DE69705670T2 - Splinter floor with equatorial ejection symmetry - Google Patents
Splinter floor with equatorial ejection symmetryInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Splittermunition mit äquatorialer Ausstoßsymmetrie. Insbesondere betrifft sie Ladungen mit einem einzigen Zündrelais, wobei dieses letztere mit dem Ziel, den Explosivstoff der Hauptladung zur Detonation zu bringen, in der Mitte der Ladung angeordnet ist, wobei die Ladung beispielsweise für die Bestückung einer Lenkwaffe bestimmt ist.The present invention relates to a fragmentation munition with equatorial ejection symmetry. In particular, it relates to charges with a single ignition relay, the latter being arranged in the centre of the charge with the aim of detonating the explosive of the main charge, the charge being intended, for example, to equip a guided missile.
Eine Munition oder Gefechtsladung, insbesondere mit Druckwellen- oder Splitterwirkung, kann auf ihrer Hauptachse mittig gezündet werden. Dies ist insbesondere bei der Mehrzahl der Splitterladungen für Lenkwaffen der Fall, die durch einen Aufbau mit einem einzigen Zündrelais gekennzeichnet sind. In diesem Fall ist ein Zündrelais in der Mitte der Ladung angeordnet - mit dem Ziel, den Explosivstoff der Hauptladung zur Detonation zu bringen.An ammunition or warhead, particularly one with a blast wave or fragmentation effect, can be detonated centrally on its main axis. This is particularly the case with the majority of fragmentation charges for guided missiles, which are characterized by a design with a single ignition relay. In this case, an ignition relay is located in the middle of the charge - with the aim of detonating the explosive of the main charge.
Die europäische Patentanmeldung EP-A-0 138 640 beschreibt eine Munition, die eine explosive Hauptladung umfaßt, die auf einen Splittergenerator einwirkt und ein Zündrelais enthält.European patent application EP-A-0 138 640 describes an ammunition comprising an explosive main charge acting on a fragmentation generator and containing an ignition relay.
Die Detonation der Ladung soll durch Schießen der metallischen Hülle des Relais auf den Explosivstoff der Ladung erfolgen. Diese Zündung durch Stoß ist im allgemeinen einer direkten Zündung, bei der die Explosivstoffe des Relais und der Ladung in Berührung kommen, vorzuziehen. Eine solche direkte Zündung weist im allgemeinen Eigenschaften auf, die mit der Temperatur schwanken. Bei Minusgraden tritt außerdem an der Grenzfläche der Explosivstoffe durch die thermische Einwirkung ein Schwindungsspalt auf, was sehr verhängnisvoll ist.The detonation of the charge should be carried out by firing the metal casing of the relay at the explosive in the charge. This ignition by impact is generally preferable to a direct ignition in which the explosives in the relay and the charge come into contact. Such direct ignition generally has properties that vary with temperature. In addition, at sub-zero temperatures, a shrinkage gap occurs at the interface between the explosives due to the thermal effect, which is very disastrous.
Die Stoßzündung, die für übliche Einsatztemperaturbereiche zufriedenstellend ist, wird im allgemeinen mit Hilfe eines zylindrischen Zündrelais erzielt.Impulse ignition, which is satisfactory for normal operating temperature ranges, is generally achieved by means of a cylindrical ignition relay.
