DE102022002278A1 - Active body with predetermined breaking points for projectiles - Google Patents
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Abstract
Ein Wirkkörper (8) für ein bestimmungsgemäßes Geschoss (2), enthält wenigstens zwei Fragmente (10) und eine Brücke (12) zu deren Verbindung, die eine Sollbruchstelle bilden, wobei während Abschuss (14) und Flug (18) des Wirkkörpers (8) auf einen Bruchpunkt (20) hin die Brücken (12) die Fragmente (10) weiterhin zusammenhalten, und bei dem Bruchpunkt (20) die Sollbruchstellen brechen und die Fragmente (10) sich voneinander lösen, wobei die Fragmente (10) selbst weiterhin bestehen bleiben.Ein Geschoss (2) enthält den Wirkkörper (8).Bei einem Verfahren wird zumindest ein Teil des Wirkkörpers (8) durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt.Bei einem Verfahren wird entweder der Wirkkörper (8) auf ein Ziel (22) hin abgeschossen und der Bruchpunkt (20) ist das Auftreffen auf das Ziel (22), oder der Wirkkörper (8) wird mit einem Geschoss (2), das Sprengstoff (30) enthält, abgeschossen und durch Umsetzung des Sprengstoffs beschleunigt. Der Bruchpunkt ist auch hier das Auftreffen auf das Ziel.An active body (8) for a intended projectile (2), contains at least two fragments (10) and a bridge (12) for connecting them, which form a predetermined breaking point, during firing (14) and flight (18) of the active body (8 ) at a breaking point (20), the bridges (12) continue to hold the fragments (10) together, and at the breaking point (20) the predetermined breaking points break and the fragments (10) separate from one another, with the fragments (10) themselves continuing to exist remain.A projectile (2) contains the active body (8).In one process, at least part of the active body (8) is produced using an additive manufacturing process.In one process, either the active body (8) is fired at a target (22). and the breaking point (20) is the impact on the target (22), or the active body (8) is fired with a projectile (2) containing explosives (30) and accelerated by the reaction of the explosives. Here too, the breaking point is the impact on the target.
Description
Die Erfindung betrifft einen Wirkkörper für ein Geschoss.The invention relates to an active body for a projectile.
Aus der
Wirkkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung sind z.B. derartige, sich bei der Detonation bildende Bruch- / Berststücke der Splitterelemente oder derartige Einzelsplitter sowie auch die beim Zerbersten entstehenden Teile der Gefechtskopfhülle.Active bodies in the sense of the present invention are, for example, such fragments/burst pieces of the splinter elements that form during detonation or such individual splinters as well as the parts of the warhead casing that form when it bursts.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verbesserungen im Hinblick auf Wirkkörper vorzuschlagen.The object of the present invention is to propose improvements with regard to active bodies.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Wirkkörper gemäß Patentanspruch 1. Der Wirkkörper dient bzw. ist eingerichtet für ein bestimmungsgemäßes Geschoss. „Bestimmungsgemäß“ heißt, dass der Wirkkörper auf ein bestimmtes oder einen bestimmten Typ von Geschoss konstruktiv abgestimmt ist und für den Einsatz dort vorgesehen und eingerichtet ist. Zum Beispiel ist er für die dadurch bestimmten Masse- und Geometrieanforderungen usw. ausgelegt. Mit anderen Worten wird hinsichtlich der Eigenschaften des Wirkkörpers ein betreffendes Geschoss als bekannt oder gegeben vorausgesetzt.The task is solved by an active body according to
Der Wirkkörper enthält wenigstens zwei, insbesondere eine Vielzahl (mindestens 8, 10, 15, 20, ...), von Fragmenten. Der Wirkkörper enthält mindestens eine Brücke. Jeweils zwei der Fragmente sind über jeweils mindestens eine Brücke zunächst (bis zum Brechen, siehe unten) mechanisch fest miteinander verbunden. Die Brücken und/oder die verbundenen Fragmente hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit und/oder der mechanischen Festigkeit der Anbindung der Brücken an die Fragmente wirken als Sollbruchstelle. Insbesondere bildet eine Brücke alleine eine Sollbruchstelle, d.h. die Brücke selbst bricht. Die Sollbruchstelle ist wie folgt eingerichtet:
- 1.) Während eines bestimmungsgemäßen Abschusses und Fluges des Wirkkörpers mit dem Geschoss halten die Brücken die Fragmente weiterhin mechanisch fest zusammen. Der Wirkkörper besteht also unverändert als Ganzes fort. Der Abschluss und Flug des Wirkkörpers findet auf einen bestimmungsgemäßen Bruchpunkt des Wirkkörpers hin statt. „Bruchpunkt“ ist hier im Sinne eines Ereignisses oder Kriteriums zu verstehen, das das Brechen der Sollbruchstellen auslöst. Auch die Randbedingungen des Bruchpunkts sind also im obigen Sinne bekannt bzw. gegeben („bestimmungsgemäß“).
- 2.) Bei dem bzw. an dem Bruchpunkt des Wirkkörpers bzw. Geschosses brechen dann die Sollbruchstellen, insbesondere die Brücken bzw. deren Anbindung an die Fragmente als Sollbruchstellen, das geplante Brechen findet also statt. Als Folge hiervon lösen sich die betreffenden Fragmente voneinander, da sich nicht länger über die Brücken zusammengehalten werden und nun nicht mehr miteinander mechanisch verbunden sind. Die Fragmente selbst bleiben jedoch weiterhin bestehen. Diese zerbrechen also nicht weiter. Es erfolgt also keine weitere Zerlegung der Fragmente.
- 1.) During the intended firing and flight of the active body with the projectile, the bridges continue to mechanically hold the fragments together. The active body therefore continues to exist unchanged as a whole. The termination and flight of the active body takes place at a designated breaking point of the active body. “Breaking point” is to be understood here in the sense of an event or criterion that triggers the breaking of the predetermined breaking points. The boundary conditions of the breaking point are also known or given in the above sense (“as intended”).
- 2.) At or at the breaking point of the active body or projectile, the predetermined breaking points, in particular the bridges or their connection to the fragments, break as predetermined breaking points, so the planned breaking takes place. As a result, the fragments in question separate from one another because they are no longer held together by the bridges and are no longer mechanically connected to one another. However, the fragments themselves still remain. So these don't break any further. So there is no further dissection of the fragments.
Der Wirkkörper weist (im unzerbrochenen Zustand) eine Oberfläche bzw. Umfangsform auf. Diese bildet eine Umhüllende aller Bestandteile des Wirkkörpers. Die Brücken befinden sich in bzw. im Inneren dieser Umfangsform.The active body has a surface or circumferential shape (in the unbroken state). This forms an envelope for all components of the active body. The bridges are located in or inside this peripheral shape.
