DE3725091C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1, eine Vorrichtung zum Ausüben dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6 und ein nach dem Verfahren hergestelltes Projektil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 7.

Die jeweils gattungsgemäßen Maßnahmen sind aus der US-PS 4 81 692 bekannt. Dort ist vorgesehen, die Innenmantelfläche einer Projektilhülle mit noch-wirksamer Brandmasse derart strukturiert zu beschichten, daß auf der Innenmantelfläche der Brandmassen-Beschichtung Nuten ausgebildet werden, in die hinein die Sprengstoffüllung sich dann erstreckt. Das soll nach Maßgabe des Verlaufes jener Nuten zu einer geometrisch definierten Splitter-Zerlegung der Projektil-Hülle führen. Um eine solche Gitter- oder Kanal-Struktur auf der Brandmassen-Innenfläche auszubilden, ist dort die Möglichkeit einer spanabhebenden Bearbeitung angesprochen - jedoch als bevorzugtes Herstellungsverfahren das Eindrücken eines entsprechend profilierten Stempels in den Innenraum angegeben. In beiden Fällen wird übereinstimmend davon ausgegangen, daß die angestrebte Struktur erst auszubilden ist, wenn die Innenmantelfläche der Projektilhülle schon mit der Brandmasse beschichtet ist. Die kanalförmige Gitter-Struktur erstreckt sich dann nur über einen Teil jener Beschichtungs-Stärke.

Daraus resultiert jedoch eine Dämpfung der Bruchbeanspruchung der Hülle beim Explodieren des Sprengstoffes, da dieser nicht unmittelbar, sondern nur über die unter den Nuten verbleibenden Rest-Beschichtungsstärken auf die Projektil-Wandung einwirkt. Eine möglichst definierte Splitter-Struktur der Projektil-Hülle ist aber anzustreben, um beispielsweise brennbare Stoffe hinter der Außenwand eines definierten Zieles optimal bekämpfen zu können, indem mit den Splittern Brandmasse auch noch in den Innenraum des Zielobjektes hinein transportiert wird, um dort sicherer zum Anzünden brennbarer Materialien wie insbesondere von Brennstoff-Vorräten zu führen.

Bei einer undefinierten Splitter-Zerlegung der Projektil-Hülle würde dagegen nur ein relativ geringer Teil der Splitter die optimale Abmessung zum wirksamen Eindringen in das Ziel aufweisen.

Generell ist es bereits aus der DE-PS 8 11 327 bekannt, eine Spreng- und Brandgranate mit einer Ladung aus Zünd- und Brandmasse auszustatten, deren Verbrennung von einer Blaswirkung begleitet wird, also einen Stoff einzusetzen, der unter rascher Verbrennung ein großes Gasvolumen entwickelt. Aspekte einer wirkoptimierten, definierten Splitter-Zerlegung der Projektil-Hülle sind in jener frühen Veröffentlichung jedoch nicht angesprochen. Nach der US-PS 39 81 243 ist vorgesehen, vor der Spitze eines Penetrators eine Brandmasse anzuordnen, die sich längs spiralförmig verlaufender Nuten auch um die Mantelfläche des Penetrators erstreckt, um so teilweise mit dem Penetrator ins Ziel-Innere transportiert werden zu können. Eine Zerlegung in mit Brandmasse beschichtete Splitter oder gar eine definierte Splitterausbildung ist dadurch jedoch nicht erzielbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Maßnahmen dahingehend weiterzubilden, daß eine noch präziser kontruktiv vorgebbare Zerlegung der Projektil-Wandung in rückwärtig mit hoch­ aktiver Brandmasse beschichetete Splitter erzielbar wird, und dafür ein geeignetes Fertigungsverfahren anzugeben; sowie ein Brandwirkungs- Projektil zu schaffen, das eine erhöhte Wirksamkeit infolge definierter Zerlegung in Wandungs-Splitter mit daran haftender hochaktiver Brandmasse erbringt.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei den jeweiligen gattungsbildenden Maßnahmen auch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruches 1, des Anspruches 6 bzw. des Anspruches 7 verwirklicht werden.

