DE102019004456B3 - Active charge, in particular penetrator, method for producing an active charge and method for providing an active charge - Google Patents

Active charge, in particular penetrator, method for producing an active charge and method for providing an active charge Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Wirkladung, insbesondere einen Penetrator, mit einer Wirkladungshülle und einer in der Wirkladungshülle aufgenommenen Sprengladung, wobei die Sprengladung innerhalb der Wirkladungshülle schwimmend gelagert ist. Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Wirkladung und ein Verfahren zum Einsatzbereitstellen einer derartigen Wirkladung.The present invention creates an explosive charge, in particular a penetrator, with an explosive charge casing and an explosive charge accommodated in the active charge casing, the explosive charge being stored in a floating manner within the active charge casing. The present invention also provides a method for producing such an effective charge and a method for providing such an effective charge for use.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wirkladung, insbesondere einen Penetrator, ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Wirkladung und ein Verfahren zum Einsatzbereitstellen einer derartigen Wirkladung.The present invention relates to an effective charge, in particular a penetrator, a method for producing such an effective charge and a method for providing such an effective charge.

Bisweilen wird eine Sprengladung innerhalb einer Wirkladungshülle zumeist einseitig mittels eines Kompressionssystems vorgespannt, beispielsweise in Form von kompressiblen Kunststoffscheiben oder anderen mechanischen Federsystemen.Occasionally, an explosive charge is usually prestressed on one side within an active charge envelope by means of a compression system, for example in the form of compressible plastic disks or other mechanical spring systems.

Die US 4 063 512 A beschreibt eine Tandem Ladung, welche eine Vorhohlladung und eine Penetrator-Hauptladung aufweist. Zwischen einer Penetratorhülle und einer Sprengladung des Penetrators ist an der Spitze ein Prall- oder Pufferpad vorgesehen, um die Sprengladung vor dem Schlageffekt bei Auftreffen der Penetratornase zu schützen.The U.S. 4,063,512 A describes a tandem charge, which has a pre-hollow charge and a main penetrator charge. An impact or buffer pad is provided at the tip between a penetrator shell and an explosive charge of the penetrator in order to protect the explosive charge from the impact when the penetrator nose hits it.

Die US 2019 / 0 086 185 A1 beschreibt eine modulare Patrone für Kleinwaffen.US 2019/0 086 185 A1 describes a modular cartridge for small arms.

Die DE 34 01 513 C2 beschreibt die Lagerung einer elektronischen Zündschaltung in einem Geschoss.The DE 34 01 513 C2 describes the storage of an electronic ignition circuit in a projectile.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Wirkladung, insbesondere Penetrator, mit einem verbesserten Konzept zur Lagerung der Sprengladung in einer Wirkladungshülle zu schaffen. Against this background, the present invention is based on the object of creating an improved active charge, in particular a penetrator, with an improved concept for storing the explosive charge in an active charge casing.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Wirkladung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren zur Herstellung einer Wirkladung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 und/oder ein Verfahren zur Einsatzbereitstellung einer Wirkladung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13.According to the invention, this object is achieved by a charge with the features of claim 1, by a method for producing a charge with the features of claim 12 and / or a method for providing an active charge with the features of claim 13.

Demgemäß ist eine Wirkladung, insbesondere ein Penetrator, vorgesehen. Die Wirkladung umfasst eine Wirkladungshülle und eine in der Wirkladungshülle aufgenommenen Sprengladung, wobei die Sprengladung innerhalb der Wirkladungshülle schwimmend gelagert ist.Accordingly, an active charge, in particular a penetrator, is provided. The active charge comprises an active charge casing and an explosive charge accommodated in the active charge casing, the explosive charge being stored in a floating manner within the active charge casing.

Darüber hinaus ist ein Verfahren zum Herstellen einer Wirkladung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Wirkladung, vorgesehen. Das Verfahren umfasst die Schritte: Einbringen einer Sprengladung in eine Wirkladungshülle; und vollständiges Auffüllen der Wirkladungshülle mit einem, insbesondere inkompressiblen, Fluid zur schwimmenden Lagerung der Sprengladung innerhalb der Wirkladungshülle.In addition, a method for producing an effective charge, in particular an effective charge according to the invention, is provided. The method comprises the steps of: introducing an explosive charge into an active charge casing; and complete filling of the explosive charge envelope with an, in particular incompressible, fluid for the floating storage of the explosive charge within the active charge envelope.

Ferner ist ein Verfahren zum Einsatzbereitstellen einer Wirkladung, insbesondere einer erfindungsgemäßen Wirkladung und/oder hergestellt mit einem erfindungsgemäßen Verfahren, vorgesehen, wobei ein eine Sprengladung in einer Wirkladungshülle schwimmend lagerndes, insbesondere inkompressibles, Fluid druckbeaufschlagt wird.Furthermore, a method for providing an active charge, in particular an active charge according to the invention and / or produced with a method according to the invention, is provided, wherein a particularly incompressible fluid that floats an explosive charge in an active charge envelope is pressurized.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Sprengladung innerhalb einer Wirkladungshülle schwimmend zu lagern. Auf diese Weise kann eine Volumenänderung der Sprengladung, sei es beispielsweise aufgrund einer etwaigen Kompression beim Aufprall, durch Explosion einer etwaigen Vorladung, durch etwaiges Sprengladungssetzen, durch unterschiedliche Temperaturdehnungen von Sprengstoff und Hülle über den Einsatztemperaturbereich oder aus anderem Grunde, auf einfache Weise durch ein die Sprengladung lagerndes Fluid ausgeglichen werden. Herkömmliche Kompressionssysteme sind somit erfindungsgemäß nicht mehr notwendig. Vorteilhaft können somit keine Alterungserscheinungen in der Lagerung auftreten.The idea on which the present invention is based is to store an explosive charge in a floating manner within an active charge casing. In this way, a change in the volume of the explosive charge, for example due to any compression on impact, due to the explosion of a possible pre-charge, due to the setting of an explosive charge, due to different thermal expansions of the explosive and shell over the operating temperature range or for other reasons, can be easily achieved by a Explosive charge stored fluid are balanced. Conventional compression systems are therefore no longer necessary according to the invention. Advantageously, no signs of aging can therefore occur in storage.

Insgesamt wird auf diese Weise eine unerwünschte Bildung eines Luftspalts, insbesondere im vorderen Bereich nahe der Spitze, aber auch im hinteren Bereich nahe des Zündsystems, in jeder Einsatzsituation vermieden. Erfindungsgemäß ist daher im Einsatz stets eine optimale Transmission von Schockwellen zwischen Sprengladung und Wirkladungshülle gewährleistet. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Hülle und/oder Sprengladung wird somit das sogenannte „Shock Wave Trapping“ vermieden. Dies führt zu einer Steigerung der Schockwellen-Suszeptibilität der Sprengladung.Overall, in this way an undesired formation of an air gap, in particular in the front area near the tip, but also in the rear area near the ignition system, is avoided in every operational situation. According to the invention, optimal transmission of shock waves between the explosive charge and the active charge envelope is therefore always guaranteed during use. The so-called “shock wave trapping” is thus avoided by the design of the casing and / or explosive charge according to the invention. This leads to an increase in the shock wave susceptibility of the explosive charge.

Die erfindungsgemäße Lösung ist beispielsweise sowohl für sogenannte Tandem-Penetrator-Systeme, die zumeist eine Vorladung, beispielsweise eine Vorhohlladung, und eine Penetrator-Hauptladung aufweisen, als auch beispielsweise für sogenannte Mono-Penetratoren (ohne Vorladung) anwendbar. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auch für andere Wirksysteme, die beispielsweise keiner Penetrationsanforderung unterworfen sind, anwendbar, insbesondere sofern Kompressionsanforderungen für die enthaltene Sprengladung bestehen. Beispielsweise existieren auch andersartige Wirkladungen mit Kompressionssystemen zur Stabilisierung der Lagerung der Sprengladung, welche mit der erfindungsgemäßen schwimmenden Lagerung ersetzt werden können.The solution according to the invention can be used, for example, both for so-called tandem penetrator systems, which mostly have a pre-charge, for example a pre-hollow charge, and a main penetrator charge, and, for example, for so-called mono-penetrators (without pre-charge). In addition, the present invention can also be used for other active systems which, for example, are not subject to any penetration requirement, in particular if there are compression requirements for the explosive charge contained. For example, there are also other types of active charges with compression systems for stabilizing the storage of the explosive charge, which can be replaced with the floating storage according to the invention.

Vorzugsweise ist das Fluid als inkompressibles Fluid vorgesehen. Insbesondere handelt es sich um eine Flüssigkeit. Je nach der zu erwartenden Volumenveränderung kann die schwimmende Lagerung mit einem Ausgleichsbehälter versehen sein.The fluid is preferably provided as an incompressible fluid. In particular, it is a liquid. Depending on the expected change in volume, the floating bearing can be provided with an expansion tank.

Unter vollständigem Auffüllen der Wirkladungshülle mit einem inkompressiblen Fluid ist insbesondere zu verstehen, dass sich nach einem Verschließen der Wirkladungshülle keine Luft in dem durch einen Verschluss abgeschlossenen Innenraum der Wirkladungshülle befindet. Je nach Ausbildung des Verschluss kann dieser daher bei dem Verschließen in das Fluid eintauchen und/oder etwaige Luft entweichen lassen.Complete filling of the active charge envelope with an incompressible fluid is to be understood in particular to mean that after the active charge envelope has been closed there is no air in the interior of the active charge envelope which is closed by a closure. Depending on the design of the closure, it can therefore dip into the fluid during the closure and / or allow any air to escape.

Vorzugsweise steht das die Sprengladung schwimmend lagernde, insbesondere inkompressible, Fluid unter einem vorbestimmten Druck. Dieser kann beispielsweise bereits bei der Herstellung der Wirkladung aufgebracht werden, sodass die Wirkladung bis zu einem Einsatz im druckbeaufschlagten Zustand gelagert wird. Es sind somit keinerlei Nachjustagen, Entlüftungen oder dergleichen zur Einsatzbereitstellung notwendig.The fluid which is floating, in particular incompressible, is preferably under a predetermined pressure. This can, for example, already be applied during the production of the active charge, so that the active charge is stored in the pressurized state until it is used. No readjustments, venting or the like are therefore necessary for deployment.

