DE102022003489A1 - PELE bullet with reactive material - Google Patents
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Abstract
Ein PELE-Geschoss (4) mit einem sich entlang einer Längsachse (16) erstreckenden Kern (18), wobei zumindest ein Abschnitt (20a) dessen als ein Passivkern (22) aus einem inkompressiblen passiven Kernmaterial ausgeführt ist, mit einer sich entlang der Längsachse (16) erstreckenden Hülle (24), die den Kern (18) radial außen umgibt, wobei zumindest ein Abschnitt (26a) der Hülle (24) als eine Passivhülle (28) aus einem passiven Hüllmaterial ausgeführt ist, wobei das Kernmaterial eine geringere Dichte und Penetrationsfähigkeit und endballistische Wirksamkeit als das Hüllmaterial aufweist, enthält wenigstens ein Reaktivelement (30) aus Reaktivmaterial, das kein Explosivstoff ist und das ausschließlich bei einem bestimmungsgemäßen Auftreffen des Geschosses (4) auf ein Ziel (10) unter Einwirkung einer Impaktenergie (36) und/oder durch Reaktion mit einem Bestandteil (38) seiner Impaktumgebung (50) mit einer Freisetzung von Wärme (32) und / oder einer Volumenexpansion (34) reagiert.Eine Munition (2) enthält das Geschoss (4) und eine Ladung (6) zu dessen Antrieb.A PELE projectile (4) with a core (18) extending along a longitudinal axis (16), at least a section (20a) of which is designed as a passive core (22) made of an incompressible passive core material, with a core (18) extending along the longitudinal axis (16) extending shell (24) which surrounds the core (18) radially on the outside, at least a section (26a) of the shell (24) being designed as a passive shell (28) made of a passive shell material, the core material having a lower density and has penetration capability and ultimate ballistic effectiveness as the shell material, contains at least one reactive element (30) made of reactive material which is not an explosive and which only occurs when the projectile (4) hits a target (10) as intended under the influence of an impact energy (36) and /or reacts by reacting with a component (38) of its impact environment (50) with a release of heat (32) and/or a volume expansion (34). An ammunition (2) contains the projectile (4) and a charge (6) to drive it.
Description
Die Erfindung betrifft ein Geschoss (bzw. einen Gefechtskopf), das nach dem PELE-Prinzip (Penetrator mit Erhöhtem Lateralem Effekt) ausgeführt ist bzw. arbeitet.The invention relates to a projectile (or a warhead) that is designed or works according to the PELE principle (Penetrator with Increased Lateral Effect).
Die
Auch die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verbesserungen in Bezug auf ein nach dem PELE-Prinzip ausgeführtes bzw. arbeitendes Geschoss vorzuschlagen.The object of the present invention is to propose improvements in relation to a projectile designed or operating according to the PELE principle.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Geschoss gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.The object is achieved by a projectile according to patent claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention and other categories of invention emerge from the further claims, the following description and the attached figures.
Das Geschoss ist ausgeführt bzw. arbeitet nach dem Pele-Prinzip (Penetrator mit Erhöhtem Lateralem Effekt). Das Geschoss kann auch in Form eines Gefechtskopfes ausgeführt sein, der der Einfachheit halber hier ebenfalls in diesem Sinne als „Geschoss“ bezeichnet wird. Das Geschoss erstreckt sich entlang einer Längsachse. Diese Längsachse entspricht der bestimmungsgemäßen Flugrichtung des Geschosses bei dessen Einsatz / Flug / Abschuss aus einer das Geschoss enthaltenden Munition.The bullet is designed or works according to the Pele principle (penetrator with increased lateral effect). The projectile can also be designed in the form of a warhead, which for the sake of simplicity is also referred to here as a “projectile” in this sense. The bullet extends along a longitudinal axis. This longitudinal axis corresponds to the intended direction of flight of the projectile when it is used/flighted/fired from ammunition containing the projectile.
Das Geschoss enthält einen sich entlang der Längsachse erstreckenden Kern. Zumindest ein (oder mehrere oder alle) Abschnitte des Kerns ist als ein Passivkern ausgeführt. Der Passivkern besteht aus einem inkompressiblen passiven Kernmaterial. „Inkompressibel“ ist hier im Rahmen der Erfordernisse der Umsetzung des PELE-Prinzips zu verstehen, wie es unten erläutert wird. „Passiv“ ist hier in dem Sinne zu verstehen, dass das Material kein Explosivstoff und auch kein Reaktivmaterial ist, wie es weiter unten erläutert wird. Insbesondere ist es ein Material, welches bei einem bestimmungsgemäßen Einschlag in einem Ziel ausschließlich ballistische Wirkung zeigt, jedoch keinerlei Explosion oder sonstige Reaktion innerhalb des Materials oder mit anderen Materialien aufweist, wie sie unten für das Reaktivmaterial beschrieben werden. „Ziel“ ist das Objekt, welches mit dem Geschoss beschossen wird und bekämpft werden soll. Dabei wird für die vorliegenden Erläuterungen davon ausgegangen, dass das Ziel tatsächlich bestimmungsgemäß vom Geschoss getroffen wird.The projectile contains a core extending along the longitudinal axis. At least one (or several or all) sections of the core are designed as a passive core. The passive core consists of an incompressible passive core material. "Incompressible" is to be understood here in the context of the requirements for implementing the PELE principle, as explained below. "Passive" is to be understood here in the sense that the material is neither an explosive nor a reactive material, as explained below. In particular, it is a material which, when struck as intended, only has a ballistic effect on a target, but does not exhibit any explosion or other reaction within the material or with other materials, as described below for the reactive material. "Target" is the object that is shot at and is to be attacked with the projectile. For the purposes of these explanations, it is assumed that the target is actually hit by the projectile as intended.
