EP0323484B1 - Einlage für einen gefechtskopf - Google Patents

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EP0323484B1
EP0323484B1 EP19880902446 EP88902446A EP0323484B1 EP 0323484 B1 EP0323484 B1 EP 0323484B1 EP 19880902446 EP19880902446 EP 19880902446 EP 88902446 A EP88902446 A EP 88902446A EP 0323484 B1 EP0323484 B1 EP 0323484B1
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EP
European Patent Office
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liner
area
insert
explosive
projectile
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EP19880902446
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Rolf Rittel
Torsten Niemeyer
Peter Tripptrap
Jürgen BÖCKER
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Rheinmetall Industrie AG
Original Assignee
Rheinmetall GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02—Shaped or hollow charges
    • F42B1/028—Shaped or hollow charges characterised by the form of the liner

Definitions

  • the invention relates to an insert for a warhead, the type defined in the preamble of claim 1.
  • a warhead with an insert which is designed as a spherical cap is known from US Pat. No. 4,356,770.
  • This spherical cap creates an essentially rod-shaped projectile through explosive deformation, but due to its aerodynamically unfavorable shape it has unstable flight behavior, a high drop in speed and consequently an inadequate end-ballistic performance.
  • the high drop in speed is essentially caused by the hemispherical shape of the projectile tip.
  • a projectile-forming insert corresponding to the features of the preamble of patent claim 1 can be seen as known.
  • this insert which consists of a basic cone
  • a central area of the insert contains a cone which deviates from the basic cone and has an acute cone angle.
  • this causes the tip area to break out of the remaining part of the projectile during explosive forming.
  • the aim of this is to create two partial storeys, with the leading partial storey formed from the tip area penetrating the camouflage layer of armor and thus creating an opening through which the subsequent storey can fly unhindered and without impairing its penetration effect.
  • the disadvantageous shape present here in particular the main part of the projectile, does not guarantee an increase in the final ballistic performance.
  • FIG. 1 shows an essentially hollow-cylindrical warhead 10, in the housing 11 of which an explosive charge 13 activated by an igniter 12 is arranged.
  • the explosive charge 13 is delimited on one side by a dome-shaped insert 14, from which a projectile can be formed by explosive deformation.
  • the insert 14 has the shape of a spherical cap.
  • the projectile shown schematically in FIG. 1 with 15 can be produced from such an insert by the explosive shaping after ignition of the explosive charge 13. Such projectiles have a strong drop in speed, which is due to the aerodynamically unfavorable shape of the tip of the projectile 15. As shown in FIG. 1, the insert 14 creates a projectile 15 with a tip in the shape of a hemisphere.
  • FIG. 2 shows an insert 20 which, apart from a central area 22, essentially corresponds to the insert 14 (FIG. 1).
  • the insert In the area 22 around the center of the insert, the insert has a stronger convex curvature in the direction of the explosive 13 (FIG. 1) than outside the area 22.
  • the geometric change in the area 22 of the insert can have any shape (linear, square, S-shaped, etc.) such that the radial pressure components pr at the edge of the area 22 are larger within this area than the radial pressure components p'r outside of area 22 but also in the immediate vicinity of this area.
  • the height ⁇ x of the curvature and the diameter d of the area 22 up to which the geometric change is made depend on the explosive used and the insert material and must each be determined experimentally.
  • the maximum diameter d of the area 22 is approximately 10 to 25% of the diameter D of the insert 20 and the height ⁇ x of the bulge (indentation) must be less than 15 in this area % of the curvature of the insert 20.
  • the wall thickness s of the insert within the area around the insert center can be selected to be at least in a partial area smaller than the wall thickness of the insert outside of the said area.
  • a corresponding exemplary embodiment is shown in FIG. 3.
  • the insert 40 was the insert and 50 the projectile resulting from the insert 40 being exploded.
  • the area 42 around the insert center corresponds to the area 22 in FIG. 2.
  • the insert geometry is changed in a partial area 43 such that the corresponding diameter s is smaller than the diameter S of the insert outside the area 42.
  • the remaining one Wall thickness of the insert in area 43 must, however, be selected so that the insert does not burst in the case of particularly explosive explosives.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einlage für einen Gefechtskopf, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Art.
  • Aus der US-PS 4,356,770 ist ein Gefechtskopf mit einer Einlage bekannt, die als Kugelkalotte ausgebildet ist. Durch Explosivumformung entsteht aus dieser Kugelkalotte ein im wesentlichen stabförmiges Projektil, das jedoch aufgrund seiner aerodynamisch ungünstigen Form ein instabiles Flugverhalten, einen hohen Geschwindigkeitsabfall und demzufolge eine ungenügende endballistische Leistung aufweist. Der hohe Geschwindigkeitsabfall wird im wesentlichen durch die halbkugelförmige Gestalt der Geschoßspitze verursacht.
  • Aus der nicht veröffentlichten DE-Patentanmeldung P 35 29 405.1 ist bereits die Einlage eines Gefechtskopfes bekannt, mit der eine ogivale Spitze des Projektiles durch Modifikationen der Einlagenmitte erzielt werden kann. Allerdings haben sich in der Praxis Schwierigkeiten bei Verwendung mit sehr brisantem Sprengstoff ergeben, weil die Anwendung der vorstehend erwähnten Anmeldung zu einer Hohlprojektilnase führt, die unter Verwendung von brisantem Sprengstoff aufplatzen kann.
