Ansicht (E) zeigt ein regelmäßiges Fünfeck mit Kantenlänge k. Ansicht (F) zeigt eine sogenannte Doppeltrapezform oder Diaboloform, die aus zwei Trapezen zusammengesetzt ist. Ansicht (G) zeigt ein regelmäßiges Sechseck oder Hexagon mit Kantenlänge k. Ansicht (H) zeigt eine L-Form, dessen lange Seiten eine Kantenlänge k und dessen kurze Seiten eine Kantenlänge von 0,5k aufweisen. Ansicht (I) zeigt eine weiteres Fünfeck in sogenannter Diamantform, wobei zwei lange Seiten mit Kantenlänge k in rechtem Winkel zueinander stehen und von den langen Seiten jeweils eine kurze Seite mit Kantenlänge 0,5k in rechtem Winkel absteht, und wobei die kurzen Seiten durch eine schräge Seite verbunden sind.In 5 are in views (A) to (I) examples of different fragment shapes or geometries for the base area of a respective fragment 30th . View (A) shows an equilateral triangle with edge length k . View (B) shows a side-length square k . View (C) shows a diamond with side length k . View (D) shows a trapezoid that has three sides with the same edge length k and one side with double the edge length 2k having. View (E) shows a regular pentagon with edge length k . View (F) shows a so-called double trapezoidal shape or diabolo shape, which is composed of two trapezoids. View (G) shows a regular hexagon or hexagon with edge length k . View (H) shows an L-shape, the long sides of which are an edge length k and the short sides of which have an edge length of 0.5k. View (I) shows another pentagon in a so-called diamond shape, with two long sides with edge length k are at right angles to each other and each long side has a short side with edge length 0 , 5k protrudes at a right angle, and the short sides are connected by an inclined side.

Zur Ermittlung einer Splitterform können in Schritt M3 aus einer Gruppe von Formen, z.B. für die in den Ansichten (A) bis (I) gezeigten Gruppe von Formen für jede Form eine Summe der Kantenlängen eines einzelnen Splitters 30 ermittelt werden, die sich für einen Splitter 30 in der in Schritt M1 ermittelten Fläche ergibt. Aus dieser Kantenlänge kann dann eine gesamte Kantenlänge ermittelt werden, die sich ergibt, wenn die Splitter 30 mit der jeweiligen Form zu einer geschlossenen Parkettierung angeordnet werden. In Schritt M3 wird dann diejenige Form als Splitterform aus der Gruppe von Formen ausgewählt, bei der die gesamte Kantenlänge minimal wird. Dadurch wird das Venting verringert und damit die kinetische Energie bzw. der Impuls der Splitter 30 gesteigert.To determine a splinter shape, step M3 from a group of shapes, for example for the group of shapes shown in views (A) to (I) for each shape a sum of the edge lengths of an individual splinter 30th be determined, which is for a splinter 30th in the in step M1 determined area results. From this edge length, a total edge length can then be determined, which results when the splinters 30th can be arranged with the respective shape to form a closed parquet. In step M3 then that shape is selected as a splinter shape from the group of shapes in which the total edge length is minimal. This reduces venting and thus the kinetic energy or the momentum of the splinters 30th increased.

Bei einer geschlossenen Parkettierung teilen sich jeweils zwei Splitter 30 eine gemeinsame Kante. Als Maßzahl für das Venting kann der Parameter ϑ = N U 2

