EP1936319A1 - Penetrationsgeschoss und Verfahren zur Erzeugung eines solchen Geschosses - Google Patents

Penetrationsgeschoss und Verfahren zur Erzeugung eines solchen Geschosses Download PDF

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EP1936319A1
EP1936319A1 EP07024381A EP07024381A EP1936319A1 EP 1936319 A1 EP1936319 A1 EP 1936319A1 EP 07024381 A EP07024381 A EP 07024381A EP 07024381 A EP07024381 A EP 07024381A EP 1936319 A1 EP1936319 A1 EP 1936319A1
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EP
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lining
projectile
awm
penetration
charge
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EP07024381A
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Werner Dr. Arnold
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TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02—Shaped or hollow charges
    • F42B1/024—Shaped or hollow charges provided with embedded bodies of inert material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02—Shaped or hollow charges
    • F42B1/032—Shaped or hollow charges characterised by the material of the liner

Definitions

  • the invention relates to a penetration projectile with a rod-shaped core made of an almost ballistically ineffective material low compressibility and at least one radially surrounding the core shell of a target ballistically effective further material, wherein the materials of the core and the shell differ significantly in terms of density and wherein in the initial state of an active charge (L) in the center of a lining of the active charge (L) aligned in the propagation direction of the detonating active charge component (B) is arranged as a core (AWM) in the means of triggering the active charge (L) shaped penetration projectile and wherein the sheath (M) of the penetration projectile is formed from at least part of the lining of the active charge by means of triggering the active charge (L) and connected to the core (AWM), according to the patent application DE 102005057254.5-15 ,
  • Projectiles or warheads are always designed so that they develop the greatest possible specific effect in the respective target. Depending on the field of application, this is intended to achieve a high penetration power or the greatest possible areal effect for increasing the efficiency. As long as objectives can be assigned to hard or light target classes, it is sufficient to design the projectiles or warheads accordingly.
  • the rod-shaped projectile consists of a shell, which is advantageously made of metal or heavy metal.
  • the interior space is filled by a so-called expansion medium (AWM), which is selected from a number of suitable media having specific properties.
  • ABM expansion medium
  • Necessary is a significantly lower density than the material of the shell and at the same time a low compressibility.
  • PE polyethylene
  • GRP glass fiber reinforced plastic
  • aluminum is polyethylene
  • the specific design of such projectiles depends on parameters such as target material and actual impact velocity, but also on the desired expansion effect.
  • PELE Penetrators A major disadvantage of the PELE Penetrators is that to accelerate a corresponding accelerator such as a cannon is necessary. Due to the system, this also limits the maximum achievable speed to values in the order of magnitude of approximately 2000 m / sec.
  • the invention is therefore based on the object to develop a comparable Penetrationsgeunter that on the one hand requires no such accelerator and on the other hand can be accelerated to speeds ⁇ 2000 m / sec and its range of uses includes other applications.
  • the solution of this object according to claim 1 is that the component consists of at least two parts whose materials differ greatly in terms of the properties, in particular with respect to the density.
  • the core of the Penetrationsgeunteres is already given as a component and connects after the detonative triggering of the effective charge with the lining material coming from the liner to the desired penetration projectile, which consists of materials of different density and which is accelerated to a speed of ⁇ 2000 m / sec.
  • the target can be perforated, so that the subsequent material can spread better in the lateral direction.
  • the forming the core of the penetration projectile component optionally has the form of a rod or a plate. This ensures that not only rotationally symmetrical penetration projectiles can be produced by means of the invention, but also that plate-shaped penetration projectiles can be formed by means of an active charge stretched perpendicularly to the weft direction. Thus, the application of the invention can be significantly expanded. In addition to the perforation of the target can be alternatively achieve a cutting action.
  • the different in their properties parts of the core are preferably arranged one behind the other, wherein the front in the propagation direction of the detonating active charge part has a significantly higher density of the material than the subsequent part, or vice versa, if still harder goals / structures are to be combated.
  • a third part of the core is arranged between the middle part and the lining, the material of which is effective in the target in a special way, for example as a fire load.