Nach dieser Lösung ist ein überaus wirksames Spreng-Brand-Geschoß realisierbar, dessen Hülle sich in hoch-wirksame Splitter relativ gut konstruktiv vorgebbarer Größe und Konfiguration zerlegt, mit fest haftender Brandmassen-Belegung auf der Rückseite der Splitter. Dadurch ist einerseits sichergestellt, daß die Brandmasse auch tat­ sächlich beim Durchschlagen der Ziel-Hülle mit dem Splitter ins Ziel-Innere hinein verbracht wird, also innerhalb der Ziel-Hülle zusätzlich zur kinetischen Energie thermische Energie zur Wirkung bringen kann, während andererseits bei Auswahl einer leicht ent­ zündlichen Brandmasse die Reaktionsgas-Entwicklung an der Splitter-Rück­ seite einem Geschwindigkeits- und damit Energieabbau des Splitters vorbeugt, indem durch die Brandgasbildung bremsende Wirbel- und Unterdruck-Wirkungen an der Splitter-Rückseite unterbunden werden.

Die Ausstattung der Geschoßhüllen-Innenmantelfläche mit der Brand­ masse erfolgt vorzugsweise im Schleuderguß-Beschichtungsverfahren, weil sich dann eine mechanisch besonders stabile, homogene Verbindung zur Geschoß-Wandung und damit später zu den daraus geformten Splittern erzielen läßt, die Brandmasse also beim Splittereinschlag in die Zielstruktur sich nicht löst. Die Geometrie der Splitterbildung wird im wesentlichen durch eine Freisparungs-Gitterstruktur beim Einbringen der Brandmasse auf die Hülsen-Innenmantelfläche bestimmt. Durch die die Brandmassen-Beschichtung in einzelne gegeneinander abgegrenzte Bereiche unterteilende Gitterstruktur ist der Verlauf des Aufreißens des Wandungsmaterials (also der Splitter-Bildung) bestimmt, weil das Material an solchen Übergangsbereichen zwischen unterschiedlichen mechanischen Dämpfungsverhältnissen (dazwischen beschichtetem und nicht beschichtetem Wandungsmaterial) bevorzugt reißt. Über diese Wirkung der Einflußnahme auf die Splitterstruktur hinaus hat die Freisparung einer Gitterstruktur zwischen Beschichtungs­ bereichen den Vorteil, das mit Sprengstoff zu füllende Volumen bei einem Geschoß gegebenen Kalibers (gegenüber einer durchgehenden Innenwandungs-Beschichtung) vergrößern und damit die kinematische Energie der vom Sprengstoff beschleunigten Splitter noch erhöhen zu können.

Das Freisparen der Gitterstruktur erfolgt zweckmäßigerweise im Zuge des Einschleuderns der Brandmasse, nachdem auf die Innenwandungsfläche eine entsprechende Hilfsstoffstruktur, vorzugsweise in Form von Wachs-Rippen, aufgebracht wird. Da ein entsprechendes Wachsrippen-Netz­ werk aber schwierig zerstörungsfrei in den Innenraum eines Projektiles einbringbar und dort festlegbar ist, erfolgt die Ausbildung solcher Netzstruktur zweckmäßigerweise mittels einer achsparallel geteilten und dadurch radial aufspreizbaren bzw. zusammenbewegbaren Matrize mit einer der angestrebten Struktur entsprechenden Nut-Profilierung auf ihrer Oberfläche, in die der Hilfsstoff (etwa das flüssige Wachs) eingebracht wird. Beim radialen Zusammenziehen der Matrize bleibt die dadurch ausgebildete Rippenstruktur auf der Geschoßmantel-Innen­ fläche haften und dient so beim anschließenden Einschleudern der Brandmasse als Kern für das Aussparen der Gitterstruktur in dieser Beschichtung. Gegenüber dem bekannten losen Einsetzen bzw. Einkleben von extern vorgeformten Brandmassenkörpern ergibt sich eine geometrisch besser vorherbestimmbare Konfiguration der Brandmassen-Beschichtung, bei innigerer Verbindung mit dem späteren Splittermaterial als im Falle einer nie dämpfungsfrei realisierbaren Klebeverbindung.

