DE19700349C1 - Geschoß oder zur Bekämpfung gepanzerter Ziele - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Geschosse oder Gefechtsköpfe zur Bekämpfung gepanzerter Ziele, mit einer inneren Anordnung zur dy­ namischen Ausbildung von Aufweitzonen zum Erzielen großer Lateralwirkungen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer Vielzahl von Einsatzbereichen für Geschosse und Gefechtsköpfe ist neben der ge­ forderten Durchschlagsleistung auch eine möglichst flächenhafte Wirkung (Lateral­ wirkung) zur Steigerung der Effizienz anzustreben. Dies ist insbesondere bei Geschossen gegen fliegende Ziele wie z. B. Starrflügler, ungepanzerte Helikopter oder Flugkörper, die aus endballistischer Sicht zu den leichteren Zielklassen gehören, sehr notwendig.

Hier treten aber zunehmend sogenannte "gehärtete" Objekte auf, so daß neben großen Late­ ralwirkungen auch partiell relativ hohe Durchschlagsleistungen gefordert werden. Ver­ gleichbares gilt bei anderen Strukturen wie z. B. Schiffen. Aber auch bei den panzerbre­ chenden Geschossen großer Durchschlagsleistung, die mit immer schlankeren und längeren Penetratoren erreicht werden muß, kommt es zunehmend auf die Sicherstellung einer aus­ reichenden lateralen Wirkung beim Zieldurchgang oder im Zielinneren an. Diese Forderun­ gen gelten sowohl für kanonenverschossene Wuchtgeschosse (KE-Geschosse) als auch für Gefechtsköpfe mit KE-Wirkkörpern oder sogenannte Hybridgeschosse aus KE-Wirkkör­ pern und Hohlladungen.

So ist eine Lösung des Deutsch-Französischen Forschungsinstituts (ISL) bekannt (DE 25 54 600 C1), bei der eine Verbesserung der lateralen Wirkung von Wuchtgeschossen dadurch erreicht wird, daß über einen vorderen Kern, der sich in seinem hinteren Ende konisch verjüngt, das konische Ende beim Auftreffen und nachfolgendem Eindringvorgang verzö­ gert wird und somit zwischen die im rückwärtigen mehrteiligen Kern befindlichen vorge­ fertigten Subgeschosse eingeschoben wird und diese unmittelbar oder über ein verformba­ res Zwischenstück radial beschleunigt. Die Funktion dieser konstruktiv anspruchsvollen Lösung wurde sowohl an drallstabilisierten als auch an aerodynamisch stabilisierten Ge­ schossen (Pfeilgeschossen) nachgewiesen. Allerdings ist die Wirksamkeit nicht zuletzt auf­ grund der konstruktiven Vorgaben begrenzt. Insbesondere sind sie gerade bei dünnen Ziel­ strukturen nicht wirksam. Derartige Lösungen sind sehr aufwendig und damit kosteninten­ siv. Alle diese Faktoren schränken den Einsatz stark ein.

Weiter sind Versuche bekannt, mit beim Auftreffen zerlegenden bzw. zersplitternden Ge­ schossen erhöhte laterale Effekte zu erreichen. Hierbei handelt es sich z. B. um Wirkkörper mit spröden Stählen oder Hartmetallen bzw. spröden Schwermetallen. Derartige Lösungs­ ansätze führen aber im Vergleich zu üblichen Penetratoren zu keinen sehr großen Splitter­ kegelwinkeln. Auch hier sind die materialtechnischen und konstruktiven Möglichkeiten stark eingeschränkt. Weiterhin eignen sich solche Lösungen vorzugsweise nur für drallsta­ bilisierte Geschosse. Darüber hinaus geht die Durchschlagsleistung derartiger Geschosse drastisch zurück, so daß sie nur für ein begrenztes Einsatzspektrum bedingt geeignet sind. Insbesondere sind derartige Lösungen gerade bei dünneren Zielen weniger wirksam, ebenso bei strukturierten Zielen (Mehrplattenzielen).

Ein weiteres Zerlegeprinzip zur Erzielung einer lateralen Wirkung wird in der JP 08061898 A vorgeschlagen, bei dem in einem Metallzylinder ein reaktives Metall angeordnet ist, das mit Luft und Wasser thermisch chemisch reagiert, wenn die panzerbrechende Munition mit einem Objekt kollidiert. Hier soll offensichtlich eine quasi Spreng-Brandwirkung durch die besondere Metallreaktion bewirkt werden, um eine starke radiale Zerstörungskraft zu erzielen.

Eine nicht panzerbrechende Methode, mit einem Geschoß nach dem Auftreffen bzw. Durchdringen eines Zieles eine erhöhte laterale Wirkung zu erzielen, ist durch die DE 28 39 372 Al bekannt, bei der ein Geschoß fürjagdliche Zwecke vorgeschlagen wird, das aus einem massiven Geschoßmantel besteht, der mit einem von vorne nach hinten verlaufenden zentralen Sackloch versehen ist, in dem eine Füllung vorzugsweise aus Blei mit Hohlräu­ men eingebracht ist. Bei dieser Konstruktion befindet sich das schwerere Material im Inne­ ren der umgebenden Hülle und bewirkt beim Durchdringen des weichen Zielkörpers ein Aufpilzen des vorderen Geschoßteils. Dadurch kann das Geschoß in beabsichtigter Weise vermehrt seine Energie an den Wildkörper abgeben und eine größere Breitenwirkung er­ zielen. Eine laterale Zerlegung des Geschoßkörpers bzw. eine laterale Splitterwirkung ist nicht beabsichtigt, ja sogar unerwünscht. Eine ähnliche Wirkung wird mit dem verbotenen DUM-DUM Prinzip gegen Personen erreicht.

Bei den für panzerbrechende Geschosse großer Durchschlagsleistung vorgesehenen Lösun­ gen, die mit immer schlankeren und längeren Penetratoren erreicht werden muß, sind we­ nige Erfindungen bekannt, die das Erzielen einer ausreichenden lateralen Wirkung zum Gegenstand haben. Üblicherweise liegt die Zielsetzung derartiger Geschoßkonstruktionen allein in dem Erreichen einer großen Tiefenleistung.

In der US 5,440,995 wird ein Schwermetallpenetrator vorgestellt, der aus Wolframwhis­ kern zusammengesetzt ist. Bei den üblichen Penetratoren aus polykristallinem Wol­ framschwermetall bildet sich beim Eindringen in ein gepanzertes Ziel ein plastischer oder hydrodynamischer Kopf aus (Pilz), der die Eindringtiefenleistung beeinflußt bzw. herab­ setzt. Das vorgeschlagene Penetratorkonzept soll diese Kopfbildung verhindern und somit die Tiefenleistung erhöhen. Das Prinzip ist folglich allein auf die Erzielung einer möglichst hohen Tiefenleistung abgestellt. Eine laterale Wirkung ist nicht gegeben.

Aus dem erörterten Stand der Technik läßt sich ableiten, daß bisher praktisch keine und insbesondere keine einfachen Lösungen für ein panzerbrechendes Geschoß bekannt sind, bei dem eine hohe laterale Wirkung bei den unterschiedlichen Zielen als auch eine ausrei­ chende Tiefenleistung erzielt wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln Geschosse und Gefechtsköp­ fe derart zu gestalten, daß sie bei einer möglichst großen Anzahl denkbarer Ziele sowohl eine starke laterale Wirkung erzielen können als auch bei Bedarf gleichzeitig große Durch­ schlagstiefen gewährleisten.

Im ISL wurde kürzlich nachgewiesen, daß durch den Einsatz von Glaskörpern, die während des Auftreffens und Eindringens von Geschossen unter hohem Druck eingeschlossen wer­ den, erhöhte laterale Effekte erzielt werden können. Dazu gibt es eine noch nicht veröf­ fentlichte Patentanmeldung des ISL, in der entsprechende Anordnungen beschrieben sind. Diese Effekte werden dort auf das spezielle dynamische Verhalten von Glas zurückgeführt, welches seit Jahrzehnten im Bereich des Panzerschutzes gegen Hohlladungen eingesetzt wird. So führt der Einsatz von Glas über einen sogenannten "Kraterzusammenbruch" zur Strahlbeeinflussung beim Durchdringen und damit zu einer erheblichen Verminderung der Eindringtiefe.

Eine Verwendung von spröden Materialien wie Glas oder Keramik als dynamisch wirken­ des Medium unterliegt jedoch bezüglich der Fertigungstechniken für die Geschosse und ggf. Gefechtsköpfe und hinsichtlich der Übertragung von Kräften, z. B. in der Beschleuni­ gungsphase der Geschosse bzw. Flugkörper, naturgemäß großen Einschränkungen. Als Bei­ spiel können die technischen Probleme beim Einbringen von Glas in die entsprechenden Hohlräume eines Geschoßkörpers dienen. Bei vorgefertigten Glaskörpern sind die kon­ struktiven Einsatzmöglichkeiten stark eingeschränkt. Außerdem erfordert die Ausgestal­ tung der Kontaktflächen mit den umgebenden (einhüllenden) Körpern erhebliche techni­ sche Anstrengungen. Weiterhin sind Glas und Keramik auf einen bestimmten Dichtebe­ reich beschränkt.

Beim Einbringen von Glas auf gießtechnischem Wege, hier scheiden Keramiken wegen der benötigten sehr hohen Sintertemperaturen grundsätzlich aus, wäre selbst für den Fall, daß ein einwandfreies Eingießen gelingt, durch den Abkühlungsprozeß mit Spannungen im Glaskörper selbst zu rechnen, die sich u. U. auch auf die umgebenden Körper negativ aus­ wirken. Außerdem ergeben sich, wie bereits oben angeführt, Kontaktprobleme an den Übergangsflächen zwischen Medium und den dieses Medium umgebenden Teilen. Aber auch beim Einschmelzen von Glas treten Temperaturen auf, die in vielen Fällen zu unzu­ lässigen Veränderungen in den umgebenden Werkstoffen führen wurden. Weiterhin sind beim Einsatz dieser zerbrechlichen und schlagempfindlichen Stoffe als dynamisch wirksa­ mes Medium grundsätzlich außer reinen Druckkräften (vornehmlich im Sinne eines allsei­ tigen bzw. hydrostatischen Drucks) keine nennenswerten technischen Spannungen und da­ mit Kräfte (Zug- und Scherkräfte) zu übertragen.

Auf unseren Vorschlag wurden daher im ISL auch Experimente mit bereitgestellten GFK-Werk­ stoffen durchgeführt. Dabei sollte vornehmlich geprüft werden, ob Glas als Wir­ kungsträger ersetzt werden kann und ob bei einer positiven Antwort auf diese Frage in Analogie zur Schutztechnologie davon auszugehen ist, daß beispielsweise der Glasgehalt (Harzgehalt) bzw. die Härte des GFK-Werkstoffes für die Arbeitsfähigkeit von Bedeutung sind, und daß sich folglich mit speziellen hochgefüllten Sorten ein gegenüber reinem Glas vergleichbarer Zerlegungsfaktor erzielen läßt. Außerdem wurde vorgeschlagen, durch Ver­ ändern des Harzgehaltes den bisher vermuteten "Glaseffekt" grundsätzlich zu überprüfen.

