DE19633113B3

DE19633113B3 - Splittergefechtskopf

Info

Publication number: DE19633113B3
Application number: DE1996133113
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr. Held Manfred
Original assignee: TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Current assignee: TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1996-08-16
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2016-08-17

Abstract

Bei einem Splittergefechtskopf, insbesondere einem solchen zur Flugzielbekämpfung, hat jeder Splitter (1) eine in Beschleunigungsrichtung (2) weisende, eben ausgebildete Oberfläche (3) sowie eine gegen die Beschleunigungsrichtung (2) weisende, eben ausgebildete Oberfläche (4). Lediglich diese Oberflächen (3, 4) sind jeweils mit einer Abdeckung (5, 6) gleicher Flächengeometrie versehen. Splitter (1) und Abdeckungen (5, 6) bestehen dabei aus Materialien von unterschiedlicher Stoßwellenimpedanz und sind fest miteinander verbunden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gefechtskopf nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Druckschrift US 44 93 264 hat einen Gefechtskopf zum Gegenstand, der zur Panzerbekämpfung in einem Metallgehäuse eine Ladung aus Hochleistungssprengstoff mit einer axial nach vorn gerichteten, stachelbildenden Auskleidung aufweist. Um mit dem selben Gefechtskopf wahlweise auch leichtgepanzerte Ziele sowie Personen wirkungsvoll bekämpfen zu können, ist die Möglichkeit vorgesehen, das Gehäuse der Sprengladung mit einem elastischen Splitterhemd zu überziehen. Dieses haftet mit einer Trägerschicht aus Gummi oder dergleichen elastischem Material am Ladungsgehäuse fest. Damit verklebt ist auf der letzterem abgewandten Schichtseite eine Vielzahl kleinmassiger Splitter, die ihrerseits noch von einem gemeinsamen dünnen Schutzmantel umgeben sein können.
In der Druckschrift DE 84 36 170 U1 ist eine splitterwirksame Geschoßhülle beschrieben, die aus zwei ineinander verschachtelten, zylindrischen Hüllenelementen besteht. Davon weist das radial gesehen äußere Element eine glatte Außenwandung auf. An der Innenseite desselben befinden sich dagegen vorgeformte Splitter in Form von flächenparallelen Körpern mit quadratischen Grundflächen und untereinander gleichen Abmessungen, wobei eine Grundflächendiagonale dieser vorgeformten Splitter jeweils parallel zur Hüllenlängsachse verläuft. Besagte Splitter des äußeren Elementes berühren sich dabei mit ihren Kanten in einer Weise, daß zwischen ihnen ihrer Form und Größe entsprechende Vertiefungen verbleiben.
Das radial gesehen innere Hüllenelement mit seiner glatten Innenwandung wird im Schleuderverfahren in das vorbeschriebene äußere Element eingegossen. Dabei füllt das Gußeisen die Vertiefungen zwischen den vorgeformten Splittern des äußeren Elementes aus. Als Ergebnis sind vorgeformte Splitter des inneren Elementes zu verzeichnen, welche bezüglich Form und Abmessungen denjenigen des äußeren Elementes entsprechen. Bezüglich spezifischem Gewicht und mechanischen Eigenschaften besteht ebenfalls Ähnlichkeit zwischen dem inneren Hüllenelement mit seinen vorgeformten Splittern und dem äußeren Hüllenelement mit seinen vorgeformten Splittern.
Die Druckschrift US H1048 gibt schließlich einen Gefechtskopf wieder, der zwischen einer Innenhülle zur Aufnahme der Sprengladung und einer mit Abstand hierzu konzentrisch angeordneten Außenhülle Splitterstäben Platz bietet. Jeder Stab ist dabei aus mehreren vorgeformten Splittern zusammengesetzt, die allesamt in einem Grundkörper aus Stahl oder Schwermetall einen Hohlraum aufweisen. Sinn und Zweck des letzteren ist es, ein Brandmittel oder ein anderes Mittel für eine zusätzliche Wirkung im Ziel aufzunehmen. Zum Grundkörper eines jeden Splitters sei noch angemerkt, daß dessen in und gegen die Beschleunigungsrichtung weisenden Oberflächen der Krümmung der Außenhülle bzw. Innenhülle folgen.
Bekanntlich werden Splitter aus Stahl oder Schwermetall beim Auftreffen auf ein gepanzertes Ziel in Fragmente zerlegt, wenn ihre Auftreffgeschwindigkeit größenordnungsmäßig 2000 m/s beträgt oder gar darüber liegt. Besagte Fragmente werden mit zunehmender Geschwindigkeit immer zahlreicher und kleinmassiger, was seine Erklärung in der ansteigenden Stoßwelleneinleitung und Stoßwellenbelastung findet. Entsprechend stark reduziert ist deren Resteindringtiefe in ein geschottetes Ziel.
Anders liegen die Verhältnisse, wenn von sogenannten gekapselten Splittern oder Schalen-Splittern Gebrauch gemacht wird. Angesprochen sind damit Schwermetallkugeln, die jeweils in einen Stahlwürfel schlüssig eingebettet sind. Wird mit denselben gegen ein Schottenziel vorgegangen, erfahren nurmehr die Stahlwürfel an der Vorschotte eine Zerlegung in zahlreiche kleine Bruchteile, während die davon umhüllten Schwermetallkugeln die Vorschotte praktisch unzerstört zu durchschlagen vermögen.
