DE19602422C1

DE19602422C1 - Munitionshülle aus Faserverbundmaterial

Info

Publication number: DE19602422C1
Application number: DE19602422A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Chem Dr Hieke; Herwig Dipl Ing Feldmeier
Original assignee: Buck Werke & Co 73337 Bad Ueberkingen De GmbH; Buck Chemisch Technische Werke GmbH and Co
Current assignee: Buck Neue Technologien GmbH
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2016-01-25
Also published as: US5872325A

Description

Die Erfindung betrifft eine Munitionshülle aus Faserver bundmaterial, das Fasermaterial und ein Bindemittel um faßt, zumindest teilweise abbrennbar ist und eine hohe Festigkeit aufweist.

Solche Munitionshüllen sind bereits bekannt, wobei bisher im wesentlichen zwei unterschiedliche Fasermaterialien zum Einsatz kamen. So offenbart einerseits, beispielsweise, die DE-OS 19 18 163 die Verwendung eines Gemisches aus einem brennbaren Treibmittel, das auch als eine Art Binde mittel fungiert, und Fasern aus Kohle, die durch Verkohlen von gesponnenen oder gewobenen Textilfäden hergestellt werden und somit reine C-Fäden sind, die bis zu Temperatu ren von 2500° hochfest sind und somit bei niedrigeren Tem peraturen an sich nicht weiter verbrennen können. Ferner ist andererseits, beispielsweise, aus der DE-PS 35 46 489 sowie "Wehrtechnik 8/1970", Seiten 357-362, eine gattungs gemäße Munitionshülle bekannt, bei der das Fasermaterial Zellulosenitrat umfaßt, das auch in Abwesenheit von Sauer stoff spontan und ohne Rauchentwicklung verbrennt. Da Zel lulosenitrat dem Sprengstoffgesetz unterliegt, kann seine Verarbeitung aus sicherheitstechnischen Gründen zudem nur aus wäßrigen Aufschlämmungen erfolgen, was recht aufwen dig ist.

Ferner offenbart die DE-OS 16 21 806 eine Munitionshülle aus im wesentlichen mitverbrennbarem Kunststoff mit einer wasserdampfundurchlässigen Schutzbelegung, umfassend u. a. Kohlenwasserstoffe.

Auch ist es gut bekannt, als Munition einen Nebelsatz zu verwenden, wobei zur Verpressung von Nebelsätzen bisher meist Stahl- oder Aluminiumhüllen eingesetzt worden sind, da sie selbst nicht abbrennen und somit keinen direkten Einfluß auf das Abbrandverhalten haben. Jedoch kommt es beim Abbrand eines Nebelsatzes mit solch einer Metallhülle nachteiligerweise zu einem sogenannten Kamineffekt, der sich durch einen pulsierenden Abbrand des Nebelsatzes dar stellt. Insbesondere bei langen Munitionshüllen kann die selbe als Kamin angesehen werden, wobei die beim Abbrennen des Nebelsatzes produzierten Teilchen sich an der Innen wand der Munitionshülle absetzen und somit ein kurzfristi ges Verstopfen bewirken können, wobei die Verstopfung wie der mittels des Drucks, der beim Abbrennen entsteht und sich dann vor der Verstopfung aufbaut, weggeblasen werden kann. Durch dieses aufgrund des zeitweiligen Verstopfens der Munitionshülle pulsierenden Abbrandes wird die Dynamik desselben derart kompliziert, daß im wesentlichen keine Aussage über die Wirksamkeit der beim Abbrand entstehenden Partikel gemacht werden kann und es nicht zu einer gleich mäßigen regulären Nebelreaktion kommt.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, die gattungsgemäße Munitionshülle derart weiterzuentwickeln, daß sie sich für Nebelsätze eignet und die Nachteile des Stands der Technik überwindet. Dabei soll insbesondere eine gleichmäßige Ne belwirkung gefördert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine gattungsge mäße Munitionshülle gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Munitionshülle einen Nebelsatz umgibt; und das Abbrandreaktionsprodukt des Faserverbundmaterials Ruß partikel umfaßt, insbesondere in Form von Kohlenwasser stoffen C_XH_Y mit X»Y bei der Abbrandtemperatur des Nebel satzes von 1500 bis 2500°C, vorzugsweise 2200°C, und somit zur Nebelwirkung des Nebelsatzes beim Abbrennen beiträgt.

Dabei schlägt die Erfindung vor, daß die Dichte des Faser materials 1,1 bis 1,8 g/cm³, vorzugsweise 1,36 g/cm³, be trägt.

