DE3117091C2 - - Google Patents
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- DE3117091C2 DE3117091C2 DE19813117091 DE3117091A DE3117091C2 DE 3117091 C2 DE3117091 C2 DE 3117091C2 DE 19813117091 DE19813117091 DE 19813117091 DE 3117091 A DE3117091 A DE 3117091A DE 3117091 C2 DE3117091 C2 DE 3117091C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
- F42B1/02—Shaped or hollow charges
- F42B1/032—Shaped or hollow charges characterised by the material of the liner
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine panzerbrechende Hohlladung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Hohlladung weist einen dem Ziel zugewandten, im allge
meinen kegelförmigen Hohlraum auf, dessen Öffnungswinkel kleiner
ist als 110°, im Gegensatz zu einer in der Wirkung unterschiedli
chen sogenannten Flachkegelladung, deren Öffnungswinkel größer ist
als 110°.
Bei einer herkömmlichen, panzerbrechenden Hohlladung besteht die
den Hohlraum auskleidende Metalleinlage aus homogenem, duktilem
Metall, etwa Kupfer; dieses Metall wird bei der Explosion der
Sprengladung in einen sogenannten Strahl umgewandelt, der tatsäch
lich eher mit einem langgestreckten Draht vergleichbar ist, wobei
die Durchschlagsleistung der Hohlladung abnimmt, wenn der Strahl
seinen Zusammenhalt verliert und in einzelne Abschnitte zerfällt.
Dem Strahl folgt ein gedrungener Metallpfropfen mit größerem Durch
messer, der aus dem nicht mehr zum Strahl verformten Rest der Me
talleinlage gebildet ist.
Es ist eine Hohlladung bekannt (US-PS 33 88 663), die die gattungs
bildenden Merkmale des Anspruchs 1 aufweist und bei welcher die Me
talleinlage nicht, wie üblich, aus homogenem, duktilem Metall be
steht, sondern aus wolframhaltigem Metallpulver, das verpreßt, ver
backen oder gesintert ist.
Bei dieser gattungsbildenden Hohlladung bildet sich der Strahl
nicht aus verformtem, im wesentlichen zusammenhängendem Metall,
sondern aus Metallpulver, dessen Zusammenhalt durch die Explosi
onswirkung zerstört wurde. Daher ist die panzerbrechende Wirkung
der genannten, bekannten Hohlladung verhältnismäßig gering. Eine
solche Hohlladung ist aber für den Einsatz bei der Tiefbohrtechnik
bestimmt, um eine seitlich neben einem Hauptbohrloch befindliche
Lagerstätte anzubohren. Würde man die herkömmliche, eingangs ge
nannte Hohlladung an dieser Stelle einsetzen, dann würde deren
Pfropfen die geschossene Bohrung wieder verstopfen. Bei der gat
tungsbildenden Hohlladung dagegen, bei welcher die Metalleinlage
aus Metallpulver besteht, besteht diese Gefahr nicht, da das Me
tallpulver außerstande ist, einen zusammenhängenden Pfropfen zu
bilden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine panzerbrechende
Hohlladung so weiterzubilden, daß ihre Durchschlagskraft, also die
Dicke durchschlagbarer Panzerung, erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Lösung besteht darin, daß eine Metalleinlage verwendet wird,
die Wolframpulver enthält, wie dies bei der gattungsbildenden, für
den Durchschlag von Panzerungen jedoch wenig geeigneten Hohlladung
der Fall ist.
Dieses Wolframpulver bildet jedoch Bestandteil einer Pseudolegie
rung, d. h., das Wolframpulver ist mit einem weiteren, bei der Her
stellung in flüssiger Phase vorliegenden Legierungsbestandteil be
netzt und in diesen gewissermaßen wie in eine Matrix eingebettet.
Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß eine solche Pseudo
legierung mit Wolframanteil angesichts der Verformungsbedingungen,
denen der Strahl einer Hohlladung unterworfen ist, eine ganz aus
gezeichnete Duktilität aufweist, die besser ist als jene der homo
genen Metallauskleidungen herkömmlicher, panzerbrechender Hohlla
dungen.
Es ist somit möglich, mit der erfindungsgemäßen Hohlladung einen
längeren, noch zusammenhängenden Strahl zu erzeugen, und somit auch
eine größere Durchschlagsleistung zu erzielen, da diese von der
Länge des zusammenhängenden Strahles abhängig ist.
