DE3903096A1 - Gefechtskopf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gefechtskopf für schnell fliegende Flugkörper und Geschosse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige, eine detonationsfähige Aerosolwolke bildende Gefechtsköpfe werden auch als FAE-(Fuel-Air-Ex­ plosive)-Gefechtsköpfe bezeichnet.

Unter einem Aerosol ist dabei eine in einem Gas, insbesondere Luft, verteilte Substanz zu verstehen, die im allgemeinen flüssig ist, jedoch auch fest sein kann. Durch die Detonation der Aerosolwolke wird ein starker Gasschlagimpuls erzeugt. FAE-Gefechtsköpfe werden daher insbesondere gegen druckempfindliche Ziele eingesetzt, beispielsweise gegen Schiffe, da diese im allgemeinen druckempfindliche Decksaufbauten, wie Sensoren und Effektoren aufweisen.

Nach dem Zerlegen des Behälters und dem Zerstäuben der darin enthaltenen Substanz ist zum Aufbau der detonationsfähigen Aerosolwolke eine vorgegebene Zeitspanne im Bereich von z. B. 50 bis 500 ms, typischerweise 200 ms, erforderlich. Demgemäß muß der Zünder so lange in der Aerosolwolke verweilen, bis sich eine detonationsfähige Wolke ausgebildet hat. Wenn die aerosolbildende Substanz aus einem Behälter austritt, der sich bewegt, wird sie praktisch momentan abgebremst. Damit der Zünder aber in Folge seiner Massenträgheit nicht aus der Wolke herausgetragen wird, ehe die Zündung erfolgt, ist vorgeschlagen worden, den Behälter mit dem Zünder vom Gefechtskopf zu trennen und mit einem Fallschirm abzubremsen, bevor die aerosolbildende Substanz verteilt wird (US-PS 39 40 443). Der Behälter enthält dabei außer der aerosolbildenden Substanz eine zentral angeordnete Sprengladung für die Zerlegung des Behälters und die Verteilung der Substanz. Außerdem enthält er zwei sich gegenüberliegend angeordnete Initialladungen, deren Sprengkörper über eine pyrotechnische Verzögerungsladung mittels der zentralen Sprengladung auslösbar sind. Um eine größere Fläche zu bedecken, werden nach der US-PS 39 40 443 mehrere derartige Aerosol-Behälter in vorgegebenen zeitlichen Abständen nacheinander ausgestoßen. Beispielsweise mittels eines Abstandszünders wird in vorgegebener Höhe über dem Geländeboden die zentrale Sprengladung gezündet, dadurch die Aerosol-Behälter zerstört und das in diesen befindliche aerosolbildende Gas verteilt. Gleichzeitig damit werden die beiden Initialladungen zusammen mit den angezündeten Verzögerungsladungen seitlich weggeschleudert und nach Ablauf der jeweiligen Verzögerungszeit ausgelöst und damit die Detonation der Aerosolwolke an verschiedenen Punkten eingeleitet.

Nachteilig bei dem bekannten Gefechtskopf ist insbesondere, daß sich sehr schnell, insbesondere mit Überschall, fliegende Gefechtsköpfe und damit Behälter mit einem Fallschirm nicht, jedenfalls nur mit sehr großem Aufwand abbremsen lassen.

Aus der DE-OS 27 19 977 ist es bekannt, einem FAE-Gefechtskopf ein übliches Geschoß mit dem Zunder hinterher zu schießen. In der Praxis ist es jedoch kaum möglich, die Aerosolwolke präzise zeitlich verzögert mit dem den Zünder aufweisenden Geschoß zu treffen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen FAE-Gefechtskopf mit einwandfreier Detonationsauslösung für sehr schnell fliegende Flugkörper und Geschosse bereitzustellen.

