DE3430581C2

DE3430581C2 -

Info

Publication number: DE3430581C2
Application number: DE3430581A
Authority: DE
Inventors: Marcel Chelles-Les-Coudreaux Fr Bernard; Michel De Paris Fr Glintasty; Alain Bourges Fr Kerdraon; Alain Bourges Fr Bossi
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1983-08-18
Filing date: 1984-08-20
Publication date: 1993-09-23
Also published as: GB2280012B; FR2672380A1; DE3430581A1; IT1236500B; CA1334492C; FR2672380B1; GB8420375D0; GB2280012A; US5322020A; IT8448737A0

Description

Die Erfindung betrifft eine geformte Ladung und insbesondere ein Hohlladungsgeschoß mit im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine Ladung dieser Art ist aus DE A 25 53 315 bekannt. Diese Ladung weist eine Sprengladung mit einer Einlage zur Detonationswellenlenkung, eine Kegelübertragerladung und eine Spitzenverstärkerladung auf, deren Fügeflächen mit einer vollflächigen gasundurchlässigen Abdeckung aus Inertstoff versehen sind, um den Leistungsmittelwert der Ladung anzuheben.

Aus DE A 27 06 060 ist weiter eine Hohlladung bekannt, in deren Sprengladung Ausnehmungen eingearbeitet sind, die durch ihre Lage und ihre Erstreckung in einer vorgegebenen Wirkrichtung eine entsprechende Lenkung der Detonationswelle hervorrufen sollen.

DE C 10 19 948 schließlich beschreibt eine Hohlraumsprengladung, bei der in den Sprengstoff eine Sperrplatte aus einem inerten Material eingebettet ist, die im wesentlichen parallel zur Rückwand eines äußeren Behälters für die gesamte Ladung verläuft und eine Lenkung der Detonationswelle bewirken soll, ohne deren Fortpflanzung innerhalb des Sprengstoffs selbst zu beeinträchtigen.

Hohlräume zwischen den verschiedenen Wirkstoffen im Zündsystem gibt es bei keiner dieser bekannten Ladungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geformte Ladung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der die in der Sprengladung erhaltene Stoßwelle ein Energieprofil besitzt, das umittelbar zur Projektilerzeugung durch den Konus der Hohlladung verwendbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine geformte Ladung, wie sie im Patentanspruch angegeben ist; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine geformte Ladung gemäß der Erfindung gestattet die Anwendung höchstwirksamer Geometrien für die Auskleidung der Sprengladung und insbesondere solcher mit geschlossenen bzw. spitzen Winkeln und verringerter Dicke. Außerdem lassen sich ohne jede Schwierigkeit auch hochenergetische Sprengstoffe und insbesondere solche mit TNT als Bindemittel einsetzen. Darüber hinaus zeichnet sich eine geformte Ladung gemäß der Erfindung durch leichte Herstellbarkeit und Montierbarkeit der Ladungen aus, da ebene Stoßwellen gegen Abweichungen des Zünderblocks und des Hohlladungsblocks von der Koaxialität wenig empfindlich sind. Weiterhin kommt eine geformte Ladung gemäß der Erfindung mit verringerter Masse und geringerem Raumbedarf aus, da der Konus der Hohlladung in unmittelbarer Nachbarschaft zum Zündsystem angeordnet werden kann. Schließlich wird die auf die Auskleidung übertragene Energie durch die Wirkung der axialen Eingrenzung der Detonationswelle vergrößert.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung werden nachstehend einige beispielhafte Ausführungsformen näher beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht sind: in dieser zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ladung gemäß der Erfindung und ihre Zündvorrichtung,

Fig. 2 bis 5 Schritte durch verschiedene Ausführungsformen für das Zündsystem und

Fig. 6 einen Schnitt durch eine von der projektbildenden Auskleidung und der den Hohlraum auf der Seite des Akzeptorsprengstoffs begrenzenden Schicht gebildete dichte Kapsel.

Die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform eines Zündsystems 1 ist mit einer Hohlladung 2 verbunden, die in herkömmlicher Weise eine Auskleidung 3 konischer Form und die eigentliche Sprengladung 4 aufweist.

Das Zündsystem umfaßt folgende Bestandteile:
Einen punktuell wirkenden Initiierungszünder 5 , einen ersten, als Donatorsprengstoff 6 bezeichneten Sprengstoff, einen zweiten, als Akzeptorsprengstoff 7 bezeichneten Sprengstoff und einen Hohlraum 8, der sich zwischen dem Donatorsprengstoff 6 und dem Akzeptorsprengstoff 7 befindet, wobei das Ganze in einer Umhüllung 9 eingeschlossen ist. Diese Umhüllung kann dabei nur das Zündsystem 1 oder auch die gesamte Ladung vollständig umgeben. Das Vorliegen einer solchen Umhüllung erhöht die Ausbeute der gesamten Anordnung durch Eingrenzung der Detonationsprodukte, d. h. Begrenzung der Ausdehnung der Detonationswelle.

