DE4024267C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Penetrator zur Bekämpfung von Zielen mit einer reaktiven Panzerung.

Derartige Penetratoren, die auch als Hyperschallpenetratoren, KE-Penetratoren, Wuchtstäbe oder Pfeilflügelgeschosse bezeichnet werden, besitzen aufgrund ihrer großen kinetischen Energie, die aus ihrer hohen Geschwindigkeit von ca. 2000 m/sec und ihrem relativ großen Gewicht resultiert, sowie aufgrund ihrer Form eine panzerbrechende Durchschlagsleistung.

In neuerer Zeit werden Panzerfahrzeuge jedoch zunehmend mit reaktiven Panzerungen (Applique-Panzerungen) ausgerüstet. Darunter ist eine Sandwich-Anordnung aus einer zwischen zwei Platten aus inertem Material angeordneten Explosivstoff-Schicht zu verstehen, die schräg zur Hauptbedrohungsrichtung am Panzer angeordnet ist. Wenn der Penetrator mit seiner Spitze auf die reaktive Panzerung auftrifft, bringt er die Explosivstoff-Schicht zur Detonation, so daß die im allgemeinen aus Stahl bestehende äußere Platte der Sandwich-Anordnung schräg auf den Penetrator zufliegt, mit ihm kollidiert und ihn in seinem Flugverhalten so beeinträchtigt, daß er die Hauptpanzerung nicht durchdringen kann und vielfach zerbricht.

Aus der EP 01 96 283 B1 geht ein Geschoß mit einer Hohlladung hervor, das eine als Haube ausgebildete Geschoßspitze aufweist. Der vordere Teil der Haube ist dabei besonders spitz und verstärkt ausgebildet und besteht aus einem harten Material. Dadurch soll die reaktive Panzerung durchdrungen werden, ohne daß sie detoniert. An das verstärkte Vorderteil der Haube schließt sich der Aufschlagkontakt zum Zünden der Hohlladung an.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Penetrator hoher Wirksamkeit zur Bekämpfung von Zielen mit einer reaktiven Panzerung bereitzustellen. Dies wird erfindungsgemäß durch den im Anspruch 1 gekennzeichneten Penetrator erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Nach der Erfindung ist also der vordere Teil der Spitze des Penetrators aus deformierbarem, energieabsorbierendem Material hergestellt, wobei die Härte der Spitze nach hinten zunimmt.

Dem liegt folgende Überlegung zugrunde: Die Initiierung des Explosivstoffs der reaktiven Panzerung beim Auftreffen des Penetrators erfolgt in erster Linie nicht durch den Druck, mit dem die Sprengstoffkörner aneinandergepreßt werden, sondern durch die kinetische Energie, mit der die Sprengstoffkörner aufeinanderprallen, wenn der Penetrator auftrifft. Um diese Aufprallenergie zu reduzieren, muß daher der Anstieg des Drucks beim Aufprall des Penetrators herabgesetzt werden, ohne daß der Druck, den der Penetrator auf die Panzerung ausübt, spürbar herabgesetzt wird, da der Druck des Penetrators dafür verantwortlich ist, daß er durch Materialverdrängung die Hauptpanzerung durchdringt.

In Fig. 1 der beigefügten Zeichnung ist anhand eines Diagramms schematisch der Druckanstieg über der Zeit beim Auftreffen eines herkömmlichen Penetrators (Kurve a) und eines erfindungsgemäßen Penetrators (Kurve b) veranschaulicht. In beiden Fällen wird der erforderliche Druck zum Durchdringen der Hauptpanzerung, der im Gigapascal-Bereich liegt, erzielt. Während jedoch bei dem herkömmlichen Penetrator (Kurve a) ein rascher, steiler Druckanstieg erfolgt, der ein Aufeinanderprallen der Sprengstoffkörner der Explosivstoffschicht der reaktiven Panzerung mit entsprechend hoher Energie und damit die Zündung der Explosivstoff-Schicht bewirkt, ist der Druckanstieg beim erfindungsgemäßen Penetrator (Kurve b) so verlangsamt, daß damit eine Initiierung der Explosivstoff-Schicht der reaktiven Panzerung verhindert wird.

D. h., durch die Spitze des erfindungsgemäßen Penetrators wird die reaktive Panzerung "langsam" durchstanzt, ohne ihren Explosivstoff zu initiieren und ohne die kinetische Energie des Penetrators signifikant zu vermindern. Wie überschlägige Berechnungen ergeben haben, reicht ein Verbrauch der Energie des Penetrators durch die Verformungsarbeit der Spitze in einer Größenordnung von 1% aus, um eine Initiierung der reaktiven Panzerung zu vermeiden. Der Penetrator kann daraufhin ungestört in seiner Flugbahn die Hauptpanzerung bzw. das eigentliche Ziel perforieren. Auf diese Weise wird die Schutzwirkung moderner, reaktiver Schutzpanzerungen unterlaufen und damit die uneingeschränkte Wirkung eines Penetrators im Ziel ermöglicht. Damit die Verformungsarbeit groß genug ist, um den Druckanstieg hinreichend herabzusetzen, ist ein entsprechend großes Volumen des deformierbaren, energieabsorbierenden Materials erforderlich. D. h., vorzugsweise füllt das deformierbare, energieabsorbierende Material das Volumen der Spitze zum größten Teil aus.