Alternativ oder zusätzlich kann das Fluid erst bei der Einsatzbereitstellung der Wirkladung, auch als „Arming“ bezeichnet, druckbeaufschlagt werden. Auf diese Weise können einerseits Herstellungsschritte der Druckbeaufschlagung eingespart und andererseits die Anforderungen an die Dichtheit zur Lagerung reduziert werden. Insgesamt kann ein Dichtungssystem daher einfacher ausgebildet und insbesondere zielgerichteter auf den Einsatzzeitraum ausgelegt werden.Alternatively or additionally, the fluid can only be pressurized when the active charge is ready for use, also referred to as “arming”. In this way, on the one hand, production steps for the application of pressure can be saved and, on the other hand, the requirements for tightness for storage can be reduced. Overall, a sealing system can therefore be designed more simply and, in particular, more specifically designed for the period of use.

Zur Druckbeaufschlagung des Fluids sind verschiedenste Drucksysteme denkbar. Beispielsweise kann es sich bei einer Ausführungsform um ein Niederdrucksystem handeln. Dieses kann beispielsweise einen durch eine Membran von einem Ausgleichsbehälter getrennten Druckspeicher aufweisen. Derartige Niederdrucksysteme sind insbesondere bei Wirksystemen mit vergleichsweise langsamen beziehungsweise weniger dynamischen Vorgängen, zum Beispiel im Falle von Munition, einsetzbar.A wide variety of pressure systems are conceivable for pressurizing the fluid. For example, one embodiment can be a low pressure system. This can, for example, have a pressure accumulator separated from an expansion tank by a membrane. Such low-pressure systems can be used in particular in active systems with comparatively slow or less dynamic processes, for example in the case of ammunition.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann es sich um ein Hochdrucksystem handeln. Hierbei sind einerseits Ausführungen mit einer ähnlichen Membran denkbar, wobei aber ein Fluidstrom insbesondere nur in einer von der Membran abgewandten Vorzugsrichtung vorgesehen ist. Derartige Systeme eignen sich beispielsweise für hochdynamische bzw. sehr schnelle Vorgänge. Selbstverständlich können damit aber auch weniger dynamische Vorgänge realisiert werden.Another embodiment can be a high pressure system. Here, on the one hand, designs with a similar membrane are conceivable, but a fluid flow in particular is only provided in a preferred direction facing away from the membrane. Such systems are suitable, for example, for highly dynamic or very fast processes. Of course, less dynamic processes can also be implemented with it.

Alternativ sind gemäß einer noch weiteren Ausführungsform auch Hochdrucksysteme ohne Membran denkbar. In diesem Fall kann von einer Vorzugsrichtung abgesehen werden, wobei sich derartige Systeme beispielsweise für mittelschnelle Vorgänge eignen. Selbstverständlich können damit aber auch damit weniger dynamische Vorgänge realisiert werden.Alternatively, according to yet another embodiment, high pressure systems without a membrane are also conceivable. In this case, a preferred direction can be dispensed with, such systems being suitable, for example, for medium-speed processes. Of course, it can also be used to implement less dynamic processes.

Sämtliche Drucksysteme eignen sich sowohl für große als auch für kleinere Wirksysteme bzw. Wirkladungen.All printing systems are suitable for both large and small active systems or active charges.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous refinements and developments emerge from the further subclaims and from the description with reference to the figures.

Erfindungsgemäß ist die Wirkladungshülle als Druckbehälter ausgebildet und die Sprengladung in einem unter Druck stehenden Fluid aufgenommen. Insbesondere handelt es sich um ein inkompressibles Fluid, beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit. Vorteilhaft kann auf diese Weise ein herkömmliches Kompressionssystem vollständig ersetzt werden. Insbesondere ist die Sprengladung vollumfänglich von dem Fluid umgeben. Auf diese Weise lassen sich Volumenänderungen an allen Seiten ausgleichen.According to the invention, the active charge envelope is designed as a pressure vessel and the explosive charge is received in a pressurized fluid. In particular, it is an incompressible fluid, for example a hydraulic fluid. A conventional compression system can advantageously be completely replaced in this way. In particular, the explosive charge is completely surrounded by the fluid. In this way, changes in volume can be compensated for on all sides.

Gemäß einer Weiterbildung enthält das Fluid eine Hydraulikflüssigkeit. Insbesondere handelt es sich um ein Hydrauliköl, vorzugsweise Silikonöl. Hydraulikflüssigkeiten weisen eine hohe Alterungsbeständigkeit und ein hohes Benetzungs- und Haftvermögen auf. Zu den weiteren Eigenschaften gehören ein hoher Flammpunkt, ein niedriger Pourpoint, gute Verträglichkeit mit Dichtungen sowie Harz- und Säurefreiheit. Darüber hinaus weisen Hydraulikflüssigkeiten nur geringen Temperatureinfluss auf die Viskosität (sowohl dynamische als auch kinematische Viskosität), eine (zumindest quasi) Inkompressibilität sowie eine geringe Scherstabilität und geringe Schaumbildung auf. Auf diese Weise ist die dauerhafte Funktionsfähigkeit der Wirkladung, gegebenenfalls auch nach langer Lagerzeit, insbesondere auch für hochdynamische Vorgänge, gewährleistet.According to one development, the fluid contains a hydraulic fluid. In particular, it is a hydraulic oil, preferably silicone oil. Hydraulic fluids have a high resistance to aging and a high level of wetting and adhesive properties. Further properties include a high flash point, a low pour point, good compatibility with seals and freedom from resins and acids. In addition, hydraulic fluids have only a small temperature influence on the viscosity (both dynamic and kinematic viscosity), an (at least quasi) incompressibility and low shear stability and low foaming. In this way, the permanent functionality of the active charge is guaranteed, possibly even after a long storage period, in particular also for highly dynamic processes.

Gemäß einer Ausführungsform steht das Fluid in der Wirkladungshülle unter Hochdruck. Als Hochdruck wird insbesondere ein Druck von >100 bar bezeichnet. Insbesondere kann der Hochdruck über den gesamten Temperaturbereich vorgesehen sein. Der Hochdruck kann beispielsweise zumindest zwischen 100 bar und 200 bar betragen. Ein Hochdruck liegt alternativ oder zusätzlich über einen Einsatztemperaturbereich von bis zu 100°C als obere Grenze an. Bei einer bevorzugten Ausführungsform reicht der Einsatztemperaturbereich bis zu 85°C, besonders bevorzugt bis zu 71°C. Eine untere Grenze des Einsatztemperaturbereichs kann beispielsweise minus 60 °C, vorzugsweise minus 54°, betragen. An der unteren Grenze ist der Druck insbesondere noch hoch genug vorgesehen, um auch bei hoher Dynamik eine Kavitation des Fluids auszuschließen. Vorzugsweise handelt es sich auch an der unteren Grenze um Hochdruck. Alternativ oder zusätzlich können sich im Einsatztemperaturbereich, insbesondere bei den höchsten Temperaturen des Einsatzbereichs, maximale stationäre Drücke von bis zu 1000 bar in der Wirkladungshülle ergeben, worauf diese ausgelegt ist. Bevorzugt ergeben sich maximale stationäre Drücke von bis zu 600 bar. Lokal und transient können, insbesondere bei dynamischen Vorgängen, wie bei Detonation einer Vorladung bzw. Vorhohlladung oder bei Penetration einer harten Zielstruktur, Druckspitzen von bis zu 1,5 kbar auftreten. Bevorzugt ergeben sich maximale Druckspitzen von bis zu 1kbar. Dynamische Grenzlasten der Wirkladungshülle können beispielsweise im Bereich von 1,5 bis 2,0 kbar liegen.According to one embodiment, the fluid in the charge envelope is under high pressure. In particular, a pressure of> 100 bar is referred to as high pressure. In particular, the high pressure can be provided over the entire temperature range. The high pressure can for example be at least between 100 bar and 200 bar. Alternatively or additionally, high pressure is applied over an operating temperature range of up to 100 ° C as the upper limit. In a preferred embodiment, the application temperature range extends up to 85 ° C, particularly preferably up to 71 ° C. A lower limit of the operating temperature range can be, for example, minus 60 ° C., preferably minus 54 °. At the lower limit, the pressure is in particular still high enough to rule out cavitation of the fluid even with high dynamics. Preferably, the lower limit is also high pressure. Alternatively or additionally you can In the operating temperature range, especially at the highest temperatures in the operating range, maximum steady-state pressures of up to 1000 bar in the active charge envelope result in what this is designed for. Maximum steady-state pressures of up to 600 bar are preferred. Pressure peaks of up to 1.5 kbar can occur locally and transiently, especially during dynamic processes such as detonation of a pre-charge or pre-hollow charge or penetration of a hard target structure. Maximum pressure peaks of up to 1 kbar are preferred. Dynamic limit loads of the active charge envelope can for example be in the range from 1.5 to 2.0 kbar.

Erfindungsgemäß ist ein Drucksystem zur Regulierung eines vorbestimmten innerhalb der Wirkladungshülle anliegenden Drucks vorgesehen. Vorteilhaft wird auf diese Weise ein vorbestimmter Druck, insbesondere dauerhaft oder ab Befüllung und/oder Entlüftung des Drucksystems, aufrecht erhalten.According to the invention, a pressure system is provided for regulating a predetermined pressure that is present within the active charge envelope. In this way, a predetermined pressure is advantageously maintained, in particular permanently or from the filling and / or venting of the pressure system.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Drucksystem ein unter Druck stehendes Fluidreservoir auf, welches mit der Wirkladungshülle fluidisch verbunden ist. Insbesondere ist ein vorbestimmter Kanal von dem Flüssigkeitsreservoir in einen Innenraum der Wirkladungshülle vorgesehen. Vorteilhaft können auf diese Weise auch vergleichsweise große Volumenausgleiche vorgenommen werden.According to one embodiment, the pressure system has a pressurized fluid reservoir which is fluidically connected to the active charge envelope. In particular, a predetermined channel is provided from the liquid reservoir into an interior of the active charge casing. In this way, comparatively large volume compensations can also advantageously be carried out.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Drucksystem einen Druckspeicher auf, der mit dem Fluidreservoir wirkverbunden ist. Auf diese Weise wird die Wirkladungshülle zur Volumenkompensation vorteilhaft stets mit unter Druck stehenden Fluid versorgt. Insbesondere ist der Druckspeicher über eine zur Wirkverbindung vorgesehene Druckmembran mit dem Fluidreservoir wirkverbunden. Auf diese Weise lassen sich vorteilhaft vergleichsweise hohe Drücke dauerhaft erhalten und auf das Fluid aufbringen.According to one embodiment, the pressure system has a pressure accumulator which is operatively connected to the fluid reservoir. In this way, the active charge envelope is advantageously always supplied with pressurized fluid for volume compensation. In particular, the pressure accumulator is operatively connected to the fluid reservoir via a pressure membrane provided for operative connection. In this way, comparatively high pressures can advantageously be maintained permanently and applied to the fluid.