Die den Hohlraum 8 begrenzende Oberfläche 10 des Donatorsprengstoffs 6 ist eben ausgebildet, während die den Hohlraum 8 begrenzende Oberfläche 12 des Akzeptorsprengstoffs gekrümmt verläuft.

In Fig. 2 ist eine andere mögliche Form des Hohlraums 8 dargestellt. Die Oberfläche 10 des Donatorsprengstoff ist plan und mit einer projektilbildenden Auskleidung 11 überzogen, die aus zwei Platten 11a und 11b zusammengesetzt ist. Die Platte 11a kann aus Acrylglas (Plexiglas) oder aus Aluminium und die Platte 11b aus Kupfer bestehen. Diese Kompositstruktur dient zur Verhinderung des Abtragens der Platte 11b bei der Projektbildung, da eine eventuelle Abtragung oder Erosion die Bedingungen der Wiederzündung des Akzeptorsprengstoffs 7 verschlechtern könnte.

Bei einem in Fig. 3 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel besitzt der Hohlraum 8 in der Schnittdarstellung die Form eines Halbmonds. Die Oberfläche 10 des Donatorsprengstoffs 6 besitzt die Form einer Kugelfläche, deren Zentrum im Zündungspunkt der Ladung liegt. Die Oberfläche 10 ist mit einer projektilbildenden Auskleidung 11 aus einem duktilen Metall überzogen, die im Fall dieses Beispiels aus Kupfer besteht. Die Form der Oberfläche 12, die den Hohlraum 8 auf der Seite des Akzeptorsprengstoffs 7 begrenzt, ist derart festgelegt, daß die Detonationswelle, nachdem die projektilbildende Auskleidung 11 den ge samten Hohlraum 8 durchlaufen hat, in der Nähe des Scheitels der Auskleidung 3 eben ist. Diese Ober fläche wird in folgender Weise bestimmt:

Wenn die sphärische Oberfläche 10 einen Radius R aufweist, der einen Winkel R mit der Achse der Ladung bildet, muß die Oberfläche 12 derart ausgebildet sein, daß, wenn ausgehend von der Ebene 13, die senkrecht zur Achse der Ladung liegt und die Oberfläche 12 tangiert, eine ebene Stoßwelle erzielt werden soll, die folgenden Beziehungen erfüllt sein müssen:

worin bedeuten:
O und M die Schnittpunkte des Radius R mit der Oberfläche 10 bzw. 12,
H die Projektion von M auf die Ebene 13,
D₁ und D₂ die Detonationsgeschwindigkeit des Donatorsprengstoffs bzw. des Akzeptor sprengstoffs,
a der Abstand zwischen der punktuellen Quelle der Initiierungszündung und der Ebene 13
V₀ die Projektilstrahlgeschwindigkeit der Auskleidung 11 und
τ die Zeit, welche die Detonationswelle von der Punktquelle der Initiierungs zündung bis zur Ebene 13 braucht.

Die Oberfläche 12 läßt sich entsprechend durch folgende Wertepaare darstellen:

Die in Fig. 4 dargestellte weitere Ausführungsform zeigt ein Zündsystem, bei dem die projektil bildende Auskleidung 11 eine sich ändernde Dicke besitzt. Die Dicke ist dabei im Bereich der Achse der Ladung am größten und nimmt zum Rand des Hohlraums ab. In diesem speziellen Fall nimmt die Masse der Auskleidung pro Flächeneinheit der auf die gegenüberliegende Fläche des Hohlraums bei der Zündung geschleuderten Oberflä che im gleichen Sinn ab. Aus diesem Grund ist die Ge schwindigkeit der Auskleidung im axialen Bereich er heblich kleiner als im Umfangsbereich. Dies führt ins besondere zu einer Verringerung des Abstands , d. h. der Dicke des Hohlraums 8 in dem der Achse der Ladung benachbarten Bereich, wodurch wiederum ein Zündsystem mit verringertem Raumbedarf zugänglich ist.

Die gestrichelte Linie 12a in Fig. 4 deutet die Lage der Oberfläche 12 an, die den Hohlraum 8 auf der Seite des Akzeptorsprengstoffs 7 begrenzt, wenn eine projektilbildende Auskleidung 11 mit gleichbleibender Dicke vorliegt.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Er findung dargestellt, bei der die projektilbildende Aus kleidung 11 aus Kupfer besteht, während der Akzeptor sprengstoff 7 mit einer Metallschicht 14, beispiels weise aus Stahl, überzogen ist, was zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des Akzeptorsprengstoffs dient.

Darüber hinaus ist der Hohlraum 8 bei diesem Bei spiel mit einem Hohlräume aufweisenden Material ge füllt. Dieses Material kann beispielsweise ein Schaum wie etwa expandiertes Polystyrol sein, das im Augenblick der Zündung stark komprimiert wird.