Die Experimente bestätigten, daß mit glasfaserverstärkten Werkstoffen mit hohem Glasan­ teil (ca. 80% Gewichtsanteil) endballistische Effekte zu erzielen sind, die denen mit rei­ nem Glas als Arbeitsmedium entsprechen. Diese ersten Versuche führten jedoch auch zu dem Ergebnis, daß mit Materialien, die einen erheblich geringeren Glasanteil besitzen, in überraschender Weise entsprechende bzw. noch erheblich größere laterale Wirkungen zu erzielen sind.

Die sich daraus ergebenden weitergehenden Überlegungen und dem ISL zusätzlich vorge­ schlagenen und dort durchgeführten Experimente führten zu der Erkenntnis, daß die ur­ sprünglich im Zusammenhang mit Glas beschriebenen Effekte offensichtlich nicht so ent­ scheidend sind für die dabei beobachteten erhöhten lateralen Wirkungen.

Vielmehr kommt es nach dem neuesten Kenntnisstand darauf an, in einen endballistisch wirksamen Körper bzw. in eine Hülle aus einem endballistisch leistungsfähigen Material ein "Aufweitmedium" (künftig AWM genannt) einzubringen, welches wenig kompressibel ist und im Verhältnis zu den eigentlichen Wirkkörpern eine vergleichsweise geringe Dichte bzw. endballistische Leistung besitzt. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für den Fall, daß sich das AWM zwischen einem endballistisch wirkungsvollen Außenkörper und einem zentralen Penetrator befindet.

Die endballistische Leistung eines Wirkkörpers wird im Bereich geringerer Auftreffge­ schwindigkeiten (unter 1000 m/s) von seinen mechanischen Eigenschaften und seiner Dichte, im oberen Geschwindigkeitsbereich (über 1000 m/s) zunehmend von der Dichte bestimmt.

In der Dissertation "Das Verhalten von Kupferstiften beim Auftreffen auf verschiedene Werkstoffe mit Geschwindigkeiten zwischen 50 m/s und 1650 m/s" von Dipl.-Ing. Günter Weihrauch vom 12. 2. 1971 der Universität (TH) Karlsruhe bzw. im gleichlautenden ISL-Be­ richt ist auf den Seiten 98 bis 101 einiges zu diesem Verhalten gesagt.

Danach ergibt sich in einem mit dem Staupunkt mitbewegten Koordinatensystem das Druckgleichgewicht:

1/2 ρ_P . (v - u)² = 1/2 ρ_Z . u² + F

mit: v = Projektilgeschwindigkeit, u = Durchdringungsgeschwindigkeit, ρ_P = Dichte vom Projektilmaterial, ρ_Z = Dichte vom Zielmaterial, F = Faktor, der mit der Aufstauchgeschwindigkeit der Aufweitzone veränderlich ist und sowohl von der dynamischen Festigkeit des Ziels als auch des Projektilmateri- als und damit auch des AWM abhängt.

Damit gehen über den Term F auch die Einflüsse aus der Kompressibilität des Materials und die Ausbreitungsgeschwindigkeiten der elastischen und plastischen Störungen ein. Bei höheren Projektilgeschwindigkeiten v geht der Anteil von F zurück und es gilt mit ausrei­ chender Genauigkeit die bekannte Bernoulli'sche Gleichung:

1/2 ρ_P . (v-u)² = 1/2 ρ_Z . u².

Aus dieser Gleichung erhält man für die Durchdringungsgeschwindigkeit u, auch Krater­ grundgeschwindigkeit genannt, einen Term, bei dem die Geschwindigkeit u nur noch von der Projektilgeschwindigkeit v und den Materialdichten ρ_Z und ρ_P abhängt:

Wenn das Projektil nicht aus einem einheitlichen Werkstoff besteht, gilt unter der Voraus­ setzung hoher Projektilgeschwindigkeiten v für jedes einzelne Material im Projektil dieser Term, wobei für ρ_P dann die jeweilige Materialdichte, beispielsweise ρ_AWM oder ρ_Hülle ein­ zusetzen ist.

Daraus läßt sich leicht ableiten, daß Materialien mit geringerer Dichte als der eigentliche endballistisch hochwirksame Penetratorwerkstoff bei hohen Projektilgeschwindigkeiten auch geringere Durchdringungsgeschwindigkeiten erzielen und somit gegenüber dem balli­ stisch hochwirksamen Penetrationsmaterial im Ziel zurückbleiben.

Bei relativ geringen Projektilgeschwindigkeiten wird F gleichberechtigt zum Geschwindig­ keitsterm, d. h., die dynamischen Festigkeiten der beteiligten Materialien sind mit entschei­ dend. Zum Erzielen rasch einsetzender und hoher Lateraleffekte sollten dann als Aufweit­ medium Werkstoffe mit geringer Festigkeit eingesetzt werden, wobei man bei der Dichte noch einen relativ großen Spielraum besitzt.

Entsprechend kann bei hohen Projektilgeschwindigkeiten (über 1000 m/s) mit der Dichte des AWM gespielt werden, da dann die mechanischen Eigenschaften keine große Rolle mehr spielen.

Bei sehr hohen Geschwindigkeiten (1500 m/s bis mehrere km/s) kann man üblicherweise die Formstabilität von Projektil- und Zielmaterial ganz vernachlässigen, so daß die Festig­ keit der beteiligten Materialien selbst keine Rolle mehr spielt. In diesem Fall können auch metallische und andere Werkstoffe näherungsweise wie Flüssigkeiten behandelt werden.

Die Geschwindigkeit, ab der man die Festigkeit der Materie ignorieren kann, hängt jedoch sehr stark von den jeweiligen Materialeigenschaften ab. So ergeben sich beispielsweise diese Impaktphänomene aus dem Hochgeschwindigkeitsbereich schon bei relativ geringen Geschwindigkeiten, wenn dichte und zugleich dynamisch weiche Materialien wie Blei, Kupfer oder Tantal beteiligt sind.

Diese Überlegungen zeigen, daß die Wirksamkeit der hier vorgeschlagenen Anordnungen nicht auf einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich begrenzt ist, sondern sowohl von re­ lativ geringen Impaktgeschwindigkeiten (einige 100 m/s), wie sie beispielsweise bei großen Kampfentfernungen auftreten, bis hin zu sehr großen Impaktgeschwindigkeiten in der Grö­ ßenordnung von mehreren km/s, die beispielsweise bei Begegnungssituationen mit soge­ nannten Taktischen Flugkörpern (TBM-Abwehr) vorkommen, vorhanden ist.

Entsprechend den obigen Überlegungen ist die Dynamik der inneren Aufweitzone in Ge­ schossen und Gefechtsköpfen über weite Grenzen und mit sehr einfachen Mitteln zu beein­ flussen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge ergeben sich aus den Patentansprüchen, de­ ren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, sowie anhand der Zeichnungen. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Eindring- und Aufweitvorgangs;

Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Eindring- und Aufweitvorgangs mit einem zusätzlichen zentralen Penetrator;

Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung des Durchdringungsvorgangs und der la­ teralen Splittererzeugung;

Fig. 4 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Vorgangs für ein Zweiplattenziel;

Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung des erfindungsgemäßen Vorgangs für ei­ ne Anordnung mit einem zentralen Penetrator und den Durchschuß durch ein Zweiplattenziel;

Fig. 6 eine prinzipielle Darstellung des experimentellen Modellgeschosses;

Fig. 7 eine Röntgenblitzaufnahme von einem Experiment mit GFK als Auf­ weitmedium (AWM);

Fig. 8 eine Röntgenblitzaufnahme von einem Experiment mit einem hohlen Modellgeschoß ohne Aufweitmedium;

Fig. 9 eine Röntgenblitzaufnahme von einem weiteren Experiment mit GFK als Aufweitmedium;

Fig. 10 eine Röntgenblitzaufnahme von einem weiteren Experiment mit Alu­ minium als Aufweitmedium;

Fig. 11 eine Röntgenblitzaufnahme von einem weiteren Experiment mit ei­ nem Aufweitmedium besonders geringer Dichte (PE);

Fig. 12 den Krater des Bezugsversuchs (Fig. 8) mit hohlem Penetrator ohne Aufweitmedium;

Fig. 13 das Splitterbild vom Experiment mit GFK (Fig. 9) als AWM;

Fig. 14 das Splitterbild vom Experiment mit Aluminium (Fig. 10) als AWM;

Fig. 15 das Splitterbild vom Experiment mit PE (Fig. 11) als AWM;

Fig. 16 eine Röntgenblitzaufnahme von einem weiteren Experiment mit GFK als Aufweitmedium und einer dünneren ersten Zielplatte;

Fig. 17 eine Röntgenblitzaufnahme von einem weiteren Experiment mit GFK als Aufweitmedium (Fig. 9) und geringer Auftreffgeschwindigkeit (<1000 m/s);

Fig. 17A das Splitterbild vom Experiment nach Fig. 17;

Fig. 18 einen prinzipiellen konstruktiven Vorschlag zur Einbringung eines vorgefertigten AWM-Körpers und Fixierung durch Gewinde und Kle­ ben/Löten;

Fig. 19 einen prinzipiellen konstruktiven Vorschlag zur Einbringung eines vorgefertigten AWM-Körpers und Fixierung durch ein Verbindungs­ medium;

Fig. 20 einen prinzipiellen konstruktiven Vorschlag zur Einbringung und Fi­ xierung eines vorgefertigten AWM-Körpers mit beliebigen Oberflä­ chenrauhigkeiten;

Fig. 21 einen modifizierten konstruktiven Vorschlag nach Fig. 20 zur Einbrin­ gung und Fixierung eines vorgefertigten AWM-Körpers;

Fig. 22 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM und zentralem Penetrator gemäß Fig. 2;

Fig. 23 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM und zentralem Penetrator und zusätzlichen Stegen als Subgeschosse;

Fig. 24 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM und zentralem Penetrator und zusätzlichen stabförmigen oder hintereinander geschalteten end­ ballistisch wirksamen Körpern;

Fig. 24A einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM ohne zentralen Penetrator und zusätzlichen stabförmigen oder hintereinander geschalteten end­ ballistisch wirksamen Körpern;

Fig. 25 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM und zentralem Penetrator und zusätzlichen Einkerbungen auf der Innenseite des endballistisch wirksamen Außenkörpers;

Fig. 26 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM ohne zentralen Penetrator und zusätzlichen Einkerbungen auf der Außenseite des endballistisch wirksamen Außenkörpers;

Fig. 27 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM und zentralem Penetrator und beliebigen, endballistisch oder sonst irgendwie wirksamen in das AWM eingebetteten Körpern;