  • Claim 6 relates to a method for producing a penetrating projectile made of different materials using an active charge with a shaped lining having at least one layer of a first material suitable for Zielpenetration first and a fixed in the region of the central axis of the lining component of a second in the target largely ineffective material, which is characterized by low compressibility and lower density than the first material and in the direction of propagation of the active charge at least one before and / or attached attached further material is assigned, in which by initiation of the effective charge, the projectile is detonated in such a way, that the first material surrounds and is firmly joined to the second and at least one further material, wherein the formation of the projectile, starting from the center of the lining, comprises the entire lining material and being proportionate e charge energy is used to accelerate the projectile to velocities ⁇ 2000 m / sec.
  • At least one further layer of a material suitable for the target penetration further material which is introduced between the second material and the explosive charge, thereby a penetration bullet can be generated, which has a penetrating core inside, which is surrounded by the expansion material to ultimately, the sheath is made of a higher density material than the AWM material.
  • This concept combines good penetration properties with high lateral performance.
  • FIG. 1 The principle of operation of a penetration projectile produced according to the present invention, briefly referred to in the art as a PELE rod (Penetrator with increased lateral effect with the shape of a rod), will be briefly described with reference to FIG. 1 explains, in which the processes during the impact of a penetration projectile at the speed v on a target Z is shown.
  • the projectile is decelerated in a known manner to the crater ground speed, which essentially depends only on the ratio of the density of the materials of target Z and the projectile AWM, M.
  • the core of the projectile consists of a Aufweitmaterial, called short AWM, lesser density than the shell M, is also the crater ground speed of AWM is less than that of the shell M.
  • the decomposition can be done in natural splinters with purely random size distribution or by means of controlled decomposition into defined fragment sizes. During the decomposition, the generated splinters are additionally impressed with a lateral velocity in addition to the existing axial velocity and thus a notable lateral effect is achieved.
  • such a penetration projectile is generated by means of the detonation of an active charge and simultaneously accelerated to a speed of ⁇ 2000 m / sec.
  • Usable effective charge types are, in addition to the shaped charges, also EFP charges (explosively shaped projectiles) and hemispherical charges.
  • the new embodiment of a penetrating charge generating charge is in the FIGS. 2 to 5 illustrated by embodiments, without the realization according to the present invention would be limited thereto alone.
  • a first embodiment is shown in the form of a PELE charge.
  • the two-dimensional drawn active charge L can be configured as a rotationally symmetrical, oval, pyramidal or channel-shaped, planar active charge.
  • the expansion material AWM is arranged as a separate component on the symmetry and weft axis of the liner M and fixed in the center of the liner M.
  • the expansion material AWM is shaped depending on the design of the effective charge L as a rod or as a plate with finite but arbitrary depth.
  • the metallic lining M is likewise designed either as a calotte or in the form of a plate.
  • the Explosive charge HE has an apex ZD at its apex. After its release, the detonation front spreads around the possibly provided Detonationswellenscher D around in the direction of the lining M, which is accelerated from the outer edge beginning by means of a forward folding in the direction of the expansion material AWM.
  • the expansion material AWM come in a known manner polyethylene, aluminum or glass fiber reinforced plastic in question, but also other plastics or metals with low density and low compressibility.
  • the lining material M known materials such as copper, tantalum, molybdenum, bismuth and also corresponding alloys can be used.
  • the density of the AWM is always lower than that of the lining material M, at the same time requiring low compressibility.
  • Such charges are usually not designed for high depth performance but rather for moderate target thickness, but with increased lateral effect.
  • the formation process of the penetration projectile proceeds differently than with the collapse of a hollow charge or with a deformation or eversion as with an EFP charge. Rather, in this case, the process of so-called plating is used, in which two corresponding plates or comparable structures are shot at a high speed by initiating an explosive charge HE at a predetermined angle. When they meet, there is a close and well-adhering connection at the contact surface, since due to the high pressures generated, a local hydrodynamic intermingling of the materials takes place. This process can be applied in the same way even with rotationally symmetrical linings as here in the embodiment.
  • the thickness of the lining material M also determines the thickness of the shell M around the expansion material AWM of the projectile during the formation process of the penetration projectile.
  • the rear part of the expansion material M is thereby enclosed by the material M of the lining while in the chosen dimensioning of the diameter of the lining in relation to the length of the expansion material in the weft direction, the front of the expansion material is not covered by the material M of the lining.
  • the height of the velocity v (cf. FIG. 1 ) can be influenced, for example, via the opening angle of the lining M and via further geometric parameters.
  • FIG. 3 is a variant of the embodiment according to FIG. 2 shown.
  • a further material M2 is arranged on the front side of the expansion material AWM.
