EP1498685A1 - Gefechtskopf mit projektilbildender Ladung - Google Patents

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EP1498685A1
EP1498685A1 EP04011474A EP04011474A EP1498685A1 EP 1498685 A1 EP1498685 A1 EP 1498685A1 EP 04011474 A EP04011474 A EP 04011474A EP 04011474 A EP04011474 A EP 04011474A EP 1498685 A1 EP1498685 A1 EP 1498685A1
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EP
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projectile
warhead
metal tube
charge
tube
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Thorsten Niemeyer
Frank Schötzig
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Rheinmetall W&M GmbH
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    • F42B12/201—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 characterised by target class
    • F42B12/204—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 characterised by target class for attacking structures, e.g. specific buildings or fortifications, ships or vehicles

Definitions

  • the invention relates to a warhead with an ignition device and a projectile-forming Charge.
  • Such warheads have long been known and are for example in artillery ammunition, Rockets, but also in mines.
  • This is the projectile-forming charge usually from a flat cone charge, i. a usually dammed explosive charge with frontal cavity seen in the main direction of action, in which a cone-shaped Insert of e.g. Copper or soft iron is inserted. After ignition of the explosive causes the detonation wave deformation of the insert, so that a projectile results, which stabilized by a corresponding rear widening in his flight becomes.
  • the invention is based on the object, a warhead of the type mentioned specify, with the projectile-forming charge, a projectile by explosive deformation is formed, which has a secondary performance in the target, not only larger is comparable to that of comparable projectile-forming charges KE ammunition.
  • the invention is based essentially on the idea that the projectile not by the Effect of the detonation wave on a flat cone insert, but on a metal tube, preferably of steel, tungsten, tantalum or copper, to produce its axis of symmetry is arranged in the main direction of action of the projectile to be generated.
  • the metal tube is at least in some areas of a dammed explosive charge surrounded so that the detonation wave after ignition of the explosive charge on the Metal tube acts that this with respect to the main direction of action from back to front compacted into a projectile and accelerated in the said direction.
  • the metal tube inside with a liner tube lesser density preferably of aluminum or magnesium, is lined.
  • a lower density substance within the tube is achieved that the obstacle to be penetrated is quasi “punched out” so that less total Energy is required for the drilling work and more energy for the acceleration the resulting particles are available (larger secondary effect).
  • the Cavity of the metal tube with a powder, e.g. made of aluminum particles, filled in, the grain size of the powder should be between 0.3 mm and 5 mm.
  • the warhead according to the invention can preferably be used in multi-purpose projectiles become. All you need to do this is to block the explosive charge as a splinter shell be educated. The explosive placed between the metal tube and the splinter shell then causes a much greater explosive effect than the comparable, with a flat cone insert provided multi-purpose projectiles.
  • Fig. 1 denotes a stabilizer stabilized multi-purpose projectile, which rear side a hinged tail 2 and the front has a projectile body 3.
  • Projectile body 3 comprises a projectile envelope 4 designed as a fragment envelope.
  • the projectile casing 4 is located at the rear of an ignition device 5, to which in Direction of the axis of symmetry 6 of the projectile 1 on the front side a metal tube 7 made of steel with a deposit tube 8 made of aluminum connects. In this case, the axis of symmetry fall 6 of the projectile 1 and the symmetry axis 9 of the metal tube 7 together.
  • the ignition device 5 and the metal tube 7 are rotationally symmetrical of an explosive charge 10, consisting of a plastic-bound explosive, surrounded. Besides that is between the ignition device 5 and the metal tube 7 a detonation shaft 18 is arranged (Fig.2).
  • the multi-purpose projectile 1 is in the immediate vicinity of a to be combated armored target, e.g. by means of a spacer igniter, not shown, the Igniter 5 is activated, which in turn ignites the explosive charge 10. This creates highly stressed gases 11, which the metal tube 7 and the deposit tube therein 8 compact progressively from back to front. This ensures the detonation shaft 18 by deflection of the detonation wavefront for a symmetrical Compaction.
  • the Detonationswellenfront marked 12 acts axially on the stepped Transition region 13 between the already compacted tube portion 14 and the still not compacted tube portion 15, so that the forming projectile simultaneously in Direction of the symmetry axes 6 and 9 is accelerated. This creates a relative long projectile of high speed and thus high kinetic energy, which the armored target and has an extremely large secondary performance.
  • the likewise compacted liner tube causes above all a density gradient in the Penetrator and leads to an increase in the secondary effect.
  • Figure 3 is removable, can be dispensed with the liner tube. This one has The result is that a homogeneous penetrator is formed.
