DE3525546A1

DE3525546A1 - Munitionseinheit mit hohlladungs-gefechtskopf

Info

Publication number: DE3525546A1
Application number: DE19853525546
Authority: DE
Inventors: Nils Karlskoga Winblad
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1984-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1986-02-27
Also published as: IT8548358A0; US4693182A; FR2567993B1; SE8403738D0; SE8403738L; GB2161907A; IT1182065B; SE450416B; GB2161907B; GB8517990D0; FR2567993A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Munitionseinheit mit einem Gefechtskopf, der eine Hohlladung aufweist, die durch eine Zündeinrichtung gezündet werden kann. Unter dem Begriff "Hohlladungen¹¹ sollen dabei alle geformten Ladungen verstanden werden, die bei der Zündung eine gerichtete Explosionsbzw. Zerstörungswirkung ausüben.

Aus GB-PS 2 600 935 ist eine Munitionseinheit, wie z.B. ein Geschoß bekannt, bei der ein oder mehrere Hohlladungen in einer geneigten Stellung angeordnet sind, so daß ihre Längsachsen einen bestimmten Neigungswinkel bezüglich der Längsachse des Geschosses haben. Eine der Ausführungsformen weist auch eine Anzahl von Hohlladungen auf, die so orientiert sind,

daß jede Hohlladung ihren eigenen, individuellen Neigungswinkel hat.

Durch eine solche Orientierung der Hohlladungen weicht der Auftreffwinkel von der Flugbahn des Geschosses ab, so daß die Wirkung auf ein Ziel mit starker Frontpanzerung, wie z.B. ein Panzerfahrzeug, ein Bunker oder dergleichen, optimiert wird.

Für Drallmunition ist es auch bekannt, die momentane Rotationsstellung des Geschosses zu erfassen und den Gefechtskopf zu einem Zeitpunkt zu zünden, an dem die Hohlladung auf das Ziel oder einen bestimmten vitalen Punkt des Ziels gerichtet ist.

Es besteht jedoch weiterhin Bedürfnis, den Zerstörungseffekt von Munitionseinheiten dieser Art, wie z.B. Flugkörpern, Geschossen oder dergleichen, auf stark frontal gepanzerte Ziele zu verbessern.

Es ist weiterhin erwünscht, daß der Zerstörungseffekt auf das Ziel sowohl bei Direktaufschlag als auch bei Annäherungszündung erhalten bleibt. Es ist ferner erwünscht, bei Zielen mit sehr starker und komplizierter Frontalpanzerung einen günstigeren Auftreffwinkel benutzen zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Munitionseinheit gemäß der Erfindung mit einem oder mehreren Hohlladungs-Gefechtsköpfen versehen, die an dem Geschoß in eine bestimmte Neigungsstellung bewegt werden können, um die Wirkung auf gepanzerte Ziele zu optimieren.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung kann jeder Hohlladungs-Gefechtskopf aus einer ersten Ausgangsstellung in eine andere geneigte Stellung bewegt werden, und zwar abhängig von der Art der Zündung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gefechtskopf so angeordnet, daß er um eine Achse kippbar ist, die senkrecht zur Längsachse des Geschosses steht, wobei der Gefechtskopf auf einer geneigten Ausgangsstellung von etwa -30° in eine Endlage von etwa -150° gekippt werden kann, je nach dem vorhandenen Platz und dem Anwendungsfall . Die Kippbewegung kann ausgelöst werden durch ein Annäherungszündsignal und durch Kippantriebsmittel durchgeführt werden, wie z.B. einem oder mehreren Impulsmotoren, die auf jeder Seite der Breite des Gefechtskopfes angeordnet sind. Statt dessen kann die Kippbewegung auch durchgeführt werden durch Antriebsmittel in Form eines Arbeitszylinders, dessen Kolben durch eine Treibladung betätigt wird, wobei die Kraft mechanisch auf einen Hebelarm an dem Gefechts-

kopf übertragen wird. Statt dessen oder zusätzlich kann die Kippbewegung auch durch aerodynamische Mittel durchgeführt werden. Wenn der Gefechtskopf gekippt wird, wird vorzugsweise das Gehäuse des Geschosses oberhalb und unterhalb des Gefechtskopfes vorzugsweise entlang der Mittellinie geöffnet. Die Öffnungen können beispielsweise durch wegschwenkbare oder abwerfbare Deckel verschlossen sein.