Dies wird erfindungsgemäß mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten FAE-Gefechtskopf erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Erfindungsgemäß wird also bei einem FAE-Gefechtskopf, der an den Detonationsort durch einen sehr schnell, beispielsweise mit Überschall, fliegenden Flugkörper verbracht wird, ein Verbleib des Zünders in der sich bildenden Aerosolwolke erreicht, indem im Behälter mit der aerosolbildenden Substanz ein Ausstoßrohr vorgesehen ist, durch das der Zünder rückwärts, also entgegen der Flugrichtung des Gefechtskopfes bzw. Behälters ausgestoßen wird, und zwar unmittelbar vor Zerlegung des Behälters zum Zerstäuben der aerosolbildenden Substanz, und mit einer Endgeschwindigkeit, die die Fluggeschwindigkeit des Gefechtskopfes bzw. Behälters nach Richtung und Größe gerade kompensiert.

Dadurch wird die Fluggeschwindigkeit des Zünders am Ziel gegenüber der Umgebungsluft praktisch so klein, daß er nicht mehr aus der detonationsfähigen Wolke herausgetragen wird. D.h., beispielsweise bei Ausbildung einer detonationsfähigen Aerosolwolke mit einem Radius von 5 bis 20 m und einer Aufbauzeit der Aerosolwolke von 200 ms muß die Fluggeschwindigkeit des Zünders gegenüber der Umgebungsluft soweit abgebremst werden, daß sie nicht mehr als ca. 10 ms beträgt. Die Fallstrecke des Zünders beträgt in 200 ms lediglich ca. 0,2 m und kann gegenüber dem Radius der Aerosolwolke daher vernachlässigt werden.

Das Zünderausstoßrohr ist vorzugsweise koaxial zur Behälterlängsachse angeordnet. Die Zerlegung des die aerosolbildende Substanz enthaltenden Behälters erfolgt dabei vorzugsweise durch die Treibladung zum Ausstoß des Zünders aus dem Ausstoßrohr. D.h., der Behälter wird durch den Druckstoß der Treibgase der Ausstoßladung für den Zünder zerlegt. Auch kann die Zerlegung des die aerosolbildende Substanz enthaltenden Behälters durch eine separate Zerlegerladung erfolgen oder durch eine separate Zerlegerladung unterstützt werden, die unmittelbar nach dem Ausstoß des Zünders gezündet wird.

Nicht nur um einen größeren Schadensbereich zu bewirken, werden erfindungsgemäß vorzugsweise mehrere Behälter mit aerosolbildender Substanz quer zur Flugrichtung, also seitlich und voneinander weg aus dem Gefechtskopf ausgestoßen. Zum einen können nämlich dadurch auch die Zünder nach rückwärts ungehindert ausgestoßen werden, d. h., sie werden, wenn beispielsweise der Flugkörper eine Rakete ist, nicht durch das Raketentriebwerk am Ausstoß nach rückwärts gehindert. Vor allem aber besteht bei einer Rakete die Gefahr, daß die Bildung der Aerosolwolke durch das brennende Raketentriebwerk gefährdet wird, d.h. die Aerosolwolke durch das brennende Triebwerk vor ihrer Detonationsfähigkeit angezündet wird, so daß sie langsam und damit im wesentlichen wirkungslos abbrennt.

Durch das seitliche Ausstoßen der Aerosol-Behälter samt Zünder werden die Aerosolwolken jedoch mit großem seitlichem Abstand zur Flugbahn der Rakete gebildet, so daß das brennende Raketentriebwerk die Ausbildung der Aerosolwolken nicht gefährden kann.

Das seitliche Ausstoßen der Aerosol-Behälter erfolgt durch eine Ladung, die beispielsweise durch einen Annäherungszünder gezündet wird. Die Aerosol-Behälter müssen dabei so gestaltet sein, daß sie in ihrer Ausstoßposition weiterfliegen, also mit zur Flugbahn des Flugkörpers etwa parallel versetzter Längsachse. Dies läßt sich durch bekannte aerodynamische Maßnahmen erreichen, beispielsweise durch Anordnung des aerodynamischen Schwerpunkts der Aerosol-Behälter hinter deren Massenschwerpunkt.

