EP1967815B1

EP1967815B1 - Zündkette für eine umschaltbare Wirkladung

Info

Publication number: EP1967815B1
Application number: EP08003886A
Authority: EP
Inventors: Werner Dr. Arnold
Original assignee: TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Current assignee: TDW Gesellschaft fuer Verteidigungstechnische Wirksysteme mbH
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2028-03-03
Also published as: EP1967815A3; DE202007003257U1; ATE537424T1; EP1967815A2

Description

Die Erfindung betrifft eine umschaltbare Wirkladung mit einer Zündkette umfassend einen zentral angeordneten Detonator und eine Verstärkerladung zur Initiierung der Hauptladung einer Wirkladung in der eine senkrecht zur Wirkrichtung angeordnete inerte Halterung mit einer Vielzahl auf einem Kreisring um die Zündkette verteilt angeordneter Pellets angeordnet ist, wobei die inerte Halterung an einer Übertragerplatte anliegt. Die Wirkladung ist Bestandteil eines Gefechtskopfes und kann zur Anwendung gegen verschiedenartige Ziele bezüglich ihrer Wirkungsweise während des Anfluges auf ein Ziel umgeschaltet werden. Hierbei bestimmt der im Gefechtskopf integrierte Suchkopf den Zieltyp und leitet daraus den wirkungsvollsten Modus ab. Insbesondere sind folgende Wirkungsarten möglich: Entweder die Bildung eines kompakten Projektils (EFP = Explosively Formed Projektile) oder eines lang gezogenen und sich während der Zielannäherung immer stärker partikulierenden Projektils oder die Bildung eines Splitterschwarms.
In der Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2006 018 687 A1 ist eine umschaltbare Ladung beschrieben, die innerhalb der Wirkladung eine Halterung mit einer Vielzahl von Pellets, bestehend aus einer Sprengladung, aufweist, wobei die Halterung etwa senkrecht zur Wirkrichtung angeordnet ist und zur Einlage der Wirkladung einen Abstand von etwa ¼ bis ½ des Ladungskalibers aufweist. Hieraus ergibt sich auch ein entsprechend großer Abstand der Halterung zur Verstärkerladung der Zündkette. Mittels radialer Umpositionierung oder teilweiser oder gänzlicher Entfernung der Halterung kann der gewünschte Wirkmodus eingestellt werden. Entstehende Lücken werden durch Verschieben wenigstens eines Teils der Hauptladung ausgeglichen. Die Umpositionierung oder Entfernung von Teilen oder der ganzen Halterung erfordert einen erheblichen mechanischen Aufwand, der sich letztlich auch auf die Effektivität der Wirkladung mindernd auswirkt.
Die EP 1 524 489 A1 beschreibt eine Zündvorrichtung für einen Hohlladung mit zwei Modi der Initiierung, wobei ein dritter Modus aus der Kombination der ersten beiden Modi besteht. Im ersten Modus wird die Ladung mittig initiiert und erzeugt damit ein EFP-Geschoß (= Explosively Formed Projektile). Im zweiten Modus wird die Ladung von Relaisladungen (Pellets) gezündet, die auf einer Kreislinie um die Mittelachse herum angeordnet sind. Damit werden aus der Einlage der Hohlladung Splitter geformt. Die Kombination beider Modi führt zur Erzeugung kleinerer Splitter als beim zweiten Modus. Die Erzeugung eines langgestreckten oder sogar partikulierten Geschoßes oder einer Mischung aus unterschiedlich großen Splittern ist jedoch mit dieser Anordnung nicht möglich.
