DE19749168A1 - Gefechtskopf für eine Rakete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopf für eine insbes. gegen weiche und halbharte Bodenziele vorgesehene großkalibrige Rakete gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Gefechtsköpfe benötigen zur Bekämpfung eines entsprechenden Zielspektrums eine relativ große Munitionsmenge. Außerdem benötigen sie komplexe und damit in ihrer Anschaffung teuere Komponenten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gefechtskopf der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher weniger Munition zur Bekämpfung eines größeren Zielspektrums benötigt, und welcher vergleichsweise kostengünstig realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Gefechtskopf der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gefechtskopfes sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Gefechtskopf eignet sich in vorteilhafter Weise insbes. zur Bekämpfung von weichen und halbharten Bodenzielen - vorzugsweise auch in Schützengräben, Erdlöchern und/oder hinter Deckungen. Eine wirksame Bekämpfung des zuletzt genannten Zielspektrums ist möglich, wenn die Bekämpfung von oben erfolgt. Bekannt sind hierfür sog. Bomblet- und HE/Splitter-Gefechtsköpfe.

Der erfindungsgemäße Gefechtskopf reduziert bzw. vermeidet die Mängel dieser bekannten Gefechtsköpfe, ohne den Aufwand entsprechend zu erhöhen. In vorteilhafter Weise werden bei dem erfindungsgemäßen Gefechtskopf komplexe und damit teuere Komponenten sparsam eingesetzt, weil bspw. Abstandszünder, Drallmotoren usw. pro Gefechtskopf für alle Submunitionen nur einmal vorgesehen sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Gefechtskopf weisen die Submunitionen bspw. ein Verhältnis von axialer Längenabmessung zu Durchmesser der Submunition auf, das zwischen ca. 0,3 und 0,5 liegt. D.h. die einzelnen Submunitionen sind scheibenförmig ausgebildet und an ihrer Stirnseite mit einer Splitterplatte aus vorgeformten Splittern versehen. Die Splitterplatte der jeweiligen Submunition besteht vorzugsweise aus einem Schwermetall oder einer Schwermetallegierung. Bspw. besteht die Splitterplatte aus Wolfram oder einer Wolframlegierung. Die vorgeformten Splitter der jeweiligen Splitterplatte können würfelförmig oder quaderförmig oder als Kugeln ausgebildet sein. Die Form und Masse der vorgeformten Splitter der Splitterplatte hängen von der Munitionsoptimierung bezüglich des jeweils zu bekämpfenden Szenarios ab.

Die Splitterplatte jeder Submunition ist an ihrer Rückseite vorzugsweise mit hochenergetischem Sprengstoff belegt. Aus Kostengründen handelt es sich hierbei zweckmäßigerweise um einen Sprengstoff in gepreßter Ausführung. Die Initiierung des Sprengstoffs erfolgt zweckmäßigerweise auf seiner Rückseite durch einen Detonator, dem ein Verzögerungssatz vorgeschaltet ist. Die Verzögerungssätze sind durch eine zentrale Anzündeinrichtung des Nutzlastträgers des erfindungsgemäßen Gefechtskopfes gleichzeitig anzündbar und besitzen entsprechend den unterschiedlichen Flugzeiten der Submunitionen unterschiedliche Laufzeiten. Die simultane Anzündung der Verzögerungssätze erfolgt unmittelbar vor der mechanischen Freigabe der Submunitionen aus dem Gefechtskopf. Die Sicherung jedes Detonators erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Gefechtskopf vorzugsweise durch einen Detonatorträger, der einen Schieber oder einen Rotor aufweisen kann, der vor dem Einbau der jeweiligen Submunition in den Gefechtskopf in Sicherstellung ist und der durch den Einbau der jeweiligen Submunition in den Gefechtskopf mechanisch in eine erste Scharfstellung bewegt wird. Das erfolgt zweckmäßigerweise durch Komponenten des Gefechtskopfes. Durch die besagten Komponenten des Gefechtskopfes wird gleichzeitig im eingebauten Zustand der jeweiligen Submunition in den Gefechtskopf zwischen dem in der ersten Scharfstellung befindlichen Detonator und der Übertragungsladung eine Barriere gebildet. Diese Barriere wird erst aufgehoben bzw. entfernt, wenn sich die Submunition beim Funktionsablauf des Gefechtskopfes bestimmungsgemäß von diesem trennt. Der jeweilige Detonator ist dann in einem Inline-Zustand mit der Übertragungsladung, was bedeutet, daß die entsprechende Submunition scharf ist.

