DE4119586C2 - Hohlladung - Google Patents

Description

Bei den bekannten Hohlladungen ist der zwischen der Übertragungsladung und der Hohlladungsauskleidung angeordnete Inertstoffkörper 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. Durch seine Geometrie lenkt der Körper die Detonationswelle von der ringförmigen Initiierungsstelle der Hauptladung so zur Auskleidung, daß sie auf diese möglichst senkrecht auftrifft, wodurch die Auskleidungspartikel optimal beschleunigt werden.

Um die durch den Inertstoffkörper sich fortpflanzende Stoßwelle nicht früher an einem Punkt an der Außenoberfläche des Inertstoffkörpers ankommen zu lassen als die Detonationswelle, die im Sprengstoff den Inertstoffkörper umläuft, bestehen die bekannten Inertstoffkörper zur Detonationswellenlenkung aus einem Material mit geringem spezifischen Gewicht, beispielsweise Kunststoff, Schaumstoff oder dgl.

Damit die Detonationswelle in der angegebenen Weise auf die Auskleidung auftrifft und die Geschwindigkeit der sich im Inertstoffkörper fortpflanzenden Stoßwelle entsprechend reduziert wird, müssen bestimmte Längen- und Durchmesserverhältnisse beachtet werden. Dazu gehören ein bestimmtes Verhältnis der Axiallänge des Inertstoffkörpers zu dessen Durchmesser und ein bestimmter Abstand zwischen dem Inertstoffkörper und der Spitze der Auskleidung. Dies wiederum bedingt jedoch bei vorgegebenem Durchmesser der Hohlladung eine bestimmte Baulänge. Bei neueren Gefechtsköpfen besteht jedoch aus ballistischen und anderen Gründen ein erhebliches Interesse, die Baulänge der Hohlladung zu reduzieren.

Zur Verringerung der Baulänge ist nach der EP 0 254 800 A1 als Detonationswellenlenkung ein Schichtkörper vorgesehen, der aus mehreren Werkstoffschichten unterschiedlicher Kompressibilität besteht, z. B. aus Metall und Kunststoff. Versuche haben jedoch gezeigt, daß Hohlladungen, die einen solchen Schichtkörper zur Detonationswellenlenkung besitzen, keine reproduzierbare Leistung aufweisen.

Aus der EP 0 091 860 A1 ist eine Hohlladung mit einer konisch- zylindrischen Übertragungsladung bekannt, in die ein entsprechend ausgebildeter Körper zur Detonationswellenlenkung eingesetzt ist. Um die Detonationswelle in der Übertragungsladung radial zur ringförmigen Berührungsfläche mit der Hauptladung zu lenken, ist in die Detonationswellenlenkung übertragungsladungsseitig eine Metallscheibe eingebettet und ein Luftspalt zwischen der Detonationswellenlenkung und der Übertragungsladung vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hohlladung mit hoher reproduzierbarer Leistung und geringer Baulänge bereitzustellen.

Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 angegebenen Hohlladung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Hohlladung wiedergegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Hohlladung besteht die Detonationswellenlenkung also einerseits aus einem durch seine Geometrie detonationswellenlenkenden Körper und andererseits einem darin eingebetteten initiierungstoßdämpfenden Schichtkörper aus mehreren Werkstoffschichten unterschiedlicher Kompressibilität.

Während mit einer Detonationswellenlenkung, die nur aus dem Schichtkörper besteht, keine reproduzierbaren Leistungen erhalten werden können, führt die erfindungsgemäße Einbettung des Schichtkörpers in einen durch seine Geometrie detonationswellenlenkenden Körper zu einer Hohlladung mit einer reproduzierbaren hohen Leistung. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß bei einer Detonationswellenlenkung, die nur aus dem Schichtkörper besteht, Durchbrüche der Detonationswelle in radialer Richtung in den Sprengstoff auftreten können, die die an der Detonationswellenlenkung vorbeilaufende Detonationswelle stören. Auch dürfte es, wenn der Schichtkörper den Sprengstoff direkt berührt, zur Detonation der Sprengladung an der Grenzfläche kommen.

