DE3408111A1 - Splitterbildende sprengladung mit anordnung zur fokussierung der splittergarbe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine splitterbildende Sprengladung, vie ein Geschoss, eine Mine, einen ungelenkten oder einen gelenkten Flugkörper u.a.

Die bekannten splitterbildenden Sprengladungen bestehen aus einem um die Achse rotationssymmetrischen Metalihohlköiper, der die Sprengladung enthält.

Bei der Explosion zerlegt sich die Wandung dieses Hohlkörpers, indem sie eine Splittergarbe bildet.

Bei den bekannten Sprengladungen besteht der Hohlkörper manchmal aus einer grossen Anzahl von Einzelelementen, die durch Versprödungsmassnahmen voneinander^abgegrenzt sind und somit die Splitterbildung während der Explosion der Sprengladung ermöglichen. Diese Versprödungsmassnahmen werden zum Beispiel mittels Kerben erreicht, die in die Aussenflache und/oder Innenfläche des Metallhohlkörpers eingearbeitet werden.

Diese Kerben oder VersprödungslinienWerlaufen im allgemeinen entsprechend den Erzeugenden des Hohlkörpers sowie entsprechend Kreislinien, die senkrecht zu diesen Erzeugenden angeordnet sind.

Bei gewissen Ausführungen verlaufen diese Kerben oder Versprödungslinieri^entsprechend zwei Reihen von wendeiförmigen Linien, die symmetrisch zur Rotationsachse des Körpers angeordnet sind.

Es sind ausserdem Sprengladungen bekannt, die so ausgelegt sind, dass die sich bildenden Splitter an einem Kreis in der Symmetrieebene des Hohlkörpers fokussiert \irerden, senkrecht zur Rotationsachse dieses Körpers.

Derartige Auslegungen werden zum Beispiel in der von dem Antragsteller - eingereichten Patentanmeldung vom 5. Mai 198χ beschrieben. "^; -

Die bekannten Ausführungen haben den Nachteil, dass sämtliche Splitter aus einer Reihe von Elementen, die entsprechend einer

Erzeugenden des Hohlkörpers verläuft, in einem Punkt in der Symmetrieebene des Körpers fokussiert werden, senkrecht zur Rotationsachse dieses Körpers.

In dieser Ebene r-ind somit Fokussierungspunkte vorhanden, deren Anzahl gleich ist der Anzahl von splitterbildenden Reihen, zwischen denen sich weitgestreckte, splitterfreie Zonen befinden, die von der Explosion der Sprengladung also nicht betroffen werden.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil durch Schaffung einer splitterbildenden Sprengladung mit Anordnung zur Fokussierung der.Splittergarbe zu beheben, die eine wesentlich höhere Wirksamkeit aufweist als die bekannten Sprengladungen.

Die splitterbildende Sprengladung, die Gegenstand der Erfindung ist, besteht aus einem um die Achse rotationssymmetrischen Metallhohlkörper, der die Sprengladung enthält, wobei dieser Hohlkörper aus einer grossen Anzahl von Einzelelementen gebildet wird, die durch massnahmen voneinander abgegrenzt sind und somit die Splitterbildung während der Explosion der Sprengladung ermöglichen, und wobei diese Ladung ausserdem so ausgelegt ist, dass die sich bildenden Splitter an einem Kreis in der Symmetrieebene des Körpers fokussiert werden, senkrecht zur Achse dieses Körpers.

Erfindungsgemäss ist diese splitterbildende Sprengladung dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente längs annähernd wendelförmig und parallel verlaufender Linien, die sich progressiv von den Erzeugenden des Hohlkörpers entfernen, angeordnet sind.

Auf diese Weise werden die Elemente, die zu irgendeiner der Linien gehören, nicht in einem einzigen Punkt der Symmetrieebene des Körpers fokussiert, senkrecht zur Achse, sondern über mehrere Punkte auf beiden Seiten des vorgenannten Punktes verteilt.

Die Wirksamkeit der Sprengladung wird hierdurch wesentlich erhöht.

Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung entfernen sich die besagten wendelförmig und parallel verlaufenden Linien derart von den Erzeugenden des Hohlkörpers, dass das Ende einer Linie.^-4-i-e' auf einer der Grundflächen des Hohlkörpers auf der gleichen Erzeugenden liegt wie das Ende—jjauf der anderen Grundfläche] der benachbarten Linie ^p—

Auf diese Weise werden sämtliche Splitter, die von diesen Elementen herrühren, auf eine grosse Anzahl von Punkten fokussiert, die an einem auf die Achse der Sprengladung zentrierten und in der Symmetrieebene, senkrecht zu dieser Achse, gelegenen Kreis gleichmässig verteilt sind.

Diese Anzahl von Fokussierungspunkten ist gleich der Anzahl von Elementen einer Reihe, multipliziert mit der Anzahl der Reihen. Diese Anzahl kann also sehr gross sein. Demzufolge ist die zerstörende Wirkung der Sprengladung erheblich, besonders gegenüber weichen Zielen.

Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Versprödungsmassnahmen Versprödungslinien, bestehend aus i df d lll lfd

zwei - von wendelförmig und parallel verlaufenden

itUftrt

Linien, wobei die Linien einer der ■e die Linien der anderen -e kreuzen, weil die^ersten^eine andere Steigung aufweisen und gegebenenfalls eine andere Anzahl habenaU cJi'

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor.

In den beigefügten Zeichnungen, die als nicht erschöpfende Beispiele angeführt werden, zeigt :

- Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer erfindungsge mässen Sprengladung,

- Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des zylindrischen

Hohlkörpers der Sprengladung mit der Verteilung der Versprödungslinien sowie der Splitterfokussierung,

- Fig. 3 die Abwicklung der Fig. 2 in einer Ebene,

- Fig. 4 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 3 einer zweiten

Ausführungsart der Erfindung,

- Fig. 5 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 3 und Fig. 4 einer

dritten Ausführungsart der Erfindung.

Bei der Ausführung nach der Fig. 1 besteht der erfindungsgemässe Sprengkörper aus einem länglichen, zylindrischen Hohlkörper 1, der aus einem Metall gefertigt ist, das wie Stahl zersplittern kann, und eine Sprengladung 2 enthält, wie zum Beispiel Trinitrotoluol-Hexogen 65/35 (65 % RDX und 35 I TNT).

Die beiden Enden 3, 4 des die Sprengladung 2 enthaltenden zylindrischen Hohlkörpers sind mit zwei Metallplatten 5, 6 abgeschlossen, die senkrecht zur Körperachse angebracht sind. Diese Platten 5, 6 liegen direkt an der Sprengladung 2 an und sind aussen mit einer Sprengstoffmasse 7, 8 mit Zündvorrichtung 9, 10 bedeckt.

Die Platten 5, 6 werden vorzugsweise aus einem Metall oder einer Legierung hergestellt, z. B. aus Kupfer, das eine grössere Duktilität und Dichte als das den Hohlkörper 1 bildende Metall aufweist.

Nimmt man als Beispiel einen ungelenkten Flugkörper, ist der vordere Teil mit einer Ogive 11 überzogen,'während der hintere Teil eine Düse 12 enthält.

Dank der Sprengladungen 7, 8 werden bei der Explosion des Sprengkörpers die durch die Zerlegung des zylindrischen Körpers 1 gebildeten Splitter an einem Kreis fokussiert, der auf die Achse X-X' des Sprengkörpers zentriert ist und in der. Symmetrieebene P des Körpers 1 liegt.

Der vorgenannte Sprengkörper ist in der vom Antragsteller

am 5. Mai 198X - eingereichten Patentanmeldung beschrieben.

Bei den bekannten Sprengladungen besteht der Hohlkörper 1 aus einer grossen Anzahl von Einzelelementen, die durch Versprödungsmassnahmen voneinander abgegrenzt sind, wie zum Beispiel durch Kerben, die in die Aussenfläche und/oder Innenfläche des Hohlkörpers 1 eingearbeitet sind und die Zerlegung dieses Körpers in eine grosse Anzahl von metallischen Splittern ermöglichen, deren Abmessungen annähernd denjenigen der vorgenannten Elemente entsprechen.

