EP1045222B1 - Gefechtskopf mit Splitterwirkung - Google Patents

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EP1045222B1
EP1045222B1 EP00107430A EP00107430A EP1045222B1 EP 1045222 B1 EP1045222 B1 EP 1045222B1 EP 00107430 A EP00107430 A EP 00107430A EP 00107430 A EP00107430 A EP 00107430A EP 1045222 B1 EP1045222 B1 EP 1045222B1
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EP
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balls
warhead according
metal powder
metal
heavy
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EP00107430A
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Ulrich Dr. Hornemann
Siegfried Rhau
Jürgen Kunz
Peter Scharf
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Diehl Munitionssysteme GmbH and Co KG
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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
    • F42B12/20—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/22—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type with fragmentation-hull construction
    • F42B12/32—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type with fragmentation-hull construction the hull or case comprising a plurality of discrete bodies, e.g. steel balls, embedded therein or disposed around the explosive charge

Definitions

  • the invention relates to a warhead with splintering after Preamble of claim 1.
  • a detonation body in the form of a grenade is known from DE 38 22 375 A1.
  • An explosive charge is present on a fragmentation unit.
  • the splitter unit exists made of separately manufactured spherical metal balls in their plane of contact have a hexagonal shape.
  • the splinters are sintered together connected and therefore self-supporting.
  • Two protective layers cover the splinter layer on.
  • the density of the protective layers is between 20 and 75% of the density the splinter layer, the splinters being made of heavy metal or steel.
  • the explosives side Sheet metal has indentations for receiving the balls, so that the explosive-side, approximately funnel-shaped cavities almost filled by the sheet are.
  • the target-side, approximately funnel-shaped cavities are through the sheet, which lies approximately at the balls, is not filled.
  • the balls not only have a very high energy and thus have a long range, but that the balls remain erosion-free and retain their ball shape until they hit the target.
  • the splinter bodies are heavily eroded by the detonation swaths and, in some cases, balls are compressed into a flat shape.
  • the balls are stored or embedded in a casting material made of metal or in fine-grained metal powder.
  • a casting material made of metal or in fine-grained metal powder.
  • the metallic casting material at least the funnel-shaped cavities on the explosive side are filled with the casting material.
  • the metal powder when using the metal powder, the balls are completely embedded in it.
  • the casting material is preferably introduced by casting in the molten state. Are. all metals can be used that have the same or lower melting point as a cassette-shaped sheet. This sheet defines the outer shape of the splitter unit according to the invention. Zinc, aluminum and solders are particularly suitable as casting materials.
  • An explosive-side sheet which is required for metal powder bedding, is advantageously dispensed with in the cast design.
  • a warhead 1 consists of a cylindrical housing 2, an electrical one Ignition device 3 with booster charge 4, an explosive charge 5, a fragmentation unit 6 and a ring 8 for fastening the splitter unit 6.
  • the concave splitter unit 6 contains balls 10 made of tungsten heavy metal.
  • the balls 10 lie between sheets 11, 12 made of a soft, plastically deformable aluminum with a strength of 200 N / mm 2 and are embedded in a metal powder 13 made of tungsten heavy metal with a grain size of about 8 ⁇ m.
  • the cassette-shaped sheet 12 is provided with a collar 7. The height of the collar 7 defines the thickness of the splitter unit 6 in the axial direction.
  • the balls 10 abut against one another at 18 at points. Point contacts exist between the balls 10 and the sheets 11, 12 according to 17, 19.
  • the balls 10 and the metal powder 13 are made of the same material
  • the cavities 14 are delimited by the sheets 11, 12, the sheets 11, 12 point against the balls 10.
  • the ring 8 serves as a support for the splitter unit 6.
  • the ring 8 is connected to the housing 2 via a threaded connection 9 and fixes the splitter unit 6 in the housing 2 or on the explosive charge 5 without gaps. After the explosive charge 5 has been ignited by the ignition device 3 with the booster charge 4, the splitter unit 6 as a whole is accelerated from the position shown, initially during the maximum vapor pressure.
  • the sheet 11 deforms only slightly, d. that is, it dents into the powder cones 15 something, which causes the energy transfer of the explosive charge 5 to the balls 10 is only insignificantly reduced.
  • the sheet 11 perforates approximately according to the location and size of the Balls 10 while the sheet 12 is obviously pulverized. This is too conclude that the energy transfer from the explosive charge 5 on the balls 10 on the powder cone 15 on the balls 10 is maximum.
