DE3133634C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündvorrichtung mit zwei anstichempfindlichen Anzündhütchen und einem dazwischen angeordneten Auslösemechanismus gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Zündvorrichtung ist aus der DE-PS 53 771 bekannt, wonach zwei Zündsätze und ein Nadelbolzen aneinander angrenzend angeordnet sind, wobei der Nadelbolzen zwei Zündnadeln aufweist und die Zündflächen der Zündsätze stich- bzw. stoßempfindlich sind.

Weiterhin ist aus der US 13 11 793 eine Zündvorrichtung bekannt, bei der zwei unterschiedliche Ladungen der Reihe nach gezündet werden, um für eine besondere Sicherheit gegenüber einer ungewollten, vorzeitigen Explosion zu sorgen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässig arbeitende Zündvorrichtung für ein Projektil mit zwei entgegengesetzt angeordneten Hauptladungen zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung und die durch sie erzielbaren Vorteile werden nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungs­ beispielen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 jeweilige Arten von Anzündhütchenan­ ordnungen als Ausführungsformen der Erfindung;

Fig. 4 ein Geschoß, in dem eine Anzündhütchenanordnung der Fig. 3 in einem Zünder vorgesehen ist, dessen Teile in der "Gesichert"-Anordnung gezeigt sind;

Fig. 5 einen Teil des Geschosses der Fig. 4, wobei die Zünderteile in der "Rückstoß"-Anordnung gezeigt sind;

Fig. 6 die Zünderteile der Fig. 5 in der "Vorzündfertig"-Anordnung;

Fig. 7 die Zünderteile der Fig. 5 in der "Zündfertig und Verriegelt"-Anordnung.

Ein Geschoß oder Spreng- bzw. Gefechtskopf, das bzw. der eine Anzündhütchenanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist, ist in Fig. 4 gezeigt. Das Geschoß weist einen Hauptkörperteil 10, einen Spitzbogenkörperteil 12, einen hinteren Körperteil oder eine splitterbildende Basiskappe 14, ein drehbares Band 16, eine Nasenkappe 18, eine vorn befindliche hochexplosive Hauptladung 20, einen Flachkonuseinsatz 22, eine hintere hochexplosive Hauptladung 24 und einen Zünder auf. Der Zünder weist einen Rotor 26, eine vorn befindliche Verstärkerladung 28, eine Platte 30 und eine an der Platte 30 befestigte hintere Verstärkerladung 32 auf. Eine Kappe 34 hält die hintere Hauptladung 24 an der Platte 30, und dieser Aufbau kann sich innerhalb des Hohlraumes 36, der von der Basiskappe 14 gebildet wird, frei nach vorn und hinten verschieben. Der Aufbau wird in seiner vorderen Position mittels eines Volumens von fließfähigem Dämpfungsmaterial 38 gehalten, das in Fig. 4 in der Form von mit Silikon gefüllten Mikrokapseln dargestellt ist.

Der Rotor 26 ist von der allgemeinen Art, wie er in der am 28. September 1971 herausgegebenen US-Patentschrift 36 08 494 von R. T. Ziemba beschrieben und dargestellt ist. Die Anordnung umfaßt eine Kugel 50, die eine durch dieselbe hindurchgehende diametrale Bohrung 52 hat, eine c-förmige Klammer 54 und eine Mehrzahl von Kugeln 56, von denen jede teilweise in einer Nut 58 in dem Rotor 26 und teilweise in einer Nut 60 in dem Hauptkörperteil 10 angeordnet ist.

Die Anzündhütchenanordnung ist innerhalb der diametralen Bohrung 52 in dem Rotor 26 vorgesehen. Diese Anordnung umfaßt zwei mechanisch zündbare Anzündhütchen 70 und 72, beispielsweise M55 Durchstech-Sprengkapseln, die im Abstand voneinander so angeordnet sind, daß ihre Zündenden einander zugewandt sind. Ein Auslösemechanismus 74 ist zwischen den Anzündhütchen 70, 72 angeordnet. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann dieser Auslösemechanismus 74 zwei Anstichscheiben 75 und 76 umfassen, die mittels einer Scheibe 78, in der sich ein Zündloch 80 befindet, im Abstand voneinander angeordnet sind. Wie Fig. 2 zeigt, kann der Auslösemechanismus 74 eine Stahlkugel umfassen oder sein. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann der Auslösemechanismus 74 einen Ring umfassen oder ein Ring sein, was die bevorzugte Ausführungsform ist. Die Anzündhütchen 70, 72 werden innerhalb des Rotors 26 mittels Absteck-, Pflock- bzw. Sperrstellen, die auf dem Umfang der diametralen Bohrung 52 der Kugel 50 vorgesehen sind, gehalten.