Daß durch die erfindungsgemäße Einbettung des Schichtkörpers in den durch seine Geometrie detonationswellenlenkenden Körper diese Probleme beseitigt werden, dürfte darauf zurückzuführen sein, daß der detonationswellenlenkende Körper bei einem radialen Durchbruch der Detonationswelle aus dem Schichtkörper die durchgebrochene Detonationswelle absorbiert. Auch verhindert der detonationswellenlenkende Körper eine direkte Berührung des Schichtkörpers mit der Sprengladung.

Die Werkstoffschichten kleiner Kompressibilität des Schichtkörpers bestehen vorzugsweise aus einem harten Metall, insbesondere einem Metall relativ hoher Dichte, wie Stahl, Wolfram oder dgl., während die Werkstoffschichten großer Kompressibilität vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, wie Polytetrafluorethylen, Gummi oder einem relativ weichen Metall bestehen.

Damit wird mit einer relativ geringen Höhe des Stapels eine starke Dämpfung der Stoßwelle erreicht, d. h. sichergestellt, daß die Stoßwelle keine Leistungsstörung der Hohlladung bewirkt. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß die jeweils zwischen zwei nicht komprimierbaren Metallschichten angeordneten komprimierbaren Kunststoffschichten durch plastische Verformung die Energie der Stoßwelle absorbieren.

Die Dicke der einzelnen Werkstoffschichten beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 mm, insbesondere 1 bis 2 mm. Im allgemeinen werden dünnere Schichten relativ stärker plastisch verformt als dicke. Andererseits ist der Herstellungsaufwand bei dünnen Schichten durch die insgesamt größere Anzahl der Schichten zur Erzielung des gleichen Dämpfungseffekts größer. Das Verhältnis der Dicke der Werkstoffschichten zum Durchmesser der Übertragungsladung betragt vorzugsweise etwa 1 : 4 bis 1 : 40, insbesondere 1 : 10 bis 1 : 30.

Die Stoßwelle geht von der Initiierungsstelle der Übertragungsladung aus. D. h., wenn die initiierungsstelle zum Initiieren der Übertragungsladung einen relativ kleinen Durchmesser aufweist, kann auch der Durchmesser der Schichten kleiner sein als bei einer Initiierungsstelle großen Durchmessers. Ferner kann der Durchmesser der Schichten bei einer relativ großen Stapelhöhe kleiner gewählt werden als bei einer geringen Höhe des Stapels. Der maximale Durchmesser der Schichten liegt bei etwa 0,9, vorzugsweise 0,8, bezogen auf den Durchmesser der Übertragungsladung, d. h. er entspricht dem eines herkömmlichen, beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Inertstoffkörpers zur Detonationswellenlenkung. Der Durchmesser der Werkstoffschichten sollte mindestens das 0,2-fache des Durchmessers der Übertragungsladung betragen.

Einen derart großen, jedenfalls einen größeren Durchmesser als die übrigen Schichten weist vorzugsweise die erste, also die an der Übertragungsladung anliegende Metallscheibe auf. Diese Metallscheibe bewirkt nämlich zugleich eine Verdämmung der sich in der Übertragungsladung fortpflanzenden Detonationswelle, mit der Folge, daß die Übertragungsladung damit eine kleinere kritische Schichtdicke aufweisen, also dünner ausgebildet werden kann, wodurch die Baulänge der Hohlladung weiter reduziert wird.

Eine besonders dünne Ausbildung der plattenförmigen Übertragungsladung ist dann erreichbar, wenn die Abdeckplatte, die die Hohlladung nach hinten abschließt, also auf der Detonationswellenlenkung abgewandten Stirnseite der Übertragungsladung angeordnet ist, ebenfalls aus einem Material geringer Kompressibilität, also insbesondere aus Metall besteht, und damit eine großflächige Verdämmung bewirkt.

Der durch seine Geometrie detonationswellenlenkende Körper weist eine entsprechende Kontur auf, ist also z. B. kalotten- oder ogivenförmig ausgebildet.

