DE3528339C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Initiieren einer Sprengladung mit stachelbildender Aus­ kleidung oder stachelbildender oder projektilbildender Belegung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch den Verlauf der Detonationswellenfront beim Auftref­ fen auf die Auskleidung bzw. Belegung wird der Geschwin­ digkeitsgradient im Stachel und damit dessen Form be­ stimmt. So wird bei einem parallelen Verlauf der Detona­ tionswellenfront beim Auftreffen auf die Auskleidung bzw. Belegung ein Stachel ohne Geschwindigkeitsgradienten gebildet, d. h. ein relativ kurzer Stachel, der auch in großer Entfernung noch eine große Wirkung entfaltet.

Andererseits kann durch einen nichtparallelen Verlauf, also einem streifenden Auftreffen der Detonationswellen­ front auf die Auskleidung bzw. Belegung in einem bestimm­ ten Winkel ein bestimmter Geschwindigkeitsgradient im Stachel erzeugt werden, d. h. ein Stachel gebildet werden, der sich beim Entfernen vom Kollapsort rasch dehnt. Ein derartiger relativ langer und dünner Stachel führt zwar zu einem entsprechend dünnen Loch beim Durchschlagen einer Panzerung, besitzt jedoch eine desto größere Eindringtie­ fe.

Um beim Auftreffen auf die Auskleidung bzw. Belegung wenigstens bereichsweise einen parallelen Verlauf der Detonationswellenfront zu erreichen, werden derartige Sprengladungen heutzutage mit einem Inertstoffeinsatz zwischen der Initialzündung am Boden und der Auskleidung versehen, die die Detonationswelle entsprechend auf die Auskleidung bzw. Belegung lenkt.

Auch ist bereits eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, mit der die Detonationswelle derart in die Hauptladung eingeleitet wird, daß die Detonationswellenfront beim Auftreffen auf die gesamte Auskleidung bzw. Belegung parallel zu letzterer verläuft (DE-PS 28 07 258). Der Einsatz aus Inertmaterial bildet dabei eine durchgehende Barriere zwischen der Initial­ ladung und der Hauptladung, wodurch eine zeitverzögerte Detonationswellenübertragung von der Initialladung zur Hauptladung erfolgt, die so gesteuert wird, daß durch einen entsprechenden Wandstärkenverlauf der Barriere die Detonationswelle aus der Barriere simultan in die Hauptla­ dung eintritt.

Bei der bekannten Vorrichtung bereitet es jedoch Schwie­ rigkeiten, die Abmessungen und das Material der Initialla­ dung, der Barriere und der Hauptladung so aufeinander abzustimmen, daß der gewünschte Verlauf der Detonations­ wellenfront erreicht wird. Auch bestehen Probleme, eine für die Initiierung der Hauptladung ausreichende Intensi­ tät der aus der Barriere austretenden Detonationswelle zu erhalten. Weiterhin ist bei der bekannten Vorrichtung ein relativ großes Verhältnis der Länge der Sprengladung zu deren Durchmesser erforderlich.

Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sprengladung bereitzustellen, mit der die Detonationswelle in die Hauptladung relativ leicht in der Weise einleitbar ist, daß ein bestimmter, insbesondere paralleler Verlauf der Detonationswellenfront beim Auftreffen auf die gesamte Auskleidung bzw. Belegung sichergestellt ist.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Geschwin­ digkeitsgradient im Stachel leicht eingestellt bzw. unterdrückt werden.

Als Stellgrößen zur Einstellung des Geschwindigkeitsgra­ dienten können dabei erfindungsgemäß sowohl die Abmessungen der Initialladung wie die der Hauptladung dienen.