  • the density of the further material M2 is chosen to be much higher than the density of the expansion material AWM.
  • the material M1 of the lining encloses the core of the penetration projectile, which consists of the expansion material AWM and the further mass M2. The advantage of such a penetration projectile is that by means of the upstream mass M2 first the target wall is penetrated and the expansion process can then take place unhindered.
  • FIG. 4 An example of a further advantageous embodiment of a charge is in the FIG. 4 played.
  • the central component B it is proposed to make the central component B from two different materials.
  • the further material M2 is arranged in the weft direction behind the expansion material AWM.
  • the further material M2 is enveloped by the material M1 of the lining.
  • the other material M2 is the target impact and the subsequent expansion process into the goal. Therefore, a material with properties that are particularly effective in the target is usually used for the further material M2.
  • a magnesium compound can be used as a fire load in the target.
  • M2 can also consist of conventional rod material, if the penetration of other target walls is required.
  • the FIG. 5 shows a further variant of the already proposed charges.
  • the component B thus has both a material M3 in front of the expansion material AWM and a further material M2 between the expansion material AWM and the lining M1.
  • the properties of materials M2 and M3 are generally different.
  • the weft-facing material M3 will usually be designed for optimum penetration of the target, and the backsheet M2 preferably for use within the target, including both the penetration of other target walls as well as the initiation of a fire.
  • the materials M2 and M3 will be designed as a metal cylinder or cuboid, which are firmly connected on the one hand with the expansion material and on the other hand with the liner.
  • the expansion material between them corresponds in its properties to the material already described above with low density and low compressibility.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

Erfindungsgemäß werden Wirkladungen (L) zur Erzeugung von Penetrationsgeschossen vorgestellt, welche ein Aufweitmaterial (AWM) aus einem im Ziel nahezu ballistisch unwirksamen Werkstoff geringer Kompressibilität und wenigstens einer das Aufweitmaterial (AWM) radial umgebenden Hülle (M) aus einem im Ziel ballistisch wirksamen weiteren Werkstoff enthalten, wobei sich die Werkstoffe des Kerns (AWM) und der Hülle (M) bezüglich der Dichte deutlich unterscheiden. Außerdem können vor und/oder nach dem Aufweitmaterial (AWM) weitere Materialien (M2,M3) vorgesehen sein, welche gegenüber dem Aufweitmaterial (AWM) deutlich unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Penetrationsgeschoss mit einem stabförmigen Kern aus einem im Ziel nahezu ballistisch unwirksamen Werkstoff geringer Kompressibilität und wenigstens einer den Kern radial umgebenden Hülle aus einem im Ziel ballistisch wirksamen weiteren Werkstoff, wobei sich die Werkstoffe des Kerns und der Hülle bezüglich der Dichte deutlich unterscheiden und wobei im Ausgangszustand einer Wirkladung (L) im Zentrum einer Auskleidung der Wirkladung (L) ein in Ausbreitungsrichtung der detonierenden Wirkladung ausgerichtetes Bauteil (B) angeordnet ist, welches als Kern (AWM) im mittels der Auslösung der Wirkladung (L) geformten Penetrationsgeschoss angeordnet ist und wobei die Hülle (M) des Penetrationsgeschosses aus wenigstens einem Teil der Auskleidung der Wirkladung mittels Auslösung der Wirkladung (L) geformt und mit dem Kern (AWM) verbunden wird, gemäß Patentanmeldung DE 102005057254.5-15 .
  • Geschosse oder Gefechtsköpfe werden grundsätzlich so ausgelegt, dass sie im jeweiligen Ziel eine möglichst große spezifische Wirkung entfalten. Damit wird je nach Einsatzbereich eine hohe Durchschlagsleistung oder eine möglichst flächenhafte Wirkung zur Steigerung der Effizienz angestrebt. Solange sich Ziele harten oder leichten Zielklassen zuordnen lassen, genügt es, die Geschosse oder Gefechtsköpfe dementsprechend auszulegen.
  • Zunehmend treten jedoch weitere zu bekämpfende Zielobjekte auf, deren Bekämpfung keine allzu hohe Durchschlagsleistung erforderlich machen und die vielmehr hinter der schützenden Wand lateral ausgedehnt und strukturiert sind. Im Inneren des Zieles erzeugt das für das Durchschlagen der Zielaußenfläche notwendige Projektil nur in einem räumlich sehr begrenzten Bereich eine destruktive Wirkung. Hieraus entsteht die Forderung, dass das Geschoss neben der Durchschlagsleistung auch im Ziel eine gewisse Lateralwirkung entfalten soll. Dies führte zur Entwicklung eines neuen Geschosstyps.