Damit das Zünden in einer einfachen Weise erfolgt, wird dieses Relais selbst durch einen einzigen Initialzünder oder sogar durch eine Übertragung der Detonation ausgelöst, wenn der Initialzünder am Rand der Ladung untergebracht ist. Die Kopplung der mittigen Position dieses Relais mit einer symmetrischen Festlegung des Profils des Splittergenerators ermöglicht eine quasi-symmetrische Verteilung des Splitterstroms in bezug auf die Äquatorialebene der Ladung - zumindest in der Theorie. Tatsächlich zeigen Großversuche, die vom Anmelder durchgeführt worden sind, deutlich das Vorhandensein eines Mangels in der Ausstoßsymmetrie der Splitter in bezug auf die Äquatorialebene der Ladung. Mit anderen Worten, die herausgeschleuderten Splitter haben keine Normalenrichtung in bezug auf die Achse der Ladung, sondern erfahren eine Winkelablenkung in bezug auf diese Normalenrichtung. Das hat zur Folge, daß das Herausschleudern der Splitter dann nicht mehr vollständig beherrscht wird und Ziele demnach weniger wirkungsvoll getroffen werden könnten. Die Verwendung eines Hauptladungs-Explosivstoffes mit einer geringeren Explosivkraft vergrößert diesen Mangel.To ensure that ignition is carried out in a simple manner, this relay itself is activated by a single initial igniter or even by a transmission of the Detonation is triggered when the initiator is located at the edge of the charge. The combination of the central position of this relay and a symmetrical definition of the profile of the fragmentation generator enables a quasi-symmetrical distribution of the fragmentation flow with respect to the equatorial plane of the charge - at least in theory. In fact, large-scale tests carried out by the applicant clearly show the existence of a defect in the ejection symmetry of the fragments with respect to the equatorial plane of the charge. In other words, the fragments ejected do not have a normal direction with respect to the axis of the charge, but undergo an angular deflection with respect to this normal direction. As a result, the ejection of the fragments is no longer fully controlled and targets are therefore less effectively hit. The use of a main charge explosive with a lower explosive power increases this defect.
Eine Lösung, um diesen Mangel an Symmetrie zu beheben, könnte darin bestehen, zwei Initialzünder zu verwenden, die im wesentlichen symmetrisch in bezug auf das Zündrelais angeordnet sind. Eine solche Lösung ist jedoch teuer, denn sie erfordert ein kompliziertes Zündsystem.A solution to overcome this lack of symmetry could be to use two initiators arranged essentially symmetrically with respect to the ignition relay. However, such a solution is expensive because it requires a complicated ignition system.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, unter Beibehaltung eines einzigen Initialzünders in der Ladung den soeben angeführten Mangel zu beseitigen.The aim of the invention is to eliminate the above-mentioned defect while retaining a single initial igniter in the charge.
Dazu hat die Erfindung eine Munition zum Gegenstand, die eine explosive Hauptladung enthält, die auf einen Splittergenerator wirkt und im wesentlichen in ihrer Mitte ein Zündrelais enthält. Die Detonation der Hauptladung wird durch Schießen der Hülle des Zündrelais auf diese Ladung bewirkt und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Hülle des Zündrelais in der Weise bestimmt ist, daß die Hülle zunächst einen Stoß im wesentlichen in der Mitte der Hauptladung erzeugt.To this end, the invention relates to ammunition containing an explosive main charge acting on a fragmentation generator and containing a firing relay substantially in its center. The detonation of the main charge is caused by firing the casing of the firing relay at this charge and is characterized in that the profile of the casing of the firing relay is determined in such a way that the casing initially generates a shock substantially in the center of the main charge.
Die Hauptvorteile der Erfindung bestehen darin, daß sie die Proportionen des Ladungshauptkanals nicht verändert, daß sie preiswert und einfach umzusetzen ist und die Verwendung von Ladungsexplosivstoffen mit geringerer Explosivkraft ermöglicht.The main advantages of the invention are that it does not change the proportions of the main cargo channel, that it is inexpensive and easy to implement and enables the use of charge explosives with lower explosive power.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung, worinFurther features and advantages of the invention will become clear from the following description with reference to the accompanying drawings, in which
- Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Gefechtsladung gemäß dem Stand der Technik zeigt;- Fig. 1 shows an embodiment of a combat charge according to the state of the art;
- die Fig. 2 und 3 genauere Darstellungen des Zündrelais in Ladungen gemäß dem Stand der Technik sind;- Figures 2 and 3 are more detailed representations of the ignition relay in charges according to the prior art;
- Fig. 4 eine schematische Darstellung der theoretischen Lage eines von einer Ladung herausgeschleuderten Splitterstroms ist;- Fig. 4 is a schematic representation of the theoretical position of a splinter stream ejected by a charge;
- Fig. 5 eine schematische Darstellung eines von einer Ladung gemäß dem Stand der Technik herausgeschleuderten Splitterstroms ist; und- Fig. 5 is a schematic representation of a stream of splinters ejected by a charge according to the prior art; and
- Fig. 6 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Ladung gemäß der Erfindung ist.- Fig. 6 is a representation of an embodiment of a charge according to the invention.
