DE3308381A1

DE3308381A1 - Hohlladung

Info

Publication number: DE3308381A1
Application number: DE19833308381
Authority: DE
Inventors: Jacques 78230 Le Peco David; Jean 77330 Lesigny Guillou; Emmanuel 78690 Essarts Le Roi Hennequin; Didier 91470 Limours Lursat
Original assignee: SERAT; Airbus Group SAS; Societe dEtudes de Realisations et dApplications Techniques SA SERAT
Current assignee: SERAT; Airbus Group SAS; Societe dEtudes de Realisations et dApplications Techniques SA SERAT
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1983-03-09
Publication date: 1983-12-08
Also published as: FR2523294B1; SE460152B; GB2116298A; GB8306576D0; SE8301253L; FR2523294A1; IT8367257A0; SE8301253D0; GB2116298B; CH651382A5; BE896112A; IT1162838B

Description

-A-

Die Erfindung hat Hohlladungen zum Gegenstand.

Die Entwicklung der Panzerung von Kampffahrzeugen in Richtung auf einen wirkungsvolleren Schutz, insbesondere durch komplexeren Aufbau aus mehreren, gegebenenfalls im Abstand angeordneter Schichten aus verschiedenen Materialien oder "zusammengesetzter" oder Verbundpanzerung führt zur Suche nach einer neuen Verstärkung des Wirkungsgrades oder der Leistung von Hohlladungen.

Man kennt verschiedene Mittel zur Verbesserung der eigentlichen Leistungen einer Hohlladung, wobei die Wirkung dieser Verbesserung am einfachsten und unmittelbarsten durch Versuche gegen homogene Stahlpanzerung gemessen wird. Infolgedessen erscheint es im Rahmen einer modernen Anwendung auf panzerbrechende Geschosse und Raketen oder auch auf panzerbrechende Flugkörper zweckmäßig, die Hohlladung auf das größtmöglichste Kaliber anzupassen, das mit dem in Aussicht genommenen Waffensystem verträglich ist und bei dieser Gestaltung zu versuchen, die Masse maximal im Hinblick auf die folgenden beiden Forderungen zu reduzieren:

- Aufrechterhaltung der Leistungen in modernen zusammengesetzten Zielen;

- Aufrechterhaltung einer noch ausreichenden Durchschlagskraft in homogenen, aus Panzerstahl bestehenden Zielen.

Die Erfindung zielt auf verschiedene Verbesserungen an Hohlladungen ab, die insbesondere für Waffensysteme wie Raketenabschußbasen, Flugkörper, Mörser, Geschütze mit geschlossenem Bodenstück, rückstoßfreie Geschütze, Gewehre, Gewehrgranaten oder Panzerfäuste, Mehrfachsprengköpfe, Unterwasser- oder unterirdische Munition, Minen u. dgl. bestimmt sind und kennzeichnet sich dadurch,

daß diese Hohlladung an der Spitze und/oder an der Basis mit einer abgestumpften Auskleidung versehen ist. Dank dieser Anordnung nach der Erfindung erhält man eine Gewichtsverminderung oder Verkleinerung der Ladung, die eine Vergrößerung des Kalibers ermöglicht, wobei eine mit ihrer Verwendung auf einer Rakete, einem Flugkörper od. dgl. verträgliche Masse insgesamt erhalten bleibt.

Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Die Beschreibung bezieht sich auf einen Hohlladungskopf mit konischer Auskleidung mit konstanter einfacher Neigung.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, ist dieses Prinzip auch auf andere Formen der Auskleidung anwendbar, wie konische Auskleidungen mit mehrfacher Neigung, konvex oder konkav, gesehen von einem Beobachter im Inneren des durch die Auskleidung gebildeten Hohlraums, Auskleidungen in Tulpenform, Spitzhaube- oder Glockenform, konkav, gesehen durch einen Beobachter im Inneren des durch die Auskleidung gebildeten Hohlraums, konisch mit konstanter Neigung, mit sehr geschlossenem Winkel (weniger als 60°) oder sehr offenem Winkel (mehr als 60°) usw..