  • Aus der DE 197 00 349 C2 ist ein Geschoss zur Bekämpfung gepanzerter Ziele bekannt geworden, welches die vorgenannten Forderungen zu erfüllen vermag. Das stabförmige Geschoss besteht aus einer Hülle, die in vorteilhafter Weise aus Metall oder Schwermetall gefertigt ist. Der Innenraum wird von einem sogenannten Aufweitmedium (AWM) ausgefüllt, welches aus einer Reihe geeigneter Medien ausgewählt wird, die spezifische Eigenschaften aufweisen. Notwendig ist eine deutlich geringere Dichte als das Material der Hülle und zugleich eine geringe Kompressibilität. Als Beispiele für solche Materialien sind Polyethylen (PE), glasfaserverstärkter Kunststoff (GFK) und auch Aluminium genannt. Die spezielle Auslegung derartiger Geschosse hängt von Parametern wie Zielmaterial und tatsächliche Auftreffgeschwindigkeit, aber auch vom erwünschten Aufweitungseffekt ab.
  • Das Funktionsprinzip eines solchen penetrierenden Geschosses, welches in der Fachwelt als PELE-Penetrator bezeichnet wird (Penetrator mit Erhöhtem Lateralen Effekt), ist in der Druckschrift ausführlich beschrieben und soll deshalb hier nur kurz erläutert werden. Nach dem Zielaufprall wird das Penetrationsgeschoss von der Auftreff-Geschwindigkeit auf die sogenannte Kratergrund-Geschwindigkeit abgebremst. Diese hängt bei Auftreff-Geschwindigkeiten ab etwa 2000 m/sec lediglich von dem Verhältnis der Dichten von Geschoss- und Zielmaterial ab. Da aber der Kern des Geschosses aus einem AWM mit geringerer Dichte als die Hülle besteht, ist die Kratergrund-Geschwindigkeit des AWM niedriger als die der Hülle. Dadurch erfolgt eine Verschiebung der beiden Materialien gegeneinander in der Weise, dass das AWM in die Hülle hinein geschoben wird. Da das AWM wenig kompressibel ist, baut sich ein hoher Druck auf, der schließlich die Zerlegung der Hülle bewirkt. Bei der Zerlegung wird den erzeugten Splittern zusätzlich eine laterale Geschwindigkeitskomponente aufgeprägt, welche die Splitter in radialer Richtung ablenkt.
  • Ein wesentlicher Nachteil des PELE-Penetrators besteht darin, dass zu dessen Beschleunigung ein entsprechendes Beschleunigungsgerät wie beispielsweise eine Kanone notwendig ist. Systembedingt ist dadurch auch die maximal erreichbare Geschwindigkeit auf Werte in der Größenordnung von etwa 2000 m/sec nach oben begrenzt.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein vergleichbares Penetrationsgeschoss zu entwickeln, das einerseits kein derartiges Beschleunigungsgerät benötigt und das andererseits auf Geschwindigkeiten ≥ 2000 m/sec beschleunigt werden kann und dessen Einsatzspektrum noch weitere Anwendungsmöglichkeiten umfasst.
  • Erfindungsgemäß besteht die Lösung dieser Aufgabe gemäß Anspruch 1 darin, dass das Bauteil aus wenigstens zwei Teilen besteht, deren Materialien sich bezüglich der Eigenschaften, insbesondere bezüglich der Dichte, stark unterscheiden.
  • Hierbei ist der Kern des Penetrationsgeschosses bereits als Bauteil vorgegeben und verbindet sich nach erfolgter detonativer Auslösung der Wirkladung mit den von der Auskleidung stammenden Hüllenmaterial zum gewünschten Penetrationsgeschoss, das aus Materialien unterschiedlicher Dichte besteht und das auf eine Geschwindigkeit von ≥ 2000 m/sec beschleunigt wird. Somit kann beispielsweise mittels eines ersten Materials hoher Dichte das Ziel perforiert werden, so dass das nachfolgende Material besser sich in lateraler Richtung ausbreiten kann.