Das Geschoss enthält eine sich entlang der Längsachse erstreckende Hülle. Die Hülle umgibt den Kern radial außen. „Umgibt radial“ ist hier in dem Sinne zu verstehen, dass die Hülle - in Radialrichtung auf die Längsachse bezogen - radial außerhalb des Kerns angeordnet ist, diesen also insbesondere ring- oder mantelförmig umgibt. Dabei kann jedoch ein Teil des Kerns auch ohne radial äußere Hülle ausgeführt sein und / oder ein Teil der Hülle radial einwärts keinen Kern umgeben. Zumindest ein (oder mehrere oder alle) Abschnitt der Hülle ist als eine Passivhülle ausgeführt. Die Passivhülle besteht aus einem passiven Hüllmaterial. „Passiv“ ist hierbei sinngemäß wie oben in Bezug auf das Kernmaterial zu verstehen. Das Hüllmaterial ist insbesondere Stahl.The bullet contains a casing extending along the longitudinal axis. The shell surrounds the core radially on the outside. “Surrounds radially” is to be understood here in the sense that the shell - in the radial direction relative to the longitudinal axis - is arranged radially outside the core, i.e. surrounds it in particular in a ring or jacket shape. However, a part of the core can also be designed without a radially outer shell and / or a part of the shell cannot surround a core radially inward. At least one (or several or all) sections of the shell are designed as a passive shell. The passive shell consists of a passive shell material. “Passive” is to be understood in the same way as above in relation to the core material. The shell material is in particular steel.
Das Kernmaterial weist eine - insbesondere wesentlich (Faktor 5, 10, 20, 50, 100 oder mehr) geringere Dichte und Penetrationsfähigkeit und endballistische Wirksamkeit als das Hüllmaterial auf. Die Unterschiede müssen in dem Maße gewährt werden, dass sich im Ergebnis im Geschoss das PELE-Prinzip ergibt, daher gilt: „Penetrationsfähigkeit“ ist hier so zu verstehen, dass bei Auftreffen gleicher Körper aus den beiden Materialien auf ein Ziel der eine aus Hüllmaterial das Ziel besser, weiter, schneller als der andere Körper aus Kernmaterial penetriert. Im entsprechenden Sinne ist die „endballistische Wirksamkeit“ zu verstehen, nur bezogen auf die ballistische Auswirkung der Körper auf das Ziel anstelle der Penetration an sich.The core material has a - in particular significantly (
Das Geschoss enthält wenigstens ein Reaktivelement aus Reaktivmaterial. Das Reaktivmaterial ist kein Explosivstoff. Ausschließlich bei einem bestimmungsgemäßen Auftreffen des Geschosses auf ein Ziel oder bei Eintritt eines diesbezüglich vergleichbaren Ereignisses gilt folgendes: Nur unter der Einwirkung einer betreffenden Impaktenergie (erzeugt durch Aufschlag / Durchschlag des Geschosses am Ziel oder ein vergleichbares Ereignis) auf das Reaktivmaterial und/oder durch Reaktion des Reaktivmaterials mit einem Bestandteil einer Impaktumgebung (Umgebung des Materials beim Einschlag im Ziel, ggf. nur unter den Randbedingungen eines tatsächlichen Einschlags / Impaktenergie) des Reaktivmaterials reagiert dieses mit einer Freisetzung von Wärme und / oder einer Volumenexpansion. In anderen Situationen, in denen also insbesondere weniger als eine bestimmungsgemäße Impaktenergie am Reaktivmaterial erzeugt wird oder das Reaktivmaterial nicht in Kontakt mit der betreffenden bzw. einer vergleichbaren Impaktumgebung gelangt, reagiert das Reaktivmaterial nicht, verbleibt in diesem Sinne also „passiv“. Nur im oben genannten Fall (Impaktenergie, Kontakt zur Impaktumgebung, vergleichbare Ereignisse / Energien / Umgebungen) setzt das Reaktivmaterial also seine chemisch gespeicherte Energie frei, ansonsten ist es inert.The projectile contains at least one reactive element made of reactive material. The reactive material is not an explosive. The following applies only when the projectile hits a target as intended or when a comparable event occurs: Only under the influence of a relevant impact energy (generated by the impact/penetration of the projectile on the target or a comparable event) on the reactive material and/or by reaction of the reactive material with a component of an impact environment (environment of the material when impacting the target, possibly only under the boundary conditions of an actual impact / impact energy) of the reactive material, this reacts with a release of heat and / or a volume expansion. In other situations, in which in particular less than the intended impact energy is generated on the reactive material or the reactive material does not come into contact with the relevant or a comparable impact environment, the reactive material does not react and therefore remains “passive” in this sense. Only in the case mentioned above (impact energy, contact with the impact environment, comparable events/energies/environments) does the reactive material release its chemically stored energy, otherwise it is inert.