Figure DE102019003479A1_0002
eingeführt werden, wobei N der ermittelten Anzahl an Splittern entspricht und U dem Umfang der jeweiligen geometrischen Form also der Summe der Längen der die Form definierenden Kanten. Mit N=const. ist in der nachfolgenden Tabelle 1 beispielhaft für einen dimensionslose Flächeninhalt As eines einzelnen Splitters 30 von As=1 jeweils die sich ergebende Kantenlänge k und der zugehörige Umfang U für verschiedene Splitterformen angegeben. Tabelle 1 Form Flächeninhalt As [-] Kantenlänge k [-] Umfang U [-] Dreieck 1 4 3
Figure DE102019003479A1_0003
≈ 4,56
Quadrat 1 1 4 Diamant 1 8 7
Figure DE102019003479A1_0004
≈ 3,96
Hexagon 1 2 3 3
Figure DE102019003479A1_0005
≈ 3,72
Trapez 1 2 3
Figure DE102019003479A1_0006
≈ 4,08
L-Form 1 4 3
Figure DE102019003479A1_0007
≈ 4,62
With a closed parquet flooring, two splinters share each time 30th a common edge. As a measure for venting, the parameter ϑ = N U 2
Figure DE102019003479A1_0002
are introduced, where N corresponds to the determined number of splinters and U to the circumference of the respective geometric shape, i.e. the sum of the lengths of the edges defining the shape. With N = const. is an example of a dimensionless area A s of a single splinter in Table 1 below 30th from A s = 1 the resulting edge length k and the corresponding circumference U is given for various splinter shapes. Table 1 shape Area A s [-] Edge length k [-] Circumference U [-] triangle 1 4th 3
Figure DE102019003479A1_0003
≈ 4.56
square 1 1 4th diamond 1 8th 7th
Figure DE102019003479A1_0004
≈ 3.96
hexagon 1 2 3 3
Figure DE102019003479A1_0005
≈ 3.72
Trapezoid 1 2 3
Figure DE102019003479A1_0006
≈ 4.08
L shape 1 4th 3
Figure DE102019003479A1_0007
≈ 4.62

Für den in Schritt M1 ermittelten Flächeninhalt As ergibt sich folglich bei der in Tabelle 1 beispielhaft gewählten Gruppe, dass der Umfang U eines einzelnen Splitters 30 bei der Form „Hexagon“ (vgl. 5, Ansicht (G)) minimal wird. Da das Venting proportional zum Umfang U des einzelnen Splitters 30 ist (siehe oben), wird im vorliegenden Fall durch Ausbilden der Splitterhülle 3 als geschlossene Parkettierung aus Hexagons die Splitterleistung, insbesondere die Splittergeschwindigkeit optimiert.For the in step M1 The determined area A s consequently results in the group selected as an example in Table 1 that the circumference U of an individual fragment 30th with the form "Hexagon" (cf. 5 , View (G)) becomes minimal. Because the venting is proportional to the circumference U of the individual splitter 30th is (see above), is in the present case by forming the fragment envelope 3 As a closed parquet made of hexagons, the splinter performance, especially the splinter speed, is optimized.

Überraschend wird durch das Ermitteln (Schritt M3) einer Splitterform der Splitter 30 basierend auf dem ermittelten Flächeninhalt der einzelnen Splitter 30 derart, dass mit der ermittelten Anzahl der Splitter 30 eine die Splitterhülle 3 bildende geschlossene Parkettierung ausbildbar ist und dass eine Summe der Kantenlängen k der Splitter 30 minimal wird, nicht nur die Geschwindigkeit sondern auch das Penetrationsvermögen der Splitter 30 optimiert. Die Splitterpenetration p lässt sich durch die bekannte Thor-Gleichung p = 1 A ( 10 c 1 v 1 c 5 ( cos  θ ) c 4 m c 3 ) 1 c 2

Figure DE102019003479A1_0008
quantifizieren. In dieser Gleichung ist A die Cauchy-Fläche des Splitters 30, v die Geschwindigkeit des Splitters 30, m die Splittermasse und θ der Auftreffwinkel des Splitters 30 auf das Ziel. Die Parameter ci sind zielspezifische empirische Parameter.Surprisingly, the determination (step M3 ) a splinter shape of the splinters 30th based on the determined area of the individual splinters 30th such that with the determined number of splinters 30th one the splinter hull 3 forming closed parquet can be designed and that a sum of the edge lengths k the splinter 30th becomes minimal, not only the speed but also the penetration capacity of the splinters 30th optimized. The splinter penetration p can be determined by the well-known Thor equation p = 1 A. ( 10 - c 1 v 1 - c 5 ( cos θ ) c 4th m - c 3 ) 1 c 2
Figure DE102019003479A1_0008
quantify. In this equation, A is the Cauchy area of the sliver 30th , v the speed of the splitter 30th , m is the fragment mass and θ is the angle of incidence of the fragment 30th towards the goal. The parameters c i are target-specific empirical parameters.

