EP1221017B1 - Treibladungsanordnung für rohrwaffen oder ballistische antriebe - Google Patents

Treibladungsanordnung für rohrwaffen oder ballistische antriebe Download PDF

Info

Publication number
EP1221017B1
EP1221017B1 EP00979490A EP00979490A EP1221017B1 EP 1221017 B1 EP1221017 B1 EP 1221017B1 EP 00979490 A EP00979490 A EP 00979490A EP 00979490 A EP00979490 A EP 00979490A EP 1221017 B1 EP1221017 B1 EP 1221017B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charge
propellant device
compact charge
compact
microwave radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00979490A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1221017A1 (de
Inventor
Helmut Schmid
Norbert Eisenreich
Gesa Langer
Andreas Klolezko
Rudolf Emmerich
Peter Elsner
Helfried Urban
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP1221017A1 publication Critical patent/EP1221017A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1221017B1 publication Critical patent/EP1221017B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B5/00—Cartridge ammunition, e.g. separately-loaded propellant charges
    • F42B5/02—Cartridges, i.e. cases with charge and missile
    • F42B5/08—Cartridges, i.e. cases with charge and missile modified for electric ignition

Definitions

  • the invention relates to a propellant charge arrangement for tubular weapons or ballistic drives consisting of a compact load and an electromagnetic radiation emitting Ignition system, the Kompaktla Plantg a radiation-absorbing Medium is assigned.
  • the propellant burns up and the projectile accelerates is a dynamic process that is extremely within a short time, within which the gas evolution due to the propellant charge not only on the mass of the projectile coordinated, but also takes into account the fact must be that with the acceleration of the projectile increases the volume to be filled by the propellant.
  • These overlapping processes must in turn be like this be coordinated so that the projectile is the desired one Muzzle velocity reached.
  • the gas pressure-time curve which is generally one Gaussian curve is similar, i.e. the pressure increases exponentially to a maximum pressure and falls a little less steeply increasing acceleration of the projectile towards the muzzle exponentially.
  • the conversion rate shows a more symmetrical course of the Gauss curve the propellant charge.
  • Propellant charges with a high Laduncis density i.e. a large one Ratio of the mass of the Ladladigig powder to its volume used. This is for a high muzzle velocity of the projectile required high charge density through large-volume propellant charges with regular Arrangement of the charge particles achieved.
  • the ignition takes place by chemical igniters, e.g. Nitrates, which mechanical Ignition devices, such as firing bolts, or electromechanical Ignition devices require.
  • Tubular powder or cylindrical multi-hole powder used which of channels for the passage of the swath of the Zündmit means are penetrated so that the combustion of the propellant charge a large surface area is initiated. This will, however the propellant density is reduced and the muzzle velocity of the projectile thereby reduced. Furthermore the gas pressure drops immediately after reaching his Maximum exponentially again. While small caliber Tube weapons, such as anti-aircraft guns or tank cannons, in this way, burn-off times of 1 to 10 ms can be achieved, are the burn-up times for large-caliber barrel weapons, like artillery pieces, much longer.
  • DE 195 46 341 A1 describes a propellant charge with a secondary arranged in a cylindrical sleeve Explosives and an initial explosive arranged next to them, which by coupling laser radiation is ignited.
  • a high sales speed of the Propellant charge when burning can be done with such an arrangement cannot be reached because the initial explosive is only on one a side of the secondary explosive facing a light guide is arranged and the latter consequently when igniting the load is not broken up and dismantled spontaneously.
  • This also applies to another known version (GB 2 267 330 A), in which at the rear end of the Propellant charge applied an infrared absorbing layer is affected by the laser beam.
  • The. DE 35 42 447 A1 shows an ignition mixture which can be activated by means of laser radiation and which contains 10 to 30% by mass of a hot-burning fine particulate metal powder, in particular zirconium, titanium or boron, 60 to 80% by mass of an oxidizing agent, in particular lead oxide, and 1 to Contains 5% by mass of carbon black.
  • a hot-burning fine particulate metal powder in particular zirconium, titanium or boron
  • an oxidizing agent in particular lead oxide
  • 1 to Contains 5% by mass of carbon black To ignite a propellant charge, the ignition mixture is arranged in a narrow geometric area of the charge powder of a few mm 2 , on which the laser beam strikes. In this case, too, spontaneous conversion of the charge powder is not possible.
  • US Pat. No. 3,601,054 A in which only one squib enriched with electrical conductors is ignited electromagnetically and is therefore implemented more spontaneously.
  • the invention has for its object a propellant charge arrangement propose avoiding the aforementioned Disadvantages when burning the ideal, trapezoidal The course of the pressure-time curve approximated as far as possible is.
  • this object is achieved with a propellant charge arrangement according to the preamble of claim 1 (GB 2 267 330 A) solved in that the electromagnetic radiation a wavelength of about 1mm to about 1m (microwaves) and that in the compact charge at least one microwave absorbent medium stored and distributed can be activated by means of the ignition system to the compact charge break down into fragments when the ignition system is triggered and the fragments in the generated when the compact charge burned Accelerate gas volume.