„Reaktivmaterial“ sind vorliegend insbesondere Stoffe, die nicht unter den Anwendungsbereich des § 1 des Gesetzes über explosionsgefährliche Stoffe (Sprengstoffgesetz - SprengG) der Bundesrepublik Deutschland fallen, insbesondere im Hinblick auf deren Reib- / Schlagfestigkeit bis 75, insbesondere 80, 90 oder 100 Joule inert sind. Reaktivmaterial liegt insbesondere als nicht detonativer (Reaktionsgeschwindigkeiten größer Schallgeschwindigkeit, insbesondere größer 1 km/s im Material) bzw. nicht deflagrierender (kleinere Reaktionsgeschwindigkeiten, unter Schallgeschwindigkeit im Material, insbesondere im Bereich 1, 10, 100 m/s) Stoff vor und reagiert nur bei vergleichsweise (Impakt, siehe oben) hoher Energiezufuhr wie beispielsweise entsprechend starker Beschleunigung an Luft (Aufheizung durch Luftreibung) oder starker Deformation, wie beim Impakt. Je nach im Detail verwendetem Reaktivmaterial ist die Reaktivität nur mit den Bestandteilen der Umgebung (Luft, Sauerstoff, Wasser, Kraftstoff, Materialien des Ziels, ...) gegeben.In this case, “reactive material” refers in particular to substances that do not fall under the scope of Section 1 of the Law on Explosive Substances (Explosives Act - SprengG) of the Federal Republic of Germany, in particular with regard to their friction/impact resistance up to 75, in particular 80, 90 or 100 joules, which are inert. Reactive material is in particular non-detonative (reaction speeds greater than the speed of sound, in particular greater than 1 km/s in the material) or non-deflagating (lower reaction speeds, below the speed of sound in the material, in particular in the
Das Geschoss enthält insbesondere keinen Zünder, ist insofern also mit einem herkömmlichen PELE-Geschoss vergleichbar.In particular, the bullet does not contain a detonator and is therefore comparable to a conventional PELE bullet.
Insbesondere ist im Hinblick auf das PELE-Prinzip, nicht jedoch auf das vorliegende Reaktivmaterial, der vorliegende „Kern“ bzw. dessen Material mit dem „Aufweitmedium“ / „endballistisch weitgehend unwirksamen Werkstoff von geringer Kompressibilität“ der
Entsprechendes gilt sinngemäß für den betreffenden Inhalt der
Kurz zusammengefasst, führt also nach dem PELE-Prinzip beim Aufprall auf ein Ziel die Inkompressibilität des Kerns zu dessen lateraler Expansion. Grund hierfür ist, dass dieser - im Gegensatz zur Hülle - ballistisch kaum in das Zielmaterial eindringt (kaum Penetration). Im Ergebnis wird die Hülle durch diese Expansion lateral aufgeweitet bzw. zerteilt. Darüber hinaus wird in das Geschoss und damit in das Reaktivmaterial eine erhebliche Impaktenergie eingebracht und das Reaktivmaterial verteilt / zerkleinert usw.In short, according to the PELE principle, when impacting a target, the incompressibility of the core leads to its lateral expansion. The reason for this is that - in contrast to the shell - it hardly penetrates the target material ballistically (hardly any penetration). As a result, the shell is laterally expanded or divided by this expansion. In addition, a significant impact energy is introduced into the bullet and thus into the reactive material and the reactive material is distributed/shredded, etc.
Mit anderen Worten entsteht durch einen Dichteunterschied zwischen Hüllmaterial und Kernmaterial beim Auftreffen des Geschosses auf ein Ziel im Kern ein Druck, welcher die den Kern umgebenden Komponenten des Geschosses radial nach außen beschleunigt. Die Hülle / ein Zwischenelement (siehe unten) kann den entstehenden Tangentialspannungen nicht standhalten und versagt. Dabei reißt die Hülle / das Zwischenelement auf bzw. wird zerkleinert / zerstückelt / ...In other words, a difference in density between the shell material and the core material creates a pressure in the core when the bullet hits a target, which accelerates the components of the bullet surrounding the core radially outwards. The shell / an intermediate element (see below) cannot withstand the resulting tangential stresses and fails. The casing / the intermediate element tears open or is shredded / fragmented / ...
Das Kernmaterial ist insbesondere Leichtmetall oder dessen Legierung, ein faserverstärkter Kunststoff, ein duro- oder thermoplastischer Kunststoff, ein elastomerer Werkstoff oder einem Gemisch dieser Materialien.The core material is in particular light metal or its alloy, a fiber-reinforced one Plastic, a thermoset or thermoplastic, an elastomeric material or a mixture of these materials.