Die Kippantriebsmittel sind vorzugsweise so angeordnet, daß der Gefechtskopf am Ende des Vorbeifluges am Ziel auf die in Schußrichtung hinteren Teile des Ziels gerichtet ist. Die Kippbewegung kann auch derart gesteuert werden, daß der Gefechtskopf während des Vorbeifluges des Geschosses am Ziel auf weniger gut geschützte Bereiche des Ziels gerichtet gehalten wird.

Durch Verwendung des kippbaren Gefechtskopfes gemäß der Erfindung kann dieser in vorteilhafter Weise mit mindestens vier verschiedenen Zündungsarten verwendet werden. In einem ersten Fall kann die Hohlladung in konventioneller Weise durch direkten Aufschlag auf das Ziel gezündet werden, unabhängig von irgendeinem Annäherungszündsignal oder anderer ähnlicher Zündfunktionen. In einem zweiten Fall kann die Hohlladung in ihre Endlage nach der Kippbewegung ausgelöst werden, und zwar entweder durch ein Annäherungszündsignal oder durch direkten Aufschlag auf das Ziel während der

Kippbewegung. In einem dritten Fall kann die Ladung gezündet werden mit einer kurzen Verzögerung nach ihrer Aktivierung durch einen Annäherungszünder oder eine andere äußere Signalaktivierung. Die Verzögerungszeit kann auch vor dem Abfeuern eingestellt werden, falls gewünscht. Das Kippen des Gefechtskopfes erfolgt dann nur während der Verzögerungszeit, wobei unter einer kurzen Verzögerungszeit auch der Grenzfall einer Verzögerungszeit Null eingeschlossen ist. Als vierter Fall kann die Ladung durch ein von außen zugeführtes Signal zugeführt werden.

Seitenziele werden normalerweise am besten durch Direkttreffer oder durch Annäherungszündung in bekannter Weise bekämpft. Der einzige Vorteil beim Treffen eines solchen Ziels von der anderen Seite her besteht darin, daß der Feind über den Ort der Schußwaffe getäuscht werden kann. Das Vorstehende gilt vor allem für Ziele mit geringer Tiefe und entsprechend sehr kurzen Kippzeiten für den Gefechtskopf.

Gegen Frontziele mit starker Frontalpanzerung ist ein Treffer von hinten wirksamer. Selbst bei einem Direkttreffer während der Kippbewegung ergibt sich ebenfalls ein verstärkter Effekt, da die Ladung dann um mehr als -30° geneigt ist. Der am leichtesten verwundbare Teil eines Kampfpanzers ist normalerweise die Rückseite des Turms mit den Munitions- und Besatzungsräumen. Um eine große Wirkung bei einem Panzerfahrzeug zu erzielen,

muß darauf geachtet werden, wo an dem Panzerfahrzeug die Annäherungszündung ausgelöst wird.

AusfUhrungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, eines erfindungsgemäß ausgebildeten Flugkörpers mit einem Gefechtskopf in der Ausgang- und Endstellung.

Fig. la eine Seitenansicht einer anderen Kippeinrichtung für den Gefechtskopf.

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-A von Fig. 1 mit Darstellung der entfernbaren Deckel am Gehäuse des Flugkörpers.

Fig. 3 ebenfalls einen Schnitt nach der Linie A-A, jedoch mit entfernten Deckeln und dem Gefechtskopf in einer Stellung während der Kippbewegung.

Fig. 4 eine sehematische Seitenansicht zur Darstellung der Kippbewegung des Gefechtskopfes beim Vorbeiflug an einem Kampfpanzer.

Fig. 1 zeigt eine Munitionseinheit, bei der die Erfindung angewendet wird. Die Munitionseinheit selbst kann ein üblicher Flugkörper 1 sein, der mit einem (nicht dargestellten) Raketenmotor mit Auslassen la versehen ist. Der Flugkörper weist auch Zündeinrichtungen, elektronische Einrichtungen, Kreiseleinrichtungen, elektrische Energiequellen und dergleichen auf, die ebenfalls an sich bekannt sind und nicht im einzelnen beschrieben werden. Am hinteren Teil des Flugkörpers ist eine Anzahl, z.B. drei, Flügel 2 angeordnet, die in gleichen Abständen um den Umfang des Flugkörpers verteilt sind. Ferner ist der Flugkörper mit Flossen 3 versehen, die ebenfalls gleichförmig um den Umfang verteilt sind, z.B. vier Flossen 3. Der Flugkörper weist ferner einen Hohlladungs-Gefechtskopf mit einer Längsachse 5 auf. Der Gefechtskopf ist eine in sich vollständige Einheit, die bei Zündung einen Hohlladungsstachel erzeugt, der im wesentlichen entlang der Längsachse 5 des Gefechtskopfes verläuft und die in Fig. 1 mit dem Pfeil 6 angegebene Richtung hat. Der Gefechtskopf 4 ist in Lagern 7 um eine zur Längsachse Ib des Flugkörpers senkrechte Achse drehbar. Bei der dargestellten Ausführungsform schneidet die Drehachse die Längsachse Ib. Der Gefechtskopf ist in den Lagern 7 aus einer Ausgangslage 4 in eine Endlage schwenkbar, die mit 4', 5' und bezeichnet ist. In der Ausgangslage ist der Gefechtskopf so geneigt, daß die Gefechtskopfachse 5 einen WinkelöC