Fig. 1 zeigt in einer Querschnittansicht ein Beispiel für eine Gefechtsladung mit Splitterwirkung gemäß dem Stand der Technik mit einem einzigen Zündrelais 1. Diese Ladung umfaßt einen Splittergenerator 2 von beispielsweise konkaver, zylindrischer oder konvexer Form, der in seinem Inneren eine Sprengladung oder Hauptladung 3 einschließt. Verschlußdeckel 4, 5, die sich an jedem Ende des Generators 2 befinden, verschließen die Gesamtheit. In dem oberen Deckel 4 ist ein Loch vorgesehen, um einen Zünder 6 hindurchzulassen, der über Zündungsübertragungsmittel 7 an das Zündrelais 1 angeschlossen ist. Die Gesamtheit aus 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ist rotationssymmetrisch zu einer Achse 8.Fig. 1 shows in cross-section an example of a combat charge with fragmentation effect according to the prior art with a single ignition relay 1. This charge comprises a fragmentation generator 2 of, for example, concave, cylindrical or convex shape, which encloses an explosive charge or main charge 3 inside it. Closure covers 4, 5, located at each end of the generator 2, close the assembly. In the upper cover 4, a hole is provided to allow a detonator 6 to pass through, which is connected to the ignition relay 1 via ignition transmission means 7. The assembly of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 is rotationally symmetrical about an axis 8.
Die Fig. 2 und 3 zeigen genauer das Zündrelais 1 in seiner Umgebung mittels Querschnittansichten der Umgebung dieses Relais mit einer Höhe HH'.Figs. 2 and 3 show the ignition relay 1 in more detail in its surroundings by means of cross-sectional views of the surroundings of this relay with a height HH'.
Fig. 2 zeigt das Zündrelais 1, das mit einer metallischen Hülle 21 versehen ist, die die radiale Fläche des Zündungsexplosivstoffs 22 bedeckt. Infolge des Berstens des Zündrelais 1 infolge einer Zündung, die von den Zündungsübertragungsmitteln 7 übertragen worden ist, wird die Hülle 21 auf die Hauptladung 3 geschossen. Damit wird die Stoßzündung dieser letzteren ausgelöst.Fig. 2 shows the ignition relay 1, which is provided with a metallic cover 21, which covers the radial surface of the ignition explosive 22. As a result of the bursting of the ignition relay 1 as a result of an ignition transmitted by the ignition transmission means 7, the cover 21 is fired at the main charge 3. This triggers the impulse ignition of the latter.
Fig. 3 zeigt einen Fall, bei dem der Zünder 6 in direktem Kontakt mit dem Zündungsexplosivstoff 22 des Zündrelais 1 steht.Fig. 3 shows a case in which the detonator 6 is in direct contact with the ignition explosive 22 of the ignition relay 1.
Fig. 4 schematisiert mittels Pfeilen 41 die theoretische Richtung der Splitter des Generators, die bei einer Explosion herausgeschleudert werden. Die Kopplung des mittigen Teils des Zündrelais 1 mit einer symmetrischen Festlegung des Profils des Generators 2 in bezug auf seine Äquatorialebene 42 ermöglicht in der Richtung wie in der Lage eine quasi-symmetrische Verteilung des Splitterstroms 41 in bezug auf diese Äquatorialebene 42. Was die Richtung anbelangt, so müßte die Richtung 43 der in der Mitte gelegenen Splitter im wesentlichen senkrecht zur Symmetrieachse 8 der Ladung sein, während die übrigen Richtungen von den mittleren Splittern zu den äußeren Splittern hin geringfügig fächerförmig auseinanderlaufen.Fig. 4 schematically shows, by means of arrows 41, the theoretical direction of the fragments of the generator that are thrown out during an explosion. The coupling of the central part of the ignition relay 1 with a symmetrical setting of the profile of the generator 2 with respect to its equatorial plane 42 enables a quasi-symmetrical distribution of the fragment current 41 with respect to this equatorial plane 42, both in terms of direction and position. As far as direction is concerned, the direction 43 of the fragments located in the middle should be essentially perpendicular to the axis of symmetry 8 of the charge, while the other directions diverge slightly in a fan shape from the central fragments to the outer fragments.