Sind für sämtliche Detonationswellen-Einleitungszonen die Laufwege der Detonationswelle von der Initialzündung durch die Initialladung zu den einzelnen Detonationswel­ len-Einleitungszonen und von dort durch die Hauptladung auf kürzestem Weg zu der Auskleidung bzw. Belegung gleich lang, so entsteht eine Detonationswellenfront, die paral­ lel zur Auskleidung bzw. Belegung auf diese auftrifft und damit zu einem simultanen Kollaps der Auskleidung bzw. Belegung, also einem Stachel ohne Geschwindigkeitsgradien­ ten führt, vorausgesetzt, daß die Detonationswellenge­ schwindigkeit in der Initialladung und der Hauptladung gleich groß ist.

Eine Dehnung des Stachels beim Entfernen vom Kollapsort ist damit vermieden, so daß der Stachel auch in größeren Entfernungsbereichen wirksam ist. Ein derartiger Stachel ohne Geschwindigkeitsgradienten ist insbesondere bei Schottenzielen oder Sonderzielen mit stachelstörenden Komponenten von Bedeutung. Im Nahbereich wird in der getroffenen Panzerung ein Lochkanal mit konstantem Quer­ schnitt erhalten, so daß nach Panzerungsdurchschlag eine noch hohe Restwirksamkeit des Stachels vorliegt.

Die Einstellbarkeit des Geschwindigkeitsgradienten des Stachels, der Umformgeschwindigkeit einer Flachladung oder der Projektilbildung durch die erfindungsgemäße Vorrich­ tung ermöglicht es allgemein, Sprengladungen gegen Sonder­ ziele, die mit herkömmlichen Sprengladungen nicht wirksam bekämpft werden können, hinreichend zu optimieren.

Die Endabschnitte des Stachels, die aus der Spitze bzw. Basis der Auskleidung bzw. Belegung gebildet werden und eine relativ niedrige Geschwindigkeit besitzen, können dadurch beseitigt werden, daß die Auskleidung bzw. Belegung topf- oder kegelstumpfförmig ausgebildet wird, d. h. gegenüber einer herkömmlichen kegelförmigen Auskleidung bzw. Belegung sowohl an der Basis wie an der Spitze verkürzt ist.

Auf diese Weise können mit der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung gegenüber herkömmlichen Sprengladungen bei gleicher Wirkung sowohl die Sprengstoffmasse wie die Auskleidungs­ masse verringert werden, d. h. der Wirkungsgrad, definiert durch das Verhältnis von Sprengstoffmasse und Ausklei­ dungsmasse zu hoch wirksamem Stachelmaterial, ist auf diese Weise beträchtlich erhöht.

Darüber hinaus kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Sprengladung gebildet werden, die relativ kurz ist, also ein relativ kleines Längen/Durchmesser-Verhältnis aufweist, und zwar von 2 : 1, vorzugsweise 1 : 1. Eine derart flache Ladung ist insbesondere zum Quereinbau in Flugkörper geeignet ("Overflying Top Attack"-Systeme).

Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch eine Hohlladung in schematischer Wiedergabe zeigt.

Danach weist die Hohlladung eine Hülle 1, einen Boden 2 und eine topf- oder kegelstumpfförmige Auskleidung 3, z. B. aus Kupfer, auf. Im Inneren der Hohlladung befindet sich die um die Auskleidung 3 angeordnete Hauptladung 4 in Form eines der Auskleidung 3 angepaßten Kegelmantels. Ferner sind darin mehrere zur Kollapsachse 5 konzentrisch angeordnete Teile 6 bis 10 aus Inertmaterial, z. B. Kunststoff, wie Polyvinylchlorid, vorgesehen, die in Richtung der Kollapsachse 5 im Abstand voneinander angeordnet sind.

Das erste Inertteil 6 ist zwischen der Initialzündung 11 am Boden 2 und der Auskleidung 3 angeordnet und als Scheibe ausgebildet. Die übrigen Inertteile 7 bis 10 sind um die Auskleidung 3 angeordnet und gleichfalls als Scheiben ausgebildet, jedoch mit entsprechenden mittleren Ausnehmungen, durch die sich die Hauptladung 4 erstreckt.