  • the electromagnetic radiation a wavelength of about 1mm to about 1m (microwaves) and that in the compact charge at least one microwave absorbent medium stored and distributed can be activated by means of the ignition system to the compact charge break down into fragments when the ignition system is triggered and the fragments in the generated when the compact charge burned Accelerate gas volume.
  • the compact load Due to the internal ignition of the propellant charge arrangement according to the invention in the microwave absorbing areas the compact load is broken up in a defined sequence disassembled.
  • the structure of the compact load and its arrangement as well as that of the ignition system can be chosen so that Fragments with a relatively regular geometry arise, which consequently also offer relatively regular surfaces, which in turn ensure regular burning and burning. It is also due to the increased introduction of microwaves absorbent medium in defined areas of the Propellant charge possible to ignite these areas earlier and to control the burn-up depending on the time.
  • the fragments resulting from the fragmentation have a high burn-up area and will result in the burn-off the gas volume developing the propellant accelerates and fully implemented there.
  • the propellant charge arrangement according to the invention makes use of it dispensable from chemical detonators, which makes them is easier and safer to handle. Still requires they do not require the initiation of such chemical igniters mechanical or electromechanical ignition devices, so that they are inexpensive due to their simple structure is.
  • the density of the propellant charge arrangement according to the invention can be compared to conventional propellant charges increase by the inclusions of the microwaves absorbent medium are designed very thin, so that this in comparison to the known propellant charges for channels provided through a swath penetration clearly require less space.
  • the formation of fragments with a relatively regular geometry and consequently high erosion surface can be particularly thereby achieve that the compact charge one in has a substantially regularly structured structure or the microwave absorbing medium in the compact charge is stored in a regular arrangement.
  • the Ignition system then becomes the compact charge along the areas from the microwave radiation absorbing medium broken up and in corresponding regular fragments accelerated inwards, the surfaces forming ensure proper burning and burning.
  • the compact charge can, for example, of essentially geometrically regularly arranged layers of the microwave radiation absorbent medium, the layers preferably being essentially grid-like are arranged.
  • the medium absorbing microwave radiation Layer thickness is expediently between 1 and 1000 microns.
  • the compact load can also be of essentially geometric regularly arranged channels from which the microwave radiation absorbent medium, the The diameter of the channels suitably between 1 and 1000 microns is.
  • the one stored in the explosive can be distributed and possibly microwaves enveloping it absorbent medium in any way, e.g. by heating and possibly associated with the heating Thermal expansion and / or evaporation, photoreaction, fission, Transfer to a plasma state or the like for ignition the compact load or for fragmentation thereof to lead.
  • the compact charge can either essentially be powdery, the powder particles one Have structure of the aforementioned type, or the compact charge is designed in the manner of a molded part, which e.g. can be brought into a cargo space of a barrel weapon.
  • the intensity the microwave radiation of the ignition system controllable is.
  • the radiation can influence the pressure-time course in a targeted manner e.g. on the one hand through targeted reignition the resulting fragments or by heating the combustion gases, by bringing the microwave radiation to the resonance frequency the same is adapted.
  • the microwave radiation used to ignite the compact charge be adapted to the ambient conditions, so that e.g.
  • the microwave radiation can, for example, by means of a emitter reaching into the compact charge, such as an antenna, be coupled into the compact charge, or is it into the compact charge by means of emitters surrounding the compact charge be coupled.
  • a emitter reaching into the compact charge such as an antenna
  • the compact charge be arranged in a cartridge, which in particular for handling a substantially powdery Propellant charge is advantageous.
  • frequency range preferably carbon, especially carbon black, used.
  • Fig. 1 shows a schematic cross section through a Gun 10 with a barrel 12 (shown broken off) and a cargo space 11 in which a propellant charge 4 in Form of a compact load is housed.
  • the compact load 4 e.g. from a powder from an explosive or an explosive mixture and distributed one embedded medium absorbing microwave radiation, e.g. RuB. As shown in Fig. 2, this is absorbent Medium 3 in the propellant charge particles 1 of the compact charge stored in a regular order, taking the explosive 2 interspersed in layers.
  • the barrel 12 there is a projectile 13, the Rear protrudes into the cargo space 11.
  • an ignition system 5 with a controllable one Microwave generator 6 is provided.
  • the one from the microwave generator 6 generated electromagnetic radiation is over an antenna 7 can be coupled into the cargo space 11.
  • the particles 1 along the compact charge 4 the soot layers 3 in substantially regular Fragments disassembled and the fragments in the on Compact charge 4 accelerated gas volume generated. at the same time the burning of the fragments begins and is implemented the fuel fragments from the compact load 4 instead of.
