EP1286129B1 - Brandsatz für ein flügelstabilisiertes Wuchtgeschoss - Google Patents

Brandsatz für ein flügelstabilisiertes Wuchtgeschoss Download PDF

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EP1286129B1
EP1286129B1 EP02012954A EP02012954A EP1286129B1 EP 1286129 B1 EP1286129 B1 EP 1286129B1 EP 02012954 A EP02012954 A EP 02012954A EP 02012954 A EP02012954 A EP 02012954A EP 1286129 B1 EP1286129 B1 EP 1286129B1
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incendiary charge
incendiary
titanium foam
projectile
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Stefan Dr. Thiesen
Hendrik Lips
Dr. Börngen
Dieter Jungbluth
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Rheinmetall W&M GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06CDETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C15/00Pyrophoric compositions; Flints

Definitions

  • the invention relates to an incendiary device for a wing-stabilized balancing projectile which can be arranged in the rear-side region of the projectile and penetrates into the target as a separate unit when hitting a target behind the penetrator of the balancing projectile.
  • Wing stabilized balancing projectiles in which incendiary devices are arranged in the rear-side region of the projectile are, for example, in the German patent applications DE 199 48 708.1 and DE 199 48 710.3 described.
  • the commonly used tracer set is replaced by the set of fire, in order to achieve that the balancing projectile when striking semi-hard targets (eg provided with a relatively thin armor infantry fighting vehicles) unfolds a considerable fire effect.
  • semi-hard targets eg provided with a relatively thin armor infantry fighting vehicles
  • the penetrator of the balancing missile would fly through the semi-hard target and exert on this no significant destructive effect, but only produce a maximum projectile diameter corresponding hole in the armor.
  • incendiary made of a metal sponge and an organic binder known.
  • a metal sponge of zirconium or hafnium and used as a binder polytetrafluoroethylene.
  • these known incendiary devices can not be optimally initiated by shock waves, especially not when only relatively small quantities of the corresponding incendiary rate are used, as is the case with the incendiary beacon-replacing incendiary devices.
  • the invention has for its object to provide incendiary devices for wing stabilized balancing projectiles, which cause a large destructive effect within a target despite a relatively small volume and a low mass and are ignited safely in the event of impact with a target by the resulting shockwaves.
  • the invention is based on the idea of using a titanium sponge as an incendiary charge, wherein an epoxy or polyester resin is used as the binder. Since the incendiary contains no oxygen carrier, it is relatively insensitive.
  • the titanium sponge particles are then heated up to the ignition temperature and continue to burn intensively when the particles become free with the atmospheric oxygen.
  • the relatively brittle titanium sponge is much better suited as a fuel charge than ductile materials, such as zirconium, magnesium or aluminum powder due to its low ductility.
  • the inventive incendiary also cause a setting on fire flame retardant oils (such as diesel or hydraulic oil).
  • incendiary devices behave in the normal state as an inert material and can be brought to inflammation only with a very strong blow. It is therefore possible even if the target is missing a safe handling of the projectile, if the fire sentence is not damaged.
  • the fire set consists of a mixture of 85 to 96% by weight titanium sponge and 4 to 15% by weight of the epoxy or polyester resin and has a density of between 1.7 and 2.8 g / cm 3 is located.
  • the grain size of the boron powder should preferably be ⁇ 10 microns.
  • the fire rate therefore consists of a mixture of 65 to 86 wt .-% titanium sponge, 4 to 15 wt .-% of an epoxy or polyester resin and 10 to 20 wt .-% boron powder, the density of the fire rate turn between 1.7 and 2.8 g / cm 3 .
  • the particle size range of the titanium sponge such that 30% of the titanium sponge particles have a particle size greater than 450 microns and 70% have a particle size less than 450 microns.
  • 1 designates a large-caliber wing-stabilized balancing projectile, as it is fired, for example, from tank cannons.
  • the balancing projectile 1 comprises a penetrator 2 and a stabilizer 3 attached to the penetrator. This consists essentially of a sleeve-shaped stabilizer support 4 with stabilizing wings 5 arranged on the outside and a longitudinal axis 6 of the balancing projectile 1 extending on the side facing the penetrator 2 through this closed recess. 7
  • the rear-side region 8 of the penetrator 2 extends into a second subregion 9 of the recess 7 and is connected to the tail carrier 4, e.g. connected by a threaded connection 10 non-positively.