Der Druckspeicher kann insbesondere unabhängig von dem Fluidreservoir befüllbar sein, beispielsweise mit einem eigenen Druckventil. Vorteilhaft sind somit auch Nachjustagen des Drucks im Druckspeicher und damit auch des Fluiddrucks ermöglicht.The pressure accumulator can in particular be filled independently of the fluid reservoir, for example with its own pressure valve. Readjustments of the pressure in the pressure accumulator and thus also of the fluid pressure are thus advantageously made possible.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Wirkladungshülle als Penetratorhülle ausgebildet und das Fluidreservoir zur Kompensation von schnellen Volumenkompressionen der Sprengladung bei Perforation einer Zielstruktur ausgelegt. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft eine Volumenveränderung bei Auftreffen der Penetratornase auf eine Zielstruktur kompensiert und somit eine Spaltbildung effektiv vermieden werden.According to one embodiment, the active charge envelope is designed as a penetrator envelope and the fluid reservoir is designed to compensate for rapid volume compressions of the explosive charge when a target structure is perforated. In this way, a change in volume when the penetrator nose strikes a target structure can be compensated for, and thus the formation of a gap can be effectively avoided.

Gemäß einer Ausführungsform weist die fluidische Verbindung eine Vorzugsrichtung von dem Flüssigkeitsreservoir zu der Wirkladungshülle auf. Insbesondere ist ein vorbestimmter Kanal von dem Flüssigkeitsreservoir in einen Innenraum der Wirkladungshülle vorgesehen, der nur in einer Richtung durchlässig ist. Vorteilhaft wird auf diese Weise eine Überbeanspruchung eines etwaigen Druckspeichers, insbesondere einer Druckmembran, vermieden. Beispielsweise kann die Vorzugsrichtung mit einem Rückschlagventil definiert sein, welches eine nach einem Aufprall zurückschlagende Druckwelle von dem Fluidreservoir fernhält.According to one embodiment, the fluidic connection has a preferred direction from the liquid reservoir to the active charge envelope. In particular, a predetermined channel is provided from the liquid reservoir into an interior space of the charge envelope which is only permeable in one direction. In this way, an overstressing of a possible pressure accumulator, in particular a pressure membrane, is advantageously avoided. For example, the preferred direction can be defined with a check valve, which keeps a pressure wave kicking back after an impact away from the fluid reservoir.

Alternativ oder zusätzlich kann die Vorzugsrichtung mit einem Teslaventil definiert sein. Dieses weist in der Vorzugsrichtung einen geringen Strömungswiderstand und in der entgegengesetzten Richtung einen stark erhöhten Strömungswiderstand auf, sodass eine etwaige Druckwelle am Rückschlagen gehindert oder zumindest stark gedämpft wird. Weiter alternativ oder zusätzlich kann eine einseitig öffnenden Klappe zur Definition der Vorzugsrichtung vorgesehen sein. Insbesondere kann diese an einer Auslassöffnung der fluidischen Verbindung des Fluidreservoirs zur Wirkladungshülle bzw. einem Innenraum der Wirkladungshülle angeordnet sein. Somit ist ein Einlass in einer der Vorzugsrichtung entgegengesetzten Richtung, insbesondere vollständig, blockiert.Alternatively or additionally, the preferred direction can be defined with a Teslav valve. This has a low flow resistance in the preferred direction and a greatly increased flow resistance in the opposite direction, so that any pressure wave is prevented from kicking back or at least strongly damped. As an alternative or in addition, a flap that opens on one side can be provided to define the preferred direction. In particular, this can be arranged at an outlet opening of the fluidic connection of the fluid reservoir to the active charge envelope or an interior of the active charge envelope. Thus, an inlet is blocked, in particular completely, in a direction opposite to the preferred direction.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Drucksystem in eine in die Wirkladungshülle eingebrachte Zünderaufnahme integriert ausgebildet. Bei der Zünderaufnahme kann es sich insbesondere um einen rückseitigen Verschluss der Wirkladungshülle handeln. Somit ist eine kompakte Bauweise ermöglicht, die nicht über herkömmliche Kompressionssysteme hinaus geht. Insbesondere kann auf diese Weise auch die Dichtheit des Systems vergleichsweise einfach gewährleistet werden, beispielsweise mittels einer, vorzugsweise doppelt vorgesehenen, O-Ring Dichtung zwischen der Wirkladungshülle und der Zünderaufnahme. Ferner können auf diese Weise sämtliche Anschlüsse, insbesondere Einlass- und/oder Druckbefüllungs- und/oder Entlüftungsventile, in die Zünderaufnahme integriert bzw. daran angebracht werden. Die Gestalt der Wirkladungshülle wird somit, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Wirkladungen, durch das Drucksystem vorteilhaft nicht beeinflusst.According to one embodiment, the pressure system is designed to be integrated into a detonator receptacle introduced into the active charge casing. The detonator receptacle can in particular be a rear closure of the charge envelope. This enables a compact design that does not go beyond conventional compression systems. In particular, in this way the tightness of the system can also be ensured in a comparatively simple manner, for example by means of an O-ring seal, preferably provided twice, between the active charge casing and the detonator receptacle. Furthermore, in this way all connections, in particular inlet and / or pressure filling and / or venting valves, can be integrated into the igniter receptacle or attached to it. The shape of the active charge envelope is therefore advantageously not influenced by the printing system, in particular in comparison to conventional active charges.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Fluid eine im Vergleich zu der Sprengladung ähnliche oder nahezu gleiche Impedanz auf, sodass ausgehend von dem Zündsystem, insbesondere einer Verstärkungsladung des Zündsystems (auch als „Booster“ bezeichnet) eine Initiierung der Sprengladung lediglich über eine durch das Fluid übertragene Stoßwelle ermöglicht ist. Vorteilhaft ist somit eine Initiierung ohne zusätzliche Maßnahmen auch durch das Fluid hindurch ermöglicht.According to one embodiment, the fluid has an impedance that is similar or almost the same as that of the explosive charge, so that starting from the ignition system, in particular a booster charge of the ignition system (also referred to as a “booster”), the explosive charge is initiated only via a shock wave transmitted by the fluid is made possible. One is therefore advantageous Initiation made possible through the fluid without additional measures.

Alternativ oder zusätzlich ist zumindest ein Volumenabschnitt zwischen einem in der Zünderaufnahme vorgesehenen Zündsystem und der Sprengladung mit einem den Volumenabschnitt von dem Fluid frei haltenden Element versehen. Insbesondere kann das den Volumenabschnitt von dem Fluid frei haltende Element zwischen einer Verstärkungsladung des Zündsystems und der Sprengladung angeordnet sein. Insbesondere ist auf diese Weise auch die zuverlässige Initiierung bei hohen Impedanzunterschieden zwischen dem Fluid und der Sprengladung gewährleistet. Durch die Verdrängung der Flüssigkeit wird das Initiierungsspektrum zur Initiierung der Sprengladung daher vorteilhaft erweitert, insbesondere von der herkömmlichen Stoßwelleninitiierung auf eine nun zusätzlich mögliche Einschlag- bzw. Impact-Initiierung. Auf diese Weise ist ein direkter bzw. ungedämpfter Einschlag eines Teils des Zündsystems, insbesondere der Verstärkungsladung, vorzugsweise eines Bodens einer Boosterhülle, in der Sprengladung ermöglicht. Eine zuverlässige Initiierung ist somit unabhängig von etwaigen Impedanzunterschieden gewährleistet.Alternatively or additionally, at least one volume section between an ignition system provided in the detonator receptacle and the explosive charge is provided with an element that keeps the volume section free from the fluid. In particular, the element that keeps the volume section free from the fluid can be arranged between a booster charge of the ignition system and the explosive charge. In particular, this also ensures reliable initiation in the event of high impedance differences between the fluid and the explosive charge. By displacing the liquid, the initiation spectrum for initiating the explosive charge is therefore advantageously expanded, in particular from the conventional shock wave initiation to an impact initiation that is now additionally possible. In this way, a direct or undamped impact of part of the ignition system, in particular the booster charge, preferably a bottom of a booster shell, in the explosive charge is made possible. Reliable initiation is thus guaranteed regardless of any impedance differences.

Vorzugsweise ist das den Volumenabschnitt von der Flüssigkeit frei haltende Element derart ausgelegt, dass es etwaige Volumenänderungen des Volumenabschnitts mitmacht bzw. kompensiert. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Element um einen gasgefüllten Ballon. Alternativ oder zusätzlich kann es sich um ein gasgefülltes Polster oder um einen gasgefüllten Balg, insbesondere Faltenbalg, handeln.The element that keeps the volume section free of the liquid is preferably designed in such a way that it takes along or compensates for any volume changes in the volume section. According to one embodiment, the element is a gas-filled balloon. Alternatively or additionally, it can be a gas-filled cushion or a gas-filled bellows, in particular bellows.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein von der Wirkladungshülle umgebenes Volumen größer als ein Volumen der Sprengladung ausgebildet, so dass ein Fluidfilm zwischen Wirkladungshülle und Sprengladung eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm aufweist. Bevorzugt liegt die Dicke des Films im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm. Besonders bevorzugte Dicken liegen im Bereich von 1 mm bis 3 mm. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Fluidfilm nicht abreißt und ein Volumenausgleich ermöglicht ist. Entsprechend ist insbesondere ein Innendurchmesser der Wirkladungshülle lokal um den doppelten Betrag des Fluidfilms größer ausgebildet als der zugehörige lokale Durchmesser der Sprengladung.According to one embodiment, a volume surrounded by the active charge casing is larger than a volume of the explosive charge, so that a fluid film between the active charge casing and the explosive charge has a thickness in the range from 0.1 mm to 10 mm. Preferably the thickness of the film is in the range from 0.5 mm to 5 mm. Particularly preferred thicknesses are in the range from 1 mm to 3 mm. In this way it is ensured that the fluid film does not tear off and that volume compensation is possible. Correspondingly, in particular, an inside diameter of the active charge envelope is made locally larger by twice the amount of the fluid film than the associated local diameter of the explosive charge.

Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Wirkladung ist ferner ein Schritt der Druckbeaufschlagung des Fluids vorgesehen. Auf diese Weise kann die Wirkladung im druckbeaufschlagten Zustand gelagert werden und somit ohne weitere Maßnahmen einsatzbereit gemacht werden.According to one embodiment of the method for producing the active charge, a step of pressurizing the fluid is also provided. In this way, the active charge can be stored in the pressurized state and thus made ready for use without further measures.

Alternativ kann dieser Schritt des Druckbefüllens auch erst bei der Einsatzbereitstellung, welche an anderer Stelle und zu anderer Zeit als die Herstellung vorgesehen werden kann, vorgenommen werden. Vorteilhaft braucht auf diese Weise die Druckdichtheit, insbesondere im Falle eines Hochdrucksystems, über deutlich kürzere Zeiträume, insbesondere lediglich über maximal vorgesehene Einsatzzeiträume und nicht über maximal mögliche Lagerzeiträume, bereitgestellt werden. Insbesondere Dichtungen, Gewinde und dergleichen können entsprechend weniger fest ausgelegt werden. Beispielhaft können auf diese Weise Auslegungskriterien in Bezug auf Kriechen vorteilhaft gegenüber der Festigkeit zurücktreten.Alternatively, this step of pressure filling can also only be carried out during the preparation for use, which can be provided at a different point and at a different time than the production. In this way, the pressure tightness, in particular in the case of a high-pressure system, advantageously needs to be provided over significantly shorter periods of time, in particular only over maximum periods of use and not over maximum possible storage periods. In particular, seals, threads and the like can be designed accordingly less rigid. In this way, for example, design criteria relating to creep can advantageously take a back seat to strength.

Gemäß einer Ausführungsform ist ferner ein Schritt des Entlüftens und/oder Druckbefüllens eines Drucksystems zur Regulierung eines vorbestimmten innerhalb der Wirkladungshülle anliegenden Drucks vorgesehen. Dementsprechend wird die mit Fluid befüllte Wirkladungshülle bei der Herstellung zunächst verschlossen, beispielsweise mit einem als Zünderaufnahme ausgebildeten Verschluss. Das Drucksystem kann dann erst nachgelagert durch Entlüften und/oder Druckbefüllen in Betrieb genommen werden. Dies kann ebenfalls bereits zur Herstellung oder auch erst zur Einsatzbereitstellung der Wirkladung vorgenommen werden. According to one embodiment, a step of venting and / or pressure filling a pressure system for regulating a predetermined pressure present within the active charge envelope is also provided. Accordingly, the active charge envelope filled with fluid is initially closed during manufacture, for example with a closure designed as a detonator receptacle. The pressure system can then only be put into operation downstream by venting and / or pressure filling. This can also be done already for the production or only for the deployment of the active charge.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Insbesondere sind sämtliche Merkmale der Wirkladung auf das Verfahren zu deren Herstellung übertragbar, und umgekehrt. 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.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, provided that it makes sense. In particular, all of the features of the active charge can be transferred to the process for their production, and vice versa. Further possible configurations, developments and implementations of the invention also include combinations, not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

  • 1 eine beispielhafte Penetrator-Tandem-Ladung;
  • 2 eine schematische Darstellung der Transmission von Schockwellen in die Penetratorhülle bei Detonation der Vorladung;
  • 3 eine schematische Darstellung der Perforation eines Penetrators durch ein Strukturziel;
  • 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wirkladung;
  • 5 eine Schnittdarstellung einer als Penetrator ausgebildeten Wirkladung;
  • 6 eine Detaildarstellung eines Drucksystems einer Wirkladung gemäß einer Ausführungsform;
  • 7 eine Detaildarstellung einer Hochdruckvariante eines Drucksystems einer Wirkladung;
  • 8 eine Detaildarstellung einer Hochdruckvariante eines Drucksystems einer Wirkladung mit Vorzugsrichtung;
  • 9 eine Detaildarstellung einer Hochdruckvariante eines Drucksystems mit Vorzugsrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
  • 10 eine Detaildarstellung einer weiteren Variante eines Drucksystems einer Wirkladung mit einem von Fluid freien Volumenabschnitt.
The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments specified in the schematic figures. It shows:
  • 1 an exemplary penetrator tandem charge;
  • 2 a schematic representation of the transmission of shock waves into the penetrator sheath upon detonation of the summons;
  • 3 a schematic representation of the perforation of a penetrator by a structural target;
  • 4th a schematic representation of an active charge according to the invention;
  • 5 a sectional view of an active charge designed as a penetrator;
  • 6th a detailed representation of a printing system of an active charge according to an embodiment;
  • 7th a detailed representation of a high-pressure variant of a pressure system of an active charge;
  • 8th a detailed representation of a high pressure variant of a pressure system of an active charge with a preferred direction;
  • 9 a detailed representation of a high pressure variant of a printing system with preferred direction according to a further embodiment; and
  • 10 a detailed representation of a further variant of a pressure system of an active charge with a volume section free of fluid.

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.The accompanying figures are intended to provide a further understanding of the embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, in conjunction with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the advantages mentioned emerge with a view to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with one another.

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.In the figures of the drawing, identical, functionally identical and identically acting elements, features and components - unless otherwise stated - are each provided with the same reference symbols.

1 zeigt eine beispielhafte Penetrator-Tandem-Ladung 100. 1 shows an exemplary penetrator tandem charge 100 .

Rein beispielhaft wird anhand dieser Tandem-Penetrator-Ladung 100 der Wirkmechanismus von Schockwellen bei Detonation einer Vorladung 102 erläutert.This tandem penetrator charge is purely exemplary 100 the mechanism of action of shock waves when detonating a subpoena 102 explained.

Die Tandem-Penetrator-Ladung 100 weist eine Hauptladung 103 und einer vorgelagerte Vorladung 102 auf. Die Hauptladung 103 ist hier als Penetratorladung und die Vorladung 102 als Hohlladung ausgebildet.The tandem penetrator charge 100 has a bulk charge 103 and an upstream subpoena 102 on. The main charge 103 is here as a penetrator charge and the subpoena 102 designed as a shaped charge.

Eine Penetratorspitze 105 ist der Vorladung 102 zugewandt. Sie ist vergleichsweise stumpf ausgebildet, da dies für eine optimale Penetrationsleistung vorteilhaft ist. Eine Penetratorhülle 104 erstreckt sich von der Spitze 105 bis zu einem hinteren Verschlussgewinde 106, in welchem ein Verschluss 109 mit einer Sicherungseinrichtung SE und ein Zündsystem ZS installiert ist. Zwischen dem Verschluss 109 und der Sprengladung 111 der Penetratorladung 103 ist zudem ein Kompressionselement 101 zur Kompression der Sprengladung 111 vorgesehen. Die Kompression dient der Vermeidung eines Luftspaltes zwischen Sprengladung 111 und Penetratorhülle 104.A penetrator tip 105 is the summons 102 facing. It is designed to be comparatively blunt, as this is advantageous for optimal penetration performance. A penetrator sheath 104 extends from the top 105 up to a rear locking thread 106 in which a lock 109 with a safety device SE and an ignition system ZS is installed. Between the closure 109 and the explosive charge 111 the penetrator charge 103 is also a compression element 101 to compress the explosive charge 111 intended. The compression serves to avoid an air gap between the explosive charge 111 and penetrator sheath 104 .

Die Vorladung 102 bei diesem Beispiel ist in konventioneller Weise als Vorhohlladung mit einem Hohlladungskegel 110 und dahinter angeordneter Sprengladung 112 sowie Zündsystem 108 ausgebildet, wie sie dem Fachmann an sich bekannt ist und keiner näheren Erläuterung bedarf.The summons 102 in this example is conventionally as a pre-shaped charge with a shaped charge cone 110 and behind it arranged explosive charge 112 as well as ignition system 108 designed as it is known per se to the person skilled in the art and requires no further explanation.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Transmission von Schockwellen 107 in die Hülle 104 bei Detonation der Vorladung 102. 2 shows a schematic representation of the transmission of shock waves 107 in the envelope 104 if the summons detonated 102 .

Durch die Detonation der Vorladung 102 werden als Nebeneffekt Schockwellen 107 über die Luft in die Penetratorhülle 104 eingekoppelt. Durch die vergleichsweise stumpfe Form der Spitze ergibt sich somit eine erhöhte Einkopplung von Schockwellen 107 in die Hülle 104. Diese Schockwellen 107 laufen in der Penetratorhülle 104 weiter nach hinten, werden dort reflektiert und treffen dabei mehrfach auf das Gewinde 106 und den Verschluss 109 bzw. die Sicherungseinrichtung SE und das Zündsystem ZS.By detonating the summons 102 are shock waves as a side effect 107 through the air into the penetrator sleeve 104 coupled. The comparatively blunt shape of the tip thus results in an increased coupling of shock waves 107 in the envelope 104 . These shock waves 107 run in the penetrator sheath 104 further back, are reflected there and hit the thread several times 106 and the shutter 109 or the safety device SE and the ignition system ZS.

Ein gewisser Anteil 107' der Schockwellen 107 wird von der Hülle weiter in die Sprengladung 111 transmittiert, was zur Dämpfung der Schockwellen 107 wünschenswert ist. Die Höhe dieses transmittierten Anteils hängt von mehreren Faktoren ab, insbesondere davon, ob ein durchgehend bündiger Kontakt zwischen der Sprengladung 111 und der Hülle 104 vorliegt. Ein weiterer Faktor besteht in der Geometrie an der Grenzfläche zwischen der Hülle 104 und der Sprengladung 111, insbesondere im Bereich der Spitze 105. Des Weiteren hängt der Transmissionsgrad auch von dem an der Grenzfläche vorliegenden Impedanzunterschied ab, d.h. von dem Unterschied der Schockwellenimpedanz der Materialien der Hülle 104 und der Sprengladung 111.A certain proportion 107 ' the shock waves 107 continues from the shell into the explosive charge 111 transmitted, which dampens the shock waves 107 is desirable. The amount of this transmitted portion depends on several factors, in particular on whether there is continuous flush contact between the explosive charge 111 and the shell 104 present. Another factor is the geometry at the interface between the shell 104 and the explosive charge 111 especially in the tip area 105 . Furthermore, the degree of transmission also depends on the impedance difference present at the interface, ie on the difference in the shock wave impedance of the materials of the shell 104 and the explosive charge 111 .

