DE3934835A1

DE3934835A1 - Hollow charge - with focused detonation wave direction by annular initiation

Info

Publication number: DE3934835A1
Application number: DE19893934835
Authority: DE
Inventors: Hans Spengler; Klaus-Peter Geiss
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1989-10-19
Filing date: 1989-10-19
Publication date: 1991-04-25
Also published as: DE3934835C2

Abstract

A hollow charge has a conical lining (4), an inert element (12) for steering the detonation wave, a plate-shaped transfer charge (6) and a detonator (7) to initiate the latter, preferably by a hemispherical transfer charge (16) producing an annular initiation. The main charge (3) carries the conical lining. ADVANTAGE - This raises the "sting velocity" of the hollow charge. The resulting high-pressure zone (20) acts in the direction of the arrows (21) like a funnel to focus the detonation wave (19') on one point (22), forming a MACH stem (23).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine rotationssymmetrische Hohlladung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a rotationally symmetrical shaped charge according to the generic term of claim 1.

Bei den bekannten rotationssymmerischen Hohlladungen ist der zwischen der Übertragungsladung und der Hauptladung angeordnete Inertkörper zur Detonationswellenlenkung meist als Kalotte oder im Querschnitt als Ogive ausgebildet, wobei die Kalotte bzw. Ogive mit ihrer Basis auf der Übertragungsladung sitzt. Dadurch wird die Hauptladung durch die Übertragungsladung ringförmig initiiert. Die Detonationswelle läuft dann von der ringförmigen Initiierungsstelle der Hauptladung entlang des Inertkörpers zur Auskleidung und trifft auf diese möglichst senkrecht auf, wodurch die Auskleidungspartikel optimal beschleunigt werden. Zwischen der Spitze der Auskleidung und dem Inertkörper schlägt die Detonationswelle zusammen, und zwar unter Bildung einer Hockdruckzone, dem sog. Machstamm. Die Stachelgeschwindigkeit und damit die Durchschlagsleistung der Hohlladung ist dabei um so höher, je größer der Druck in dieser Zone ist.With the well-known rotationally symmetrical shaped charges is the one between the transfer charge and the Main charge arranged inert bodies for Detonation wave guidance mostly as a calotte or in Cross section formed as ogive, with the calotte or ogive with its base on the transfer charge sits. This will cause the main charge through the Transfer charge initiated in a ring. The Detonation wave then runs from the ring-shaped Initiation of the main charge along the Inert body to the lining and meets this as vertically as possible, whereby the Lining particles can be accelerated optimally. Between the tip of the liner and the inert body hits the wave of detonation, under Formation of a high pressure zone, the so-called Mach tribe. The Spike speed and thus the The breakthrough performance of the shaped charge is all the more the higher the pressure in this zone.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Erhöhung des Drucks dieser durch den Inertkörper zur Detonationswellenlenkung gebildeten Hochdruckzone die Durchschlagsleistung einer Hohlladung zu steigern.The object of the invention is to increase the pressure this through the inert body Detonation wave guidance formed the high pressure zone Increase the penetration of a shaped charge.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hohlladung angegeben.This is according to the invention by the in claim 1 specified measures achieved. In the subclaims are advantageous embodiments of the invention Hollow charge specified.