Nachfolgend wird der Funktionsablauf des erfindungsgemäßen Gefechtskopfes beschrieben:
Der Gefechtskopf wird mit Hilfe der zugehörigen Rakete zu einem Zielgebiet befördert. Es erfolgt dann kurz vor dem Ziel bspw. mittels eines Kopfzünders eine Trennung des Gefechtskopfes vom Raketenmotor. Eine weitere Separierung des Gefechtskopfes vom Raketenmotor erfolgt dann durch aerodynamische Kräfte. Nach einer bestimmten Verzögerungszeit wird zur Verzögerung, Stabilisierung und Lageorientierung des Gefechtskopfes ein Bremsschirm ausgestoßen. Dieser Bremsschirm kann an der Spitze oder vorzugsweise am Heck des Gefechtskopfes ausgestoßen werden.

Nach einer ausreichenden Abbremsung des Gefechtskopfes mit Hilfe des Bremsschirmes wird dann eine Gefechtskopf-Hülle von der Nutzlast entfernt. Das kann bspw. durch axiales Aufschneiden der Gefechtskopf-Hülle oder durch Ausschieben der Nutzlast aus der Gefechtskopf-Hülle geschehen. Die Nutzlast bleibt hierbei am Bremsschirm hängen. Sie geht nach einer weiteren Verzögerungszeit in den stationären Sinkflug über, wobei die Flugbahn zur Erdoberfläche mindestens annähernd lotrecht orientiert ist. In diesem stationären, zur Erdoberfläche lotrechten Sinkflug wird ein Bodenabstandssensor der Nutzlast aktiviert. Beim Erreichen einer voreingestellten Höhe über der Erdoberfläche wird ein Drallmotor gezündet, der den Nutzlast-Verband auf eine bestimmte Drehzahl um die vertikale Längsachse der Nutzlast beschleunigt. Diese voreingestellte Höhe kann konstruktiv festgelegt oder in Abhängigkeit vom jeweiligen Gelände bspw. über ein Fire-Control-System einstellbar sein. Die Drehzahl des Nutzlast-Verbandes um die vertikale Längsachse der Nutzlast kann einige 10 Hz bis < 100 Hz betragen.

Erreicht der sich derartig um die vertikale Längsachse rotierende Nutzlast-Verband eine zweite voreingestellte Höhe, so wird ein Sperrmechanismus entriegelt, so daß die Submunitionen den Nutzlastträger mit ihrer jeweiligen momentanen Tangentialgeschwindigkeit und Richtung verlassen. Die Entriegelung des Sperrmechanismus kann bspw. pyrotechnisch erfolgen. Gleichzeitig mit dieser Entriegelung der Submunitionen vom Nutzlastträger werden die Verzögerungssätze aller Submunitionen durch eine zentrale Anzündung im Nutzlastträger gleichzeitig angezündet, wie bereits weiter oben erwähnt worden ist. Nach Ablauf der jeweiligen Verzögerungszeit der einzelnen Submunitionen wird deren Sprengladung gezündet, so daß die Splitter der Submunitionen beschleunigt werden.

Um eine gewünschte hohe Wirksamkeit zu erreichen, ist die Nutzlast geeignet aufzubauen, außerdem ist eine sorgfältige Abstimmung der Funktionsparameter erforderlich. Um die beschriebene tangential Ablösung der Submunitionen vom Nutzlastträger zu erreichen, ist es also notwendig, daß der Schwerpunkt der Submunitionen radial außerhalb der vertikalen Längsachse der Nutzlast liegt. Um möglichst viele Splitter auf einer Nutzlastetage des erfindungsgemäßen Gefechtskopfes unterbringen zu können, sind in jeder Nutzlastetage zweckmäßigerweise mehrere Submunitionen entlang eines zur vertikalen Längsachse der Nutzlast konzentrischen Teilkreises äquidistant vorgesehen. Bspw. können pro Nutzlastetage drei Submunitionen gleichmäßig verteilt vorgesehen sein. Es können zwanzig bis vierundzwanzig Nutzlastetagen übereinander vorgesehen sein, um eine maximale Nutzlast-Länge zu erzielen.

