DE3834754A1 - Gegen temperaturerhoehung geschuetzte sprengmunition - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Munition, die eine eingeschlos­ sene Sprengladung enthält, insbesondere Bomben. Insbesondere betrifft die Erfindung den Schutz einer solchen Munition ge­ gen eine starke Temperaturerhöhung, wie sie bei einem Brand entstehen kann.

Wenn ein Brand beispielsweise in einem Munitionslager ent­ steht, tritt eine starke Temperaturerhöhung auf, die auf die Munition übergeht. Die in einer Munition enthaltene Spreng­ ladung wird bekanntlich unter der Wärmeeinwirkung zersetzt. Das anfangs feste Material wird nach und nach gasförmig, während die Temperatur und der Innendruck zunehmen, bis zu dem Punkt, an welchem die Ladung explodiert. Die Temperatur, bei welcher die Zersetzung beginnt, und die Temperatur, bei welcher die Detonation auftritt, hängen von den jeweiligen Sprengladungen ab.

Es sind bereits verschiedene Maßnahmen bekannt, um Sprengmu­ nition gegen Brand zu schützen. So ist es bekannt, die Tem­ peraturerhöhung und folglich die Detonation des Sprengstoffs zu verzögern, indem die Munition mit einem Wärmeschutz ver­ sehen wird. Ein solcher Wärmeschutz kann auf der Außenseite oder Innenseite der Munition angebracht werden. Bei Anbrin­ gung auf der Außenseite ist er jedoch für das aerodynamische Verhalten abträglich. Überdies besteht bei Anbringung auf der Außenseite die Gefahr der Beschädigung. Bei Anordnung des Wärmeschutzes auf der Innenseite nimmt dieser ein Volu­ men ein, das sonst für den Sprengstoff zur Verfügung stehen würde, so daß die Munition an Wirksamkeit verliert.

Eine weitere Lösung besteht darin, den Versuch zu unterneh­ men, eine Detonation zu verhindern, indem der Einschluß des Sprengstoffes durchbrochen wird, indem also eine mehr oder weniger große Öffnung des Aufnahmeraumes vorgenommen wird, in welchem sich die Sprengladung befindet. Es sind bereits verschiedene Mittel bekannt, die durch die Temperaturerhö­ hung ausgelöst werden, insbesondere pyrotechnische Mittel, beispielsweise thermisch ausgelöste Zünder usw. Wenn der Einschluß des Sprengstoffes auf diese Weise beispielsweise bei einem Brand durchbrochen wird, so verbrennt die der freien Luft ausgesetzte Oberfläche des Sprengstoffes, und man kann davon ausgehen, daß bei ausreichender Größe der so erfolgten Öffnung die Wahrscheinlichkeit einer Detonation stark vermindert wird. Diese Lösung nimmt jedoch wie die zu­ vor beschriebene Raum im Inneren oder auf der Außenseite der Munition ein. Ferner ist ihre Wirksamkeit ungewiß.

Gegenstand der Erfindung ist eine Sprengmunition, durch wel­ che die oben beschriebenen Schwierigkeiten vermieden werden.

Bei der erfindungsgemäßen Sprengmunition ist das Gehäuse mit einer geschwächten Zone versehen, so daß bei einem Tempera­ turanstieg die Druckzunahme aufgrund der Zersetzung des Sprengstoffs das Freilegen dieser Zone und eine Öffnung des Gehäuses hervorruft, wodurch eine mechanische Öffnung des Einschlusses der Sprengladung erreicht wird. Ferner ist der Sprengstoff so gewählt, daß die Zersetzungs-Detonations-Über­ tragungskinetik ausreichend langsam ist, damit der Öffnungs­ mechanismus über eine ausreichende Zeit vor der Explosion bis zum Wirksamwerden verfügt. Besonders geeignet ist ein Verbundsprengstoff mit flexiblem oder geschmeidigem Binde­ mittel.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfin­ dungsgemäßen Munition;

Fig. 2 bis 7 verschiedene Ausführungsformen der geschwäch­ ten Zone des Gehäuses der Munition.

Einander entsprechende Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Die in Fig. 1 schematisch im Schnitt gezeigte Sprengmunition ist beispielsweise eine Bombe. Sie weist eine Längsachse ZZ auf und besitzt ein Gehäuse oder eine Hülle 10 mit einer darin eingeschlossenen Sprengladung 12. Das Gehäuse ist all­ gemein aerodynamisch geformt und auf der Rückseite beispiels­ weise durch einen Flansch 11 verschlossen.

