DE19961204C2 - Zündeinrichtung - Google Patents
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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.
Die DE 33 16 440 A1 beschreibt einen splitterbildenden länglichen Spreng
körper, der an beiden Enden eine Zündeinrichtung zur detonativen Auslösung
der Ladung aufweist. Die Zündung erfolgt grundsätzlich gleichzeitig. Eine
Zündung zu verschiedenen Zeitpunkten ist vorgesehen, es ist jedoch keine
Maßgabe für die Einstellung des zeitlichen Abstandes angegeben. Ziel dieser
Anmeldung ist es in jedem Fall, die Splitterleistung in radialer Richtung zu
steigern. Ein Hinweis auf die Möglichkeit einer einstellbaren Leistungsreduzie
rung wird jedoch nicht gegeben.
Schließlich ist aus der DE 39 18 513 C1 eine Sicherheitseinrichtung bekannt
geworden, eine Zeitverzögerung zwischen den Auslösezeitpunkten zweier La
dungen eines Gefechtskopfes vorzusehen. Der Zweck dieser Einrichtung ist
die Optimierung des Zündzeitpunktes bei der Hintereinanderschaltung zweier
Hohlladungen.
Das Einsatzfeld heutiger Gefechtsköpfe verändert sich zunehmend. Es werden
immer öfter Ziele in urbaner Umgebung ausgewählt, um die gegnerische In
frastruktur 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 de
flagrative 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 Deflagrati
onsschwelle und der Detonationsschwelle löst im Sprengstoff eine Deflagra
tion aus. Das bedeutet, dass der Sprengstoff mit einer Reaktionsgeschwin
digkeit von etwa 2000 m/s abbrennt ohne eine detonative Blast-Wirkung zu
erzeugen. Wird der Stimulus ST über die Detonationsschwelle hinaus erhöht,
so erfolgt die Detonation des Sprengstoffes mit einer Reaktionsgeschwindig
keit 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 tV der Deflagrationsfront bis zur Grenzlinie 7 und der Laufzeit tD der
Detonationsfront bis zur Grenzlinie 7. Bei einem Beispiel eines Gefechtskop
fes mit einer Länge L = 1000 mm betragen die Laufzeiten bis zur Grenzlinie 7
bei der Deflagrationsfront tV = 300 µs und bei der Detonationsfront tD = 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 ausge
löst werden, um eine Reduzierung der Gefechtskopfleistung um 60% zu errei
chen. In dieser Zeit fliegt der Flugkörper, der den Gefechtskopf trägt, nur we
nige Zentimeter weit, so dass der Detonationszeitpunkt, der mit Hilfe der im
Flugkörper integrierten Zündsensorik ermittelt wird, davon nicht wesentlich
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 (6)
1. Zündeinrichtung für einen Gefechtskopf mit einer Sprengladung (1),
mit einer:
ersten Zündkette (2) mit Verstärkerladung (3) zur detonativen Initiie rung und einer
zweiten Zündkette (4) mit Verstärkerladung (5) zur deflagrativen Initiie rung,
wobei die Zeitverzögerung (Δt) zwischen den Auslösezeitpunkten beiden Zündketten einstellbar ist.
ersten Zündkette (2) mit Verstärkerladung (3) zur detonativen Initiie rung und einer
zweiten Zündkette (4) mit Verstärkerladung (5) zur deflagrativen Initiie rung,
wobei die Zeitverzögerung (Δt) zwischen den Auslösezeitpunkten beiden Zündketten einstellbar ist.
2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Zündzeitpunkt der zweiten Zündkette (2) vor oder nach dem Zündzeit
punkt der zweiten Zündkette (4) liegen kann.
3. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, dass die Verstärkerladung (5) der weiteren Zündket
te (4) als Hohlladung ausgebildet ist.
4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Verstärkerladung (5) der weiteren Zündkette (4) energiedämpfende Mittei
vorgeschaltet sind.
5. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Bemaßung der Verstärkerladung unter dem kritischen Durchmesser der
Sprengladung (1) gewählt ist.
6. 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.
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