  • the projectile 13 will be on a longer distance evenly applied with approximately constant pressure and leaves barrel 12 with the desired high muzzle velocity with possibly reduced muzzle pressure.
  • FIG. 3 shows the pressure-time profile of a conventional propellant charge with curve 15.
  • the pressure p increases exponentially to a maximum pressure p max and drops a little less steeply with increasing acceleration of the projectile towards the barrel muzzle.
  • the propellant charge arrangement according to the invention can generate a pressure curve according to curve 16, which shows a pronounced pressure plateau 17 with a time-delayed pressure drop when the rise is somewhat premature.
  • the maximum pressure p max can be reduced with an increased drive power, for which the pressure-time integral is decisive, or an increased drive power can be achieved with the same maximum pressure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Treibladungsanordnung für Rohrwaffen oder ballistische Antriebe, bestehend aus einer Kompaktladung und einem elektromagnetische Strahlung emittierenden Zündsystem, wobei der Kompaktladüng ein strahlurigsabsorbierendes Medium zugeordnet ist.
Bei chemisch reagierenden Treibladungen wird die Leistung im wesentlichen von dem Verhältnis der Masse der Ladung und ihrer Energiedichte zur Masse des zu beschleunigenden. Objektes, z.B. eines Projektils, einer Rakete oder dergleichen, bestimmt. Das Bestreben geht stets dahin, die Masse der Treibladung und ihre Energiedichte auf den konkreten Bedarfsfall abzustimmen. Für die Mündungssgeschwindigkeit des Projektils ist insbesondere die innere Ballistik, also der Zündvorgang und der Abbrand der Treibladung sowie die Übertragung der Energie auf das Projektil vor Verlassen des Laufs maßgeblich.
Der Abbrand der Treibladung und die Beschleunigung des Projektils ist ein dynamischer Vorgang, der sich in extrem kurzer Zeit abspielt, innerhalb der die Gasentwicklung durch die Treibladung nicht nur auf die Masse des Projektils abgestimmt, sondern auch der Tatsache Rechnung getragen werden muß, daß sich mit der Beschleunigung des Projektils das vom Treibgas auszufüllende Volumen vergrößert. Diese sich überlagernden Vorgänge müssen wiederum derart aufeinander abgestimmt sein, daß das Projektil die gewünschte Mündungsgeschwindigkeit erreicht. Hierfür maßgeblich ist die Gasdruck-Zeit-Kurve, die im allgemeinen einer Gauß-Kurve ähnlich ist, d.h. der Druck steigt expotentiell auf einen Maximaldruck an und fällt etwas weniger steil mit zunehmender Beschleunigung des Projektils zur Mündung hin expotentiell ab. Eine.ähnliche Charakteristik mit etwas symmetrischerem Verlauf der Gauß-Kurve zeigt die Umsatzgeschwindigkeit der Treibladung. Maßgeblich für die Antriebsleistung ist das Druck-Zeit-Integral, das durch den maximal zulässigen Gasdruck im Ladungsraum nach oben begrenzt ist. Der Idealfall wäre ein trapezförmiger Druckverlauf, bei dem der Maximaldruck schneller erreicht und gleichzeitig das Integral der Druck-Zeit-Kurve größer sein sollte.
Um eine hohe Mündungsgeschwindigkeit des Projektils zu erreichen, werden in der Regel als Kompaktladungen bezeichnete Treibladungen mit hoher Laduncisdichte, also einem großen Verhältnis der Masse des Treibladurigspulvers zu seinem Volumen eingesetzt. Hierbei wird die für eine hohe Mündungsgeschwindigkeit des Projektils erforderliche hohe Ladungsdichte durch großvolumige Treibladungen mit regelmäßiger Anordnung der Ladungspartikel erzielt. Die Zündung erfolgt durch chemische Zündmittel, z.B. Nitrate, welche mechanische Zündeinrichtungen, wie Schlagbolzen, oder elektromechanische Zündeinrichtungen erfordern.
Nachteilig ist einerseits, daß derartige Zündmittel gegenüber Umwelteinflüssen, wie Wärme oder Feuchtigkeit, empfindlich sind und zu einem unzeitigen Zünden führen können. Andererseits muß beim Zünden sichergestellt sein, daß die entstehenden Schwaden des Zündmittels mit einer möglichst großen Oberfläche der Treibladung in Kontakt treten, da andernfalls die lineare Abbrandgeschwindigkeit der Treibladung zu gering ist, um die gesamte Ladung in kurzer Zeit abzubrennen bzw. den für die gewünschte Mündungsgeschwindigkeit des Projektils erforderlichen Druck zu erreichen. Um für einen reproduzierbaren Druckanstieg erforderliche reproduzierbare Abbrändflächen auszubilden, werden z.B. Röhrenpulver oder zylindrische Mehrlochpulver eingesetzt, welche von Kanälen, zum Durchtritt des Schwaden des Zündmit tels durchsetzt sind, so daß der Abbrand der Treibladung an einer großen Oberfläche initiiert wird. Hierdurch wird jedoch die Treibladungsdichte herabgesetzt und die Mündungsgeschwindigkeit des Projektils dadurch verringert. Des weiteren fällt der Gasdruck unmittelbar nach Erreichen seines Maximums wieder expontiell ab. Während bei kleinkalibrigen Rohrwaffen, wie Flugabwehrgeschützen oder Panzerkanonen, auf diese Weise Abbrandzeiten von 1 bis 10 ms erreicht werden, sind die Abbrandzeiten bei großkalibrigen Rohrwaffen, wie Artilleriegeschützen, erheblich länger.
Weiterhin sind mittels elektrischer Energie iniitierbare Kompaktladungen (elektrothermisch-chemisch Kanone) bekannt (DE 195 21 385 A1), bei denen in der Ladung elektrische Leiter angeordnet sind. Doch gestaltet sich das Zünden und' der Abbrand solcher Kompaktladungen als schwierig, da die Ladungsanordnung aufgebrochen und zerlegt und dabei definierte Oberflächen geschaffen werden müssen, damit ein für die gewünschte Mündungsgeschwindigkeit erforderlicher Anund Abbrand mit hoher Umsatzgeschwindigkeit der Treibladung erreicht wird. Auch ist die Anordnung der Leiter in der Treibladung herstellungstechnisch aufwendig. Dies ist auch bei einer rein induktiven Zündung der Fall (FR 2 159 787 C), die eine zweite Induktionsspule in der Treibladung erfordert.
