DE19961204A1

DE19961204A1 - Zündeinrichtung

Info

Publication number: DE19961204A1
Application number: DE1999161204
Authority: DE
Inventors: Werner Arnold; Helmut Muthig
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: TDW GESELLSCHAFT FUER VERTEIDIGUNGSTECHNISCHE WIRKS
Priority date: 1999-12-18
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2019-12-19
Also published as: DE19961204C2; NO20006415L; EP1108973A3; NO320928B1; EP1108973A2; EP1108973B1; NO20006415D0; DE50012254D1

Abstract

Ein Gefechtskopf weist neben der Zündeinrichtung zur detonativen Auslösung eine weitere Zündeinrichtung zur gesteuerten Deflagration der Sprengladung auf, womit die Leistung der Sprengladung zielabhängig auf beliebige Werte unter der Maximalleistung eingestellt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Gefechtskopf mit einer Sprengladung, der eine Zündkette mit einer Verstärkerladung zur detonativen Initiierung der Sprengladung enthält.

Aus der Druckschrift DE 41 39 372 C1 ist ein Gefechtskopf bekannt gewor den, dessen Sprengladung mit Hilfe einer Zündkette initiiert wird. Die Zünd kette besteht beispielsweise aus einem elektrisch zündbaren Detonator, einer Übertragungsladung und einer Verstärkerladung. Die Verstärkerladung ist so dimensioniert, dass die Sprengladung detonativ umgesetzt werden kann. Der beschriebene Gefechtskopf umfasst die Möglichkeit einer Verformung des Splittermantels, so dass eine erhöhte Wirkung in einer wählbaren Vorzugs richtung auftritt. Eine Veränderung der Leistung der Sprengladung ist jedoch nicht vorgesehen.

Das Einsatzfeld heutiger Gefechtsköpfe verändert sich zunehmend. Es wer den immer öfter Ziele in urbaner Umgebung ausgewählt, um die gegnerische Infrastruktur zu schwächen. Diese Ziele zeichnen sich durch extreme örtliche Nähe zu zivilen und anderen Einrichtungen aus, die nicht oder nur wenig be schädigt werden sollen. Da die bevorzugte Wirkrichtung eines Gefechtskopfes bauartbedingt vorgegeben ist, bleibt als Möglichkeit zur Reduzierung der Schäden in der Zielumgebung nur die Beeinflussung der Leistung des Ge fechtskopfes.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfache und funkti onssichere Methode der zielabhängig wählbaren Einstellung der Leistung der Sprengladung des Gefechtskopfes vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird auf vorteilhafte Weise durch die in den Ansprüchen 1 und 8 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Günstige Ausführungsformen sind in den untergeordneten Ansprüchen beschrieben.

Mit der erfindungsgemäßen Form der Zündeinrichtung für einen Gefechtskopf werden folgende Vorteile erzielt. Durch die Anordnung einer weiteren Zünd kette zu der ohnehin für die detonative Auslösung der Sprengladung notwen digen Zündkette ist auf einfache und wenig aufwendige Weise auch die defla grative Initiierung der Sprengladung möglich. Liegen sich beide Zündketten bezüglich der Längsachse der Sprengladung gegenüber, so ist mittels geeig neter Wahl der beiden Zündzeitpunkte sogar die beliebige Einstellung des de flagrierenden Anteils der Sprengladung zwischen 0 und 100% erzielbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch ver einfacht dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zei gen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Sprengladung mit zwei unterschiedlichen Zündketten,

Fig. 2 ein Weg-/Zeit-Diagramm einer zeitlich verzögerten Auslösung bei der Zündketten,

Fig. 3 ein Diagramm zur Abhängigkeit der Sprengstoffreaktion von der initiierenden Energie.

In der Fig. 1 ist eine Sprengladung 1 eines Gefechtskopfes dargestellt, die in einem Gehäuse 6 angeordnet ist. Das Gehäuse 6 kann in bekannter Weise an die Eigenschaften des Gefechtskopfes angepasst gestaltet sein. Diese Gestal tung hat jedoch keinen wesentlichen Einfluß auf die Funktion der hier vorlie genden Erfindung. Die Sprengladung 1 besteht aus einer homogenen Spreng stoffmasse, die das Gehäuse 6 vollständig über die Länge L ausfüllt und die zur Initiierung eines hohen Energieniveaus (Stimulus) bedarf. Die in der Fig. 1 dargestellte Grenzlinie 7 zwischen der linken und der rechten Hälfte des Sprengstoffes 1 wird nachfolgend anhand der Fig. 2 erläutert.