Jedes Material hat eine intrinsische Schockwellen-Impedanz, welche wie folgt abgeleitet wird: I = ρ * Us

Figure DE102019004456B3_0001
Us = c + up
Figure DE102019004456B3_0002
p = Materialdichte, Us = Schockwellengeschwindigkeit, c = Schallgeschwindigkeit,
up = PartikelgeschwindigkeitEvery material has an intrinsic shock wave impedance, which is derived as follows: I. = ρ * Us
Figure DE102019004456B3_0001
Us = c + up
Figure DE102019004456B3_0002
p = material density, Us = shock wave speed, c = speed of sound,
up = particle velocity

Damit ergibt sich ein Schockwellendruck p zu: p = I * up

Figure DE102019004456B3_0003
This results in a shock wave pressure p: p = I. * up
Figure DE102019004456B3_0003

An Materialübergängen bzw.-Nahtstellen unterschiedlicher Materialien ergeben sich Dichtesprünge und somit auch Impedanzsprünge, was zu teilweisen Schockwellen-Transmissionen und -Reflexionen führt.At material transitions or seams of different materials there are density leaps and thus also impedance leaps, which leads to partial shock wave transmissions and reflections.

Die in die Sprengladung 111 transmittierten Schockwellen 107' verteilen sich über das vergleichsweise große Volumen der Sprengladung 111 und werden darin auch vorteilhaft gedämpft. Somit ergibt sich in der Sprengladung 111 eine verlangsamte Ausbreitung der Schockwellen 107'.The ones in the explosive charge 111 transmitted shock waves 107 ' are distributed over the comparatively large volume of the explosive charge 111 and are also advantageously steamed in it. Thus results in the explosive charge 111 a slowed propagation of the shock waves 107 ' .

3 zeigt eine schematische Darstellung der Perforation eines Penetrators 200 durch ein Strukturziel 204. 3 shows a schematic representation of the perforation of a penetrator 200 through a structural goal 204 .

Durch den Schlag beim Aufprall der Spitze 205 der Penetratorhülle 201 wird die Sprengladung 203 innerhalb der Penetratorhülle 201 stark komprimiert. Somit entsteht eine Volumenänderung 206 der Sprengladung 203 in einem hinteren Bereich zwischen dem Verschluss 202 und der Sprengladung 203.By the blow of the tip impact 205 the penetrator sheath 201 becomes the explosive charge 203 inside the penetrator sheath 201 heavily compressed. This creates a change in volume 206 the explosive charge 203 in a rear area between the closure 202 and the explosive charge 203 .

Sowohl bei Detonation einer Vorhohlladung 102 als auch bei einem Aufprall einer Penetratorhülle 201 und auch bei sämtlichen anderen Einsatzsituationen soll ein Luftspalt zwischen Sprengladung und Penetratorhülle vermieden werden, um stets eine optimale Transmission von Schockwellen zwischen Sprengladung und Penetratorhülle und auch eine zuverlässige Zündung bzw- Überzündung auf die Sprengladung zu gewährleisten. Ferner sollten somit Rückschwingungen der Sprengladung nach deren Kompression reduziert werden.Both when a pre-hollow charge detonates 102 as well as in the event of an impact with a penetrator sheath 201 and in all other operational situations, an air gap between the explosive charge and the penetrator casing should be avoided in order to always ensure an optimal transmission of shock waves between the explosive charge and the penetrator casing and also a reliable ignition or overfire on the explosive charge. Furthermore, vibrations back of the explosive charge should be reduced after its compression.

Erfindungsgemäß wird dazu eine Sprengladung 3 innerhalb einer Wirkladungshülle 2 schwimmend gelagert. Auf diese Weise kann eine Volumenänderung der Sprengladung 3 auf einfache Weise durch ein die Sprengladung 3 lagerndes Fluid 4 in jeder Situation ausgeglichen werden. Ein herkömmliches Kompressionssystem ist dadurch nicht mehr erforderlich. Neben Penetratoren ist dieses grundsätzlich auch auf andere Arten von Wirkladungen anwendbar.According to the invention, an explosive charge is used for this purpose 3 within a real charge envelope 2 floating. In this way, a change in volume of the explosive charge 3 in a simple way through the explosive charge 3 stored fluid 4th be balanced in any situation. A conventional compression system is no longer necessary. In addition to penetrators, this can in principle also be applied to other types of active charges.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wirkladung 1. 4th shows a schematic representation of an active charge according to the invention 1 .

Bei der Wirkladung 1 handelt es sich beispielsweise um einen Penetrator 10. alternativ kann es sich aber auch um ein anderes Wirksystem handeln.At the actual charge 1 it is, for example, a penetrator 10 . alternatively, however, it can also be a different active system.

Die Wirkladung 1 weist eine Wirkladungshülle 2 auf. Die Wirkladungshülle 2 weist vorzugsweise eine Nase 11 und einen Verschluss 12 auf. In der Wirkladungshülle 2 ist eine Sprengladung 3 aufgenommen, wobei die Sprengladung 3 innerhalb der Wirkladungshülle 2 schwimmend gelagert ist. Zur schwimmenden Lagerung ist innerhalb der Wirkladungshülle ein Fluid 4 vorgesehen, welches insbesondere inkompressibel ist und die Sprengladung 3, zumindest im Wesentlichen, vollumfänglich umgibt.The real charge 1 has an active charge envelope 2 on. The real charge envelope 2 preferably has a nose 11 and a clasp 12 on. In the real charge case 2 is an explosive charge 3 recorded, with the explosive charge 3 within the real charge envelope 2 is floating. A fluid is inside the active charge envelope for floating storage 4th provided, which is particularly incompressible and the explosive charge 3 , at least essentially, completely surrounds.

Vorzugsweise ist das Fluid 4 mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt. Die Wirkladungshülle 2 ist dementsprechend als Druckbehälter und der Verschluss 12 als Druckverschluss oder druckbeständiger Verschluss ausgebildet.Preferably the fluid is 4th applied to a predetermined pressure. The real charge envelope 2 is accordingly as a pressure vessel and the closure 12 designed as a pressure lock or pressure-resistant lock.

Zur Herstellung einer derartigen Wirkladung 1 wird in einem ersten Schritt eine Sprengladung 3 in eine Wirkladungshülle 2 eingebracht. Ein zweiter Schritt besteht in dem vollständigen Auffüllen der Wirkladungshülle 2 mit einem inkompressiblen Fluid 4 zur schwimmenden Lagerung der Sprengladung 3 innerhalb der Wirkladungshülle 2. Unter vollständigem Auffüllen ist zu verstehen, dass sich nach dem Verschließen der Wirkladungshülle keine Luft in dem durch den Verschluss abgeschlossenen Innenraum der Wirkladungshülle befindet.To produce such an effective charge 1 In a first step, an explosive charge is made 3 in a real charge case 2 brought in. A second step consists in completely filling up the active charge envelope 2 with an incompressible fluid 4th for floating storage of the explosive charge 3 within the real charge envelope 2 . Complete filling is to be understood as meaning that after the active charge envelope has been closed there is no air in the interior of the active charge envelope which is closed off by the closure.

Optional ist direkt bei der Herstellung ferner ein Schritt der Druckbeaufschlagung des Fluids 4 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann das die Sprengladung 3 in der Wirkladungshülle 2 schwimmend lagernde inkompressible Fluid 4 auch erst zur Einsatzbereitstellung der Wirkladung druckbeaufschlagt werden.Optionally, there is also a step of pressurizing the fluid directly during production 4th intended. Alternatively or additionally, the explosive charge can be used 3 in the real charge case 2 floating incompressible fluid 4th can also only be pressurized for the deployment of the active charge.

5 zeigt eine Schnittdarstellung einer als Penetrator 10 ausgebildeten Wirkladung 1. 5 shows a sectional view of a penetrator 10 trained real charge 1 .

Die Wirkladungshülle 2 ist dementsprechend als Penetratorhülle 11 ausgebildet und weist an ihrem vorderen Ende eine Spitze 15 und an ihrem hinteren Ende einen Verschluss 12 auf. Die Spitze 15 ist als stumpfe Penetratorspitze ausgebildet.The real charge envelope 2 is accordingly as a penetrator cover 11 formed and has a tip at its front end 15th and a clasp at its rear end 12 on. The summit 15th is designed as a blunt penetrator tip.

Der Verschluss 12 ist weist als Sicherungseinrichtung ein Außengewinde 20 auf, welches mit einem Innengewinde 22 der Penetratorhülle 11 in Eingriff steht. Ferner ist der Verschluss 12 als Zünderaufnahme ausgebildet, in welche ein Zündsystem 16 integriert ist.The closure 12 is has an external thread as a safety device 20th on, which has an internal thread 22nd the penetrator sheath 11 is engaged. Furthermore, the closure 12 designed as a fuse holder, in which an ignition system 16 is integrated.

Darüber hinaus ist ein Drucksystem 5 des Penetrators 10 zur Regulierung eines vorbestimmten innerhalb der Penetratorhülle 11 anliegenden Drucks des Fluids 4 vorgesehen. Der durch das Drucksystem 5 aufgebrachte anliegende Fluiddruck ist mit die Sprengladung 3 umgebenden fett eingezeichneten Pfeilen symbolisiert und wirkt auf die Sprengladung 3 vollumfänglich. Etwaige Volumenverschiebungen innerhalb der Wirkladungshülle 2 oder etwaige Volumenveränderungen der Sprengladung 3 werden somit unmittelbar durch das unter Druck stehende Fluid 4 ausgeglichen.In addition, there is a printing system 5 of the penetrator 10 for regulating a predetermined one within the penetrator sheath 11 applied pressure of the fluid 4th intended. The one through the printing system 5 applied fluid pressure is applied to the explosive charge 3 surrounding bold arrows symbolizes and acts on the explosive charge 3 fully. Any volume shifts within the charge envelope 2 or any changes in the volume of the explosive charge 3 will thus directly through the pressurized fluid 4th balanced.

Das Drucksystem 5 ist hier beispielhaft mit in die Zünderaufnahme 12 integriert ausgebildet. Die Penetratorhülle 11 bleibt somit im Vergleich zu einem herkömmlichen Penetrator unverändert. Nachfolgend werden verschiedene beispielhafte Ausführungsformen derartiger Drucksysteme 5 detaillierter beschrieben. Selbstverständlich sind diese Drucksysteme auch auf andere Wirksysteme anwendbar.The printing system 5 is here as an example in the fuse holder 12 integrated trained. The penetrator sheath 11 thus remains unchanged compared to a conventional penetrator. Various exemplary embodiments of such printing systems are described below 5 described in more detail. Of course, these pressure systems can also be applied to other active systems.

6 zeigt eine Detaildarstellung eines Drucksystems 5 einer Wirkladung 1 gemäß einer Ausführungsform. 6th shows a detailed representation of a printing system 5 a real charge 1 according to one embodiment.