Der Bruchpunkt ist insbesondere ein Auftreffen des Wirkkörpers bzw. des Geschosses auf ein bestimmungsgemäßes Ziel. Die Zerlegung in die Fragmente (Brechen der Sollbruchstellen) erfolgt dann aufgrund des Impakt-Schocks / ballistischen Aufschlags auf das Ziel, z.B. eine Panzerung eines Fahrzeuges. Insofern wird davon ausgegangen, dass in diesem Fall der Wirkkörper derart betrieben wird, dass er als Teil eines Geschosses auf ein Ziel hin abgeschossen wird, so dass sich der Bruchpunkt als Auftreffen auf das Ziel ergibt. Das Ziel ist zum Beispiel ein Land-, Luft- oder See-Fahrzeug, das insbesondere gepanzert ist, wobei die Panzerung vom Wirkkörper durchdrungen werden kann.The breaking point is in particular an impact of the active body or the projectile on an intended target. The breakdown into fragments (breaking of the predetermined breaking points) then occurs due to the impact shock/ballistic impact on the target, e.g. the armor of a vehicle. In this respect, it is assumed that in this case the active body is operated in such a way that it is fired at a target as part of a projectile, so that the breaking point results from impact on the target. The target is, for example, a land, air or sea vehicle that is in particular armored, the armor being able to be penetrated by the active body.
Alternativ ist der/die Wirkkörper um einen Sprengstoff angeordnet und wird/werden durch dessen Zündung beschleunigt, aber ohne dabei an den Brücken zu brechen; das Brechen erfolgt erst beim Auftreffen auf dem Ziel. Die einzelnen Wirkkörper können aber durch schwächere Brücken verbunden sein, welche bei Detonation brechen, sodass die Wirkkörper einzeln vorliegen.Alternatively, the active body(s) is/are arranged around an explosive and is/are accelerated by its ignition, but without breaking on the bridges; breaking only occurs when it hits the target. However, the individual active bodies can be connected by weaker bridges, which break when detonated, so that the active bodies are present individually.
Die Sollbruchstelle entsteht z.B. durch Dimensionierung der Abmessungen der Brücke gegenüber den Fragmenten (z.B. reduzierter Querschnitt in einer Übergangsrichtung zwischen Fragmenten). Mit anderen Worten ist die Sollbruchstelle dann z.B. mit (viel) kleineren Abmessungen als das Fragment ausgeführt. Alternativ entsteht eine Sollbruchstelle z.B. durch die weniger starke Verfestigung von Ausgangsmaterial in einem additiven Fertigungsverfahren.The predetermined breaking point is created, for example, by dimensioning the dimensions of the bridge compared to the fragments (e.g. reduced cross section in a transition direction between fragments). In other words, the predetermined breaking point is then designed, for example, with (much) smaller dimensions than the fragment. Alternatively, a predetermined breaking point arises, for example, due to the less strong solidification of the starting material in an additive manufacturing process.
Gemäß der Erfindung ergibt sich also eine Fragmentierung des Wirkkörpers beim Bruchpunkt. Vor und zu Beginn des Bruchpunkts steht also noch der gesamte Wirkkörper als Einheit zur Verfügung, um z.B. an einem Ziel eine erste Wirkung zu entfalten, z.B. eine Panzerung zu durchschlagen. Mit dem Durchschlagen findet die Zerlegung in die Fragmente statt. Nach dem Durchschlagen der Panzerung stehen dann aber die Fragmente zur Verfügung, um jeweils für sich Wirkung zu entfalten. Somit entsteht eine definierte Anzahl kleinerer Fragmente. Hierdurch wird die „Fragmentanzahl“ (erst eines, nämlich der Wirkkörper, später die Mehrzahl tatsächlicher Fragmente) und damit auch die Wirkung des Wirkkörpers, zum Beispiel in einem Ziel, erhöht.According to the invention, the active body is fragmented at the breaking point. Before and at the beginning of the breaking point, the entire active body is still available as a unit, for example to have an initial effect on a target, for example to penetrate armor. When it breaks through, it breaks down into fragments. After the armor has been penetrated, the fragments are then available to have their own effect. This creates a defined number of smaller fragments. This increases the “number of fragments” (first one, namely the active body, later the majority of actual fragments) and thus also the effect of the active body, for example in a target.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Wirkkörper (bis zum Bruchpunkt) eine Außenschicht auf. Diese schließt den Wirkkörper zu dessen Umgebung hin ab. Die Außenschicht besteht ausschließlich aus zumindest Abschnitten von oder ganzen Fragmenten und zumindest Abschnitten von oder ganzen Brücken, welche die jeweiligen Fragmente verbinden. So entsteht bis zum Bruchpunkt eine mechanisch feste, insbesondere dichte Außenschicht, die nach Art einer Hülle wirkt. Ein separates Bauteil in Form einer separaten Hülle ist hierbei jedoch vermieden. In der Hülle können weitere Komponenten des Wirkkörpers, z.B. Zusatzelemente wie eine Ladung / Pulver etc. sicher und abgeschlossen von der Umgebung verwahrt werden. So kann z.B. eine Reaktion der Zusatzelemente mit der Umgebung (z.B. Luftsauerstoff) vermieden werden, bis der Wirkkörper beim Bruchpunkt zerbricht.In a preferred embodiment, the active body has an outer layer (up to the breaking point). This closes off the active body from its surroundings. The outer layer consists exclusively of at least sections of or entire fragments and at least sections of or entire bridges that connect the respective fragments. This creates a mechanically strong, particularly dense outer layer up to the breaking point, which acts like a shell. However, a separate component in the form of a separate shell is avoided here. In the case, other components of the active body, e.g. additional elements such as a charge/powder etc. can be stored safely and isolated from the environment. For example, a reaction of the additional elements with the environment (e.g. atmospheric oxygen) can be avoided until the active body breaks at the breaking point.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Wirkkörper (bis zum Bruchpunkt) ebenfalls eine diesen zu dessen Umgebung hin abschließende Außenschicht auf. Diese kann insbesondere wie oben ausgeführt sein (Fragmente und Brücken), jedoch auch alternativ gestaltet sein (auch andere Hüllenelemente). Zusätzlich weist der Wirkkörper einen durch die Außenschicht bis zum Bruchpunkt umschlossenen Innenraum auf. Der Wirkkörper enthält dann wenigstens ein Zusatzelement. Insbesondere ist wenigstens eines der Zusatzelemente ein loses Zusatzelement, das also bis zum Bruchpunkt im Innenraum gehalten, aber ansonsten nicht speziell an Teilen des Wirkkörpers befestigt ist. Das Zusatzelement ist bis zum Bruchpunkt im Innenraum angeordnet. Das Zusatzelement befindet sich also so lange im Innenraum. Wenn es sich um ein loses Zusatzelement handelt, ist dieses also im Innenraum aufgenommen, gehalten bzw. gelagert. Die Außenschicht muss nicht unbedingt mechanisch stabil sein, insbesondere weist sie jedoch eine solche Eigenschaft auf. Die Außenschicht ist jedoch insbesondere derart ausgestaltet, dass sie einen unkontrollierten Austritt der Zusatzelemente aus dem Innenraum und/oder deren Interaktion mit der Umgebung vor dem Bruchpunkt verhindert. Durch die Zusatzelemente kann in dem Wirkkörper zusätzliche Funktionalität eingebracht werden. Nach dem Bruchpunkt sind die Zusatzelemente dann freigesetzt.In a preferred embodiment, the active body (up to the breaking point) also has an outer layer that closes it to its surroundings. This can in particular be designed as above (fragments and bridges), but can also be designed alternatively (also other shell elements). In addition, the active body has an interior space enclosed by the outer layer up to the breaking point. The active body then contains at least one additional element. In particular, at least one of the additional elements is a loose additional element, which is therefore held in the interior up to the breaking point, but is otherwise not specifically attached to parts of the active body. The additional element is arranged in the interior up to the breaking point. The additional element is therefore in the interior for so long. If it is a loose additional element, it is accommodated, held or stored in the interior. The outer layer does not necessarily have to be mechanically stable, but in particular it has such a property. However, the outer layer is in particular designed in such a way that it prevents an uncontrolled exit of the additional elements from the interior and/or their interaction with the environment before the breaking point. The additional elements can be used to introduce additional functionality into the active body. After the breaking point, the additional elements are then released.