  • Aus der DE-PS 11 95 641 sind ferner Einlagen zur Erzeugung von Projektilen durch Explosivumformung bekannt, bei denen aufgrund der progressiven Wandstärkenschwächung der Auskleidung schlanke Projektile hoher Geschwindigkeit erzeugt werden können. Nachteilig bei diesen Geschossen ist vor allem, daß die Projektilnase, vor allem bei Verwendung von brisantem Sprengstoff relativ stumpf ist, weil die Wandstärke der Einlage im Zentrum einen vorgegebenen und von dem Sprengstoff abhängigen Wert nicht unterschreiten darf.
  • Aus der FR-A 1 561 297 ist eine den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 entsprechende projektilbildende Einlage als bekannt zu entnehmen. Bei dieser, aus einem Grundkegel bestehenden Einlage, enthält ein zentraler Bereich der Einlage einen von dem Grundkegel abweichenden Kegel mit spitzerem Kegelwinkel. Dadurch tritt jedoch bei der Explosivumformung ein Ausbrechen des Spitzenbereichs aus dem restlichen Teil des Geschosses auf. Hierdurch soll erreicht werden, daß zwei Teilgeschosse entstehen, wobei das aus dem Spitzenbereich gebildete vorlaufende Teilgeschoß die Tarnschicht von panzern durchschlagen soll und damit eine Öffnung herstellt, durch die das nachfolgende Geschoß ungehindert und ohne Beeinträchtigung seiner Durchschlagswirkung hindurchfliegen kann. Die auch hier vorliegende nachteilige Formgebung, insbesondere des Geschoßhauptanteiles, gewährleistet jedoch keine Steigerung der endballistischen Leistung.
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einlage für einen Gefechtskopf anzugeben, die durch Explosivumformung die Erzeugung eines Projektiles mit gesteigerter endballistischer Leistung und eine Anhebung der Zielgeschwindigkeit auch bei brisantem Sprengstoff ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im folgenden wird anhand von Ausführungsbeispielen und mit Hilfe von Figuren die Erfindung näher erläutert.
    • Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen herkömmlichen Gefechtskopf mit einer Einlage und ein durch Explosivumformung aus der Einlage erzeugtes Projektil;
    • Fig. 2 eine erfindungsgemäße kugelkalottenförmige Einlage mit einem aus der Einlage erzeugten Projektil;
    • Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einlage, mit dem durch Explosivumformung aus der Einlage erzeugten Projektil.
  • Fig. 1 zeigt einen im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildeten Gefechtskopf 10, in dessen Gehäuse 11 eine von einem Zünder 12 aktivierte Sprengladung 13 angeordnet ist. Die Sprengladung 13 ist auf einer Seite von einer kalottenförmig ausgebildeten Einlage 14 begrenzt, aus der durch Explosivumformung ein Projektil gebildet werden kann.
  • Bei dem herkömmlichen Gefechtskopf 10 hat die Einlage 14 die Gestalt einer Kugelkalotte. Aus einer derartigen Einlage kann durch die Explosivumformung nach Zündung der Sprengladung 13 das in Fig. 1 mit 15 schematisch dargestellte Projektil erzeugt werden. Derartige Projektile weisen einen starken Geschwindigkeitsabfall auf, der auf die aerodynamisch ungünstige Gestalt der Spitze des Projektils 15 zurückzuführen ist. Wie Fig. 1 zeigt, entstehen aus der Einlage 14 nämlich ein Projektil 15 mit einer Spitze in Gestalt einer Halbkugel.
  • Fig. 2 zeigt eine Einlage 20, die bis auf einen zentralen Bereich 22 im wesentlichen der Einlage 14 (Fig. 1) entspricht. In dem Bereich 22 um das Einlagenzentrum herum weist die Einlage eine stärkere konvexe Wölbung in Richtung des Sprengstoffes 13 (Fig. 1) auf als außerhalb des Bereiches 22. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Änderung der Einlagengeometrie das durch die Explosionsumformung der Einlage erzeugte Projektil 30 eine ogivale Projektilnase mit gleichzeitig verringertem Nasendurchmesser erhält. Die geometrische Änderung im Bereich 22 der Einlage kann einen beliebigen Verlauf (linear, quadratisch, s-förmig etc.) dergestalt aufweisen, daß die radialen Druckkomponenten pr am Rande des Bereiches 22 aber innerhalb dieses Bereiches größer sind, als die radialen Druckkomponenten p′r außerhalb des Bereiches 22 aber ebenfalls in unmittelbarer Umgebung dieses Bereiches.
  • Die Höhe Δ x der Wölbung und der Durchmesser d des Bereiches 22 bis zu dem die geometrische Änderung vorgenommen wird, hängen von dem verwendeten Sprengstoff und dem Einlagenmaterial ab und müssen jeweils experimentell ermittelt werden.
  • So beträgt bei Verwendung von Octol 70/30 als Sprengstoff und Eisen als Einlagenmaterial der maximale Durchmesser d des Bereiches 22 etwa 10 bis 25 % des Durchmessers D der Einlage 20 und die Höhe Δ x der Wölbung (Einbuchtung) muß in diesem Bereich kleiner als 15 % der Höhe der Wölbung der Einlage 20 sein.
  • Um die ogivale Form des Projektiles weiter zu optimieren, kann zusätzlich die Wandstärke s der Einlage innerhalb des Bereiches um das Einlagenzentrum herum mindestens in einem Teilbereich kleiner gewählt werden als die Wandstärke der Einlage außerhalb des besagten Bereiches. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3.
  • Dabei wurde mit 40 die Einlage und mit 50 das durch Explosionsumformung der Einlage 40 entstehende Projektil bezeichnet. Der Bereich 42 um das Einlagenzentrum herum entspricht dem Bereich 22 in Fig. 2. Innnerhalb des bereiches 42 wird in einem Teilbereich 43 die Einlagengeometrie derart geändert, daß der entsprechende Durchmesser s kleiner ist als der Durchmesser S der Einlage außerhalb des bereiches 42. Die verbleibende Wandstärke der Einlage in dem Bereich 43 muß allerdings so gewählt werden, daß bei besonders brisantem Sprengstoff kein Platzen der Einlage erfolgt.