Die Cauchy-Fläche A eines Splitters 30 ist A = 1 4 S

Figure DE102019003479A1_0009
wobei S die Oberfläche des Splitters ist. Die Oberfläche S ergibt sich zu S = 2 A S U t 30
Figure DE102019003479A1_0010
mit dem Flächeninhalt AS der Grundfläche des Splitters 30, dem Umfang U des Splitters 30 und der Dicke t30 der Splitterhülle 30.The Cauchy surface A of a splinter 30th is A. = 1 4th S.
Figure DE102019003479A1_0009
where S is the surface of the splinter. The surface S results in S. = 2 A. S. U t 30th
Figure DE102019003479A1_0010
with the area A S of the base of the splinter 30th , the extent U of the splinter 30th and the thickness t30 of the fragment hull 30th .

Die Geschwindigkeit v lässt sich abhängig von der zurückgelegten Strecke r des Splitters 30 aus der Anfangsgeschwindigkeit v0 des Splitters, der Dichte von Luft ρAir, dem Luftwiderstandswert cW, der Cauchy-Fläche A des Splittes 30 und der Splittermasse m wie folgt berechnen: v = v 0 e 1 2 ρ a i r c w A m r .

Figure DE102019003479A1_0011
The speed v can be dependent on the distance r covered by the splitter 30th from the initial velocity v 0 of the fragment, the density of air ρ Air , the air resistance value c W , the Cauchy area A of the fragment 30th and calculate the fragment mass m as follows: v = v 0 e - 1 2 ρ a i r c w A. m r .
Figure DE102019003479A1_0011

Setzt man für alle Splitterformen aus Tabelle 1 in dieser Gleichung die gleiche Anfangsgeschwindigkeit v0, dieselbe Masse m und denselben Abstand r ein und verwendet diese Geschwindigkeit in der obigen Thor-Gleichung, ergibt sich für das Penetrationsvermögen p folgendes qualitatives Ranking: 1. Hexagon, 2. Quadrat, 3. Trapez, 4. Dreieck, 5. L-Form. Das Hexagon hat in dem obigen Beispiel somit das größte Penetrationsvermögen p, die L-Form das niedrigste. Damit wird das Penetrationsvermögen des Splitters 30 durch die in Schritt M3 vorgenommene Ermittlung der Splitterform genauso verbessert wie die Splittergeschwindigkeit.If one uses the same initial speed v 0 , the same mass m and the same distance r for all fragment shapes from Table 1 in this equation and uses this speed in the above Thor equation, the following qualitative ranking results for the penetration capacity p: 1st hexagon, 2nd square, 3rd trapezoid, 4th triangle, 5th L-shape. In the above example, the hexagon has the greatest penetration capacity p, the L-shape the lowest. This increases the ability of the splinter to penetrate 30th through the in step M3 Determination of the splinter shape made just as improved as the splinter speed.

In 6 sind in den Ansichten (A) bis (C) beispielhaft verschiedene Parkettierungen gezeigt, die jeweils aus einer Vielzahl von Splittern 30 einer einzigen Form und identischer Abmessungen zusammengesetzt sind. Dies wird als mono-modale Parkettierung bezeichnet. Ansicht (A) zeigt eine aus Quadraten zusammengesetzte Parkettierung. Ansicht (B) zeigt eine aus gleichseitigen Dreiecken zusammengesetzte Parkettierung. Ansicht (C) zeigt eine aus regelmäßigen Sechsecken bzw. Hexagons zusammengesetzte Parkettierung.In 6th Different tiling is shown in views (A) to (C) by way of example, each consisting of a plurality of splinters 30th are composed of a single shape and identical dimensions. This is known as mono-modal tiling. View (A) shows one composed of squares Tiling. View (B) shows a tiling composed of equilateral triangles. View (C) shows a tiling composed of regular hexagons or hexagons.

In 7 sind in den Ansichten (A) und (B) beispielhaft verschiedene Parkettierungen gezeigt, die jeweils aus einer Vielzahl von Splittern 30 aus zwei verschiedenen Formen zusammengesetzt sind. In Ansicht (A) ist eine Parkettierung dargestellt, die aus Hexagons und Doppeltrapezen (Diabolos) zusammengesetzt ist. In Ansicht (B) ist eine Parkettierung dargestellt, die aus Diamantformen und Rauten zusammengesetzt ist. Parkettierungen, die aus Splittern 30 aus zwei verschiedenen Formen oder aus Splittern 30 gleicher Formen mit zwei verschiedenen Abmessungen zusammengesetzt sind, werden als bi-modale Parkettierungen bezeichnet.In 7th Different tiling is shown in views (A) and (B) by way of example, each consisting of a plurality of splinters 30th are composed of two different shapes. In view (A) a tiling is shown, which is composed of hexagons and double trapezoids (diabolos). In view (B) a tiling is shown, which is composed of diamond shapes and rhombuses. Flooring made from splinters 30th from two different forms or from splinters 30th the same shapes with two different dimensions are called bi-modal tiling.