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist wenigstens eines der Zusatzelemente pulverartig als Ansammlung von Pulverelementen ausgeführt. Die Pulverelemente sind hierbei kleiner, insbesondere sehr viel kleiner, zum Beispiel um den Faktor 10, 20, 50, 100, 1000 oder mehr, als das gesamte Zusatzelement. „Pulverartig“ ist dabei so zu verstehen, dass es sich zum Beispiel um ein teilverfestigtes oder tatsächlich loses Pulver handelt, jedenfalls eine Struktur, welche sich beim Bruchpunkt zu Pulver zersetzt. Insbesondere kann das Zusatzelement neben den Pulverelementen auch weitere Anteile, zum Beispiel keramische Anteile oder Partikel enthalten. Diese Anteile erreichen dann keine Bindung den Pulverelementen und sorgen dafür, dass das Pulver an sich lose bleibt. Dies gilt insbesondere für die Herstellung des Wirkkörpers / Zusatzelements anhand additiver Fertigungsverfahren.In a preferred variant of this embodiment, at least one of the additional elements is designed in powder form as a collection of powder elements. The powder elements are smaller, in particular much smaller, for example by a factor of 10, 20, 50, 100, 1000 or more, than the entire additional element. “Powder-like” is to be understood as meaning, for example, a partially solidified or actually loose powder, or in any case a structure that decomposes into powder at the breaking point. In particular, in addition to the powder elements, the additional element can also contain other components, for example ceramic components or particles. These components then do not bond with the powder elements and ensure that the powder itself remains loose. This applies in particular to the production of the active body/additional element using additive manufacturing processes.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist bzw. wird zumindest ein Teil des Wirkkörpers, insbesondere der gesamte Wirkkörper, durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt. Insbesondere werden also alle Bestandteile, Fragmente, Brücken und Zusatzelemente entsprechend hergestellt. Insbesondere wird eine Sollbruchstelle / Brücke zum Beispiel dadurch hergestellt, dass ein Grundmaterial des Fertigungsverfahrens weniger verfestigt wird als dies bei einem Fragment geschieht. Insbesondere wird zum Beispiel das Material der Brücke weniger verfestigt als das der Fragmente. So kann die Sollbruchstelle auch eine durchgehende Materialschicht sein, die zum Beispiel einen Spalt zwischen Fragmenten vollständig ausfüllt. Die Sollbruchstelle / Brücke ergibt sich dann z.B. alleine durch die bereichsweise weniger stattfindende Verfestigung des Grundmaterials im Spalt im Gegensatz zu den Fragmenten. Durch ein entsprechendes additives Fertigungsverfahren, insbesondere 3D-Druck lassen sich besonders variantenreiche Wirkkörper herstellen.In a preferred embodiment, at least part of the active body, in particular the entire active body, is or is produced by an additive manufacturing process. In particular, all components, fragments, bridges and additional elements are manufactured accordingly. In particular, a predetermined breaking point/bridge is produced, for example, by solidifying a base material of the manufacturing process less than is the case with a fragment. In particular, for example, the material of the bridge is less solidified than that of the fragments. The predetermined breaking point can also be a continuous layer of material that, for example, completely fills a gap between fragments. The predetermined breaking point/bridge is then created, for example, solely by the less solidification of the base material in the gap in some areas compared to the fragments. Using an appropriate additive manufacturing process, especially 3D printing, particularly varied active bodies can be produced.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wirkkörper wenigstens hinsichtlich mindestens zweier der Fragmente und einer der diese Fragmente verbindenden Brücken einstückig ausgeführt. Eine entsprechende Brücke bildet dann eine einstückige Fortsetzung zweier Fragmente. Insbesondere sind alle Fragmente und Brücken einstückig miteinander ausgeführt. Insbesondere ist auch wenigstens eines der Zusatzelemente einstückig hiermit ausgeführt, insbesondere als teilverfestigtes Pulver. Das Pulver ist also z.B. nur so weit im Rahmen additiver Fertigung verfestigt, dass es zwar als einstückig mit weiteren Komponenten (Fragment / Brücke) betrachtet werden kann, beim Bruchpunkt jedoch pulverisiert.In a preferred embodiment, the active body is designed in one piece, at least with regard to at least two of the fragments and one of the bridges connecting these fragments. A corresponding bridge then forms a one-piece continuation of two fragments. In particular, all fragments and bridges are made in one piece with each other. In particular, at least one of the additional elements is designed in one piece with it, in particular as a partially solidified powder. For example, the powder is only solidified to such an extent in the context of additive manufacturing that it can be viewed as one piece with other components (fragment/bridge), but pulverizes at the breaking point.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wirkkörper ein Konstruktionssplitter für das bestimmungsgemäße Geschoss. Mit anderen Worten ist der Wirkkörper ein Splitter des Geschosses, insbesondere dessen Bestandteil bzw. ein Bestandteil von dessen Belegung.In a preferred embodiment, the active body is a construction splitter for the intended projectile. In other words, the active body is a fragment of the projectile, in particular its component or a component of its occupancy.
Die Wirkkörper sind hierbei im Sprengstoff angeordnet. Durch Zündung des Sprengstoffs werden die einzelnen Wirkkörper beschleunigt, ohne dass hierbei die Brücken in den Wirkkörpern brechen. Die Wirkkörper treffen also als Ganzes auf das Ziel.The active bodies are arranged in the explosive. By igniting the explosive, the individual active bodies are accelerated without the bridges in the active bodies breaking. The active bodies hit the target as a whole.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die einzelnen Wirkkörper zusätzlich über weitere, schwächer ausgeführte Sollbruchstellen verbunden sein und so eine Geschosshülle für ein Sprenggeschoss bilden. Bei Zündung des Sprengstoffs brechen die schwächer ausgeführten Brücken, wodurch die Wirkkörper einzeln vorliegen. Der Bruchpunkt der einzelnen Wirkkörper wiederum ist das Auftreffen auf dem Ziel.In a preferred embodiment, the individual active bodies can also be connected via further, weaker predetermined breaking points and thus form a projectile casing for an explosive projectile. When the explosive is ignited, the weaker bridges break, meaning that the active bodies are present individually. The breaking point of the individual active bodies is when they hit the target.
Der Wirkkörper kann insbesondere auch integraler Bestandteil des Geschosses sein.The active body can in particular also be an integral part of the projectile.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das bestimmungsgemäße Geschoss ein sprengstoffloses Geschoss und der Wirkkörper ist zumindest Teil einer, insbesondere eine vollständige, Geschosshülle für das bzw. des bestimmungsgemäßen Geschosses. Insbesondere bildet der Wirkkörper nicht nur eine Geschosshülle des Geschosses, sondern auch dessen Füllung. Der Wirkkörper kann also auch das gesamte Geschoss bilden. Eine Zerlegung des Wirkkörpers findet dann alleine durch einen Bruchpunkt in Form eines bestimmungsgemäßen ballistischen Aufschlags (Impakt) des Geschosses auf einem Ziel statt; Sprengstoff kommt für die Zerlegung / das Trennen der Sollbruchstellen nicht zum Einsatz.In a preferred embodiment, the intended projectile is an explosive-free projectile and the active body is at least part of a, in particular a complete, projectile casing for the intended projectile. In particular, the active body not only forms a shell of the projectile, but also its filling. The active body can also form the entire projectile. The active body is then dismantled solely by a breaking point in the form of a intended ballistic impact (impact) of the projectile on a target; Explosives are not used for dismantling/separating the predetermined breaking points.