  • first portion 11 of the recess 7 of the tail boom 4 is a capsule 12 with a only when hitting a target (eg a tank) 13 ( Figure 2) ignitable fire sentence 14.
  • the fire sentence 14th is arranged displaceably in the recess 7 in the direction of the longitudinal axis 6 of the balancing projectile 1.
  • the torn-open capsule 12 flies due to their inertia from the vacant opening 16 of the recess 7 of the tail boom 4 behind the penetrator 2 ago and breaks up, for example. on the back wall or on objects in the tank, thereby releasing the fire charge. This reacts with the atmospheric oxygen, so that a hot, marsprühender sparkling rain with considerable fire effect arises.
  • the combustion energy is increased by the addition of boron, so that a correspondingly greater effect is achieved in the target due to the greater heat.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brandsatz für ein flügelstabilisiertes Wuchtgeschoß, der im heckseitigen Bereich des Geschosses anordbar und beim Auftreffen auf ein Ziel hinter dem Penetrator des Wuchtgeschosses als eigene Einheit in das Ziel eindringt.
  • Flügelstabilisierte Wuchtgeschosse, bei denen Brandsätze im heckseitigen Bereich des Geschosses angeordnet sind, werden beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen DE 199 48 708.1 und DE 199 48 710.3 beschrieben. Bei derartigen Wuchtgeschossen wird der üblicherweise verwendete Leuchtspursatz durch den Brandsatz ersetzt, um zu erreichen, daß das Wuchtgeschoß beim Auftreffen auf halbharte Ziele (z.B. mit einer relativ dünnen Panzerung versehene Schützenpanzer) eine beachtliche Brandwirkung entfaltet. Denn ohne einen derartigen Brandsatz würde der Penetrator des Wuchtgeschosses das halbharte Ziel durchfliegen und auf dieses keine wesentliche zerstörende Wirkung ausüben, sondern lediglich ein dem maximalen Geschoßdurchmesser entsprechendes Loch in der Panzerung erzeugen.
  • In der DE 199 48 710.3 wird zwar bereits angegeben, daß der heckseitig in dem Wuchtgeschoß angeordnete Brandsatz auch derart gewählt werden kann, daß er durch die beim Aufprall auf ein entsprechendes Ziel entstehende Schockwelle initiierbar ist, doch offenbarte diese Schrift keinerlei nähere Einzelheiten über den konkreten Aufbau eines derartigen Brandsatzes.
  • Aus der DE-AS 29 01 517 sind Brandsätze, die aus einem Metallschwamm und einem organischen Bindemittel bestehen, bekannt. Dabei wird vorzugsweise ein Metallschwamm von Zirkonium oder Hafnium und als Bindemittel Polytetrafluoräthylen verwendet. Wie Versuche der Anmelderin ergeben haben, sind diese bekannten Brandsätze nicht optimal durch Schockwellen initiierbar, und zwar insbesondere dann nicht, wenn nur relativ kleine Mengen des entsprechenden Brandsatzes verwendet werden, wie dieses bei den die Leuchtspur ersetzenden Brandsätzen von Wuchtgeschossen der Fall ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brandsätze für flügelstabilisierte Wuchtgeschosse anzugeben, die trotz eines relativ geringen Volumens und einer geringen Masse eine große zerstörende Wirkung innerhalb eines Zieles verursachen und beim Aufprall auf ein Ziel durch die entstehenden Schockwellen sicher gezündet werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
  • Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, als Brandsatz einen Titanschwamm zu verwenden, wobei als Bindemittel ein Epoxid- oder Polyesterharz verwendet wird. Da der Brandsatz keinen Sauerstoffträger enthält, ist er relativ unempfindlich.
  • Beim Zielaufschlag werden die Titanschwammpartikel dann bis zur Zündtemperatur aufgeheizt und brennen bei Freiwerden der Partikel mit dem Luftsauerstoff intensiv weiter.
  • Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß der relativ spröde Titanschwamm aufgrund seiner geringen Duktilität als Brandsatz wesentlich besser geeignet ist als duktile Werkstoffe, wie etwa Zirkon-, Magnesium- oder Aluminiumpulver. Außerdem bewirken die erfindungsgemäßen Brandsätze auch ein in Brand setzen schwer entflammbarer Öle (wie Diesel- oder Hydrauliköl).