An der rechten Stirnseite des Gehäuses 6 ist eine Zündkette 2 bekannter Bauart angebracht. Üblicherweise werden dreistufige Zündketten verwendet, die aus einem elektrisch zündbaren Detonator, einer Übertragerladung und einer Verstärkerladung bestehen. Zur erfindungsbezogenen Vereinfachung wird hier nur auf die Verstärkerladung 3 Bezug genommen, die unmittelbar auf die Sprengladung 1 einwirkt. Mit Hilfe der Zündkette 2 erfolgte bisher nach Erfassung eines Zieles und der Erzeugung eines entsprechenden Zünd signals mittels einer bekannten Zünd- und Sicherungseinrichtung (nicht dar gestellt) die detonative Auslösung der gesamten Sprengladung 1.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auf der gegenüberlie genden Stirnseite des Gehäuses 6 eine weitere Zündkette 4 angeordnet. Die se weitere Zündkette 4 weist als Verstärkerladung 5 eine deflagrationsauslö sende Vorrichtung auf. Eine mögliche Ausführung ist beispielsweise eine Hohlladung. Grundsätzlich ist die weitere Verstärkerladung 5 so dimensio niert, dass sie nur ein für die Deflagration der Sprengladung 1 ausreichendes Energieniveau erzeugen kann. Der von der weiteren Verstärkerladung 5 er zeugte Stimulus liegt deutlich unter demjenigen der Verstärkerladung 3.

Zur Verdeutlichung wird auf die Fig. 3 verwiesen, die ein Diagramm der Reak tion R eines Sprengstoffes in Abhängigkeit von der Höhe des Stimulus ST, der durch die Verstärkerladung eingebracht wird, aufzeigt. Ein geringer Stimulus ST bis zur ersten gestrichelten vertikalen Linie der Deflagrationsschwelle er zeugt beim Sprengstoff keine Reaktion. Eine Erhöhung des Stimulus ST auf Werte zwischen den beiden gestrichelten vertikalen Linien der Deflagrations schwelle und der Detonationsschwelle löst im Sprengstoff eine Deflagration aus. Das bedeutet, dass der Sprengstoff mit einer Reaktionsgeschwindigkeit von etwa 2000 m/s abbrennt ohne eine detonative Blast-Wirkung zu erzeu gen. Wird der Stimulus ST über die Detonationsschwelle hinaus erhöht, so erfolgt die Detonation des Sprengstoffes mit einer Reaktionsgeschwindigkeit von etwa 8000 m/s.

Die in Fig. 1 dargestellte weitere Verstärkerladung 5 ist beispielhaft als Hohlladung ausgeführt. Vorteilhafterweise wird hierbei eine sogenannte EOD- (Explosive Ordnance Disposal)-Hohlladung verwendet, die aufgrund ihrer Ei genschaften geeignet ist, eine nichtdetonative Reaktion in der Sprengladung auszulösen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Stärke des von der Hohlla dung erzeugten Stachels durch die Wahl des Kalibers der Hohlladung so ein gestellt wird, dass der damit erzeugte Stimulus ST entsprechend dem Dia gramm in Fig. 3 im Bereich zwischen der Deflagrations- und der Detonati onsschwelle liegt. Eine weitere Möglichkeit der Anpassung kann durch die Vorschaltung von Metallplatten oder ähnlich wirkenden Materialien erreicht werden, welche die Stachelwirkung so reduzieren, dass in der Sprengladung nur die Deflagration ausgelöst wird. Im Fall einer Verstärkerladung, die nicht als Hohlladung ausgeführt ist, besteht noch die Möglichkeit, den Durchmes ser der Verstärkerladung im Bereich des sogenannten kritischen Durchmes sers zu wählen, so dass die Verstärkerladung 5 selbst nur in Form einer De flagration reagiert und damit bei der Sprengladung 1 auch nur eine Deflagra tion auslöst.

In Fig. 2 ist beispielhaft der Ablauf einer Gefechtskopfzündung dargestellt, bei der nur 40% der Gesamtleistung des Gefechtskopfes zur Wirkung kommen sollen. Die geometrische Anordnung der Sprengladung entspricht dabei der Darstellung in Fig. 1. Die vertikale gestrichelte Linie 7 stellt dabei die Grenze zwischen den detonativ zu zündenden Sprengstoffanteil 1a und dem deflagra tiv abbrennenden Sprengstoffanteil 1b dar. Da die Geschwindigkeit der Initiie rung bei der Detonation etwa viermal so hoch ist wie die Abbrandgeschwin digkeit der Deflagration, muss bei der Annäherung des Gefechtskopfes an ein Ziel zuerst die die Deflagration auslösende Zündkette 4 gestartet werden.