Die Splitterform kann in Schritt M3 beispielsweise auch ermittelt werden, indem die Kantenlänge für eine geschlossene mono-modalen oder bi-modale Parkettierung aus einer Gruppe Parkettierungen berechnet wird und diejenige Parkettierung ausgewählt wird, für die sich die kleinste gesamte Kantenlänge ergibt.The splinter shape can be in step M3 can also be determined, for example, by calculating the edge length for a closed mono-modal or bi-modal tiling from a group of tiling and selecting that tiling for which the smallest overall edge length results.

Das Ermitteln der Splitterform in Schritt M3 kann ferner unter Berücksichtigung einer Sprödigkeit des Materials der Splitterhülle 3 erfolgen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass bei einem bestimmten Materialtyp, der eine hohe Sprödigkeit aufweist, bestimmte Splitterformen nicht zur Bildung der Parkettierung zur Auswahl stehen. Beispielsweise kann bei einem besonders spröden Material die Gruppe an Splitterformen, aus welcher ein Auswählen der Splitterform erfolgt, die in 5 beispielhaft gezeigt Gruppe sein, jedoch ohne die Doppeltrapezform ( 5, Ansicht (F)).Determining the splinter shape in step M3 can also take into account a brittleness of the material of the fragment casing 3 respectively. For example, it can be provided that, in the case of a certain type of material which is highly brittle, certain splinter shapes are not available for selection for forming the tiling. For example, in the case of a particularly brittle material, the group of splinter shapes from which the splinter shape is selected, which is shown in FIG 5 group shown as an example, but without the double trapezoidal shape ( 5 , View (F)).