  • Das den Kern des Penetrationsgeschosses bildende Bauteil weist wahlweise die Form eines Stabes oder einer Platte auf. Damit ist sichergestellt, dass mittels der Erfindung nicht nur rotationssymmetrische Penetrationsgeschosse erzeugt werden können, sondern dass auch mittels einer senkrecht zur Schussrichtung gestreckten Wirkladung plattenförmige Penetrationsgeschosse gebildet werden können. Somit lässt sich das Anwendungsspektrum der Erfindung wesentlich erweitern. Neben der Perforation des Zieles lässt sich alternativ auch eine Schneidwirkung erzielen.
  • Die in ihren Eigenschaften unterschiedlichen Teile des Kerns sind vorzugsweise hintereinander angeordnet, wobei das in Ausbreitungsrichtung der detonierenden Wirkladung vorne befindliche Teil eine deutlich höhere Dichte des Werkstoffes aufweist als das nachfolgende Teil, oder umgekehrt, falls noch nachfolgende härtere Ziele / Stukturen bekämpft werden sollen.
  • Eine weitere Lösung besteht darin, dass ein drittes Teil des Kerns zwischen dem mittleren Teil und der Auskleidung angeordnet ist, dessen Material im Ziel in besonderer Weise wie beispielsweise als Brandlast wirksam wird.
  • Anspruch 6 betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Penetrationsgeschosses unter Verwendung einer Wirkladung mit einer geformten Auskleidung, die wenigstens eine Schicht eines ersten zur Zielpenetration geeigneten ersten Materials aufweist sowie einen im Bereich der Zentralachse der Auskleidung befestigtes Bauteil aus einem zweiten im Ziel weitgehend unwirksamen Material, welches sich durch geringe Kompressibilität und niedrigere Dichte als das erste Material auszeichnet und dem in Ausbreitungsrichtung der Wirkladung wenigstens ein davor und/oder dahinter befestigtes weiteres Material beigeordnet ist, bei welchem mittels Initiierung der Wirkladung das Geschoss in der Weise detonativ geformt wird, dass das erste Material das zweite und wenigstens ein weiteres Material umgibt und mit diesen fest verbunden wird, wobei die Formung des Geschosses vom Zentrum der Auskleidung beginnend das gesamte Auskleidungsmaterial umfasst und wobei anteilige Ladungsenergie zur Beschleunigung des Geschosses auf Geschwindigkeiten ≥ 2000 m/sec verwendet wird.
  • Hierbei ist es vorteilhaft, wenn ein Bauteil in der Form eines Stabes oder einer Platte verwendet wird. Damit können sowohl rotationssymmetrische als auch plattenförmige Penetrationsgeschosse erzeugt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verwendung wenigstens einer weiteren Schicht aus einem zur Zielpenetration geeigneten weiteren Material, welches zwischen dem zweiten Material und der Sprengladung eingebracht wird, dadurch kann ein Penetrationsgeschoss erzeugt werden, welches im Inneren einen penetrierenden Kern aufweist, der vom Aufweitmaterial umgeben ist, um das letztlich die Hülle aus einem Material höherer Dichte als das AWM-Material gelegt wird. Dieses Konzept kombiniert gute Penetrationseigenschaften mit hoher Lateralleistung.
  • Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Ansprüche erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    das Wirkungsprinzip eines gemäß der Erfindung mittels Vorwärtsfaltung erzeugten Penetrationsgeschosses,
    Fig. 2:
    eine PELE-Ladung mit zentraler Initiierung und zentralem Bauteil,
    Fig. 3:
    eine PELE-Ladung mit zweiteiligem zentralen Bauteil,
    Fig. 4:
    eine Variante zu Figur 3 mit zweiteiligem zentralen Bauteil,
    Fig. 5:
    eine Variante zu Figur 3 mit dreiteiligem zentralen Bauteil.