  • the invention is not limited to the embodiments described above limited.
  • the projectile casing front thin-walled than the rest Be formed area of the projectile body or remain open there, so that the accelerated projectile exits through the projectile shell as unhindered as possible.
  • the metal tube may be formed at its ends both open and closed. Open, it is especially formed when a granular substance is used, so that this is not “blown away”. Closed, however, it is especially trained, when a pipe is used as an insert.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopf mit einer Zündeinrichtung (5) und einer projektilbildenden Ladung. Um zu erreichen, daß bei der projektilbildenden Ladung ein Projektil durch Sprengumformung gebildet wird, welches im Ziel eine hohe Sekundärleistung aufweist, schlägt die Erfindung vor, das Projektil durch Einwirken einer Detonationswelle auf ein Metallrohr (7) zu erzeugen, dessen Symmetrieachse (9) in der Hauptwirkrichtung des Projektiles angeordnet ist. Dabei ist das Metallrohr (7) außenseitig mindestens in Teilbereichen von einer verdämmten Sprengladung (10) umgeben, so daß die Detonationswellenfront (12) nach Zündung der Sprengladung (10) derart auf das Metallrohr (7) einwirkt, daß dieses in bezug auf die Hauptwirkrichtung von hinten nach vorne zu einem Projektil kompaktiert und in die besagte Richtung beschleunigt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopf mit einer Zündeinrichtung und einer projektilbildenden Ladung.
Derartige Gefechtsköpfe sind seit langem bekannt und befinden sich beispielsweise in Artilleriemunition, Raketen, aber auch in Minen. Dabei besteht die projektilbildende Ladung üblicherweise aus einer Flachkegelladung, d.h. einer in der Regel verdämmten Sprengladung mit in Hauptwirkrichtung gesehener vorderseitiger Aushöhlung, in die eine kegelförmige Einlage aus z.B. Kupfer oder Weicheisen eingelegt ist. Nach Zündung des Sprengstoffes bewirkt die Detonationswelle eine Verformung der Einlage, so daß sich ein Projektil ergibt, welches durch eine entsprechende Heckaufweitung bei seinem Flug stabilisiert wird.
Als nachteilig hat es sich bei den bekannten Gefechtsköpfen ergeben, daß die projektilbildenden Ladungen zwar eine hohe panzerbrechende Wirkung hinsichtlich ihres Durchdringungsvermögens besitzen, daß aber im Gegensatz zu herkömmlichen KE-Geschossen die Erzeugung von Sekundärsplittem, welche die Panzerbesatzung kampfunfähig machen soll, relativ gering und daher unzureichend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gefechtskopf der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem mit der projektilbildenden Ladung ein Projektil durch Sprengumformung gebildet wird, welches im Ziel eine Sekundärleistung aufweist, die nicht nur größer ist als diejenige vergleichbarer projektilbildender Ladungen, sondern auch vergleichbarer KE-Munition.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, das Projektil nicht durch die Einwirkung der Detonationswelle auf eine Flachkegeleinlage, sondern auf ein Metallrohr, vorzugsweise aus Stahl, Wolfram, Tantal oder Kupfer, zu erzeugen, dessen Symmetrieachse in der Hauptwirkrichtung des zu erzeugenden Projektiles angeordnet ist.
Das Metallrohr ist dabei mindestens in Teilbereichen von einer verdämmten Sprengladung umgeben, so daß die Detonationswelle nach Zündung der Sprengladung derart auf das Metallrohr einwirkt, daß dieses in bezug auf die Hauptwirkrichtung von hinten nach vorne zu einem Projektil kompaktiert und in die besagte Richtung beschleunigt wird.
Während die Kompaktierung des Metallrohres im wesentlichen durch die orthogonale Komponente der Detonationswelle verursacht wird, erfolgt die Beschleunigung des entstehenden Projektiles auf eine hohe Geschwindigkeit im wesentlichen durch die axiale Komponente der Detonationswelle, welche vor allem auf den Übergangsbereich zwischen dem bereits kompaktierten und dem noch nicht kompaktierten Rohrabschnitt wirkt.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Metallrohr innenseitig mit einem Einlagenrohr geringerer Dichte, vorzugsweise aus Aluminium oder Magnesium, ausgekleidet ist. Durch die Verwendung einer Substanz geringerer Dichte innerhalb des Rohres wird erreicht, daß das zu penetrierende Hindernis quasi "ausgestanzt" wird, so daß insgesamt weniger Energie für die Bohrarbeit erforderlich ist und mehr Energie für die Beschleunigung der entstehenden Partikel zur Verfügung stehen (größere Sekundärwirkung).