Dieser Umstand ist nicht nur deshalb überraschend, weil bisher
Wolframpulver nur dort zugesetzt wurde, wo der Zusammenhalt des
Strahles vermieden werden sollte, sondern auch deshalb, weil die
erfindungsgemäße Pseudolegierung in kaltem Zustand, also bei norma
ler mechanischer Belastung, eine nur sehr schwache Duktilität auf
weist.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung haben
die Wolframpartikel einen Durchmesser von weniger als 50 µm und be
vorzugt von mehr als 5 µm, wobei die Feinkörnigkeit die erforderli
che Homogenität der Pseudolegierung fördert, die erforderlich ist,
um Störungen des Strahls bei dessen Entstehung zu vermeiden, ein
Unterschreiten einer unteren Grenze für die Korngröße jedoch die
Gefahr einer Dekohäsion des Strahls mit sich bringen würde, die
dessen Wirksamkeit herabsetzen würde.
Zusätzlich wird durch den Zusatz von Wolframpulver die Dichte der
Pseudolegierung erhöht, was noch weiter die Durchschlagsleistung
der erfindungsgemäßen Hohlladung fördert.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind den Ansprüchen entnehmbar.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der nachstehend beschriebenen
Zeichnung beispielsweise schematisch dargestellt und in den nach
folgenden Beispielen noch näher erläutert.
Die beigefügte einzige Figur der Zeichnung ist der schematische
Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Hohlladung.
Die gezeigte Hohlladung weist einen Sprengstoffkörper 1 auf, der an
seiner Vorderseite einen kegelstumpfförmigen, mit einer Metall
schicht 2 ausgekleideten Hohlraum aufweist. Die Zündung dieser
Hohlladung erfolgt in einem Punkt 3, der der Metalleinlage 2 in
Achsenrichtung der Hohlladung gegenüberliegt.
Die Einlage 2 besteht aus einer Pseudolegierung, die durch die Sin
terung eines Gemischs aus Metallpulvern gefertigt ist, das einen
Anteil von Wolframpulver enthält, das mit einem Legierungsbestand
teil benetzt wird.
Nachfolgend werden Beispiele für Metalleinlagen aus einer wolfram
haltigen Pseudolegierung vorgelegt.
Wolframpulver: Gewichtsanteil: 80%
Pulver aus Kupfer: Gewichtsanteil: 20%
Korngröße des Wolframpulvers:
Durchmesser maximal: 50 µm
Durchmesser minimal: 5 bis 10 µm
Mittlerer Durchmesser: 15 µm
Dichte der Pseudolegierung nach Sinterung: 15,5 g/cm³.
Bruchdehnung der Pseudolegierung bei Normaltemperatur: 0 bis 5%.
Pulver aus Kupfer: Gewichtsanteil: 20%
Korngröße des Wolframpulvers:
Durchmesser maximal: 50 µm
Durchmesser minimal: 5 bis 10 µm
Mittlerer Durchmesser: 15 µm
Dichte der Pseudolegierung nach Sinterung: 15,5 g/cm³.
Bruchdehnung der Pseudolegierung bei Normaltemperatur: 0 bis 5%.
Diese Pseudolegierung wird nach klassischen Sinterungsverfahren, in
flüssiger Phase oder in fester Phase, hergestellt, oder auch durch Zerstäu
bung des Kupfers bei hoher Temperatur in Wolfram. Das Gemisch aus Wolframpulver
und aus Kupferpulver muß besonders sorgfältig hergestellt werden, um eine per
fekte Homogenität bei der Verteilung der verschiedenen Pulversorten zu erreichen,
und um im größtmöglichsten Maße die Bildung von Poren in der endgültigen
Pseudolegierung sowie die Bildung von nicht agglomerierten Zonen von Wolfram
körnern zu vermeiden, die die Kohäsion des Strahls beeinträchtigen können.
Ausgehend von einer derartigen Pseudolegierung wird eine Hohlladungs
einlage von konischer oder ähnlicher Form gefertigt, die eine im allgemeinen
zwischen 0,5 und 4 mm verlaufende Dicke aufweist.
Bei den Versuchen konnte festgestellt werden, daß der so geformte Werk
stoff eine Duktilität, das heißt ein Dehnungsvermögen ausweist, das demjenigen
des Kupfers bei Verformungsgeschwindigkeiten zwischen 10³ s-1, und 10⁵ s-1, denen
der Strahl ausgesetzt ist, überlegen ist.
