DE10307639B3

DE10307639B3 - Verfahren und Einrichtug zur in-situ-Beseitigung nicht umgesetzter Munition

Info

Publication number: DE10307639B3
Application number: DE2003107639
Authority: DE
Inventors: Ernst-Christian Dr. Koch
Original assignee: Diehl Munitionssysteme GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Priority date: 2003-02-22
Filing date: 2003-02-22
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-02-23
Also published as: GB2400163B; GB2400163A; GB0403801D0

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Einrichtung zur in situ-Beseitigung nicht umgesetzter Munition vorgeschlagen. Dabei wird der Mantel der Munition zunächst mittels eines ersten, von einem ersten pyrotechnischen Wirkladungssatz (3) erzeugten Gasstrahles (9) angeschmolzen oder angebrannt. Anschließend wird der Mantel (10, 15) mittels eines zweiten, an oxidierenden Stoffen reichen, von einem zweiten pyrotechnischen Wirkladungssatz (4) erzeugten Gasstrahles (11) perforiert und die Munitionsladung wird zur Deflagration der zum Abbrand gebracht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur in-situ-Beseitigung nicht umgesetzter Munition, die in einem Mantel eine Explosivstoff-Ladung enthält.
Auf aktuellen Gefechtsfeldern sowie auf ehemaligen Gefechtsfeldern besteht eine permanente Gefahr für Personen durch nicht umgesetzte, d.h. nicht explodierte Munition (UXO, d.h. Un-exploded Ordnance). Diese Munition besteht aus den Gefechtsköpfen ballistischer Waffen, sowie aus Pioniermunition, wie beispielsweise Personen- und Panzerminen. Insbesondere Minen stellen das größte Gefahrenpotential dar, da diese nicht ohne weiteres zu erkennen sind. Auch wurden bei der Entwicklung vieler Minen Sicherungen gegen eine Wiederaufnahme bzw. Räumung entwickelt, die eine gefahrlose Beseitigung und Delaborierung faktisch unmöglich machen. Aus diesem Grund ist es notwendig, solche nicht umgesetzte Munition in-situ zu vernichten, d.h. sie ohne weitere Manipulation an der Munition selbst zu vernichten, da eine Bewegung der Munition zur Auslösung deren Zündkette führen könnte.
Zur Beseitigung von nicht umgesetzter Munition wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen:
Bei einem Verfahren wird die Munition durch Anlegen oder Auflegen einer zumeist plastischen Sprengmasse detonativ umgesetzt. Dies führt zu Problemen, weil einerseits die detonative Umsetzung, insbesondere bei größerer Munition, erhebliche Gefahren durch Druckwelle und Splitterbildung mit sich bringt. Andererseits ist auch nachteilig, dass die Beseitigung von Minen mittels sprengkräftigen Mitteln besondere Anforderungen an die Logistik stellt, da diese Mittel meist auf dem Luftwege transportiert werden müssen.
Bei anderen Verfahren wird die nicht umgesetzte Munition mit speziellen Hohlladungen beschossen. Dabei wird der Mantel der Munition häufig nur aufgerissen und die explosive Munitionsladung wird nur zum Teil detonativ umgesetzt. Nachteilig dabei ist auch die Notwendigkeit, sprengkräftiges Material, nämlich die Hohlladungen, zum Gefechtsfeld transportieren zu müssen.

Ein weiteres Verfahren besteht in dem Beschuss der nicht umgesetzten Munition mit Gewehrmunition und nachfolgender Injektion einer hypergol mit dem Sprengstoff reagierenden Substanz, die zu einem kontrollierten Abbrand des Exlosivstoffs ohne Detonation führt. Dies ist in D. L. Patel, et al., In-Situ-Landmine Neutralization Using Chemicals to Initiate Low oder Burning of Main charge, 29. Int. Pyrotechnics Seminar, Westminster, Colorado, USA, S. 463-475, 14.-19.07.2002, beschrieben. Dieses Verfahren bedingt einen aufwändigen Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, was insbesondere beim massenhaften Einsatz zu hohen Kosten führt.