Zur Initierung der Hauptladung 4 ist eine Initialladung vorgesehen. Diese besteht aus einem Endabschnitt 12, der sich von der Initialzündung 11 zwischen dem Boden 2 und dem ersten Inertteil 6 zur Hülle 1 erstreckt und einem Seitenabschnitt 13, der vom Endabschnitt 12 aus zwischen der Hülle 1 und den Inertteilen 6 bis 10 verläuft, wobei vom Seitenabschnitt 13 Verbindungsabschnitte 14 bis 18 der Initialladung zu den ringförmigen Zonen 19 bis 23 zur Einleitung der Detonationswelle in die Hauptladung 4 abzweigen. Die Verbindungsabschnitte 14 bis 17 sind dabei jeweils zwischen zwei Inertteilen 6 bis 10 angeordnet. Weiterhin weist der der Basis 3′′ benachbarte Verbindungs­ abschnitt 18 bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Länge von Null auf.

Die Länge des Laufwegs der Detonationswelle von der Initialzündung 11 zu den einzelnen Detonationswellen- Einleitungszonen 19 bis 23 setzt sich damit zusammen aus dem Laufweg von der Initialzündung 11 über den Endab­ schnitt 12 zu der ersten Abzweigung 24 des ersten Verbindungsabschnitts 14 zwischen dem ersten Inertteil 6 und dem benachbarten Inertteil 7 sowie hinsichtlich des ersten Verbindungsabschnitts 14 aus dessen Länge a ₁ und hinsichtlich der übrigen Verbindungsabschnitte 15 bis 18 aus deren jeweiliger Länge a ₂ bis a ₅ einerseits und dem Abstand b ₁ bis b ₄ der Abzweigung 25 bis 28 des betreffen­ den Verbindungsabschnitts 15 bis 18 von der ersten Abzweigung 24, wobei die Länge des der Basis 3′′ der Auskleidung 3 benachbarten Verbindungsabschnitts 18, wie erwähnt und in der Zeichnung dargestellt, auch Null sein kann.

Von den Detonationswelleneinleitungszonen 14-23 gehen dann Detonationsteilwellen aus, die sich in der Hauptla­ dung 4 zu einer im Längsschnitt im wesentlichen geraden Detonationswellenfront überlagern, die dann auf die Auskleidung 3 auftrifft.

Demgemäß sind der Abstand der Detonationswelleneinlei­ tungszonen 19 bis 23 voneinander und die Schichtdicke der Hauptladung 4 derart aufeinander abgestimmt, daß die in die Hauptladung 4 an den Zonen 19 bis 23 eingeleiteten Detonationsteilwellen sich zu einer solchen geraden Detonationswellenfront überlagern.

Auf diese Weise ist die Länge der Laufwege der Detona­ tionswelle von der Initialzündung 11 über die einzelnen Detonationswelleneinleitungszonen 19 bis 23 und von den Zonen 19 bis 23 auf kürzestem Weg zu der Auskleidung 3 durch die Hauptladung 4 so einstellbar, daß die Detona­ tionswellenfront beim Auftreffen auf die Auskleidung 3 den gewünschten Verlauf aufweist.