Gleiches gilt für die in neuerer Zeit untersuchten flüssigen Treibladungen, die in eine entsprechende Dispersion überführt werden müssen.
Die DE 195 46 341 A1 beschreibt eine Treibladung mit einem in einer zylindrischen Hülse angeordneten sekundären Sprengstoff und einem neben diesem angeordneten Initialsprengstoff, welcher durch Einkoppeln von Laserstrahlung gezündet wird. Eine hohe Umsatzgeschwindigkeit der Treibladung beim Abbrand kann mit einer solchen Anordnung nicht erreicht werden, da der Initialsprengstoff nur an einer einem Lichtleiter zugewandten Seite des Sekundärsprengstoffs angeordnet ist und letzterer folglich beim Zünden der Ladung nicht spontan aufgebrochen und zerlegt wird. Dies gilt auch für eine andere bekannte Ausführung (GB 2 267 330 A), bei der an der rückwärtigen Stirnseite der Treibladung eine Infrarot-absorbierende Schicht aufgebracht ist, auf die der Laserstrahl einwirkt.
Der. DE 35 42 447 A1 ist eine mittels Laserstrahlung aktivierbare Zündmischung entnehmbar, welche 10 bis 30 Mass.-% eines heiß brennenden feinpartikulären Metallpulvers, insbesondere Zirkon, Titan oder Bor, 60 bis 80 Mass.-% eines Oxidationsmittels, insbesondere Bleioxid, und 1 bis 5 Mass.-% Ruß enthält. Zur Zündung einer Treibladung ist vorgesehen, die Zündmischung in einem engen geometrischen Bereich des Ladungspulvers von wenigen mm2 anzuordnen, auf welchen der Laserstrahl auftrifft. Auch in diesem Fall ist eine spontane Umsetzung des Ladungspulvers nicht möglich. Gleiches gilt für eine bekannte Ausführung (US 3 601 054 A), bei der lediglich eine mit elektrischen Leitern angereicherte Zündpille elektromagnetisch gezündet und dadurch spontaner umgesetzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Treibladungsanordnung vorzuschlagen, die unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile beim Abbrand dem idealen, trapezförmigen Verlauf der Druck-Zeit-Kurve soweit wie möglich angenähert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Treibladungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (GB 2 267 330 A) dadurch gelöst, daß die elektromagnetische Strahlung eine Wellenlänge von etwa 1mm bis etwa 1m (Mikrowellen) aufweist, und daß in der Kompaktladung wenigstens ein Mikrowellen absorbierendes Medium verteilt eingelagert und mittels des Zündsystems aktivierbar ist, um die Kompaktladung bei Auslösen des Zündsystems in Fragmente zu zerlegen und die Fragmente in das bei Abbrand der Kompaktladung erzeugte Gasvolumen zu beschleunigen.
Durch die innere Zündung der erfindungsgemäßen Treibladungsanordnung in den Mikrowellen absorbierenden Bereichen wird die Kompaktladung in definierter Sequenz in Bruchstükke zerlegt. Der Aufbau der Kompaktladung und ihre Anordnung wie auch die des Zündsystems lassen sich so wählen, daß Bruchstücke mit relativ regelmäßiger Geometrie entstehen, die folglich auch relativ regelmäßige Oberflächen bieten, die wiederum für einen regelmäßigen An- und Abbrand sorgen. Ebenfalls ist es durch verstärktes Einbringen des Mikrowellen absorbierenden Mediums in definierten Bereichen der Treibladung möglich, diese Bereiche früher zu zünden und somit den Abbrand in Abhängigkeit der Zeit zu steuern. Die bei der Fragmentierung entstehenden Bruchstücke weisen eine hohe Abbrandfläche auf und werden in das sich beim Abbrand der Treibladung entwickelnde Gasvolumen beschleunigt und dort vollständig umgesetzt. Auf diese Weise wird beispielsweise bei einer Rohrwaffe die mit der Beschleunigung des Projektils einhergehende Volumenvergrößerung und Druckabsenkung unverzüglich kompensiert. Durch diesen Aufbau der Treibladungsanordnung läßt sich der entstehende Maximaldruck über eine längere Zeit aufrechterhalten, so daß sich im Druck-Zeit-Diagramm anstelle eines Peaks ein Druckplateau ergibt, um das Projektil mit einem länger anhaltenden Gasdruck zu beschleunigen. Hierdurch kann der Maximaldruck wie auch der Mündungsdruck abgesenkt werden, ohne daß die Antriebsleistung bzw. die Mündungsgeschwindigkeit absinkt. Entsprechend läßt sich bei gleichem Maximaldruck eine wesentlich höhere Mündungsgeschwindigkeit erzielen.
Die erfindungsgemäße Treibladungsanordnung macht die Verwendung von chemischen Zündmitteln entbehrlich, wodurch sie einfacher und sicherer handhabbar ist. Weiterhin erfordert sie keine zur Initiierung solcher chemischer Zündmittel erforderlichen mechanischen oder elektromechanischen Zündeinrichtungen, so daß sie aufgrund ihres einfachen Aufbaus kostengünstig ist.
Ferner läßt sich die Dichte der erfindungsgemäßen Treibladungsanordnung gegenüber herkömmlichen Treibladungen wesentlich erhöhen, indem die Einlagerungen des Mikrowellen absorbierenden Mediums sehr dünn ausgelegt werden, so daß diese im Vergleich zu den bei bekannten Treibladungen für einen Schwadendurchgriff vorgesehenen Kanälen einen deutlich geringeren Raumbedarf erfordern.
Die Ausbildung von Fragmenten mit relativ regelmäßiger Geometrie und folglich hoher Abbrandoberfläche läßt sich insbesondere dadurch erreichen, daß die Kompaktladung einen im wesentlichen regelmäßig strukturierten Aufbau aufweist bzw. das Mikrowellen absorbierende Medium in der Kompaktladung in regelmäßiger Anordnung eingelagert ist. Bei Auslösen des Zündsystems wird dann die Kompaktladung entlang den Bereichen aus dem Mikrowellen-Strahlung absorbierenden Medium aufgebrochen und in entsprechend regelmäßigen Fragmenten nach innen beschleunigt, wobei die sich bildenden Oberflächen für einen einwandfreien An- und Abbrand sorgen.
Die Kompaktladung kann beispielsweise von im wesentlichen geometrisch regelmäßig angeordneten Schichten aus die Mikrowellen-Strahlung absorbierenden Medium durchsetzt sein, wobei die Schichten bevorzugt im wesentlichen rasterartig angeordnet sind. Je nach Art des Explosivstoffs und des die Mikrowellen-Strahlung absorbierenden Mediums beträgt die Schichtdicke hierbei zweckmäßig zwischen 1 und 1000 µm.