Es wurden auch Fackeln entwickelt, die durch eine Tondüse beschleunigte heiße Partikel aus der Legierungsreaktion von Nickel und Aluminium freisetzen und auf diese Weise metallische Munitionsmäntel erodieren und auf Grund der Hitze den Explosivstoff zur Deflagration oder zum Abbrand bringen. Solches ist in A. E. Cardell, T. T. Griffiths, Pyrotechnic Torches for safe disposal of mines, 27. Int. Pyrotechnics Seminar, Grand Junction, Colorado, USA, S. 567-570, 16. – 21.07.2000, beschrieben. Dieses Verfahren ist nachteilig, da es bei starken Mänteln der nicht umgesetzten Munition unwirksam ist, weil solche nicht aufgeschmolzen werden können. Nachteilig ist dieses Verfahren auch bei Mänteln aus Holz, da Holz durch Auftreffen der schmelzflüssigen Legierungspartikel nicht wirksam genug perforiert werden kann und durch die Ausbildung von Verkohlungen ein weiterer Abbrand und ein Fortschreiten der lokal begrenzten thermischen Einwirkung verhindert wird. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Freisetzung von toxischen Nickeldämpfen beim Abbrand, sowie der Notwendigkeit bei der Laborierung mit Nickelstäuben arbeiten zu müssen.

In der DE 199 64 172 A1 ist ein pyrotechnischer Satz zur Erzeugung von IR-Strahlung beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung vorzuschlagen, bei dem/der obige Nachteile nicht oder vermindert auftreten.

Gelöst ist die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Einrichtung durch die Merkmale des Patentanspruchs 4.

Das beschriebene Verfahren und die beschriebene Einrichtung eignen sich gleichermaßen für die Umsetzung von Munition mit Metallmantel, Holzmantel, Kunststoffmantel oder Mantel aus kombinierten Werkstoffen. Es müssen also nicht für die jeweiligen Einsatzfälle unterschiedliche Einrichtungen zur Verfügung gestellt werden.

Da das Verfahren und die Einrichtung nur mit pyrotechnischen Wirkladungen, also ohne Sprengstoffe, arbeiten, ist die Verfahrensdurchführung sowie die Logistik und der Aufbau der Einrichtung vereinfacht.

Mit dem Verfahren und der Einrichtung lässt sich auch Munition umsetzen, die sehr starke Mäntel aufweist, ohne dass es zu einer Detonation des Sprengstoffs der Munition kommt.

In dem ersten Verfahrensschritt wird der Mantel mittels des Gasstrahles des ersten Wirkladungssatzes stark erhitzt, insbesondere mit einer Flammentemperatur von > 3000 K, insbesondere > 3500 K. Der Metallmantel schmilzt dabei auf bzw. der Holzmantel kommt zum Glühen. Im anschließenden zweiten Verfahrensschritt wird mittels des von dem zweiten Wirkladungssatz erzeugten zweiten Gasstrahles der Metallmantel in stark exothermer Reaktion oxidiert, wobei die Reaktionswärme eine weitere Verflüssigung des Metallmantels gewährleistet. Ein Holzmantel brennt im oxidierenden Gasstrahl heftig ab.

Der so perforierte Munitionsmantel gewährleistet, dass schließlich die Munitionsladung zum Abbrand bzw. zur Deflagration gebracht wird, ohne dass es zu einer Detonation kommt.

Der erste Wirkladungssatz ist vorzugsweise ein Satz, wie er in der DE 196 64 172 A1 beschrieben ist. Ein solcher Satz zeichnet sich dadurch aus, dass in ihm als Oxidationsmittel zwischen 10 bis 85% Polykohlenstoffmonofluorid, als Brennstoff zwischen 15 bis 90% eines halophilen metallischen Brennstoffes aus der Gruppe der Metalle Magnesium, Aluminium, Titan, Zirconium, Hafnium, Calcium, Beryllium, Bor oder Mischungen bzw. Legierungen dieser Metalle, ein organischer fluorhaltiger Binder mit Massenanteil zwischen 2,5 bis 7,5% sowie Graphit mit einem Massenanteil von 0,1 bis 5% enthalten sind. Bevorzugt wird ein Satz verwendet, bei dem Magnesium und Graphit im stöchiometrischen Verhältnis von etwa 0,28/0,72 stehen.

Der zweite Wirkladungssatz ist vorzugsweise ein Satz, der oxidierende Stoffe, wie Sauerstoff, Chlor, Fluor oder oxidationsfähige Verbindungen dieser Elemente freisetzt. Der zweite Wirkladungssatz kann Lithiumperchlorat, Lithiumchlorid und ein Metallpulver enthalten.

Partikel im ersten und/oder zweiten Gasstrahl verbessern dessen Wirkung. Partikel im zweiten Wirkladungssatz können die Perforation des Mantels unterstützen.