mit der Längsachse Ib des Flugkörpers einschließt. In der gekippten Endlage 4' steht die Gefechtskopfachse 5' in einem Winkel ß zur gleichen Längsachse Ib. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der WinkeloC ungefähr 30°. Dies ist jedoch nur ein Beispiel, und der Winkel<£ kann auch andere Werte haben, auch den Wert 0°. Der Winkel ß beträgt vorzugsweise etwa 150°, kann jedoch auch andere Werte haben. Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der gesamte Kippwinkelbereich T etwa 120°.

Der Gefechtskopf selbst ist von an sich bekannter Bauart und enthält eine Hauptladung und Zündeinrichtungen dafür. Zusätzlich ist der Gefechtskopf jedoch mit Kippeinrichtungen versehen, vorzugsweise einem oder zwei Impuls- bzw. Rückstoßmotoren 8 von an sich bekannter Bauart.

Diese Impuls- oder Rückstoßmotoren sind rechtwinklig zur Gefechtskopfachse 5 angeordnet, wobei jeder Motor in einem Abstand von der Kippachse 7 des Gefechtskopfes angeordnet ist. Wenn die Impulsmotoren gezündet werden, wird auf den Gefechtskopf eine Kraft rechtwinklig zu seiner Achse ausgeübt, die den Gefechtskopf aus seiner Ausgangslage in Richtung auf die mit 4', 5' in Fig. 1 bezeichnete Endlage bewegt. Die Richtung dieser Drehbewegung ist durch den Pfeil 9 angegeben. Der Gefechtskopf hat einen zylindrisehen Teil und einen konischen Teil. Die Impulsmotoren sind vorzugsweise am kleineren konischen Teil des Ge-

fechtskopfes angeordnet, wobei zwei beiderseits des konischen Teils des Gefechtskopfes angeordnete Motoren gemeinsam und im wesentlichen parallel zueinander die erforderliche Drehkraft auf den Gefechtskopf ausüben.

Die Kippbewegung des Gefechtskopfes kann auch auf andere Weise erzeugt werden. Gemäß Fig. 1 wird die Kippbewegung vervollständigt durch eine aerodynamische Klappe 10, 10'. Eine andere Kippeinrichtung ist in Fig. la dargestellt. Hier wirkt eine Treibladung 8 auf einen Kolben in einem Arbeitszylinder 13. Der Kolben ist mit einem Stellhebel 14 verbunden, um eine Schwenkkraft auf den Gefechtskopf 4' auszuüben, der dadurch in seine gekippte Endlage bewegt wird. In diesem Fall tritt auch ein auf das Geschoß wirkendes Rückstoßmoment auf, welches jedoch verhältnismäßig klein ist.

Der Flugkörper umfaßt vorzugsweise im Bereich seiner Spitze einen Aufschlagzünder 15 und/oder einen Annäherungszünder 16, der optische Strahlen 17 aussendet. Signale vom Aufschlagzünder 15 oder vom Annäherungszünder 16 werden im elektronischen Teil 18 empfangen und zünden den Gefechtskopf über die Verbindungsleitung 19. Vorzugsweise umfaßt der Flugkörper eine Entsicherungseinrichtung 20, die mit den Impulsmotoren und der Treibladung verbunden ist.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ist der Mantel des Flugkörpers mit schwenkbaren oder abtrennbaren Deckeln 21 und 22 oder mit entsprechenden Sollbruchlinien in der Gehäusewand versehen. Hierdurch kann der Gefechtskopf über den Außenumriß des Flugkörpers hinausgeschwenkt werden, so daß der Gefechtskopf selbst unbeschadet seiner Schwenkbarkeit optimal gestaltet werden kann. Die Ausbildung und Anbringung der Deckel am Flugkörpermantel ist nicht näher beschrieben, sie können z.B. in ähnlicher Weise angeordnet werden wie übliche Lukendeckel an Flugzeugen oder dergleichen. Der Deckel 21 an der Unterseite des Flugkörpers ist breiter und langer als der andere Deckel 22. In Fig. 1 ist bei 21a und 21b die äußere Begrenzung der Unterseite des Flugkörpers angegeben.

