DE19821150C1 - Detonativ deformierbare Sprengladung - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist die Deformierbarkeit von Sprengladungen flexibler zu gestalten und den Grad der Deformationsfähigkeit des Sprengstoffes zu erhöhen. DOLLAR A Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die detonativ deformierbare Sprengladung (5) eine Porösität von 5-25 Vol.-% aufweist. DOLLAR A Die Erfindung findet Anwendungen in detonativ deformierbaren Sprengladungen.

Description

Die Erfindung betrifft eine detonativ deformierbare Sprengladung gemäß dem Patentanspruchs 1.

Hohlladungen oder projektilbildende Ladungen bringen ihre Wirkung in Form eines Hohlladungsstachels bzw. Projektils sehr konzentriert ins Ziel. Nichts geht von der Wirkung verloren. Dies ist anders bei omnidirektionalen Splitterladungen und Ladungen, die Druckwellen erzeugen. Ihre Wirkung verteilt sich isotrop (richtungsunabhängig) im Raum und je nach Abstand trifft nur ein Bruchteil der Wirkung (Splitter oder Druckwelle) das Ziel. Diesem Nachteil wird in modernen Gefechtskopfentwicklungen entge­ gengetreten. Es handelt sich hierbei um richtbare Gefechtsköpfe (GKs), wobei ein wesentliches Konzept der detonativ verformbare GK ist. Der meist zylinder­ förmige GK wird hierbei in Richtung Ziel deformiert. Durch diese Deformation wird ein sehr viel größerer Teil der Wirkung in Richtung Ziel konzentriert.

In der DE 41 09 071 C1 ist ein Splitter-Gefechtskopf beschrieben, der auf der Außenseite der Splitterhülle eine Anzahl von Ver­ formungsladungen aufweist.

Die Deformation erfolgt mittels Initiierung der externen Sprengladungsstreifen deto­ nativ. Hierbei wird der zylinderförmige GK seitlich eingedückt. Da die Kompres­ sibilität von Sprengladungen klein ist, erfolgt die Deformation weitgehend unter Beibehaltung des Ursprungvolumens und ist dementsprechend eingeschränkt. Man kann diesem Umstand durch Einführung von makroskopischen Hohlräumen wie beispielsweise einem mittigen Hohlzylinder Genüge tun. Dies birgt allerdings auch gewisse Nachteile in sich: man benötigt zusätzliches Strukturmaterial zur Stützung des Hohlraumes; der Hohlraum wird bei der Deformation nicht komplett geschlos­ sen, so daß Volumen verloren geht; durch das zusätzliche deformierte Strukturma­ terial wird die Detonationsfront gestört, was sich auf die Leistung negativ auswirken kann; die Steuerung der Deformation durch makroskopische, heterogene Hohlvolu­ mina ist begrenzt; die Initiierung der deformierten Hauptladung kann durch defor­ mierte Strukturteile erschwert werden.

Ein anderes Konzept für axiale Richtwirkung sieht vor, die mit Splitter belegte Frontplatte eines zylinderförmigen GKs in Richtung Ziel detonativ zu verkippen. Hierbei sind wiederum ganz andere Anforderungen an makroskopische Hohlvolu­ mina zu stellen, um die gewünschte detonative Verformung bewerkstelligen zu können.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Deformierbarkeit von Sprengladungen flexibler zu gestalten und den Grad der Deformationsfähigkeit des Sprengstoffes zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf einem definierten Einführen von mikros­ kopischen Poren statt der Verwendung makroskopischer Hohlvolumina zum Ver­ formen der Sprengladung.

Durch diese gezielte Einführung von mikroskopischen Poren läuft die Deforma­ tion der Sprengladung kontrollierter ab, als dies bei makroskopischen Hohl­ räumen der Fall sein kann. Außerdem läßt sich durch Einstellen eines definierten Porenvolumens der gewünschte Deformationsgrad erzielen. Erfindungsgemäß erfolgt nicht nur Volumenumformung, sondern in vorteilhafter Weise gezielte Volumenreduzierung und damit nahezu beliebige Formgebungsmöglichkeiten. Außerdem ist die Deformation selbst flexibler und nicht nur auf bestimmte Geometrien, wie beispielsweise Hohlzylinder beschränkt.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine detonativ deformierbare Sprengladung in einem zylinderförmi­ gen, richtbaren Gefechtskopf,

Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit des Porenvolumens von der Kornverteilung des Sprengstoffes und

Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit des Porenvolumens vom Benetzungsgrad der Sprengstoffkörner mit Binder.

Der in Fig. 1 gezeigte richtbare Gefechtskopf besteht aus einer Hülle 1, Defor­ mationsunterbrechungen 2, Dämpfungsmaterial 3 einer äußeren Sprengladung 4, einer deformierbaren Sprengladung 5 und Initiierungsstellen 6.

Die Deformationsunterbrechungen 2 sind in bekannter Weise in die äußeren Sprengladung 4 integriert. Das Dämpfungsmaterial 3 trennt die äußere und defor­ mierbare Sprengladung voneinander und die Initierungsstellen 6 sind zur Erzielung der gewünschten Richtwirkung gezielt anwählbar. Die detonativ deformierbare Sprengladung 5 weist eine in dem Bereich von 5-25 Vol.-% vorgebbare Porösität auf.