Bei Splittern von letztbeschriebener Beschaffenheit gilt allerdings eines als problematisch, nämlich das bei deren detonativer Beschleunigung immer wieder zu verzeichnende, teilweise oder gänzliche Abstreifen der kubischen Außenhülle vom kugeligen Hauptsplitter, noch bevor es zum Zielkontakt gekommen ist.
Dem vorstehend aufgezeigten Problem auf besonders einfache Art und Weise wirkungsvoll zu begegnen, ist die Aufgabe, welche der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt.
Gelöst ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Bei der Bekämpfung von Flugzielen, wie taktischen ballistischen Flugkörpern und strategischen ballistischen Flugkörpern, treten Relativgeschwindigkeiten im Bereich von 2 km/s bis 5 km/s auf. Hierfür ist der erfindungsgemäße Gefechtskopf u. a. bestens geeignet. Diese besondere Eignung findet ihre Erklärung im speziellen, flächenhaften Aufbau der verwendeten Splitter. Mit ihren quer zur Beschleunigungsrichtung ebenen Begrenzungsflächen, beispielsweise in Form von Quadraten, Rechtecken, Rauten, Kreisen oder Ellipsen, und den damit fest verbundenen Abdeckungen, deren Masse jeweils über die abgedeckte Begrenzungsfläche verteilt ist, ist nämlich sichergestellt, daß im Fall der detonativen Beschleunigung die Materialien gleiche Geschwindigkeit erhalten und damit keine unnötigen Scherkräfte im Splitter selbst entstehen.
Trifft ein derartig ausgebildeter Splitter, beispielsweise von der Form eines Quaders, auf eine Zielstruktur, wird nur dessen vordere Abdeckung, die ebenso wie die rückwärtige Abdeckung eine andere Stoßwellenimpedanz als der Splitter aufweist, durch die eingeleitete Stoßwelle belastet und zerkleinert, während der Splitter selbst und eventuell auch dessen rückwärtige Abdeckung den eingeleiteten Stoß unbeschadet überstehen. Zur Abminderung der Stoßwelleneinleitung empfehlen sich besonders Abdeckungen in Schichtbauweise mit von Schicht zu Schicht sich ändernder Stoßwellenimpedanz.
Als geeignetes Abdeckungsmaterial sei Metall wie Stahl, Aluminium, Titan und Tantal genannt. Metallegierungen wie Wolframschwermetall und Sinterlegierungen kommen hierfür ebenso in Betracht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. In Form von Prinzipskizzen zeigen:
1 einen Splitter eines erfindungsgemäßen Gefechtskopfes und
2 eine gegenüber 1 abgewandelte, erfindungsgemäße Splitterausführung.
In 1 ist einer von vielen vorgeformten Splittern 1 eines Gefechtskopfes wiedergegeben, der u. a. zur Flugzielbekämpfung bestens geeignet ist. Es handelt sich beim angesprochenen Splitter 1 beispielsweise um einen solchen aus Wolframschwermetall in Form eines Quaders. Von dessen in und gegen die Beschleunigungsrichtung (Pfeil 2) verlaufenden Oberflächen 3 und 4 weist die der Sprengladung abgewandte, vordere 3 ebenso wie die der Sprengladung zugewandte, hintere 4 eine Abdeckung 5 bzw. 6 auf. Besagte Abdeckungen 5, 6 können gleiche oder – wie dargestellt – unterschiedliche Wandstärken besitzen. In jedem Fall ist die Masse aber jeweils gleichmäßig über die davon abgedeckte Oberfläche 3 bzw. 4 verteilt.
Mit dem quaderförmigen Splitter 1 aus Wolframschwermetall sind die beispielsweise aus Stahl bestehende, vordere Abdeckung 5 und die beispielsweise aus Aluminium bestehende, hintere Abdeckung 6 durch Reibschweißen verbunden, mit dem für den geschilderten Einsatzfall angestrebten Ergebnis hoher Druckbelastungsmöglichkeit bei geringer Dehnung. Dadurch ist sichergestellt, daß im Trefferfall die vordere Abdeckung 5 im Augenblick des Aufpralls auf ein beispielsweise geschottetes Ziel eine Zerlegung in zahlreiche Fragmente erfährt und der Splitter 1 selbst unbeschadet durch die Vorschotte weiter ins Zielinnere gelangt.
Die Splittervariante gemäß 2 ist mit 11 bezeichnet. Sie hat wiederum die Form eines Quaders. Besagter Quader besteht diesmal beispielsweise aus Stahl. Dessen in und gegen die Beschleunigungsrichtung (Pfeil 12) weisenden Oberflächen 13 und 14 sind ebenfalls mit Abdeckungen 15, 16 von gleicher Masse pro Flächeneinheit versehen. Im Gegensatz zu 1 bestehen dieselben jedoch aus Schichten 17, 18, 19 bzw. 20, 21, 22, die sich hinsichtlich ihrer Stoßwellenimpedanzen unterscheiden.
Der Schichtaufbau mit unterschiedlichen Materialien wie Aluminium, Tantal, Titan kann alternativ zum bereits erwähnten Reibschweißen durch Sprengplatieren erfolgen. Auch hier tritt nämlich hohe Festigkeit und Verzahnung der Materialien für den Einsatz mit hohen Druckbelastungen auf, und zwar mit begrenzten Dehneigenschaften über die Verbindungsstellen hinweg bei Zugbelastungen. Für das Verbinden der Splitter und Abdeckungen bzw. Abdeckungsschichten kommen Elektronenstrahl- und Laserstrahlschweißen sowie Löten ebenso in Betracht. Werden keine zu hohen bzw. extremen Beschleunigungsfestigkeiten verlangt, kann auch eine Klebeverbindung genügen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn statt einer detonativen Splitterbeschleunigung mit hochbrisantem Sprengstoff Gebrauch gemacht wird von einer geschoßartigen Beschleunigung der Splitter durch eine Treibladung oder eine Sprengladung geringer Umsetzungsgeschwindigkeit.