Die Kompaktladung kann auch von im wesentlichen geometrisch regelmäßig angeordneten Kanälen aus dem die Mikrowellen-Strahlung absorbierenden Medium durchsetzt sein, wobei der Durchmesser der Kanäle zweckmäßig zwischen 1 und 1000 µm beträgt.
Ebenfalls ist eine im wesentlichen disperse Anordnung des die Mikrowellen-Strahlung absorbierenden Mediums in der Kompaktladung denkbar, wobei die dispersen Einlagerungen entweder statistisch oder im wesentlichen geometrisch regelmäßig, insbesondere rasterartig, angeordnet sein können.
In jedem Fall kann das in dem Explosivstoff verteilt eingelagerte und gegebenenfalls diesen umhüllende Mikrowellen absorbierende Medium auf beliebige Weise, z.B. durch Erhitzung und gegebenenfalls mit der Erhitzung einhergehender Wärmeausdehnung und/oder Verdampfung, Photoreaktion, Spaltung, Überführen in einen Plasmazustand od. dgl. zur Zündung der Kompaktladung bzw. zur Fragmentierung derselben führen. Die Kompaktladung kann hierbei entweder im wesentlichen pulverförmig sein, wobei die Pulverpartikel einen Aufbau der vorgenannten Art aufweisen, oder die Kompaktladung ist nach Art eines Formteils ausgebildet, welches z.B. in einen Ladungsraum einer Rohrwaffe einbringbar ist.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Intensität der Mikrowellen-Strahlung des Zündsystems steuerbar ist. Durch eine zeitliche oder auch örtliche Steuerbarkeit der Strahlung kann der Druck-Zeit-Verlauf gezielt beeinflußt werden, z.B. einerseits durch gezieltes Nachzünden der entstandenen Fragmente oder durch Erhitzen der Verbrennungsgase, indem die Mikrowellen-Strahlung an die Resonanzfrequenz derselben angepaßt wird. So ist beispielsweise ein pulsartiges Einkoppeln der Strahlung mit gegebenenfalls veränderlicher Frequenz bis zum Austritt des Projektils aus der Mündung der Rohrwaffe denkbar. Ferner kann auf diese Weise die zum Zünden der Kompaktladung verwendete Mikrowellen-Strahlung an die Umgebungsbedingungen angepaßt werden, so daß z.B. bei einer erhöhten Umgebungstemperatur, welche eine erhöhte Abbrandgeschwihdigkeit bewirkt, die Intensität der Strahlung verringert werden kann, um nur einen Teil der Einlagerungen aus dem Mikrowellen absorbierenden Medium zu aktivieren, die Fragmentierung der Kompaktladung bzw. die Abbrandoberfläche zu verringern und die temperaturbedingte Erhöhung der Abbrandgeschwindigkeit dadurch zu kompensieren.
Die Mikrowellen-Strahlung kann beispielsweise mittels eines in die Kompaktladung reichenden Emittors, wie einer Antenne, in die Kompaktladung einkoppelbar sein, oder ist sie mittels die Kompaktladung umgebender Emittoren in die Kompaktladung einkoppelbar. In jedem Fall kann die Kompaktladung in einer Kartusche angeordnet sein, was insbesondere für die Handhabung einer im wesentlichen pulverförmigen Treibladung vorteilhaft ist.
Als die Mikrowellen-Strahlung absorbierendes Medium wird zum einen aufgrund seiner Verträglichkeit mit den meisten Explosivstoffen, zum anderen aufgrund seines hohen Absorptionsvermögens für diese Strahlung in einem breiten Fre-. quenzbereich vorzugsweise Kohlenstoff, insbesondere Ruß, verwendet.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Treibladungsanordnung bei Rohrwaffen:
Fig. 2
eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Treibladungskorns;
Fig. 3
ein Druck-Zeit-Diagramm einer herkömmlichen Treibladung mit chemischen Zündmitteln und
Fig. 4
ein Druck-Zeit-Diagramm einer erfindungsgemäßen Treibladungsanordnung.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Rohrwaffe 10 mit einem (abgebrochen dargestellt) Lauf 12 und einem Ladungsraum 11, in welchem eine Treibladung 4 in Form einer Kompaktladung untergebracht ist. Die Kompaktladung 4 besteht z.B. aus einem Pulver aus einem Explosivstoff oder einer Explosivstoffmischung und einem verteilt eingelagerten Mikrowellen-Strahlung absorbierenden Medium, z.B. RuB. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist das absorbierende Medium 3 in den Treibladungspartikeln 1 der Kompaktladung in regelmäßiger Anordnung eingelagert, wobei es den Explosivstoff 2 in rasterartig angeordneten Schichten durchsetzt. Im Lauf 12 befindet sich ein Projektil 13, dessen Heck in den Ladungsraum 11 hineinragt. Zum Zünden der Treibladung 4 ist ein Zündsystem 5 mit einem steuerbaren Mikrowellengenerator 6 vorgesehen. Die von dem Mikrowellengenerator 6 erzeugte elektromagnetische Strahlung ist über eine Antenne 7 in den Ladungsraum 11 einkoppelbar.
Nach Zünden der Kompaktladung 4 mittels des Mikrowellengenerators 6 werden die Partikel 1 der Kompaktladung 4 entlang den Rußschichten 3 in im wesentlichen regelmäßige Fragmente zerlegt und die Fragmente in das bei Abbrand der Kompaktladung 4 erzeugte Gasvolumen beschleunigt. Zugleich setzt der Abbrand der Fragmente ein und findet die Umsetzung der Treibstoff-Fragmente aus der KompaktLadung 4 statt. Das Projektil 13 wird auf einer längeren Strecke gleichmäßig mit annähernd konstantem Druck beaufschlagt und verläßt den Lauf 12 mit der gewünscht hohen Mündungsgeschwindigkeit bei gegebenenfalls abgesenktem Mündungsdruck.
In Fig. 3 ist der Druck-Zeit-Verlauf einer herkömmlichen Treibladung mit der Kurve 15 wiedergegeben. Der Druck p steigt expotentiell auf einen Maximaldruck pmax an und fällt etwas weniger steil mit zunehmender Beschleunigung des Projektils zur Laufmündung hin expotentiell ab.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, läßt sich durch die erfindungsgemäße Treibladungsanordnung ein Druckverlauf gemäß Kurve 16 erzeugen, die bei einem etwas voreilenden Anstieg ein ausgeprägtes Druckplateau 17 mit zeitverzögertem Druckabfall zeigt. Hierdurch kann bei einer erhöhten Antriebsleistung, für die das Druck-Zeit-Integral maßgeblich ist, der Maximaldruck pmax verringert bzw. bei gleichem Maximaldruck eine erhöhte Antriebsleistung erzielt werden.