Erst nach einer Verzögerungszeit Δt wird die Zündkette 2, die die Detonation auslöst, initiiert. Die Zeitdifferenz Δt ist charakterisiert durch die Differenz der Laufzeiten t_V der Deflagrationsfront bis zur Grenzlinie 7 und der Laufzeit t_D der Detonationsfront bis zur Grenzlinie 7. Bei einem Beispiel eines Gefechts kopfes mit einer Länge L = 1000 mm betragen die Laufzeiten bis zur Grenzli nie 7 bei der Deflagrationsfront t_V = 300 µs und bei der Detonationsfront t_D = 50 µs. Somit ergibt sich die Zeitdifferenz Δt zu 250 µs. Um diese Zeitdifferenz Δt muss die Zündkette 2 verzögert gegenüber der weiteren Zündkette 5 aus gelöst werden, um eine Reduzierung der Gefechtskopfleistung um 60% zu er reichen. In dieser Zeit fliegt der Flugkörper, der den Gefechtskopf trägt, nur wenige Zentimeter weit, so dass der Detonationszeitpunkt, der mit Hilfe der im Flugkörper integrierten Zündsensorik ermittelt wird, davon nicht wesent lich beeinflußt wird.

Soll der Wert der von der Sprengladung abgegebenen Leistung kontinuierlich zwischen 0% und 100% eingestellt werden, muss gegebenenfalls die Detona tion auch vor der Deflagration eingeleitet werden. Es läßt sich in jedem Fall abhängig von dem Prozentsatz der gewünschten Wirkung eine bestimmte Verzögerungszeit Δt bestimmen, mit der die Detonation nach der Deflagrati on initiiert wird oder umgekehrt.

Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt auch die Nachrüstung bestehender Gefechtsköpfe mit einer Zündkette 5 zur Initiierung einer Deflagration. Wenn der Aufbau und die räumliche Zugänglichkeit es erlauben, kann eine derartige Vorrichtung bei jedem existierenden Gefechtskopf nachträglich an die Sprengladung angebaut werden. Das bestehende Zündsystem wird dann um einen zweiten Zündausgang erweitert, dessen Zündsignal gegenüber dem Zündsignal für die Detonationsauslösung entsprechend zeitversetzt ist.

Claims

1. Zündeinrichtung für einen Gefechtskopf mit einer Sprengladung (1), der eine Zündkette (2) mit einer Verstärkerladung (3) zur detonativen Initiierung der Sprengladung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass

- eine weitere Zündkette (4) der Sprengladung (1) zugeordnet ist,
- die weitere Zündkette (4) mit einer weiteren Verstärkerladung (5) zur Auslösung einer Deflagration der Sprengladung (1) ausgerüstet ist,
- die weitere Zündkette (4) zur ersten Zündkette (2) beabstandet (L) an geordnet ist.

2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (3) und die weitere Verstärkerladung (5) bezüglich ihrer Wirkrich tung in großem Abstand (L) zueinander angeordnet sind.

3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zündkette (2) in Abhängigkeit von den die Zündung auslö senden Signalen zeitlich vor oder nach der Zündkette (4) der Sprengladung (1) ausgelöst wird.

4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitverzögerung (Δt) zwischen den Auslösezeitpunkten der ersten und der weiteren Zündketten in Abhängigkeit vom erfassten Ziel einstellbar ist.

5. Zündeinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass die Verstärkerladung (5) der weiteren Zündket te (4) als Hohlladung ausgebildet ist.

6. Zündeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkerladung (5) der weiteren Zündkette (4) energiedämpfende Mittel vorgeschaltet sind.

7. Zündeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bemaßung der Verstärkerladung unter dem kritischen Durchmesser der Sprengladung (1) gewählt ist.

8. Gefechtskopf mit einer Sprengladung, der eine Zündkette mit einer Verstärkerladung zur detonativen Initiierung der Sprengladung enthält, da durch gekennzeichnet, dass die Sprengladung mit einer weiteren Zündkette (4), die eine weitere Verstärkerladung (5) zur deflagrativen Auslösung der Sprengladung (1) enthält, nachrüstbar ist.