  • Das Funktionsprinzip eines gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugten Penetrationsgeschosses, kurz in der Fachwelt als PELE-Stab (Penetrator mit Erhöhtem Lateralen Effekt mit der Form eines Stabes) genannt, wird kurz anhand der Figur 1 erläutert, in der die Vorgänge beim Aufschlag eines Penetrationsgeschosses mit der Geschwindigkeit v auf ein Ziel Z dargestellt ist. Während der Penetration wird das Geschoss in bekannter Weise auf die Kratergrund-Geschwindigkeit abgebremst, die im Wesentlichen nur vom Verhältnis der Dichte der Materialien von Ziel Z und dem Geschoss AWM, M ab. Da aber der Kern des Geschosses aus einem Aufweitmaterial, kurz AWM genannt, geringerer Dichte als die Hülle M besteht, ist auch die Kratergrund-Geschwindigkeit des AWM geringer als die der Hülle M. Dadurch wird eine relative Verschiebung zwischen den beiden Materialien, das bedeutet, dass das AWM in die Hülle M geschoben wird. Da das AWM aber auch wenig kompressibel ist, baut sich in seinem Inneren ein hoher (hydrodynamischer) Druck auf, der schließlich die Zerlegung der Hülle M in Splitter bewirkt. Die Zerlegung kann in natürliche Splitter mit rein zufälliger Größenverteilung oder mittels kontrollierter Zerlegung in definierte Splittergrößen erfolgen. Bei der Zerlegung wird den erzeugten Splittern neben der vorhandenen axialen Geschwindigkeit zusätzlich eine laterale Geschwindigkeit aufgeprägt und somit ein nicht unerheblicher Lateraleffekt erzielt.
  • Entsprechend der erfinderischen Lösung wird ein derartiges Penetrationsgeschosses mit Hilfe der Detonation einer Wirkladung erzeugt und gleichzeitig auf eine Geschwindigkeit von ≥ 2000 m/sec beschleunigt. Nutzbare Wirkladungstypen sind neben den Hohlladungen auch EFP-Ladungen (Explosively Formed Projektile) und hemisphärische Ladungen. Mittels entsprechender Auslegung der einzelnen Wirkladungstypen können unterschiedliche Projektilformen und Leistungen erzeugt werden.
  • Die neue Ausführungsform einer ein Penetrationsgeschoss erzeugenden Wirkladung ist in den Figuren 2 bis 5 anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt, ohne dass die Realisierung gemäß der vorliegenden Erfindung sich allein hierauf beschränken würde.
  • In der Figur 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel in der Form einer PELE-Ladung dargestellt. Die zweidimensional gezeichnete Wirkladung L kann als rotationssymmetrische, ovale, pyramidenförmige oder auch rinnenförmige, flächige Wirkladung ausgestaltet sein. Das Aufweitmaterial AWM ist als eigenständiges Bauteil auf der Symmetrie- und Schuss-Achse der Auskleidung M angeordnet und im Zentrum der Auskleidung M befestigt. Das Aufweitmaterial AWM ist je nach Gestaltung der Wirkladung L als Stab oder als Platte mit endlicher aber beliebiger Tiefe geformt. Die metallische Auskleidung M ist ebenfalls entweder als Kalotte oder in Form einer Platte ausgeführt. Die Sprengladung HE weist im Scheitelpunkt einen Zünder ZD auf. Nach dessen Auslösung breitet sich die Detonationsfront um den gegebenenfalls vorgesehenen Detonationswellenlenker D herum in Richtung auf die Auskleidung M aus, welche vom äußeren Rand beginnend mittels einer Vorwärtsfaltung in Richtung auf das Aufweitmaterial AWM beschleunigt wird.
  • Für das Aufweitmaterial AWM kommen in bekannter Weise Polyethylen, Aluminium oder glasfaserverstärkter Kunststoff in Frage, aber auch andere Kunststoffe oder Metalle mit niedriger Dichte und geringer Kompressibilität. Für das Auskleidungsmaterial M können bekannte Werkstoffe wie beispielsweise Kupfer, Tantal, Molybdän, Wismut und auch entsprechende Legierungen verwendet werden. Es muss zu den konventionellen Auslegungsrichtlinien für Ladungen jedoch immer beachtet werden, dass die Dichte des AWM immer niedriger als diejenige des Auskleidungsmaterials M ist, wobei gleichzeitig niedrige Kompressibilität erforderlich ist. Derartige Ladungen werden in der Regel nicht für große Tiefenleistungen ausgelegt sondern eher für moderate Zieldicken, dafür aber mit erhöhtem Lateraleffekt.