Dank der Erfindung führt die Reaktion des Reaktivmaterials (Wärme / Expansion) zu einem zusätzlichen (neben den ballistischen Effekten eines klassischen PELE-Geschosses, unter anderem Aufweitung / laterale Wirkung) Wärmeeintrag und / oder einer Brand- / Druckwirkung im Ziel.Thanks to the invention, the reaction of the reactive material (heat / expansion) leads to an additional heat input (in addition to the ballistic effects of a classic PELE bullet, including expansion / lateral effect) and / or a fire / pressure effect on the target.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eines der Reaktivelemente ein Reaktivkern, der zumindest einen Abschnitt des Kerns bildet. Es können also auch mehrere Kernabschnitte durch Reaktivelemente gebildet werden. Mit anderen Worten ist ein oder mehrere Teile des (klassischen, passiven: klassisches Pele-Prinzip) Kerns durch Reaktivmaterial / Reaktivelemente ersetzt bzw. als solche ausgeführt. Für derartiges Reaktivmaterial gelten hinsichtlich des PELE-Prinzips die gleichen Randbedingungen wie für das passive Kernmaterial (Inkompressibilität, geringere Dichte, Penetrationsfähigkeit, endballistische Wirksamkeit als passives Hüllmaterial), um das PELE-Prinzip nach wie vor umzusetzen. So entfalten bereits die Reaktivkerne den oben genannten Wärmeeintrag und / oder die Brand- / Druckwirkung im Ziel.In a preferred embodiment, at least one of the reactive elements is a reactive core, which forms at least a portion of the core. Several core sections can therefore also be formed by reactive elements. In other words, one or more parts of the (classic, passive: classic Pele principle) core is replaced by reactive material / reactive elements or is designed as such. With regard to the PELE principle, the same boundary conditions apply to such reactive material as to the passive core material (incompressibility, lower density, penetration ability, final ballistic effectiveness as a passive cladding material) in order to continue to implement the PELE principle. The reactive cores already develop the above-mentioned heat input and/or the fire/pressure effect in the target.
Wie bei klassischer rein passiver PELE-Munition darf die Füllung / Kernanteil aus Reaktivmaterial also nicht kompressibel sein und muss eine geringere Dichte / Penetrationsfähigkeit als die Geschosshülle (Hüllmaterial) aufweisen. Der Vorteil ist, dass im Gegensatz zum klassischen PELE-Geschoss die Füllung (Reaktivkern) selbst durch die Freisetzung von chemischer Energie zur Wirkung im Ziel beiträgt.As with classic, purely passive PELE ammunition, the filling/core portion made of reactive material must not be compressible and must have a lower density/penetration ability than the bullet casing (covering material). The advantage is that, in contrast to the classic PELE bullet, the filling (reactive core) itself contributes to the effect on the target by releasing chemical energy.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform bilden die Reaktivkerne und der Passivkern (auch dieser kann mehrere Teile / Abschnitte aufweisen) zusammen den gesamten Kern. Alternativ ist der gesamte Kern ein vollständiger Passivkern oder ein vollständiger Reaktivkern. So können besonders variantenreiche Geschosse gebildet werden.In a preferred variant of this embodiment, the reactive cores and the passive core (this can also have several parts/sections) together form the entire core. Alternatively, the entire core is a complete passive core or a complete reactive core. In this way, particularly varied floors can be created.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eines der Reaktivelemente eine Reaktivhülle, die zumindest einen Abschnitt der Hülle bildet. Es können also auch mehrere Hüllenabschnitte durch Reaktivelemente gebildet werden. Mit anderen Worten ist ein oder mehrere Teile der (klassischen, passiven: klassisches Pele-Prinzip) Hülle durch Reaktivmaterial / Reaktivelemente ersetzt bzw. als solches ausgeführt. Für derartiges Reaktivmaterial gelten hinsichtlich des PELE-Prinzips die gleichen Randbedingungen wie für das passive Hüllmaterial (höhere Dichte, Penetrationsfähigkeit, endballistische Wirksamkeit als passives Kernmaterial), um das PELE-Prinzip nach wie vor umzusetzen. So entfaltet bereits die Hülle den oben genannten Wärmeeintrag und / oder die Brand- / Druckwirkung im Ziel.In a preferred embodiment, at least one of the reactive elements is a reactive shell, which forms at least a portion of the shell. Several shell sections can therefore also be formed by reactive elements. In other words, one or more parts of the (classic, passive: classic Pele principle) shell is replaced by reactive material/reactive elements or is designed as such. With regard to the PELE principle, the same boundary conditions apply to such reactive material as to the passive shell material (higher density, penetration ability, final ballistic effectiveness as passive core material) in order to continue to implement the PELE principle. The shell already develops the above-mentioned heat input and/or the fire/pressure effect on the target.