Die später zu beschreibende Hohlladung ist auf den Zeichnungen insbesondere in ihrer Anwendung auf einen Flugkörper dargestellt. Es ist selbstverständlich, daß man sie, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, auch auf Köpfe anderer Art anwenden kann, wie Raketen, Mörsergeschosse, Kanonengeschosse für Kanonen mit geschlossenem Bodenstück, rückstoßfreie Geschütze, Gewehre, Granatwerfer, Panzerfäuste, unterirdische oder Unterwasser-Munition, Minen usw.

Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß es sich ausschließlich um Beispiele handelt, und daß alle anderen Möglichkeiten der Konstruktion, Abmessungen, Anordnungen usw. ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, ebenfalls verwendet werden können.

Insbesondere beziehen sich die wiedergegebenen Beispiele auf Hohlladungen mit scheibenförmigem Zünder, kuppeiförmigem Schirm und ringförmiger torischer Detonationswelle. Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf alle anderen Arten und Formen des Züners, des Schirmes und der Detonationswelle, z. B. Zentralzünder, ohne Schirm und ohne Kugelwelle usw. anwendbar.

Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Hohlladungskopf mit konischer Auskleidung;

Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Längsschnitt, jedoch durch einen Hohlladungskopf mit abgestumpfter konischer Auskleidung;

Fig. 3 schematisch die Entwicklung der Geschwindigkeit von Strahlelementen in Abhängigkeit von ihrer Anfangsstellung in der Auskleidung;

Fig. 4 im Längsschnitt eine abgestumpfte konische Auskleidung in ihrer Beziehung zu den Geschwindigkeitskurven der Fig. 3.

In den Zeichnungen ist eine konische Auskleidung mit konstanter Dicke dargestellt.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann man alle

anderen Formen der Auskleidung, z. B. mit abnehmender Dicke, zunehmender progressiver Dicke od. dgl. verwenden.

Wie oben bereits präzisiert, schlägt die Erfindung Reduktionen der Längenabmessungen der Anordung, durch Abstumpfung der Auskleidung der Hohlladung an der Spitze und/oder an der Basis vor, wodurch sich eine Verstärkung der Masse der Ladung, auf der Auskleidung selbst, auf der Explosivladung und auf dem Körper oder der Umhüllung ergibt.

Diese Verstärkungen können ein beträchtliches Maß der Masse der Ladung ausmachen (10, 15 oder 20 % usw., wobei diese Werte selbstverständlich nicht einschränkend sind).

Indessen kann die Anordnung gemäß der Erfindung gegebenenfalls die- Durchschlagskraft der Ladung geringfügig, aber in-jedem Fall annehmbar mindern. Tatsächlich zeigen moderne präziseste Studien, daß der nützlichste und kräftigste Anteil des Strahles dem "mittleren" Teil der Auskleidung entspricht (die Zonen in der Nachbarschaft von Spitze und Basis ausgenommen). Die durch die Erfindung vorgeschlagenen Mittel können somit zur Gewichtsverminderung der Ladung und somit des Projektils und damit zum Erzielen eines ballistischen Vorteils (Geschwindigkeit, Tragkraft) ohne wesentliche Beeinflussung der Durchschlagskraft oder aber dazu verwendet werden, diese Verminderung zu einer Kalibervergrößerung auszunutzen und damit schließlich die Durchschlagskraft zu erhöhen, ohne daß die ballistischen Bedingungen geändert werden müssen.

Die vergleichende Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. 1, die eine bekannte Hohlladung zeigt und Fig. 2, die eine Hohlladung mit einer abgestumpften Auskleidung gemäß der Erfindung zeigt, soll ein besseres Verständnis der Erfindung

ermöglichen.

In Fig. 1 erkennt man den Hohlladungskopf 1 klassischer Ausbildung und vom Kaliber a mit einer konischen Auskleidung 2, beispielsweise aus Kupfer, einer Hauptexplosivladung 3 (z. B. Hexolit (Hexogen) oder Octolit (Octogen)) einem scheibenförmigen Zünder 4 (z. B. aus Hexocir oder Octocir), einem Schirm 5 zur Bildung einer ringförmigen Zündwelle, einem Körper oder einer Hülle 6, z. B. aus Metall oder einem Faserverbundmaterial, einer Spitze 7 zur Bildung eines Angrifiabstandes DA (von beispielsweise drei Kalibern).

Der Scheitel des Schirmes 5 befindet sich in einem Abstand d von der Spitze der Auskleidung 2.