Das Drucksystem 5 weist hier ein unter Druck stehendes Fluidreservoir 6 auf, welches über einen Kanal 17 mit einen Innenraum der Wirkladungshülle 2, in welchem die Sprengladung 3 aufgenommen ist, fluidisch verbunden ist. Sofern es sich um einen Penetrator 10 handelt bzw. die Wirkladungshülle 2 als Penetratorhülle 11 ausgebildet ist, kann auf diese Weise das Fluidreservoir 6 zur Kompensation von schnellen Volumenkompressionen der Sprengladung 3 bei Perforation einer Zielstruktur 204 vorgesehen werden.The printing system 5 here has a pressurized fluid reservoir 6th on which via a channel 17th with an interior of the charge envelope 2 in which the explosive charge 3 is received, is fluidically connected. Unless it is a penetrator 10 acts or the active charge envelope 2 as a penetrator sheath 11 is formed, the fluid reservoir can in this way 6th to compensate for rapid volume compression of the explosive charge 3 when a target structure is perforated 204 are provided.

Zur Aufrechterhaltung des Drucks weist das Drucksystem 5 einen Druckspeicher 7 auf, der über eine Druckmembran 8 mit dem Fluidreservoir 6 wirkverbunden ist. Das Fluid 4 kann somit bedarfsgerecht und mit einem vorbestimmten Druck aus dem Fluidreservoir 6 über den Kanal 17 in die Wirkladungshülle 2 und gegebenenfalls auch wieder zurück gefördert werden.To maintain the pressure, the pressure system 5 a pressure accumulator 7th on, which has a pressure membrane 8th with the fluid reservoir 6th is effectively connected. The fluid 4th can thus as needed and with a predetermined pressure from the fluid reservoir 6th across the canal 17th into the real charge envelope 2 and possibly also be funded back again.

Das Fluid 4 füllt den gesamten Zwischenraum 9 zwischen Sprengladung 3, Wirkladungshülle 2 und Zünderaufnahme 12 aus. Vorzugsweise weist das Fluid 4 eine im Vergleich zum Sprengstoff der Sprengladung 3 ähnliche oder nahezu gleiche Impedanz auf, sodass ausgehend von dem Zündsystem 16 eine Initiierung der Sprengladung 3 lediglich über eine durch das Fluid 4 übertragene Stoßwelle ohne zusätzliche Maßnahmen ermöglicht ist.The fluid 4th fills the entire space 9 between explosive charge 3 , Real charge cover 2 and fuse holder 12 out. The fluid preferably has 4th one compared to the explosive in the charge 3 similar or almost the same impedance, so that based on the ignition system 16 an initiation of the explosive charge 3 only one through the fluid 4th transmitted shock wave is made possible without additional measures.

Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine Niederdruckvariante, beispielsweise mit einem vorbestimmten Druck des Fluids 4 im Bereich von 5 bar bis 20 bar, der durch den Druckspeicher aufgebracht wird. Bei derartigen Niederdrucksystemen reicht die Stabilität der Membran 8 zur Kompensation von Volumenänderungen aus und es braucht an dem Kanal 17 keinerlei Ventil, Rückschlagklappe oder dergleichen vorgesehen werden. Somit ist im Falle eines Überdrucks innerhalb der Wirkladungshülle 2 auch eine Kompensation durch Rückführung von Fluid 4 in das Fluidreservoir 6 ermöglicht. Entsprechend wird die Druckmembran 8 in diesem Fall durch den Überdruck verdrängt.The embodiment shown is a low-pressure variant, for example with a predetermined pressure of the fluid 4th in the range from 5 bar to 20 bar, which is applied by the pressure accumulator. In such low-pressure systems, the stability of the membrane is sufficient 8th to compensate for volume changes and it needs to be on the channel 17th no valve, non-return valve or the like are provided. Thus, in the event of an overpressure, it is within the active charge envelope 2 also a compensation by recirculation of fluid 4th into the fluid reservoir 6th enables. The pressure membrane becomes accordingly 8th in this case displaced by the overpressure.

Das Drucksystem 5 weist ferner ein Druckventil 18 und ein Entlüftungsventil 19 auf. Über das Druckventil 18 lässt sich der vorbestimmte bzw. operationelle Druck in dem Druckspeicher 7 und der Fluidkammer 6 regulieren und einstellen. Das Entlüftungsventil 19 kann zum einen zur Erstbefüllung des Drucksystems 5 und zum anderen zur Entlüftung des Drucksystems 5 eingesetzt werden.The printing system 5 also has a pressure valve 18th and a vent valve 19th on. Via the pressure valve 18th the predetermined or operational pressure in the pressure accumulator 7th and the fluid chamber 6th regulate and adjust. The vent valve 19th can on the one hand for the first filling of the pressure system 5 and on the other hand to vent the pressure system 5 can be used.

Zur Herstellung einer Wirkladung mit einem derartigen Drucksystem 5 ist somit ein Schritt des Entlüftens und/oder Druckbefüllens eines Drucksystems 5 zur Regulierung eines vorbestimmten innerhalb der Wirkladungshülle 2 anliegenden Drucks vorgesehen.To produce an effective charge with such a printing system 5 is thus a step of venting and / or pressure filling a pressure system 5 for regulating a predetermined one within the charge envelope 2 applied pressure provided.

Bei dem Fluid 4 handelt es sich insbesondere um eine Flüssigkeit, vorzugsweise um eine Hydraulikflüssigkeit, wie beispielsweise Silikonöl. Das benötigte Fluidvolumen lässt sich durch Addition der Volumina sämtlicher Hohlräume sowie aller potentiell auftretenden Volumenänderungen ermitteln. Mögliche Faktoren sind hierbei zum Beispiel Temperaturänderungen über den Einsatzbereich, Zeitlich bedingte Vorgänge wie sogenanntes Sprengstoffsetzen, dynamische Vorgänge wie Sprengstoffkompression im Falle eines Aufpralls, etwaige Fertigungstoleranzen und dergleichen. Eine absolute Menge des benötigten Fluidvolumens, inklusive der genannten Volumenänderungen, hängt daher auch maßgeblich von der Größe des Wirksystems ab.With the fluid 4th it is in particular a fluid, preferably a hydraulic fluid such as silicone oil. The required fluid volume can be determined by adding up the volumes of all cavities as well as all potential changes in volume. Possible factors here are, for example, temperature changes over the area of application, processes that are dependent on time such as so-called explosives setting, dynamic processes such as explosives compression in the event of an impact, any manufacturing tolerances and the like. An absolute amount of the required fluid volume, including the named volume changes, therefore also depends largely on the size of the active system.

Eine Dicke des Flüssigkeitsfilms zwischen Sprengladung und Hülle sollte im Millimeter-Bereich liegen. Dazu ist ein von der Wirkladungshülle umgebenes Volumen größer als ein Volumen der Sprengladung ausgebildet, so dass ein Fluidfilm zwischen Wirkladungshülle und Sprengladung eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm aufweist. Bevorzugt sind Filmdicken im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm. Bei langsameren Vorgängen kann der Film innerhalb dieser Bereiche dünner ausfallen, bei schnelleren Vorgängen dicker.The thickness of the liquid film between the explosive charge and the shell should be in the millimeter range. For this purpose, a volume surrounded by the explosive charge casing is larger than a volume of the explosive charge, so that a fluid film between the explosive charge casing and the explosive charge has a thickness in the range from 0.1 mm to 10 mm. Film thicknesses in the range from 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably from 1 mm to 3 mm, are preferred. In slower processes, the film can be thinner within these areas, and thicker in faster processes.

Das Flüssigkeitsreservoir 6 kann insbesondere ringförmig umfänglich umlaufend ausgebildet sein. Alternativ wäre auch ein einzelnes nur lokal an dem Umfang angeordnetes oder eine Mehrzahl von lokal angeordneten Fluidreservoiren denkbar.The liquid reservoir 6th can in particular be designed in a ring-shaped circumferential manner. Alternatively, a single fluid reservoir arranged only locally on the circumference or a plurality of locally arranged fluid reservoirs would also be conceivable.

Insbesondere kann eine Vielzahl von, beispielsweise über den Umfang verteilten, Kanälen 17 zur fluidischen Verbindung des Flüssigkeitsreservoirs 6 mit der Wirkladungshülle 2 vorgesehen sein.In particular, a multiplicity of channels, for example distributed over the circumference, can be used 17th for the fluidic connection of the liquid reservoir 6th with the real charge cover 2 be provided.

Ein Durchmesser des Kanals 17 kann ebenfalls im Millimeter-Bereich liegen, d. h. im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm. Insbesondere ist der Durchmesser des Kanals 17 an die vorgesehene Geschwindigkeit der Volumen- und Druckvariationen des Drucksystems 5 angepasst ausgebildet.A diameter of the channel 17th can also be in the millimeter range, ie in the range from 0.1 mm to 10 mm, preferably in the range from 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably from 1 mm to 3 mm. In particular, the diameter of the channel 17th to the intended speed of the volume and pressure variations of the pressure system 5 adapted trained.

7 zeigt eine Detaildarstellung einer Hochdruckvariante eines Drucksystems 5 einer Wirkladung 1. 7th shows a detailed representation of a high pressure variant of a printing system 5 a real charge 1 .

Die Hochdruckvariante unterscheidet sich von der Niederdruckvariante nach 6 insbesondere dahingehend, dass kein Druckspeicher 7 mit Druckmembran 8 vorgesehen ist. Stattdessen ist ein Volumen des Fluidreservoirs 6 sowohl um den Bereich des Druckspeichers als auch im Bereich des Kanals 17 vergrößert und das Fluid steht unter einem deutlich höheren Druck. Bevorzugt steht das Fluid 4 in der Wirkladungshülle 2 hier unter Hochdruck von >100 bar, typischerweise in einem Bereich von etwa 100 bar bis 200 bar. Bei der Wirkladungshülle 2 handelt es sich entsprechend um eine Hochdruckbehälter und bei der Zündaufnahme 12 um einen Hochdruckverschluss.The high pressure variant differs from the low pressure variant according to 6th especially in that no pressure accumulator 7th with pressure membrane 8th is provided. Instead, is a volume of the fluid reservoir 6th both around the area of the pressure accumulator and in the area of the duct 17th enlarged and the fluid is under a significantly higher pressure. The fluid is preferably standing 4th in the real charge case 2 here under high pressure of> 100 bar, typically in a range from about 100 bar to 200 bar. With the real charge case 2 it is accordingly a high pressure container and the ignition receiver 12 around a high pressure cap.

