DE3839064C1 - Hohlladungs-Projektil - Google Patents

Abstract

Das mit einem Schirm (5) versehene Hohlladungs-Projektil zeichnet sich durch geringen Raumbedarf aus und umfaßt eine zylindrische Hülle (1) mit einer Sprengladung (4), worin ein Hohlraum (2) gebildet ist. Der Schirm (5) verändert die Form der Detonationswelle. Eine Zündvorrichtung ist auf der Innenseite des Schirmes (5) angeordnet und umfaßt im wesentlichen einen Detonator (71), eine Kapazität (75) und eine Knallfunkenstrecke (76).

Description

Die Erfindung betrifft ein Hohlladungs-Projektil mit Spreng­ ladung, metallischer Auskleidung, Zündvorrichtung mit Deto­ nator und Schirm in Form eines detonationswellenumlenkenden Inertkörpers.

Wie aus der DE-AS 12 20 306 bekannt ist, besteht eine Hohl­ ladung im wesentlichen aus einer rotationssymmetrischen Sprengladung, in der ein offener Hohlraum angebracht ist, welcher mit einer metallischen Auskleidung versehen ist, wobei ferner eine Zündvorrichtung vorhanden ist, die gleich­ falls rotationssymmetrisch ausgebildet und angeordnet ist.

Die Detonationswelle der Hohlladung wird durch die Zündvor­ richtung ausgelöst, welche insbesondere einen Detonator um­ faßt, dessen Auslösung von einem Steuersignal abhängt. In bekannter Weise wird die metallische Auskleidung des Hohl­ raumes bei der Detonation gegen die Rotationssymmetrieachse der Hohlladung geschleudert. Daraus ergibt sich einerseits ein Metallstrahl von sehr hoher Geschwindigkeit, der sich auf der Rotationssymmetrieachse der Hohlladung bewegt, und andererseits ein Metallkern, der eine geringere Geschwindig­ keit auf dieser selben Achse aufweist und sich entweder in gleicher Richtung oder in entgegengesetzter Richtung bezüg­ lich des Metallstrahls bewegt. Das Eindringen des Strahls in einen massiven Körper hinterläßt einen Krater von großer Tiefe und relativ kleinem Durchmesser.

Gängige Anwendungen bei Hohlladungen sind hauptsächlich im militärischen Bereich die Durchbrechung von Schutzpanzerungen und im zivilen Bereich die Durchbrechung von geologischen Schichten, beispielsweise bei der Exploration nach Erdöl.

Weiterhin ist es aus der DE 12 20 306 bekannt, zwischen dem Detonator und der Sprengladung einen Schirm anzuordnen, dessen Funktion darin besteht, die Detonationswelle abzulenken und ihr eine torische Form zu verleihen. Auf diese Weise kann durch Veränderung der Form der Welle und des Hohlraumes die Geschwindigkeit des durch die Hohlladung erzeugten Strahls gesteigert werden, und unter anderem kann die Wirkung der Sprengladung gesteigert werden. Die Form des Schirms ist so ausgelegt, daß die Detonationswelle ohne größeren Leistungsverlust abgelenkt wird und der gewünschte Auftreffwinkel dieser Welle auf der metallischen Auskleidung des Hohlraumes erzielt wird. Dies führt aber zu Schirmen von großem Raumbedarf, die eine Länge einnehmen, welche beispielsweise ein Drittel oder ein Viertel der Länge der Sprengladung ausmacht, was zu einem größeren Raumbedarf für die Hohlladung und folglich zu einer verminderten spezifischen Wirkung derselben führt.

Aufgabe der Erfindung ist die Verminderung der Längsaus­ dehnung eines mit Schirm versehenen Hohlladungs-Projektils.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung der Schirm hohl ausgebildet, und wenigstens ein Bestandteil der Zünd­ vorrichtung ist auf der Innenseite des Schirmes angeordnet.

Einzelheiten mehrerer Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Hohlladungs-Projektils mit Schirm von bekannter Art;

Fig. 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hohl­ ladungs-Projektils;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Detonators, der bei dem erfindungsgemäßen Projektil verwendbar ist; und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hohlladungs-Projektils.

In den verschiedenen Figuren sind einander entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.