Wie in 8 weiterhin erkennbar ist, umfasst das Verfahren einen weiteren optionalen Schritt M4, in welchem ein Ausbilden der Splitterhülle 3 mit der ermittelten Splitteranzahl und Splitterform erfolgt, wobei die Splitter 30 als geschlossene Parkettierung angeordnet werden. Beispielsweise kann dies ein Ausbilden von die Splitter definierenden Kerben 35 in der Splitterhülle 3 selbst umfassen. Dies ist beispielhaft in 3 dargestellt, welche eine abgebrochene Darstellung einer Draufsicht auf die Außenfläche 3a der Splitterhülle 3 zeigt. Wie in 3 erkennbar, können z.B. Nuten oder Kerben 35 in die Splitterhülle 3 eingebracht werden, z.B. durch Fräßen, wobei die Nuten 35 so verlaufen, dass sie einzelne, die Splitter 30 bildende Flächenbereiche umgrenzen, welche die ermittelte Form aufweisen. In der in 3 beispielhaft gezeigten Splitterhülle 3 ist eine mono-modale Parkettierung aus quadratischen Splittern 30 ausgebildet. Alternativ zu der Ausbildung von Kerben 35 in der Splitterhülle 3 können die Kerben in der gleichen Weise auch in der optionalen Zwischenhülle 4 ausgebildet sein. Bei einer Detonation des Sprengladungskerns 2 zerlegt sich die Zwischenhülle 4 in einzelne Splitter gemäß dem Kerbmuster und bewirkt dadurch eine Zerlegung der Splitterhülle 3 ihrerseits gemäß dem gewünschten Kerbmuster. Eine weitere alternative Möglichkeit zum Ausbilden der Splitterhülle 3 in Schritt M4 liegt darin, eine der Anzahl der Splitter 30 entsprechenden Anzahl von Sprengladungspellets 5 in die Splitterhülle 3 einzubringen. Dies ist schematisch und stark vereinfacht in 4 dargestellt. Beispielsweise können Sprengladungspellets 5 in an einer Innenfläche 3b der Splitterhülle 3 ausgebildete Vertiefungen eingesetzt sein. Die Innenfläche 3b ist entgegengesetzt zu der Außenfläche 3a der Splitterhülle 3 orientiert und damit dem Sprengladungskern 2 zugewandt. Die Sprengladungspellets 5 werden durch die Detonation des Sprengladungskerns 2 gezündet, wodurch diese expandieren und eine lokale Schwächung oder einen lokalen Bruch der Splitterhülle 3 induzieren. Durch die eine entsprechende Verteilung der Pellets 5 an der Innenfläche 3b kann die gewünschte Splitterform eingestellt werden.As in 8th can also be seen, the method comprises a further optional step M4 , in which forming the fragment envelope 3 with the determined number of splinters and splinter shape takes place, whereby the splinters 30th can be arranged as a closed parquet. For example, this can involve the formation of notches defining the splinters 35 in the splinter case 3 include yourself. This is exemplified in 3 which is a broken away view of a top view of the exterior surface 3a the fragment hull 3 shows. As in 3 recognizable, for example grooves or notches 35 into the splinter case 3 be introduced, for example by milling, the grooves 35 so run that they are single, the splinters 30th Define forming surface areas that have the determined shape. In the in 3 splinter case shown as an example 3 is a mono-modal tiling made of square splinters 30th educated. As an alternative to the formation of notches 35 in the splinter case 3 You can also use the notches in the optional intermediate cover in the same way 4th be trained. In the event of a detonation of the explosive charge core 2 the intermediate cover breaks down 4th into individual splinters according to the notch pattern, thereby breaking down the splinter casing 3 in turn according to the desired notch pattern. Another alternative way of forming the fragment envelope 3 in step M4 is one of the number of splinters 30th corresponding number of explosive charge pellets 5 into the splinter case 3 bring in. This is schematic and greatly simplified in 4th shown. For example, explosive charge pellets 5 in on an inner surface 3b the fragment hull 3 trained recesses be used. The inner surface 3b is opposite to the outer surface 3a the fragment hull 3 oriented and thus the explosive charge core 2 facing. The explosive charge pellets 5 are caused by the detonation of the explosive charge core 2 ignited, causing them to expand and a local weakening or local rupture of the fragment envelope 3 induce. By distributing the pellets accordingly 5 on the inner surface 3b the desired splinter shape can be set.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind auch Kombinationen der voranstehenden Ausführungsbeispiele denkbar.Although the present invention was explained above using exemplary embodiments, it is not restricted thereto, but rather can be modified in many ways. In particular, combinations of the preceding exemplary embodiments are also conceivable.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
WirksystemEffective system
22
SprengladungskernExplosive core
33
SplitterhülleFragmentation envelope
3a3a
Außenfläche der SplitterhülleOuter surface of the fragment casing
44th
ZwischenhülleIntermediate cover
55
SprengladungspelletsExplosive charge pellets
3030th
SplitterSplinter
3535
KerbenNotches
3838
Spalt gap
d2d2
Durchmesser des SprengladungskernsDiameter of the explosive charge core
d3d3
Innendurchmesser der SplitterhülleInside diameter of the fragment casing
kk
KantenlängeEdge length
l2l2
Länge des SprengladungskernsLength of the explosive charge core
l3l3
Länge der SplitterhülleLength of the sheath
MM.
VerfahrenProcedure
M1-M4M1-M4
VerfahrensschritteProcedural steps
RR.
radiale Richtungradial direction
t3t3
Dicke der SplitterhülleThickness of the fragment hull