Claims

Gefechtskopf, insbesondere zur Bekämpfung von Flugzielen, wie taktischen ballistischen Flugkörpern und strategischen ballistischen Flugkörpern, mit vorgeformten Splittern und einer Sprengladung oder dergleichen Mitteln zur Splitterbeschleunigung, wobei die vorgeformten Splitter zumindest quer zur Beschleunigungsrichtung von eben ausgebildeten Oberflächen begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Splitter (1, 11) an seinen in und gegen die Beschleunigungsrichtung (2, 12) weisenden Oberflächen (3, 13; 4, 14) mit einer Abdeckung (5, 15; 6, 16) von gleicher Flächenausdehnung versehen ist, wobei Splitter (1, 11) und Abdeckungen (5, 15; 6, 16) fest miteinander verbunden sind und beide aus Materialien mit unterschiedlicher Stoßwellenimpedanz bestehen.
Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (15, 16) der in und gegen die Beschleunigungsrichtung (12) weisenden Splitteroberflächen (13, 14) in der Wandstärke gleich sind.
Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (5, 6) der in und gegen die Beschleunigungsrichtung (2) weisenden Splitteroberflächen (3, 4) in der Wandstärke verschieden sind.
Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (15) der in Beschleunigungsrichtung (12) weisenden Splitteroberflächen (13) in Schichtbauweise (17, 18, 19) ausgeführt sind.
Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckungen (16) der gegen die Beschleunigungsrichtung (12) weisenden Splitteroberflächen (14) in Schichtbauweise (20, 21, 22) ausgeführt sind.
Gefechtskopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (17, 18, 19; 20, 21, 22) ein und derselben Abdeckung (15, 16) unterschiedliche Stoßwellenimpedanzen aufweisen.