So ergeben sich die oben genannten Vorteile des Wirkkörpers insbesondere für Splitter von Geschossen oder Geschosshüllen oder auch gesamte Geschosse.This results in the above-mentioned advantages of the active body in particular for fragments of bullets or bullet casings or even entire bullets.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Wirkkörper innerhalb seiner Umfangsform keinen unbefüllten Hohlraum auf. Hiervon ausgenommen sind Kleinsträume, welche z.B. durch das genannte additive Fertigungsverfahren z.B. in Form von nicht verfestigten Zwischenräumen zwischen Materialanteilen entstehen. Auch Poren in einem Material, Spalte, Toleranzräume zwischen Einzelteilen, usw. sollen nicht als solche „Hohlräume“ verstanden werden. Auch kleine Leerräume in einem Zusatzelement, welche z.B. zwischen Pulverelementen zwangsläufig vorhanden bleiben, stellen keine „Hohlräume“ in diesem Sinne dar. Im Ergebnis gilt also: Hinsichtlich dieser Ausführungsform werden keine bewussten Freiräume / Hohlräume im Wirkelement belassen. Das Wirkelement ist insgesamt - im Rahmen seiner Material-/ Fertigungseigenschaften - ein „Vollmaterial“. Somit dient das gesamte Volumen des Wirkkörpers als Nutzmasse.In a preferred embodiment, the active body does not have an unfilled cavity within its circumferential shape. Excluded from this are small spaces, which arise, for example, as a result of the aforementioned additive manufacturing process, for example in the form of non-solidified spaces between material parts. Pores in a material, gaps, tolerance spaces between individual parts, etc. should not be understood as such “cavities”. Even small empty spaces in an additional element, which inevitably remain present between powder elements, for example, do not represent “cavities” in this sense. The result is: With regard to this embodiment, no deliberate free spaces/cavities are left in the active element. Overall, the active element is a “solid material” within the scope of its material/manufacturing properties. The entire volume of the active body therefore serves as useful mass.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält zumindest ein Bestandteil des Wirkkörpers reaktives Material oder besteht aus reaktivem Material. Bestandteile sind insbesondere Fragmente, Brücken und Zusatzelemente. Das reaktive Material ist dazu eingerichtet, mit einem bestimmungsgemäßen Gegenmaterial reaktiv zu wirken. Das Gegenmaterial ist z.B. durch Bestandteile des Ziels oder durch Bestandteile der Umgebung oder des Inneren des Ziels gebildet. „Reaktiv" ist insbesondere so zu verstehen, dass sich eine chemische Reaktion des Materials am oder mit dem Gegenmaterial einstellt, gegebenenfalls in Verbindung mit einem physikalischen Impakt-Effekt (Energie, die durch Beschleunigung / Verformung des Wirkkörpers / Ziels entsteht). Bei dieser Reaktion erfolgt die Freisetzung von weiterer Energie, insbesondere Wärme, die insbesondere als chemische Energie im reaktiven Material gespeichert ist. Es handelt sich also insbesondere um eine exotherme Reaktion. Alternativ oder zusätzlich ergibt sich ein reaktiv zerstörender, schwächender Effekt an einem bestimmungsgemäßen Material, insbesondere des Ziels. Das reaktive Material ist insbesondere ein pyrophores Material. Das Gegenmaterial ist insbesondere ein Zielmaterial oder eine das Ziel umgebende Atmosphäre / Medium, insbesondere Luftsauerstoff oder Wasser, Treibstoff oder eine Beladung des Ziels, z.B. Munition / Kampfstoffe.In a preferred embodiment, at least one component of the active body contains reactive material or consists of reactive material. Components include, in particular, fragments, bridges and additional elements. The reactive material is designed to have a reactive effect with an intended counter material. The counter material is formed, for example, by components of the target or by components of the environment or the interior of the target. “Reactive” is to be understood in particular as meaning that a chemical reaction of the material occurs on or with the counter material, possibly in connection with a physical impact effect (energy that is created by acceleration/deformation of the active body/target). In this reaction the release of further energy, in particular heat, which is stored in particular as chemical energy in the reactive material. It is therefore in particular an exothermic reaction. Alternatively or additionally, a reactively destructive, weakening effect on a intended material, in particular the target, results The reactive material is in particular a pyrophoric material. The counter material is in particular a target material or an atmosphere/medium surrounding the target, in particular atmospheric oxygen or water, fuel or a load on the target, e.g. ammunition/warfare materials.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Geschoss gemäß Patentanspruch 11. Dieses enthält wenigstens einen erfindungsgemäßen Wirkkörper. Das Geschoss stellt also das oben genannte bestimmungsgemäße Geschoss für den Wirkkörper dar. Das Geschoss und zumindest ein Teil dessen möglicher Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wirkkörper erläutert.The object of the invention is also achieved by a projectile according to claim 11. This contains at least one active body according to the invention. The projectile therefore represents the above-mentioned intended projectile for the active body. The projectile and at least some of its possible embodiments as well as the respective advantages have already been explained in connection with the active body according to the invention.
Ein Geschoss im vorliegenden Sinne ist auch ein so genannter Gefechtskopf, eine Splittermunition bzw. ein Splitter-Gefechtskopf.A projectile in the present sense is also a so-called warhead, a fragmentation ammunition or a fragmentation warhead.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Geschoss wenigstens einen der erfindungsgemäßen Wirkkörper in Form eines Konstruktionssplitters auf. Auch dies wurde bereits oben im Zusammenhang mit dem Wirkkörper als Konstruktionssplitter erläutert. Ein Konstruktionssplitter ist hier insbesondere Teil einer Splitterbelegung des Geschosses. Der Begriff ist jedoch auch weit zu verstehen, in dem der Konstruktionssplitter wenigstens ein Teil einer Geschosshülle oder des Geschosses selbst sein kann.In a preferred embodiment, the projectile has at least one of the active bodies according to the invention in the form of a structural fragment. This has also already been explained above in connection with the active body as a construction splitter. A construction splinter is here in particular part of a splinter coating on the projectile. However, the term can also be understood broadly in that the structural fragment can be at least part of a bullet casing or the bullet itself.