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10130324 A1 [0003]DE 10130324 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren (M) zur Leistungsoptimierung eines Wirksystems (1), wobei das Wirksystem (1) einen Sprengladungskern (2) mit einer vorbestimmten Sprengstoffmasse und eine Splitterhülle (3) aufweist, welche eine in Bezug auf die Sprengstoffmasse vorbestimmte Hüllenmasse aufweist und den Sprengladungskern (2) radial umschließt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ermitteln (M1) eines Flächeninhalts eines einzelnen Splitters (30) anhand einer vorgegebenen Splittermasse, einer Dicke (t3) der Splitterhülle (3) und der Massendichte des Materials der Splitterhülle (3); Ermitteln (M2) einer Anzahl an Splitter (30), die zur Ausbildung der Splitterhülle (3) erforderlich ist, anhand des ermittelten Flächeninhalts eines einzelnen Splitters (30) und des Flächeninhalt einer Außenfläche (3a) der Splitterhülle (3); und Ermitteln (M3) einer Splitterform der Splitter (30) basierend auf dem ermittelten Flächeninhalt des einzelnen Splitters (30) derart, dass mit der ermittelten Anzahl der Splitter (30) eine die Splitterhülle (3) bildende geschlossene Parkettierung ausbildbar ist und dass eine Summe der Kantenlängen (k) der Splitter (30) minimal wird.Method (M) for optimizing the performance of an active system (1), the active system (1) having an explosive charge core (2) with a predetermined explosive mass and a fragment casing (3) which has a casing mass predetermined in relation to the explosive mass and the explosive charge core (2 ) encloses radially, the method comprising the following steps: Determination (M1) of an area of an individual fragment (30) based on a predetermined fragment mass, a thickness (t3) of the fragment casing (3) and the mass density of the material of the fragment casing (3); Determination (M2) of a number of splinters (30) which is required to form the fragment casing (3) on the basis of the determined area of an individual splinter (30) and the area of an outer surface (3a) of the fragment casing (3); and Determination (M3) of a splinter shape of the splinters (30) based on the determined area of the individual splinters (30) in such a way that with the determined number of splinters (30) a closed tiling forming the splinter envelope (3) can be formed and that a sum of the Edge lengths (k) of the splitter (30) is minimal. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln (M3) einer Splitterform ein Auswählen einer einzigen Splitterform oder von zwei verschiedenen Splitterformen aus einer Gruppe von Formen umfasst.Procedure according to Claim 1 wherein determining (M3) a fragment shape comprises selecting a single fragment shape or two different fragment shapes from a group of shapes. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Gruppe von Formen folgende Formen enthält: Dreieck, Quadrat, Fünfeck, Hexagon, Trapez, Doppeltrapez, L-Form.Procedure according to Claim 2 where the group of shapes includes the following shapes: triangle, square, pentagon, hexagon, trapezoid, double trapezoid, L-shape. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln (M3) einer Splitterform ein Auswählen einer vorbestimmten geschlossenen mono-modalen oder bi-modalen Parkettierung aus einer Gruppe Parkettierungen umfassen.Method according to one of the preceding claims, wherein the determination (M3) of a fragment shape comprises selecting a predetermined closed mono-modal or bi-modal tiling from a group of tiling. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln (M2) der Anzahl der Splitter das Ermitteln einer ganzzahligen Anzahl umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein determining (M2) the number of splinters comprises determining an integer number. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Ermitteln (M3) einer Splitterform unter Berücksichtigung einer Sprödigkeit des Materials der Splitterhülle (3) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the determination (M3) of a fragment shape takes place taking into account the brittleness of the material of the fragment casing (3). Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, zusätzlich aufweisend: Ausbilden (M4) der Splitterhülle (3) mit der ermittelten Splitteranzahl und Splitterform, wobei die Splitter (30) als geschlossene Parkettierung angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, additionally comprising: Forming (M4) the fragment casing (3) with the determined number of fragments and Splinter shape, the splinters (30) being arranged as a closed parquet. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausbilden der Splitterhülle ein Ausbilden (M4) von die Splitter definierenden Kerben (35) in der Splitterhülle (3) umfasst.Procedure according to Claim 7 wherein the forming of the fragment casing comprises forming (M4) notches (35) defining the fragments in the fragment casing (3). Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausbilden (M4) der Splitterhülle ein Ausbilden von die Splitter (30) definierenden Kerben (35) in einer Zwischenhülle (4) umfasst, wobei die Zwischenhülle (4) zwischen dem Sprengladungskern (2) und der Splitterhülle (3) angeordnet wird.Procedure according to Claim 7 wherein the formation (M4) of the fragmentation casing comprises forming notches (35) defining the fragments (30) in an intermediate casing (4), the intermediate casing (4) being arranged between the explosive charge core (2) and the fragmentation casing (3) . Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Ausbilden (M4) der Splitterhülle (3) ein Einbringen einer der Anzahl der Splitter (30) entsprechenden Anzahl von Sprengladungspellets (5) in die Splitterhülle (3) umfasst.Procedure according to Claim 7 wherein the forming (M4) of the fragmentation casing (3) comprises introducing a number of explosive charge pellets (5) corresponding to the number of fragments (30) into the fragmentation casing (3).
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