In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die Reaktivhüllen und die Passivhülle (auch diese kann mehrere Teile / Abschnitte aufweisen) zusammen die gesamte Hülle. Alternativ ist die gesamte Hülle eine vollständige Passivhülle oder ein vollständige Reaktivhülle. So können besonders variantenreiche Geschosse gebildet werden.In a preferred embodiment, the reactive shells and the passive shell (this can also have several parts/sections) together form the entire shell. Alternatively, the entire envelope is a full passive envelope or a full reactive envelope. In this way, particularly varied floors can be created.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein (oder mehrere) Splitterabschnitt der Hülle in Form von Konstruktionssplittern ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich weist einer der Splitterabschnitte ein Sollbruchmittel auf, das den Abschnitt in (beim Einschlag im Ziel erst zu bildende) Splitter aufteilt. Diese Ausführungsform gilt wohl für Hüllenabschnitte in Form von Passivhüllen als auch alternativ oder zusätzlich - falls eine solche vorhanden ist - für Abschnitte in Form von Reaktivhüllen. Mit anderen Worten entstehen so passive und/oder reaktive (Konstruktions)Splitter. Die reaktiven (Konstruktions)Splitter (enthaltend oder bestehend aus Reaktivmaterial) sorgen dann ebenfalls für den oben genannten zusätzlichen Wärmeeintrag und / oder die Brand- / Druckwirkung im Ziel.In a preferred embodiment, at least one (or more) splitter section of the casing is designed in the form of structural splitters. Alternatively or additionally, one of the splinter sections has a predetermined breaking means, which divides the section into splinters (which are only to be formed upon impact with the target). This embodiment probably applies to casing sections in the form of passive casings and alternatively or additionally - if one is available - for sections in the form of reactive casings. In other words, passive and/or reactive (construction) fragments are created. The reactive (construction) fragments (containing or consisting of reactive material) then also ensure the above-mentioned additional heat input and / or the fire / pressure effect on the target.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Geschoss mindestens ein radial zwischen dem Kern und der Hülle einliegendes Zwischenelement. Das Zwischenelement ist insbesondere als Hülse / Hülle ausgeführt, die sich nahtlos zwischen Kern und Hülle einfügt, um das PELE-Prinzip nicht nachteilig zu beeinflussen. Das Zwischenelement kann insbesondere als ein zusätzliches Wirkmittel, zum Beispiel als eine Splitterbelegung, ausgeführt sein, was die Wirksamkeit des Geschosses im Ziel weiter erhöht.In a preferred embodiment, the projectile contains at least one intermediate element located radially between the core and the casing. The intermediate element is designed in particular as a sleeve/sleeve that fits seamlessly between the core and the shell so as not to adversely affect the PELE principle. The intermediate element can in particular be designed as an additional active means, for example as a fragment coating, which further increases the effectiveness of the projectile at the target.
In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist wenigstens eines (oder mehrere) der Reaktivelemente ein Reaktivzwischenelement, das oder die zumindest einen oder mehrere Abschnitte des Zwischenelements bilden. Somit kann auch das Zwischenelement bzw. dessen reaktiver Anteil / Abschnitt den oben genannten zusätzlichen Wärmeeintrag und / oder die Brand- / Druckwirkung im Ziel entfalten.In a preferred variant of this embodiment, at least one (or more) of the reactive elements is a reactive intermediate element, which forms at least one or more sections of the intermediate element. The intermediate element or its reactive portion/section can thus also develop the above-mentioned additional heat input and/or the fire/pressure effect in the target.
Bei einem Einsatz des Reaktivmaterials als Splitterbelegung des Geschosses (Hülle oder Zwischenelement) gelten die Anforderungen hinsichtlich Dichte und Kompressibilität (Pele-Prinzip / an den Kern) nicht. Zudem kann die Wirkung auf das Ziel durch Anpassung von Splittergrößen bzw. Sollbruchmitteln (-stellen) in der (reaktiven) Geschosshülle optimiert werden. Je nach Ziel könnte die Wirksamkeit des Geschosses auch durch eine Mischung von konventionellen (passives Material) und reaktiven Splittern (Reaktivmaterial) erhöht werden. Die Dichte des Splittermaterials ist hierbei ein weiterer Designparameter.If the reactive material is used as a fragment coating on the bullet (casing or intermediate element), the requirements regarding density and compressibility (Pele principle / to the core) do not apply. In addition, the effect on the target can be optimized by adjusting fragment sizes or predetermined breaking points (points) in the (reactive) projectile casing. Depending on the goal, it could be effective The ability of the bullet can also be increased by a mixture of conventional (passive material) and reactive fragments (reactive material). The density of the splinter material is another design parameter.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Reaktivmaterial ein Auermetall und/oder Zirkon und/oder eine gepresste Mischung aus Polytetrafluorethylen (PTFE, Handelsname „Teflon“) und Metall oder eine gepresste oder gesinterte oder additiv gefertigte Mischung von Metallen und/oder Metallverbindungen. Je nach oben gewählter Option hängt die zusätzliche Energiefreisetzung nach Impakt von der umgebenden Atmosphäre (Sauerstoff) ab; die intermetallische Reaktion (z. B. in Nickel-Aluminium) 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. Somit ergeben sich mannigfaltige Möglichkeiten, um einen bestimmte zusätzlichen Wärmeeintrag und / oder eine bestimmte Brand- / Druckwirkung im Ziel zu erreichen.In a preferred embodiment, the reactive material is an Auer metal and/or zirconium and/or a pressed mixture of polytetrafluoroethylene (PTFE, trade name “Teflon”) and metal or a pressed or sintered or additively manufactured mixture of metals and/or metal compounds. Depending on the option chosen above, the additional energy release after impact depends on the surrounding atmosphere (oxygen); the intermetallic reaction (e.g. in nickel-aluminum) 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. This opens up a variety of options for achieving a specific additional heat input and/or a specific fire/pressure effect in the target.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Munition gemäß Patentanspruch 10. Die Munition enthält das erfindungsgemäße Geschoss sowie eine Ladung zum Antrieb des Geschosses.The object of the invention is also achieved by an ammunition according to
Die Munition und zumindest ein Teil dessen möglicher Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Geschoss erläutert.The ammunition and at least some of its possible embodiments as well as the respective advantages have already been explained in connection with the projectile according to the invention.
Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen, Beobachtungen bzw. Überlegungen und weist noch die nachfolgenden Ausführungsformen auf. Die Ausführungsformen werden dabei teils vereinfachend auch „die Erfindung“ genannt. Die Ausführungsformen können hierbei auch Teile oder Kombinationen der oben 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 embodiments. To simplify matters, the embodiments are sometimes 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.