Die Eindringleistung in einer Stahlpanzerung konnte somit gegenüber der
jenigen einer klassischen Einlage aus Kupfer bis um 50% verbessert werden.
Identisch mit Beispiel 1, wobei ein Anteil von 60% an Wolframpulver und
ein Anteil von 30% an Pulver aus Kupfer verwendet wird.
Die mit einer derartigen Einlage erhaltenen Ergebnisse sind nicht ganz
so gut wie diejenigen, die mit einer Einlage wie im Beispiel 1 erreicht worden
sind. Dieser Leistungsabfall kann durch die Abnahme der Einlagendichte erklärt
werden.
Mit einem auf 10% reduzierten Kupferanteil sind die Ergebnisse ebenfalls
nicht so gut wie in dem Fall von Beispiel 1. Eine Deutung hierfür kann in einer
starken Abnahme der Duktilität des Strahls gefunden werden.
Wird außerdem der Kupferanteil um 50% überschritten, können die gegen
über einer Einlage aus reinem Kupfer erzielten Verbesserungen vernachlässigt
werden.
Hieraus ergibt sich, daß bei einem Kupferanteil von 20% sowie einem
Wolframanteil von 80% bei der Pseudolegierung der beste Kompromiß zwischen den
beiden vorstehend angeführten Bedingungen erreicht wird, das heißt: 1. eine
Dichte, die über derjenigen des Kupfers liegt und 2. ein möglichst hohes Deh
nungsvermögen vor dem Bruch unter den physikalischen Bedingungen, denen der
Strahl unterworfen ist.
Das Kupfer kann durch Metalle wie Silber und Nickel ersetzt werden,
deren physikalische Eigenschaften mit denjenigen des Kupfers vergleichbar sind,
und die der Einlage mit Wolframanteil eine Dichte verleihen, die über derjenigen
des Kupfers liegt.
Es kann natürlich auch eine Mischung, bestehend aus den vorgenannten
Metallen, verwendet werden.
Silber und Nickel liefern aber nicht ganz so gute Ergebnisse wie das
Kupfer, da diese beiden Metalle bei der Fertigung der Pseudolegierung kein so
gutes Netzvermögen wie das Kupfer aufweisen, was sich reduzierend auf die Ko
häsion des mit solchen Pseudolegierungen erzeugten Strahls auswirkt.
Es ist außerdem von Vorteil, den wichtigsten Metallen der Einlage, das
heißt dem Kupfer und dem Wolfram, Blei bzw. Nickel mit einem unter ca. 10%
liegenden Gewichtsanteil hinzuzufügen. Die Hinzufügung dieser Metalle gestattet,
die Homogenität der Pseudolegierung zu verbessern, ohne daß dabei die dieser
Legierung eigenen Eigenschaften (hohe Dichte, gute Duktilität des Strahls)
nachteilig beeinflußt werden.
Claims (9)
1. Panzerbrechende Hohlladung mit einem von einer wolframhaltigen
Metalleinlage ausgekleideten, dem Ziel zugewandten, im allgemeinen
kegelförmigen Hohlraum, dessen Öffnungswinkel kleiner ist als 110°,
dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlage (2)
aus einer Pseudolegierung besteht.
2. Hohlladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dichte der Pseudolegierung höher ist als jene des Kupfers.
3. Hohlladung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wolframpulverkörner einen Durchmesser aufweisen,
der unter 50 μm liegt.
4. Hohlladung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wolframpulverkörner einen Durchmesser aufweisen, der 5 μm über
schreitet.
5. Hohlladung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pseudolegierung auch Kupfer enthält.
6. Hohlladung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pseudolegierung Kupfer mit Gewichtsanteilen von 10 bis 50% enthält.
7. Hohlladung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pseudolegierung Kupfer mit Gewichtsanteilen zwischen 20 und 30%
enthält.
8. Hohlladung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Pseudolegierung auch Anteile von Silber, Blei
bzw. Nickel enthält.
9. Hohlladung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pseudolegierung Blei bzw. Nickel mit Gewichtsanteilen unter 10%
enthält.
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EP2053341A2 (de) | 2007-10-26 | 2009-04-29 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Hohlladung |
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- 1980-06-18 FR FR8013488A patent/FR2530800B1/fr not_active Expired
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1981
- 1981-04-29 DE DE19813117091 patent/DE3117091A1/de active Granted
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