Die c-förmige Klammer 54 dient als primäre Sicherungsvorrichtung in der Form einer Drallverriegelung für den Zünder. Die c-förmige Klammer 54 gibt den Rotor 26 nicht frei, wenn die c-förmige Klammer 54 nicht einer hohen Drehkraft ausgesetzt wird.

Die Kugeln 56 dienen als eine Rückstoßverriegelung. Die Kugeln 56 verschieben sich beim Rückstoß nach hinten aus der Nut 58, 60 und sie fliegen während des Dralls bzw. während einer schnellen Drehung nach auswärts in den Spalt zwischen der vorn befindlichen Fläche der Platte 30 und der hinteren Fläche des Hauptkörperteils 10.

Der Rotor 26 ist normalerweise mit der diametralen Bohrung 52 ausgerichtet im Winkel von 90° zur Längsachse oder Drallachse des Geschosses. Die Anzündhütchen 70, 72 können erst gezündet werden, nachdem der Rotor 26 entriegelt bzw. entsichert und präzediert worden ist, so daß die diametrale Bohrung 52 mit der Drallachse des Geschosses zur Fluchtung gebracht worden ist. Es ist unerheblich, welches Anzündhütchen 70, 72 vorn und welches hinten ist. Die 90° Anfangs- bzw. Zündverlagerung ergibt die maximal mögliche Präzessionsverzögerungszeit. Jedoch wird in denjenigen Anwendungsfällen, in denen der Rotor hoher Reibung ausgesetzt ist durch einen Ausgangswinkel von etwas weniger als 90°, beispielsweise von 87°, eine Präzessionsbewegung des Rotors 26 in den "Zündfertigen Zustand" sichergestellt. Eine Zündung erfordert außerdem das Auftreffen auf ein Ziel, so daß die Zündenden der Anzündhütchen 70, 72 momentan auf den Auslösemechanismus 74 zusammengedrückt werden. Die Geschoßrückstoßkräfte zünden die Anzündhütchen 70, 72 nicht, da diese Kräfte in der Stellung, welche die Anzündhütchen 70, 72 bei ihrem Auftreten haben, rechtwinklig zu den Zündflächen sind und keine Belastungen auf die Anzündhütchen 70, 72 ausgeübt werden.

Die Platte 30 hat einen Vorsprung 82, der entweder mit einem Napf bzw. einer Vertiefung 84 in dem Rotor 26 oder mit dem einen oder dem anderen Ende der diametralen Bohrung 52 in dem Rotor 26 in Eingriff tritt.

Die Folge der Vorgänge, die am Zünder abläuft, ist folgende:
In der Sicherstellung die in Fig. 4 gezeigt ist, befindet sich Rotor 26, der die Anzündhütchen 70, 72 enthält, in einer Stellung, in der er um 90° aus der Linie der vorderen und hinteren Verstärkerladung 28, 32 durch die c-förmige Klammer 54 und die arretierenden Kugeln 56 verriegelt ist. Jede dieser Verriegelungen schließt eine Drehung des Rotors 26 aus.