  • the balls 10 are completely metallic in a splitter unit 20 Cast material 23 stored.
  • the balls 10 lie on the target side on the cassette-shaped Sheet 12 at point 17.
  • the cast material 23 has a base layer 24 with a thickness 25 and in one piece Metal cone 26 corresponding to the powder cone 15.
  • the cast material 23 consists of zinc.
  • Conical cavities 27 exist between the sheet 12 and the balls 10 and are also filled with the casting material 23.
  • the base layer 24 replaces the sheet 11 on the explosive side Costs and functional advantages.
  • the function of the splitter unit 20 corresponds in principle to the function of the 1 and 2 described fragment unit 6. After detonation of the explosive charge 5 the splitter unit 20 is first accelerated as a whole.
  • the cast material 23 serves as a sabot. Because of the high explosive pressure, the Cast material 23 pulverized.
  • the critical phase is the explosive effect already mitigated to the extent that the balls 10 are neither deformed nor eroded.
  • the balls 10 and the metal powder 13 can also be used for the balls 10 and the metal powder 13.
  • the decisive factor is that the metal powder 13 or the casting material 23 has the greatest possible density.
  • the splitter unit 6; 20 can also be flat, ie as a flat plate or convex or be concave or in any shape.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gefechtskopf mit Splitterwirkung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 38 22 375 A1 ist ein Detonationskörper in Form einer Granate bekannt. Eine Sprengladung liegt an einer Splittereinheit an. Die Splittereinheit besteht aus separat gefertigten, sphärischen Metallkugeln, die in ihrer Berührungsebene eine Sechskantform aufweisen. Die Splitter sind durch Sintern miteinander verbunden und dadurch selbsttragend. Zwei Schutzlagen hüllen die Splitterschicht ein. Die Dichte der Schutzlagen beträgt zwischen 20 und 75% der Dichte der Splitterschicht, wobei die Splitter aus Schwermetall oder Stahl gefertigt sind. Durch derartige Schutzlagen und insbesondere durch die Form der Splitter wird erreicht, daß das Zerplatzen der Splitterschicht verzögert wird. Weiterhin besteht durch die sechskantförmig ausgebildeten Splitter eine nahezu spaltfreie Splitterlage, die ein Durchblasen der Sprengschwaden verhindern soll.
Eine Splittereinheit, bestehend aus Schwermetallkugeln, die zwischen zwei Blechen aus Aluminium liegen, ist aus der DE 195 17 610 C2 bekannt. Das sprengstoffseitige Blech weist zur Aufnahme der Kugeln Eindellungen auf, so daß die sprengstoffseitigen, etwa trichterförmigen Hohlräume nahezu durch das Blech ausgefüllt sind. Demgegenüber sind die zielseitigen, etwa trichterförmigen Hohlräume durch das, an den Kugeln etwa punktförmig anliegende Blech nicht ausgefüllt.
Ausgehend von der DE 195 17 610 C2 ist es die Aufgabe der Erfindung, den Sprengschwadendruck am sprengstoffseitigen Blech möglichst lange aufrecht zu halten um eine maximale Energieübertragung auf die Kugeln zu ermöglichen.
Diese Aufgabe löst die Erfindung entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Kugeln nicht nur eine sehr hohe Energie aufweisen und damit eine große Reichweite besitzen, sondern die Kugeln erosionsfrei bleiben und ihre Kugelform bis zum Zieleinschlag beibehalten.
Beim Stand der Technik werden die Splitterkörper durch die Detonationsschwaden stark erodiert und teilweise werden Kugeln zu einer platten Form gestaucht.
Erfindungsgemäß sind die Kugeln in einem Gußwerkstoff aus Metall oder in feinkörnigem Metallpulver gelagert oder gebettet. Bei Verwendung des metallischen Gußwerkstoffs sind wenigstens die sprengstoffseitigen, trichterförmigen Hohlräume mit dem Gußwerkstoff ausgefüllt. Demgegenüber liegen die Kugeln bei Verwendung des Metallpulvers vollständig eingebettet in diesem. Der Gußwerkstoff wird vorzugsweise durch Gießen im schmelzflüssigen Zustand eingebracht. Dabei sind. alle Metalle verwendbar, die einen gleichen oder niedrigeren Schmelzpunkt aufweisen wie ein kassettenförmiges Blech. Dieses Blech definiert die äußere Form der erfindungsgemäßen Splittereinheit. Als Gußwerkstoff eignen sich besonders Zink, Aluminium und Lote.