Erfindungsgemäß wird also einerseits die Übertragungsladung ringförmig initiiert und andererseits ein ringförmiger Inertkörper zur Detonationswellenlenkung auf der der ringförmigen Initiierung gegenüberliegenden Seite der Übertragungsladung angeordnet. Dadurch wird sowohl an der Innenseite wie an der Außenseite des ringförmigen Inertkörpers eine Detonationswelle an der Hauptladung initiiert, welche von der Innenseite wie von der Außenseite um den ringförmigen Inertkörper herumläuft und auf der der Auskleidung zugewandten Seite desselben zu einer ringförmigen Hochdruckzone zusammenschlägt. Durch eine entsprechende Geometrie des ringförmigen Inertkörpers zur Detonationswellenlenkung des Durchmessers und Querschnitts des ringförmigen Inertkörpers, der Dicke der Übertragungsladung, des Durchmessers der ringförmigen Initiierung usw., läßt sich erreichen, daß diese ringförmige Hochdruckzone, die sich auf der der Auskleidung zugewandten Seite des ringförmigen Inertkörpers bildet, kegelförmig zur Spitze der Auskleidung hin läuft und dort auf einen Punkt fokussiert wird, wodurch ein außerordentlich hoher Druck entsteht, der zu einer entsprechend hohen Stachelgeschwindigkeit führt. According to the invention, on the one hand Transfer charge initiated in a ring and on the other hand an annular inert body for Detonation wave guidance on that of the ring-shaped Initiation opposite side of the Transfer charge arranged. This will both the inside like the outside of the ring-shaped Inert body a detonation wave at the main charge initiated which from the inside as from the Runs around the outside of the ring-shaped inert body and on the side of the lining facing it collapses into an annular high pressure zone. By a corresponding geometry of the annular Inert body for detonation wave guidance of the Diameter and cross section of the annular Inert body, the thickness of the transfer charge, the Diameter of the ring-shaped initiation, etc., lets achieve that annular high pressure zone, the on the side of the lining facing the lining forms an annular inert body, conical to the tip the lining runs and there to a point is focused, creating an extraordinarily high pressure arises, which leads to a correspondingly high Spike speed leads.

Die Erfindung kann dabei sowohl bei einer Hohlladung mit einer stachelbildenden Auskleidung, also einer Hohlladung im engeren Sinn, wie bei einer projektilbildenden Ladung mit einer entsprechenden Belegung angewendet werden.The invention can both with a shaped charge a spike-forming lining, i.e. one Hollow charge in the narrower sense, like one projectile-forming charge with an appropriate Allocation can be applied.

Durch den außerordentlich hohen Druck der so fokussierten kegelförmigen Hochdruckzone ist es vorteilhaft, die Hohlladungsauskleidung entsprechend auszubilden, z. B. durch Verwendung eines derart hohen Drücken standhaltenden Metalls, wie Tantal, Zirkon oder Wolfram, ggfs. auch in Form einer Bimetallschicht, z. B. aus Tantal und Aluminium, oder wenn z. B. Kupfer oder Stahl als Auskleidungsmaterial verwendet wird, durch eine entsprechend große Dicke der Auskleidung.Due to the extremely high pressure of the so focused conical high pressure zone it is advantageous, the shaped charge lining accordingly train, e.g. B. by using such a high Pressure resistant metal, such as tantalum, zircon or Tungsten, possibly also in the form of a bimetal layer, e.g. B. made of tantalum and aluminum, or if z. B. copper or Steel is used as the lining material by a correspondingly large thickness of the lining.

Bei einer Hohlladung mit stachelbildender Auskleidung ist es ferner von Vorteil, wenn der Punkt, auf den die kegelförmige Hochdruckzone fokussiert wird, im Abstand von der Spitze der Auskleidung, also zwischen der Auskleidung und dem ringförmigen Inertkörper angeordnet ist. Damit wird nämlich von diesem Punkt ein Machstamm sehr hohen Drucks gebildet, der auf die Spitze der Hohlladungsauskleidung zuläuft. Die Strecke, die der Machstamm von diesem Punkt bis zur Auskleidungsspitze zurücklegt, führt im allgemeinen zu einer ungestörteren und damit symmetrischen Stachelausbildung als bei Fokussierung der kegelförmigen Hochdruckzone direkt auf die Auskleidungsspitze oder auf einen vor der Auskleidungsspitze liegenden Punkt, so daß die kegelförmige Hochdruckzone zwischen der Basis und der Spitze der Hohlladungsauskleidung auf diese ringförmig auftrifft. For a shaped charge with a spike-forming lining it is also advantageous if the point to which the cone-shaped high pressure zone is focused at a distance from the top of the liner, i.e. between the Lining and the annular inert body arranged is. From this point on it becomes a power tribe very high pressure formed on the top of the Hollow charge lining runs in. The route that the Mach stem from this point to the lining tip travels generally leads to an undisturbed and thus symmetrical spike formation than at Focus the conical high pressure zone directly on the liner tip or on one in front of the Lining point lying point so that the conical high pressure zone between the base and the Tip of the shaped charge lining on this ring-shaped hits.