Mit einem derartigen Hochdrucksystem können vorteilhaft sehr viel schnellere Volumenänderungen kompensiert werden, ohne dass dabei die Gefahr einer Beschädigung einer Membran bestünde. Insbesondere wird die Trägheit des Drucksystems 5 somit stark verringert.With such a high-pressure system, much faster changes in volume can advantageously be compensated for without the risk of damaging a membrane. In particular, the inertia of the printing system 5 thus greatly reduced.

Der Hochdruck bleibt innerhalb des Drucksystems 5 über den gesamten Einsatztemperaturbereich aufrechterhalten. Insbesondere bleibt der Druck auch am unteren Ende des Einsatztemperaturbereichs, welcher beispielsweise bei bis zu -60°C, insbesondere bei minus 54°, beginnt, hoch genug, um auch bei Volumenänderungen Kavitation des Fluids 4 sicher zu vermeiden.The high pressure remains within the pressure system 5 Maintained over the entire operating temperature range. In particular, the pressure also remains high enough at the lower end of the operating temperature range, which begins, for example, at down to -60 ° C., in particular at minus 54 °, to prevent cavitation of the fluid even when the volume changes 4th sure to avoid.

Aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungskoeffizienten des Fluids 4 und der Wirkladungshülle 2 kann der Druck bis zum oberen Ende des Einsatztemperaturbereichs, der beispielsweise bei bis zu 100°C, bevorzugt bei bis zu 85°C, besonders bevorzugt bei 71°C endet, stark ansteigen. Somit kann der stationäre Druck im Einsatztemperaturbereich auf bis zu 1000 bar, bevorzugt bis zu 600 bar ansteigen.Due to different thermal expansion coefficients of the fluid 4th and the real charge envelope 2 the pressure can rise sharply up to the upper end of the operating temperature range, which ends, for example, at up to 100.degree. C., preferably at up to 85.degree. C., particularly preferably at 71.degree. Thus, the steady-state pressure in the operating temperature range can rise to up to 1000 bar, preferably up to 600 bar.

Bei dynamischen Belastungen, beispielsweise der Detonation einer Vorladung oder Penetration einer harten Zielstruktur, können zudem noch darüber liegende Druckspitzen auftreten, beispielweise bis zu 1,5 kbar, bevorzugt bis zu 1 kbar. Die Wirkladungshülle 2 und der Verschluss 12 sind dementsprechend auf geeignete Grenzlasten, beispielsweise von 1,5 kbar bis 2 kbar, ausgelegt. Hierzu kann insbesondere auf dem Fachmann bekannte allgemeine Auslegungskriterien für Druckbehälter zurückgegriffen werden. Beispielsweise sind derartige allgemeine Auslegungskriterien in der Norm EN 13445 niedergelegt.In the case of dynamic loads, for example the detonation of a pre-charge or the penetration of a hard target structure, pressure peaks above this can also occur, for example up to 1.5 kbar, preferably up to 1 kbar. The real charge envelope 2 and the shutter 12 are accordingly designed for suitable limit loads, for example from 1.5 kbar to 2 kbar. In particular, general design criteria for pressure vessels known to those skilled in the art can be used for this purpose. For example, such general design criteria are laid down in the EN 13445 standard.

8 zeigt eine Detaildarstellung einer Hochdruckvariante eines Drucksystems 5 einer Wirkladung 1 mit Vorzugsrichtung. 8th shows a detailed representation of a high pressure variant of a printing system 5 a real charge 1 with preferred direction.

Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Hochdruckvariante, welche im Unterschied zu 7 einen Druckspeicher 7 aufweist, der über eine Druckmembran 8 das Fluidreservoir 6 mit Hochdruck beaufschlagt. Das Fluidreservoir 6 ist ferner mit einem sogenannten Teslaventil 14 versehen, welches die Vorzugsrichtung für das Fluid von dem Fluidreservoir 6 zu der Wirkladungshülle 2 definiert. Ergänzend ist ferner an einem Ausgang des Fluidreservoirs 6 zu einem Innenraum der Wirkladungshülle 2 eine einseitig öffnenden Klappe 15 vorgesehen.This embodiment is a high-pressure variant, which in contrast to 7th a pressure accumulator 7th which has a pressure membrane 8th the fluid reservoir 6th applied with high pressure. The fluid reservoir 6th is also with a so-called Teslav valve 14th provided, which is the preferred direction for the fluid from the fluid reservoir 6th to the real charge envelope 2 Are defined. In addition, there is also an outlet of the fluid reservoir 6th to an interior space of the charge envelope 2 a one-sided opening flap 15th intended.

Bei dieser Ausführungsform ist kein separater Fluidkanal vorgesehen, um zu verhindern, dass unter hohem Druck stehende größere Fluidvolumina bei Dekompression der Sprengladung nach Detonation einer Vorladung oder nach dem Aufprall der Wirkladung, insbesondere Penetrators, zurückfließen. Beim Perforationsvorgang wird ein Penetrator stark abgebremst und dabei die Sprengladung dementsprechend komprimiert. Da diese Volumenreduktion über das Flüssigkeitsreservoir ausgeglichen wird, schwingt das Fluid bei anschließender Dekompression der Sprengladung gedämpft zurück bzw. wird dynamisch zurückgepresst. Das Teslaventil 14 weist jedoch in der Vorzugsrichtung von dem Fluidreservoir 6 in die Wirkladungshülle 2 einen geringen Strömungswiderstand und in die entgegengesetzte Richtung einen stark erhöhten Strömungswiderstand auf, sodass eine etwaige Druckwelle am Rückschlagen gehindert oder zumindest stark gedämpft wird. Auf diese Weise wird die Druckmembran 8 vor zu hoher Beanspruchung geschützt und ferner eine Kavitation im Innenraum der Wirkladungshülle vermieden. Durch die einseitig öffnende Klappe wird zudem die maximale Amplitude einer in das Teslaventil rückschlagenden Druckwelle begrenzt.In this embodiment, no separate fluid channel is provided in order to prevent larger fluid volumes under high pressure from flowing back during decompression of the explosive charge after detonation of a pre-charge or after the impact of the active charge, in particular penetrator. During the perforation process, a penetrator is strongly decelerated and the explosive charge is compressed accordingly. Since this volume reduction is compensated for by the liquid reservoir, the fluid swings back in a damped manner when the explosive charge is subsequently decompressed or is dynamically pressed back. The Teslav valve 14th however, points in the preferred direction from the fluid reservoir 6th into the real charge envelope 2 a low flow resistance and in the opposite direction a greatly increased flow resistance, so that a possible pressure wave is prevented from kicking back or at least strongly damped. This is how the pressure membrane becomes 8th Protected against excessive stress and also avoids cavitation in the interior of the active charge envelope. The flap that opens on one side also limits the maximum amplitude of a pressure wave returning to the Teslav valve.

9 zeigt eine Detaildarstellung einer Hochdruckvariante eines Drucksystems mit Vorzugsrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform. 9 shows a detailed representation of a high pressure variant of a printing system with a preferred direction according to a further embodiment.

Gleich wie in Bezug auf 8 beschrieben, ist hier ebenfalls ein Druckspeicher 7 samt Druckmembran 8 vorgesehen. Die dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch in Hinblick auf die Realisierung der Vorzugsrichtung, welche hier durch ein Rückschlagventil 13 definiert ist. Dieses erlaubt ausschließlich eine Strömung in Vorzugsrichtung von dem Fluidreservoir 6 zu der Wirkladungshülle 2 und unterbindet eine Rückströmung des Fluids 4 gänzlich.Same as in relation to 8th described, here is also a pressure accumulator 7th including pressure membrane 8th intended. The embodiment shown differs, however, with regard to the implementation of the preferred direction, which is here by a check valve 13 is defined. This only allows a flow in the preferred direction from the fluid reservoir 6th to the real charge envelope 2 and prevents the fluid from flowing back 4th entirely.

10 zeigt eine Detaildarstellung einer weiteren Variante eines Drucksystems 5 einer Wirkladung 1 mit einem von Fluid 4 freien Volumenabschnitt 23. 10 shows a detailed representation of a further variant of a printing system 5 a real charge 1 with one of fluid 4th free volume section 23 .

Rein beispielhaft handelt es sich bei der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen um die Niederdruckvariante gemäß 6. Gleichermaßen ist das Vorsehen eines freien Volumenabschnitts 23 jedoch auch auf jede der Hochdruckvarianten gemäß 7 bis 9 übertragbar.Purely by way of example, the embodiment shown is essentially the low-pressure variant according to FIG 6th . The provision of a free volume section is similar 23 however, according to each of the high pressure variants 7th to 9 transferable.

Der von dem Fluid 4 freie Volumenabschnitt 23 ist zwischen dem in der Zünderaufnahme 12 vorgesehenen Zündsystem 16 und der Sprengladung 3 angeordnet und mit einem den Volumenabschnitt 23 von der Flüssigkeit frei haltenden Element 24 versehen, welches hier lediglich schematisiert dargestellt ist. Es handelt sich insbesondere um ein gasgefülltes Element, wie einen für die anstehenden Drücke ausreichend stabilen Ballon oder Faltenbalg.The one from the fluid 4th free volume section 23 is between that in the detonator mount 12 intended ignition system 16 and the explosive charge 3 arranged and with a volume section 23 from the liquid-free element 24 provided, which is shown here only schematically. In particular, it is a gas-filled element, such as a balloon or bellows that is sufficiently stable for the pressures applied.

Das Element 24 hält den Volumenabschnitt 23 zwischen einer Verstärkungsladung 25 des Zündsystems 16, auch als sogenannter „Booster“ bezeichnet, und der Sprengladung 3 von dem Fluid 4 frei. Auf diese Weise wird eine zuverlässige Initiierung auch im Falle hoher Impedanzunterschiede zwischen dem Fluid 4 und der Sprengladung 3 gewährleistet. Durch die Verdrängung der Flüssigkeit ist ein direkter bzw. ungedämpfter Einschlag eines Teils des Boosters 25, vorzugsweise des Bodens einer Boosterhülle, in der Sprengladung 3 zur Initiierung ermöglicht. Insbesondere wird somit bei großen Impedanz-Unterschieden vermieden, dass ein hoher Stoßwellenanteil an der Grenzschicht zwischen dem Fluid 4 und der Sprengladung 3 zurückreflektiert wird.The element 24 holds the volume section 23 between a booster charge 25th the ignition system 16 , also known as a so-called "booster", and the explosive charge 3 of the fluid 4th free. In this way, reliable initiation is also achieved in the event of high impedance differences between the fluid 4th and the explosive charge 3 guaranteed. The displacement of the liquid results in a direct or undamped impact of part of the booster 25th , preferably the bottom of a booster case, in the explosive charge 3 allows for initiation. In particular, in the case of large impedance differences, this avoids a high proportion of shock waves at the boundary layer between the fluid 4th and the explosive charge 3 is reflected back.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf viel-fältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted thereto, but rather can be modified in a variety of ways.