Schließlich ist aus der DE 38 08 110 C1 eine geformte Ladung bekannt geworden, die ein verschiebbares Zündelement aufweist, welches sowohl eine Initiierung an der Belegungsbasis als auch auf dem Weg über eine Übertragerplatte an der Belegungsspitze ermöglicht. Damit kann wahlweise zwischen der Erzeugung eines Projektils oder eines Stachels umgeschaltet werden.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die beschriebene Wirkladung so abzuändern, dass mechanische Umpositionierung von Teilen der Halterung oder der ganzen Halterung vermieden wird und umschaltbar die wahlweise Erzeugung von Splittern variabler Größe oder einem langgestreckten Projektil ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe der Erfindung dadurch gelöst, dass die Zündkette axial zwischen einer ersten und einer weiteren Zündposition gesteuert verschiebbar (Pfeil) ist, dass die Zündkette je nach Zündposition entweder mit der Hauptladung oder mit einer Übertragerplatte oder gegebenenfalls mit einer weiteren Übertragerladung zur Weiterleitung der Zündung bis zur Hauptladung hinsichtlich der Durchzündung korrespondiert und dass in der Mitte der Halterung ein ringförmiges zentrales Pellet mit einer Ausnehmung angeordnet ist, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Verstärkerladung entspricht.
Der Vorteil dieser Lösung liegt darin begründet, dass die Halterung der Pellets nicht mehr innerhalb der Wirkladung angeordnet ist sondern an deren Rand im Bereich der Zündkette. Weiterhin kann mittels einfacher Verschiebung der Zündkette der Wirkmodus in unterschiedliche Arten eingestellt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass in der Mitte der Halterung ein Pellet mit ringförmiger Ausnehmung angeordnet ist, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Verstärkerladung entspricht. Mittig angeordnete Pellets erzeugen in der Einlage einen entsprechend großen zentralen Splitter, der für die Zielbekämpfung vorteilhaft ist.
Es hat sich als konstruktiver Vorteil erwiesen, wenn radial um die Zündkette und/oder axial in Wirkrichtung der Zündkette ein Dämpfungsmittel angeordnet ist. Damit werden in den einzelnen Wirkmodi unerwünschte Durchzündungen vermieden.
Die Entkoppelung zwischen den Zündwegen der verschiedenen Zündmodi wird dadurch verbessert, dass zwischen den unterschiedlichen Mitteln zur Weiterleitung der Zündung eine Dämpfungsschicht angeordnet ist.
Eine weitere Lösung der Aufgabe, die jedoch nicht Gegenstand der Patentanmeldung ist, ist darin zu sehen, dass an unterschiedlichen benachbarten axialen Zündpositionen individuell initiierbare Zündelemente ortsfest angeordnet sind, dass die Zündkette je nach Zündposition entweder mit der Hauptladung oder mit einer Übertragerplatte oder mit einer weiteren Übertragerladung zur Weiterleitung der Zündung bis zur Hauptladung hinsichtlich der Durchzündung korrespondiert und dass in der Mitte der Halterung ein Pellet mit ringförmiger Ausnehmung angeordnet ist, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Verstärkerladung entspricht.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1:: eine Wirkladung mit umschaltbarer Zündkette in der Position "Projektil"
Fig. 2:: die Wirkladung nach Fig. 1 in der Position "Splitter"
Fig. 3:: eine Variante zur Wirkladung nach Fig. 1 in der Position "Projektil"
Fig. 4:: die Wirkladung nach Fig. 3 in der Position "Splitter"
Fig. 5:: eine weitere Variante zur Wirkladung nach Fig.1 in der Position "Projektil"
Fig. 6:: die Wirkladung nach Fig. 5 in der Position "Splitter"
Fig.7:: die Wirkladung nach Fig. 5 in der Position "Projektil lang"
Fig. 8:: eine Wirkladung mit in verschiedenen Zündpositionen angeordneten Zündmitteln
Fig. 9a:: eine Halterung mit vier auf einem Kreis liegenden Pellets
Fig. 9b:: die Halterung nach Fig. 9a mit einem zusätzlichen zentralen Pellet
Fig. 10a:: eine Halterung mit acht auf einem Kreis angeordneten Pellets
Fig. 10b:: die Halterung nach Fig. 10a mit weiteren konzentrisch angeordneten Pellets
Fig. 11a:: eine Halterung mit einem kreuzförmigen Pellet
Fig. 11b:: eine Halterung mit einem sternförmigen Pellet

Die Figur 1 zeigt einen ersten Lösungsansatz, jedoch ohne das erfindungsgemäße, zentral angeordnete, ringförmige Pellet. Eine Wirkladung 1, umfassend ein Gehäuse 1a, eine Einlage 1 b und eine Hauptladung 1c, ist mit einer Zündkette ausgestattet, welche in axialer Richtung (Pfeil) zumindest zwischen zwei Positionen gesteuert verschiebbar ist. In der dargestellten Position der Zündkette, die aus einem Detonator 2a und einer Verstärkerladung 2b besteht, wirkt die Verstärkerladung 2b bei ihrer Initiierung durch das Dämpfungsmittel 6 hindurch unmittelbar auf die Hauptladung 1c ein. Die Ausbreitung der erzeugten Detonationswelle ist zu drei aufeinander folgenden Zeitpunkten mittels gestrichelter Linien a, b, c schematisiert dargestellt. Beim Auftreffen der Detonationsfront auf die Einlage wird mittels Umstülpens des Einlagematerials letztlich ein Projektil EFP (= Explosively Formed Projektile) erzeugt.