Die Fig. 1 zeigt also schematisch einen Längsschnitt eines Hohlladungs-Projektils mit Schirm von bekannter Art. Die Hohlladung umfaßt im wesentlichen im Inneren einer zylin­ drischen Hülle 1 eine Sprengladung 4, worin ein offener Hohl­ raum 2 gebildet ist, der mit einer metallischen Auskleidung 3 versehen ist. Die gesamte Einheit ist rotationssymmetrisch um die Längsachse ZZ. Am anderen Ende der Hülle 1 ist ein Gehäu­ se 70 angeordnet, durch welches die Hülle verschlossen wird und welches die Zündvorrichtung für die Ladung 4 enthält. Insbesondere ist ein Detonator 71 gezeigt, der Bestandteil dieser Zündvorrichtung ist und auf der Achse ZZ liegt. Der Ringraum 72 innerhalb des Gehäuses 70 umgibt den Detona­ tor 71. Er kann gegebenenfalls die Komponenten oder Schal­ tungen enthalten, die für die Funktion des Detonators 71 be­ nötigt werden.

Die in Fig. 1 gezeigte Hohlladung umfaßt ferner einen Schirm 5, dessen Rotationssymmetrieachse die Achse ZZ ist, sowie eine Hilfs-Sprengladung 6 zwischen dem Detonator 71, der Haupt-Sprengladung 4 und dem Schirm 5. Die Sprengladungen 4 und 6 bestehen aus vorzugsweise sehr energiereichen sekundä­ ren Explosivstoffen. Sie können von gleicher oder verschie­ dener Zusammensetzung sein. Der Schirm 5 ist beispielsweise durch ein metallisches Teil 51 verstärkt, welches dem Deto­ nator 71 gegenüberliegend angeordnet ist.

Wie oben bereits erwähnt wurde, besteht die Funktion des Schirmes 5 darin, die vom Detonator 71 ausgehende Zündwelle umzulenken, damit ihr eine torische Form verliehen wird, wo­ bei die Form des Schirmes in Abhängigkeit von der Form der Auskleidung 3 so gewählt ist, daß die Detonationswelle ohne wesentliche Leistungsverluste abgelenkt wird und der ge­ wünschte Auftreffwinkel der Welle auf der Auskleidung 3 er­ zielt wird.

Die Fig. 2 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer Aus­ führungsform eines erfindungsgemäßen Hohlladungs-Projektils. In dieser Figur sieht man wieder eine zylindrische Hülle 1, worin eine Sprengladung 4 enthalten ist, in der ein Hohlraum 2 angebracht ist, welcher mit einer metallischen Auskleidung 3 versehen ist. Ferner ist ein Schirm 5 vorhanden. Diese verschiedenen Elemente weisen jeweils beispielshalber die gleiche Form wie in Fig. 1 auf. Gemäß der Erfindung ist aber der Schirm 5 hohl und beispielsweise aus einem plastischen bzw. Plastik-Werkstoff gebildet. Die bei Fig. 1 innerhalb des Gehäuses 70 angeordnete Zündvorrichtung ist ferner hier in dem Schirm 5 angeordnet, so daß sie rotationssymmetrisch ist, während die Hohlladung durch eine einfache Wand 74 ab­ geschlossen ist.

In dem Schirm 5 findet man folglich einen Detonator 71, der beispielsweise der Gattung von Detonatoren angehört, die eine Schicht fortschleudern und in der englischen Sprache unter der Bezeichnung "slapper" bekannt sind. Er ist wie zuvor auf der Achse ZZ der Hohlladung angeordnet, jedoch nach hinten gerichtet (also von dem Hohlraum 2 fortgewandt), beispielsweise innerhalb eines metallischen Teils 77, das dem Teil 51 in Fig. 1 analog ist. Gegenüber dem Detonator 71 ist wie zuvor eine Hilfs-Sprengladung 6 angeordnet. Die durch den Detonator 71 erzeugte Welle wird also anfangs zur Rück­ seite der Hohlladung gerichtet, löst die Hilfssprengladung 6 aus und wird in der gewünschten Weise durch den Schirm 5, der mit der Wand 74 und der Hülle 1 zusammenwirkt, zu der angestrebten (torischen) Gestalt geformt.