In der Zeichnung zeigen:
1 eine pyrotechnische Einrichtung im Längsschnitt schematisch,
2 bis 4 das Verfahren bei einem Metallmantel und
5 bis 7 das Verfahren bei einem Holzmantel.
Die pyrotechnische Einrichtung 7, die als pyrotechnische Schneidladung bezeichnet werden kann, besteht aus einem rohrförmigen Behälter 1, in dem hintereinander angeordnet sind: eine Anzündung 2, ein erster Wirkladungssatz 3 und ein zweiter Wirkladungssatz 4. Rückseitig ist der Behälter 1 mit einem gasdichten Abschluss 5 versehen (vgl. 1).
Ist eine Metallmantel-Mine 6 umzusetzen, dann wird die Einrichtung 7 angezündet und auf den Metallmantel 10 der Mine 6 gerichtet (vgl. 2). Zunächst erzeugt der erste Wirkladungssatz 3 einen ersten Gasstrahl als Hochtemperaturflamme 9 mit einer Flammentemperatur von > 3500 K. Dadurch entsteht am Mantel 10 eine Zone schmelzflüssigen Metalls 8 (vgl. 3).
Nach dem Abbrennen des ersten Wirkladungssatzes 3 brennt der zweite Wirkladungssatz 4 an und erzeugt einen zweiten Gasstrahl, der als oxidierender Gas- und Partikelstrahl 11 bzw. als Erodierstrahl wirkt. Dieser oxidiert im Mantel 10 eine Kavität 12 frei, wobei Metalloxidpartikel 13 fortgeschleudert werden (vgl. 4). Im Fortgang dieser Einwirkung wird der Mantel 10 perforiert und die dahinterliegende Munitionsladung aus Explosivstoff-haltigem Material wird ohne weiteres zum Abbrand bzw. zur Deflagration gebracht.
Ist eine Holzmantel-Mine 14 umzusetzen, wird die Einrichtung 7 angezündet und auf den Holzmantel 15 der Mine 14 gerichtet (vgl. 5). Der erste Wirkladungssatz 3 führt durch seine Hochtemperaturflamme 9 zum Anbrennen bzw. Glühen des Holzmantels 15, wobei eine Zone glühenden Holzes 16 entsteht (vgl. 6). Im folgenden oxidierenden Gas- und Partikelstrahl 11 wird eine Kavität 17 weggebrannt und Aschepartikel 18 werden fortgeschleudert (vgl. 7). Danach wird die Munitionsladung zum Abbrand bzw. zur Deflagration gebracht.

Claims

Verfahren zur in-situ-Beseitigung nicht umgesetzter Munition, die in einem Mantel eine Munitionsladung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (10, 15) zunächst mittels eines ersten, von einem ersten pyrotechnischen Wirkladungssatz (3) erzeugten Gasstrahles (9) angeschmolzen oder angebrannt wird, dass der Mantel (10, 15) anschließend mittels eines zweiten, an oxidierenden Stoffen reichen, von einem zweiten pyrotechnischen Wirkladungssatz (4) erzeugten Gasstrahles (11) perforiert wird und dabei die Munitionsladung zur Deflagration oder zum Abbrand gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem ersten pyrotechnischen Wirkladungssatz (3) eine Temperatur > 3000 K, insbesondere > 3500 K, erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gasstrahl (9) und/oder der zweite Gasstrahl (11) Partikel enthält.
Einrichtung zur in-situ-Beseitigung nicht umgesetzter Munition, die in einem Mantel eine Munitionsladung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Behälter (1) ein erster pyrotechnischer Wirkladungssatz (3) und ein zweiter pyrotechnischer Wirkladungssatz (4) hintereinander angeordnet sind, wobei der erste Wirkladungssatz (3) geeignet ist, einen Gasstrahl zu erzeugen, der den Mantel (10,15) anschmilzt oder anbrennt, und der zweite Wirkladungssatz (4) geeignet ist, den Mantel (10,15) zu perforieren und die Munitionsladung zur Deflagration oder zum Abbrand zu bringen.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Wirkladungssatz (3) als Oxidationsmittel zwischen 10 bis 85% Polykohlenstoffmonofluorid, als Brennstoff zwischen 15 bis 90% eines halophilen metallischen Brennstoffes aus der Gruppe der Metalle Magnesium, Aluminium, Titan, Zirconium, Hafnium, Calcium, Beryllium, Bor oder Mischungen bzw. Legierungen dieser Metalle, ein organischer fluorhaltiger Binder mit Massenanteil zwischen 2,5 und 7,5% sowie Graphit mit einem Massenanteil von 0,1 bis 5% enthalten sind.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Wirkladungssatz (3) das Verhältnis von Magnesium zu Graphit etwa 0,28/0,72 beträgt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wirkladungssatz (4) oxidierende Stoffe freisetzt, die mit dem angeschmolzenen oder angebrannten Mantel (10, 15) exotherm reagieren.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wirkladungssatz (4) Sauerstoff, Chlor, Fluor oder oxidationsfähige Verbindungen dieser Elemente freisetzt.
Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wirkladungssatz (4) als Sauerstoff liefernder Satz Lithiumperchlorat, Lithiumchlorid und einen Metallpulver enthält.