Die Stärke der Ladung zum seitlichen Ausstoß der Aerosol-Behälter und die Annäherungszündung müssen so aufeinander abgestellt sein, daß am Zielort die Behälter einen optimalen Abstand voneinander aufweisen, also z. B. von der Flugbahn der Rakete so weit seitlich versetzt sind, daß die Aerosolwolken nicht durch das brennende Raketentriebwerk gefährdet werden und dabei selbstverständlich optimal im Hinblick auf die Schadenswirkung der Aerosolwolkendetonation bezüglich des Zieles.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Darin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Aerosol-Behälter;

Fig. 2 und 3 den Aerosol-Behälter nach Fig. 1 beim Ausstoß des Zünders bzw. bei der Zerlegung und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Angriffs eines erfindungsgemäßen Gefechtskopfes auf ein Ziel.

Gemäß Fig. 1 ist in einem sich nach vorn zu einer Spitze verjüngenden zylindrischen Behälter 1 konzentrisch zu dessen Längsachse 2 ein Ausstoßrohr 3 vorgesehen. In dem Ausstoßrohr 3, das ein nach hinten offenes Ende aufweist, ist ein ausstoßbarer Zünder 4 und zwischen dem Zünder 4 und dem geschlossenen vorderen Rohrende eine Treibladung 5 zum Zünderausstoß angeordnet. Der Behälter 1 ist mit einer aerosolbildenden Substanz 6, beispielsweise einem verflüssigten Gas gefüllt. An der Außenseite des Ausstoßrohres 3 ist ein Gasgenerator 7 angeordnet. Das Ausstoßrohr 3 endet innerhalb des Behälters 1, so daß sich auch an ihrem rückwärtigen Ende aerosolbildende Substanz 6 befindet.

In Fig. 1 ist zugleich der Zustand des Behälters 1 im Anflug auf ein Ziel dargestellt, wobei sich der Behälter 1 im wesentlichen in Richtung seiner Längsachse 2 fortbewegt.

Gemäß Fig. 2 wird nach dem Zünden der Ausstoßladung 5 der Zünder 4 nach rückwärts, also entgegen der Flugrichtung des Behälters 1 ausgestoßen und damit gegenüber der Umgebungsluft abgebremst. Durch den Druckstoß, den die Treibgase 8 in dem Ausstoßrohr 3 auf die aerosolbildende Substanz 6 und damit auf den Behälter 1 ausüben, wenn der Zünder 4 das Ausstoßrohr 3 verläßt, wird der Behälter 1 stark deformiert und damit zerlegt. Zugleich wird der Gasgenerator 7 gezündet und damit die Substanz 6 zerstäubt (Fig. 3). Die zerstäubte Substanz 9 wird praktisch momentan abgebremst und bleibt wie der Zünder 4 über dem Ziel stehen.

In Fig. 4 ist eine Rakete 10 gezeigt, die sich einem Ziel, nämlich einem Schiff 11, nähert.

Dabei stellt A die Anflugphase der Rakete 10 dar und B die Phase, in der der Gefechtskopf 12 in die Gefechtskopfspitze 13 und die beiden Aerosol-Behälter 1, 1′ zerlegt wird, wobei die beiden Aerosol-Behälter 1, 1′ seitlich aus dem Gefechtskopf 12 ausgestoßen werden. Nach dem Anflug der beiden Aerosol-Behälter 1, 1′ in der Phase C auf das Ziel 11 erfolgt in der Phase D die Detonation der beiden gebildeten Aerosolwolken 14 und 15, wobei die Rakete 10 in der Phase C der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.

Die Gefechtskopfzerlegung mit seitlichem Ausstoß der beiden Behälter 1, 1′ in der Phase B erfolgt durch einen elektronisch angesteuerten Annäherungszünder. Wenn sich die Behälter 1, 1′ über dem Schiffsziel 11 befinden, werden gemäß Fig. 2 und 3 die jeweiligen Zünder 4 nach rückwärts aus dem Ausstoßrohr 3 mit einer Geschwindigkeit ausgestoßen, daß sie über dem Schiff 11 "stehenbleiben". Die Treibladung 5 zum Zünderausstoß wird dabei durch ein Zeitwerk gezündet, welches bei Gefechtskopfzerlegung initiiert wird. Das Zeitwerk ist vorzugsweise so ausgelegt, daß die Position und Größe des Zieles 11 berücksichtigt wird.

