EP0089000A2 - Panzerbrechendes Wuchtgeschoss - Google Patents

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EP0089000A2
EP0089000A2 EP83102301A EP83102301A EP0089000A2 EP 0089000 A2 EP0089000 A2 EP 0089000A2 EP 83102301 A EP83102301 A EP 83102301A EP 83102301 A EP83102301 A EP 83102301A EP 0089000 A2 EP0089000 A2 EP 0089000A2
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penetrator
holding element
penetrator according
wires
outer member
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EP0089000A3 (en
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Karl Wilhelm Bethmann
Bernhard Bisping
Peter Wallow
Patrick Montier
Jean-Claude Sauvestre
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Rheinmetall Industrie AG
Direction General de lArmement DGA
Gouvernement de la Republique Francaise
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Rheinmetall GmbH
Delegation Generale pour lArmement
Gouvernement de la Republique Francaise
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/06—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with hard or heavy core; Kinetic energy penetrators

Definitions

  • the invention relates to an armor-piercing balancing projectile (penetrator) according to the preamble of patent claim 1.
  • a front area has different cores, each provided with a bore, which are connected to one another and as a stack by means of a holding element designed as a stud with a few threads, with a main penetrator adjoining on the rear.
  • predetermined breaking points are arranged in the stud in the joint areas between the cores.
  • the main penetrator can break in an uncontrolled manner. As a result, the energy bound to the mass of the fragments is lost for the further breakthrough work. As a result, the suitability for use against new multiple targets is significantly impaired.
  • the invention has for its object to provide a more effective penetrator and a method for its manufacture.
  • a penetrator 1 with a large length / diameter ratio and high density (for example by using a heavy metal sintered composite material) with a peripheral surface 2 and facing end faces 3 and 4 has a central bore 5 extending along a central longitudinal axis.
  • a holding element 10 with a wire 10 ' is arranged in the central bore 5, in which regions 13 and 15 of different diameters are adjacent to one another. Between circumferential surfaces 14 of the areas 13 and the wall surface 6 there is frictional engagement due to the shrink fit.
  • the respective ends 11, 12 of the stud bolts 17 and 18 forming the holding element 10 are also shrunk into the penetrator.
  • a transition 14 'between the areas 13 and 15 is rounded.
  • the areas 15 are surrounded by cavities 16.
  • a holding element 10 is formed by a plurality of wires 10 '.
  • the wires 10 ' are spaced apart from one another by a layer 13', the peripheral region 14 of which is provided for the frictional connection with the wall surface 6 of the central bore 5.
  • the wires 10 ' can be twisted.
  • a holding element 30 is formed as a rope made of twisted wires 31. Between the peripheral surfaces 14 'of the wires 31 and the wall surface 6 of the bore 5 there is frictional connection. The non-positive zones extend along screw bands which delimit regions 16 'from one another.
  • the penetrator 1 is heated and the inside diameter of the central bore 5 increases from an initial value d to d 1 .
  • the holding element 10 with a largest outside diameter D is now introduced into the central bore 5, positioned, and the penetrator 1 is cooled again.
  • the outer diameter D fulfills the condition d 0 ⁇ D ⁇ d 1 , so that when the initial temperature is reached due to shrinkage between the surface regions 14 and the wall surface 6, frictional connection is achieved.
  • a bundle of wires 31 is introduced into the central bore 5, the ends of which protrude on both sides beyond the end faces of the penetrator 1, not shown.
  • the wire bundle fills the entire cross section of the hole. Both ends are now pulled apart, the wires 31 are stretched and twisted at the same time.
  • a bundle cross section which is reduced as a result of constriction of the wires 31 increases as a result of the twisting.
  • the penetrator 1 is cooled and the holding element 30 is shrunk in, so that mutual adhesion occurs. As soon as the penetrator 1 has reached its initial temperature again, in addition to the radially acting surface pressure, one of these superimposed axial tension components remains in the adhesion areas.
  • a penetrator according to the invention has significant advantages over one with a sleeve as a holding element, for example made of steel: with regard to a thread or the like required for the circumference for the axial positive locking with a sabot, the sleeve must have a sufficient wall thickness, which disadvantageously means that medium density is significantly affected.
  • a holding element with a comparatively substantially smaller volume is realized in the arrangement according to the invention. Since this is also arranged inside the cross-section, the target material is always exposed to a sharp-edged edge of the dense composite material.
  • the holding element can have a stud at at least one of its two ends, which is also shrunk in and protrudes with a free end, which has a thread, over a respective end face 3 or 4 of the penetrator 1. It can therefore be used to connect a pre-penetrator or to accommodate a rear-side support for a stabilizing tail unit via the thread 19 or 20.
  • the layer 13 '(Fig. 2) can consist of ductile and thus shock-absorbing material of sufficient strength.
  • copper alloys are suitable, for example, which also ensure sufficient friction with the penetrator material under the existing mutual adhesion.