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hohlraum des Metallrohres mit einem Pulver, z.B. aus Aluminiumteilchen, ausgefüllt ist, wobei die Körnung des Pulvers zwischen 0,3 mm und 5 mm liegen sollte. Durch Verwendung eines derartigen Pulvers wird erreicht, daß durch die Variation der Schüttdichte der Kompaktierungsgrad einstellbar ist.
Der erfindungsgemäße Gefechtskopf kann vorzugsweise bei Mehrzweckgeschossen eingesetzt werden. Hierzu braucht lediglich die Verdämmung der Sprengladung als Splitterhülle ausgebildet sein. Der zwischen dem Metallrohr und der Splitterhülle angeordnete Sprengstoff bewirkt dann eine wesentlich größere Sprengwirkung als bei den vergleichbaren, mit einer Flachkegeleinlage versehenen Mehrzweckgeschossen.
Um eine Behinderung des durch Sprengumformung erzeugten Projektiles durch die Gefechtskopfhülle zu vermeiden, weist diese, in Hauptwirkrichtung des Projektiles gesehen, eine geringere Wandstärke auf als in ihrem restlichen Bereich oder besitzt alternativ eine Öffnung, deren Durchmesser mindestens dem Durchmesser des nach Sprengumformung sich ergebenden Projektiles entspricht.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
  • Fig.1 den Längsschnitt eines als Mehrzweckgeschoß ausgebildeten erfindungsgemäßen Gefechtskopfes mit einer projektilbildenden Einlage, wobei das Metallrohr ein zusätzliches Einlagenrohr umschließt;
  • Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt des in Fig.1 dargestellten Gefechtskopfes, bei dem nur die projektilbildende Ladung kurz nach der Zündung dargestellt ist;
  • Fig.3 eine Fig.2 entsprechende Ansicht, bei welcher die projektilbildende Ladung ein Metallrohr ohne Einlagenrohr umfaßt und
  • Fig.4 eine Fig.3 entsprechende Ansicht, bei welcher sich in dem Hohlraum des Metallrohres eine körnige Substanz befindet.
    • In Fig. 1 ist mit 1 ein leitwerkstabilisiertes Mehrzweckgeschoß bezeichnet, welches heckseitig ein klappbares Leitwerk 2 und vorderseitig einen Geschoßkörper 3 aufweist. Der Geschoßkörper 3 umfaßt eine als Splitterhülle ausgebildete Geschoßhülle 4.
    In der Geschoßhülle 4 befindet sich heckseitig eine Zündeinrichtung 5, an die sich in Richtung der Symmetrieachse 6 des Geschosses 1 vorderseitig ein Metallrohr 7 aus Stahl mit einem Einlagenrohr 8 aus Aluminium anschließt. Dabei fallen die Symmetrieachse 6 des Geschosses 1 und die Symmetrieachse 9 des Metallrohres 7 zusammen. Die Zündeinrichtung 5 und das Metallrohr 7 sind rotationssymmetrisch von einer Sprengladung 10, bestehend aus einem kunststoffgebundenen Explosivstoff, umgeben. Außerdem ist zwischen der Zündeinrichtung 5 und dem Metallrohr 7 ein Detonationswellenlenker 18 angeordnet (Fig.2).
    Nachfolgend wird der Vorgang, der zur Ausbildung eines Projektiles bei der Sprengumformung führt, mit Hilfe der Fig. 1 und 2 erläutert.
    Befindet sich das Mehrzweckgeschoß 1 in unmittelbarer Umgebung eines zu bekämpfenden gepanzerten Zieles, so wird z.B. mittels eines nicht dargestellten Abstandszünders die Zündeinrichtung 5 aktiviert, welche ihrerseits die Sprengladung 10 zündet. Dadurch entstehen hochgespannte Gase 11, welche das Metallrohr 7 und das darin befindliche Einlagenrohr 8 fortschreitend von hinten nach vorne kompaktieren. Dabei sorgt der Detonationswellenlenker 18 durch Umlenkung der Detonationswellenfront für eine symmetrische Kompaktierung.
    Die mit 12 gekennzeichnete Detonationswellenfront wirkt axial auf den stufenförmigen Übergangsbereich 13 zwischen dem bereits kompaktierten Rohrbereich 14 und dem noch nicht kompaktierten Rohrbereich 15, so daß das sich bildende Projektil gleichzeitig in Richtung der Symmetrieachsen 6 und 9 beschleunigt wird. Dadurch entsteht ein relativ langes Projektil hoher Geschwindigkeit und somit hoher kinetischer Energie, welches das gepanzerte Ziel durchschlägt und eine außerordentlich große Sekundärleistung aufweist.