Durch die Erfindung werden die drei Hauptforderungen neuerer Hohlladungen, nämlich kurze Bauweise, geringe Masse und große Leistung, optimal erfüllt.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hohlladung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 den hinteren Teil einer Hohlladung im Längsschnitt;

Fig. 2 und 3 jeweils eine andere Ausführungsform einer Hohlladung im Längsschnitt; und

Fig. 4 den hinteren Teil einer Variante der Hohlladung nach Fig. 3 im Längsschnitt.

Gemäß Fig. 1 ist in der Hülle 1 einer rotationssymmetrischen Hohlladung mit der Längs- bzw. Rotationsachse 2 eine Hauptladung 3 angeordnet, die am vorderen Ende mit einer trichterförmigen Ausnehmung versehen ist, in der eine Hohlladungsauskleidung 4 sitzt.

Am rückwärtigen Ende weist die Hauptladung 3 eine kalottenförmige Ausnehmung 5 auf. Mit ihrer ebenen Ringfläche 6 um die kalottenförmige Ausnehmung 5 steht die Hauptladung 3 in Kontakt mit einer plattenförmigen Übertragungsladung 7 gleichen Durchmessers. Durch einen Abschlußdeckel 8 wird die Hohlladung nach hinten geschlossen. Der Abschlußdeckel 8 ist mit einer zentralen Bohrung 9 versehen, in der ein Verstärkerladungspreßling 10 sitzt. Um eine möglichst punktförmige Initiierung der Übertragungsladung 7 in der Rotationsachse 2 zu erreichen, ragt die Übertragungsladung 7 mit einer Spitze in eine entsprechende konische Ausnehmung des Preßlings 10. Mit dem Pfeil 11 ist die Initiierungseinleitung veranschaulicht.

In der kalottenförmigen Ausnehmung 5 an der der Übertragungsladung 7 zugewandten Seite der Hauptladung 3 sind zwei Inertstoffkörper 12 und 13 angeordnet.

Der erste Inertstoffkörper 12 ist ein initiierungsstoßdämpfender Schichtkörper aus aufeinandergestapelten Werkstoffschichten 14 bis 19, die als sich radial erstreckende Scheiben ausgebildet sind. Er ist in einer an den Stapel angepaßten Ausnehmung am rückwärtigen Ende, also in der der Übertragungsladung 7 zugewandten Stirnseite des zweiten Inertstoffkörpers 13 angeordnet. Der zweite Inertstoffkörper 13 ist ein durch seine Geometrie detonationswellenlenkender Körper und weist, abgesehen von der Ausnehmung zur Aufnahme des ersten Inertstoffkörpers 12, eine der kalottenförmigen Ausnehmung 5 entsprechende Form auf und besteht aus einem Material geringer Dichte, beispielsweise Polyurethanschaumstoff.

Die Schichten 14 bis 19, die, wie alle anderen Teile der rotationssymmetrischen Hohlladung, koaxial angeordnet sind, weisen eine unterschiedliche Kompressibilität auf. D. h., die von der Initiierungseinleitung 11 aus gesehene erste Schicht 14 besteht aus Metall, die Schichten 15, 17 und 19 ebenfalls, während die zwischen den Metallschichten 15 und 17 bzw. 17 und 19 angeordneten Schichten 16 und 18 aus Polytetrafluorethylen bestehen.

Die erste Metallschicht 14, die einen relativ großen, d. h. nahezu dem Durchmesser der Basis des zweiten Inertstoffkörpers 13 entsprechenden Durchmesser aufweist, liegt großflächig an der Übertragungsladung 7 an. Demgegenüber ist der Durchmesser der übrigen Schichten 15 bis 19 nur etwa halb so groß wie der Durchmesser der Basis des zweiten Inertstoffkörpers 13. Auch ist die erste Metallschicht 14 dicker ausgebildet, als die übrigen Scheiben 15 bis 19. Dadurch bildet die erste Metallschicht 14 eine Verdämmung für die durch die Übertragungsladung 7 von dem Preßling 10 zur ringförmigen Initiierungsstelle 6 der Hauptladung 3 laufende Detonationswelle. Diese Verdämmung wird noch verstärkt, wenn auch die Abdeckplatte 8 aus Metall besteht.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Übertragungsladung 7 platten- oder scheibenförmig ausgebildet.