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Abstract

Der ausschnittweise dargestellte Penetrator 1 grossen Länge/Durchmesser-Verhältnisses und hoher Dichte weist eine sich entlang der Geschosslängsachse A erstreckende Zentralbohrung 5 auf. In der Zentralbohrung 5 ist ein Halteelement 10 mit einem Draht 10' angeordnet, bei welchem Bereiche 13 und 15 unterschiedlichen Aussendurchmessers einander benachbart sind. Zwischen Umfangsflächen 14 der Bereiche 13 und der Wandfläche 6 der Zentralbohrung 5 besteht Kraftschluss infolge Schrumpfsitzes. Auch jeweilige Enden 11,12 des Halteelements 10 bildende Stehbolzen 17 und 18 sind in den Penetrator eingeschrumpft. Sie können über einander abgwandte Stirnflächen 3 und 4 überstehen und mit einem Gewinde 19 bzw. 20 zum Verbinden eines Vorpenetrators bzw. eines heckseitigen Trägers für ein Stabilisierungsleitwerk versehen sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein panzerbrechendes Wuchtgeschoß (Penetrator) nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei einem in der Patentanmeldung P 27 43 732.7 vorgeschlagenen Penetrator weist ein vorderer Bereich unterschiedliche, mit einer jeweiligen Bohrung versehene Kerne auf, welche untereinander und als Stapel durch ein als Stehbolzen mit einigen Gewinden ausgebildetes Halteelement mit einem sich rückseitig anschließenden Hauptpenetrator verbunden sind. Zum Erzielen einer vorgebbaren Abbrechbarkeit sind in den Stoßbereichen zwischen den Kernen Sollbruchstellen im Stehbolzen angeordnet.
  • Während die gezielte Abbrechbarkeit im vorderen Bereich gewährleistet ist, kann der Hauptpenetrator auf unkontrollierte Weise zerbrechen. Hierdurch geht nachteiligerweise die an die Masse der Bruchstücke gebundene Energie für die weitere Durchschlagsarbeit verloren. Hierdurch wird die Eignung zum Einsatz gegen neuartige Mehrfachziele empfindlich beeinträchtigt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zielwirksameren Penetrator und ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Erfindung sowie die erfinderischen Lehren in den Kennzeichen der Verfahrensansprüche. Sie gewährleistet, daß auch bei Brüchen quer zur Penetratorlängsachse die Bruchstücke miteinander vereinigt und somit auch weiterhin an der Durchschlagsarbeit beteiligt bleiben.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert.
  • Es zeigt, jeweils schematisch und unter Verzicht auf erfindungsunwesentliche Einzelheiten sowie im wesentlichen ausschnittweise:
    • Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im längsaxialen Schnitt,
    • Figur 2 ausschnittweise ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Halteelement im seitlichen Aufriß und
    • Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel im Schnitt quer zur Längsachse.
  • Nach Figur 1 weist ein Penetrator 1 großen Länge/Durchmesser-Verhältnisses und hoher Dichte (beispielsweise durch Verwendung eines Schwermetall-Sinterverbundwerkstoffs) mit einer Umfangsfläche 2 und einander abgewandten Stirnflächen 3 und 4 eine sich entlang einer zentralen Längsachse erstreckende Zentralbohrung 5 auf. In der Zentralbohrung 5 ist ein Halteelement 10 mit einem Draht 10' angeordnet, bei welchem Bereiche 13 und 15 unterschiedlicher Durchmesser einander benachbart sind. Zwischen Umfangsflächen 14 der Bereiche13 und der Wandfläche 6 besteht Kraftschluß infolge Schrumpfsitzes. Auch jeweilige Enden 11,12 des Halteelements 10 bildenden Stehbolzen 17 und 18 sind in den Penetrator eingeschrumpft. Ein Übergang 14' zwischen den Bereichen 13 und 15 ist ausgerundet. Die Bereiche 15 sind von Hohlräumen 16 umgeben.
  • In Figur 2 ist ein Halteelement 10 durch mehrere Drähte 10' gebildet. Die Drähte 10' sind mit Abständen voneinander mit einer Schicht 13' versehen, deren Umfangsbereich 14 zum Kraftschluß mit der Wandfläche 6 der Zentralbohrung 5 vorgesehen ist. Die Drähte 10' können verdrillt sein.
  • In Figur 3 ist ein Halteelement 30 als Seil aus verdrillten Drähten 31 ausgebildet. Zwischen Umfangsflächen 14' der Drähte 31 und der Wandfläche 6 der Bohrung 5 besteht Kraftschluß. Die Kraftschlußzonen erstrecken sich entlang Schraubenbändern, welche Bereiche 16' gegeneinander abgrenzen.
  • Zum Herstellen des Penetrators nach der Erfindung wird im Falle beider Ausführungsbeispiele folgendermaßen verfahren:
  • Der Penetrator 1 wird erwärmt und der Innendurchmesser der Zentralboh- .rung 5 vergrößert sich hierbei von einem Ausgangswert d auf d1. Bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 1 und 2 wird nun das Halteelement 10 mit einem größten Außendurchmesser D in die Zentralbohrung 5 eingebracht, positioniert und der Penetrator 1 wieder abgekühlt. Der Außendurchmesser D erfüllt dabei die Bedingung d0 < D < d1, so daß beim Erreichen der Ausgangstemperatur infolge Schrumpfens zwischen den Flächenbereichen 14 und der Wandungsfläche 6 Kraftschluß verwirklicht wird.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 wird nach dem Erwärmen des Penetrators 1 ein Bündel von Drähten 31 in die Zentralbohrung 5 eingebracht, deren Enden zu beiden Seiten über die nicht dargestellten Stirnflächen des Penetrators 1 überstehen. Das Drahtbündel füllt den gesamten Bohrungsquerschnitt aus. Beide Enden werden nun auseinander gezogen, die Drähte 31 werden gereckt und gleichzeitig verdrillt. Ein infolge Einschnürung der Drähte 31 verringerter Bündelquerschnitt vergrößert sich durch das Verdrillen. Der Penetrator 1 wird abgekühlt und das Halteelement 30 dabei eingeschrumpft, so daß es zu dem gegenseitigen Kraftschluß kommt. Sobald der Penetrator 1 seine Ausgangstemperatur wieder erreicht hat, verbleibt in den Kraftschlußbereichen neben der radial wirkenden Flächenpressung eine dieser überlagerte axiale Spannungskomponente.
  • Wenn beim Auftreffen auf ein gepanzertes Ziel die Wandung 7 des Penetrators 1 quer zur Längsachse A bricht, bleiben die Bruchstücke entlang der Längsachse A in Richtung miteinander vereinigt und infolgedessen unter im wesentlichen optimalen Bedingungen an der Durchschlagsarpeit beteiligt. Dabei weist ein Penetrator nach der Erfindung gegenüber einem solchen mit einer Hülle als Halteelement, beispielsweise aus Stahl, wesentliche Vorteile auf: mit Rücksicht auf ein umfangsseitig erforderliches Gewinde oder dergleichen zum axialen Formschluß mit einem Treibkäfig muß die Hülle eine ausreichende Wandstärke haben, wodurch nachteiligerweise die mittlere Dichte empfindlich beeinträchtigt wird. Demgegenüber wird bei der Anordnung nach der Erfindung ein Halteelement mit einem vergleichsweise wesentlich geringeren Volumen realisiert. Da dieses zudem im Innern des Querschnitts angeordnet ist, ist der Zielwerkstoff immer einem scharfkantigen Rand des dichten Verbundwerkstoffs ausgesetzt.
  • Wie aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 erkennbar, kann das Halteelement an wenigstens einem seiner beiden Enden einen Stehbolzen aufweisen, welcher ebenfalls eingeschrumpft ist und mit einem freien Ende, welches ein Gewinde aufweist, über eine betreffende Stirnfläche 3 oder 4 des Penetrators 1 übersteht. Er kann folglich zum Verbinden eines Vorpenetrators oder der Aufnahme eines heckseitigen Trägers für ein Stabilisierungsleitwerk über das Gewinde 19 bzw. 20 dienen.
  • Die Schicht 13' (Fig. 2) kann aus duktilem und damit schockabsorbierendem Werkstoff ausreichender Festigkeit bestehen. Es eigenen sich hierfür, beispielsweise, Kupferlegierungen, die außerdem eine ausreichende Reibung mit dem Penetratorwerkstoff unter dem bestehenden gegenseitigen Kraftschluß gewährleisten.