Fig. 28 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM ohne zentralen Penetrator und beliebigen, endballistisch oder sonst irgendwie wirksamen in das AWM eingebetteten Körpern;

Fig. 29 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM und vier zentral angeord­ neten Penetratoren;

Fig. 30 einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM und einem zentral ange­ ordneten Penetrator mit quadratischem (beliebigem) Querschnitt;

Fig. 30A einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM und einem zentral ange­ ordneten zylindrischen Penetrator mit einem Hohlraum;

Fig. 31 einen Teilschnitt durch ein Geschoß mit einer stufenförmigen Anord­ nung des AWM;

Fig. 32 einen Teilschnitt durch ein Geschoß mit einer teilweisen Anordnung des AWM zum Erzielen einer hohen anfänglichen Durchschußlei­ stung;

Fig. 33 einen weiteren Teilschnitt durch ein Geschoß mit drei dynamischen Zonen zum Erzielen unterschiedlicher Lateral- und Tiefenwirkungen;

Fig. 34 einen Schnitt durch ein Geschoß mit einem zentralen Penetrator und zwei radial angeordneten dynamischen Zonen zum Erzielen unter­ schiedlicher Lateral- und Tiefenwirkungen;

Fig. 35A einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM ohne zentralen Penetrator und einer Außenhülle aus einem Ring von Längsstrukturen;

Fig. 35B einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM ohne zentralen Penetrator und zwei unterschiedlichen Außenhüllen;

Fig. 35C einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM ohne zentralen Penetrator und einer Außenhülle, in die beliebige Körper eingebettet sind;

Fig. 35D einen Schnitt durch ein Geschoß mit AWM ohne zentralen Penetrator und einem Ring von Subpenetratoren an der Innenseite der Außen­ hülle;

Fig. 36 ein Geschoß mit AWM und einer hohlen Spitze;

Fig. 37 ein Geschoß mit AWM und einer mit AWM gefüllten Spitze;

Fig. 38 ein Geschoß mit AWM und einer massiven Spitze;

Fig. 39A eine spezielle Spitzenform, bei der das AWM in die Spitze hinein­ reicht;

Fig. 39B eine spezielle Spitzenform, die in Teilbereichen das AWM enthält.

Der Ablauf des erfindungsgemäßen Eindring- und Aufweitvorgangs ist in Fig. 1 prinzipi­ ell dargestellt.

Durch seine spezifischen Eigenschaften bleibt beim Ein- und Durchdringen das innere bzw. eingeschlossene Aufweitmedium (AWM) 1 relativ zum umgebenden endballistischen Wirkkörper 2 zurück. Aufgrund seiner auch unter den hohen auftretenden Drücken be­ grenzten Kompressibilität findet durch das von hinten weiter zuströmende Material des Aufweitmediums 1 ein laterales Aufstauchen und damit auch ein dynamisches Aufweiten des umgebenden Werkstoffs 2 statt.

Dieser Vorgang wird durch die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der betei­ ligten Werkstoffe 1 und 2 bestimmt. Das dynamische Aufweiten führt in der Regel zu ei­ nem Aufreißen bzw. zur Zerlegung des äußeren Körpers (Hülle) 2. In Verbindung mit sei­ nen mechanischen Eigenschaften, Abmessungen, seiner Dichte und der Geschwindigkeit (Vorbeigleitgeschwindigkeit) ergibt sich ein Winkelbereich, in dem sich die entstehenden Teilpenetratoren oder Splitter bewegen.

Die Graphik gemäß Fig. 1 zeigt die drei Eindringungszustände 1A, 2A und 3A.

Oben (Teilbild 1A) trifft das aus dem Aufweitmedium 1 und einer endballistisch wirksa­ men Hülle 2 bestehende Geschoß gerade auf die Zielplatte 3 auf. Im mittleren Bildteil (1B) hat sich durch das verminderte Eindringen des AWM 1 in das Zielmaterial 3 eine Druckzo­ ne 4 ausgebildet. Diese führt zu einem Aufweitungs- bzw. Ablenkbereich 5 der vorbeiglei­ tenden Hülle. Im unteren Bildteil (1C) ist dieser Vorgang weiter fortgeschritten. Die Druck- bzw. Aufweitungszone 4a hat sich erweitert und bleibt gegenüber der vorbeigleitenden Hülle immer ausgeprägter zurück. Entsprechend vergrößert sich der abgelenkte bzw. auf­ geweitete Bereich 5a.

Fig. 2 stellt diesen Vorgang nach Fig. 1 mit einem Geschoß dar, in dem sich zudem noch ein zentraler Penetrator 6 befindet.

Wieder sind drei Eindringungszustände 2A, 2B und 2C zu verschiedenen Eindringzeiten dargestellt. Zum Zeitpunkt 2B hat sich die Druck- bzw. Aufweitzone 4 zwischen der vor­ beigleitenden und in der Verformungszone 5 aufgeweiteten oder abgelenkten Hülle 2 und dem ebenfalls rascher eindringenden zentralen Penetrator 6, der bei höheren Auftreffge­ schwindigkeiten in der Regel einen plastischen oder hydrodynamischen Kopf 6a besitzt, gebildet. Teilbild 2C zeigt diesen Vorgang in einem noch späteren Zustand. Die Druck- und Aufweitzone 4a ist vergrößert, die Hülle 2 über die Ablenkzone 5a weiter deformiert. Da­ bei dringt der abgelenkte Bereich 5b aufgrund seiner neuen Bewegungsrichtung mit einer erheblich vergrößerten radialen Komponente in die Zielplatte 3 ein.

Fig. 3 beschreibt in den Teilbildern 3A, 3B und 3C die durch das Geschoß nach Fig. 1 verursachten Effekte im Bereich des Ausschußkraters in der Zielplatte 3. Die Teilfigur 3A entspricht dabei der Teilfigur 1C von Fig. 1.

Zum Zeitpunkt bzw. an der Position 3B beginnt sich nach der Bildung von Scherbrüchen ein Ausbruchbereich 7 auszubilden, der aufgrund des beschriebenen großen Lateraleffektes beim Durchdringen ungleich größer ist als bei üblichen KE-Geschossen. Durch die gleich­ zeitig eintretende Entlastung von der Rückseite der Platte her wird die Druckzone 4a des AWM entspannt. Das entlastete Material 1a tritt hinter dem Ausbruchbereich 7 aus dem Krater aus (Teilbild 3C), gefolgt von dem Restgeschoß 5c. Durch den sich lösenden und zunehmend beschleunigt austretenden Ausschußkraterbereich 7a und einer weiteren Ent­ spannung erfolgt in der Regel auch eine Zerlegung des aufgeweiteten Penetratorbereichs (Hüllenbereichs) 5b vom Restgeschoß 5c, so daß sich Hüllensplitter 5d bilden. Diese glei­ ten aufgrund ihrer höheren Geschwindigkeit an dem mit noch relativ geringer Geschwin­ digkeit austretenden Zielbereich 7a ab. Dabei werden sie noch weiter radial abgelenkt. Dies bewirkt eine zusätzliche Vergrößerung des Austrittswinkels 8 der Splitter 5d.

Fig. 4 beschreibt den Vorgang nach den Fig. 1 und 3 beispielhaft in einem Zweiplatten­ ziel.

Nachdem in der ersten Platte 3 ein Krater gebildet wurde (Teilbild 4A), dessen Größe sich im wesentlichen aus den Geschoßparametern (Aufbau, Materialien, Abmessungen, Auf­ treffgeschwindigkeit) und den Zielplattendaten (Werkstoff, Dicke, mechanische Eigen­ schaften) ergibt, treffen das nach Bildung der Hüllensplitter 5d noch übrige Restgeschoß 9, der ausgebrochene Kraterbereich 7a und die Splitter 5d des aufgeweiteten Teilbereichs der Hülle auf die zweite Platte 3a auf.

Teilfigur 4B zeigt einen Blick auf die beaufschlagte zweite Platte 3a. Es ergeben sich un­ terschiedliche Kraterzonen:

Auftreffbereich 10, gebildet vom Restgeschoß 9 und dem zentralen Teil vom Ausbruchbe­ reich 7a, Krater 10a, verursacht durch den äußeren Teil des Ausbruchbereichs 7a und der Bereich der Splitter 11, erzeugt durch die Hüllensplitter 5d. Noch weiter außen liegt der Bereich 11a der aus dem Zielmaterial 3 herausgerissenen Splitter 7b.

In der Regel überlagern sich insbesondere die äußeren Kraterbereiche entsprechend der physikalischen und technischen Bedingungen mehr oder weniger stark.

Beim Zuschalten weiterer Zielplatten sind die oben dargelegten Beschreibungen sinngemäß zu übertragen.

Fig. 5 beschreibt den Fall, daß ein Geschoß mit einem zentralen Penetrator 6 nach Fig. 2 ein Zweiplattenziel nach Fig. 4 durchschlägt.

Beim Durchschlagen der ersten Platte 3 gelten die Beschreibungen zum Bild 4A, erweitert um den zentralen Penetrator 6 bzw. durchdringenden Penetratorkopf 6a. Danach durch­ dringt der Restpenetrator 6b den ausgebrochenen Kraterbereich 7a und bildet in diesem ei­ nen weiteren Ausbruch 7c. Die Dicke der zweiten Platte 3a wurde hier so gewählt, daß die­ se noch von dem zentralen Restpenetrator 6b durchschlagen wird. Hinter der zweiten Platte tritt nur noch der entsprechend verkürzte Restpenetrator 6c aus, umgeben von einem Split­ terkegel aus Penetratorteilen 13 und Zielsplittern 13a, die sich aus dem Ausbruch 7c gebil­ det haben bzw. aus der zweiten Zielplatte 3a herausgelöst wurden. Diese Zielzone ent­ spricht somit dem üblichen Penetrationsbild eines KE-Projektils ohne AWM.

Ein Schnitt durch die zweite Platte 3a läßt die unterschiedlichen Kraterzonen erkennen. Zuerst die innere Kraterzone 12, gebildet vom Restpenetrator 6b und dem Ausbruch 7c, daran schließt sich der Bereich 10 an, der vom Restgeschoß ohne zentralen Penetrator 9a gebildet wird. Es folgt ein Kraterbereich 10a, erzeugt vom ausgebrochenen Kraterbereich 7a, danach folgt ein Kraterbereich 11, verursacht durch die Splitter 5d des zerlegten Teilbe­ reichs der Hülle. Noch war außen findet sich ein von den ausgebrochenen Zielsplittern 7b der ersten Platte 3 gebildeter Kraterbereich 11a.

