DE3017785C1 - Sprengladung mit Mitteln zur Detonationswellenlenkung - Google Patents

Description

• Mit der Erfindung wird dem bestehenden starken Bedürfnis nach einer vielfältigen reproduzierbaren Formgebung von Detonationswellenfronten in Sprengladungen beispielsweise zur gezielten Beeinflussung der Abgangswinkel von Splittern oder des Kollapsvorganges stachelbildender Auskleidungen bzw. Belegungen auf optimale Art und Weise Rechnung getragen, wobei es keinerlei Rolle spielt, ob die angesprochenen Sprengladungen solche großer, mittlerer oder geringer Bauhöhe sind. Von ausschlaggebender Bedeutung erweisen sich hierbei die großen Variationsbreiten für eine örtlich und zeitlich definerte Initiierung der Sprengladung an der dafür vorgesehenen Begrenzungsfläche mittels der als Ganzes aufprallenden Geberladungsbelegung. Der Fall ist dies deshalb, weil ohne weiteres auf die Geschwindigkeits- und Impulswerte der Geberladungsbelegung gezielter Einfluß genommen und zugleich auch die Zeitfolge des Aufpralls der Geberladungsbelegung auf die betreffende Begrenzungsfläche der Sprengladung auf unproblematische Weise gesteuert werden kann. Erstgenannte Einflußnahme ist ohne großen Aufwand über Größe, Geometrie, Ladungsbeschaffenheit und Detonationsrichtung und/oder über Größe, Geometrie und Materialbeschaffenheit der Geberladungsbelegung möglich. Für die letztgenannte Steuerung braucht lediglich der Luftabstand zwischen der ruhenden Geberladungsbelegung und der dieser zugewandten Begrenzungsfläche der Sprengladung entsprechend variiert zu werden. Dabei ist es ein leichtes, über die Formgebung der Geberladungsbelegung und/oder die Kontur der dieser zugewandten Sprengladungsbegrenzungsfläche örtlich verschiedene Luftabstandsmaße zu realisieren.
• Zu den Vorteilen der Erfindung zählt auch noch folgendes: Die fliegende Geberladungsbelegung zur Formung der Detonationswelle stellt bei Hohlladungen eine »dynamische Verdämmung« am der stachelbildenden Auskleidung bzw. stachelbildenden Belegung abgewandten Ladungsende dar und läßt die Schwaden nach hinten weniger stark bzw. stärker verzögert expandieren als bei Ladungsausführungen mit zur Detonationswellenlenkung eingebetteten Inertstoffkörpern, die bekanntlich stark komprimiert werden und dadurch Verdünnungsfächer ermöglichen. Durch diese »dynamische Verdämmung« ist die Impulsdauer der jeweiligen Hohlladung größer, was höhere Stachelgeschwindigkeiten mit sich bringt.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen. In diesem Zusammenhang sei zu den Unteransprüchen 11 bis 14 noch bemerkt, daß mit deren Merkmalen eine als Feinkorrekturglied geeignete Anlaufverzögerung erzielbar ist.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen F i g. 1 eine Sprengladung mit Mitteln zur Detonationswellenlenkung und F i g. 2 eine weitere Sprengladung mit gegenüber F i g. 1 abgewandelten Mitteln zur Detonationswellenlenkung.
• Fig. 1 zeigt eine rotationssymmetrische Sprengladung 1 mit einer stirnseitigen Begrenzungsfläche 2 konkaver Kontur. Als Mittel zur Detonationswellenlenkung dienen derselben eine bei 3 zentrisch initiierbare Geberladung 4 und eine von dieser als Ganzes beschleunigbare Belegung 5 aus Inertmaterial auf der der Initiierungsstelle 3 abgewandten Geberladungsseite.
• Die Geberladung 4 ist der Sprengladung 1 auf der Seite der konkaven Begrenzungsfläche 2 unter Belassung eines Luftabstandes 6 achsgleich vorgeordnet, und zwar derart, daß die Geberladungsbelegung 5 der konkaven Begrenzungsfläche 2 gegenüberliegt. Zur Geberladungsbelegung 5 selbst bleibt noch anzumerken, daß sie im vorliegenden Fall beispielsweise konkav ausgebildet ist und eine vom Belegungszentrum zur Belegungsperipherie abnehmende Wandstärke aufweist So wie die Dinge liegen, hat eine bei 3 in die Geberladung 4 eingeleitete Detonation folgendes Resultat: Die sich durch die Geberladung 4 fortpflanzende Detonationswelle erreicht die Geberladungsbelegung 5 an der zentralen Stelle wesentlich schneller als an der peripheren Belegungszone. Trotzdem erfolgt der Aufprall der solcher Art als Ganzes beschleunigten Geberladungsbelegung 5 und somit auch die aufprallbedingte Inittierung der Sprengladung 1 zunächst bei 10 in der peripheren Zone und erst wesentlich später bei 11 im Zentrum der konkaven Sprengladungsbegrenzungsfläche 2 mit dem Ergebnis einer konvex geformten Detonationswellenfront 12. Dies erklärt sich daraus, daß die Belegung 5 im Zentrumsbereich 7 zum einen als Folge der nach außen abnehmenden Wandstärke kleinere Geschwindigkeiten als im peripheren Belegungsbereich 8 annimmt und zum anderen gegenüber letzterem auch noch größere Strecken bis zum Erreichen der Begrenzungsfläche 2 zurücklegen muß.
• In F i g. 2 ist eine rotationssymmetrische Sprengladung 13 zur Darstellung gelangt, welche an einer Stirnseite eine Begrenzungsfläche 14 von solcher wellenförmigen Kontur aufweist, daß ein Wellenberg 15 mit seinem Scheitel 16 auf der Sprengladungslängsachse liegt Als Mittel zur Detonationswellenlenkung dienen derselben eine bei 17 zentrisch initiierbare Geberladung 18 mit eben ausgebildeten Stirnflächen, eine von dieser als Ganzes beschleunigbare eben ausgebildete Belegung 19 aus Inertmaterial auf der der Initiierungsstelle abgewandten Geberladungsstirnseite und gegebenenfalls zur Feinkorrektur in den mit 20 bezeichneten Wellentälern der Sprengladungsbegrenzungsfläche 14 vorgesehene Schichten 21 aus Inertmaterial mit guten stoßdämpfenden Eigenschaften oder aus vergleichsweise träge reagierendem Stoff.
• Die Zuordnung der Geberladung 18 zur Sprengladung 13 ist analog zur Fig. 1, wobei der Luftabstand zwischen der gewellten Sprengladungsbegrenzungsfläche 14 und der Geberladungsbelegung 19 mit 22 bezeichnet ist Die Geberladung 18 selbst besteht im vorliegenden Fall aus beispielsweise zwei konzentrischen Ladungsteilen 18a und 18b, von denen der innenliegende 18a aus niederenergetischem Sprengstoff bzw.
• Sprengstoffgemisch und der außenliegende 18b aus hochenergetischem Sprengstoff bzw. Sprengstoffgemisch gefertigt ist. Aus zwei konzentrischen Teilen 19a und 19b ist beispielsweise auch die Geberladungsbelegung 19 zusammengesetzt, wobei der außenliegende Belegungsteil 19b aus spezifisch leichtem Inertmaterial wie Aluminium und der innenliegende Belegungsteil 19a aus vergleichsweise spezifisch schwerem Inertmaterial wie Kupfer besteht So wie die Dinge liegen, hat eine Beschleunigung der Belegung 19 mittels - der Geberladung 18 zur Begrenzungsfläche 14 der Sprengladung 13 hin folgendes zum Resultat. Als erstes setzt die Initiierung der Sprengladung 13 im Scheitel 16 des Wellenberges 15 ein. Als nächstes wird aber dann die Sprengladung 13 an der mit 23 bezeichneten Stelle zur Detonation gebracht, was seine Erklärung durch den schnellen äußeren Belegungsring 19b und die geringen örtlichen Luftabstände zur Begrenzungsfläche 14 der Sprengladung 13 im Bereich desselben findet Dadurch entsteht die in Fig.2 mit 24 bezeichnete Detonationswellenform.
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Claims (14)