Claims (13)

  1. Treibladungsanordnung für Rohrwaffen oder ballistische Antriebe, bestehend aus einer Kompaktladung und einem elektromagnetische Strahlung emittierenden Zündystem, wobei der Kompaktladung ein strahlungsabsorbierendes Medium zugeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung eine Wellenlänge von etwa 1 mm bis etwa 1 m (Mikrowellen) aufweist und daß in der Kompaktladung wenigstens ein die Mikrowellen-Strahlung absorbierendes Medium verteilt eingelagert und mittels des Zündsystems aktivierbar ist, um die Kompaktladung bei Auslösen des Zündsystems in Fragmente zu zerlegen und die Fragmente in das bei Abbrand der Kompaktladung erzeugte Gasvolumen zu beschleunigen.
  2. Treibladungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Mikrowellen-Strahlung absorbierende Medium in der Kompaktladung in regelmäßiger Anordnung eingelagert ist.
  3. Treibladungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompaktladung von im wesentlichen geometrisch regelmäßig angeordneten Schichten aus dem Mikrowellen-Strahlung absorbierenden Medium durchsetzt ist.
  4. Treibladungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten im wesentlichen rasterartig angeordnet sind.
  5. Treibladungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke zwischen 1 und 1000 µm beträgt.
  6. Treibladungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompaktladung von im wesentlichen geometrisch regelmäßig angeordneten Kanälen aus dem die Mikrowellen-Strahlung absorbierenden Medium durchsetzt ist.
  7. Treibladungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kanäle zwischen 1 und 1000 µm beträgt.
  8. Treibladungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Mikrowellen-Strahlung absorbierende Medium in der Kompaktladung im wesentlichen dispers angeordnet ist.
  9. Treibladungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Mikrowellen-Strahlung des Zündsystems steuerbar ist.
  10. Treibladungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen-Strahlung mittels eines in die Kompaktladung reichenden Emittors in die Kompaktladung einkoppelbar ist.
  11. Treibladungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrowellen-. Strahlung mittels die Kompaktladung umgebender Emittoren in die Kompaktladung einkoppelbar ist.
  12. Treibladungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompaktladung in einer Kartusche angeordnet ist.
  13. Treibladungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das die Mikrowellen-Strahlung absorbierendes Medium Kohlenstoff, insbesondere Ruß, ist.
EP00979490A 1999-10-14 2000-10-11 Treibladungsanordnung für rohrwaffen oder ballistische antriebe Expired - Lifetime EP1221017B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19949674 1999-10-14
DE19949674A DE19949674C1 (de) 1999-10-14 1999-10-14 Treibladungsanordnung für Rohrwaffen oder ballistische Antriebe
PCT/EP2000/009974 WO2001027553A1 (de) 1999-10-14 2000-10-11 Treibladungsanordnung für rohrwaffen oder ballistische antriebe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1221017A1 EP1221017A1 (de) 2002-07-10
EP1221017B1 true EP1221017B1 (de) 2004-05-06