Aus diesen Überlegungen ergibt sich, daß in der hier beschriebenen Geschoßkonzeption ein eingebrachter zentraler Penetrator 6 in seiner endballistischen Leistungsfähigkeit praktisch nicht beeinträchtigt wird. Damit entspricht seine Eindringtiefe den mit derartigen massiven Penetratoren allein erreichten Leistungen. Sinngemäß gilt dies bei entsprechenden Dimen­ sionierungen auch für Penetratoren, die an anderer Position im Aufweitmedium (vorzugs­ weise in Achsennähe) eingebracht werden. Gleichzeitig legt diese Erkenntnis nahe, wie im Falle panzerbrechender Munition eine erforderliche hohe Grunddurchschlagsleistung mit den hier beschriebenen großen Lateraleffekten zu kombinieren ist.

Wie bereits erwähnt, wurden entsprechend den oben dargelegten Überlegungen Experi­ mente mit Modellgeschossen nach Fig. 6 durchgeführt. Die Geschosse bestanden ent­ sprechend Fig. 1 aus einer Hülle aus Wolfram-Schwermetall (WS; Länge 40 mm, Außen­ durchmesser 6 mm, Innendurchmesser 3,5 mm, Dichte 17,6 g/cm³), die das eingebrachte Aufweitmedium gleicher Länge (Durchmesser 3,5 mm) umschloß. Das Heck bildete ein Widerstandsteller zur aerodynamischen Stabilisierung.

Die Fig. 7 bis 11 und 16 bis 17 zeigen Röntgenblitzbilder von den Experimenten. Bei allen Abbildungen handelt es sich um je zwei Röntgenblitzaufnahmen zu zwei verschiedenen Zeitpunkten. Links ist jeweils das auftreffende Projektil zu erkennen (bei allen Graphiken und Abbildungen fliegt das Geschoß von links nach rechts), rechts der jeweilige Verfor­ mungszustand zum Aufnahmezeitpunkt. Beschossen wurden sowohl relativ dicke Einplat­ tenziele (Fig. 7) als auch Zweiplattenziele (Fig. 8 bis 11 und Fig. 16 bis 17).

Fig. 7 zeigt die Röntgenblitzbilder aus einem Experiment mit einer homogenen Zielplatte 3 aus Panzerstahl (Festigkeit ca. 1000 N/mm²) der Dicke 25 mm. Das AWM 1 bestand hier aus GFK mit einer Dichte von 1,85 g/cm³. Eingetragen sind die Kraterkonturen als gestri­ chelte Linien, ebenso als punktierte Linien der bei entsprechenden Vergleichsversuchen von massiven Schwermetall-Penetratoren gleichen Außendurchmessers geschlagene Krater. Die Kraterdurchmesser der aus WS bestehenden Hülle 2 ohne AWM 1 sind dazu vergleich­ bar.

Das rechte Teilbild läßt eine bisher nicht bekannte, enorme Vergrößerung des geschlage­ nen Kraters und damit auch Vergrößerung des austretenden Splitterkegels, gebildet aus Ge­ schoß- und Zielsplittern, erkennen.

Damit konnte der experimentelle Nachweis erbracht werden, daß bei massiven Zielplatten eine einwandfreie Funktion des Aufweitungsmediums im beschriebenen Sinne (entspre­ chend Fig. 1) erfolgt. Die laterale Wirkung betrug ein Vielfaches aller bisher bekannten Ergebnisse. So wurde beispielsweise bei diesen Experimenten ein ca. 5-faches Kratervolu­ men gegenüber dem Beschuß mit einem massiven Penetrator aus WS gleichen Außen­ durchmessers oder einer massegleichen WS-Hülse ohne AWM erzielt.

Entsprechende Ergebnisse wurden auch mit anderen Aufweitungsmedien wie z. B. Kupfer, Aluminium und Polyethylen im Geschwindigkeitsbereich zwischen 1000 m/s und 1800 m/s erreicht.

Mit den Experimenten zu den Fig. 8 bis 11 sollte der Nachweis erbracht werden, daß so­ wohl eine relativ schwache erste Platte 3 mit gleichzeitig geringer Dichte und damit gerin­ ger spezifischer Flächenmasse den Lateraleffekt voll auslöst, als auch für diesen Fall unter­ schiedliche Materialien als AWM 1 entsprechend den obigen Ausführungen eingesetzt werden können.

Als Ziel diente ein Zweiplattenaufbau nach Fig. 4 mit einer ersten Platte 3 aus Duralumini­ um der Festigkeit 400 N/mm² und einer Dicke von 12 mm und einer im Abstand von 80 mm aufgestellten zweiten Platte 3a aus Panzerstahl. Die Auftreffgeschwindigkeit lag bei den Versuchen zwischen 1400 und 1800 m/s. Der Geschoßaufbau entsprach Fig. 6. Variiert wurde das Aufweitmedium 1, wobei entsprechend den hohen Auftreffgeschwindigkeiten die Dichte als Hauptparameter anzunehmen ist.

Fig. 8 zeigt zunächst den Vergleichsversuch mit einem hohlen Penetrator (also ohne AWM) aus WS gleichen Außendurchmessers. Aufgrund der relativ leichten Zielplatte hat sich praktisch kein plastischer Kopf ausgebildet. Auf dem rechten Röntgenblitzbild ist bis auf einen kleinen Ausbruch keine laterale Verformung zu erkennen.

Bei dem Experiment zu Fig. 9 diente das bereits im Experiment gemäß Fig. 7 verwendete GEK als AWM. Die laterale Zerlegung findet hier in vollem Umfange statt.

Fig. 10 zeigt einen Versuch mit Aluminium als AWM. Die laterale Zerlegung erfolgt ent­ sprechend den obigen Beschreibungen, jedoch hier überraschend ausgeprägt.

Bei Fig. 11 diente Polyethylen (PE) als AWM. Auch bei diesem Material mit sehr niedri­ ger Dichte, aber ausreichend geringer dynamischer Kompressibilität bzw. relativ großer Schockhärte, findet eine sehr ausgeprägte laterale Zerlegung statt.

Diese Röntgenblitzbilder verdeutlichen, daß es auch bei einwandfreier lateraler Beschleu­ nigung erhebliche Unterschiede im Verhalten der verschiedenen Aufweitungsmedien gibt.

So wird z. B. bei PE als AWM mit besonders geringer Dichte (Fig. 11) durch die erste Platte die gesamte Schwermetall-Hülle vielfach über die gesamte Geschoßlänge aufge­ schlitzt, wobei die laterale Beschleunigung der gebildeten Segmente (Subpenetratoren) kontinuierlich von der Spitze zum Heck erfolgt (vgl. Fig. 11 rechts). Im Falle von Alumini­ um als AWM (Fig. 10) ergibt sich ein zumindest unter den für dieses Experiment geltenden Voraussetzungen noch mehr ausgeprägter lateraler Effekt. Es wird dabei aber nur noch et­ wa die Hälfte der Geschoßlänge stark aufgeweitet.

Noch deutlicher wird sich vermutlich dieser Einfluß bei Verwendung von Kupfer oder Blei als AWM zeigen. Aufgrund ihrer relativ hohen Dichte müßten sich entsprechend geringere Lateralbeschleunigungen bei noch kürzeren, aufgeweiteten Geschoßlängen ergeben.

Neben den genannten Geschoß- und Zielparametern spielt bei dem axialen Fortschreiten der Zerlegung sicher auch die Geschwindigkeit, mit der sich die plastische Verformung in einem Material ausbreitet, die aber nicht mit der sich in der Regel mit mehreren km/s aus­ breitenden Schallgeschwindigkeit verwechselt werden darf, eine wesentliche Rolle. Dieser Geschwindigkeitsbereich erstreckt sich von wenigen 100 m/s bis in die Größenordnung von 1 km/s und liegt damit erheblich unter der Schallgeschwindigkeit der jeweiligen Werkstof­ fe.

Die Vorgänge bei unverdämmten zylindrischen Körpern während des dynamischen Auf­ stauchens werden in der o.a. Dissertation von G. Weihrauch auf S. 25 ff am Beispiel Kup­ fer eingehend diskutiert und auch analytisch beschrieben. Die dort dargelegten Zusammen­ hänge gelten allerdings nur für frei aufstauchende Körper, also ohne seitliche Verdäm­ mung. Sie können daher auch nur bedingt für grundsätzliche Überlegungen im Zusammen­ hang mit den hier vorgeschlagenen Anordnungen herangezogen werden. Insbesondere ist die laterale Verdämmung des AWM durch das umgebende Material von entscheidendem Einfluß sowohl auf die laterale als auch axiale Deformationsgeschwindigkeit des AWM.

Damit kann über die laterale Verdämmung erreicht werden, und dies wird durch die vorlie­ genden experimentellen Ergebnisse bestätigt, daß z. B. auch bei relativ geringen Projektil­ geschwindigkeiten in der Größenordnung von 1000 m/s sich die plastische Verformung im AWM bei Aluminium, GFK und insbesondere Polyethylen oder Nylon mit relativ hoher axialer Geschwindigkeit ausbreitet, also nicht mehr primär auf den vorderen Geschoßbe­ reich beschränkt bleibt (vgl. insbesondere Fig. 11 und Fig. 17).

Ein Vergleich der beispielhaft ausgewählten Materialien zur Ausbildung einer Aufweitzone auch in leichteren Zielstrukturen macht offensichtlich, daß es nicht nur gemäß den oben formulierten Überlegungen eine Vielzahl von Stoffen gibt, die den genannten Anforderun­ gen genügen, sondern daß die Eigenschaften des AWM in weiten Grenzen verändert wer­ den können. Weiterhin zeigen bereits die vergleichsweise wenigen bisher untersuchten Materialien, daß über das Verhalten des AWM unter dynamischer Kompression die latera­ len Effekte einstellbar bzw. steuerbar sind.

Die Experimente belegen auch, daß nicht die besondere Eigenschaft von reinem Glas unter dynamischer Belastung, sondern die dieser Erfindung zugrundeliegenden Überlegungen für die Ausbildung einer Aufweitzone ausschlaggebend sind.

Duktile Materialien mit höherer Dichte (z. B. Weicheisen, ARMCO-Eisen, Blei, Kupfer, Tantal oder etwa auch Schwermetall-Beimengungen) eröffnen die Möglichkeit, derartige Aufweitungsmedien dann einzusetzen, wenn etwa höhere mittlere Dichten der Projektile gefordert werden oder wenn bestimmte konstruktive, z. B. außenballistische Vorgaben wie etwa bezüglich der Schwerpunktlage, zu erfüllen sind.

Die Fig. 12 bis 15 zeigen die entsprechenden Splitterverteilungen der Experimente gemäß den Fig. 8 bis 11 auf der zweiten Zielplatte 3a. Dabei wurden die von den herausgelösten Zielplattensplittern 7b gebildeten kleinen Krater im äußersten Bereich 11a (Fig. 5) nicht berücksichtigt.

Fig. 12 zeigt den Krater des Bezugsversuchs (Fig. 8) mit einem hohlen Penetrator. Er verdeutlicht im Vergleich mit den Fig. 13 bis 15 die Wirkung eines eingebrachten AWM. Der Kraterdurchmesser beträgt ca. 11 mm, liegt also in der Größenordnung von zwei Ge­ schoßdurchmessern.