Eine optimale Verteilung der Splitterflächen der einzelnen Submunitionen ist erreichbar, wenn die Submunitionen benachbarter Nutzlastetagen jeweils um einen bestimmten Winkelbetrag, bezogen auf die Drehachse des Nutzlastträgers, gegeneinander verdreht sind. Dieser Verdreh-Winkel kann in Abhängigkeit von der Anzahl Nutzlastetagen bspw. 15° betragen.

Um bei den Submunitionen mit einer großen Flugweite einen unerwünschten Höhenverlust während der Flugzeit zu vermeiden bzw. zumindest zu reduzieren, ist es möglich, zumindest diesen Teil der Submunitionen zur Erzielung eines Gleiteffektes mit ihrer Längsachse gegen die Lotrechte schräg anzustellen. Ein solcher unerwünschter Höhenverlust über die Flugzeit kann auch dadurch vermieden oder zumindest reduziert werden, daß der entsprechende Teil der Submunitionen mit einer ihren Luftwiderstand reduzierenden und/oder ihren Auftrieb erhöhenden Außenkontur ausgebildet ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung wesentlicher Einzelheiten des erfindungsgemäßen Gefechtskopfes. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in einer Seitenansicht den Nutzlastträger des Gefechtskopfes mit einer Anzahl Nutzlastetagen,

Fig. 2 eine Nutzlastetage mit drei Submunitionen, die entlang eines zur zentralen Drehachse des Nutzlastträgers konzentrisch vorgesehenen Teilkreises gleichmäßig verteilt angeordnet sind,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Submunition, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Winkelversatzes der Submunitionen benachbarter Nutzlastetagen sowie der jeweiligen Laufzeit der pyrotechnischen Verzögerung der Submunitionen.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht einen Nutzlastträger 10 mit einer Vielzahl von Nutzlastetagen 12, wobei jede Nutzlastetage 12 - sh. auch Fig. 2 - drei Submunitionen 14 aufweist. Die drei Submunitionen 14 der jeweiligen Nutzlastetage 12 sind entlang eines zur zentralen Drehachse 16 des Nutzlastträgers 10 konzentrischen Teilkreises 18 gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Schwerpunkte 20 der Submunitionen 14 liegen auf dem besagten Teilkreis 18.

Der Nutzlastträger 10 (sh. Fig. 1) ist mit einem (nicht gezeichneten) Bremsschirm 22 drallentkoppelt verbunden, was durch die Schirmleinen 24 angedeutet ist.

Der Nutzlastträger 10 weist einen Drallmotor 26 auf, der dazu vorgesehen ist, die Nutzlast 10 um die zentrale Drehachse 16 in eine Drehung mit einer bestimmten Drehzahl zu versetzen. Der Drallmotor 26 weist Auslaßdüsen 28 auf. Die Brennkammern des Drallmotors 26 können in den Freiräumen 30 zwischen den Submunitionen 14 der unter den Auslaßdüsen 28 befindlichen Nutzlastetagen 12 angeordnet sein. Diese Freiräume 30 sind aus Fig. 2 ersichtlich.

Der Bremsschirm 22 ist an der Heckseite des Nutzlastträgers 10 vorgesehen. An der Bugseite weist der Nutzlastträger 10 einen Bodenabstandssensor 32, eine Ablaufsteuerung 34, einen Sperrmechanismus 36 bzw. eine Sicherungsvorrichtung sowie eine zentrale Anzündeinrichtung 38 auf.

Fig. 3 verdeutlicht in einer Schnittdarstellung eine Submunition 14 scheibenförmiger Gestalt, die an ihrer Vorderseite eine Splitterplatte 40 mit vorgeformten Splittern 42 aufweist. Die Splitterplatte 40 ist rückseitig mit einem hochenergetischen Sprengstoff 44 belegt, der von einer Submunitionshülle 46 umschlossen ist. Die/jede Submunition 14 weist einen Detonator 48 auf, dem eine Verzögerung 50 vorgeschaltet ist. Die Anzündung der Detonatoren 48 der Submunitionen 14 erfolgt zentral mit Hilfe der weiter oben in Verbindung mit Fig. 1 erwähnten zentralen Anzündeinrichtung 38. Das ist in Fig. 3 durch den Pfeil 52 schematisch verdeutlicht.