Vorteilhaft entfällt bei der Gußausführung ein sprengstoffseitiges Blech, das bei der Metallpulverbettung erforderlich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1
einen Längsschnitt durch einen Gefechtskopf eines Flugkörpers oder eines Geschosses oder auch einer Mine,
Fig. 2
eine Einzelheit II aus Fig. 1 und
Fig. 3
einen vergrößert gezeichneten Ausschnitt einer weiteren Splitteranordnung.
Ein Gefechtskopf 1 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 2, einer elektrischen Zündeinrichtung 3 mit Verstärkungsladung 4, einer Sprengladung 5, einer Splittereinheit 6 und einem Ring 8 zur Befestigung der Splittereinheit 6.
Die konkave Splittereinheit 6 enthält Kugeln 10 aus Wolfram-Schwermetall. Die Kugeln 10 liegen zwischen Blechen 11, 12 aus einem weichen, plastisch verformbaren Aluminium mit einer Festigkeit von 200 N/mm2 und sind in einem Metallpulver 13 aus Wolfram-Schwermetall mit einer Korngröße von etwa 8 µm eingebettet. Das kassettenförmige Blech 12 ist mit einem Bund 7 versehen. Die Höhe des Bundes 7 definiert die Dicke der Splittereinheit 6 in Achsrichtung.
Die Kugeln 10 liegen bei 18 punktförmig aneinander an. Punktberührungen bestehen zwischen den Kugeln 10 und den Blechen 11, 12 gemäß 17, 19.
Die Kugeln 10 und das Metallpulver 13 bestehen aus dem gleichen Werkstoff
Trichterförmige Hohlräume 14 zwischen den Kugeln 10 sind vollständig durch das Metallpulver 13 ausgefüllt. Das Metallpulver 13 bildet sowohl sprengstoffseitig als auch zielseitig Pulverkegel 15 mit etwa ebener Stirnfläche 16.
Die Hohlräume 14 sind durch die Bleche 11, 12 begrenzt, wobei die Bleche 11, 12 punktförmig an den Kugeln 10 anliegen.
Der Ring 8 dient als Auflager für die Splittereinheit 6. Der Ring 8 ist über eine Gewindeverbindung 9 mit dem Gehäuse 2 verbunden und legt die Splittereinheit 6 im Gehäuse 2 bzw. an der Sprengladung 5 spaltfrei fest.
Nach Zündung der Sprengladung 5 durch die Zündeinrichtung 3 mit der Verstärkungsladung 4 wird anfangs, also während des maximalen Schwadendrucks, die Splittereinheit 6 als Ganzes aus der gezeichneten Position beschleunigt.
Aufgrund der verhältnismäßig großen Masse der sprengstoffseitigen Pulverkegel 15 verformt sich das Blech 11 nur geringfügig, d. h., es dellt sich in die Pulverkegel 15 etwas ein, wodurch die Energieübertragung der Sprengladung 5 auf die Kugeln 10 nur unwesentlich gemindert wird.
Anschließend perforiert das Blech 11 etwa entsprechend der Lage und Größe der Kugeln 10, während das Blech 12 offensichtlich pulverisiert wird. Daraus ist zu schließen, daß die Energieübertragung von der sich umsetzenden Sprengladung 5 auf die Kugeln 10 über die Pulverkegel 15 auf die Kugeln 10 maximal ist.
Nach Fig. 3 sind bei einer Splittereinheit 20 die Kugeln 10 vollständig in metallischem Gußwerkstoff 23 gelagert. Zielseitig liegen die Kugeln 10 an dem kassettenförmigen Blech 12 punktförmig 17 an.
Der Gußwerkstoff 23 weist eine Basisschicht 24 mit einer Dicke 25 und einstückige Metallkegel 26 entsprechend den Pulverkegeln 15 auf.
Der Gußwerkstoff 23 besteht aus Zink.
Kegelförmige Hohlräume 27 bestehen zwischen dem Blech 12 und den Kugeln 10 und sind ebenfalls mit dem Gußwerkstoff 23 gefüllt.
Die Basisschicht 24 tritt anstelle des sprengstoffseitigen Bleches 11. Dadurch bestehen Kosten und Funktionsvorteile.