Im unteren Bilddteil von Fig. 1 ist die detonativ eingeleitete Deformation der Sprengladung 5 gezeigt. Zum Zeitpunkt t1 wird an geeigneten Initiierungsstellen 6 ein Teil der äußeren Sprengladung 4 gezündet. Diese Detonation bewirkt die Deformation der porenförmigen Sprengladung über eine Volumenkompression. Die so detonativ deformierte Sprengladung 5 wird zu einem nachfolgenden Zeit­ punkt t2 gezündet.

In Fig. 2 und in Fig. 3 sind gezielte Möglichkeiten zur Porenerzeugung dargestellt. Durch Variation der Korngrößenverteilung der Sprengstoffkörner der detonativ deformierbaren Sprengladung 5 variiert entsprechend der Anteil an Porenvo­ lumen. So ergibt eine schmale Korngrößenverteilung, z. B. nur große oder nur kleine Körner, ein hohes Porenvolumen. Entsprechend ergibt eine breite Korngrößenver­ teilung ein sehr geringes Porenvolumen wie Fig. 2 zeigt. Weiterhin läßt sich das Porenvolumen durch den Binder- und Phlegmatisierungsanteil steuern; Fig. 3. Hier reicht die Variationsbreite von lediglichem Benetzen der Körner und damit phlegmatisieren, d. h. unempfindlich machen, bis hin zum völligen Auffüllen der Poren. Eine gewisse Feinabstimmung kann durch unterschiedliche Kompressi­ bilität und Viskosität des "Binders" erfolgen: von flüssigen Ölen bis zu festen Kunststoffen. Diese können ihrerseits wieder weitere Mikroporen enthalten.

Wenn als Phlegmatisat Weichmacher verwendet werden, dann sind dies für die erfindungsgemäße Lösung bevorzugt Ester von Dicarbonsäuren. Bei der Verwendung von Polymeren als Phlegmatisat sind dies bevorzugt nichtver­ netzte Silikone, Polyethylenglykole, Polyisobutylene, Polyole oder Wachs.

Durch die Deformation wird das Porenvolumen im Idealfall vollständig geschlossen. Dadurch steigt die Dichte und damit die Leistungsfähigkeit. Gleichzeitig sinkt durch die Vermeidung von "Hot-Spots" die Empfindlichkeit des Sprengstoffs. Zur Steue­ rung von Explosionswärme und Sprengwirkung kann ein Teil der deformierbaren Sprengladung 5 durch Oxidatoren, z. B. durch Ammoniumperchlorat, oder durch Brennstoffe, z. b durch Aluminium ersetzt werden.

Die leichtere Deformierbarkeit von Sprengladungen durch Einführung von mikros­ kopischen Poren führt bei zylinderförmigen Norm-Deformationsladungen zu einer Volumenreduktion von 5-6% im Vergleich zu einer Volumenreduktion von nur ca. 1-2% bei inkompressiblen Sprengladungen ohne Poren. Bei inkom­ pressiblen Medien kann es zu einem ungewollten Aufreißen der Norm-Deforma­ tionsladung trotz dicker Stahlhülle kommen. Bei zylinderförmigen GKs ist nämlich der Querschnitt der Ladungen kreisförmig und damit ist das Verhältnis von Quer­ schnittsfläche/Umfang maximal. Jede Deformation reduziert dieses Verhältnis, womit zwangsläufig eine Flächen (Volumen) - Reduktion bei porenhaltigen Spreng­ ladungen bzw. eine Zunahme des Umfangs bei inkompressiblen Sprengladungen erfolgt. Letzteres kann bei Benutzung von inkompressiblen Sprengladungen sehr leicht zu ungewollten und unkontrollierbaren Rissen in der im allgemeinen dünneren Hülle des realen GKs führen.

Typische Volumenreduktionen bei zylinderförmigen GKs gemäß Fig. 1 liegen in der Größenordnung von 5-10% und können somit durch ein entsprechendes Poren­ volumen leicht erzielt werden.

Claims (5)

1. Detonativ deformierbare Sprengladung, dadurch gekennzeichnet, daß die detonativ deformierbare Sprengladung (5) eine Porösität von 5-25 Vol.-% aufweist.

2. Detonativ deformierbare Sprengladung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die detonativ deformierbare Sprengladung (5) einen Anteil in der Größe von 70-95% an festem Sprengstoff, bevorzugt Hexogen, Oktogen oder Nitropenta enthält.

3. Detonativ deformierbare Sprengladung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Steuerung der Explosionswärme oder Sprengwirkung der deto­ nativ deformierbaren Sprengladung (5) ein Teil der festen Sprengstoffe durch Oxi­ datoren oder Brennstoffe ersetzt ist.

4. Detonativ deformierbare Sprengladung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die detonativ deformierbare Sprengla­ dung (5) flüssiges, ölartiges, pastöses oder wachsartiges Phlegmatisat mit einem Anteil von 5-30% enthält.

5. Detonativ deformierbare Sprengladung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Phlegmatisat Weichmacher, unvernetzte Polymere oder Mine­ ralöle dienen.