Bei den bekannten Ausführungen verlaufen diese zur Splitterzerlegung führenden Kerben im allgemeinen entsprechend den abstandsgleichen Erzeugenden des zylindrischen Körpers 1 und den abstandsgleichen, auf die Achse X-X' zentrierten Kreislinien.

Erfindungsgemäss (siehe Figur 2) bilden die Elemente 13 Reihen, die durch wendelförmige und parallele Versprödungslinien 14 begrenzt werden, die zwischen den Grundflächen la und 1b des zylindrischen Körpers 1 verlaufen, wobei sie sich progressiv von den Erzeugenden 15 dieses Körpers entfernen.

Bei dem in Fig. 2 veranschaulichten Beispiel werden die Elemente 13 ebenfalls durch Versprödungslinien 16 begrenzt, die aus abstandsgleichen, auf die Achse X-X¹ des Hohlkörpers 1 zentrierten Kreislinien bestehen. Diese Kreislinien 16 können durch transversal zu den wendeiförmigen Linien 14 verlaufende Ellipsen ersetzt werden, wie gepunktet durch die Bezugsangabe 16a dargestellt.

Die Versprödungslinien 14 und 16 können aus Kerben bestehen, die in die Aussenfläche und/oder Innenfläche des Körpers 1 eingearbeitet werden.

Diese Kerben müssen ausreichend tief sein, damit bei der

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Explosion der zylindrische Körper 1 in eine grosse Anzahl von Splittern zerlegt werden kann, deren Abmessungen annähernd denjenigen der Elemente 13 entsprechen.

Vorzugsweise, wie in Fig. 2 angegeben, entfernen sich die wendeiförmigen Linien oder Kerben 14 von den Erzeugenden 15 des zylindrischen Körpers 1, so dass das Ende 14a. einer Linie 14, die auf der Grundfläche 1a. des Hohlkörpers 1 gelegen ist, auf der gleichen Erzeugenden 15 liegt wie das auf der anderen Grundfläche 1b_ der benachbarten wendeiförmigen Linie 14 gelegene Ende 14b. Zwischen den beiden Grundflächen 1a. und 1b des Körpers 1 entfernen sich somit die wendeiförmigen Linien 14 von den Erzeugenden auf eine Entfernung, die der Breite eines Einzelelementes 13 entspricht, gemessen an dem Kreis, der von den Grundflächen 1a. und 1]3 bestimmt wird.

In den Figuren 2 und 3 wird jetzt auf das Ansprechen des vorstehend beschriebenen Sprengkörpers Bezug genommen.

Zunächst werden nur die Einzelelemente 13a. betrachtet, die sich in der Mitte des zylindrischen Körpers 1 befinden. Jedes Einzelelement 13a weist in seiner Mitte einen Punkt M₁, M₇, M-,-M., M- ... auf, gelegen auf einem Kreis Cj, der auf die Achse X-X¹ zentriert und in der Symmetrieebene P gelegen ist.

Bei der Explosion werden die Einzelelemente 1 3a_ radial nach aussen in der Ebene P beschleunigt. Nach einer gewissen Zeit nehmen die Punkte M-, Μ«, .·· die Positionen N-, N₂, -·· N^. ein, die aufeinem Kreis C₂ gelegen sind, der konzentrisch zum Kreis C. verläuft und ebenfalls in der Ebene P liegt.

Es sollen jetzt die mittleren Bereiche I₉, J-, L- der Einzelelemente 13 betrachtet werden, die in der gleichen Reihe wie das Einzelelement 13a liegen, dessen Mitte M₂ ist.

Bei der Explosion, ausgelöst durch die an den entgegengesetzten Enden des zylindrischen Körpers 1 angebrachten Sprengladungen 7 und 8 (siehe Figur 1), werden die vorstehenden Ein-

— 7 —

zelelemente 13 in die Richtung der Ebene P beschleunigt, so dass die Punkte I₂, J₂ > L₂ nach einer gewissen Zeit die auf J_v--Kreis C₂ gelegenen Positionen einnehmen.