In Fig. 6 ist schließlich eine Kapsel dargestellt, die dicht ausgebildet sein kann und von der projektil bildenden Auskleidung 11 und dem metallischen Über zug 14 der Oberfläche 12 gebildet wird.

Im Rahmen des Erfindungskonzepts sind weitere Varianten und Ausführungsformen möglich: So können beispielsweise die Oberflächen 10 ellipsoide, para boloide oder hyperboloide Form und noch allgemeiner eine solche Form besitzen, daß die Oberfläche expan dierbar ist, was bedeutet, daß die tangentialen De formationsspannungen der Platte oder der projektil bildenden Auskleidung im Augenblick der Explosion Zugspannungen sind. Die Hohlräume können ferner ein Gas enthalten, das ein Inertgas wie beispielsweise Stickstoff sein kann. In gleicher Weise kann der Hohlraum auch, insbesondere im Fall des in Fig. 6 dargestellten Hohlraums in Form einer Kapsel, einem Vakuumraum entsprechen. Die projektilbildende Aus kleidung 11 sowie der metallische Überzug 14 können in engem Kontakt mit den Sprengstoffen stehen, können jedoch in gleicher Weise auch so angeordnet sein, daß ein Zwischenraum zwischen den Auskleidungen und der angrenzenden Sprengstoffmasse vorliegt, der einem leeren Raum bzw. Vakuum entsprechen oder Luft oder ein bestimmtes Gas enthalten kann.

Claims

1. Geformte Ladung, insbesondere Hohlladungsgeschoß, mit

- einer Hohlladung (2) aus einer Sprengladung (4), mit einer rotationssymmetrischen, gegebenenfalls konischen, oder V-förmigen Auskleidung (3) und
- einem Zündsystem (1) aus einem Donatorsprengstoff (6) und einem Akzeptorsprengstoff (7) mit einem Initiierungszünder (5) zum Auslösen einer Detonationswelle im Donatorsprengstoff,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Donatorsprengstoff (6) und dem Akzeptorsprengstoff (7) ein Hohlraum (8) vorgesehen ist, der eine solche Form aufweist, daß die Oberfläche, die ihn auf der Seite des Donatorsprengstoffs (6) begrenzt, mit der Oberfläche, die ihn auf der Seite des Akzeptorsprengstoffs (7) begrenzt, derart zusammenwirkt, daß die Detonationswelle im Akzeptorsprengstoff (7) und danach in der Sprengladung (4) eben und senkrecht zur Drehachse oder zur Symmetrieachse der Auskleidung (3) ist.

2. Ladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche, die den Hohlraum (8) auf der Seite des Donatorsprengstoffs (6) begrenzt, plan ist.

3. Ladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche, die den Hohlraum (8) auf der Seite des Donatorsprengstoffs (6) begrenzt, konkav ist.

4. Ladung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche, die den Hohlraum (8) auf der Seite des Donatorsprengstoffs begrenzt, sphärisch, ellipsoid, paraboloid oder hyperboloid ist.

5. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Oberfläche, die den Hohlraum (8) auf der Seite des Donatorsprengstoffs (6) begrenzt, mit einer projektilbildenden Auskleidung (11) über zogen ist, die bei der Explosion in Projektilform auf die Oberfläche geschleudert wird, die den Hohl raum (8) auf der Seite des Akzeptorsprengstoffs be grenzt.

6. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die projektilbildende Auskleidung (11) aus einem Metall besteht.

7. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die projektilbildende Auskleidung (11) aus einem Kompositmaterial besteht.

8. Ladung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompositmaterial der projektilbildenden Ausklei dung (11) ein aus mehreren Metallen, aus organischen Materialien oder aus organischen und metallischen Materialien zusammengesetztes Material ist.

9. Ladung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die projektilbildende Auskleidung (11) in bezug auf die Drehachse rotationssymmetrisch ist und eine von der Achse zum Umfang hin abnehmende Dicke aufweist.

10. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hohlraum (8) ein Gas niederen Drucks enthält.

11. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hohlraum (8) ein leicht komprimier bares Material wie einen Schaum enthält.

12. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hohlraum (8) auf der Seite des Akzeptorsprengstoffs (7) durch eine Metallschicht und/oder eine organische Schicht (14) begrenzt ist.

13. Ladung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die projektilbildende Auskleidung (11) und die Schicht, die den Hohlraum (8) auf der Seite des Akzeptorspreng stoffs begrenzt, eine dichte Kapsel bilden.

14. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem Donatorsprengstoff (6) und der projektilbildenden Auskleidung (11) eine Luftschicht oder eine Gasschicht vorgesehen ist.

15. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge kennzeichnet, daß der Scheitel der Auskleidung der geformten Ladung in der Nähe des Hohlraums (8) liegt.

16. Ladung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß sie innerhalb einer starren Umhüllung (9) vorgesehen ist.