Die Funktion der Splittereinheit 20 entspricht prinzipiell der Funktion der zu den Fig. 1 und 2 beschriebenen Splittereinheit 6. Nach Detonation der Sprengladung 5 wird zunächst die Splittereinheit 20 als Ganzes beschleunigt. Der Gußwerkstoff 23 dient dabei als Treibspiegel. Aufgrund des großen Sprengstoffdrucks wird dann der Gußwerkstoff 23 pulverisiert. Dabei ist die kritische Phase der Sprengstoffwirkung bereits soweit gemildert, daß die Kugeln 10 weder deformiert oder erodiert werden.
Durch die Punktkontakte 18 der Kugeln 10 untereinander liegt eine große Splitterdichte bestehend aus den Kugeln 10 vor. Wesentlich ist auch, daß durch diese Punktkontakte 18 eine relativ frühzeitige Loslösung vom Füllwerkstoff, nämlich Metallpulver 13 oder Gußwerkstoff 23 erfolgt.
Die Punktkontakte 17 der Kugeln 10 mit dem zielseitigen Blech 12 leiten den sprengstoffseitigen Stoßimpuls nahezu ungedämpft in das Blech 12. Die gerasterte, punktuelle Stoßeinleitung begünstigt offensichtlich die rasche Zerlegung des Bleches 12 zunächst in Stücke bis zur Auflösung. Damit liegt die volle Wirkung der Kugeln 10 vor
Für die Kugeln 10 und das Metallpulver 13 können auch verschiedene Werkstoffe eingesetzt werden.
Maßgebend ist, daß das Metallpulver 13 bzw. der Gußwerkstoff 23 eine möglichst große Dichte aufweist.
Die Splittereinheit 6; 20 kann auch eben, also als ebene Platte oder konvex oder konkav bzw. in beliebiger Form ausgebildet sein.

Claims (11)

  1. Gefechtskopf (1) mit Splitterwirkung, bei dem in einem Gehäuse (2) eine Sprengladung (5) und eine Splittereinheit (6), bestehend aus wenigstens einer Lage Schwermetall-Splitter (10) angeordnet sind, wobei die Schwermetall-Splitter (10) an einem zielseitigen, verformbaren Blech (12) angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die sprengstoffseitigen Hohlräume (14) zwischen den Splittern (10) mit einem metallischen Gußwerkstoff (23) oder einem feinkörnigen Metallpulver (13) gefüllt sind.
  2. Gefechtskopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Gußwerkstoff aus Zink, Aluminium, Lote oder einem anderen geeigneten Werkstoff besteht.
  3. Gefechtskopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    das Metallpulver ein spezifisches Gewicht von 7 g/cm3 bis 18 g/cm3 aufweist und
    aus Schwermetall, wie Wolfram besteht.
  4. Gefechtskopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetall-Splitter (10) und das Metallpulver (13) aus dem selben Werkstoff bestehen.
  5. Gefechtskopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetall-Splitter als Kugeln (10) ausgebildet sind.
  6. Gefechtskopf nach einem der,vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die in Metallpulver (13) nahezu vollständig eingebetteten Kugeln (10) an zwei Blechen (11, 12) etwa punktförmig anliegen,
    die Kugeln einander punktförmig (18) berühren, und
    die Kugeln (10) am zielseitigen Blech (12) eine Punktberührung (17) aufweisen.
  7. Gefechtskopf nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (14) zwischen den Blechen (11, 12) und den Kugeln (10) mit dem Metallpulver (13) gefüllt sind und
    das Metallpulver (13) in der Form von Pulverkegeln (15) mit etwa ebener Stirnfläche (16) vorliegt.
  8. Gefechtskopf nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (11, 12) aus einem weichen, plastisch gut verformbaren Werkstoff, wie Aluminium, Kupfer bestehen.
  9. Gefechtskopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver (13) eine Körnung im Bereich von 3 bis 50 µm aufweist.
  10. Gefechtskopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Splittereinheit (6) konkav ausgebildet ist.
  11. Gefechtskopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die im Gußwerkstoff (23) nahezu vollständig eingebetteten Kugeln (10) untereinander und am zielseitigen Blech (12) Punktberührungen (17, 18) aufweisen.
EP00107430A 1999-04-16 2000-04-06 Gefechtskopf mit Splitterwirkung Expired - Lifetime EP1045222B1 (de)

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