Der Deckel 21 macht Platz für das Herausschwenken der aerodynamischen Klappe oder Schaufel 10 und ermöglicht auch, daß der vom Gefechtskopf ausgehende Hohlladungsstachel in dem gesamten Winkelbereichi voll wirksam sein kann. Sobald der Deckel 21 geöffnet oder abgetrennt worden ist, kann der am Flugkörper vorbeistreichende Luftstrom auf die Klappe oder Schaufel 10, 10' treffen und eine zusätzliche Kippkraft auf den Gefechtskopf ausüben. Die oberen Teile des Gefechtskopfes und die Impulsmotoren 8, 8' können über den Umriß des Flugkörpers hinaus schwenken, sobald der obere Deckel 22 geöffnet oder abgetrennt worden ist.

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Auch die Kolbenstange 12' (Fig. la) und der Hebelarm 14 können während der Kippbewegung durch die vom Deckel 22 freigegebene Öffnung aus dem Flugkörper heraustreten.

In Fig. 2 sind die Lager mit 7, 7' und die Kippachse mit 7" angegeben.

Der Flugkörper ist vorzugsweise nicht rotierend (drallstabilisiert), kann aber auch rotieren. In diesem Fall sind am Flugkörper vorgesehene oder mit ihm zusammenwirkende Mittel zum Erfassen der Drehlage des Geschosses vorgesehen, um den Gefechtskopf in einem Moment zu zünden, wenn er mit seiner Wirkungsrichtung (Pfeil 6 bzw. 6¹ in Fig. 1) auf das Ziel oder einen bestimmten vitalen Punkt des Zieles gerichtet ist.

Wenn die Erfindung bei Flugkörpern oder anderen Munitionseinheiten mit einer Fluggeschwindigkeit von z.B. 200 m/s angewendet wird, muß der Gefechtskopf innerhalb eines Zeitintervalls gekippt werden, welches nicht größer als 20 bis 40 mS ist. Fig. 4 veranschaulicht ein Beispiel mit einem Kampfpanzer 25, der ca. 5m lang und frontal gegen das Geschütz gerichtet ist. Die mit 22 angegebene Geschoßflugbahn ist im wesentlichen parallel zur Erdoberfläche 24 und verläuft oberhalb des Panzerziels 25. Der Annäherungszünder sollte aktiviert werden, sobald der ausgesendete

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Strahl die Vorderfront des Panzers erfaßt. Der Gefechtskopf hat eine um etwa 30° nach unten geneigte Lage. Der Annäherungszünder löst die Kippbewegung des Gefechtskopfes aus dieser Ausgangslage 4 in eine gekippte Endlage 4'aus. Fig. 4 veranschaulicht die verschiedenen Kippphasen während des Überfliegen des Ziels. Der Auftreffpunkt des Hohlladungsstachels hängt aber von der Art der Zündung.der Ladung, d.h., ob die Ladung durch direkten Aufschlag während des Überfliegens gezündet wird, oder wenn der Gefechtskopf seine Endlage erreicht hat oder nach Ablauf einer bestimmten Verzögerungszeit. Der Auftreffpunkt hängt auch von der Höhe der Flugbahn ab.

In Fig. 4 sind vier verschiedene Zwischenstellungen 4a, 4b, 4c und 4d dargestellt, die der Gefechtskopf während der kontinuierlichen Kippbewegung durchläuft und die Kippwinkel von 50°, 75°, 120° bzw. 140° haben. Die gesamte Kippbewegung beträgt 120°, d.h. 150° - 30°, falls die Endlage des Gefechtskopfes erreicht wird.

Der günstigste Auftreffpunkt auf den Zielpanzer bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ist der hintere Teil der Turmabdeckung, wobei eine Wirkung auf die Munition und die Besatzung erzielt wird, oder auf die Abdeckung des Motors und Getriebes. Ein Treffer auf den hinteren Teil der Turmabdeckung entspricht einem Kippwinkel von 120° bzw. einer

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Kippstrecke von ca. 5m. Dies bedeutet, daß der Gefechtskopf in 25 ms um 120° gedreht werden muß. Wenn der Gefechtskopf z.B. nach 35 ms und einer Strecke von 7 m gezündet wird, bedeutet dies einen Treffer auf die Abdeckung des Motors und Getriebes. Andererseits erhält man eine gute Wirkung auch dann, wenn der Annäherungszünder aktiviert wird durch die Kanonenmündung bzw. am Kanonenlauf angeordnete Auslösemittel.