  • Der Entstehungsprozess des Penetrationsgeschosses verläuft anders als beim Kollaps einer Hohlladung oder bei einer Umformung oder Umstülpung wie bei einer EFP-Ladung. Vielmehr wird hierbei der Prozess des sogenannten Plattierens angewandt, bei dem zwei entsprechende Platten oder vergleichbare Strukturen mittels Initiierung einer Sprengladung HE unter einem vorgegebenen Winkel mit hoher Geschwindigkeit aufeinander geschossen werden. Beim Aufeinandertreffen entsteht an der Berührungsfläche eine enge und gut haftende Verbindung, da aufgrund der erzeugten hohen Drücke ein lokales hydrodynamisches Ineinanderfließen der Materialien stattfindet. Dieser Ablauf kann in gleicher Weise auch bei rotationssymmetrischen Auskleidungen wie hier im Ausführungsbeispiel angewendet werden. Die Dicke des Auskleidungsmaterials M bestimmt beim Entstehungsprozess des Penetrationsgeschosses auch die Dicke der Hülle M um das Aufweitmaterial AWM des Geschosses.
  • Durch das Aufeinandertreffen der Teile des Auskleidungsmaterials M auf das Aufweitmaterial AWM werden beide innig miteinander entweder zu einem stabförmigen Penetrationsgeschoss in der rotationssymmetrischen Version oder zu einer Platte in der gestreckten Version verbunden und erhalten gleichzeitig mittels der axialen Geschwindigkeitskomponente eine hohe Geschwindigkeit in Richtung auf das Ziel. Der rückwärtige Teil des Aufweitmaterials M wird dabei vom Material M der Auskleidung umschlossen während bei der hier gewählten Dimensionierung des Durchmessers der Auskleidung im Verhältnis zur Länge des Aufweitmaterials in Schussrichtung die Front des Aufweitmaterials nicht vom Material M der Auskleidung bedeckt wird. Die Höhe der Geschwindigkeit v (vgl. Figur 1) kann beispielsweise über den Öffnungswinkel der Auskleidung M und über weitere geometrische Parameter beeinflusst werden. Hinsichtlich der Auswahl des Auskleidungsmaterials M gelten die gleichen Prinzipien wie bei den oben vorgestellten Varianten.
  • In der Figur 3 ist eine Variante zum Ausführungsbeispiel nach Figur 2 dargestellt. Hierbei ist auf der Frontseite des Aufweitmaterials AWM ein weiteres Material M2 angeordnet. Die Dichte des weiteren Materials M2 wird wesentlich höher gewählt als die Dichte des Aufweitmaterials AWM. Während des Entstehungsprozesses umschließt das Material M1 der Auskleidung den Kern des Penetrationsgeschosses, welcher aus dem Aufweitmaterial AWM und der weiteren Masse M2 besteht. Der Vorteil eines solchen Penetrationsgeschosses besteht darin, dass mittels der vorgeschalteten Masse M2 zuerst die Zielwandung durchschlagen wird und der Aufweitprozess anschließend ungehindert stattfinden kann.
  • Ein Beispiel für eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Ladung ist in der Figur 4 wiedergegeben. In diesem Fall wird vorgeschlagen, das zentrale Bauteil B aus zwei unterschiedlichen Materialien anzufertigen. Hierbei ist jedoch das weitere Material M2 in Schussrichtung gesehen hinter dem Aufweitmaterial AWM angeordnet. Im Entstehungsprozess wird das weitere Material M2 vom Material M1 der Auskleidung umhüllt. Somit wird das weitere Material M2 beim Zielaufprall und dem darauf folgenden Aufweitvorgang bis in das Ziel hinein befördert. Deshalb wird für das weitere Material M2 in der Regel ein Werkstoff mit besonders im Ziel wirksamen Eigenschaften verwendet. Beispielsweise kann eine Magnesiumverbindung als Brandlast im Ziel Verwendung finden. M2 kann aber auch aus konventionellem Stabmaterial bestehen, falls die Penetration weiterer Zielwände erforderlich ist.
  • Die Figur 5 zeigt eine weitere Variante zu den bereits vorgeschlagenen Ladungen. Bei dieser Bauform werden die Eigenschaften der Beispiele gemäß der Figuren 3 und 4 vorteilhaft miteinander kombiniert. Das Bauteil B weist somit sowohl ein Material M3 vor dem Aufweitmaterial AWM als auch ein weiteres Material M2 zwischen dem Aufweitmaterial AWM und der Auskleidung M1 auf. Die Eigenschaften der Materialien M2 und M3 unterscheiden sich in der Regel. Das in Schussrichtung frontseitige Material M3 wird üblicherweise im Hinblick auf eine optimale Penetration des Ziels ausgelegt sein und das rückwärtige Material M2 vorzugsweise für die Anwendung innerhalb des Ziels., wobei darunter sowohl die Penetration weiterer Zielwände ebenso verstanden werden kann wie das Auslösen eines Brandes. Vorzugsweise werden die Materialien M2 und M3 als Metallzylinder oder Quader ausgeführt sein, welche einerseits mit dem Aufweitmaterial und andererseits mit der Auskleidung fest verbunden sind. Das dazwischen liegende Aufweitmaterial entspricht in seinen Eigenschaften dem bereits oben beschriebenen Material mit niedriger Dichte und geringer Kompressibilität.