1. Patentansprüche: 1. Sprengladung mit Mitteln zur Detonationswellenlenkung, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengladung (1, 13) als solche Mittel in einem vorgegebenen Luftabstand (6, 22) von einer Begrenzungsfläche (2, 14) bei freier Wahl der Flächenkontur und örtlichen Luftabstandsmaße eine bezüglich Größe, Geometrie, Ladungsbeschaffenheit und Detonationsrichtung vielfältig abwandelbare Geberladung (4, 18) mit einer zur örtlich und zeitlich definierten Initiierung der Sprengladung (1, 13) an der betreffenden Begrenzungsfläche (2, 14) zu letzterer hin als Ganzes beschleunigbaren Belegung (5, 19) aus Inertmaterial bedarfsweise variierbarer Größe, Geometrie und Dichte aufweist.
2. 2. Sprengladung rotationssymmetrischer Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberladung (4, 18) ebenso wie die Sprengladung (1, 13) rotationssymmetrisch ausgebildet und letzterer derart achsgleich vorgeordnet ist, daß ihre Belegung (5, 19) der zur Geberladung (4, 18) hingewandten stirnseitigen Begrenzungsfläche (2, 14) der Sprengladung (1, 13) im vorgegebenen Luftabstand (6, 22) gegenüberliegt.
3. 3. Sprengladung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung (5) der Geberladung (4) konkav ausgebildet ist.
4. 4. Sprengladung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung (19) der Geberladung (18) eben ausgebildet ist.
5. 5. Sprengladung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung (5) der Geberladung (4) eine vom Belegungszentrum (7) zur Belegungsperipherie (8) hin abnehmende Wandstärke aufweist.
6. 6. Sprengladung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Belegung (19) der Geberladung (18) aus zwei oder mehreren konzentrischen Teilen (19a, 19b)besteht, wobei die Belegungsdichte von Teil zu Teil nach außen abnimmt.
7. 7. Sprengladung nach einer der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberladung (18) aus zwei oder mehreren konzentrischen Ladungszonen (18a, 18b) mit zonenweise nach außen zunehmender Brisanz besteht.
8. 8. Sprengladung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberladung (4, 18) auf ihrer belegungsabgewandten Seite eine zentrische Initiierungsstelle (3, 17) aufweist.
9. 9. Sprengladung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine konkave Kontur der zur Geberladung (4) hingewandten Begrenzungsfläche (2) der Sprengladung (1).
10. 10. Sprengladung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine derart gewellte Kontur der zur Geberladung (18) hingewandten Begrenzungsfläche (14) der Sprengladung (13), daß ein Wellenberg (15) mit seinem Scheitel (16) auf der Sprengladungslängsachse liegt.
11. 11. Sprengladung nach einem der Ansprüche 1, 2, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Geberladung (18) hingewandte Begrenzungsfläche (14) der Sprengladung (13) eine vollflächige, örtlich verschieden dick ausgebildete Schicht aus Inertmaterial mit stoßdämpfenden Eigenschaften aufweist.
12. 12. Sprengladung nach einem der Ansprüche 1, 2, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Geberladung (18) hingewandte Begrenzungsfläche (14) der Sprengladung (13) zonenweise (21) mit stoßdämpfende Eigenschaften besitzendem Inertmaterial beschichtet ist.
13. 13. Sprengladung nach einem der Ansprüche 1, 2, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Geberladung (18) hingewandte Begrenzungsfläche (14) der Sprengladung (13) eine vollflächige, örtlich verschieden dick ausgebildete Schicht aus vergleichsweise träge reagierendem Stoff aufweist.
14. 14. Sprengladung nach einem der Ansprüche 1, 2, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Geberladung (18) hingewandte Begrenzungsfläche (14) der Sprengladung (13) zonenweise (21) mit vergleichsweise träge reagierendem Stoff beschichtet ist.