Claims (5)

1. Einlage (14, 20, 40) für einen Gefechtskopf (10) zur Erzeugung eines Projektils (15, 30, 50) durch Explosionsumformung der Einlage (14, 20, 40), wobei die Einlage (20, 40) innerhalb eines vorgegebenen Bereichs (22, 42) um das Einlagenzentrum herum eine stärkere Einbuchtung in Richtung des für die Explosionsumformung benötigten Sprengstoffs (13) aufweist als außerhalb, aber in unmittelbarer Umgebung dieses Bereichs (22, 42), dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtung als Wölbung um das Einlagenzentrum, die bei der Explosivumformung der Einlage eine nicht ausbrechbare spitze Geschoßnase (31) erzeugt, ausgebildet ist.
2. Einlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Einlage (20) inrerhalb des Bereiches (22) um das Einlagenzentrum herum gleich der Wandstärke der Einlage (20) außerhalb des besagten Bereiches (22) ist.
3. Einlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (s) der Einlage (40) innerhalb des Bereiches (42) um das Einlagenzentrum herum mindestens in einem Teilbereich (43) kleiner ist als die Wandstärke (S) der Einlage (40) außerbalb des Bereiches (42).
4. Einlage nach Abspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) des Bereiches (22, 42) um das Einlagenzentrum 10 - 35 % des Durchmessers (D) der Einlage (20, 40) beträgt.
5. Einlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (Δ x) der Wölbung des Bereiches (22, 42) um das Einlagenzentrum ≦ 15 % der Höhe (F) der Wölbung der Einlage beträgt.
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