Gemäß der Erfindung ist das Gehäuse der Munition mit wenig­ stens einer geschwächten Zone versehen, die im folgenden als Sollbruchstelle bezeichnet wird und eine Öffnung des Gehäu­ ses ermöglicht, um den Einschluß des Sprengstoffes bei einer Temperaturerhöhung unter der Wirkung der Druckzunahme zu durchbrechen. Die Zerbrechlichkeit der Sollbruchstelle muß im übrigen kompatibel mit der Strukturfestigkeit sein, die für die Einsatzbedingungen der Munition gefordert wird (Handhabung, Beschleunigung beim Flug, Vibrationsstörungen und Aufprallfestigkeit).

Gemäß der Erfindung handelt es sich weiterhin bei dem Spreng­ stoff 12 um einen solchen, bei dem die Zersetzungs-Detona­ tions-Kinetik, d. h. die zeitliche Entwicklung des Spreng­ stoffes vom Beginn der Zersetzung bis zur Detonation, aus­ reichend langsam ist, damit der Vorgang der Durchbrechung des Einschlusses über ausreichend Zeit verfügt, um im Laufe der Temperaturerhöhung abgewickelt werden zu können. Es handelt sich vorzugsweise um einen Verbundsprengstoff mit flexiblem oder nachgiebigem Binder, beispielsweise Gummi.

Eine erste Ausführungsform des Gehäuses ist in Fig. 2 ge­ zeigt. Sie besteht darin, wenigstens einen Teil des Gehäuses 10 aus einem getrennten Teil herzustellen, beispielsweise den rückwärtigen Teil 13 des Gehäuses. Dieser Teil 13 und der übrige Teil des Gehäuses 10 werden durch Hartlöten zu­ sammengebaut, wobei das verwendete Lot einen Schmelzpunkt besitzt, der niedriger als die Detonationstemperatur des Sprengstoffs ist und vorzugsweise der Temperatur nahekommt, bei welcher die Gasfreisetzung durch Zersetzung der Spreng­ ladung beginnt.

Die Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht einer Zone 2, die in Fig. 1 gestrichelt umrahmt ist. Darin sind das Gehäuse 10 und der rückwärtige Teil 13 dieses selben Gehäuses ersicht­ lich, ebenso wie die Hartlötverbindung 21 zwischen den zwei Teilen.

Wenn ein Sprengstoff der oben angegebenen Art verwendet wird, liegt der Schmelzpunkt des verwendeten Lots beispielsweise zwischen 150 und 180°C.

Unter der Wirkung einer starken Temperaturerhöhung nimmt einerseits die mechanische Festigkeit der Lötstelle ab; an­ dererseits nimmt der Druck im Inneren des Gehäuses 10 zu, bis der Teil 13 sich vom übrigen Teil des Gehäuses löst. Der Sprengstoff 12 kann dann aus dem Gehäuse ausgestoßen werden und ohne Detonation verbrennen.

Bei einer Ausführungsvariante wird das Gehäuse mit mehreren Wärme-Sollbruchstellen der in Fig. 2 gezeigten Art versehen.

Eine zweite Ausführungsform für eine Sollbruchstelle besteht darin, mechanische Vorrichtungen zur Befestigung des Flan­ sches 11 am Gehäuse 10 zu verwenden, welche die Eigenschaft einer thermischen Auslösung besitzen, also ihre Befesti­ gungsfunktion ab einer bestimmten Temperatur verlieren.

In Fig. 3 ist vergrößert eine in Fig. 1 gestrichelt umrande­ te Zone 3 gezeigt, nämlich das hintere Ende des Gehäuses 10, ein Teil des Flansches 11, die Achse 30 eines Bolzens 31 und eine Schraubmutter 32, welche die Befestigung zwischen den Teilen 10 und 11 gewährleisten.

Die Schraubmutter 32 tritt auf der Außenseite des Flansches in Erscheinung; wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann sie einen zentralen Einsatz 33 aufweisen, der aus einem Material be­ steht, welches bei einer zuvor definierten Temperatur schmilzt und worin das Gewinde 34 ausgebildet ist.

Bei einer Ausführungsvariante ist die Schraubmutter 32 mit einer Vorbruchstelle versehen. Ihr Zusammenhalt wird durch einen Ring 35 aus thermoplastischem Material gewährleistet, der oberhalb einer vorbestimmten Temperatur erweicht und den Zusammenhalt nicht mehr gewährleistet. Die Fig. 5a und 5b zeigen die Schraubmutter 32 im Profil und in Schnittansicht, jeweils mit dem Ring 35 und der Achse 30.

Fig. 6 zeigt eine in Fig. 1 gestrichelt umkreiste Zone 6 nach einer weiteren Ausführungsform.