Aus den obigen Darlegungen erkennt man, daß das Kippen des Gefechtskopfes sehr schnell, z.B. innerhalb von 20 - 50 ms erfolgen muß. Da das Gewicht des Gefechtskopfes nicht sehr groß ist, liegt eine solche kurze Kippzeit durchaus innerhalb der Möglichkeiten der vorstehend beschriebenen Kippantriebsmittel. Aufgrund der Drehung des Gefechtskopfes erhöht sich der Durchschlageffekt des Hohlladungsstachels, da die Stachelfragmente in Richtung auf das Ziel konvergieren. Dies bedeutet, daß der sogenannte Schlüssellocheffekt verringert wird, was sich vorteilhaft sowohl auf die Durchdringungswirkung als auch auf die Zerstörungswirkung durch das durch die Öffnung in das Innere des Ziels gelangende Material auswirkt.

Der Flugkörper kann mit einem oder mehreren Gefechtsköpfen versehen sein. Die Zündung jedes Gefechtskopfes kann in

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gleicher Weise wie bei einem Einzelgefechtskopf erfolgen, d.h. mittels eines Aufschlagzünders, eines Annäherungszünders, bei Erreichen der Endkipplage, nach einer bestimmten Verzogerungszeit oder mittels eines äußeren Zündsignals.

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Claims

Patentansprüche

1. Munitionseinheit mit mindestens einem Gefechtskopf, der mit einer Hohlladung versehen ist, dadurch g e kenn zeichnet, daß der Gefechtskopf (4) in der Munitionseinheit (1.) beweglich angeordnet und aus einer Ausgangsstellung in eine andere, geneigte Endstellung kippbar ist.

2. Munitionseinheit nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Gefechtskopf durch Aufschlagzünder und/oder Annäherungszünder und/oder ein äußeres Zündsignal zündbar ist.

3. Munitionseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Gefechtskopf (4) um eine Achse (7") kippbar ist, die in einer Ebene (A-A) liegt, die senkrecht
zur Längsachse (Ib) der Munitionseinheit verläuft.

4. Munitionseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß Kippantriebsmittel (8, 8¹, 12, 12', 13, 14', 10, 10')zum Kippen des Gefechtskopfes um die Achse (7")
vorgesehen sind.

5. Munitionseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Kippantriebsmittel auslösbar sind
durch eine beim Abschuß aktivierte Entsicherungseinrichtung
(20) und/oder durch ein von außen zugeführtes Signal und/oder

''*■ durch an der Munitionseinheit vorgesehene Fühler, wie z.B.

einen Annäherungszünder oder Sensoren für die Beschleunigung oder Abbremsung der Munitionseinheit.

6. Munitionseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Kippantriebsmittel als Impulsbzw. Rückstoßmotoren (8, 8')> einem Arbeitszylinder (13)
und/oder vom Luftstrom um das Geschoß betätigte aerodynamische Mittel ausgebildet sind.

7. Munitionseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefechtskopf (4) in seiner Ausgangslage gegenüber der Längsachse (Ib) der Munitionseinheit um einen NeigungswinkelOC von 10 - 40°, vorzugsweise 30° geneigt ist.

8. Munitionseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippantriebsmittel so ausgebildet sind, daß am Ende des Vorbeifluges über das Ziel der Gefechtskopf (4¹) auf die in Schußrichtung hinteren Teile des Ziels (25) gerichtet ist.

9. Munitionseinheit nach Anspruch 7, dadurch ge — kennzeichnet , daß der Gefechtskopf (4) durch die Kippantriebsmittel derart steuerbar ist, daß er während des Vorbeifluges am Ziel auf verwundbare Teile des Ziels gerichtet gehalten wird.

10. Munitionseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Mantel der Munitionseinheit mit Öffnungen versehen ist, die ein Herausschwenken von Teilen des Gefechtskopfes (4) über den Umriß der Munitionseinheit hinaus während der Kippbewegung gestatten, und daß die Öffnungen bis zur Aktivierung der Kippantriebsmittel durch Deekel (21, 22) verschlossen sind.