Ob es sich um eine direkte Zündung des Relais mittels eines in Fig. 4 nicht gezeigten Zünders 6 oder um eine Zündung mittels nicht gezeigter pyrotechnischer Übertragung 7 handelt, die Position des vor oder hinter der Ladung angeordneten Zünders 6 bestimmt die Ausbreitungsrichtung der Detonation im Zündrelais 1. Die vom Anmelder durchgeführten Berechnungen und Versuche haben gezeigt, daß die Zündrichtung des Relais 1 die Zündung der Ladung beeinflußt und eine Symmetrieabweichung beim Ausstoß der Splitter in bezug auf eine Äquatorialebene 42 der Ladung hervorruft. Mit anderen Worten, die Richtung 43 der mittigen Splitter ist in bezug auf diese Äquatorialebene, d. h. in bezug auf die Normale der Symmetrieachse 8 der Ladung, winkelabgelenkt. Die übrigen Richtungen 41 erfahren die gleiche Winkelablenkung. Die vom Anmelder durchgeführten Berechnungen und Versuche haben außerdem gezeigt, daß die Größe dieser Symmetrieabweichung im wesentlichen umgekehrt proportional zur Explosivkraft der Ladung 3 ist.Whether it is a direct ignition of the relay by means of an igniter 6 (not shown in Fig. 4) or an ignition by means of a pyrotechnic transmission 7 (not shown), the position of the igniter 6 arranged in front of or behind the charge determines the direction of propagation of the detonation in the ignition relay 1. The calculations and tests carried out by the applicant have shown that the ignition direction of the relay 1 influences the ignition of the charge and causes a deviation in symmetry in the ejection of the fragments with respect to an equatorial plane 42 of the charge. In other words, the direction 43 of the central fragments is angularly deflected with respect to this equatorial plane, that is to say with respect to the normal of the axis of symmetry 8 of the charge. The other directions 41 undergo the same angular deflection. The calculations and tests carried out by the applicant have also shown that that the magnitude of this symmetry deviation is essentially inversely proportional to the explosive force of charge 3.
Fig. 5 veranschaulicht die zuvor erwähnte Winkelablenkung, die mit α bezeichnet ist. Die Berechnungen und die Versuche des Anmelders haben gezeigt, daß sich der Ablenkwinkel α in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Ladung sowie von der Beschaffenheit des Generators 2 ändert.Fig. 5 illustrates the aforementioned angular deflection, denoted by α. The applicant's calculations and experiments have shown that the deflection angle α varies depending on the properties of the load and on the nature of the generator 2.
Fig. 6 veranschaulicht durch einen Schnitt in Höhe des Zündrelais 1 eine mögliche Ausflührungsform einer Ladung gemäß der Erfindung. Anstelle einer Hülle 21 mit einem Profil in konstantem Abstand zur Hauptladung 3 weist das Zündrelais 21 eine Hülle auf, deren Abstand in bezug auf die Hauptladung 3 nicht konstant ist. Da die Zündung des Relais 1 in einem Punkt A des Endes 23 des Relais, vorzugsweise auf der Symmetrieachse 8 der Ladung erfolgt, nähert sich die Hülle 21 des Relais der Hauptladung 3 vom Ende 23 des Zündungsorts A her in Richtung des entgegengesetzten Endes 24 des Relais.Fig. 6 illustrates a possible embodiment of a charge according to the invention by means of a section at the level of the ignition relay 1. Instead of a casing 21 with a profile at a constant distance from the main charge 3, the ignition relay 21 has a casing whose distance from the main charge 3 is not constant. Since the ignition of the relay 1 takes place at a point A of the end 23 of the relay, preferably on the axis of symmetry 8 of the charge, the casing 21 of the relay approaches the main charge 3 from the end 23 of the ignition location A towards the opposite end 24 of the relay.