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Brandsätze besteht darin, daß sie sich im normalen Zustand wie ein inertes Material verhalten und nur mit einem sehr starken Schlag zur Entzündung gebracht werden können. Es ist daher auch bei Verfehlung des Zieles eine sichere Handhabung des Geschosses möglich, wenn der Brandsatz nicht beschädigt wird.
  • Bei einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der Brandsatz aus einer Mischung von 85 bis 96 Gew.-% Titanschwamm und 4 bis 15 Gew.-% des Epoxidoder Polyesterharzes und besitzt eine Dichte, die zwischen 1,7 und 2,8 g/cm3 liegt.
  • Zur Erhöhung des Energieinhaltes (Erhöhung der Verbrennungsenthalpie) hat sich als vorteilhaft erwiesen, dem Brandsatz 10 bis 20 Gew.-% Borpulver beizumischen, wobei die Korngröße des Borpulvers vorzugsweise ≤ 10 µm betragen sollte. Bei einer zweiten Ausführungsform besteht der Brandsatz daher aus einer Mischung von 65 bis 86 Gew.-% Titanschwamm, 4 bis 15 Gew.-% eines Epoxid- oder Polyesterharzes und 10 bis 20 Gew.-% Borpulver, wobei die Dichte des Brandsatzes wiederum zwischen 1,7 und 2,8 g/cm3 liegt.
  • Um eine maximale Brandwirkung im Kampfraum eines entsprechenden gepanzerten Fahrzeuges zu erreichen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Korngrößenbereich des Titanschwammes derart zu wählen, daß 30% der Titanschwammpartikel eine Korngröße größer 450 µm und 70% eine Korngröße kleiner 450 µm besitzen.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
    • Fig.1 und 2 jeweils den Längsschnitt eines den erfindungsgemäßen Brandsatz enthaltenden Wuchtgeschosses, vor und nach dem Auftreffen auf ein gepanzertes Ziel.
  • In Fig.1 ist mit 1 ein großkalibriges flügelstabilisiertes Wuchtgeschoß bezeichnet, wie es beispielsweise aus Panzerkanonen verschossen wird. Das Wuchtgeschoß 1 umfaßt einen Penetrator 2 und ein an dem Penetrator befestigtes Leitwerk 3. Dieses besteht im wesentlichen aus einem hülsenförmigen Leitwerkträger 4 mit außenseitig angeordneten Stabilisierungsflügeln 5 und einer sich in Richtung der Längsachse 6 des Wuchtgeschosses 1 erstreckenden und auf der dem Penetrator 2 zugewandten Seite durch diesen verschlossenen Ausnehmung 7.
  • Der heckseitige Bereich 8 des Penetrators 2 erstreckt sich bis in einen zweiten Teilbereich 9 der Ausnehmung 7 hinein und ist mit dem Leitwerkträger 4 z.B. über eine Gewindeverbindung 10 kraftschlüssig verbunden.
  • In einem sich heckseitig an den zweiten Teilbereich 9 anschließenden ersten Teilbereich 11 der Ausnehmung 7 des Leitwerkträgers 4 befindet sich eine Kapsel 12 mit einem erst beim Auftreffen auf ein Ziel (z.B. einen Panzer) 13 (Fig.2) anzündbaren Brandsatz 14. Der Brandsatz 14 ist in der Ausnehmung 7 in Richtung der Längsachse 6 des Wuchtgeschosses 1 verschiebbar angeordnet.
  • Trifft das Wuchtgeschoß 1 auf die relativ dünne Wand 15 des schrägen Zieles 13 (z.B. unter einem Winkel von 60°), so durchdringt der Penetrator 2 diese Wand zunächst weitgehend ungehindert. Sobald das Leitwerk 3 auf die Wand 15 trifft, wird dieses aufgrund ihres großen Durchmessers und des damit verbundenen Widerstandes von dem Penetrator 2 getrennt und verbleibt entweder in der Wand 15 des Zieles 13 oder fliegt mit wesentlich verminderter Geschwindigkeit als der Penetrator 2 weiter, wobei die Stabilisierungsflügel 5 des Leitwerkes 3 zersplittern und die Kapsel 12 des Brandsatzes 14 mindestens in Teilbereichen reißt.