Family

ID=7925716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00979490A Expired - Lifetime EP1221017B1 (de) 1999-10-14 2000-10-11 Treibladungsanordnung für rohrwaffen oder ballistische antriebe

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6591753B1 (de)
EP (1) EP1221017B1 (de)
DE (2) DE19949674C1 (de)
WO (1) WO2001027553A1 (de)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005030437B4 (de) * 2005-06-30 2007-09-13 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Antriebsvorrichtung auf Basis gelförmigen Treibstoffs und Verfahren zur Treibstoff-Förderung
DE202009014949U1 (de) * 2009-01-26 2010-10-07 Oao Znjj "Burevestnik" Einrichtung zur Zündung der Wurfladung in der Geschosskammer eines Artilleriesystems mit hülsenloser Ladung
US9097503B1 (en) 2012-12-20 2015-08-04 Los Alamos National Security, Llc Munitions having an insensitive detonator system for initiating large failure diameter explosives
US9091517B1 (en) * 2012-12-20 2015-07-28 Los Alamos National Security, Llc Insensitive detonator apparatus for initiating large failure diameter explosives
CN105688424B (zh) * 2016-01-29 2017-10-27 王海龙 一种发射体以及发射装置
CN105498254B (zh) * 2016-01-29 2018-05-15 卢秋华 一种发射体以及发射装置
CN105521612B (zh) * 2016-01-29 2017-10-24 王海龙 一种发射体以及发射装置
CN105561607B (zh) * 2016-01-29 2017-10-27 王海龙 一种发射体以及发射装置
US10641572B1 (en) * 2016-04-19 2020-05-05 Triad National Security, Llc Microwave ignition of energetic material housed within a gun
US11585622B1 (en) 2016-04-19 2023-02-21 Triad National Security, Llc Microwave ignition systems with launcher affixed to or located within a gun spindle
US10107607B1 (en) * 2017-04-04 2018-10-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Radio frequency igniter
CN111854535A (zh) * 2018-10-13 2020-10-30 西安航科等离子体科技有限公司 一种超高场强宽频电磁脉冲武器及宽频电磁脉冲产生方法
US10969206B1 (en) * 2018-11-29 2021-04-06 U.S. Government As Represented By The Secretary Of The Army Radio frequency antenna for use in the confines of a breech
US11578549B2 (en) 2019-05-14 2023-02-14 DynaEnergetics Europe GmbH Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore
US11255147B2 (en) 2019-05-14 2022-02-22 DynaEnergetics Europe GmbH Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore
US12241326B2 (en) 2019-05-14 2025-03-04 DynaEnergetics Europe GmbH Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore
US10927627B2 (en) 2019-05-14 2021-02-23 DynaEnergetics Europe GmbH Single use setting tool for actuating a tool in a wellbore
US11204224B2 (en) 2019-05-29 2021-12-21 DynaEnergetics Europe GmbH Reverse burn power charge for a wellbore tool
US11761281B2 (en) 2019-10-01 2023-09-19 DynaEnergetics Europe GmbH Shaped power charge with integrated initiator
US12000267B2 (en) 2021-09-24 2024-06-04 DynaEnergetics Europe GmbH Communication and location system for an autonomous frack system
US12139984B2 (en) 2022-04-15 2024-11-12 Dbk Industries, Llc Fixed-volume setting tool
WO2024013338A1 (en) 2022-07-13 2024-01-18 DynaEnergetics Europe GmbH Gas driven wireline release tool
US11753889B1 (en) 2022-07-13 2023-09-12 DynaEnergetics Europe GmbH Gas driven wireline release tool
DE102024127467A1 (de) * 2024-09-23 2026-03-26 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Mittels Mikrowellen anzündbare Treibladung und Verfahren zum Anzünden einer solchen Treibladung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3601054A (en) 1969-03-17 1971-08-24 Unidynamics Phoenix Method and apparatus for electromagnetically initiating ordnance
FR2159787A5 (de) * 1971-11-12 1973-06-22 France Etat
US4765244A (en) * 1983-04-15 1988-08-23 Spectronix Ltd. Apparatus for the detection and destruction of incoming objects
DE3542447C2 (de) * 1985-11-30 1993-11-18 Diehl Gmbh & Co Laserempfindliche Anzündmischung
GB2267330A (en) * 1992-05-23 1993-12-01 Secr Defence Laser ignition of gas generators
SE509310C2 (sv) * 1994-06-17 1999-01-11 Foersvarets Forskningsanstalt Sätt att elektriskt initiera och styra förbränningen av en kompakt drivladdning samt drivladdning
DE19546341C2 (de) * 1995-12-12 1999-03-18 Schneider Alexander Durch Laserstrahlung geringer Intensität initiierbarer, optischer Sprengzünder
DE19917633C1 (de) * 1999-04-19 2000-11-23 Fraunhofer Ges Forschung Treibladungsanordnung für Rohrwaffen oder ballistische Antriebe
FR2796141B1 (fr) * 1999-07-07 2002-07-12 Giat Ind Sa Dispositif d'initiation d'une composition energetique
US6389974B1 (en) * 2000-04-24 2002-05-21 Raytheon Company Passive doppler fuze
US6460460B1 (en) * 2000-06-29 2002-10-08 University Of Maryland Laser-activated grenade with agile target effects