    Die Erfindung betrifft eine Sprengladung mit Mitteln zur Detonationswellenlenkung.

    Bei rotationssymmetrischen Sprengladungen mit einer stachelbildenden Auskleidung oder Belegung an einer Ladungsstirnseite ist es gebräuchlich, zur Detonationswellenlenkung in den Ladungsabschnitt zwischen dem Scheitel der stachelbildenden Auskleidung bzw.

    Belegung und der letzterer abgewandten Ladungsstirnseite einen rotationssymmetrischen Inertstoffkörper einzubetten (DE-AS 10 70 536). Eine Alternative gleicher Zweckbestimmung ist der DE-OS 27 06 060 entnehmbar. Bei dieser sind an die Stelle des Inertstoffkörpers in dem betreffenden Sprengladungsabschnitt ein oder mehrere luftgefüllte Ladungsausnehmungen getreten.

    Die vorbeschriebenen bekannten Mittel zur Detonationswellenlenkung lassen insofern zu wünschen übrig, als mit ihnen ein erheblicher fertigungstechnischer Mehraufwand verbunden ist, der in der Regel größere Sprengladungsabmessungen als meist unerwünschte Begleiterscheinung zur Folge hat, lediglich in engen Grenzen Formbeeinflussungen bei Detonationswellenfronten realisierbar sind und in vielen Fällen schlechte Erfahrungen gemacht worden sind, wenn es darum ging, eine einmal erzielte Formbeeinflussung einer Detonationswellenfront beliebig oft zu reproduzieren.

    Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, bei Sprengladungen die Detonationswellenlenkung besonders einfach zu gestalten, und zwar mit Mitteln, die sich den bekannten Mitteln gleicher Zweckbestimmung gegenüber dadurch auszeichnen, daß sie bei vergleichsweise geringem Aufwand die Möglichkeit zu einer jederzeit reproduzierbaren Formbeeinflussung von Detonationswellenfronten in weiten Grenzen bieten.

    Gelöst wird diese Aufgabe gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1.