Gemäß der Erfindung ergibt sich eine PELE-Munition / -Geschoss mit reaktivem Füllmaterial bzw. mit reaktiven Komponenten (Reaktivmaterial), also eine Munition / Geschoss nach dem PELE-Prinzip mit Reaktivmaterial, unter anderem als Füllmaterial. Dadurch kann eine zusätzliche Wirkung im oder am Ziel durch Wärmeeintrag, Brand- / Druckwirkung erzielt werden.According to the invention, there is a PELE ammunition/projectile with reactive filler material or with reactive components (reactive material), i.e. an ammunition/projectile based on the PELE principle with reactive material, among other things as filler material. This allows an additional effect to be achieved in or on the target through heat input and fire/pressure effects.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass PELE-Munition / -Geschosse hauptsächlich zur Bekämpfung von Flugzielen genutzt wird. Eine zusätzliche Brand- / Druckwirkung im Ziel würde dessen Ausfallwahrscheinlichkeit (also den Bekämpfungserfolg) erhöhen, z. B. durch Entzünden von Tank oder Kraftstoffleitungen, sowie durch Strukturschädigungen aufgrund des Druckaufbaus.The invention is based on the knowledge that PELE ammunition/projectiles are primarily used to combat aerial targets. An additional fire/pressure effect on the target would increase its probability of failure (i.e. the success of the fight), e.g. B. by ignition of the tank or fuel lines, as well as structural damage due to the build-up of pressure.
Die Erfindung eignet sich zum Beispiel zur Realisierung in einer Munition 35mm x 228, DM31 oder 27mm x 145 PELE.The invention is suitable, for example, for implementation in a 35mm x 228, DM31 or 27mm x 145 PELE ammunition.
Die Erfindung beruht auf den folgenden Beobachtungen und Ideen:
- Vorgeschlagen wird die Verwendung von Reaktivmaterial als Ersatz für verschiedene, derzeit inerte Komponenten (bzw. Teile / Abschnitte davon) in einem klassischen, mit rein passiven bzw. ballistischen Materialien ausgeführten PELE-Geschoss. Das Reaktivmaterial bringt zusätzliche chemisch gespeicherte Energie in das Ziel.
- The use of reactive material is proposed as a replacement for various, currently inert components (or parts/sections thereof) in a classic PELE bullet made with purely passive or ballistic materials. The reactive material brings additional chemically stored energy to the target.
Eine klassische rein passive PELE-Munition / -Geschoss besitzt keine Explosivstoffe (weder Sprengstoff noch Pyrotechnik) und ist daher sehr handhabungssicher. Durch das Einbringen von Reaktivmaterial, das kein Explosivstoff ist, kann eine zusätzliche Brand- / Druckwirkung erzielt werden ohne dass das Geschoss an Handhabungssicherheit verliert.A classic, purely passive PELE ammunition/projectile has no explosives (neither explosives nor pyrotechnics) and is therefore very safe to handle. By introducing reactive material that is not an explosive, an additional fire/pressure effect can be achieved without the bullet losing any handling safety.
Die Erfindung beruht auf der Grundidee der Einbringung von Reaktivmaterial als Komponente (Ersatz für bisheriges Material) in klassische PELE-Munition, die nur inertes Material verwendet, welches neben kinetischer Wirkung keine eigenen Wirkeffekte erzeugt. Zusätzlich zum PELE-Effekt / PELE-Prinzip wird die Füllung / Belegung / Hülle aus Reaktivmaterial infolge der starken Verformung beim Zielauf- / - durchschlag fragmentiert, die Bruchstücke reagieren z. B. pyrophor (durch Selbstentzündung an der Luft / Feuchtigkeit hervorgerufene starke Reaktion, wie Abbrand mit verbundener Brand- und Druckwirkung) bzw. werden z. B. durch den Impact-Schock zur Reaktion gebracht. Weiterhin können die in der Hülle / dem Geschoss enthaltenen Splitter durch reaktives Material ersetzt / ergänzt werden, welche beim Aufschlag innerhalb des Ziels zur Umsetzung kommen. Ebenfalls ist eine Kombination dieser Varianten möglich.The invention is based on the basic idea of introducing reactive material as a component (replacement for previous material) in classic PELE ammunition, which only uses inert material that does not produce any effects of its own in addition to the kinetic effect. In addition to the PELE effect / PELE principle, the filling / covering / shell made of reactive material is fragmented as a result of the strong deformation during target impact / penetration, the fragments react e.g. B. pyrophoric (strong reaction caused by self-ignition in air/moisture, such as burning with associated fire and pressure effects) or are z. B. caused to react by the impact shock. Furthermore, the splinters contained in the casing/projectile can be replaced/supplemented by reactive material, which is implemented upon impact within the target. A combination of these variants is also possible.
Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigt in einer schematischen Prinzipskizze:
-
1 ein Geschoss nach dem PELE-Prinzip mit Reaktivmaterial.
-
1 a bullet based on the PELE principle with reactive material.