Demgegenüber kann bei einer projektilbildenden Ladung die kegelförmige Hochdruckzone auch auf die Spitze oder auf einen vor der Spitze der Belegung liegenden Punkt fokussiert werden, da eine projektilbildende Belegung gegenüber Unsymmetrien weniger empfindlich ist.In contrast, with a projectile-forming charge the conical high pressure zone also on the tip or to a point before the peak of the assignment be focused, since a projectile-forming assignment is less sensitive to asymmetries.

Die Auskleidung bzw. Belegung kann dabei jede herkömmliche Form aufweisen, d. h., beispielsweise kegelförmig, glockenförmig oder halbkugelschalenförmig ausgebildet sein.The lining or occupancy can everyone have a conventional shape, d. i.e., for example conical, bell-shaped or hemispherical be trained.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch und im SchnittThe invention is described in more detail below with reference to the drawing explained. Therein show schematically and in cut

Fig. 1 eine herkömmliche Hohlladung und Fig. 1 shows a conventional shaped charge and

Fig. 2 eine Hohlladung nach einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 is a shaped charge according to an embodiment of the invention.

Gemäß Fig. 1 weist eine herkömmliche rotationssymmetrische Hohlladung mit der Rotationsachse 1 in einer Hülle 2 eine Hauptladung 3 auf, die am vorderen Ende mit einer trichterförmigen Ausnehmung versehen ist, in der eine Auskleidung 4 sitzt, ferner eine kalottenförmige Ausnehmung am rückwärtigen Ende, in der ein Inertkörper 5 zur Detonationswellenlenkung angeordnet ist. An die Hauptladung 3 schließt sich eine plattenförmige Übertragungsladung 6 an, die von einem mittig angeordneten Detonator 7 initiiert wird. Referring to FIG. 1, a conventional rotationally symmetric shaped charge with the rotation axis 1 in a sheath 2, a main charge 3, which is provided at the front end with a funnel-shaped recess, sitting in a liner 4, further comprising a dome-shaped recess at the rear end, in the an inert body 5 for detonation wave guidance is arranged. The main charge 3 is followed by a plate-shaped transfer charge 6 , which is initiated by a centrally arranged detonator 7 .

Die Hauptladung 3 wird damit an dem um die Basis des Inertkörpers 5 verlaufenden Ring 8 initiiert. Die Detonationswellen 9, 9′ werden von dem Ring 8 ausgehend durch den Inertkörper 5 in Richtung der Hohlladungsauskleidung 4 gelenkt, auf die sie annähernd senkrecht auftreffen. Zugleich schlagen sie in dem Bereich 10 unter Bildung einer Hochdruckzone oder eines sog. Machstammes zusammmen, der eine durch den Pfeil 11 dargestellte Resultierende in Richtung der Spitze der Auskleidung 4 bildet, wodurch eine hohe Stachelanfangsgeschwindigkeit erzielt wird.The main charge 3 is thus initiated on the ring 8 running around the base of the inert body 5 . The detonation waves 9 , 9 'are directed from the ring 8 starting from the inert body 5 in the direction of the shaped charge lining 4 , which they meet approximately perpendicularly. At the same time, they strike together in the area 10 to form a high-pressure zone or a so-called mach trunk, which forms a resultant represented by the arrow 11 in the direction of the tip of the lining 4 , as a result of which a high initial spike speed is achieved.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 2, bei der die Rotationsachse der Ladung, die Hauptladung, die Auskleidung, die plattenförmige Übertragungsladung und der Detonator mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind wie in Fig. 1, weist die Hauptladung 3 an ihrer rückwärtigen, von der Auskleidung 4 abgewandten Seite in einer ringförmigen Ausnehmung einen ringförmigen, im Ringquerschnitt halbkreisförmigen Inertkörper 12 zur Detonationswellenlenkung auf, der mit seiner Basis 13 auf der plattenförmigen Übertragungsladung 6 sitzt. Der ringförmige Inertkörper 12 weist dabei von Ringmitte zu Ringmitte einen Durchmesser x auf.In the inventive embodiment of Fig. 2, wherein the rotational axis of the charge, the main charge, the liner, the plate-shaped booster charge and the detonator are denoted by the same reference numerals as in Fig. 1, the main charge 3 at its rear, by the Lining 4 facing away in an annular recess an annular, in the ring cross-section semi-circular inert body 12 for detonation wave guidance, which sits with its base 13 on the plate-shaped transmission charge 6 . The annular inert body 12 has a diameter x from the center of the ring to the center of the ring.