Auch schlägt die Erfindung vor, daß die Dichte des Binde mittels 1,0 bis 1,3 g/cm³, vorzugsweise 1,15 g/cm³, beträgt.

Bevorzugt ist weiterhin, daß die Festigkeit des Fasermate rials zwischen 0,8 und 3,0 KN/mm², vorzugsweise 1,5 KN/mm², beträgt.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß das Verhältnis von Fasermaterial zu Bindemittel 40 bis 70 Vol.-%, vor zugsweise 57 bis 59 Vol.-%, beträgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß das Fasermaterial Aramid umfaßt.

Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, daß das Fasermateri al auch Kohlefasern umfaßt.

Die Erfindung schlägt ferner vor, daß das Fasermaterial zur Steigerung seiner Festigkeit dotiert ist, insbesondere mit FeO im Falle der Verwendung von Kohlefasern.

Auch kann vorgesehen sein, daß eine Faser des Fasermate rials einen Querschnitt von 30 bis 60 µm, vorzugsweise 50 µm, aufweist.

Ferner schlägt die Erfindung vor, daß das Fasermaterial rundgewickelt, kreuzgewickelt oder mattengewickelt ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Epoxid harz umfaßt.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch Einsatz von geeigneten Faserverbundwerkstoffen für Nebelkörperhüllen, die bevorzugterweise Aramidfasern und ein Epoxidharz-Bindemittel umfassen, die Hüllen beim Abbrand der von ihnen gehaltenen Nebelsätze zum einen selbst verbrennen, zum anderen ein gleichmäßiges Abbrennen der Nebelsätze sicherstellen, da ein Kamineffekt durch den Abbrand der Hüllen verhindert wird, und außerdem selbst aktiv an der Nebelbildung mitwirken.

Ferner ist noch vorteilhaft, daß bei einer erfindungsgemä ßen Munitionshülle, die ebenso wie eine herkömmliche Me tallhülle den Abbrand eines Nebelsatzes nicht direkt be einflußt, jedoch eine deutliche Gewichtsreduzierung gegen über einer herkömmlichen Metallhülle vorliegt, so daß, beispielsweise, größere Wirkmassenanteile, im wesentlichen ohne Veränderung der Flugeigenschaften, in eine Munitions hülle einbringbar sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein erfindungs gemäßes Ausführungsbeispiel anhand einer schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht durch das Faserverbundma terial einer erfindungsgemäßen Munitionshülle; und

Fig. 2 den Querschnitt durch eine Submunition einer Ne belrakete, die eine erfindungsgemäße Munitionshül le verwendet.

Wie sich aus Fig. 1 entnehmen läßt, umfaßt das Faserver bundmaterial 1 ein Fasermaterial 2 und ein Bindemittel 3. Dabei sind die Fasern des Fasermaterials 2 gewickelt und in das Bindemittel 3 eingebettet.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, als Faser material 2 Aramid zu verwenden, das eine Festigkeit von 1,5 kN/mm² und eine Dichte von 1,36 g/cm³ aufweist. Ferner ist bevorzugt, als Bindemittel 3 einen Epoxidharz mit der Dichte von 1,15 g/cm zu verwenden, wobei das Verhältnis von Fasermaterial 2 zu Bindemittel 3 vorzugsweise 57 bis 59 Vol.-% beträgt. Ein so zusammengesetztes Faserverbundmate rial 1 liefert als Abbrandreaktionsprodukt C_XH_Y mit X » Y und daher Rußpartikel und brennt aufgrund seiner guten Flammfestigkeit langsam ab, so daß beim Abbrand einer die ses Faserverbundmaterial 1 verwendenden Munitionshülle 11 für mehrere Minuten ein Nebel erzeugbar ist, abhängig von der Dimensionierung der Munitionshülle 11.

In Fig. 2 ist eine Submunition 10 einer Nebelrakete darge stellt. Die Submunition 10 umfaßt die erfindungsgemäße Munitionshülle 11, an die sich ein Boden 12 am unteren Ende und ein Landesystem 13 am oberen Ende anschließt. In der Munitionshülle 11 ist direkt unterhalb des Landessy stems 13 eine erste Nebelsatzkomponente 14, darunter eine Ausstoßladung 15, darunter eine Anzündladung 16 und zwi schen der Anzündladung 16 und dem Boden 12 schließlich eine zweite Nebelsatzkomponente 17 angeordnet.

Solch eine Submunition 10 läßt sich wie folgt verwenden:
Die Submunition 10 wird in einem ersten Schritt in einen nicht gezeigten Gefechtskopf eingefügt, aus dem sie durch Initiieren eines nicht gezeigten Zündsystems herausstoßbar ist.