Gemäß Fig. 4 ist die Rakete 10 in dem Zeitpunkt, in dem die Aerosolwolken 14, 15 über dem Schiff gebildet werden, über das Schiff 11 hinausgeflogen, so daß die Bildung der Aerosolwolken 14, 15 durch das brennende Triebwerk 16 der Rakete 10 nicht gefährdet wird.

Sollte die Zeitdifferenz zwischen dem Zünderausstoß und Bildung der Wolken 14, 15 oder auch die Ortsdifferenz zwischen der Mitte der Wolken 14, 15 und dem Ort der Zündung durch den jeweiligen Zünder 4 nach der vorgegebenen Aufbauzeit detonationsfähiger Aerosolwolken 14, 15 von z. B. 200 ms größer als der Durchmesser der Aerosolwolken 14, 15 werden, so muß die Ausstoßgeschwindigkeit der Zünder 4 aus dem Ausstoßrohr 3 soweit vermindert werden, daß jeder Zünder 4 eine solche Restgeschwindigkeit gegenüber dem Ziel 11 besitzt, die ihn praktisch in die Mitte der Aerosolwolke 14 bzw. 15 trägt.

Nach der vorgegebenen Aufbauzeit der im Falle eines Schiffszieles 11 seitlich versetzten Wolken 14 und 15 werden die jeweiligen Zünder 4 mit entsprechender Zeitvorgabe angesteuert, um die dann detonationsfähigen Aerosolwolken 14 und 15 zur Detonation zu bringen.

Für den Fall, daß der Flugkörper bzw. die Rakete 10 das Schiffsziel nicht, wie in Fig. 4 dargestellt, im wesentlichen seitlich anfliegt, sondern von vorn oder achtern, ist vorzugsweise ein Suchkopf vorgesehen, der die Lage des Schiffszieles 11 gegenüber der Flugbahn bestimmt und die Annäherungszündung zum Zerlegen des Gefechtskopfes 12, also die Phase B gemäß Fig. 4 entsprechend später einleitet, so daß der Abstand der Aerosolwolken 14 und 15 voneinander kleiner wird und dennoch die Wolken 14, 15 mit optimalem Abstand neben dem Schiff 11 detonieren.

Claims (6)

1. Gefechtskopf fur Flugkörper und Geschosse, mit wenigstens einem Behälter, der eine zu einer detonationsfähigen Aerosolwolke zerstäubbare Substanz enthält, einer Ladung zum Zerlegen des Behälters und zum Zerstäuben der Substanz und einem Zünder, der die Aerosolwolke nach einer vorgegebenen Aufbauzeit zündet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausstoßrohr (3) vorgesehen ist, durch das der Zünder (4) zum Zünden der Aerosolwolke (14, 15) mit einer Treibladung (5) entgegen der Flugrichtung des Behälters (1, 1′) mit einer dessen Fluggeschwindigkeit kompensierenden Geschwindigkeit ausstoßbar ist.

2. Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstoßrohr (3) für den Zünder (4) im Inneren des Behälters (1, 1,) angeordnet ist.

3. Gefechtskopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladung zum Zerlegen des Behälters (1, 1′) durch die Treibladung (5) zum Ausstoß des Zünders (4) aus dem Ausstoßrohr (3) gebildet wird.

4. Gefechtskopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere für Flugkörper mit brennenden Triebwerken, wie Raketen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ladung zum seitlichen Ausstoß des Behälters (1, 1′) aus dem Gefechtskopf (12) vorgesehen ist.

5. Gefechtskopf nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch mehrere seitlich und voneinander weg aus dem Gefechtskopf (12) ausstoßbare Behälter (1, 1′) .

6. Gefechtskopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Annäherungszünder für den seitlichen Ausstoß des oder der Behälter (1, 1′), einschließlich Zünder (4) aus dem Gefechtskopf (12) vorgesehen ist.