Tatsächlich dargestellt ist das Geschoss 4 nach dem Abschuss aus der Munition 2, d. h. nach Verlassen der Hülse 12. Das Geschoss 4 befindet sich im Flug entlang einer Flugrichtung 8 (angedeutet durch einen Pfeil) in Richtung auf ein zu bekämpfen des Ziel 10 hin. Das Ziel 10 ist lediglich als Einschlagfläche symbolisch dargestellt.
Das Geschoss 4 weist eine ballistische Haube 14 auf, die den Flug des Geschosses 4 aerodynamisch begünstigt / ermöglicht, und inzwischen durch Aufschlag auf dem Ziel 10 zerstört ist, weshalb sie nur gestrichelt angedeutet ist.The
Das Geschoss 4 ist nach dem PELE-Prinzip geschaffen bzw. arbeitet im Einsatzfall nach diesem und erstreckt sich entlang einer Längsachse 16, hier einer Mittenachse, die mit der Flugrichtung 8 zusammenfällt. Das Geschoss 4 enthält einen Kern 18, der sich entlang der Längsachse 16 erstreckt und hier in Form einer sogenannten Bodenschraube rotationssymmetrisch in Form von zwei längs aneinandergereihten geraden Kreiszylindern unterschiedlicher Durchmesser ausgeführt ist. Ein hier schraffiert dargestellter Abschnitt 20a des Kerns 18 ist als Passivkern 22 ausgeführt. Der Passivkern 22 besteht aus einem inkompressiblen passiven Kernmaterial, hier einem faserverstärkten Kunststoff.The
Das Geschoss 4 enthält außerdem eine Hülle 24, die sich ebenfalls entlang der Längsachse 16 erstreckt und hier in Form eines geraden Kreiszylindermantels ausgeführt ist. Bezogen auf die Längsachse 16 umgibt die Hülle 24 den Kern 18 radial außen. Mehrere, hier ebenfalls schraffiert dargestellte Abschnitte 26a der Hülle 24 sind als Passivhülle 28 aus einem passiven Hüllmaterial, hier Stahl, ausgeführt.The projectile 4 also contains a
Das Kernmaterial weist damit eine geringere Dichte und Penetrationsfähigkeit und endballistische Wirksamkeit im Ziel 10 als das Hüllmaterial aufThe core material therefore has a lower density and penetration ability and final ballistic effectiveness in the
Das Geschoss enthält mehrere Reaktivelemente 30 aus einem Reaktivmaterial, hier Auermetall. Das Reaktivmaterial ist daher kein Explosivstoff. Ausschließlich beim bestimmungsgemäßen Auftreffen des Geschosses 4 auf das Ziel 10 erfährt das Reaktivmaterial eine Impaktenergie 36, hier angedeutet durch vier, einen gestrichelten Kreis komprimierende Pfeile; außerdem reagiert es - wie weiter unten erläutert wird - mit Bestandteilen 38 der Impaktumgebung 50, also der Umgebung des Geschosses 4 beim Einschlag im Ziel 10. Das Reaktivmaterial reagiert hierauf mit einer Freisetzung von Wärme 32 sowie einer durch eine hier gestrichelte Linie angedeutete Volumenexpansion 34.The projectile contains several
Im Beispiel ist eines der Reaktivelemente 30 ein Reaktivkern 40, der hier einen Abschnitt 20b des Kerns 18 bildet. Reaktivkern 40 und Passivkern 22 zusammen bilden den gesamten Kern 18.In the example, one of the
Das Geschoss 4 arbeitet nach dem PELE-Prinzip: bei Auftreffen auf das Ziel 10 dringt die ballistisch wirksame Hülle 24 allmählich in das Ziel 10 ein; der inkompressible und ballistisch vergleichsweise unwirksame Kern 18 dagegen nicht bzw. kaum. Der Kern 18 wird daher - angedeutet durch einen Pfeil 48 - in Richtung der Längsachse 16 komprimiert und reagiert dadurch mit einer lateralen bzw. Querausdehnung quer zur Längsachse 16 (weitere Pfeile 48). Dadurch wird die Hülle 24 radial aufgeweitet und gegebenenfalls auch zerteilt, dies ist der namensgebende erhöhte laterale Effekt.The projectile 4 works according to the PELE principle: when it hits the
Der Reaktivkern 40 erfährt die Impaktenergie 36 und reagiert darauf mit einer Freisetzung von Wärme 32, die zusätzlich in das Ziel 10 sowie dessen Impaktumgebung 50 eingebracht wird und dort gegen das Ziel 10 wirken kann.The reactive core 40 experiences the
Weitere Reaktivelemente 30 sind jeweils als eine Reaktivhülle 42 ausgeführt bzw. als entsprechende Hüllenteile, die einen jeweiligen Abschnitt 26b der Hülle 24 bilden. Auch hier bilden wieder die Reaktivhüllen 42 (Abschnitte 26b) und die Passivhüllen 28 (Abschnitte 26a) zusammen die gesamte Hülle 24.Further
Ein axialer Splitterabschnitt 44 der Hülle 24 ist in einer ersten Ausführungsform (hier unten in