Wenn ein Stachel ohne Geschwindigkeitsgradient erwünscht ist, soll die Detonationswellenfront beim Auftreffen auf die Auskleidung 3 zu derselben möglichst parallel verlau­ fen. Zu diesem Zweck ist die Länge der einzelnen Laufwege gleich groß, also des ersten Laufwegs, der sich aus der Länge a ₁ des Verbindungsabschnitts 14 und dem Abstand c ₁ der zugehörigen Detonationswellen-Einleitungszone 19 von der Auskleidung 3 zusammensetzt, des zweiten Laufwegs, der sich aus dem Abstand b ₁ der zweiten Abzweigung 25 von der ersten Abzweigung 24, der Länge a ₂ des zweiten Verbindungsabschnitts 15 und dem Abstand c ₂ der zugehörigen Detonationswellen-Einleitungszone 20 von der Auskleidung 3 zusammensetzt, des dritten Laufwegs, der sich aus dem Abstand b ₂ der dritten Abzweigung 26 von der ersten Abzweigung 24, der Länge a ₂ des dritten Verbindungsab­ schnitts 16 und dem Abstand c ₃ der zugehörigen Detona­ tionswellen-Einleitungszone 21 von der Auskleidung 3 zusammensetzt, des vierten Laufwegs, der sich aus dem Abstand b ₃ der vierten Abzweigung 27 von der ersten Abzweigung 24, der Länge a ₄ des vierten Verbindungsab­ schnitts 17 und dem Abstand c ₄ der zugehörigen Detona­ tionswellen-Einleitungszone 22 von der Auskleidung 3 zusammensetzt sowie des fünften Laufwegs, der, da die Länge a ₅ des Verbindungsabschnitts 18 bei dieser Ausfüh­ rungsform Null ist, lediglich aus dem Abstand b ₄ der fünften Abzweigung 28 von der ersten Abzweigung 24 und dem Abstand c ₅ der zugehörigen Detonationswellen-Einleitungs­ zone 23 von der Auskleidung 3 zusammensetzt, und zwar unter der Voraussetzung, daß die Initialladung zumindest des Seitenabschnitts 13 und der Verbindungsabschnitte 14 bis 18 und die Hauptladung 4 aus dem gleichen bzw. jeweils einem Sprengstoff mit gleich großer Detonations­ wellengeschwindigkeit bestehen.

Damit ist sichergestellt, daß die Laufzeit der Detona­ tionswelle von der Initialzündung 11 über die einzelnen Detonationswellen-Einleitungszonen 19 bis 23 zur Ausklei­ dung 3 für alle Elemente der Auskleidung 3 gleich lang ist (a _n + b _n + c _n = konstant).

Die Schichtdicke der Hauptladung 4 nimmt vom verjüngten Ende 3′ der Auskleidung 3 zu deren Basis 3′′ zu (c ₁ < c ₅), und zwar vorzugsweise entsprechend der Zunahme des Durchmessers der Auskleidung 3. Dadurch ist gewährleistet, daß hinter den Flächenelementen der Auskleidung 3 jeweils gleiche Sprengstoffmengen zur Wirkung kommen.

Um eine ungestörte Ausbreitung der Detonationswelle in der Initialladung zu erhalten, muß dieselbe, einschließlich der Verbindungsabschnitte 14 bis 18, eine bestimmte Mindeststärke aufweisen, wobei vorzugsweise eine Mindest­ stärke von 1 mm gewählt wird.

Die einzelnen Detonationswellen, die die Verbindungsab­ schnitte 14 bis 18 durchlaufen, ziehen hinter sich in den Inertteilen 7 bis 10 eine Schockwelle her. Damit diese Schockwelle auf den benachbarten Verbindungsabschnitt 14 bis 18 erst auftrifft, nachdem denselben die Detonations­ wellenfront passiert hat, müssen die Inertteile 7 bis 10 eine bestimmte Mindeststärke aufweisen. Diese liegt bei den Kunststoff-Inertteilen 7 bis 10 vorzugsweise bei mindestens 10 mm.

Um eine im Längsschnitt annähernd gerade, radial symmetri­ sche Detonationswellenfront beim Auftreffen auf die Auskleidung 3 zu erhalten, sollte der kürzeste Weg c ₁ bis c ₅ zwischen den ringförmigen Detonationswellen-Einlei­ tungszonen 19 bis 23 und der Auskleidung 3 ein Mehrfaches, vorzugsweise wenigstens ein Dreifaches der Stärke der Verbindungsabschnitte 14 bis 18 an den Detonations­ wellen-Einleitungszonen 19 bis 23 betragen.