Claims (9)

  1. Penetrationsgeschoss mit einem stabförmigen Kern aus einem im Ziel nahezu ballistisch unwirksamen Werkstoff geringer Kompressibilität und wenigstens einer den Kern radial umgebenden Hülle aus einem im Ziel ballistisch wirksamen weiteren Werkstoff, wobei sich die Werkstoffe des Kerns und der Hülle bezüglich der Dichte deutlich unterscheiden und wobei im Ausgangszustand einer Wirkladung (L) im Zentrum einer Auskleidung der Wirkladung (L) ein in Ausbreitungsrichtung der detonierenden Wirkladung ausgerichtetes Bauteil (B) angeordnet ist, welches als Kern (AWM) im mittels der Auslösung der Wirkladung (L) geformten Penetrationsgeschoss angeordnet ist und wobei die Hülle (M) des Penetrationsgeschosses aus wenigstens einem Teil der Auskleidung der Wirkladung mittels Auslösung der Wirkladung (L) geformt und mit dem Kern (AWM) verbunden wird, gemäß Patentanmeldung DE 102005057254.5-15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (B) aus wenigstens zwei Teilen (AWM, M2) besteht, deren Materialien sich bezüglich der Eigenschaften, insbesondere bezüglich der Dichte, stark unterscheiden.
  2. Penetrationsgeschoss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (B) die Form eines Stabes oder einer Platte aufweist.
  3. Penetrationsgeschoss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Teile (AWM, M2) des Bauteils (B) in Ausbreitungsrichtung der detonierenden Wirkladung axial hintereinander angeordnet sind.
  4. Penetrationsgeschoss nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in Ausbreitungsrichtung der detonierenden Wirkladung vorne befindliche Teil (M2) eine deutlich höhere Dichte des Werkstoffes aufweist als das nachfolgende Teil (AWM).
  5. Penetrationsgeschoss nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Teil (M3) zwischen dem mittleren Teil (AWM) und der Auskleidung (M) angeordnet ist, dessen Material im Ziel in besonderer Weise wie beispielsweise als Brandlast wirksam wird.
  6. Verfahren zur Erzeugung eines aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Penetrationsgeschosses unter Verwendung einer Wirkladung mit einer geformten Auskleidung, die wenigstens eine Schicht (M) eines ersten zur Zielpenetration geeigneten Materials aufweist sowie einen im Bereich der Zentralachse der Auskleidung befestigtes Bauteil (B) aus einem zweiten im Ziel weitgehend unwirksamen Material (AWM), welches sich durch geringe Kompressibilität und niedrigere Dichte als das erste Material auszeichnet und dem in Ausbreitungsrichtung der Wirkladung wenigstens ein davor und/oder dahinter befestigtes weiteres Material (M) beigeordnet ist, bei welchem mittels Initiierung der Wirkladung das Geschoss (L) in der Weise detonativ geformt wird, dass das erste Material das zweite und wenigstens ein weiteres Material umgibt und mit diesen fest verbunden wird, wobei die Formung des Geschosses vom Zentrum der Auskleidung beginnend das gesamte Auskleidungsmaterial umfasst und wobei anteilige Ladungsenergie zur Beschleunigung des Geschosses auf Geschwindigkeiten ≥ 2000 m/sec verwendet wird.
  7. Verfahren zur Erzeugung eines Penetrationsgeschosses nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil (B) in der Form eines Stabes oder eine Platte verwendet wird.
  8. Verfahren nach 6 oder 7, gekennzeichnet durch die Verwendung einer kegelförmigen oder pyramidenförmigen oder einer rinnenförmigen Auskleidung.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung wenigstens einer weiteren Schicht der Auskleidung aus einem zur Zielpenetration geeigneten weiteren Material, welches zwischen dem zweiten Material und der Sprengladung eingebracht wird.
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