Man erkennt wieder das Gehäuse 10 und den Flansch 11, der bei dieser Ausführungsform eine andere Gestalt aufweist. Das Gehäuse 10 und der Flansch 11 sind durch einen Schraubbolzen 61 mit der Achse 60 aneinander befestigt.

In dem Gehäuse 10 befindet sich ein Einsatz 62, worin das Gewinde für den Schraubbolzen 61 ausgebildet ist; dieser Einsatz ist aus einem Material hergestellt, das bei der zu­ vor definierten Temperatur schmilzt.

Das Verhalten der in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Vorrich­ tungen bei einer starken Temperaturerhöhung ist analog dem der Vorrichtung nach Fig. 2; in einem solchen Falle nimmt also die mechanische Festigkeit des Gehäuses ab, während der Druck im Inneren zunimmt, bis der Flansch abgeworfen und die Sprengladung ausgestoßen wird.

Es sind weitere Befestigungsweisen eines Teiles der Munition möglich, insbesondere die Befestigung des rückseitigen Flan­ sches, sofern eine mechanische Festigkeit erzielt wird, die genau bemessen ist, um den Innendruck auf einen Wert zu be­ grenzen, bei dem noch keine Detonation auftreten kann (bei­ spielsweise 300 Bar).

Die Fig. 7 zeigt eine solche Ausführungsform als vergrößerte Zone 6. Man erkennt wieder das rückwärtige Ende des Gehäuses 10 und den Flansch 11; der Flansch 11 ist nun durch Verstem­ men am Gehäuse 10 befestigt, wobei die durch Verstemmen er­ zielte Einfassung eine mechanische Aufreißfestigkeit auf­ weist, die in der oben beschriebenen Weise bemessen ist.

Bei einer nicht gezeigten Ausführungsvariante besteht eine derartige Befestigung darin, daß der Flansch durch ein Ge­ winde gehalten wird, dessen Scherfestigkeit in gleicher Wei­ se genau bemessen ist.

Bei den verschiedenen beschriebenen Ausführungsformen weist die Sollbruchstelle des Gehäuses eine solche Geometrie auf, daß ein Ausstoßen der Sprengladung möglich ist. Bei anderen Ausführungsformen ist die Geometrie der Sollbruchstelle so ausgelegt, daß eine Öffnung des Gehäuses entsteht, deren Größe nicht ausreicht, um das Ausstoßen der Sprengladung zu ermöglichen.

Claims (9)

1. Munition mit einer Sprengladung, die in einem Gehäuse eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine geschwächte Zone bzw. Sollbruchstelle aufweist, die un­ ter der Wirkung des ansteigenden Innendrucks nachgibt, um eine Öffnung des Gehäuses und eine Freilegung der Sprengla­ dung hervorzurufen, wobei der verwendete Sprengstoff so ge­ wählt ist, daß seine Zersetzungs-Detonations-Kinetik ausrei­ chend langsam ist, um die Freilegung des Sprengstoffes vor seiner Explosion zu ermöglichen.

2. Munition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprengstoff ein Verbundsprengstoff mit flexiblem oder nachgiebigem Bindemittel ist.

3. Munition nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Gummi ist.

4. Munition nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrie der geschwächten Zone bzw. Sollbruchstelle derart ausgelegt ist, daß sie eine Freile­ gung des Sprengstoffes durch Ausstoßen der Sprengladung er­ möglicht.

5. Munition nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle bei Temperaturerhö­ hung nachgibt.

6. Munition nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse wenigstens zwei Teile umfaßt, wovon eines den rückwärtigen Teil der Munition bildet und an dem übrigen Teil des Gehäuses durch Löten mit einem Lot befestigt ist, dessen Schmelztemperatur niedriger als die Temperatur ist, bei welcher der Sprengstoff detoniert.

7. Munition nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse wenigstens zwei Teile umfaßt, wovon eines den rückwärtigen Teil der Munition bildet und an dem übrigen Teil des Gehäuses durch Gewinde-Befestigungsmittel befestigt ist, die wenigstens teilweise bei einer Temperatur schmel­ zen, welche niedriger ist als die Temperatur, bei welcher der Sprengstoff detoniert.

8. Munition nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle des Gehäuses eine mechanische Festigkeit aufweist, die so kalibriert ist, daß der Innendruck auf einen zuvor definierten Wert begrenzt wird.

9. Munition nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse wenigstens zwei Teile umfaßt, wovon eines den rückwärtigen Teil der Munition bildet und an dem übrigen Teil des Gehäuses durch Verstemmen befestigt ist, wobei die Verstemmungslippe eine kalibrierte mechanische Abreißfestig­ keit aufweist.