Wenn im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung von einer Brandmasse die Rede ist, dann liegt darin keine Beschränkung auf eine Brandmasse im engeren Sinne, bestehend aus Oxydator und Reduziermittel. Vorzugs­ weise besteht diese eingeschleuderte, also besonders gut haftende, strukturierte Innenbeschischtung mit definiert ausgesparter Gitterstruktur nämlich aus einem sogenannten aktiven Brandmaterial, das im wesentlichen nur aus dem Reduktionsmittel besteht, welches mit den heißen Brennstoffschwaden beim Zünden des Sprengstoffes reagiert und danach die Brandreaktion aufrechterhält, weil die um­ gebende Luft als Oxydator dient. Als solche leicht entzündbare und mit hoher Temperatur abbrennbare aktive Bandmassen eignen sich insbe­ sondere die von der Firma Quantic Industries Inc., San Carlos (Californien/USA) unter den handelsbezeichnungen QAZ/QAT vertriebenen Zirkonium- bzw. Titan-Legierungen; wobei die Verwendung von Titan als Grundmaterial neben der guten Brandwirkung noch den wirtschaftlichen Vorteil aufweist, aus der Schweißelektroden-Restverwertung relativ preiswert und in großer Menge verfügbar zu sein und leicht im Schleuder­ guß verarbeitet werden zu können. Aber auch andere cautonide, also brandaktive Stoffe lassen sich im Rahmen vorliegender Erfindung bevorzugt als Brandmassen-Beschichtung mit vorgegebener Gitterstruktur in das Projektil einschleudern, wie insbesondere die sogenannten Cermischmetalle, ein leicht mit Sauerstoff reagierendes Gemisch von Seltenerdmetallen, wie es wegen seiner leichten Entzündbarkeit und hohen Verbrennungswärme als Grundmaterial für Taschenfeuerzeug-Zünd­ steine verfügbar ist.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammen­ fassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark abstrahiert und nicht maß­ stabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Es zeigt:

Fig. 1 im Axial-Längsschnitt bei perspektivischer Dar­ stellung die Innenansicht eines erfindungsgemäß ausgestatteten Projektiles vor Einbringen der Brand­ masse und des Sprengstoffes,

Fig. 2 in abgebrochener Ansichts-Darstellung eines Axial- Längsschnittes gemäß Fig. 1 das Projektil nach Einbringen der Brandmasse und des Sprengstoffes und

Fig. 3 ein einfaches Ausführungsbeispiel für eine Matrize zum Einbringen einer gitterförmigen Hilfsstruktur auf die Innenmantelfläche des Projektiles vor Appli­ kation der Brandmasse.

Das in der Zeichnung als Realisierungsbeispiel für die erfindungsgemäße Lösung skizzierte Projektil 11 ist, hinsichtlich seiner Außenkontur- Gestaltung, frontseitig mit einer Greifkante 12 ausgestattet, um ein Abgleiten bei schrägem Aufprall auf ein Zielobjekt möglichst zu verhindern. Eine Sollbruchstelle 13 dient der Zerlegung des Pro­ jektils 11 bei schrägem Aufprall auf ein Ziel, damit auch bei tangentialer Ablenkung der Ziel-Oberfläche eine möglichst große Splitterwirkung zur Geltung kommt. Hierfür besteht die Projektil-Wandung 14 vorzugs­ weise aus einem zähen Stahl. Für eine drallstabilisierte Verbringung infolge Abschusses aus einem mit Zügen versehenen Waffenrohr trägt die Außenmantelfläche 15 des Projektiles 11 in bekannter Weise einen Dicht- oder Führungsring 16.

Der Projektil-Innenraum 17 ist mittels eines form- oder kraftschlüssig eingesetzten Bodens 18 heckseitig verschlossen. Der Innenraum 17 ist im übrigen mit Sprengstoff 19 (vgl. Fig. 2) aufgefüllt, mit Ausnahme einzelner gegeneinander abgegrenzter Bereiche 20 auf der Innenmantelfläche 21 der Projektil-Wandung 14, die mit einer hier ganz allgemein sogenannten Brandmasse 22 beschichtet sind. Die kanal­ oder gitterförmige Struktur 23, die auf der Innenmantelfläche 21 die Beschichtungsbereiche 20 voneinander trennt und in die hinein die Füllung des Sprengstoffes 19 sich bis an die Innenmantelfläche 21 heran erstrecken kann, kann grundsätzlich eine beliebige geo­ metrische Form aufweisen; in Fig. 2 und links in Fig. 1 ist eine achsparallel und senkrecht dazu verlaufende Kanalstruktur 23, in Fig. 3 und in Fig. 1 rechts dagegen eine geneigt gegenüber der Quer­ schnittsebene verlaufende Struktur 23 skizziert.