Fig. 13 als Splitterbild vom Versuch (Fig. 9) mit GFK als AWM 1 zeigt in Analogie zur Beschreibung gemäß Fig. 4 auf der 80 mm entfernten zweiten Platte 3a außer einem deut­ lich vergrößerten, zentralen Kraterbereich 10, 10a in der Größenordnung von 4 Geschoß­ durchinessern eine relativ gleichmäßige, äußere Verteilung 11 der vornehmlich aus der Hülle 2 gebildeten Splitter 5d (Durchmesser ca. 90 mm entsprechend 15 Geschoßdurch­ messern).

Die Fig. 14 zeigt das entsprechend Fig. 10 mit Aluminium als AWM zu erwartende sehr interessante Kraterbild. Der große Zentralkrater (Durchmesser etwa 5 Geschoßdurchmes­ ser) ist von einem Kranz länglicher Subkrater (Durchmesser etwa 10 Geschoßdurchmesser) umgeben. Die übrigen Splitter sind in einem Kreis von ca. 13 Geschoßdurchmesser verteilt.

In Fig. 15 (entsprechend Fig. 11) mit PE als AWM erzeugten die gebildeten Subgeschos­ se einen relativ großen inneren Kraterdurchmesser (ca. 6 Geschoßdurchmesser), welcher von einem gemischten Splitterkranz mit einem Durchmesser von ca. 13 Geschoßdurchmes­ sern umgeben ist.

Grundsätzlich geht die Eindringtiefe entsprechend der lateralen Ausdehnung der Splitter zurück. Denn auch hier gelten selbstverständlich die bekannten Gesetzmäßigkeiten der Endballistik, wonach das insgesamt gebildete Kratervolumen in erster Näherung der in das Ziel eingebrachten Geschoßenergie entspricht.

Zum Nachweis der großen lateralen Effekte mit Anordnungen gemäß dieser Erfindung werden noch beispielhaft zwei weitere von uns vorgeschlagene und im ISL durchgeführte Experimentalstudien angeführt.

Zunächst sollte getestet werden, ob bei einer erheblich dünneren, ersten Platte (6 mm ge­ genüber bisher 12 mm Duraluminium) der Lateraleffekt bei gleichbleibenden Geschoßab­ messungen entsprechend Fig. 6 (Aufweitmedium: GFK) noch einsetzt.

Die Röntgenblitzaufnahmen in Fig. 16 bestätigen dies. Entsprechend der hier gewählten Voraussetzungen öffnet sich das Geschoß beim Durchgang durch die erste Platte noch sehr gut, jedoch lediglich über eine vergleichsweise (Fig. 9) geringe Geschoßlänge. Dabei ist aber zu beachten, daß eine weitergehende Zerlegung sowohl über das AWM als auch über die Geometrien in weiten Grenzen noch zu beeinflussen wäre.

Nachdem die dynamischen Eigenschaften des von einem endballistisch wirksamen Körper wie z. B. Wolfram-Schwermetall (WS), Wolfram-Hartmetall (WC), abgereichertem Uran (DU) oder hochfestem Stahl eingeschlossenen Aufweitmaterials aufgrund obiger Ausfüh­ rungen über die Dichte und mechanische Eigenschaften nachgewiesenermaßen in weiten Grenzen veränderbar sind, lassen die Einsatzmöglichkeiten entsprechend der technischen Ausgestaltung ein Höchstmaß an sowohl konstruktiven als auch werkstoffspezifischen Ein­ satzsspektren zu, die sich entsprechend deutlich in ihrer Breite und in ihrer Leistungsfähig­ keit gegenüber denen bei der Verwendung von Werkstoffen wie Glas oder Keramik unter­ scheiden.

Wie bereits eingangs erwähnt, stellt die Bekämpfung von Starrflüglern und Hubschraubern einen wesentlichen Einsatzbereich für die hier beschriebenen Geschoßaufbauten dar. Eine gezielte und gegebenenfalls lastabhängige Zerlegung einer Munition kann sich aber ebenso als sehr vorteilhaft für die Konzeption unterschiedlicher Gefechtsköpfe oder Spezialmuni­ tionen bis hin zur Bekämpfung taktischer Flugkörper erweisen. Entsprechende Anordnun­ gen können sowohl für Munitionsarten mit großen Wirkungen im Inneren von leichten Zielen bis hin zu schwer gepanzerten Fahrzeugen als auch Schiffen (Exocet-Prinzip) ver­ wendet werden. Das zu bekämpfende Zielszenario bestimmt dabei das einzubringende Aufweitmedium und die Dimensionierungen.

Die hier vorgeschlagenen Anordnungen sind in den bisher definierten Einsatzbereichen grundsätzlich hochwirksam. Zur Sicherstellung der großen lateralen Effekte bedarf es je­ doch einer Druck- bzw. Aufweitzone. Dazu müssen im AWM bestimmte physikalische Voraussetzungen erfüllt sein. So muß u. a. der Stoß bzw. die Belastung beim Impakt zur Einleitung des Vorgangs ausreichend groß sein. Außerdem müssen die Abmessungen des AWM und des dieses umgebenden Penetrationswerkstoffs aufeinander abgestimmt sein.

In weitesten Grenzen sind diese Voraussetzungen bei den relativ hohen Auftreffgeschwin­ digkeiten erfüllt, wie sie bei panzerbrechenden (sowohl rotationsstabilisierten als auch ae­ rodynamisch stabilisierten) Geschossen oder bei Geschossen zur Flugabwehr allein schon aus Gründen der Außen- und Endballistik erforderlich sind. Der Geschwindigkeitsbereich liegt dabei etwa zwischen 800 m/s und 2000 m/s. Hier bestimmt in erster Linie die Art und die Dimensionierung des AWM und der umgebenden Hülle bzw. der Aufbau der Subpene­ tratoren die gewünschten Effekte.

Bei noch höheren Geschwindigkeiten ist die Ausbildung von Aufweitungszonen mit Si­ cherheit noch ausgeprägter, d. h. der Anteil des AWM kann mit zunehmender Auftreffge­ schwindigkeit geringer werden.

Mit einem weiteren Experiment sollte die Wirksamkeit von Anordnungen gemäß Fig. 1 bei deutlich geringeren Auftreffgeschwindigkeiten nachgewiesen werden. Als Bezug diente wieder ein Zielaufbau nach Fig. 4 in Verbindung mit einem Geschoß nach Fig. 6. Als AWM wurde das GFK entsprechend Fig. 9 gewählt.

Beim Experiment gemäß Fig. 17 betrug die Auftreffgeschwindigkeit v im Ziel nur noch 962 m/s.

Die rechte Röntgenblitzaufnahme zeigt, daß hier offensichtlich der Geschwindigkeitsbe­ reich erreicht wurde, ab dem bei den vorgegebenen geometrischen Größen und den ver­ wendeten Werkstoffen die laterale Zerlegung gerade noch gewährleistet ist.

Im vorderen Teil des Geschosses wurde aufgrund des beim Impakt auftretenden Spitzen­ drucks noch eine volle laterale Zerlegung erreicht. Der Spitzendruck ρ_P . c_P . v (mit c_P = Schallgeschwindigkeit im Projektilmaterial (bzw. im AWM), v = Auftreffgeschwindigkeit und ρ_P = Dichte des Projektilmaterials (bzw. des AWM)) wird im Verlauf des Eindringens relativ rasch auf den quasi-stationären Staudruck (Bernoullidruck; ρ_P/2 . u² mit u = Durch­ dringungsgeschwindigkeit) abgebaut. Dieser Druck ist für die Ausbildung der nachfolgen­ den Druck- und Aufweitungszone bestimmend. Der Druck- bzw. Aufweitungsbereich er­ streckt sich hier als Folge der lateralen Verdammung (vgl. die Ausführungen in Zusam­ menhang mit Fig. 11) über die gesamte restliche Geschoßlänge. Die Hülle wird dadurch in mehrere Längssplitter zerlegt.

Fig. 17A zeigt das entsprechende Kraterbild auf der zweiten Platte (Abstand 80 mm). Der geschlagene zentrale Krater entspricht ca. 5 Geschoßdurchmessern. Der Splitterkegel ist mit einem Kreis von etwa 11 Geschoßdurchmessern immer noch sehr beachtlich.

Damit wurde der Nachweis erbracht, daß die großen lateralen Effekte auch noch bei Auf­ treffgeschwindigkeiten unter 1000 m/s sichergestellt sind. Weiterhin belegen die vorgetra­ genen Überlegungen in Verbindung mit den bestätigenden Experimenten, daß über die geometrische Ausgestaltung und die Wahl der entsprechenden Materialien die gewünschten Lateraleffekte in weiten Grenzen sichergestellt bzw. variiert werden können.

Nach den bisherigen Überlegungen und den bereits vorliegenden Erkenntnissen darf aber davon ausgegangen werden, daß es durch die Wahl entsprechender Parameter möglich ist, auch bei viel geringeren Auftreffgeschwindigkeiten eine große laterale Zerlegung zu errei­ chen. Bei Geschossen oder Gefechtsköpfen mit relativ niedrigen Auftreffgeschwindigkei­ ten, etwa nur einigen 100 m/s, ist der Spielraum sicherlich entsprechend eingeschränkt und die Dimensionierungen und Materialien müssen sorgfältig aufeinander abgestimmt werden. Dabei wird die Zerlegung z. B. durch dünnwandige Hüllen unterstützt.

Ebenso werden bei leichten Panzerungen zweckmäßigerweise entsprechend dünnwandige umgebende, endballistisch wirkende Einhüllungen und besonders geeignete Aufweitmedien wie z. B. PE, GFK oder Leichtmetalle wie etwa Aluminium eingesetzt.

Es ist auch denkbar, mittels entsprechender Dimensionierungen und Materialpaarungen, z. B. durch sehr dünne Hüllen in Verbindung mit "sensiblen" Aufweitmedien, die Eindring­ tiefe extrem zu vermindern und damit Geschosse mit keiner oder doch sehr geringer Wir­ kung zu konzipieren. Dabei bietet sich insbesondere auch die Verwendung von biologisch abbaubaren Faserverbundwerkstoffen als AWM an. Mit dieser neuartigen Art von sehr leichten Verbundwerkstoffen, die schwerpunktsmäßig von der DLR Braunschweig entwic­ kelt werden, lassen sich in etwa Festigkeitswerte erzielen, die denen von glasfaserverstärk­ ten Kunststoffen fast entsprechen.

Ein solcher Sonderfall eines zylindrischen Körpers mit sehr geringer Eindringleistung ist bereits in der o.a. Dissertation von G. Weihrauch auf Seite 100 beschrieben.