Würden die Punkte I₂, J₂, L₂ und M₂ auf einer Erzeugenden des zylindrischen Körpers 1 liegen, wird verständlich, dass der Weg sämtlicher Punkte zum Punkt N₂ führen würde. Die von sämtlichen Einzelelementen 13, 13a. des zylindrischen Körpers herrührenden Splitter würden somit auf die Punkte N^, N₂, N,, N.j Nr ... fokussiert werden. In diesem Fall wären deshalb ausgedehnte Zonen der Ebene P vorhanden, die zwischen diesen Punkten N₁, N, ... liegen und von den Splittern nicht betroffen werden.

Dank der Erfindung werden die von den Punkten I , J₂, I^ herrührenden Splitter nicht auf einen einzigen Punkt N₂ fokussiert, sondern auf die Punkte I'₂» ^Jt?» ^'2 beschleunigt, die auf dem Kreis C₂ zwischen den Punkten N₂ und N, liegen.

Durch eine Weiterführung der vorstehenden Darlegung kann gezeigt werden, dass die Punkte CU, P, und Q₃, die in der Mitte der Einzelelemente liegen, die sich in der benachbarten Reihe befinden, zu der das Mittelelement mit der Mitte M, gehört, auf die Punkte O'_, P¹-, Q'₃ fokussiert werden, die auf dem Kreis C₂ zwischen den Punkten N₂ und N, gelegen sind.

Es kann ebenfalls dargelegt werden, dass, wie in Figur 2 veranschaulicht, die wendeiförmigen Linien 14 sich von den Erzeugenden 15 auf einen maximalen Abstand entfernen, der der Breite eines Einzelelementes 13 entspricht, wobei die Fokussierungspunkte L'_2> J«₂, I'₂, Q'₃, ρ·₃ und 0'₃ der Splitter gleich massig zwischen den Punkten N₂ und N₃ verteilt sind.

Auf diese Weise erhält man für sämtliche Einzelelemente 13, 13a des zylindrischen Körpers 1, wenn man mit η die Anzahl der Reihen und mit b die Anzahl der in jeder Reihe enthaltenen Einzelelemente bezeichnet, η χ b Fokussierungspunkte, die auf den, Kreis C₂ gleichmässig verteilt sind.

Dank der Erfindung ist es somit möglich, dass die Splitter die gesamte Ebene P beeinflussen. Die zerstörende Wirkung der Sprengladung ist deshalb wesentlich stärker als diejenige der bekannten Ausführungen.

Bei den Ausführungen der Figuren 4 und 5 hat man durch Abwicklung in einer Ebene zwei zylindrische Körper 20, 21 dargestellt, Bei diesen Ausführungen sind die Versprodungsmassnahmen Versprödungslinien, die aus zwei Reihen 22, 23; 24, 25 von wendelförmig und parallel verlaufenden Linien bestehen.

In beiden Fällen kreuzen sich die Linien 22, 24 der ersten Reihe mit den Linien 23, 25 der zweiten Reihe, wobei sie auf diese Weise eine Reihe von splitterbildenden Elementen 26, 27 bestimmen.

Bei dem Fall der Figur 4 weicht die Anzahl der Linien der Reihe 22 von derjenigen der Linien der Reihe 23 ab.

Bei dem Fall der Figur 5 weicht die Steigung a der Reihe mit den Linien 24 von der Steigung b_ der Reihe mit den Linien 25 ab.

In beiden Fällen stellt man fest, dass die parallelen Reihen mit den Elementen 26 oder 2 7 entsprechend den Richtungen D- oder D- verlaufen, die mit einer Erzeugenden G₁ oder G₂ des zylindrischen Körpers 20, 21 einen Winkel £., oder e^ bilden.