    Das ebenfalls kompaktierte Einlagenrohr bewirkt vor allem einen Dichtegradienten in dem Penetrator und führt zu einer Erhöhung der Sekundärwirkung.
    Gleichzeitig mit der Bildung des Projektiles wird auch die Splitterhülle 4 des Geschosses 1 zerstört und verursacht einen Splitterregen in der Umgebung des zu bekämpfenden Zieles.
    Wie Fig.3 entnehmbar ist, kann auch auf das Einlagenrohr verzichtet werden. Dieses hat zur Folge, daß ein homogener Penetrator entsteht.
    Bei Verwendung eines Metallrohres, bei dem der Hohlraum 16 mit einem körnigen Material 17 gefüllt ist (Fig.4), z. B. mit Aluminiumteilchen der Körnung 0,3 bis 5 mm, wird erreicht, daß durch Variation der Schüttdichte der Kompaktierungsgrad einstellbar ist.
    Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die Geschoßhülle vorderseitig dünnwandiger als im restlichen Bereich des Geschoßkörpers ausgebildet werden oder dort offen bleiben, damit das beschleunigte Projektil möglichst ungehindert durch die Geschoßhülle austritt.
    Das Metallrohr kann an seinen Enden sowohl offen als auch geschlossen ausgebildet sein. Offen wird es vor allem dann ausgebildet, wenn eine körnige Substanz verwendet wird, so daß diese nicht "weggeblasen" wird. Geschlossen wird es hingegen vor allem dann ausgebildet, wenn ein Rohr als Einlage verwendet wird.
    Bezugszeichenliste
    1
    Gefechtskopf, Geschoß, Mehrzweckgeschoß
    2
    Leitwerk
    3
    Geschoßkörper
    4
    Geschoßhülle, Splitterhülle, Gefechtskopfhülle
    5
    Zündeinrichtung
    6
    Symmetrieachse (Geschoß)
    7
    Metallrohr
    8
    Einlagenrohr
    9
    Symmetrieachse (Metallrohr)
    10
    Sprengladung
    11
    Gas
    12
    Detonationswellenfront
    13
    Übergangsbereich
    14
    kompaktierter Rohrbereich
    15
    nicht kompaktierter Rohrbereich
    16
    Hohlraum
    17
    körniges Material
    18
    Detonationswellenlenker

    Claims (8)

    1. Gefechtskopf mit einer Zündeinrichtung (5) und einer projektilbildenden Ladung mit den Merkmalen:
      a) die projektilbildende Ladung umfaßt ein Metallrohr (7), dessen Symmetrieachse (9) in der Hauptwirkrichtung des durch Sprengumformung ausbildbaren Projektiles angeordnet ist,
      b) das Metallrohr (7) ist außenseitig mindestens in Teilbereichen von einer verdämmten Sprengladung (10) umgeben, derart, daß nach Zündung der Sprengladung (10) eine Detonationswellenfront (12) entsteht, welche das Metallrohr (7) in bezug auf die Hauptwirkrichtung von hinten nach vorne zu einem Projektil kompaktiert und dieses in die besagte Richtung beschleunigt.
    2. Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr (7) mit einem Einlagenrohr (8) ausgekleidet ist, welches eine geringere Dichte aufweist wie das Metallrohr.
    3. Gefechtskopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr (7) aus Stahl, Wolfram, Tantal oder Kupfer und das Einlagenrohr aus Aluminium oder Magnesium besteht.
    4. Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (16) des Metallrohres (7) mit einem körnigen Material (17) geringerer Dichte als das Metallrohr (7), vorzugsweise aus Aluminium und/oder Magnesium, ausgefüllt ist.
    5. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Gefechtskopf (1) um ein Mehrzweckgeschoß handelt, wobei es sich bei der Verdämmung der Sprengladung (10) um eine Splitterhülle (4) handelt.
    6. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrieachse (9) des Metallrohres (7) und die Symmetrieachse (6) des Geschosses (1) zusammenfallen.
    7. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Hauptwirkrichtung der projektilbildenden Ladung befindliche Gefechtskopfhülle (4) eine geringere Wandstärke aufweist als in ihrem restlichen Bereich.
    8. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in Hauptwirkrichtung der projektilbildenden Ladung befindliche Gefechtskopfhülle (4) eine Öffnung aufweist, deren Durchmesser mindestens dem Durchmesser des nach Sprengumformung sich ergebenden Projektiles entspricht.
    EP20040011474 2003-07-16 2004-05-14 Gefechtskopf mit projektilbildender Ladung Expired - Lifetime EP1498685B1 (de)

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