Um diese Abstands- oder Gitterstruktur 23 zwischen den zu beschichtenden Bereiche 20 auf der Wandungs-Innenmantelfläche 21 zu definieren, ist eine achsparallel mehrfach geteilte Matrize, etwa gemäß Fig. 3, vorgesehen, die bei abgenommenem Boden 18 heckseitig in den noch nicht gefüllten Projektil-Innenraum 17 einführbar und mittels eines Spreizwerkzeuges 25, etwa in Form eines leicht konischen axialen Dornes 25.2, radial aufweitbar ist. Mittels eines Eintrieb- oder Drehteiles 25.3 werden die einzelnen Matrizen-Segmente 24.1 also vom Werkzeug-Dorn 25.2 bis zur Anlage ihrer Außenmantelflächen 26 gegen die Projektil-Innenmantelfläche 21 radial voneinander fort verschoben. Je nach dem Muster, gemäß dem später zwischen den Be­ schichtungsbereichen 20 die Gitterstrukturen 23 zur Aufnahme von Sprengstoff 19 freigespart sein sollen, weist die Matrize 24 auf ihrer Außenmantelfläche 26 entsprechende Kanalstrukturen 23 auf. Diese werden nach Abnahme des Eintriebteiles 25.3, bzw. gegebenenfalls durch Speisekanäle 27 hindurch, sodann mit einem Hilfsmittel wie insbesondere Wachs aufgefüllt. Weil wohl die Matrizen-Außenmantel­ fläche 26, nicht aber die Projektil-Innenmantelfläche 21 mit z.B. Keramikstaub als Trennmittel besandet ist, oder der Spreizdorn 25.2 beheizt wird, haftet dieser Hilfsstoff wesentlich besser an der Innenmantelfläche 21 und bleibt somit dort als Gitterstruktur 23 erhalten, wenn nach Entfernung des Spreizdornes 25.2 die Matrizen­ segmente 24.1 mindestens um die Höhe der Kanalstruktur 23 radial nach innen verlagert und dann achsparallel rückwärts aus der Hülse, also aus dem Projektil 11 wieder herausgezogen werden.

Nun kann die Brandmasse (im oben definierten Sinne) in den Projektil- Innenraum 17 eingebracht und, vorzugsweise im Wege des bekannten Schleuderguß-Verfahrens, zwischen der Gitterstruktur 23 auf die Projektil-Innenmantelfläche 21 in sehr guter direkter Verbindung hermetisch fest aufgebracht werden. Wenn danach der Hilfsstoff in Form der Gitterstruktur 23 entfernt (beispielsweise ausgespült oder ausgeschmolzen) wird, bleiben auf der Projektil-Innenmantelfläche 21 die voneinander abgegrenzten Brandmassen-Bereiche 20 zurück. Beim anschließenden Auffüllen, etwa Einschmelzen, des Projektil-Innen­ raumes 17 mit Sprengstoff 19 wird dann auch die freigesparte Gitter­ struktur 23 zwischen den Beschichtungsbereichen 20, also der gesamte Innenraum 17, dort bis hin an die Wandungs-Innenmantelfläche 21, mit Sprengstoff 19 ausgefüllt, um anschließend das Projektil 11 rückwärtig mit dem Boden 18 zu verschließen.

Bei Detonation des Sprengstoffes 19 infolge Zielauf- oder Zielein­ schlages des Projektils 11 treten Bruchrisse 28 vorzugsweise längs des Verlaufes der Gitterstruktur 23 auf der Innenmantelfläche 21 auf, nämlich aufgrund des Dämpfungs-Sprunges zwischen beschichteten Bereichen 20 und unbeschichteten Abstandsstrukturen 23 im Hinblick auf die radial nach außen gerichtete Explosionsdruckwirkung des gezündeten Sprengstoffes 19. Dadurch wird die Projektilhülsen-Wandung 14 in radial beschleunigte Splitter 29 zerlegt, die über die Vorgabe der Gitterstruktur 23 relativ reproduzierbar konstruktiv in ihrer Größe und Verteilung längs der Projektil-Längsachse 30 vorgebbar sind. Infolge der sehr guten, homogenen Innenmantel-Verbindung zwischen den abgeschleuderten Splittern 29 und der rückwärts anhaftenden Brandmassen-Beschichtung 22 wird letztere mitgerissen, also insbesondere auch noch nach dem Splitter-Einschlag in den Innenraum eines Ziel­ objektes mitgeführt. Daraus resultiert dort neben der Gasschlag­ und der Splittereinschlag-Wirkung eine Brandwirkung, etwa zur Ent­ zündung von Munitions- und insbesondere Brennstoffvorräten.