Die auf gleicher Höhe wie die Verstärkerladung 2b befindliche inerte Halterung 3 mit den darin enthaltenden und aus Sprengstoff bestehenden Pellets 4 wird in diesem Fall zwar mit initiiert, wie in gleicher Weise auch die an die Halterung 3 anliegend angeordnete Übertragerplatte 5 mitdetoniert, diese Vorgänge haben jedoch keinerlei Auswirkung auf die Bildung des EFP-Projektils.
Die Umschaltung in eine andere Wirkungsart der Wirkladung 1 erfolgt gemäß Figur 2 durch axiale Verschiebung der Zündkette 2a, 2b in Pfeilrichtung nach oben. In dieser neuen Zündposition befindet sich die Verstärkerladung genau auf Höhe der Übertragerplatte 5. Im Fall der Initiierung wird somit der Zündvorgang direkt in die Übertragerplatte 5 eingeleitet und von dieser unmittelbar in die Pellets 4. Von diesen gehen nun eigene Detonationswellen aus, die in der Figur 2 mittels gestrichelter Linien a, b, c zu aufeinander folgenden Zeitpunkten dargestellt sind. Die Überlagerung dieser verschiedenen Detonationswellen im Bereich der Einlage 1 b wird diese aufgrund lokaler Drucküberhöhung in eine Vielzahl von Splittern SPL zerlegt. Die Größe und Form dieser Splitter hängt unmittelbar von der Anzahl und der Anordnung der Pellets in der Halterung 3 ab und kann somit willkürlich gewählt werden.
Das Dämpfungselement 6 ist so ausgelegt, dass durch die Schwaden der Verstärkerladung 2b keine vorzeitige Initiierung der Hauptladung 1c stattfinden kann.
Die Figur 3 zeigt eine erweiterte erfindungsgemäße Variante der Wirkladung. Die Variation betrifft zum einen die Gestaltung der Halterung 3 und der darin enthaltenen Pellets 4. Die Anordnung der Pellets in der Halterung ist maßgeblich für das Muster der Zerlegung der Einlage 1 b in entsprechende Splitter. Mögliche Ausgestaltungen werden später anhand der Figuren 9a bis 11b erläutert. Im Gegensatz zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform weist die in Figur 3 dargestellten Variante ein ringförmiges zentrales Pellet 4a auf.
Um mit der gezeigten Wirkladung 1 ein Projektil EFP zu erzeugen, wird die Verstärkerladung 2b der Zündkette in eine Ausnehmung in der Hauptladung 1 c verschoben. Diese Ausnehmung 1d ist ebenso wie der Detonator 2a von einem Dämpfungsmittel 6 umgeben. Dieses Dämpfungsmittel hat bei der Initiierung in der in Figur 3 gezeigten Position der Zündkette keinen Einfluss auf die tatsächliche Initiierung der Hauptladung 1 c. Nach erfolgter Initiierung der Hauptladung 1 c breitet sich die Detonationsfront im zeitlichen Ablauf innerhalb der Hauptladung 1c so aus, wie dies mittels der gestrichelten Linien a, b, c angedeutet ist.