Auf der der Ringöffnung 14 des ringförmigen Inertkörpers 12 gegenüberliegenden Seite der Übertragungsladung 6 ist ein weiterer halbkugelförmiger Inertkörper 15 angeordnet, der gleichfalls mit seiner Basis auf der plattenförmigen Übertragungsladung 6 sitzt. A further hemispherical inert body 15 is arranged on the side of the transfer charge 6 opposite the ring opening 14 of the ring-shaped inert body 12 , which is also seated with its base on the plate-shaped transfer charge 6 .

Den auf der von der Auskleidung 4 abgewandten Seite der plattenförmigen Übertragungsladung 6 angeordneten zweiten Inertkörper 15 umgibt eine zweite halbkugelschalenförmige Übertragungsladung 16, die sich von dem Detonator 7 zur plattenförmigen Übertragungsladung 6 erstreckt.The arranged on the side facing away from the casing 4 side of the plate-shaped transfer charge 6 second inert body 15 surrounding a second hemispherical shell-shaped booster charge 16, which extends from the detonator 7 to the plate-shaped booster charge. 6

Auf diese Weise wird die plattenförmige Übertragungsladung 6 bei 17 ringförmig an der Basis der zweiten, halbkugelschalenförmigen Übertragungsladung 16 initiiert. Die ringförmige Anlagefläche 17 liegt dem ringförmigen Inertkörper 12 gegenüber und weist einen Durchmesser y auf, der größer als der Innendurchmesser des ringförmigen Inertkörpers 12, also größer als der Durchmesser der Ringöffnung 14 ist, jedoch kleiner als der Außendurchmesser des ringförmigen Inertkörpers 12.In this way, the plate-shaped transfer charge 6 is initiated in a ring shape at 17 at the base of the second, hemispherical transfer charge 16 . The ring-shaped contact surface 17 lies opposite the ring-shaped inert body 12 and has a diameter y which is larger than the inside diameter of the ring-shaped inert body 12 , that is to say larger than the diameter of the ring opening 14 , but smaller than the outside diameter of the ring-shaped inert body 12 .

Die Inertkörper 12 und 15 können dabei aus einem für Inertkörper zur Detonationswellenlenkung üblichen Material bestehen, z. B. aus Kunststoff oder Gummi.The inert bodies 12 and 15 can consist of a material customary for inert bodies for detonation wave guidance, for. B. made of plastic or rubber.