Aus der Gleichung 1/2 . ρ_P . (v - u)² = 1/2 ρ_Z . u² + F ergeben sich danach für u = 0 die Grö­ ßen F_x = 1/2 . ρ_P . v_x ², bei denen kein plastisches Eindringen mehr stattfindet. Durch ein ent­ sprechendes Einstellen der Dichten und Festigkeiten des Aufweitmediums und des dieses umgebenden Penetrationswerkstoffes kann ein Eindringen in die Zielstruktur somit nahezu gänzlich verhindert werden.

Eine technisch sehr interessante Anwendung ist für diesen Grenzfall auch dann gegeben, wenn ein Zerlegen der Hülle über ein geeignetes AWM derart erfolgen soll, daß z. B. bei Spezialmunition ein Ziel möglichst wenig beschädigt wird bzw. das Projektil an einem Ziel abgleitet, ohne dort Zerstörungen zu verursachen. Dafür muß die Zielplatte aber ausrei­ chend dick dimensioniert sein, um ein Durchstanzen zu verhindern. Mit Dicken in der Grö­ ßenordnung von 0,5 bis 1 Geschoßdurchmesser dürfte dies vermutlich bereits sichergestellt sein.

Die hier aufgezeigte Werkstoffpalette erlaubt ein sehr weites Anwendungsspektrum, insbe­ sondere auch unter Ausnutzung von Kraftübertragungsmöglichkeiten in axialer und radialer Richtung in Verbindung mit einem regelbaren Zerlegungsmechanismus über die Auswahl oder die Einstellung des Materials für die Aufweitzone (z. B. bei der Verwendung von Kunststoffen, Leichtmetallen, Faserverbundwerkstoffen oder anderen Gemischen) selbst.

Werkstoffen wie GFK oder anderen Kunststoffen kommt aus technischer Sicht eine beson­ dere Rolle zu. Da diese Werkstoffart aber nur beispielhaft zur Beschreibung der techni­ schen Vorteile bei einer Realisierung der vorgelegten Erfindung dienen soll, wird auf die Gestaltungsmöglichkeiten der GFK-Werkstoffe durch die unterschiedlichen Fertigungsver­ fahren hier nicht im Detail eingegangen.

Nur soweit als Schlagworte: "Glasanteil veränderbar, Harzsorte, Füllstoffe, belastungsori­ entierte Verbunde, Fertigungsverfahren, Vernetzungstechniken, Klebetechniken, Misch-Sor­ ten, variable Dichten usw.".

Auch ist das Temperaturverhalten von GFK im Rahmen der Anforderungen sehr gut. Au­ ßerdem ist aus unterschiedlichen Bereichen der Technik bekannt, daß ein Verbund von metallischen Werkstoffen (Bleche, Rohre) mit glasfaserverstärkten Komponenten (techni­ sche GFK-Strukturen) zu einer insgesamt verbesserten Belastbarkeit, insbesondere bei komplexen Belastungssituationen, führt. Diese sind bei Anwendungen im Bereich der Bal­ listik meist gegeben.

Nach den oben am Beispiel GFK bzw. Kunststoffen oder auch metallischen Komponenten aufgeführten Überlegungen ergeben sich sehr große Vorteile beim Einsatz derartiger Mate­ rialien als dynamische Aufweitmedien in Geschossen oder Gefechtsköpfen. Neben den au­ ßerordentlich günstigen mechanischen Werten sind es vor allem die besonders vorteilhaften technischen Anordnungen und Verbindungen, die im folgenden kurz skizziert werden sol­ len.

Außer dem Umstand, daß eine sehr umfangreiche Materialpalette als Wirkungsträger zur Verfügung steht, ergibt sich z. B. auch die Möglichkeit, vorgefertigte Einsätze zu verwen­ den. Hierfür kommen Materialien wie Metalle mit guten plastischen Verformungseigen­ schaften, z. B. Blei oder Kupfer, mechanisch gut zu bearbeitenden Werkstoffen wie bei­ spielsweise die Leichtmetalle und Stoffe besonders geringer Dichte wie Kunststoffe (PE, Nylon etc.) und natürlich vornehmlich Stoffe, die mechanisch vorteilhaft eingebracht bzw. eingeklebt werden können, in Betracht. Weiterhin kann das AWM in entsprechende Hohl­ räume vermöge flüssiger, plastischer oder knetbarer Eigenschaften eingebracht werden. Hierbei sind Gemenge oder Mischungen besonders interessant.

Grundsätzlich sind also zwei Richtungen zum Einbringen und Verbinden von metallischen Stoffen, Kunststoffen oder Sonderwerkstoffen und dort insbesondere GFK in die beim Auftreffen oder Eindringen von Wuchtgeschossen und Geschoßteilen verdämmenden oder benachbarten Strukturkörper denkbar:

• A. Einbringen als vorgefertigte technische Struktur.
• B. Einbringen als loses (breiartiges oder trockenes) Gemenge.

Zu A

• 1. Metallische Stoffe. Sonstige Stoffe mit unterschiedlichen Dichten bei ausreichender me­ chanischer Festigkeit und geringer Kompressibilität. Aufbau einer technischen Struktur.
• 2. Die genannten Stoffe werden als vorgefertigte Körper eingebracht und verklebt bzw. umspritzt.
• 3. Kombinationen aus 1. und 2.

Zu B

Spritzguß von thermoplastischen und faserverstärkten Werkstoffen; gießbare bzw. verpreß­ bare Gemische aus unterschiedlichen Werkstoffen; Elastomere. DP-RTM Verfahren (Duroplaste) für trocken eingelegte Gemenge und Mischungen.

Die Verfahren nach B lassen sich natürlich auch mit den technischen Strukturen nach A kombinieren.

Bezüglich der technischen Ausgestaltung und der Möglichkeiten des Einbringens dyna­ misch wirkender Aufweitmedien in Geschossen und Gefechtsköpfen sind mit Blick auf die Wirkung besonders interessante Varianten denkbar, z. B. durch:

• - unterschiedliche Materialien als AWM mit verschiedenen spezifischen Eigenschaften;
• - im Falle von GFK: unterschiedliche Glasgehalte und Harzsorten;
• - unterschiedlichen radialen und/oder axialen Aufbau der technischen Strukturen;
• - Mischungen von unterschiedlich wirkenden Werkstoffen (z. B. Dichte- und Festigkeits­ unterschiede);
• - Ineinanderschieben von vorgefertigten Komponenten (Hohlzylinder; Teleskop; Konus);
• - Aneinanderreihen von z. T. unterschiedlich dimensionierten Körpern;
• - Einbringen von speziellen wirkungsspezifischen Werkstoffen (z. B. Brand);
• - Einbringen von Explosivstoffen
• - Einbringen unterschiedlicher endballistisch wirksamer Materialien.

Die fertigungstechnischen Vorteile für die Konzeption von Geschossen und Gefechtsköpfen mit solchermaßen dynamisch wirkenden Komponenten wären u. a.:

• - Innen- und Außenkörper (Penetrator, Hülle, Hülse, Einlegeteile) können praktisch belie­ bige Oberflächen aufweisen. Die Sonderwerkstoffe überbrücken z. B. die Oberflächen­ rauhigkeiten (kostengünstige Fertigung; Verwendungsmöglichkeit von Bauteilen anderer Fertigung);
• - Einbringen von duroplastischen oder thermoplastischen Harzen bzw. Elastomeren durch Injektion, Druck oder Sog;
• - Überbrücken von Kanten, Absätzen und Gewinden oder dergleichen;
• - Formschluß über Gewinde;
• - gutes Temperaturverhalten;
• - Schockresistenz (beim Abschuß oder in besonderen Zielstrukturen wie z. B. Schottan­ ordnungen, Verbundpanzerungen etc.);
• - steuerbare Zerlegungseffizienz;
• - Einbetten von metallischen und nichtmetallischen Körpern wie Splitter, Stangen, Zylin­ der und Kugeln bis hin zu vorgefertigten Subgeschossen oder Kleinkörpern unterschied­ lichster Formen und Materialien.

Diese Aufzählung erhebt aber keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

In Ergänzung obiger Ausführungen soll noch auf andere Werkstoffe als AWM hingewiesen werden, deren Anwendung im Rahmen der Entwicklung der neuen Munitionstypen mit großer Lateralwirkung von zusätzlichem Nutzen sein kann. Dies betrifft insbesondere das Gebiet der Elastomere. Gummi verhält sich wie etwa Polyethylen unter Einschluß dyna­ misch inkompressibel und kann dabei sehr große Kräfte auf die es umgebenden Wandun­ gen erzeugen (hydraulisches Modul). Bei bestimmten Gummisorten verändert sich bei gro­ ßer dynamischer Belastung der Elastizitätsmodul sprunghaft um ein paar Zehnerpotenzen.

Bei Verwendung von Elastomeren bietet sich in besonderer Weise das Injektionsverfahren an, das eine flächige und sehr belastbare Verbindung zu den umgebenden Geschoßkörpern schafft. Hiermit wären auch auf einfache Weise selbst komplizierte Gestaltungs- und Ver­ bindungsarten zu realisieren.

Es ist auch denkbar, Aufweitmedien mit Metallpulvern hoher Dichte (Wolfram u. ä.) zu füllen, um ggf. die mittlere Dichte deutlich zu erhöhen (z. B. GFK mit 3 g/cm³).

Weiterhin interessant ist die Verwendung von pulverigen Werkstoffen (Metall- oder sonsti­ ge Pulver) als AWM, die entweder als ungesinterte Pulverpreßlinge in das Projektil einge­ bracht, oder direkt in die Hüllen verpreßt werden, um beispielsweise die Dichte im Projek­ til zu erhöhen oder die Penetrationsleistung gering zu halten.

Es kommen als AWM aber auch Vertreter der Familie "Kunstharzpreßholz" in Betracht. Diese besitzen eine geringe Dichte und sind gleichzeitig relativ inkompressibel und reagie­ ren entsprechend dynamisch (z. B. Lignostone® mit einem Dichtebereich von 0,75 g/cm³ bis 1,35 g/cm³).

Zusätzliche pyrophore Wirkungen im Ziel nach dem Durchschlagen der Außenhaut können durch Zufügen von entsprechenden Materialien (Cer bzw. Cermischmetall, Zirkon u.ä.), die leicht in die GFK- oder Elastomerwerkstoffe eingearbeitet werden können, erzielt werden. Aber auch das konzentrierte Einbringen bzw. Einbetten derartiger Stoffe ist prinzipiell möglich.

Das Einbringen von Explosivwerkstoffen, entweder als Beimengung zu Kunststoffen oder als Sprengstoff selbst, kann über die Funktion als Aufweitmedium ggf. zu einer steuerba­ ren, detonativen Zerlegung des Geschoßkörpers führen.

Das genannte extrem weite Spektrum an Kombinationsmöglichkeiten eröffnet in Verbin­ dung mit den technischen Anwendungen, fertigungstechnischen Gesichtspunkten und spe­ ziellen endballistischen Wirkungsträgern ein völlig neues Gestaltungsfeld für Geschosse und Gefechtsköpfe. Dieses weite Feld von Innovationen wird für die verschiedensten Mu­ nitionsarten zu sehr interessanten Konzepten führen.