Beim Einwirken des Rückstoßes auf das Geschoß verschieben sich, wie in Fig. 5 gezeigt, der Rotor 26 mit seiner c-­ förmigen Klammer 54 und den arretierenden Kugeln 56 und die hintere explosive Hauptladung 24 nach hinten. Die Masse dieser Bauteile zerstört unter den Rückstoßbedingungen, beispielsweise von 30 000 bis 90 000 g, die mit Silikonöl gefüllten Kunststoffkapseln, die hinter der hinteren explosiven Hauptladung 24 angeordnet sind, wodurch bewirkt wird, daß das Öl nach vorn fließt. Der Rotor 26 bleibt während des Rückstoßes in seiner nichtfluchtenden Stellung (d. h. in der Stellung, in der seine diametrale Bohrung 52 nicht mit der Richtung der Rückstoßkraft und der in den Fig. 5 und 6 eingezeichneten strichpunktierten Linie fluchtet, auf welcher die Verstärkerladungen 28, 32 angeordnet sind), und zwar aufgrund des gegenseitigen Eingriffs des Vorsprungs 82 der Platte 30 und des Napfes bzw. der Vertiefung 84 des Rotors 26. Die verriegelten Kugeln 56 werden beim Rückstoß nach hinten befördert und fallen in den Hohlraum, der durch die nach hinten erfolgende Verschiebung der hinteren explosiven Hauptladung 24 gebildet wird.

Wenn sich das Geschoß längs des Geschützrohrs nach vorwärts bewegt und aus der Mündung austritt, entwickelt es einen Drall. Die Zentrifugalkräfte schleudern die arretierenden Kugeln 56 nach dem Austritt aus der Mündung nach auswärts zum Umfang der Basiskappe 14 des Geschosses, wo sie bleiben. Die Zentrifugalkräfte zerbrechen außerdem die c- förmige Klammer 54 in zwei Abschnitte, die auch nach außen zum Umfang der Basiskappe 14 des Geschosses geschleudert werden.

Wie Fig. 6 zeigt, wandert der Rotor 26 nach vorwärts zurück und kann daher aufgrund seines Massenungleichgewichts bzw. seiner Unwucht unbehindert in seinen zündfertigen Zustand präzedieren, in dem seine diametrale Bohrung 52 mit den Verstärkerladungen 28, 32 der Drallachse des Geschosses fluchtet. Diese Präzession erfordert aufgrund des großen Verlagerungswinkels von bis zu 90° eine größere Zeitdauer als diejenige der Kugelrotoren nach dem Stande der Technik. Die Richtung der Präzession ist unerheblich. Ein Kriechen bzw. eine langsame Bewegung (nach vorwärts gerichtete Stellkräfte) treiben außerdem die hintere explosive Hauptladung 24 nach vorne, jedoch mit einer Geschwindigkeit, die geringer als diejenige des Rotors 26 ist, und zwar aufgrund der hohen viskosen Dämpfungskräfte, die die Bewegung der Hauptladung 24 verzögern. Dadurch wird sichergestellt, daß der Rotor 26 mit der Drallachse des Geschosses voll zur Fluchtung kommt, bevor der Vorsprung 82 der Platte 30 in ein Ende der diametralen Bohrung 52 des Rotors 26 eintritt und den Rotor 26 in seinem zündfertigen Zustand verriegelt, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Die Anzündhütchenanordnung mit den zwei Anzündhütchen 70, 72 und dem Auslösemechanismus 74 wird nun innerhalb der diametralen Bohrung 52 durch den Vorsprung 82 der Platte 30 ein wenig nach vorne bewegt und wird durch Anlage an der hinteren Fläche der vorderen Verstärkerladung 28 gestoppt. In dieser Anordnung bleibt noch ein geringer Spalt zwischen der vorderen Fläche der Platte 30 und der hinteren Fläche des Hauptkörperteils 10. Beim Aufprall wird dieser Spalt durch die Trägheit der inneren hochexplosiven Hauptladung 24 abrupt geschlossen, und der Vorsprung 82 der Platte 30 drückt die Anzündhütchenanordnung gegen die hintere Fläche des Hauptkörperteils zusammen.

Im Falle des in Fig. 1 gezeigten Auslösemechanismus 74 zündet die eine oder die andere der Anstichscheiben 75, 76, und die Stoßwelle geht durch das Zündloch 80 in der Scheibe 78 und zündet die andere Anstichscheibe 75, 76. Jede Anstichscheibe 75, 76 zündet ihrerseits ihre entsprechende Anzündhütchen 70, 72 das seinerseits seine jeweilige Verstärkerladung 28, 32 zündet, die wiederum ihre entsprechende hochexplosive Hauptladung 20, 24 zündet.