Bei der Zündung der Hohlladung läuft die Detonationswelle von der ringförmigen Initiierung 17 in die Übertragungsladung 6 nach innen und nach außen und initiiert damit die Hauptladung 3 sowohl im Bereich der Öffnung 14 des ringförmigen Inertkörpers 1 wie an der Ringfläche 18 um den ringförmigen Inertkörper 12 herum. Dadurch bilden sich ausgehend von der Öffnung 14 und der Ringfläche 18 die Detonationswellen 19 und 19′, die um den ringförmigen Inertkörper 12 herumlaufen und auf dessen der Auskleidung 4 zugewandten Seite zusammenschlagen, so daß eine ringförmige Hochdruckzone 20 auf der der Auskleidung 4 zugewandten Seite des Inertkörpers 12 entsteht. Die Hochdruckzone 20 läuft entsprechend den Pfeilen 21 trichterförmig auf einen Fokus 22 zu, wobei der Trichterwinkel mit α bezeichnet ist. Im Bereich des Fokus 22 bildet sich dann ein Machstamm 23 sehr hohen Drucks aus.When the hollow charge is ignited, the detonation wave runs inward and outward from the ring-shaped initiation 17 into the transfer charge 6 and thus initiates the main charge 3 both in the region of the opening 14 of the ring-shaped inert body 1 and on the ring surface 18 around the ring-shaped inert body 12 . This forms, starting from the opening 14 and the annular surface 18, the detonation waves 19 and 19 ', which run around the annular inert body 12 and collapse on the side facing the lining 4 , so that an annular high pressure zone 20 on the side facing the lining 4 Inert body 12 is formed. The high-pressure zone 20 runs according to the arrows 21 in a funnel shape towards a focus 22 , the funnel angle being designated by α. A power stem 23 of very high pressure then forms in the area of the focus 22 .

Es ist ersichtlich, daß z. B. durch entsprechende Änderung des Durchmessers y der ringförmigen Initiierung 17 gegenüber dem Durchmesser x des ringförmigen Inertkörpers 12 der Fokus 22 und damit die Bildung des Machstamms 23 zur Spitze der Auskleidung 4 hin und von ihr weg verlagert werden kann. Damit sich eine kegelförmige Hochdruckzone entsprechend den Pfeilen 21 ausbilden kann, also die ringförmige Hochdruckzone 20 fokussiert wird, ist es jedoch zumindest im dargestellten Fall erforderlich, daß der Durchmesser x des ringförmigen Inertkörpers 12 etwas größer ist als der Durchmesser y der ringförmigen Initiierung 17 der plattenförmigen Übertragungsladung 6.It can be seen that e.g. B. by changing the diameter y of the ring-shaped initiation 17 relative to the diameter x of the ring-shaped inert body 12, the focus 22 and thus the formation of the power stem 23 can be shifted towards the tip of the lining 4 and away from it. So that a conical high-pressure zone can form according to the arrows 21 , i.e. the annular high-pressure zone 20 is focused, it is necessary, at least in the case shown, that the diameter x of the annular inert body 12 is somewhat larger than the diameter y of the annular initiation 17 of the plate-shaped Transfer charge 6 .

Claims

1. Rotationally symmetrical shaped charge, in which a lining or covering, an inert body for detonation wave guidance, a transfer charge and a detonator for initiating the transfer charge are arranged, characterized in that an annular initiation ( 17 ) of the transfer charge ( 6 ) is provided and the inert body ( 12 ) is designed for detonation wave guidance as the ring opposite the ring-shaped initiation ( 17 ).

2. Hollow charge according to claim 1, characterized in that for the ring-shaped initiation ( 17 ) of the transfer charge ( 6 ) one of the ring opening ( 14 ) of the first inert body ( 12 ) for detonation wave guidance opposite second inert body ( 15 ) for detonation wave guidance between the detonator ( 7 ) and a first transfer charge ( 6 ) is arranged, which surrounds a second transfer charge ( 16 ) extending from the detonator ( 7 ) to the first transfer charge ( 6 ).

3. Hollow charge according to claim 1 or 2, characterized in that the second inert body ( 12 ) for detonation wave guidance is dome-shaped or ogive-shaped in cross section, the base of the dome or ogive facing the transfer charge ( 6 ).

4. Hollow charge according to one of the preceding claims, characterized in that the annular first inert body ( 12 ) for detonation wave guidance in the ring cross section is semicircular or ogive-shaped, with the base of the semicircle or ogive facing the transfer charge ( 6 ).

5. Hollow charge according to one of the preceding claims, characterized in that the average diameter (x) of the first annular inert body ( 12 ) for detonation wave guidance is larger than the diameter (y) of the annular initiation ( 17 ) of the first transfer charge ( 6 ).