Die nachfolgenden Figuren dienen der Erläuterung der oben prinzipiell angedachten Mög­ lichkeiten. Dabei beziehen sich die Fig. 18 bis 21 mehr auf die technischen Vorteile des Einbringens eines Aufweitmediums, die Fig. 22 bis 30A mehr auf die technische Ausfüh­ rung derartiger Geschosse.

So zeigt Fig. 18 den Fall, daß ein vorgefertigter Körper als AWM 1 mittels Gewinde 15, 15a zwischen dem umgebenden endballistischen Wirkstoff 2 und einem zentralen Pene­ trator 6 eingebracht ist. Zur festeren Verbindung kann noch zusätzlich eine Verbindungs­ schicht als Klebe- oder Lötschicht eingebracht werden.

In Fig. 19 ist ein vorgefertigter Körper als AWM 1 zwischen dem umgebenden endballi­ stischen Wirkstoff 2 und dem zentralen Penetrator 6 eingebracht. In den Fugen zwischen Hülle 2 und zentralem Penetrator 6 wird ein Verbindungsmedium 16 eingebracht, welches vorzugsweise der Übertragung von Kräften dient.

Fig. 20 stellt den Fall dar, daß sowohl die innere Oberfläche 17 der Geschoßhülle 2, als auch die Oberfläche 18 des zentralen Penetrators 6 eine beliebige Oberflächenrauhigkeit bzw. Oberflächengestaltung aufweisen. Ein z. B. eingespritztes AWM 1 überbrückt derarti­ ge Unebenheiten und gewährleistet neben einer lateralen Wirkung auch eine einwandfreie Kraftübertragung zwischen Hülle 2 und zentralem Penetrator 6.

In Fig. 21 ist das AWM 1 als vorgefertigter Körper mit unebenen Oberflächen einge­ bracht. Hier gewährleistet eine dem Verbindungsmedium 16 vergleichbare Schicht 19 mit den notwendigen Eigenschaften die technisch einwandfreie Verbindung zwischen Hülle 2 und zentralem Penetrator 6.

Fig. 22 zeigt als Bezugsfigur für die Fig. 23 bis 30A den Schnitt durch ein Geschoß nach Fig. 2, gebildet aus den Komponenten AWM 1, Hülle 2 und teilweise einem zentralen Pe­ netrator 6.

In Fig. 23 sind zwischen dem zentralen Penetrator 6 und dem äußeren Geschoßteil 2 in das AWM Stege 20 als Subgeschosse eingebracht. Diese Stege 20 beliebiger Länge bleiben von der Lateralbeschleunigung weitgehend ausgenommen. Das AWM dient hier zusätzlich als Träger für die Subgeschosse (Stege) 20. Entsprechend dünne Stege 20 können dem rei­ nen Fixieren des zentralen Penetrators 6 dienen.

In Fig. 24 sind entweder stabförmige oder hintereinander geschaltete, endballistisch wirksame Körper 21 in das AWM eingebracht. Diese werden, da außen angeordnet, radial mitbeschleunigt. Auf diese Weise können vorgefertigte Subpenetratoren oder sonstige Wir­ kungsteile gleichzeitig mit dem einschließenden Körper lateral beschleunigt werden.

Die Fig. 24A entspricht der Fig. 24 ohne zentralen Penetrator.

Fig. 25 zeigt den Fall auf, daß auf der Innenseite des umgebenden endballistisch wirksa­ men Körpers 2 Einkerbungen 22 oder Versprödungen vorgesehen sind. Diese geben eine gewünschte Zerlegung des Körpers 2 vor oder unterstützen diese.

Fig. 26 zeigt beispielhaft ein Geschoß ohne zentralen Penetrator, wobei sich im Gegen­ satz zu Fig. 25 auf der Außenseite des Körpers 2 Einkerbungen 23 oder sonstige, die Zerle­ gung begünstigende Maßnahmen befinden.

In Fig. 27 sind in das AWM beliebige, endballistisch oder sonst irgendwie wirksame Körper 24 eingebettet. Diese werden durch die Ausbildung der Aufweitzone nur bei einer Positionierung im äußeren Bereich stärker radial abgelenkt.

Fig. 28 zeigt den entsprechenden Fall ohne zentralen Penetrator mit einer größeren An­ zahl von gleichen oder unterschiedlichen Körpern 25.

Einen weiteren für die Ausgestaltung derartiger Geschosse besonders interessanten Fall zeigt Fig. 29. Hier sind in das AWM beispielsweise vier lange Penetratoren 26 im Ach­ senbereich eingebracht.

Obige Beispiele sollen aufzeigen, daß über das AWM auch beliebige zentrale Penetratoren, Penetratorteile oder andere Wirkungsträger eingebettet und fixiert werden können. Sinn­ gemäß gilt dies auch für den Fall, daß etwa die Körper 24 und 25 in den Fig. 27 und 28 Splitter oder Penetratoren darstellen.

In Fig. 30 ist ein mit einem quadratischen Querschnitt versehener Penetrator 27 als Bei­ spiel dafür eingebracht, daß es das AWM gestattet, beliebige Penetratorformen und auch Penetratorwerkstoffe (diese müssen lediglich die Abschußbeschleunigung überstehen) ein­ zubetten.

Ergänzend zu Fig. 30 ist in Fig. 30A der zentrale, in diesem Fall zylindrische Penetrator 28 mit einem Hohlraum 29 versehen. Dadurch kann beispielsweise die Masse des Penetra­ tors verringert werden. Ein derartiger Hohlraum kann auch ausgeschäumt werden oder zur Aufnahme von Stoffen mit speziellen Eigenschaften (pyrophor oder explosiv) dienen.

Weiterhin eröffnet sich durch das Positionieren von Körpern im AWM die Möglichkeit, Art und Umfang der lateralen Zerlegung bzw. Beschleunigung zu beeinflussen.

Die Fig. 31 bis 34 sollen aus der Vielzahl der möglichen Geschoßkonzeptionen bzw. Wirk­ zonen von Geschossen mit dem hier vorgeschlagenen Prinzip einige Beispiele aufzeigen.

In Fig. 31 ist der Fall dargestellt, daß sich das AWM in einer stufenförmigen Anordnung 30 befindet. Eine derartige Konzeption reagiert z. B. beim Auftreffen auf eine dünne Struktur im vorderen Teil sehr "sensibel", wohingegen die hinteren Geschoßteile aufgrund der geometrischen Gestaltung und etwa auch durch den Einsatz unterschiedlicher Auf­ weitmedien 1b, 1c und 1d unterschiedliche Subgeschosse bzw. Splitter bilden.

Fig. 32 zeigt einen Penetrator 31 zur Steigerung der Wirkung im Zielinneren nach einer dem vorderen massiven Geschoßteil entsprechenden Durchschlagsstrecke. Dazu befindet sich das AWM 1e im Heckbereich des Geschosses. Ein derartiges Geschoß 31 ist in der La­ ge, hohe Durchschlagsleistungen mit großen Kratern und entsprechenden lateralen Wir­ kungen im Zielinneren bzw. auf den nachfolgenden Strukturen zu verbinden.

Fig. 33 zeigt als weiteres Beispiel ein Geschoß 32 mit drei getrennten dynamischen Zo­ nen und den AWM 1f, 1g, 1h. Ein derart aufgebautes Geschoß 32 ist z. B. in der Lage, nach einer teilweisen Zerlegung bei dünnen Außenstrukturen erst nach dem Durchdringen einer dickeren, weiteren Platte eine erhöhte Lateralwirkung zu entfalten. Es folgt ein massiver Bereich zum Erzielen einer weiteren, größeren Durchschlagsstrecke und danach die Zone mit dem AWM 1h zur Erhöhung der Restwirkung (entsprechend Fig. 32).

Fig. 34 zeigt den Querschnitt durch ein Geschoß 33, welches als Beispiel in radialer Richtung zwei der hier vorgestellten Wirkkombinationen mit AWM 1 bzw. 1i zwischen den Hüllen 2 und 2a bzw. der Hülle 2a und dem zentralen Penetrator 6 enthält.

Derartige Kombinationen können selbstverständlich auf der Längsachse eines Geschosses mehrfach angeordnet sein bzw. mit den oben beschriebenen Beispielen kombiniert werden.

Mit dem hier beschriebenen Wirkprinzip können auch Geschosse ausgestattet werden, die konstruktiv vorgegebene, einhüllende endballistisch wirksame Körper enthalten. Die Fig. 35A bis 35D zeigen vier Beispiele, die sinngemäß auch für Geschosse mit einem zusätzli­ chen zentralen Penetrator gelten.

In Fig. 35A besteht die das AWM verdammende äußere Hülle 34 aus einem Ring von Längsstrukturen. Diese sind entweder mechanisch fest untereinander verbunden, z. B. auch durch dünne Hülsen oder verklebt bzw. verlötet. Es besteht auch die Möglichkeit, durch ei­ ne entsprechende Behandlung, z. B. durch Induktivhärten oder Laserverspröden, die Hülle derart zu behandeln, daß diese bei dynamischer Belastung in vorgegebene Körper zerlegt wird.

Fig. 35B zeigt den Fall, daß eine das AWM verdämmende Hülle, entsprechend der Hülle 2 der Fig. 22, von einer äußeren Hülle 34 entsprechend Fig. 35A umgeben ist.

In Fig. 35C sind in die Hülle 36 beliebige Körper 37 eingebettet.

In Fig. 35D befindet sich ein Ring aus Subpenetratoren oder Splitter 34 entsprechend Fig. 35B auf der Innenseite der äußeren Hülle 35.

Ein weiteres, für die Leistungsfähigkeit eines Geschosses wesentliches Element stellt die Geschoßspitze dar. Im folgenden werden einige grundsätzliche Beispiele (hohle Spitze, massive Spitze und spezielle Spitzenformen) aufgezeigt, wobei die Ausgestaltung der Spit­ zen grundsätzlich die volle Wirksamkeit des hier beschriebenen Prinzips berücksichtigt, al­ so nicht negativ beeinflußt bzw. dieses in sinnvoller Weise ergänzt.

Fig. 36 zeigt ein Beispiel für hohle Spitzen 38. Diese dienen in erster Linie als außenbal­ listische Hauben und werden beim Auftreffen auch auf leichte Strukturen sofort zerstört, so daß der laterale Beschleunigungsprozeß durch den Impaktstoß, wie beschrieben, unmittel­ bar eingeleitet werden kann.

In Fig. 37 ist eine Spitze 39 nach Fig. 36 mit einem AWM 40 gefüllt.

Fig. 38 zeigt eine massive Spitze 41. Diese kann ein- oder mehrteilig sein und ist z. B. dann angebracht, wenn massivere Vorpanzerungen ohne eine sofortige Geschoßzerlegung durchschlagen werden sollen.