Das initiierte Zündsystem zündet die Anzündladung 16, die zum einen die Ausstoßladung 15, die ihrerseits die erste Nebelsatzkomponente 14 aktiviert und eine Relativbewegung zwischen der ersten Nebelsatzkomponente 14 und der zweiten Nebelsatzkomponente 17 bewirkt, und zum anderen die zweite Nebelsatzkomponente 17 aktiviert.

Dementsprechend löst sich die erste Nebelsatzkomponente 14 samt dem darüber angeordneten Landesystem 13 von der Muni tionshülle 11, und durch das Zünden wird auch das Abbren nen der beiden Nebelsatzkomponenten 14, 17 sowie der Muni tionshülle 11 in Gang gesetzt. Dabei entsteht Nebel sowohl durch Abbrennen der ersten Nebelsatzkomponente 14, der zweiten Nebelsatzkomponente 17 als auch der Munitionshülle 11, und zwar solange, bis diese drei Komponenten 11, 14, 17 komplett abgebrannt sind.

Durch geeignete Wahl der Materialzusammensetzungen, die beispielsweise Anthrachinon umfassen, sowie Dimensionie rungen der ersten Nebelsatzkomponente 14, der zweiten Ne belsatzkomponente 17 und der Munitionshülle 11 kann somit ein Nebel in gewünschter Form über eine gewünschte Zeit erzeugbar werden.

Beispielsweise kann es sich bei der ersten Nebelsatzkom ponente 14 um eine sogenannte Täuschkomponente, die rasch abbrennt und dabei einen Spontannebel erzeugt, und bei der zweiten Nebelsatzkomponente 17 um eine Tarnkomponente, die langsam abbrennt und dabei einen Dauernebel erzeugt, han deln. Dabei ist der Dauernebel mit dem Spontannebel am Ziel im wesentlichen in Kollokation durch geeignete Wahl des Zündsystems sowie des Landesystems 13, das, wie Fig. 2 zu entnehmen ist, auch mit einem Fallschirm ausgerüstet ist, bringbar. Außerdem ist der durch das Abbrennen der Munitionshülle 11 erzeugte Nebel vorteilhafterweise am Ziel auch in Kollokation mit dem Spontannebel und dem Dau ernebel bringbar, um die komplette Nebelwirkung zu erhö hen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiede nen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1 Faserverbundmaterial
2 Fasermaterial
3 Bindemittel
10 Submunition
11 Munitionshülle
12 Boden
13 Landesystem
14 erste Nebelsatzkomponente
15 Ausstoßladung
16 Anzündladung
17 zweite Nebelsatzkomponente

Claims

1. Munitionshülle aus Faserverbundmaterial (1), das Fasermaterial (2) und ein Bindemittel (3) umfaßt, zumindest teilweise abbrennbar ist und eine hohe Festigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Munitionshülle (11) einen Nebelsatz (14, 17) umgibt; und
das Abbrandreaktionsprodukt des Faserverbundmaterials (1) Rußpartikel umfaßt,
insbesondere in Form von Kohlenwasserstoffen C_XH_Y mit X » Y bei der Abbrandtemperatur des Nebelsatzes (14, 17) von 1.500°C bis 2.500°C, vorzugsweise 2.200°C,
und somit zur Nebelwirkung des Nebelsatzes (14, 17) beim Abbrennen beiträgt.

2. Munitionshülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Fasermaterials (2) 1,1 bis 1,8 g/cm³, vorzugsweise 1,36 g/cm³, beträgt.

3. Munitionshülle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Bindemittels (3) 1,0 bis 1,3 g/cm³, vorzugsweise 1,15 g/cm³, beträgt.

4. Munitionshülle nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeit des Faser materials (2) zwischen 0,8 und 3,0 KN/mm², vorzugsweise 1,5 KN/mm², beträgt.

5. Munitionshülle nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Faser material (2) zu Bindemittel (3) 40 bis 70 Vol.-%, vorzugs weise 57 bis 59 Vol.-%, beträgt.

6. Munitionshülle nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial (2) Aramid umfaßt.

7. Munitionshülle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial (2) auch Kohlefasern umfaßt.

8. Munitionshülle nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial (2) zur Steigerung seiner Festigkeit dotiert ist mit FeO im Falle der Verwendung von Kohlefasern.

9. Munitionshülle nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß eine Faser des Fasermate rials (2) einen Querschnitt von 30 bis 60 µm, vorzugsweise 50 µm, aufweist.

10. Munitionshülle nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial (2) rundgewickelt, kreuzgewickelt oder mattengewickelt ist.

11. Munitionshülle nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel (3) Epoxidharz umfaßt.