Fig. 2 zeigt einen Hohlladungskopf gemäß der Erfindung von gleichem Kaliber a, wobei die allgemeinen Anordnungen und die gleiche Technologie wie bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Ladung zur Anwendung kommen. Jedoch sind eine abgestumpfte Auskleidung 2¹ gemäß der Erfindung, beispielsweise aus Kupfer, eine Hauptexplosivladung 3¹, ein Zünder 4, beispielsweise aus Hexocir oder Octocir, zur Bildung einer ringförmigen Zündwelle, ein Schirm 5, ein Körper oder eine Hülle 6', z. B. aus Metall oder Faserverbundmaterial, eine Spitze 7 im Angriffsabstand DA vorgesehen.

Bei dem in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel ist die Auskleidung 2¹ an der Basis und an der Spitze abgestumpft. Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, kann die Auskleidung 2' auch entweder an der Basis oder an der Spitze abgestumpft sein.

Der Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt klar den durch die Erfindung erreichten Gewinn an Masse. Die Hülle 6¹ ist

leichter als die Hülle 6, die Auskleidung 2' ist kürzer und leichter als die Auskleidung 2 und die Explosivhauptladung 3¹ ist offensichtlich weniger schwer (kürzer) als die Hauptexplosivladung 3. In dem in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel sind der Schirm, der Zünder 4 und der Abstand d absichtlich unverändert gelassen, aber diese Parameter können oder sollten vorzugsweise in dem Falle einer abgestumpften Auskleidung nach der Erfindung Gegenstand, einer Optimierung sein.

An den Auskleidungen 2 und 2¹ nach den Fig. 1 und 2 kann die Entwicklung der abgestumpften Auskleidung 2' gemäß der Erfindung aus der klassischen Auskleidung 2 analysiert werden.

Die in Fig. 1 wiedergegebene klassiche Auskleidung 2 enthält eine mittlere wirksamere Zone von der Länge T, eine weniger wirksame Zone an der Basis von der Länge B und eine weniger wirksame Zone an der Spitze von der Länge S, wobei die Gesamtlänge oder -höhe der klassischen Auskleidung beträgt:

R = T + B + Ft.

Wenn man gemäß der Erfindung die Zonen B und S (Schrägschraffur der beiden Zonen in Fig. 1) unterdrückt, dann besitzt die abgestumpfte Auskleidung 2' eine Länge oder Höhe T, wobei die Zunahme der Länge der Ladung 1' gemäß der Erfindung (Fig. 2) somit gleich ist: B + S, während die Länge L' der Ladung gemäß der Erfindung mit abgestumpfter Auskleidung 2¹ mit der Länge L der klassichen Ladung 1 durch folgende Beziehung verbunden ist

L - L¹ = B + S.

- 10 -

Man leitet daraus die entsprechende, oben beschriebene und erläuterte Verminderung ab.

Gemäß dem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, kann die Abstumpfung der Spitze der Auskleidung 2' geschlossen oder nicht geschlossen sein. Sie kann beispielsweise durch die Kontinuität der Konstruktion der Auskleidung selbst geschlossen sein (tiefgezogen, geschmiedet oder ab- s streckgedrückt oder gebördelt). Ohne den Rahmen der

Erfindung zu verlassen, kann die Abstumpfung auch durch ein angesetztes Stück geschlossen sein, vorzugsweise aus Kunststoff, welches den Hohlraum der Hohlladung und die Explosivladung 1' abgrenzt.

Diese Abstumpfung kann die Form einer flachen Scheibe (Fig. 2), einer Halbkugel oder eines Korbbogens haben, wie letzteres bei 8¹ in gestrichelten Linien in Fig. 2 angedeutet ist.

Diese Konstruktionsbeispiele sind nicht beschränkend und verlassen nicht den Rahmen der Erfindung.