  • Die aufgerissene Kapsel 12 fliegt aufgrund ihrer Massenträgheit aus der freigewordenen Öffnung 16 der Ausnehmung 7 des Leitwerkträgers 4 hinter dem Penetrator 2 her und zerschellt z.B. an der Rückwand oder an im Panzer befindlichen Gegenständen und gibt dabei den Brandsatz frei. Dieser reagiert mit dem Luftsauerstoff, so daß ein heißer, weitsprühender Funkenregen mit beachtlicher Brandwirkung entsteht.
  • Als Brandsätze wurden beispielsweise die beiden nachfolgenden Mischungen vorteilhafterweise verwendet:
    1. 1. 96 Gew.-% Titanschwamm (Korngrößenbereich: 30% größer 450 µm; 70% kleiner 450 µm)
      4% Gew.-% Epoxidharz (Araldit)
      Verpressung der Mischung auf eine Dichte von 2,5 g/cm3
    2. 2. 80 Gew.-% Titanschwamm (Korngrößenbereich: 30% größer 450 µm; 70% kleiner 450 µm)
      5 Gew.-% Epoxidharz (Araldit)
      15 Gew.% Borpulver (Korngrößenbereich: ≤ 10 µm)
      Verpressung der Mischung auf eine Dichte von 2,5 g/cm3
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird durch das Hinzumischen von Bor die Verbrennungsenergie erhöht, so daß im Ziel aufgrund der größeren Hitze eine entsprechend größere Wirkung erzielt wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Wuchtgeschoß
    2
    Penetrator
    3
    Leitwerk
    4
    Leitwerkträger
    5
    Stabilisierungsflügel
    6
    Längsachse
    7
    Ausnehmung
    8
    heckseitiger Bereich
    9
    zweite Teilbereich
    10
    Gewindeverbindung
    11
    erste Teilbereich
    12
    Kapsel
    13
    Ziel
    14
    Brandsatz
    15
    Wand
    16
    Öffnung

Claims (8)

  1. Brandsatz (14) für ein flügelstabilisiertes Wuchtgeschoss (1), der im heckseitigen Bereich des Geschosses (1) anordbar und beim Auftreffen auf ein Ziel (13) hinter einem Penetrator (2) des Geschosses (1) als eigene Einheit in das Ziel eindringt, wobei der Brandsatz (14) einen Titanschwamm und als Bindemittel ein Epoxid- oder Polyesterharz verwendet, wobei die Titanschwammpartikel bis zur Zündtemperatur aufgeheizt werden und beim Freiwerden diese mit einem Luftsauerstoff intensiver weiter brennen.
  2. Brandsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Auftreffen auf das Ziel (13) erzeugte Schockwelle den Brandsatz (14) zündet.
  3. Brandsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brandsatz (14) aus 85 bis 96 Gew.-% Titanschwamm und aus 4 bis 15 Gew.-% eines Epoxyd- oder Polyesterharz besteht bei einer Dichte zwischen 1,7 und 2,8 g/cm3.
  4. Brandsatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brandsatz (14) aus 96 Gew.-% Titanschwamm und 4 Gew.-% Epoxydharz besteht und eine Dichte von 2,5 g/cm3 aufweist.
  5. Brandsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Brandsatz (14) aus 65 bis 86 Gwe.-% Titanschwamm, aus 4 bis 15 Gew.-% eines Epoxyd- oder Polyesterharzes und aus 10 bis 20 Gew.-% Borpulver besteht bei einer Dichte zwischen 1,7 bis 2,8 g/cm3.
  6. Brandsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Brandsatz (14) aus 80 Gew.-% Titanschwamm, 5 Gew.-% Epoxydharz und 15 Gew.-% Borpulver bei einer Dichte von 2,5 g/cm3 besteht.
  7. Brandsatz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Borpulver eine Korngröße ≤ 10µm ausweist.
  8. Brandsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Korngrößenbereich des Titanschwammes derart gewählt ist, dass 30% der Titanschwammpartikel eine Korngröße größer 450µm und 70% eine Korngröße kleiner 450µm besitzen.
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