Im Falle des in Fig. 2 und 3 gezeigten Auslösemechanismus bewirkt die Kugel oder der Ring direkt, daß das Zündende jedes Anzündhütchens 70, 72 gezündet wird, das seinerseits seine jeweilige Verstärkerladung 28, 32 zündet, die ihrerseits ihre jeweilige hochexplosive Hauptladung 20, 24 zündet.

Drei Faktoren tragen zur Verzögerung des Scharfmachens dieses Zünders bei. Zunächst bewirkt die Verwendung eines Rotors 26, bei dem die gesicherte Position der Anzündhütchen 70, 72 bis zu 90° von der Scharfstellung abweicht, eine wesentliche Verzögerung beim Scharfmachen des Rotors 26. In der hier vorgeschlagenen Zünderausbildung kann ein 90°-Ausgangswinkel angewandt werden, weil der Zünder unabhängig davon, in welcher Richtung der Rotor 26 zur Fluchtung gebracht wird, richtig funktioniert. Das ist deswegen der Fall, weil der Auslösemechanismus 74 des Zünders zwischen den Anzündhütchen 70, 72 innerhalb des Rotors 26 angeordnet ist und sich das Ausgangsende jedes Anzündhütchens 70, 72 an der außenseitigen Fläche der Kugel 50 befindet. Da jede leichte Rotorunwucht oder Systemvibration bewirkt, daß der Rotor 26 selbst unter der Bedingung eines 90°-Ausgangswinkels zur Fluchtung kommt, wird in dieser Anordnung ein Scharfmachen sichergestellt. Der Rotor 26 kann dann nicht in der 90°-Position "aufgehalten" werden, solange die Reibungskräfte des Rotorhohlraums bei der Rotation gegenüber dem Rotorantriebsdrehmoment niedrig gehalten werden. Durch diese Rotoranordnung wird eine Verzögerung des Scharfmachens in der Größenordnung von 15 m erzielt.

Ein zweiter Mechanismus, der zur Verzögerung des Scharfmachens dieser Zünderausbildung beiträgt, kommt von der Wirkung des dämpfenden Strömungsmittels her, das beim Geschoßrückstoß freigegeben wird. Nachdem die Strömungsmittelkapseln zerdrückt worden sind und das Strömungsmittel nach vorn bezüglich der hinteren explosiven Hauptladung 24 verdrängt worden ist, ist eine endliche Zeitdauer für die Vorwärtsbewegung des Trägers der rückwärtigen explosiven Hauptladung 24 erforderlich, bevor er in Anlage an das Ausgangsende eines der Anzündhütchen 70, 72 gelangt. Der Fluchtungsvorgang des Rotors 26 verläuft schneller als die nach vorwärts verlaufende Verschiebungsbewegung der hinteren explosiven Hauptladung 24. Wenn das Geschoß ein Ziel trifft, bevor die hintere explosive Hauptladung 24 in Kontakt mit den Anzündhütchen 70, 72 ist, spricht der Zünder nicht an, da die Trägheitskraft des Trägers der hinteren explosiven Hauptladung 24 und des Rotors 26 nicht auf die Anzündhütchen 70, 72 übertragen wird. Diese viskose Dämpfung der hinteren explosiven Hauptladung 24 trägt daher auch zur Verzögerung des Scharfmachens des Zünders bei.

Der Zündermechanismus weist ein Merkmal auf, wodurch der Rotor 26 (1) in seinem sicheren (außer der Reihe befindlichen bzw. nichtfluchtenden) Zustand während der Lagerung und des Transports verriegelt wird, und (2) in seinem scharfgemachten Zustand verriegelt wird, wenn der Rotor 26 einmal zur Fluchtung gebracht und scharfgemacht worden ist.

In der sicheren Position des Rotors 26 greift der Vorsprung 82 der Platte 30 in die diesem entsprechende Vertiefung 24 in dem Rotor 26 ein. Da die hintere explosive Hauptladung 24 durch das Vorhandensein der Strömungsmittelpackung vorn gehalten wird (in der Sicherstellung), kann sich der Rotor 26 nicht relativ zu dem Zünderkörper drehen und daher nicht in die Scharfstellung gebracht werden. Diese Verriegelung geschieht zusätzlich zu der Sicherheitsverriegelung, durch die Kugel 56 die zwischen dem Rotor 26 und dem Hauptkörperteil 10 des Zünders angeordnet ist.