Das Geschoss kann hierbei entweder sprengstofflos ausgeführt sein, jedoch auch Sprengstoff enthalten, insbesondere zur Zerlegung des Geschosses in der Luft. Das Geschoss kann neben den Wirkkörpern auch wenigstens einen klassischen massiven Splitter enthalten, der bzw. die sich bei dem Bruchpunkt des Wirkkörpers selbst nicht weiter in Teilstücke zerlegen. Diese klassischen Splitter sind einstückig und massiv ausgeführt, und entsprechen insofern den Fragmenten, dass sich diese beim Bruchpunkt der Wirkkörper nicht weiter zerlegen usw. Auch die klassischen Splitter sind insbesondere Konstruktionssplitter.The projectile can either be made without explosives, but can also contain explosives, in particular to dismantle the projectile in the air. In addition to the active bodies, the projectile can also contain at least one classic solid fragment, which does not further break down into parts at the breaking point of the active body itself. These classic splitters are made in one piece and solid, and correspond to the fragments in that they do not disintegrate further at the breaking point of the active body, etc. The classic splitters are also particularly construction fragments.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Geschoss sprengstofflos ausgeführt. Auch diese Ausführungsform wurde oben bereits erläutert.In a preferred embodiment, the projectile is designed without explosives. This embodiment has also already been explained above.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wirkkörpers. Bei dem Verfahren wird zumindest ein Teil des Wirkkörpers, insbesondere der gesamte Wirkkörper, durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt. Auch diese Vorgehensweise wurde oben bereits erläutert.The object of the invention is also achieved by a method for producing an active body according to the invention. In the method, at least part of the active body, in particular the entire active body, is produced by an additive manufacturing process. This procedure has also already been explained above.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Wirkkörpers. Bei dem Verfahren bestehen zwei Optionen:
- 1.) Entweder wird/werden der/die Wirkkörper als Teil des Geschosses zusammen mit diesem auf ein bestimmungsgemäßes Ziel hin abgeschossen. Der Bruchpunkt ist dann das bestimmungsgemäße Auftreffen des/der Wirkkörper(s) auf das Ziel. Insbesondere erfolgt hierbei ein Brechen der Sollbruchstellen durch die beim Auftreffen entstehende Impakt-Energie.
- 2.) In der zweiten Verfahrensvariante wird/werden der/die Wirkkörper als Teil des Geschosses zusammen mit diesem abgeschossen. Hierbei wird jedoch ein Geschoss verwendet, welches auch Sprengstoff enthält. Der/die Wirkkörper wird/werden hierbei durch Umsetzung des Sprengstoffs beschleunigt, jedoch erfolgt keine Zerlegung des/der Wirkkörper(s) selbst bei der Umsetzung. Der Bruchpunkt des/der Wirkkörper(s) liegt auch hier beim Auftreffen auf das Ziel.
- 1.) Either the active body(s) is/are fired as part of the projectile together with it towards an intended target. The breaking point is then the intended impact of the active body(s) on the target. In particular, the predetermined breaking points are broken by the impact energy generated upon impact.
- 2.) In the second method variant, the active body(s) is/are fired as part of the projectile together with it. However, this uses a bullet that also contains explosives. The active body(s) is/are accelerated by the reaction of the explosive, but the active body(s) themselves are not dismantled during the reaction. The breaking point of the active body(s) is also here when it hits the target.
Für den Fall, dass die einzelnen Wirkkörper über schwächer ausgeführte Brücken zu einer Hülle verbunden sind, erfolgt durch das Umsetzen des Sprengstoffs ein Aufbrechen der schwächer ausgeführten Brücken, so dass die Wirkkörper vereinzelt werden. Der Bruchpunkt der Wirkkörper ist wieder das Auftreffen auf das Ziel.In the event that the individual active bodies are connected to a shell via weaker bridges, the reaction of the explosive causes the weaker bridges to be broken, so that the active bodies are separated. The breaking point of the active bodies is again when they hit the target.
Auch dieses Verfahren bzw. seine beiden Optionen wurden bereits oben im Zusammenhang mit dem Wirkkörper bzw. dem Geschoss, auch hinsichtlich ihrer Vorteile, erläutert.This method and its two options have already been explained above in connection with the active body or the bullet, also with regard to their advantages.
Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen, Beobachtungen bzw. Überlegungen und weist noch die nachfolgenden bevorzugten Ausführungsformen auf. Diese Ausführungsformen werden dabei teils vereinfachend auch „die Erfindung“ genannt. Die Ausführungsformen können hierbei auch Teile oder Kombinationen der oben bereits genannten Ausführungsformen enthalten oder diesen entsprechen und/oder gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen einschließen.The invention is based on the following findings, observations and considerations and also has the following preferred embodiments. To simplify matters, these embodiments are also called “the invention”. The embodiments can also contain parts or combinations of the above-mentioned embodiments or correspond to them and/or possibly also include previously unmentioned embodiments.
Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen: Zentraler Punkt der Auslegung von Splittermunition bzw. Splittergefechtsköpfen ist in der Praxis meist die Eindringleistung der Splitter in die zu bekämpfenden Ziele. Bei entsprechend geschützten Zielen werden hierzu vergleichsweise große Splitter benötigt, was zu Lasten der Splitteranzahl geht. Im Ziel selbst sind hingegen meist weniger große Splitter notwendig um dort eine Schädigung zu erreichen. Der einzelne große Splitter ist hier überdimensioniert, eine größere Anzahl kleinerer Splitter innerhalb des Ziels wäre von Vorteil. Dieser Nachteil kommt umso mehr zum Tragen, wenn der Splitter auf weniger massive Ziele trifft, als für die Auslegung angenommen. Hierbei durchschlägt ein konventioneller Splitter das Ziel vollständig, d.h. dringt in das Ziel ein und verlässt dieses auf der Rückseite bei lediglich geringer Zielschädigung und ohne seine Energie im Ziel zu verbrauchen.The invention is based on the following findings: In practice, the central point in the design of fragmentation ammunition or fragmentation warheads is usually the penetration performance of the fragments into the targets to be combated. For appropriately protected targets, comparatively large fragments are required, which affects the number of fragments. In the target itself, however, fewer large splinters are usually necessary to cause damage there. The single large splinter is oversized here; a larger number of smaller splinters within the target would be an advantage. This disadvantage becomes even more important if the fragment hits less massive targets than assumed for the design. Here, a conventional fragment penetrates the target completely, i.e. penetrates the target and leaves the back of the target with only minor damage to the target and without using up its energy in the target.
Bisher werden Splitter in der Praxis also anhand der erforderlichen Durchschlagsleistung dimensioniert und als „Vollmaterial“ (sich nicht weiter zerlegendes Objekt) hergestellt.So far, in practice, splinters have been dimensioned based on the required penetration power and manufactured as a “solid material” (object that does not decompose further).
Die Erfindung beruht auf der folgenden Idee: Um diesen Umstand auszugleichen, besteht die Möglichkeit, die einzelnen großen Splitter in Form von Wirkkörpern auszuführen und mit Sollbruchstellen im Inneren (innerhalb der Oberfläche des Wirkkörpers) zu versehen. Hierdurch zerbricht der große Wirkkörper / Splitter insbesondere während des Durchschlagens der massiven Außenstruktur des Ziels in eine definierte Anzahl kleinerer Fragmente (vergleichsweise kleinere Splitter), wodurch die Ausfallwahrscheinlichkeit von Komponenten im Zielinneren aufgrund der größeren Splitteranzahl erhöht werden kann.The invention is based on the following idea: In order to compensate for this circumstance, it is possible to design the individual large fragments in the form of active bodies and with predetermined breaking points inside (within the surface of the active body). body). As a result, the large active body / splinter breaks into a defined number of smaller fragments (comparatively smaller splinters), particularly when it penetrates the massive external structure of the target, which can increase the probability of failure of components inside the target due to the larger number of splinters.