Der innerhalb des Schirmes 5 verfügbar bleibende Raum wird ausgenutzt, um den übrigen Teil der Zündvorrichtung unter­ zubringen, nämlich - im Falle eines Detonators vom Typ "slapper" - eine Speicherkapazität, eine Knallfunkenstrecke und gegebenenfalls Schaltungen oder Schaltungsteile, die für die Formung des elektrischen Impulses benötigt werden. Bei­ spielsweise kann der auf der Rotationssymmetrieachse ZZ zwi­ schen dem Detonator 71 und dem Scheitel des Schirmes frei­ bleibende Raum 76 ausgenutzt werden, um die Knallfunken­ strecke unterzubringen, während die Speicherkapazität dann um den Detonator 71 herum in dem in der Figur mit 75 bezeich­ neten Ringraum untergebracht wird. Es ist zu beachten, daß alle Schaltungen oder Teile derselben, die für die Formge­ bung benötigt werden, in einen anderen Teil des Projektils verlagert werden können, während die Kapazität und die Knall­ funkenstrecke vorzugsweise in der Nähe des Detonators ange­ ordnet werden. Es sind auch die elektrischen Ausgangsan­ schlüsse der Zündschaltung in Form eines Verbinders 73 ge­ zeigt.

Eine Zündvorrichtung vom Typ "slapper" benötigt im allgemei­ nen drei elektrische Leiter: zwei für die elektrische Strom­ versorgung und einen für den Feuerbefehl. Die Leiter können von dem Verbinder 73 ausgehend zu einer Metallfolie 82 ge­ führt werden, die an der Grenze zwischen der Hilfs-Sprengla­ dung 6 und der Hauptladung 4 angeordnet ist. Bei der in Fig. 2 gezeigten Variante wird der Zündvorrichtung über einen axialen Leiter 81 ein Referenzpotential zugeführt, welches durch die Hülle 1 gegeben ist und über die Auskleidung 3 vermittelt wird. Dieses Referenzpotential kann nützlich sein, um die Versorgungsspannungen und Steuerspannungen zu filtern, im Hinblick auf einen Schutz gegen elektromagnetische Strah­ lung.

Die Fig. 3 zeigt schematisch eine Schnittansicht einer Aus­ führungsform eines Detonators vom Typ "slapper", also eines Detonators, der eine Schicht abschleudert. Die in Fig. 3 ge­ zeigte Vorrichtung umfaßt einen elektrischen Steuerdraht 10, eine tablettenförmige Scheibe 11 aus dem abzuschleudernden Material, welche auf dem Steuerdraht angeordnet ist, einen mechanischen Einschluß mittels eines Rohres 12, das ein axia­ les Loch 16 aufweist, welches der Scheibe 11 gegenüberliegt, sowie einen Amboß 13.

Der elektrische Steuerdraht 10 besteht aus zwei Leitern, die übereinander angeordnet sind, wobei der obere Leiter in die­ sem Falle das aktive Element bildet und der andere Leiter als Rückführung verwendet wird. Die tablettenförmige Scheibe 11 kann beispielsweise aus Polyester oder Polyimid bestehen. Das Material, aus welchem der Amboß 13 gebildet ist, wird vorzugsweise als Isoliermaterial aus Werkstoffen von hoher mechanischer Impedanz ausgewählt; es handelt sich beispiels­ weise um eine Keramik.

Gegenüber der tablettenförmigen Scheibe 11 ist eine oder sind mehrere Schichten aus pyrotechnischen Verbindungen an­ geordnet: Bei dem in der Figur gezeigten Beispiel sind es zwei Schichten, die mit 17 und 18 bezeichnet sind. Die erste dieser Schichten ist so gewählt, daß sie durch Aufprall der scheine 11 gezündet wird, während die zweite für den ge­ wünschten Endeffekt ausgewählt wird. Die Vorrichtung wird durch ein Gehäuse 19 vervollständigt, welches die pyrotech­ nischen Schichten 17, 18 umschließt, durch einen Gegenamboß 14 auf der Rückseite des Ambosses 13 sowie durch eine Haube 15, die um die Ambosse herumgelegt ist und an dem Gehäuse 19 befestigt wird.