Der radiale Abstand der Hülle 21 des Relais in bezug auf die Ladung ist folglich über die Höhe nicht konstant. Er ist insbesondere in Abhängigkeit von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Detonation in dem Explosivstoff der Zündung vom Punkt A aus dimensioniert. Das Profil der Hülle ist so festgelegt, daß diese Hülle unter der Einwirkung der Stoßwelle zuerst in Höhe eines Punktes C, der sich im wesentlichen in der Mitte dieser Ladung befindet, auf die Hauptladung 3 auftrifft. Bei Kenntnis der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Stoßwelle im Zündungsexplosivstoff 22 des Relais einerseits und der Fortbewegungsgeschwindigkeit der Hülle 21 des Relais andererseits ist es möglich, das Profil der Hülle so festzulegen, daß diese letztere infolge der Kombination der Geschwindigkeitsvektoren zuerst einen Aufschlag im mittigen Punkt C erzeugt. Ein derartiges Profil kann leicht erzielt werden, beispielsweise mit bekannten Simulationsmitteln.The radial distance of the relay envelope 21 with respect to the charge is therefore not constant over the height. It is dimensioned in particular as a function of the speed of propagation of the detonation in the ignition explosive from point A. The profile of the envelope is determined so that, under the action of the shock wave, this envelope first impacts the main charge 3 at a point C located substantially in the middle of this charge. Knowing the speed of propagation of the shock wave in the ignition explosive 22 of the relay on the one hand and the speed of travel of the relay envelope 21 on the other hand, it is possible to determine the profile of the envelope so that the latter first produces an impact at the central point C as a result of the combination of the speed vectors. Such a profile can be easily obtained, for example using known simulation means.
Indem zuerst ein Stoß in Richtung zur Mitte der Hauptladung erzeugt wird, ermöglicht die Hülle 21 des Zündrelais die Wiederherstellung einer Symmetrie des Splitterstroms in bezug auf die Äquatorialebene, wie die vom Anmelder ausgeführten Versuche und Berechnungen gezeigt haben. Diese letzteren haben nämlich gezeigt, wie wichtig der Ort des ersten Aufschlags auf die Ladung 3 ist. In dem Fall, in dem der erste Punkt des Aufschlags beispielsweise außerhalb der Mitte C der Hauptladung ist, haben die Versuchsergebnisse des Anmelders eine Asymmetrie der Reaktion der Ladung gezeigt, auch wenn der Stoß ausreichend ist, um die Detonation sowohl vor als auch hinter der Äquatorialebene auszulösen. Die Detonation wird dann leichter vom ersten Aufschlagpunkt aus eingeleitet, wobei sie sich in Richtung der Stoßwelle fortsetzt, die immer im zuvor erwähnten Punkt A erzeugt wird, und wobei sie die Richtung dieser Stoßwelle annimmt. Aus dieser Asymmetrie der Reaktion der Ladung ergibt sich die zuvor erwähnte Asymmetrie des Splitterstroms in bezug auf die Äquatorialebene der Ladung. Diese Phänomen erscheint je nach Explosivstoff der zu zündenden Hauptladung mehr oder weniger ausgeprägt. Das in Fig. 6 gezeigte Profil der Hülle des Relais veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, das ermöglicht, die Hauptladung zuerst im wesentlichen in ihrer Mitte zu treffen. In dem Fall einer Hülle mit konstantem Abstand zur Hauptladung 3 wird die Stoßwelle zunächst im Punkt A erzeugt und breitet sich in Richtung des anderen Endes des Relais aus, wodurch die Hauptladung weit außerhalb ihrer Mitte C getroffen wird. Es ergibt sich dann eine Asymmetrie des Splitterstroms, wie sie in den zuvor erwähnten Versuchen und Berechnungen des Anmelders deutlich sichtbar geworden ist.By first generating a shock towards the centre of the main charge, the shell 21 of the ignition relay enables the restoration of symmetry of the fragmentation stream with respect to the equatorial plane, as shown by the tests and calculations carried out by the applicant. These latter have in fact shown the importance of the location of the first