Bei sämtlichen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen wird das fluide Volumen zur Außenwelt über den gesamten Lebenszyklus abgedichtet. Ferner wird erfindungsgemäß eine zuverlässige über Zündung und Initiierung der Sprengladung bereitgestellt.In all of the configurations according to the invention, the fluid volume is sealed off from the outside world over the entire life cycle. Furthermore, according to the invention, reliable ignition and initiation of the explosive charge is provided.

Sowohl bei Niederdruck, insbesondere aber auch bei Hochdruckvarianten kann an der Hülleninnenseite vor dem tragenden Gewinde, in welches der Verschluss eingreift, eine redundante Abdichtung vorgesehen werden. Beispielsweise können dazu zwei O-Ringe vorgesehen sein.A redundant seal can be provided on the inside of the envelope in front of the load-bearing thread in which the closure engages, both in the case of low pressure, but in particular also in the case of high pressure variants. For example, two O-rings can be provided for this purpose.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
WirkladungReal charge
22
WirkladungshülleReal charge cover
33
SprengladungExplosive charge
44th
FluidFluid
55
DrucksystemPrinting system
66
FluidreservoirFluid reservoir
77th
DruckspeicherPressure accumulator
88th
DruckmembranPressure membrane
99
ZwischenraumSpace
1010
PenetratorPenetrator
1111
PenetratorhüllePenetrator sheath
1212
Verschluss bzw. ZünderaufnahmeClosure or fuse holder
1313
Rückschlagventilcheck valve
1414th
TeslaventilTeslav valve
1515th
Klappeflap
1616
ZündsystemIgnition system
1717th
Kanalchannel
1818th
DruckventilPressure valve
1919th
EntlüftungsventilVent valve
2020th
AußengewindeExternal thread
2121st
Spitzetop
2222nd
Innengewindeinner thread
2323
VolumenabschnittVolume section
2424
Elementelement
2525th
Boosterbooster
100100
Tandem-Penetrator-LadungTandem penetrator charge
101101
KompressionselementCompression element
102102
VorladungSubpoena
103103
HauptladungMain charge
104104
PenetratorhüllePenetrator sheath
105105
PenetratorspitzePenetrator tip
106106
VerschlussgewindeLocking thread
107,107'107.107 '
SchockwellenShock waves
108108
ZündsystemIgnition system
109109
VerschlussClasp
110110
HohlladungskegelShaped charge cone
111111
Sprengladung Explosive charge
200200
PenetratorPenetrator
201201
PenetratorhüllePenetrator sheath
202202
VerschlussClasp
203203
SprengladungExplosive charge
204204
StrukturzielStructural objective
205205
Spitzetop
206206
VolumenänderungVolume change

Claims (13)

Wirkladung (1), insbesondere Penetrator (10), mit: einer Wirkladungshülle (2); und einer in der Wirkladungshülle (2) aufgenommenen Sprengladung (3), wobei die Sprengladung (3) innerhalb der Wirkladungshülle (2) schwimmend gelagert ist, wobei die Wirkladungshülle (2) als Druckbehälter ausgebildet ist und die Sprengladung (3) in einem unter Druck stehenden Fluid (4) aufgenommen ist, und wobei ein Drucksystem (5) zur Regulierung eines vorbestimmten innerhalb der Wirkladungshülle (2) anliegenden Drucks vorgesehen ist.Active charge (1), in particular penetrator (10), with: a charge envelope (2); and an explosive charge (3) accommodated in the active charge casing (2), the explosive charge (3) being floating within the active charge casing (2), the active charge casing (2) being designed as a pressure vessel and the explosive charge (3) in a pressurized one Fluid (4) is received, and wherein a pressure system (5) is provided for regulating a predetermined pressure within the active charge envelope (2). Wirkladung nach Anspruch 1, wobei die Sprengladung (3) in einem inkompressiblen Fluid (4) aufgenommen ist.Actual charge after Claim 1 , wherein the explosive charge (3) is received in an incompressible fluid (4). Wirkladung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sprengladung (3) vollumfänglich von dem Fluid (4) umgeben ist.Actual charge after Claim 1 or 2 , the explosive charge (3) being completely surrounded by the fluid (4). Wirkladung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Fluid (4) in der Wirkladungshülle (2) unter Hochdruck steht, insbesondere unter einem Hochdruck von >100 bar und/oder über einen Einsatztemperaturbereich von bis zu 100°C, bevorzugt bis zu 85°C, besonders bevorzugt bis zu 71°C, und/oder bei maximalen stationären Drücken im Einsatztemperaturbereich von bis zu 1000 bar, bevorzugt bis zu 600 bar.Active charge according to one of the preceding claims, wherein the fluid (4) in the active charge casing (2) is under high pressure, in particular under a high pressure of> 100 bar and / or over an operating temperature range of up to 100 ° C, preferably up to 85 ° C , particularly preferably up to 71 ° C., and / or at maximum stationary pressures in the operating temperature range of up to 1000 bar, preferably up to 600 bar. Wirkladung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Drucksystem (5) ein unter Druck stehendes Fluidreservoir (6) aufweist, welches mit der Wirkladungshülle (2) fluidisch verbunden ist.Active charge according to one of the preceding claims, wherein the pressure system (5) has a pressurized fluid reservoir (6) which is fluidically connected to the active charge envelope (2). Wirkladung nach Anspruch 5, wobei das Drucksystem (5) einen Druckspeicher (7) aufweist, der, insbesondere über eine Druckmembran (8), mit dem Fluidreservoir (6) wirkverbunden ist.Actual charge after Claim 5 wherein the pressure system (5) has a pressure accumulator (7) which is operatively connected to the fluid reservoir (6), in particular via a pressure membrane (8). Wirkladung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Wirkladungshülle (2) als Penetratorhülle (11) ausgebildet ist und das Fluidreservoir (6) zur Kompensation von schnellen Volumenkompressionen der Sprengladung (3) bei Perforation einer Zielstruktur (214) ausgelegt ist.Actual charge after Claim 5 or 6th wherein the active charge envelope (2) is designed as a penetrator envelope (11) and the fluid reservoir (6) is designed to compensate for rapid volume compressions of the explosive charge (3) when a target structure (214) is perforated. Wirkladung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die fluidische Verbindung eine Vorzugsrichtung von dem Flüssigkeitsreservoir (6) zu der Wirkladungshülle (2) aufweist, insbesondere eine mit einem Rückschlag- und/oder Teslaventil (13; 14) und/oder mit einer einseitig öffnenden Klappe (15) definierte Vorzugsrichtung.Real charge according to one of the Claims 5 to 7th , wherein the fluidic connection has a preferred direction from the liquid reservoir (6) to the charge envelope (2), in particular a preferred direction defined with a non-return valve and / or Teslav valve (13; 14) and / or with a flap (15) that opens on one side. Wirkladung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Drucksystem in eine in die Wirkladungshülle eingebrachte Zünderaufnahme (12) integriert ausgebildet ist.Active charge according to one of the preceding claims, wherein the pressure system is designed to be integrated into a detonator receptacle (12) introduced into the active charge casing. Wirkladung nach Anspruch 9, wobei das Fluid eine im Vergleich zu der Sprengladung ähnliche oder nahezu gleiche Impedanz aufweist und/oder wobei zumindest ein Volumenabschnitt (23) zwischen einem in der Zünderaufnahme (12) vorgesehenen Zündsystem (16) und der Sprengladung (3) mit einem den Volumenabschnitt (23) von dem Fluid (4) frei haltenden Element (24) vorgesehen ist.Actual charge after Claim 9 , the fluid having an impedance that is similar or almost the same as that of the explosive charge and / or wherein at least one volume segment (23) between an ignition system (16) provided in the detonator receptacle (12) and the explosive charge (3) with a volume segment ( 23) is provided from the fluid (4) keeping element (24) free. Wirkladung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein von der Wirkladungshülle (2) umgebenes Volumen größer als ein Volumen der Sprengladung (3) ausgebildet ist, so dass ein Fluidfilm zwischen Wirkladungshülle (2) und Sprengladung (3) eine Dicke im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm aufweist.Active charge according to one of the preceding claims, wherein a volume surrounded by the active charge casing (2) is larger than a volume of the explosive charge (3), so that a fluid film between the active charge casing (2) and the explosive charge (3) has a thickness in the range of 0, 1 mm to 10 mm, preferably in the range from 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably from 1 mm to 3 mm. Verfahren zum Herstellen einer Wirkladung (1), insbesondere einer Wirkladung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, mit den Schritten: Einbringen einer Sprengladung (3) in eine Wirkladungshülle (2); und Vollständiges Auffüllen der Wirkladungshülle (2) mit einem Fluid (4) zur schwimmenden Lagerung der Sprengladung (3) innerhalb der Wirkladungshülle (2), wobei ferner ein Schritt der Druckbeaufschlagung des Fluids (4) vorgesehen ist, und wobei ferner ein Schritt des Entlüftens und/oder Druckbefüllens eines Drucksystems (5) zur Regulierung eines vorbestimmten innerhalb der Wirkladungshülle (2) anliegenden Drucks vorgesehen ist.A method for producing an active charge (1), in particular an active charge according to one of the preceding claims, comprising the steps: Introducing an explosive charge (3) into an active charge casing (2); and complete filling of the active charge casing (2) with a fluid (4) for floating storage of the explosive charge (3) within the active charge casing (2), further comprising a step of pressurizing the fluid (4), and further comprising a step of venting and / or pressure filling of a pressure system (5) is provided for regulating a predetermined pressure present within the active charge envelope (2). Verfahren zum Einsatzbereitstellen einer Wirkladung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder hergestellt mit einem Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei ein eine Sprengladung (3) in einer Wirkladungshülle (2) schwimmend lagerndes Fluid (4) druckbeaufschlagt wird.A method for providing an active charge (1) according to one of the Claims 1 to 11 and / or produced with a method according to Claim 12 wherein a fluid (4) which floats an explosive charge (3) in an active charge casing (2) is pressurized.
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