Die Erfindung beruht auch auf der Idee, dass die Möglichkeit zur Realisierung von Sollbruchstellen im Inneren von Wirkkörpern (Splittern) durch additive Fertigungsverfahren (z.B. 3D-Druck) zu bewerkstelligen. Die Anwendung kann in Form von Wirkkörpern als Konstruktionssplittern für Munition oder Gefechtsköpfe erfolgen. Die additive Fertigungstechnik erlaubt weiterhin die Erzeugung einer Bandbreite verschiedener Fragmentgrößen (Sekundärsplittergrößen) in einem einzigen Wirkkörper. Durch die Auslegung der inneren Struktur (Fragmente, Brücken, Zusatzelemente, ...) können somit kleinere Fragmente (Splitter) erzeugt werden, ohne dass diese Fragmentmasse (Splittermasse) am größeren Wirkkörper (also einem einzigen größeren Splitter) bereits bei der Konstruktion nicht mehr zur Verfügung steht. Mit anderen Worten hat die Masse des Wirkkörpers damit eine Doppelfunktion:
- Einerseits stellt sie als Gesamtmasse einen vergleichsweise massereichen großen Wirkkörper (Groß-Splitter, z.B. Durchschlagen einer Panzerung eines Fahrzeugs) dar. Nach Zerlegung wirkt die selbe (Gesamt-)Masse nochmals in kleineren Fragmenten (Klein-Splitter, z.B. Wirkung im von der Panzerung umgebenen Innenraum des Fahrzeugs) fort.
- On the one hand, as a total mass, it represents a comparatively massive large active body (large fragments, e.g. piercing the armor of a vehicle). After disassembly, the same (total) mass acts again in smaller fragments (small fragments, e.g. effect in the area surrounded by the armor). interior of the vehicle).
Das gleiche Prinzip kann anstatt für Splitter auch für Wirkkörper in Form von klein - / mittelkalibrigen - insbesondere sprengstofflosen - Geschossen bzw. deren Teilen- / Hüllen angewendet werden. Statt eines Splitters (Wirkkörper) ist hierbei z.B. das Geschoss selbst als Wirkkörper mit innenliegenden Sollbruchstellen versehen. Während das - abgesehen von den Sollbruchstellen - massive Geschoss zunächst über eine hohe Durchschlagsleistung verfügt, führen die, insbesondere durch additive Fertigung / 3D-Druck des Geschosskörpers ermöglichten, Sollbruchstellen zu einer definierten Zerlegung des Geschosses beim Durchschlagen von ausreichend massiven Zielen, um im Inneren des Ziels durch eine Vielzahl an Splittern (Fragmenten) zu wirken.Instead of splinters, the same principle can also be used for active bodies in the form of small / medium caliber - especially explosive-free - bullets or their parts / casings. Instead of a splinter (active body), for example, the bullet itself is provided as an active body with internal predetermined breaking points. While the massive bullet - apart from the predetermined breaking points - initially has a high penetrating power, the predetermined breaking points, made possible in particular by additive manufacturing / 3D printing of the bullet body, lead to a defined breakdown of the bullet when it penetrates sufficiently massive targets to penetrate inside the target through a large number of splinters (fragments).
Gemäß der Erfindung ergeben sich damit Wirkkörper (Splitter) mit integrierten Sollbruchstellen für optimierte Wirkung im Ziel durch definierte Fragmentierung der Wirkkörper in Fragmente beim Zieldurchschlag.According to the invention, this results in active bodies (splitters) with integrated predetermined breaking points for optimized effect on the target through defined fragmentation of the active bodies into fragments during target penetration.
Die Wirkkörper enthalten also Sollbruchstellen im Inneren. Beim Durchschlagen einer Zielstruktur fragmentieren die einzelnen Wirkkörper entsprechend den Sollbruchstellen in eine definierte Anzahl kleinerer Fragmente (Splitter). Hierdurch wird die Splitteranzahl und damit auch die Wirkung im Ziel erhöht. Es werden also Wirkkörper mit Sollbruchstellen im Inneren der einzelnen Wirkkörper insbesondere mittels additiver Fertigung (3D-Druck) hergestellt.The active bodies therefore contain predetermined breaking points inside. When a target structure is penetrated, the individual active bodies fragment into a defined number of smaller fragments (splinters) according to the predetermined breaking points. This increases the number of splinters and thus the effect on the target. Active bodies with predetermined breaking points inside the individual active bodies are produced, in particular using additive manufacturing (3D printing).
Gemäß der Erfindung ergibt sich eine hohe Wirkkörper-(Splitter-)Durchschlagsleistung bei gleichzeitig hoher Wirkung (Fragmente) innerhalb des Ziels. Die Fragmentanzahl (Splitteranzahl) im Inneren eines Ziels kann erhöht werden, ohne reduzierte Durchschlagsleistung des noch unzerlegten Wirkkörpers (Groß-Splitter).According to the invention, there is a high active body (fragment) penetration power with at the same time high impact (fragments) within the target. The number of fragments (number of fragments) inside a target can be increased without reducing the penetration capacity of the still undisassembled active body (large fragments).
Die Wirkkörper bilden insbesondere eine Splitterbelegung, eine Geschosshülle oder ein Geschoss.The active bodies in particular form a fragment coating, a projectile casing or a projectile.
Die Erfindung beruht weiterhin auf folgender Idee:
- Entscheidend für die Wirkung von reaktiven Splittern ist das Sicherstellen einer möglichst vollständigen Reaktion des reaktiven Materials innerhalb des Ziels. Dies kann insbesondere bei mit Luft reagierenden Materialien durch Zerlegung des Wirkkörpers (Groß-Splitters) beim Zieldurchschlag erreicht werden.
- Crucial to the effectiveness of reactive fragments is ensuring that the reactive material within the target reacts as completely as possible. This can be achieved, particularly in the case of materials that react with air, by dismantling the active body (large fragments) during the target penetration.
Durch additive Fertigung (3D-Druck) sind hierbei folgende, für die Umsetzung positive Aspekte nutzbar:
- - Einbringen innenliegender Sollbruchstellen,
- - Unverbundenes, loses Pulver innerhalb der Wirkkörper, z.B. in den Sollbruchstellen (als Teil / Material der Sollbruchstellen bzw. Brücken),
- - Schwache, unvollständige Verbindung der einzelnen Pulverelemente (Pulverkörner) zueinander (durch Einstellung der Prozessparameter oder durch Einbringen von keramischen Partikeln, welche keine Bindung erreichen).
- - Introduction of internal predetermined breaking points,
- - Unconnected, loose powder within the active bodies, e.g. in the predetermined breaking points (as part/material of the predetermined breaking points or bridges),
- - Weak, incomplete connection of the individual powder elements (powder grains) to one another (by adjusting the process parameters or by introducing ceramic particles that do not bond).