impact on the charge 3. In the case where the first point of impact is, for example, outside the centre C of the main charge, the applicant's test results have shown an asymmetry in the reaction of the charge, even if the shock is sufficient to trigger detonation both in front of and behind the equatorial plane. Detonation is then initiated more easily from the first point of impact, propagating in the direction of the shock wave which is always generated at the aforementioned point A and taking on the direction of this shock wave. This asymmetry in the reaction of the charge gives rise to the aforementioned asymmetry of the fragmentation stream with respect to the equatorial plane of the charge. This phenomenon appears more or less pronounced depending on the explosive of the main charge to be detonated. The profile of the relay envelope shown in Fig. 6 illustrates an embodiment which makes it possible to strike the main charge first, substantially at its centre. In the case of an envelope at a constant distance from the main charge 3, the shock wave is first generated at point A and propagates towards the other end of the relay, striking the main charge well outside its centre C. An asymmetry of the splinter current then results, as was clearly evident in the applicant's previously mentioned tests and calculations.
Die Erfindung hat den Vorteil, nur die Begrenzung des Relais zu korrigieren.The invention has the advantage of correcting only the limitation of the relay.
Neben weiteren Vorteilen besitzt die Erfindung insbesondere denjenigen, keine Anpassung des Profils des Splittergenerators 2 der Ladung zu erfordern, eine solche Anpassung wäre nämlich teuer und schwierig zu bewerkstelligen. Dieser Splittergenerator 2 kann insbesondere vollkommenen rotationssymmetrisch realisiert werden und ist daher in seiner Ausführung einfach.Among other advantages, the invention has in particular that it does not require any adaptation of the profile of the splitter generator 2 of the charge, since such an adaptation would be expensive and difficult to achieve. This splitter generator 2 can in particular be made completely rotationally symmetrical and is therefore simple to implement.
Die Erfindung braucht auch nicht die Proportionen des Ladungshauptkanals zu verändern. Sie regelt das zuvor genannte Problem der Asymmetrie unter Vermeidung eines zweiten Zünders, der dem ersten in bezug auf das Zündrelais gegenüberliegt, einer teuren und schwierig umzusetzenden Lösung, insbesondere aufgrund der Regelung der Synchronisierung zwischen beiden Zündern.The invention also does not need to change the proportions of the main charge channel. It regulates the aforementioned problem of asymmetry under Avoidance of a second igniter opposite the first in relation to the ignition relay, an expensive and difficult solution to implement, particularly because of the regulation of the synchronization between the two igniters.
Das in Fig. 6 gezeigte Profil des Zündrelais 1 ist beispielhaft gegeben. In Wirklichkeit hängt dieses Profil von den Berechnungen oder den rechnerischen Simulationen ab, die so durchgeführt werden, daß die Hülle 21 des Relais einen Stoß zunächst im wesentlichen in der Mitte der Hauptladung 3 erzeugt.The profile of the ignition relay 1 shown in Fig. 6 is given as an example. In reality, this profile depends on the calculations or computational simulations which are carried out in such a way that the envelope 21 of the relay initially generates a shock essentially in the middle of the main charge 3.
Das Profil hängt insbesondere von den Eigenschaften der Materialien ab, die als Explosivstoff des Initialzünders 22 und für die Hülle 21 des Zündrelais verwendet werden.The profile depends in particular on the properties of the materials used as the explosive of the initiator 22 and for the casing 21 of the ignition relay.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 8364 | No opposition during term of opposition |