Beim Geschoßrückstoß bewegt sich die hintere explosive Hauptladung 24 zusammen mit dem Rotor 26 gegen die Strömungsmittelpackung nach hinten, zerdrückt die Packung und ermöglicht eine Verdrängung des Strömungsmittels nach vorn bezüglich der Hauptladung 24. Der Rotor 26 bleibt mit dem Vorsprung 82, der sich auf der Platte 30 befindet, verriegelt, da die Rückstoß-g-Kräfte bzw. die Rückstoßbeschleunigungskräfte während dieser Periode sehr hoch sind. Beim Austritt aus der Mündung jedoch "kriecht" der Rotor 26 schneller als die hintere explosive Hauptladung 24 nach vorne, so daß eine Trennung dieser beiden Teile bewirkt wird. Wenn das eintritt (nachdem die c-förmige Klammer 54 freigegeben worden ist) bringen die Drallkräfte den Rotor 26 zur Fluchtung in dessen Scharfstellung und die Anzündhütchen 70, 72 werden mit den Verstärkungsladungen 28, 32 zur Fluchtung gebracht. Kurz danach drückt der Vorsprung 82, der auf der viskos gedämpften Platte 30 vorgesehen ist, gegen das hintere Anzündhütchen 70, 72 und verriegelt den Rotor 26 und bewirkt, daß dieses Anzündhütchen 70, 72 seinerseits gegen den Auslösemechanismus 74 zwischen den Anzündhütchen 70, 72 drückt. Da dieser Vorgang energetisch nicht ausreicht, um die Anzündhütchen 70, 72 zu entzünden, bleibt die explosive Kette fest (verriegelt) in dieser Position bis zum Aufschlag. Beim Aufschlag auf das Ziel rammt die hintere explosive Hauptladung 24 aufgrund ihrer Trägheitskraft die Anzündhütchen 70, 72 zusammen, wodurch diese zur Explosion bzw. zum Zünden gebracht werden. Dadurch wiederum werden beide Verstärkerladungen 28, 32 und nachfolgend die vordere und hintere hochexplosive Hauptladung 20, 24 ausgelöst bzw. gezündet.

Es wurde festgestellt, daß die Energie, die zum Zünden einer Anordnung aus dem Auslösemechanismus 74 und aus zwei Anzündhütchen 70, 72 gemäß der in Fig. 1 gezeigten Konfiguration erforderlich ist, einen Nennwert von 17,92 mm/g bzw. 0,07 m/kg (20 inch/oz bzw. 0,104 ft/lbs) bei Verwendung von zwei M55-Sprengkapseln, deren empfindliche Enden in innigen Kontakt mit zwei Anstichscheiben 75, 76 waren, die durch ein Abstandsstück in Form einer Scheibe 78 getrennt waren, beträgt.

Claims (5)

1. Zündvorrichtung mit zwei anstichempfindlichen Anzündhütchen und einem dazwischen angeordneten Auslösemechanismus für ein Projektil, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Anzündhütchen (70, 72) jeweils einer eigenen Hauptladung (20, 24) des Projektils zugeordnet sind, und daß in der Scharfstellung die Anzündhütchen (70, 72) und der Auslösemechanismus (74) durch ein gemeinsames Druckmittel (Platte 30) gegeneinander gedrückt sind, wobei der Druck erst durch den Aufschlag des Projektils auf eine für die Zündung ausreichende Höhe ansteigt.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus (74) zwei Anstichscheiben (75, 76) aufweist, zwischen denen eine Scheibe (78) mit einem Zündloch (80) angeordnet ist.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus eine massive Kugel oder einen massiven Ring aufweist.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel oder der Ring aus Metall hergestellt sind.

5. Zündvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel eine stationäre Masse (Verstärkerladung 28) und eine bewegbare Masse (Platte 30) aufweist.