Bereits im Einzelnen, jedoch vor allem durch Kombination der genannten Punkte kann hierdurch ein hoher Anteil der reaktiven Masse beim bzw. nach dem Bruchpunkt zur Reaktion gebracht werden:Already in detail, but above all by combining the points mentioned, a high proportion of the reactive mass can be caused to react at or after the breaking point:
Z.B.: Beim additiven Fertigen (3D-Druck) unverbundenes Pulver im Bereich der Sollbruchstellen liegt direkt als pyrophores Material vor und kommt mit Freisetzung bei der Zerlegung beim Zieldurchschlag sofort zur Reaktion. Die hierdurch entstehende Temperaturerhöhung kann hierbei wiederum zum Starten der Reaktion von größeren Fragmenten (Splitter-Bruchstücken) aus schwach verbundenen Pulverbereichen (z.B. Teile einer gebrochenen Brücke, Teile eines Zusatzelements) führen. Größere Bruchstücke (z.B. Fragmente), welche für eine ausreichende Strukturfestigkeit notwendig sind, kommen schließlich beim Auftreffen auf Strukturen im Zielinneren zur Reaktion.E.g.: During additive manufacturing (3D printing), unconnected powder in the area of the predetermined breaking points is present directly as a pyrophoric material and reacts immediately with release during disassembly when the target is penetrated. The resulting A constant increase in temperature can in turn lead to the start of the reaction of larger fragments (splinter fragments) from weakly connected powder areas (e.g. parts of a broken bridge, parts of an additional element). Larger fragments (e.g. fragments), which are necessary for sufficient structural strength, ultimately react when they hit structures inside the target.
Das gleiche Prinzip kann anstatt für Wirkkörper in Form von Splittern auch für Wirkkörper in Form von klein- / mittelkalibrigen Geschossen (oder Geschosshüllen) angewendet werden. Statt eines Splitters ist hierbei das Geschoss selbst als bzw. mit einem Wirkkörper wie oben beschrieben aufgebaut. Während das abgesehen von den Sollbruchstellen massive Geschoss (Wirkkörper) zunächst über eine hohe Durchschlagsleistung verfügt, führt die beim Durchschlag eintretende Zerlegung infolge der Schockbelastung und Verformung zur Freisetzung des pyrophoren Pulvers und zur Umsetzung des reaktiven Materials (z.B. auch der Fragmente).The same principle can also be applied to active bodies in the form of small / medium caliber bullets (or bullet casings) instead of for active bodies in the form of fragments. Instead of a fragment, the bullet itself is constructed as or with an active body as described above. While the bullet (active body), which is solid apart from the predetermined breaking points, initially has a high penetrating power, the disintegration that occurs during penetration as a result of the shock load and deformation leads to the release of the pyrophoric powder and the conversion of the reactive material (e.g. also the fragments).
Somit ergeben sich beim Zieldurchschlag zerlegende, insbesondere durch additive Fertigungsverfahren hergestellte Wirkkörper (Splitter, Geschoss) aus reaktivem Material. Reaktive Wirkkörper eines Gefechtskopfes oder einer Munition werden durch additive Fertigung (z.B. mittels 3D-Druck) mit makro- / mikroskopischen Sollbruchstellen und unverbundenen Bereichen (Zusatzelement) versehen. Beim Durchschlagen einer Zielstruktur kann damit eine starke Fragmentierung des Wirkkörpers und die Freisetzung von Zusatzelementen (z.B. losem Pulver) erreicht werden. Hierdurch kommt das reaktive Material innerhalb des Ziels verbessert zur Umsetzung.This results in decomposing active bodies (fragments, bullets) made of reactive material when the target is penetrated, in particular produced using additive manufacturing processes. Reactive active bodies of a warhead or ammunition are provided with macro/microscopic predetermined breaking points and unconnected areas (additional elements) through additive manufacturing (e.g. using 3D printing). When a target structure is penetrated, strong fragmentation of the active body and the release of additional elements (e.g. loose powder) can be achieved. This results in improved implementation of the reactive material within the target.
Gemäß der Erfindung ergibt sich das Erreichen der Umsetzung eines reaktiven Wirkkörpers / Fragments / Zusatzelements (Splitter) auch innerhalb dünnwandiger Zielstrukturen (Zerlegung in Fragmente an der dünnen Wand, Wirkung der Fragmente im hinter der Wand liegenden Raum).According to the invention, the implementation of a reactive active body/fragment/additional element (splitter) can also be achieved within thin-walled target structures (decomposition into fragments on the thin wall, effect of the fragments in the space behind the wall).
Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, dass in der Praxis bisher ein solcher Effekt - wenn überhaupt - lediglich durch die Nutzung von Materialien mit spröden mechanischen Eigenschaften erreichbar war.The invention is based on the observation that in practice such an effect - if at all - could only be achieved through the use of materials with brittle mechanical properties.
Gemäß der Erfindung werden also insbesondere Wirkkörper mit Sollbruchstellen, schwach und unverbundenem Pulver im Inneren additiv (z.B. mittels 3D-Druck) hergestellt. Hierdurch erfolgt eine starke Zerlegung beim Zieldurchschlag in kleinere Fragmente (Splitterbruchstücke) und die Freisetzung von losem Pulver.According to the invention, in particular active bodies with predetermined breaking points, weak and unconnected powder inside are produced additively (e.g. using 3D printing). This results in a strong breakdown when the target is penetrated into smaller fragments (fragments) and the release of loose powder.
Es wird erreicht, dass der Wirkkörper beim Eindringen in das Ziel so stark zerlegt wird, dass die Fragmente / Zusatzelemente (Bruchstücke) zu reagieren beginnen bzw. die verbleibenden Bruchstücke (Fragmente, Teile von Brücken, etc.) beim Auftreffen auf Strukturen im Zielinneren reagieren, anstatt wie größere Splitterfragmente (z.B. unzerlegte Groß-Splitter, vergleichbar einem Wirkkörper ohne Sollbruchstellen) das Ziel vollständig ohne weitere Wirkung zu durchschlagen.What is achieved is that the active body is broken down so much when it penetrates the target that the fragments / additional elements (fragments) begin to react or the remaining fragments (fragments, parts of bridges, etc.) react when they hit structures inside the target , instead of completely penetrating the target without any further effect like larger splinter fragments (e.g. undisassembled large splinters, comparable to an active body without predetermined breaking points).
Es erfolgt also eine Optimierung der Reaktion durch einen angepassten Wirkkörperaufbau insbesondere mittels additiver Fertigung (3D-Druck).The reaction is optimized through an adapted active body structure, particularly using additive manufacturing (3D printing).
Auch hier bilden die Wirkkörper insbesondere eine Splitterbelegung, eine Geschosshülle oder ein Geschoss.Here too, the active bodies in particular form a fragment coating, a projectile casing or a projectile.
Als reaktives Material können zum Beispiel Mischungen geeigneter Metalle (Ta, Al, Ti, Zr, W, Hf) und Metallverbindungen zum Einsatz kommen. Die zusätzliche Energiefreisetzung nach Impakt hängt von der umgebenden Atmosphäre (z.B. Sauerstoff) ab. Die intermetallische Reaktion ist unabhängig von der Fragmentierung. Die Freisetzung der zusätzlichen chemischen Energie bei der Verbrennung mit Sauerstoff erfolgt i.d.R. umso schneller und vollständiger, je feiner das reaktive Material nach Impakt fragmentiert ist.For example, mixtures of suitable metals (Ta, Al, Ti, Zr, W, Hf) and metal compounds can be used as reactive materials. The additional energy release after impact depends on the surrounding atmosphere (e.g. oxygen). The intermetallic reaction is independent of fragmentation. The release of the additional chemical energy during combustion with oxygen usually occurs faster and more completely, the finer the reactive material is fragmented after impact.