Die Funktion eines solchen Detonators ist folgende: Ein kur­ zer elektrischer Impuls von hoher Leistung wird über den elektrischen Steuerdraht 10 zugeführt und bewirkt, daß die Scheibe 11 gegen die pyrotechnische Schicht 17 geschleudert wird. Durch den Aufprall wird die Schicht 17 gezündet, um ihrerseits die Schicht 18 zu zünden. Die elektrische Energie, die für den Impuls benötigt wird, liefert die dem Detonator zugeordnete Kapazität aufgrund eines Steuerbefehles, der an die Knallfunkenstrecke angelegt wird, welche in den elektri­ schen Stromkreis eingefügt ist, den die Kapazität und der Draht 10 bilden.

Die Verwendung eines solchen Detonators vom Typ "slapper" ist insbesondere mit folgendem doppelten Vorteil verbunden:

• - es wird die mechanische Fehlausrichtung vermieden, die aus Sicherheitsgründen in einer pyrotechnischen Zündkette be­ nötigt wird, die wenigstens einen sogenannten "sensiblen" Sprengstoff umfaßt: ein Detonator vom Typ "slapper" ent­ hält einen solchen Sprengstoff nämlich nicht; die Mecha­ nismen zur Fehlausrichtung benötigen im allgemeinen viel Platz und sind schwierig in der Anwendung;
• - es wird eine abtrennbare Zündschaltung verwendet.

Die Fig. 4 zeigt schematisch einen Längsschnitt einer Aus­ führungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung. In die­ ser Figur findet man wieder eine zylindrische Hülle 1, wel­ che die Sprengladung 4 enthält, worin der Hohlraum 2 gebildet ist, wobei die Sprengladung mit einer metallischen Ausklei­ dung 3 versehen und durch den Schirm 5 abgegrenzt ist. Die verschiedenen Bestandteile dieser Ausführungsvariante besit­ zen Formen, die etwas verschieden von denen der zuvor be­ schriebenen Ausführung sind, insbesondere bezüglich des Hohlraumes 3, der kegelförmig ist.

Bei dieser Ausführungsvariante ist nur ein Bestandteil der Zündvorrichtung, nämlich der Detonator 71, auf der Innensei­ te des Schirmes 5 angeordnet. Die anderen Bestandteile, also hauptsächlich die Kapazität und die Funkenstrecke, sind außerhalb von der Hohlladung angeordnet, in mit 78 und 79 bezeichneten Räumen sowie in einem nicht gezeigten Gehäuse.

Die Stromzuführung zu dem Detonator 71 geschieht beispiels­ weise mittels einer Leiterfolie 83, die an der Grenze zwi­ schen den Sprengladungen 4 und 6 angeordnet ist, sowie über Leiter, die entlang der Hülle 1 angeordnet sind und von de­ nen in der Figur nur der mit 84 bezeichnete zu erkennen ist.

Als weitere Ausführungsvariante ist in Fig. 4 ein Loch 52 gezeigt, welches den Scheitel des Schirmes 5 durchdringt und insbesondere den Durchgang einer elektrischen Verbindung zwischen der Auskleidung 3 und dem Detonator 71 ermöglicht, in analoger Weise zu dem Leiter 81 in Fig. 2.

Claims (4)

1. Hohlladungs-Projektil mit Sprengladung (4), metallischer Auskleidung (3), Zündvorrichtung mit Detonator (71) und Schirm (5) in Form eines detonationswellenlenkenden Inert­ körpers, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm hohl ausge­ bildet ist und daß wenigstens einer der Bestandteile der Zündvorrichtung auf der Innenseite des Schirmes angeordnet ist.

2. Projektil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Innenseite des Schirmes (5) angeordnete Bestandteil der Detonator (71) ist.

3. Projektil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung ferner eine Kapazität und eine Knallfunken­ strecke umfaßt und daß diese beiden Bestandteile auf der Innenseite des Schirmes (5) angeordnet sind.

4. Projektil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detonator (71) eine tablettenförmige Scheibe (11) und eine pyrotechnische Ladung (17) aufweist, die durch Aufprall der Scheibe (11) zündbar ist.