Also Published As

Publication number Publication date
DE50006350D1 (de) 2004-06-09
US6591753B1 (en) 2003-07-15
EP1221017A1 (de) 2002-07-10
WO2001027553A1 (de) 2001-04-19
DE19949674C1 (de) 2001-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19949674C1 (de) Treibladungsanordnung für Rohrwaffen oder ballistische Antriebe
EP0164732B1 (de) Einrichtung zur Erzeugung einer Scheinzielwolke, insbesondere einer Infrarot-Scheinzielwolke
DE60026180T2 (de) Infrarotstrahlung emittierende Täuschungsfackel
DE19917633C1 (de) Treibladungsanordnung für Rohrwaffen oder ballistische Antriebe
EP1148314B1 (de) Patrone
DE2756420A1 (de) Geschoss mit selbsttaetiger zerlegerwirkung
DE69803262T2 (de) Zündbauelement für pyrotechnische Zusammensetzungen oder Treibladungen
DE2048743A1 (de) Vorrichtung zum ausloesen einer initialzuendung fuer die treibladung von patronen auf elektrischem wege
DE2804270A1 (de) Artilleriegeschoss mit bodensogreduzierung
DE69502041T2 (de) Mit einer Hülse versehene teleskopische Patrone die kein Leitrohr hat
DE2547528A1 (de) Artilleriegeschoss
EP1794537B1 (de) Wirkkörper
DE2812915C2 (de) Geschoß mit Laser
DE3205431C2 (de)
DE69008208T2 (de) Mit einer Kombination von Plasmaantrieb und chemischer Treibladung arbeitendes Geschütz.
WO1993018364A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verschiessen von hülsenloser munition
EP1166033B1 (de) Elektronisch-mechanische anzündverzögerung für patronierte pyrotechnische scheinzielmunition
DE934996C (de) Vortriebseinrichtung fuer Raketengeschosse
DE3921400C2 (de) Kanonenanordnung
DE10152023B4 (de) Schockunempfindliche Nebelwurfkörper
DE3139525A1 (de) Verfahren zum zuenden einer gaserzeugenden treibladungskartusche und konstruktion einer derartigen kartusche
DE2427680A1 (de) Bewegliche abschusseinrichtung fuer panzerbrechende wirkkoerper
DE102012012536B4 (de) Feststoffantrieb
DE3217976A1 (de) Treibladungsanzuender fuer treibladungen extrem hoher ladedichte
DE1294267B (de) Treibladung fuer rueckstossfrei abfeuerbare Geschosse

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20020321

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DERANGEWAND

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): CH DE FR GB LI SE

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REF Corresponds to:

Ref document number: 50006350

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20040609

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20040616

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20041031

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20041031

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20050208

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20050929

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20051019

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20051024

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20051222

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061012

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070501

EUG Se: european patent has lapsed
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20061011

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20070629

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061011

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061031