Wie bei dem Fall der Ausführung nach der Figur 3 ist der zwischen der Richtung D₁ oder D- der Einzelelemente und der Erzeugenden G₁ oder G₉ gebildete Winkel derart, dass sich diese Richtung D₁ oder D₂ von der Erzeugenden G₁ oder G₂ auf einen maximalen Abstand cL oder d~ entfernt, der der Breite eines Einzelelementes 26, 27 entspricht, gemessen auf einer Grundfläche des zylindrischen Körpers 21 oder 22.

Die technische Wirkung der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungen ist identisch mit derjenigen, die mit der

Ausführung der Figuren 2 und 3 erreicht wird.

Pie Ausführung gemäss Figur 5 wird derjenigen von Figur 4 vorgezogen, weil sie eine leichtete industrielle Fertigung zulässt.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele, und es können an diesen zahlreiche Änderungen vorgenommen werden, ohne dass der Rahr.en der Erfindung überschritten wird.

So könnten die wendeiförmigen Kerben mechanisch erzeugt werden, durch Laserstrahlung, Ionenbeschuss oder ein gleichartiges Verfahren.

Ausserdem könnten diese Kerben durch andere Versprödungsmassnahmen oder Bruchzonen ersetzt werden. So könnten die verschiedenen Einzelelemente des zylindrischen Körpers durch einen Binder zusammengehalten werden, der eine niedrigere Bruchfestigkeit aufweist als das Metall dieser Elemente. Ausserdem könnten diese Elemente anstatt einer viereckigen Form eine kreisrunde oder sonst geeignete Form aufweisen.

Selbstverständlich könnte der Hohlkörper 1, 20, 21 anstatt einer zylindrischen Form eine kegelstumpfförmige, gewölbte oder sonstige, rotationssymmetrische Form haben.

Claims (4)

1. Splitterbildende Sprengladung, bestehend aus einem ur die Achse (X-X¹) rotationssymmetrischen Metallhohlkörper (1), der die Sprengladung (2) enthält, wobei dieser Hohlkörper aus einer grossen Anzahl von Einzelelementen (13, 13a.) besteht, die durch Versprödungsmassnahmen (14, 16) voneinander abgegrenzt sind und somit die Splitterbildung während der Explosion der Ladung ermöglichen, und wobei diese Sprengladung ausserdem so ausgelegt ist (6, 7, 8, 9), dass die von den Einzelelementen herrührenden Splitter an einem Kreis (C₇) in der Symmetrieebene (P) des Körpers fokussiert werden, senkrecht zur Rotationsachse dieses Körpers, und dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (13, 13ji) längs in erster Annäherung wendelförmig und parallel verlaufender Linien (14), die sich progressiv von den Erzeugenden (15) des Hohlkörpers (1) entfernen, angeordnet sind.

2. Splitterbildende Sprengladung, dadurch gekennzeichnet, dass sich die besagten annähernd wendelförmig und parallel verlaufenden Linien (14) vonj3en_ Erzeugenden. (1 5) .des. Hohlkörper j derart entfernen, dass das Ende (14a.) einer Linie (14) , -die-ti« auf einer (1a) der Grundflächen des Hohlkörpers (1) gelegen ist, auf der gleichen Erzeugenden (15) liegt^ wie das Ende (14b), - -e jäuf der anderen Grundfläche ObJ der benachbarten Linie (14) — J ,*

3. Splitterbildende Sprengladung gemäss einem der beiden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versprödungsmassnahmen Versprödungslinien sind, bestehend aus zwei (22, 23) von wendelförmig und parallel verlaufenden

ScUc^rCu

Linien, wobei die Linien einer der beiden die Linien der anderen -ee kreuzen, ^wnX e(c*ss die be

unterschiedliche Steigungen (a, h) aufweisen.

4. Splitterbildende Sprengladung gemäss einem der beiden An-

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Sprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versprödungsmassnahmen Versprödungslinien sind, bestehend
aus zwei P (24, 25) von wendelförmig und parallel

verlaufenden Linien, wobei die Linien einer der beiden
ic-Uctj-eiA. Jci*«v- *

die Linien der anderen e kreuzen Χ^<λ eine andere Anzahl habenaI-s