Wenn, wie angestrebt, aufgrund der Materialwahl für die Brandmassen-Be­ schichtung 20 sichergestellt ist, daß deren Entzündung schon mit dem Aufbrechen der Wandung 14 zu den abzuschleudernden Splittern 29 erfolgt, bewirken die von der abbrennenden Beschichtung 22 hervor­ gerufenen Reaktionsgase darüber hinaus eine Verringerung der Bodensog­ wirkung auf die abgeschleuderten Splitter 29 und damit eine höhere kinetische Energie beim Zieleinschlag der Splitter 29 im Vergleich mit Splitterteilen, die unter sonst gleichen Gegebenheiten einem Hecksog ausgesetzt sind.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen eines aus seiner Innenmantelfläche mit einer Brandmasse strukturiert beschichteten Projektils, dessen Sprengstoff-Füllung sich, zu definierter Splitter-Zerlegung seiner Wandung, in die gitterförmige Kanal-Struktur der Brandmasse hinein erstreckt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß zunächst eine segmentierte Matrize in das Projektil eingeführt wird,
• - daß die auf der Matrizen-Oberfläche ausgesparte Struktur mit einem auf der Projektil-Innenmantelfläche haftenden Hilfsstoff gefüllt wird,
• - daß die Matrize bei vermindertem Durchmesser aus der Hilfs­ stoff-Struktur wieder entfernt wird.
• - daß die nicht von der Hilfsstoff-Struktur abgedeckte Projektil- Innenmantelfläche im Schleuderguß mit Brandmasse, die durch die Struktur in gegeneinander abgegrenzte Bereiche unterteilt ist, beschichtet wird,
• - daß die Hilfsstoff-Struktur wieder entfernt wird und
• - daß schließlich das Projektil mit Sprengstoff gefüllt wird, der sich an der von Brandmasse freigesparten Struktur bis zur Innenmantelfläche der Projektil-Wandung erstreckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstoff für die Ausbildung der Gitter-Struktur auf der Projektilwandungs-Innenmantelfläche mittels einer achsparallel geteilten, im Durchmesser veränderbaren Matrize eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Einbringen der Hilfsstoff-Struktur ein nach Einschleudern der Brandmasse wieder ausschmelzbarer Hilfstoff verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Brandmasse ein brandaktiver Stoff mit Titan als Grundmaterial eingeschleudert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Brandmasse ein Cermischmetall eingeschleudert wird.

6. Vorrichtung zum Aufbringen einer Hilfsstoff-Struktur auf die dann mit einer Brandmasse zu beschichtende Innenmantelfläche einer Projektil-Wandung, zum Ausüben der ersten Verfahrensschritte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine achsparallel in den Projektil-Innenraum (17) einführbare Spreiz-Matrize (24) mit radial einstellbaren Segmenten (24.1) vorgesehen ist, auf deren Außenmantelfläche (26) nach Maßgabe der geometrischen Begrenzung von Brandmassen-Beschichtungsbereichen (20) auf der Projektil-Innenmantelfläche (21) eine gitterförmige Kanal-Struktur (23) zur Aufnahme von Hilfsstoff ausgebildet ist.

7. Nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestelltes Brandwirkungs-Projektil (11), dessen Wandungs-Innenmantelfläche (21) mit einer Brandmasse (22) strukturiert beschichtet ist, wobei der in den Innenraum (17) eingefüllte Sprengstoff (19) sich für geometrisch definierte Splitter-Zerlegung der Projektil- Wandung (14) in die kanalförmige Gitter-Struktur (23) hinein­ erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff sich in der Gitter-Struktur (23) bis auf die Wandungs-Innenmantelfläche (21) erstreckt.