Um eine gute Verteilung der Splitterflächen der einzelnen Submunitionen 14 zu erreichen, sind die Submunitionen 14 in den benachbarten Nutzlastetagen 12 - wie bereits ausgeführt worden ist - jeweils um einen bestimmten Winkelbetrag, bezogen auf die zentrale Drehachse 16 des Nutzlastträgers 10, gegeneinander versetzt. Die Fig. 4 verdeutlicht eine solche Versetzung um jeweils 15 Winkelgrad. Durch A1, A2; B1, B2, B3, B4; C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8; D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 sind in Fig. 4 die jeweiligen Laufzeiten der pyrotechnischen Verzögerung angedeutet. Fig. 4 verdeutlicht vier solche Verzögerungen, wobei durch Ai, Bi, Ci und Di die jeweilige Winkelposition bezeichnet ist. Gleiche Laufzeiten Ai, Bi, Ci und Di befinden sich auf der gleichen Nutzlastetage 12 und sind dort um 120° versetzt, nachdem pro Nutzlastetage 12 drei Submunitionen 14 vorgesehen sind. Der Winkelversatz von 120° resultiert also aus 360° : Anzahl Submunitionen pro Nutzlastetage.

Claims (15)

1. Gefechtskopf für eine insbes. gegen weiche und halbharte Bodenziele vorgesehene großkalibrige Rakete, mit Submunitionen (14) mit zugehörigen Detonatoren (48), und mit einem Bremsschirm (22), zur Verzögerung, Stabilisierung und Lageorientierung des Gefechtskopfes, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gefechtskopf-Hülle in einer Vielzahl von Nutzlastetagen (12) jeweils eine Anzahl die Nutzlast des Gefechtskopfes bildende Submunitionen (14) außermittig vorgesehen sind.

2. Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Submunitionen (14) benachbarter Nutzlastetagen (12) um einen bestimmten Versatzwinkel gegeneinander verdreht angeordnet sind.

3. Gefechtskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatzwinkel von der Anzahl der Nutzlastetagen (12) umgekehrt proportional abhängig ist.

4. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Submunitionen (14) scheibenförmig ausgebildet sind, wobei an der Stirnseite jeder Submunition (14) eine Splitterplatte (40) aus vorgeformten Splittern (42) vorgesehen und die Rückseite der jeweiligen Splitterplatte (40) mit einem hochenergetischen Sprengstoff (44) belegt ist.

5. Gefechtskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Splitterplatte (40) jeder Submunition (14) aus einem Schwermetall oder einer Schwermetallegierung besteht.

6. Gefechtskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Rückseite der jeweiligen Splitterplatte (40) vorgesehene Sprengstoff (44) ein gepreßter Sprengstoff ist.

7. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Submunition (14) einen Detonator (48) aufweist, dem ein Verzögerungssatz (50) vorgeschaltet ist, wobei die Verzögerungssätze (50) durch eine zentrale Anzündeinrichtung (38) des Nutzlastträgers (10) gleichzeitig anzündbar sind und entsprechend den unterschiedlichen Flugzeiten der Submunitionen (14) unterschiedliche Laufzeiten besitzen.

8. Gefechtskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Detonator (48) eine Detonator-Sicherung aufweist, die vor dem Einbau der entsprechenden Submunition (14) in Sicherstellung und die durch den Einbau in die entsprechende Submunition (14) durch Elemente des Gefechtskopfes in einer ersten Scharfstellung ist.

9. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzlast des Gefechtskopfes mit einem Bodenabstandssensor (32) kombiniert ist.

10. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzlast des Gefechtskopfes mit einem Drallmotor (26) versehen ist.

11. Gefechtskopf nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallmotor (26) mit dem Bodenabstandssensor (32) wirkverbunden ist.

12. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzlastträger (10) einen Sperrmechanismus (36) für die Submunitionen (14) aufweist.

13. Gefechtskopf nach Anspruch 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmechanismus (36) mit dem Bodenabstandssensor (32) wirkverbunden ist.

14. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Submunitionen (14) zur Erzielung eines Gleiteffektes mit ihrer Längsachse gegen die Lotrechte schräg angestellt sind.

15. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Submunitionen (14) mit einer ihren Luftwiderstand reduzierenden und/oder ihren Auftrieb erhöhenden Außenkontur ausgebildet sind.