Claims (8)

1. Panzerbrechendes Wuchtgeschoß (Penetrator) großen Länge/Durchmesser-Verhältnisses und hoher Dichte, welches in einer längsaxialen Zentralbohrung ein sich im wesentlichen über deren Länge erstreckendes Halteelement vergleichsweise höherer Festigkeit und Dehnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Halteelement (10; 30) umfangsseitig gegen die Wandfläche (6) der Zentralbohrung (5) abstützt.
2. Penetrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-net, daß das Halteelement (10; 30) durch wenigstens einen Draht (10'; 31) gebildet ist.
3. Penetrator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-zeichnet, daß das Halteelement (10; 30) aus mehreren Drähten (10'; 31) gebildet ist.
4. Penetrator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich-net, daß die Drähte (10'; 31) verdrillt sind.
5. Penetrator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeich-zeichnet durch eine die Abstützung vermittelnde Schicht (13').
6. Penetrator nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch schockabsorbierende Eigenschaft der Schicht (13').
7. Penetrator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeich-net durch eine radiale, eine gegenseitige Pressung begründende Kraft in vorgebbaren Bereichen (14; 14').
8. Penetrator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge-kennzeichnet, daß der Abstützung eine axiale Zugspannung im Halteelement (10; 30) überlagert ist.
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