Die Fig. 39A und 39B dienen als Beispiele für spezielle Spitzenformen. In Fig. 39A reicht das AWM 42 in die Spitze 43. In Fig. 39B enthält die Spitze 44 in Teilbereichen ein AWM 45.

Über den Aufbau oder die Gestaltung bzw. Materialwahl einer Spitze bzw. des vorderen Teils kann auch die Auslösung eines hohen Lateraleffektes sowohl beschleunigt (durch eine besonders rasche Übertragung der Stoßbelastung und damit schnellen Druckaufbau) als auch verzögert eingeleitet werden. Dies ist z. B. von Interesse, wenn der laterale Splitteref­ fekt in einer bestimmten Zieltiefe oder in einem bestimmten Zielbereich eintreten soll.

Es ist auch möglich, mittels einer vorderen oder seitlichen (äußeren) "Schutzvorrichtung" Aufbauten mit dem beschriebenen Lateraleffekt an die gewünschte Stelle in einer Ziel­ struktur zu verbringen, so daß dieser Effekt erst dort wirksam wird. Eine derartige Schutz­ hülle kann auch einen Hohlraum zwischen einer äußeren Hülle und dem Aufbau zum Er­ zielen des Lateraleffektes bilden. Ebenso kann der Schutz durch ein pufferndes Material, das entweder allein die äußere Hülle bildet oder in den oben erwähnten Hohlraum einge­ bracht ist, gebildet werden. Eine derartige Schutzhülle kann insbesondere bei Gefechtsköp­ fen sehr interessant sein, da mit ihrer Hilfe z. B. einzelne oder eine Vielzahl von Vorrich­ tungen zur Erzielung hoher Lateraleffekte in das Innere eines gehärteten oder ungehärteten Gefechtskopfes eingebracht werden können und somit erst dort den gewünschten Effekt entfalten.

Durch Bestückung eines Gefechtskopfes mit den hier beschriebenen Einrichtungen kann es auch sinnvoll sein, durch Mischung von verschiedenen Körpern unterschiedliche laterale und/oder Tiefeneffekte zu erzielen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß Zylinder unter­ schiedlicher Geometrien oder Wandstärken oder Hüllenmaterialien mit verschiedenen AWM-Füllungen versehen werden.

Eine weitere technisch u. U. sehr interessante Anwendung des hier beschriebenen Lateral­ konzeptes ergibt sich dann, wenn Munitionskörper oder Gefechtsköpfe umgerüstet oder entsorgt werden sollen. Es kann von wirtschaftlich großem Interesse sein, z. B. ein zu auf­ wendiges oder bisher weniger wirksames Konzept auf diese neuartige Technologie umzu­ stellen. So ist es durchaus denkbar, daß Munitionsteile entnommen und durch Körper mit dem hier beschriebenen hohen Lateraleffekt ersetzt werden. Ebenso ist es möglich, in einen vorgegebenen Geschoßkörper (mit oder ohne Innenteile) einen plastisch verformbaren Stoff einzupressen bzw. auf gießtechnischem Wege derart einzubringen, daß der hier be­ schriebene Lateraleffekt bei dem nunmehr modifizierten Geschoß einsetzen kann.

Es ist auch vorstellbar, pyrotechnische Vorrichtungen in Geschossen oder Gefechtsköpfen durch Inertstoffe (AWM) zu ersetzen oder, soweit dies die Sicherheitsbestimmungen zulas­ sen, ganz oder teilweise in diese einzubetten, um so inerte Wirkkörper mit hohen Lateralef­ fekten zu erhalten. Derart umgebaute Munitionskörper oder Gefechtsköpfe könnten dann entsprechend ihrer geänderten Wirkungsweise einer neuen Bestimmung zugeführt werden bzw. als Übungsmunition verwendet werden.

Das hier beschriebene Lateralprinzip kann weiterhin eingesetzt werden:

• - bei der Bekämpfung von Flugkörpern und Gefechtsköpfen (TBM)
• - als Wirkkomponente bzw. Teilkomponente in Gefechtsköpfen und Flugkörpern.

Bei der Bekämpfung von Gefechtsköpfen, insbesondere von TBM's, kann von sehr großen Impaktgeschwindigkeiten ausgegangen werden. Dies unterstützt nicht nur den Aufbau eines Druckfeldes und damit das Auslösen hoher Lateralwirkungen, sondern es wird auch der Anteil der für den Effekt benötigten AWM-Wirkmasse entsprechend reduziert. Ansonsten gelten bei der Bekämpfung von gehärteten und ungehärteten Gefechtsköpfen die Gesetz­ mäßigkeiten, die bei der Beschreibung der Lateralwirkung gegen unterschiedliche Ziele be­ reits behandelt wurden.

Wird das hier beschriebene Prinzip als Wirkkomponente bei Flugkörpern, Ausstoßkörpern (Submunitionen) und Gefechtsköpfen von gelenkten oder ungelenkten Flugkörpern einge­ setzt, so kann entweder der Körper als ganzes nach dem hier vorgeschlagenen Konzept ge­ staltet werden, oder er dient als Behälter für eine oder mehrere Vorrichtungen zur Erzeu­ gung großer Lateralwirkungen.

Claims (52)

1. Geschoß oder Gefechtskopf zur Bekämpfung gepanzerter Ziele dadurch gekennzeichnet, daß ein stabförmiger, endballistisch weitgehend unwirksamer Werkstoff (Aufweitmedium (1)) von einem endballistisch deutlich wirksameren Penetrationswerkstoff (Außenkörper (2)) radial umhüllt ist.

2. Geschoß oder Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkstoffe einen deutlichen Dichteunterschied aufweisen.

3. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zentral im Aufweitmedium (1) ein massiver Penetrator (6) angeordnet ist.

4. Geschoß oder Gefechtskopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus einem Leichtmetall oder dessen Legie­ rung besteht.

5. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus einem faserverstärkten Kunststoff be­ steht.

6. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus einem duro- oder thermoplastischem Kunststoff besteht.

7. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus einem elastomeren Werkstoff besteht.

8. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus einem dichten und dynamisch weichen Metall oder einer Metallverbindung besteht.

9. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus pulverigen Stoffen besteht.

10. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) Stoffe mit zusätzlich pyrophorer Wirkung enthält.

11. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) Stoffe mit zusätzlich explosiver Wirkung enthält.

12. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) aus einem Gemisch von Materialien nach den Ansprüchen 4 bis 11 besteht.

13. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise flüssig ist.

14. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) in den Außenkörper (2) eingepreßt, eingespritzt, eingegossen oder durch Unterdruck eingebracht wird.

15. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus vorgefertigten Strukturen besteht.

16. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus zwei oder mehr ineinander geschobe­ nen Komponenten besteht.

17. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise aus zwei oder mehr hintereinander ange­ ordneten Komponenten besteht.

18. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) und der Außenkörper (2) durch ein Gewinde (15) verbunden sind.

19. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) und der Außenkörper (2) und ggf. der zentrale Penetrator (6) durch Klebung oder Lötung (16, 19) verbunden sind.

20. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) und der Außenkörper (2) und ggf. der zentrale Penetrator (6), durch Formschluß verbunden sind.

21. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem Aufweitmedium (1) zwischen dem zentralen Penetrator (6) und der Hülle (2) ganz oder teilweise Stege (20) befinden.

22. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in das Aufweitmedium (1) ganz oder teilweise, stabförmige oder hintereinanderge­ schaltete, endballistisch oder sonst irgendwie wirksame, gleiche oder unterschiedliche Körper (21, 24, 25) eingebettet und geordnet oder beliebig verteilt sind.

23. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Aufweitmedium (1) eingebetteten, Körper (21, 24, 25) oder Stege (20) pyro­ phore Eigenschaften besitzen.

24. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) aus einem gesinterten oder reinen Metall hoher Dichte besteht.

25. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) aus einem spröden Material besteht.

26. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) aus einem Stahl hoher Härte besteht.

27. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) statistisch verteilt Subgeschosse oder Splitter entstehen läßt.

28. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) innen (22) oder außen (23) vorgekerbt oder durch Wärmebe­ handlung dort entsprechend versprödet ist.

29. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2, 34) aus einem Ring von vorgefertigten einzelnen Längsstrukturen besteht, die mechanisch verbunden oder miteinander verklebt bzw. verlötet sind.

30. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) von einer sich in vorgegebene Körper zerlegenden Hülle (34) ganz oder teilweise umgeben ist.

31. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in vorgegebene Körper zerlegende Hülle (34) zwischen dem AWM (1) und dem Außenkörper (2, 35) angeordnet ist.

32. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) einen über die Länge veränderlichen Innendurchmesser aufweist.

33. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) einen über die Länge veränderlichen Außendurchmesser aufweist.

34. Geschoß oder Gefechtskopf nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2) über die Länge veränderliche Wandstärken aufweist.

35. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Penetrator (6, 28) ganz oder teilweise einen Hohlraum (29) aufweist.

36. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Penetrator (6, 28) eine beliebige Oberfläche besitzt.

37. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1b, 1c, 1d) in einer stufenförmigen, endballistisch wirksamen Struktur (30) angeordnet ist.

38. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1) im vorderen Bereich einer endballistisch wirksamen Struktur (31) angeordnet ist.

39. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1e) im hinteren Bereich einer endballistisch wirksamen Struktur (31) angeordnet ist.

40. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1f, 1g, 1h) mehrfach hintereinander in einer endballistisch wirk­ samen Struktur (32) angeordnet ist.

41. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium (1, 1i) mehrfach radial in einer Struktur (33) mit den das jeweilige Aufweitmedium jeweils umschließenden, endballistisch wirksamen Hüllen (2, 2a) ange­ ordnet ist.

42. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufweitmedium ein- oder mehrfach radial (1, 1i) und ein- oder mehrfach axial (1e, 1f, 1g, 1h) in einer endballistisch wirksamen Struktur (33, 2, 2a) angeordnet ist.

43. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es/er eine hohle, aerodynamische Spitze (38) aufweist.

44. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es/er eine massive ein- oder mehrteilige Spitze (41) aufweist.

45. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es/er eine mit einem Aufweitmedium ganz (40) oder teilweise (42, 45) gefüllte Spitze (39, 43, 44) aufweist.

46. Geschoß oder Gefechtskopf nach Anspruch 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (41, 44) in das Aufweitmedium (1) des Geschosses oder Gefechtskopfes hineinreicht.

47. Geschoß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Vollkalibergeschoß drallstabilisiert ist.

48. Geschoß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Vollkalibergeschoß aerodynamisch stabilisiert ist.

49. Geschoß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als unterkalibriges Treibspiegelgeschoß drallstabilisiert ist.

50. Geschoß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als unterkalibriges Treibspiegelgeschoß aerodynamisch stabilisiert ist.

51. Geschoß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein hybrides Geschoß handelt.

52. Geschoß nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um ein Geschoß mit kombinierter Stabilisierung handelt.