Bei Verwendung als (reaktive) Splitterbelegung gilt:
- Die Splitterbelegung des Geschosses / Gefechtskopfs kann aus einzelnen vorgeformten (und mit mikroskopischen / makroskopischen Sollbruchstellen versetzten) Wirkkörpern (Splittern) bestehen. Genauso ist aber auch eine durchgehende Hülle mit Sollbruchstellen als Wirkkörper denkbar, die bei auftretenden Beschleunigungskräften zur Strukturfestigkeit des Systems beiträgt. Die Sollbruchstellen der Hülle sind dann so zu gestalten, dass sie sich bei Detonation des Wirkkörpers / Wirkteils in einzelne Splitter (Fragmente) zerlegt, die dann bei Aufschlag im Ziel wirken, insbesondere noch weiter fragmentieren. Zudem kann die Wirkung auf das Ziel durch Anpassung von Splittergrößen bzw. Sollbruchstellen in der Geschosshülle optimiert werden. Je nach Ziel könnte die Wirksamkeit des Geschosses auch durch eine Mischung von konventionellen Splittern und über Sollbruchstellen geschwächte (reaktive) Wirkkörper (Splitter) erhöht werden. Die Dichte des Splittermaterials ist hierbei ein weiterer Designparameter.
- The fragmentation of the projectile/warhead can consist of individual preformed active bodies (fragments) (and offset with microscopic/macroscopic predetermined breaking points). Likewise, a continuous shell with predetermined breaking points is also conceivable as an active body, which contributes to the structural strength of the system when acceleration forces occur. The predetermined breaking points of the casing must then be designed in such a way that when the active body/active part detonates, it breaks down into individual splinters (fragments), which then have an impact on the target, in particular fragmenting even further. In addition, the effect on the target can be optimized by adjusting fragment sizes or predetermined breaking points in the bullet casing. Depending on the target, the effectiveness of the bullet could also be increased by a mixture of conventional fragments and (reactive) active bodies (fragments) weakened via predetermined breaking points. The density of the splinter material is another design parameter.
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
-
1 ein Geschoss mit Wirkkörper in Form eines Konstruktionssplitters in perspektivischer Ansicht, -
2 einen alternativen Wirkkörper in Form eines Konstruktionssplitters in perspektivischer Ansicht, -
3 einen Schnitt durchden Wirkkörper aus 2 , -
4 einen Schnitt durch einen alternativen Wirkkörper in Form eines Konstruktionssplitters, -
5 einen Wirkkörper in Form eines Geschosses in perspektivischer Ansicht, -
6a einen Wirkkörper bei einem Abschuss und Flug auf ein Ziel hin mit Bruchpunkt bei Aufschlag auf das Ziel im Fall der Zündung von Sprengstoff, und -
6b einen rein ballistischen Bruchpunkt sowie Fragmente eines Wirkkörpers in einem Innenraum des Ziels aus6a .
-
1 a bullet with an active body in the form of a construction fragment in a perspective view, -
2 an alternative active body in the form of a construction fragment in a perspective view, -
3 a cut through theactive body 2 , -
4 a section through an alternative active body in the form of a construction fragment, -
5 an active body in the form of a projectile in a perspective view, -
6a an active body during a launch and flight towards a target with a breaking point when impacting the target in the event of explosives being detonated, and -
6b a purely ballistic break point as well as fragments of an active body in an interior of the target6a .
Der Wirkkörper 8 enthält eine Vielzahl von Brücken 12; die in der Figur zur Verdeutlichung vergrößert dargestellt sind. Jeweils benachbarte Fragmente 10 sind über die Brücken 12 zunächst mechanisch fest miteinander verbunden. Die Brücken 12 selbst bilden Sollbruchstellen im Wirkkörper 8 zwischen den Fragmenten 10. Hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit und der mechanischen Festigkeit der Anbindung der Brücken 12 an die Fragmente 10 sind diese wie folgt eingerichtet (siehe hierzu auch
Dieser ist in
Durch den Impakt-Schock an der Panzerung 24, also die ballistisch wirkende Energie, brechen die Brücken 12 in Form der Sollbruchstellen während des Durchdringens der Panzerung 24 auf. Die Fragmente 10 werden nicht länger zusammengehalten und vereinzeln sich. Der Wirkkörper löst sich mit anderen Worten in seine Fragmente 10 auf. Diese allerdings zerteilen sich nicht weiter; sie sind mechanisch stabil und wirken nunmehr als Einzelsplitter, vergleichbar mit herkömmlichen Konstruktionssplittern vergleichsweise geringer Masse.Due to the impact shock on the
Damit dient der fest zusammenhaltende Wirkkörper 8 vergleichsweise großer Masse zum anfänglichen Durchschlagen der Panzerung 24. Nachdem der Wirkkörper 8 diese Aufgabe erfüllt hat, zerlegt es sich anhand der Sollbruchstellen bzw. Brücken 12 in die Fragmente 10, welche jeweils für sich dann im Innenraum 26 ihre Wirkung gegen Komponenten 28 im Innenraum 26 entfalten (nur eine einzige symbolisch dargestellt). Solche sind hier elektronische Geräte und andere Inneneinbauten des Ziels 22.The firmly holding
Weiterhin enthält der Innenraum 36 noch zwei Zusatzelemente 38a,b. Die Zusatzelemente 38a,b sind pulverartig als Ansammlung von Pulverelementen 40 (in der Figur nur einige davon symbolisch angedeutet) ausgeführt. Die Pulverelemente 40 sind sehr viel kleiner als das gesamte Zusatzelement 38a,b. Das Zusatzelement 38a ist ein teilverfestigtes Pulver aus den Pulverelementen 40, welche zunächst eine insofern feste Masse bildet, die sich jedoch beim Zieldurchschlag gemäß
Die in den
In den
In diesem Sinne sind die Wirkkörper 8 nach den
Die Splitterbelegung 6 des Geschosses 2 weist neben den Wirkkörpern 8 auch Konstruktionssplitter 7 in klassischer massiver Ausführung auf. In der
Die Wirkkörper 8 (hier beispielhaft der gemäß
Im Beispiel gemäß der
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 22
- Geschossbullet
- 44
- GeschosshülleBullet casing
- 66
- SplitterbelegungSplitter occupancy
- 77
- KonstruktionssplitterConstruction fragments
- 88th
- Wirkkörperactive body
- 1010
- Fragmentfragment
- 1212
- BrückeBridge
- 1414
- AbschussLaunch
- 1616
- RohrwaffePipe weapon
- 1818
- FlugFlight
- 2020
- BruchpunktBreaking point
- 2222
- ZielGoal
- 2323
- Umgebung (des Ziels)Environment (of the target)
- 2424
- PanzerungArmor
- 2626
- Innenrauminner space
- 2828
- Komponentecomponent
- 3030
- Sprengstoffexplosive
- 3232
- UmfangsformCircumferential shape
- 3434
- AußenschichtOuter layer
- 3535
- Umgebung (des Wirkkörpers)Environment (of the active body)
- 3636
- Innenraum (der Außenschicht)Interior (the outer layer)
- 38a,b38a,b
- ZusatzelementAdditional element
- 4040
- PulverelementPowder element
- 4242
- Hohlraumcavity
- 4444
- GegenmaterialCounter material
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010027580 A1 [0002]DE 102010027580 A1 [0002]
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- 2023-06-14 EP EP23179254.0A patent/EP4296607A1/en active Pending
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Also Published As
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EP4296607A1 (en) | 2023-12-27 |
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