Das deformierbare, energieabsorbierende Material kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. So kann es beispielsweise aus einem porösen Material bestehen, z. B. einem Hart-Schaumstoff oder einem Sinterstoff aus Metall. Die Verformbarkeit bzw. die Härte des Materials kann dann durch die Porosität eingestellt werden, wobei die Porosität von vorne nach hinten abnimmt. Eine solche Spitze läßt sich beispielsweise aus einem Material herstellen, das durch Schleuderguß gewonnen wird, bei dem die Porosität des Gußmaterials von der Innenwand der Schleuderform radial nach innen zunimmt, wobei die Spitze dann radial in der Schleudertrommel angeordnet ist.

Eine solche kontinuierliche Zunahme der Härte von dem vorderen Ende der Spitze zu deren hinterem Ende hat den Vorteil, daß die in Fig. 1 schematisch dargestellte Kurve b durchlaufen wird, d. h. ohne daß Diskontinuitäten im Druckanstieg auftreten.

Statt dessen kann die Spitze des Penetrators jedoch auch aus mehreren hintereinander angeordneten Scheiben unterschiedlicher Härte bestehen, so daß die Härte vom vorderen Ende zum hinteren Ende diskontinuierlich zunimmt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die einzelnen Scheiben aus einem homogenen Material hergestellt werden können, also beispielsweise jede Scheibe aus einem Material einer anderen Porosität, also die Scheiben relativ einfach herstellbar sind. Diese Ausführungsform ist deshalb beispielsweise für kleinere Stückzahlen geeignet.

Das deformierbare, energieabsorbierende Material wird im allgemeinen durch ein plastisches Material gebildet, das, wie erwähnt, vorzugsweise ein poröses Material ist. Wenn als Spitze eine mit dem plastischen Material gefüllte Haube verwendet wird, kann das Material der Haube beispielsweise eine Gitterstruktur sein, die an den Knotenpunkten des Gitters bei Aufprall des Penetrators auf die reaktive Panzerung bricht und dadurch Energie aufzehrt, oder ein Wellrohr oder dgl. an sich bekannte deformierbare, energieabsorbierende Strukturen.

Das deformierbare, energieabsorbierende Material kann z. B. auch aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff bestehen, und zwar vorzugsweise aus einem Verbundwerkstoff, der ungerichtete Kurzfasern enthält, damit der in Fig. 1 durch die Kurve b dargestellte kontinuierliche Druckanstieg gewahrt ist. Der Penetrator besteht aus einem Material hoher Dichte, beispielsweise aus Wolfram, einer Wolfram-Legierung, Stahl oder abgereichertem Uran oder mit Wolfram-Fasern oder Bor-Fasern verstärktem Material, wie Aluminium, Kupfer, Stahl oder verarmtem Uran.

Durch ein optimales Verhältnis der Länge der Spitze zu deren Durchmesser kann der in Fig. 1 mit der Kurve b dargestellte Verlauf des Druckanstiegs weiter verbessert werden.

Das vordere Teil der Spitze des erfindungsgemäßen Penetrators schiebt also den Explosivstoff in Explosivstoff-Schicht der reaktiven Panzerung sozusagen langsam zur Seite, so daß sie, ohne zu explodieren, durchstanzt wird. Vorzugsweise ist dabei der Penetrator oder Wuchtstab im Abstand von der Spitze angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, daß der Penetrator auf die reaktive Panzerung erst auftrifft, wenn die Explosivstoff-Schicht durch seine Spitze durchstanzt worden ist.

Nachstehend sind zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Penetrators anhand der Fig. 2 und 3 der Zeichnung näher erläutert, welche jeweils einen schematischen Längsschnitt durch den Penetrator wiedergeben.

Gemäß Fig. 2 ist ein Penetrator 1 mit einer Spitze 2 versehen. Der Penetrator 1 besteht aus einem Material hoher Dichte. Die Spitze 2 ist als deformierbares, energieabsorbierendes einstückiges Element ausgebildet, das das gesamte Volumen der Spitze 2 ausfüllt. Das Element kann beispielsweise ein poröses Metallteil sein, wobei die Härte des Metallteils von dem vorderen Ende 3 der Spitze 2 zu dessen hinterem Ende 4 kontinuierlich zunimmt.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 im wesentlichen nur dadurch, daß die Spitze 2′ aus mehreren hintereinander angeordneten Segmenten 5 bis 8 besteht, wobei die Härte der Segmente 5 bis 8 von vorne nach hinten zunimmt. Die Segmente 5 bis 8 sind durch Scheiben 9, 10 und 11 miteinander verbunden, beispielsweise durch Kleben. Ferner ist nach Fig. 3 der Penetrator 1′ im Abstand von der Spitze 2′ angeordnet.

Claims (3)

1. Penetrator zur Bekämpfung von Zielen mit einer reaktiven Panzerung, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Teil (3, 5) der Spitze (2, 2′) des Penetrators aus deformierbarem, energieabsorbierendem Material hergestellt ist und die Härte der Spitze (2, 2′) nach hinten zunimmt, so daß die Spitze des Penetrators die Explosivstoffschicht der reaktiven Panzerung durchdringt, ohne die Explosiv­ stoffschicht zu initiieren.

2. Penetrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte vom vorderen Teil (3) zum hinteren Teil (4) der Spitze (2) kontinuierlich zunimmt.

3. Penetrator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (2, 2′) aus einem porösen Material besteht und die Porosität von vorne nach hinten abnimmt.