Die verkürzte, kegelstumpf- oder topfförmige Ausbildung der Auskleidung 3 wird bei einer Hohlladung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorzugsweise gewählt, weil bei den üblichen kegelförmigen Auskleidungen sowohl aus der Spitze wie dem Basisbereich Stachelabschnitte mit relativ geringer Geschwindigkeit gebildet werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Initiieren einer Sprengladung mit stachelbildender Auskleidung oder stachelbildender oder projektilbildender Belegung von einer Initialzündung über eine Initialladung zu der die Auskleidung bzw. die Belegung umgebenden Hauptladung, wobei mittels eines der Hauptladung vorgeordneten Einsatzes aus einem Inertmaterial die Detonationswelle in die Hauptladung derart eingeleitet wird, daß die Detonationswellenfront beim Auftreffen auf die gesamte Auskleidung bzw. Belegung einen bestimmten Verlauf aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus Inertmaterial die Detonationswelle in mehrere zur Kollapsachse (5) konzentrische, mit axialem Abstand voneinander angeord­ nete Zonen (19-23) beim Eintritt aus der Initialla­ dung (12-18) in die Hauptladung (4) aufteilt und die Länge der Laufwege der Detonationswelle von der Initialzündung (11) über die einzelnen Detonationswel­ leneinleitungszonen (19-23) und von dort zur Auskleidung (3) bzw. Belegung entsprechend dem gewün­ schten Verlauf der Detonationswellenfront beim Auftref­ fen auf die Auskleidung (3) bzw. Belegung einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus Inertmaterial aus mehreren zur Kollapsachse (5) konzentrischen, mit axialem Abstand voneinander angeordneten Inertteilen (6-10) besteht, wobei ein erstes Inertteil (6) zwischen der Initial­ zündung (11) und der Auskleidung (3) bzw. Belegung und die übrigen Inertteile (7-10) um die Hauptladung 4 und die Auskleidung (3) bzw. Belegung angeordnet sind, so daß zwischen dem Boden (2) der Sprengladung und dem ersten Inertteil (6) ein Endabschnitt (12) der Initial­ ladung und zwischen der Ladungshülle (1) und den Inertteilen (6-10) ein Seitenabschnitt (13) der Initialladung gebildet wird, wobei vom Seitenabschnitt (13) durch die Inertteile (7-10) voneinander getrennte Verbindungsabschnitte (14-18) der Initial­ ladung zu den ringförmigen Detonationswellen-Einlei­ tungszonen (19-23) abzweigen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei parallelem Verlauf der Detonationswellenfront beim Auftreffen auf die Auskleidung (3) bzw. Belegung bei gleich großer Detonationswellengeschwindigkeit in der Initialladung (12-18) und der Hauptladung (4) die Länge der Laufwege der Detonationswelle von der Initialzündung (11) über die einzelnen Detona­ tionswellen-Einleitungszonen (19-23) und von dort jeweils auf kürzestem Wege zur Auskleidung (3) bzw. Belegung für alle Detonationswellen-Einleitungszonen (19-23) gleich groß ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der Hauptladung (4) entsprechend der Zunahme des Durch­ messers der Auskleidung (3) bzw. Belegung von deren verjüngtem Ende (3′) zu deren Basis (3′′) zunimmt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Detona­ tionswellen-Einleitungszonen (19-23) voneinander und die Schichtdicke der Hauptladung (4) so aufeinander abgestimmt sind, daß die durch die einzelnen Detona­ tionswellen-Einleitungszonen (19-23) eingeleiteten De­ tonationsteilwellen sich in der Hauptladung (4) zu einer beim Auftreffen auf die Auskleidung (3) bzw. Belegung geraden Detonationswellenfront überlagern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzeste Weg von der jeweiligen Detonationswel­ len-Einleitungszone (19-23) zu der Auskleidung (3) bzw. Belegung mindestens dreimal so groß ist wie die Stärke der Verbindungsabschnitte (14-18) der Initial­ ladung an den Detonationswellen-Einleitungszonen (19 -23).

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der einzelnen Verbindungsabschnitte (14-18) der Initialladung mindestens 1 mm beträgt.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertkörper (6-10) aus Kunststoff bestehen und eine Stärke von mindestens 10 mm aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung (3) bzw. Belegung topfförmig ausgebildet ist.

10.Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge der Sprengladung zu deren Durchmesser kleiner als 2 : 1 ist.