Infolge der oben genannten lateralen Ausdehnung des Kerns 18 nach dem PELE-Prinzip werden vorliegend die Konstruktionssplitter 46 in Radialrichtung zur Längsachse 16 abgesprengt. Die Konstruktionssplitter 46 als Teile der Passivhülle 28 wirken dabei in herkömmlicher Weise als rein ballistische Splitter. Diejenigen in Form der Reaktivhüllen 42 dagegen reagieren mit Bestandteilen 38 der Impaktumgebung 50 (Umgebung des Geschosses 4 im Moment des Einschlags im Ziel 10). Hierauf reagiert das Reaktivmaterial mit einer Volumenexpansion 34. Diese wiederum führt zu einer verstärkten Wirkung des Geschosses 4 am Ziel 10 im Gegensatz zu einem rein passiven bzw. klassischen PELE-Geschoss 4 bzw. dessen passiven rein ballistischen Splittern.As a result of the above-mentioned lateral expansion of the core 18 according to the PELE principle, the
In einer zweiten, alternativen Ausführungsform, die exemplarisch für das gesamte Geschoss 4 in
Das Geschoss 4 enthält weiterhin ein radial zwischen Hülle 24 und Kern 18 einliegendes Zwischenelement 54. Diese ist hier in Form einer Belegung von weiteren Konstruktionssplittern 46 ausgeführt. Die Konstruktionssplitter 46 sind einerseits Formkörper (z.B. Zylinder, Würfel, Kugeln) aus Reaktivmaterial (in der Figur durch Kreuze symbolisiert) sowie andererseits rein ballistische Kugeln aus Wolfram, also Passivmaterial, in der Figur wieder schraffiert. Die Kugeln sind in einem nicht näher erläuterten Schaum des Zwischenelements 54 eingeschäumt bzw. gehalten. Die Kugeln aus Reaktivmaterial stellen damit Reaktivelemente 30 dar, die hier als Reaktivzwischenelemente 56 ausgeführt sind und damit jeweils einen Abschnitt 57 des Zwischenelements 54 bilden.The projectile 4 also contains an
Beim Auftreffen auf das Ziel 10 gilt für die Konstruktionssplitter 46 des Zwischenelements 54 sinngemäß das gleiche wie oben in Bezug auf die Hülle 24 ausgeführt. Die Konstruktionssplitter 54 werden aufgrund des PELE-Prinzips in Radialrichtung zur Längsachse 16 beschleunigt; diejenigen aus Passivmaterial, hier Wolfram, wirken als rein klassisch ballistische Konstruktionssplitter. Die Konstruktionssplitter 46 aus Reaktivmaterial dagegen reagieren mit einem Bestandteil 38 der Impaktumgebung 50. Die Bestandteile 38 sind vorliegend Luft bzw. deren Sauerstoff und/oder Wasser bzw. Luftfeuchtigkeit. Hierauf reagiert das Reaktivmaterial mit der Freisetzung von Wärme 32. Die Wärme 32 stellt einen zusätzlichen Wirkeffekt gegenüber einem klassischen rein passiven PELE-Geschoss am Ziel 10 dar.When hitting the
Das Geschoss 4 kann wie folgt durch Umkonstruktion eines nicht dargestellten, vergleichbaren klassischen PELE-Geschosses geschaffen werden: Der gesamte Kern 18, der im klassischen Geschoss „Bodenschraube“ genannt wird und vollständig aus Passivmaterial besteht, wird durch eine verkürzte Bodenschraube in Form des Passivkerns 22 in Kombination mit dem Reaktivkern 40 in Form eines Zylinders aus Reaktivmaterial ersetzt.The
Das Zwischenelement 54, im klassischen Geschoss ein WSM-Kugelkörper (Wolfram-SchwerMetall) wird durch das dargestellte Zwischenelement 54 ersetzt, in dem Teile der Wolframkugeln durch Konstruktionssplitter 46 in Form von Formkörpern aus Reaktivmaterial ersetzt werden. Weiterhin werden Teile der im klassischen Geschoss vollständig aus Passivmaterial bestehenden Hülle 24 durch Reaktivelemente 30, wie oben beschrieben, ersetzt.The
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 22
- Munitionammunition
- 44
- Geschossbullet
- 66
- Ladungcharge
- 88th
- FlugrichtungDirection of flight
- 1010
- ZielGoal
- 1212
- Hülsesleeve
- 1414
- ballistische Haubeballistic hood
- 1616
- LängsachseLongitudinal axis
- 1818
- Kerncore
- 20a,b20a,b
- Abschnitt (Kern)Section (core)
- 2222
- PassivkernPassive core
- 2424
- HülleCovering
- 26a,b26a,b
- Abschnitt (Hülle)Section (shell)
- 2828
- PassivhüllePassive shell
- 3030
- ReaktivelementReactive element
- 3232
- Wärmewarmth
- 3434
- VolumenexpansionVolume expansion
- 3636
- ImpaktenergieImpact energy
- 3838
- Bestandteil (Impaktumgebung)Component (impact environment)
- 4040
- ReaktivkernReactive core
- 4242
- ReaktivhülleReactive shell
- 4444
- Splitterabschnitt (Hülle)Shard section (hull)
- 4646
- KonstruktionssplitterConstruction fragments
- 4747
- Splittersplinters
- 4848
- PfeilArrow
- 5050
- ImpaktumgebungImpact environment
- 5252
- SollbruchmittelBreaking agent
- 5454
- ZwischenelementIntermediate element
- 5656
- ReaktivzwischenelementReactive intermediate element
- 5757
- Abschnitt (Zwischenelement)Section (intermediate element)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102011011478 A1 [0003, 0014]DE 102011011478 A1 [0003, 0014]
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Legal Events
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