Nach der Erfindung ist die Basis der Auskleidung abgestumpft, was eine Unterkalibrierung bezüglich des Körpers oder der Umhüllung der Ladung nach sich zieht. Diese unterkalibrierte abgestumpfte Basis verbindet und zentriert die Auskleidung nach der Erfindung auf das Kaliber des Kopfes durch einen Kragen oder Bund 9. Dieser kann durch Fortsetzung der Konstruktion der Auskleidung selbst (Ausschmieden, Ziehen, Treiben od. dgl.) gebildet sein oder in Form eines Verbindungsstückes angeschlossen werden. Diese Form dieses Bundes oder Kragens 9 kann eben oder gebogen sein oder irgendeine

andere Form aufweisen, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Die abgestumpfte Auskleidung 2¹ nach der Erfindung, wie sie in Fig. 2 wiedergegeben ist, ist an der Spitze und an der Basis abgestumpft. Genauer ausgedrückt kann die Erfindung, ohne daß ihr Rahmen verlassen wird, auch darin bestehen, daß die Abstumpfung entweder an der Spitze und/oder an der Basis erfolgt. Außerdem weist die abgestumpfte Auskleidung 2' gemäß der Erfindung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, konstanten Konuswinkel auf.

Es ist jedoch selbstverständlich, daß die Erfindung in gleicher Weise auch auf eine Abstumpfung an der Spitze und der Basis oder an der Spitze oder an der Basis in jeder anderen Form vorgenommen werden kann, wie bereits oben erwähnt worden ist.

Die durch die Verwendung abgestumpfter Auskleidungen verringerte Ladung, die ohne merkliche Verringerung ihre Durchschlagskraft behält und es bereits unter·Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist, kann auch durch theoretische und experimentelle Überlegungen gestützt werden, indem auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen wird.

Fig. 3 zeigt die schematische Entwicklung der Geschwindig keit V der Strahlelemente der Hohlladung als Funktion von ihrer Aus ι
der Länge L).

von ihrer Ausgangslage — in der Auskleidung (Erzeugende

Jj

Wie bereits oben erläutert worden ist, besteht die vorliegende Erfindung darin, eines der Enden der Auskleidung oder beide Enden abzustumpfen. Bei dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um die Zone S in der Nähe der Spitze O und um die Zone B in der Nähe der Basis O¹ (Fig. 4).

Der erste Teil der Kurve (Fig. 3) läßt eine Inversion

des Geschwindigkeitsgradientens der Strahleleinente erscheinen. Die von der Spitze O der Auskleidung ausgehenden Elemente werden bei einer klassischen Hohlladung damit durch die folgenden Elemente eingeholt, um den Kopf des Strahles zu bilden. Ungefähr 1/5 (diese Größenordnung ist nur als Beispiel und nicht beschränkend angegeben und ist berechnet auf die unterschiedlich Werte gemäß der Definition der Ladung) der Länge der Erzeugenden der Auskleidung ist an diesem Phänomen beteiligt.

Die vorliegende Erfindung, die im Abstumpfen dieser Teile der Hohlladung besteht, hat das Ergebnis der Beseitigung oder Reduzierung dieses Phänomens, die eventuelle Erhaltung der Durchschlagskraft durch diesen Vorgang am Scheitel, der ziemlich schwach ist.

Das andere Ende B der Geschwindigkeitskurve V, entsprechend der Basis der Auskleidung, krümmt sich stark gegen Geschwindigkeiten unter ca. 2 km/sec von ca. 9/10 der Länge der Erzeugenden L der Auskleidung ab der Spitze O. Es ist bekannt, daß die Geschwindigkeit von annähernd 2 km/sec im wesentlichen die Grenzgeschwindigkeit V ist, um das Phänomen der Kraterbildung in Zielen mit einer homogenen Stahlpanzerung zu erreichen (diese Geschwindigkeit V ist im Falle moderner Panzerungen größenordnungsmäßig doppelt so hoch).

Die Vorteile und verbesserten technischen Wirkungen, die durch die Erfindung erreicht werden, welche darin besteht, auch die Basis der Auskleidung abzustumpfen, werden gut durch diese Beobachtungen der Kurve V = f (=-) , Fig. belegt.

Eine Abstumpfung an der Basis in der Größenordnung von 10 %

beeinträchtigt nur wenig die Durchschlagskraft,
erzeugt aber eine bedeutende Verringerung, wie oben bereits beschrieben wurde.

Wenn die Abstumpfung B in der Größenordnung von ca. 1/10 liegt, bleibt die Durchschlagskraft in Stahl
erhalten. Wenn sie größer als 1/10 ist, hält man die Durchschlagskraft auf eine moderne zusammengesetzte Panzerung aufrecht, bei einer Reduktion der
Durchschlagskraft in Stahl.