Demgegenüber weist die Übertragungsladung 7 bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 bis 4 eine von einer Platte abweichende Geometrie auf, d. h. eine Dom- oder Topfform (Fig. 2), eine Kegelform (Fig. 3) bzw. eine Halbkugelschalen- oder Kalottenform (Fig. 4).

Dabei ist nach Fig. 2 der erste, aus den scheibenförmigen Schichten 15 bis 19 gebildete Schichtkörper 12 in einer Ausnehmung des zweiten Körpers 13 eingebettet, wobei die der Übertragungsladung 7 zugewandte Metallschicht 15 des Stapels in Höhe der Ringfläche 6 liegt, mit der die Übertragungsladung 7 mit der Hauptladung 3 in Kontakt steht. An den Schichtkörper 12 schließlich übertragungsladungsseitig ein weiterer Körper 21 an, der an die domförmige Übertragungsladung 7 angepaßt ist und an ihr anliegt. Durch die Ausnehmung im zweiten Körper 13 wird der Schichtkörper 12 zentriert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Schichten 15 bis 19 des Schichtkörpers 12 entsprechend der Übertragungsladung 7 kegelförmig ausgebildet, d. h. sie verlaufen entsprechend Fig. 1 parallel zu der ihnen zugewandten Stirnseite der kegelförmigen Übertragungsladung 7. Auch liegt der Schichtkörper 12 entsprechend Fig. 1 an der Übertragungsladung 7 an. Zur Einbettung des Schichtkörpers 12 weist der durch seine Geometrie detonationswellenlenkende Körper 13 einen kegelförmigen Vorsprung 20 auf. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 wird der kombinierte Körper aus dem durch seine Geometrie detonationswellenlenkenden Körper 13 und dem Schichtkörper 12 durch die kegelförmige Übertragungsladung 7 zentriert.

Während nach Fig. 3 der kombinierte Körper 12, 13 sprengstoffseitig halbkugelförmig und übertragungsladungsseitig kegelförmig ausgebildet ist, besteht er nach Fig. 4 aus einer Kugel. D. h. die Übertragungsladung 7 und der Schichtkörper 12 sind nach Fig. 4 halbkugelschalenförmig ausgebildet, wobei der halbkugelförmig ausgebildete detonationswellenlenkende Körper 13 mit einem halbkugelförmigen Vorsprung 20 versehen ist, der in dem halbkugelschalenförmigen Schichtkörper 12 angeordnet ist.

Claims (6)

1. Hohlladung mit einer Übertragungsladung (7), einer zwischen dieser und der Hauptladung (3) angeordneten Detonationswellenlenkung, bei der sich die Übertragungsladung (7) und die Hauptladung (3) auf einer ebenen Ringfläche (6) berühren und bei der die sprengstoffseitig eingebettete Detonationswellenlenkung aus einem durch seine Geometrie detonationswellenlenkenden Körper (13) besteht, in den übertragungsladungsseitig ein initiierungsstoßdämpfender Schichtkörper (12) eingebettet ist, der aus mehreren Werkstoffschichten (14 bis 19) unterschiedlicher Kompressibilität besteht.

2. Hohlladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übertragungsladungsseitige und die sprengstoffseitige Schicht (14, 15, 19) des Schichtkörpers (12) eine geringe Kompressibilität und die zwischen zwei Schichten (15, 17, 19) geringer Kompressibilität angeordneten Schichten (16, 18) eine große Kompressibilität aufweisen.

3. Hohlladung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Schichtkörper (12) übertragungsladungsseitig ein weiterer Körper (21) anschließt.

4. Hohlladung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kombinierte Körper aus dem detonationswellen­ lenkenden Körper (13) und dem Schichtkörper (12) sowohl sprengstoff- wie übertragungsladungsseitig eingebettet ist.

5. Hohlladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kombinierte Körper (12, 13) sprengstoffseitig halbkugelförmig und übertragungsladungsseitig kegelförmig ausgebildet ist.

6. Hohlladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kombinierte Körper (12, 13) sowohl sprengstoffseitig wie übertragungsladungsseitig kugelförmig ausgebildet ist.