Leerseite

Claims

«?oH»mei, Drp!;-frta:/R;H;BV:hr^i.15«x-"": sooor.-nnchen70 Schae'e-suaSe 18 r - -° ·.-.-. . Plinpanseistr. 18 a p0ira=hn4o Dipl.-1?hys," Eduard--Beteler"-" Posüach 700209 Pet.-Anw. Kemr.Enn-Trentepohl r»i~l »_._ »g/ Lf«-»~.—>.~ T-.,~ «~ i-l Pat.-Anw. Betzler Fernsprecher: 0 23 23/5 1018 DJpl.-lng. W. ΗθΓΠΠΒηη-ΤΓθηΙθρΟηΙ Fernsprecher. 089 / 7 25 40 S10M PATENTANWÄLTE 7040K Telegrammanschrlft: PROFESSIONAL REPRESENTATIVES Telegrammanscnrlft: Bahrpatente Herne BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE BaboUpat München Telex 08 229853 Telex 5215360 Telefax 08979 89 88 Bankkonten: Bayerische Vereinsbank München 952 BLZ 700 202 70 Dresdner Bank AQ Herne 7-520 BLZ 43280084 Postscheckkonto Dortmund 558 68-4S7 BLZ 44010046 Ref-: M 07 594 B/h, In der Antwort bitte angeben Zuschrift bitte nach: München 09. März 1983

1.Societ§ d'Etudes, de Realisations et d'Applications Techniques
20/ Rue de la Baume, F 78008 Paris, Frankreich

2.Societe Nationale Industrielle Aerospatiale 37, Boulevard de Montmorency, F 75016 Paris, Frankreich

Hohlladung

Patentansprüche

HJ Hohlladung, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine am Scheitel und/oder an der Basis abgestumpfte Auskleidung (2') aufweist, wobei die das Ausmaß der abgestumpften Enden, entsprechend den angegriffenen Zielen, an die Entwicklung der Geschwindigkeit des Strahles der Hohlladung entsprechend dem Bruchteil der Länge der Erzeugenden der Auskleidung, die den diesem Strahl entsprechenden Bruchteil erzeugt, angepaßt ist.

2. Hohlladung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abstumpfung der Basis entsprechend Geschwindigkeiten des Strahles unterhalb denjenigen, die die Kraterbildung erlauben.

3. Hdfiladung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Abstumpfung an der Spitze entsprechend der Zone, in der es eine Umkehr des Geschwindigkeitsgradienten des Strahles gibt, mit einem Nachziehen der Elemente des Kopfes durch die folgenden Elemente.

4. Hohlladung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß ihre abgestumpfte Spitze eine platte Form, eine halbkugelige Form oder eine korbhenkelartige Form (8¹) aufweist, wobei diese Form entweder durch Kontinuität der Auskleidung selbst (Ziehen, Treiben oder Schmieden) und in ihrem Material oder durch ein eingesetztes Stück verwirklicht ist, das in der Öffnung der Abstumpfung zentriert ist und vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht.

5. Hohlladung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen Bund oder Flansch (9) an der abgestumpften Basis der Auskleidung (2¹) aufweist, die unterkalibriert ist, wobei dieser Bund oder Flansch die Zentrierung der Auskleidung in dem Hüllkörper (6¹) sicherstellt und in Kontinuität mit der Auskleidung selbst (Ziehen, Treiben, Schmieden) und in ihrem Material hergestellt ist oder durch ein eingefügtes Zentrierungsstück gebildet wird.

6. Hohlladung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die durch die Abstumpfung der Auskleidung (2¹) erzeugte Gesamtverringerung der Ladung zur Vergrößerung des Kalibers genutzt wird, um bei gleicher Masse einen Zuwachs an Leistung zu erzielen oder zur Erhöhung der Geschwindigkeit des Trägers, wobei gegebenenfalls eine kleine

Reduktion der Leistung bei unverändertem Kaliber akzeptiert wird.

7. Hohlladung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abgestumpften Auskleidungen konische Form mit konstanter Steigung, konische Form mit Mehrfachsteigung, Hohlform oder Glockenform oder Tulpenform aufweisen.

8. Hohlladung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Auskleidung konstante Dicke, zunehmende Dicke, abnehmende Dicke od. dgl. aufweist.