Die Figur 4 zeigt die Ausführungsform nach Figur 3 in derjenigen Stellung der Zündkette 2a, 2b, in der eine Splittergarbe SPL erzeugt werden kann. Die Initiierung verläuft vom Detonator 2a über die Verstärkerladung 2b in die Übertragerplatte 5 und von dort in die einzelnen Pellets 4a und 4. Das Ergebnis ist eine im Vergleich zur Ausführungsform nach Figur 2 relativ flache, aber durchaus regional amplitudenmodulierte Detonationsfront, welche durch die Hauptladung 1 c zur Einlage 1 b läuft und diese in eine Splittergarbe SPL zerlegt. Das zentrale ringförmige Pellet unterstützt hierbei die Strukturierung der Detonationsfront dahingehend, dass ein großer mittiger Splitter erzeugt wird. Letztlich bestimmt diese gezielt herbeigeführte Strukturierung der Detonationsfront die Anzahl und Größe der erzeugten Splitter. Die Dämpfungsmittel 6 haben wiederum die Aufgabe eine vorzeitige Initiierung der Hauptladung 1c über die von der Verstärkerladung 2b gebildeten Schwaden zu verhindern.
Eine dritte Variante einer Wirkladung, ebenfalls ohne das erfindungsgemäße, zentral angeordnete, ringförmige Pellet, ist in den Figuren 5, 6 und 7 mit verschiedenen Positionen der Zündkette und entsprechend der Initiierungswege erzeugten Projektilen bzw. Splittern dargestellt. Diese Variante weist noch einen weiteren Initiierungsmodus auf, so dass die Zündkette wahlweise in drei verschiedenen Positionen zur Auslösung der Hauptladung 1 verschoben werden kann. Die Zündposition gemäß Figur 5 entspricht wirkungsgemäß genau derjenigen von Figur 3, so dass hiermit ein Projektil EFP in der bereits bekannten Form erzeugt werden kann.
In der in Figur 6 gezeigten Zündposition wird einer Durchzündung über die Übertragerplatte 5 auf die Pellets 4 bewirkt, wie sie bereits in Figur 2 dargestellt und beschrieben worden ist. Erfindungsgemäß findet die in Figur 4 gezeigte Variante Anwendung, die gegenüber der in Figur 2 gezeigten Variante mittels eines zentral angeordneten, ringförmigen Pellets einen mittigen großen Splitter ermöglicht.
Die in der Figur 7 dargestellte dritte Zündposition dient der Erzeugung eines gestreckten Projektils EFPL. Hierfür initiiert die Verstärkerladung 2b in der dritten Zündposition eine weitere Übertragerladung 7 zur Weiterleitung der Zündung bis zur Hauptladung 1 c. Diese weitere Übertragerladung kann plattenförmig oder auch sternförmig gestaltet sein. Die Detonation läuft in ihm von der Mitte nach außen, wird vor dem Gehäuse in Richtung auf die Hauptladung umgelenkt und initiiert diese am äußeren Rand im Bereich des Gehäuses. Der gestrichelt zu verschiedenen Zeitpunkten angedeutete Verlauf der Detonationsfront a, b, c führt beim Auftreffen auf die Einlage 1 b im mittleren Bereich zu einer Überlagerung der eintreffenden Fronten und damit zu einer lokalen Drucküberhöhung. Die Einlage wird dadurch verstärkt beaufschlagt. Dies führt zu einer erhöhten Streckung des erzeugten Projektils EFPL. Je nach Auslegung der Wirkladung kann auch eine Zerlegung des Projektils in einige Subprojektile ausgelöst werden. Dies ist dann wünschenswert, wenn die Entfernung zum Ziel nicht allzu groß ist, da sonst mit einer verminderten Leistung zu rechnen ist.
Die Figur 8 zeigt schließlich eine Wirkladung mit in verschiedenen Zündpositionen angeordneten nicht verschiebbaren Zündmitteln 8a, 8b und 8c, die jedoch nicht Gegenstand der Patentanmeldung ist. Die Positionen dieser diskret angeordneten Zündmittel entsprechen den bisher beschriebenen Zündpositionen gemäß der Figuren 5, 6 und 7 und dienen der Erzeugung von Projektilen vom Typ EFP oder EFPL oder von Splittern SPL. Die Zündmittel 8a, 8b und 8c können je nach Einsatzart einzeln oder auch in Kombination von zwei oder auch allen drei Zündmitteln initiiert werden. Demzufolge lassen sich Splitter oder Projektile oder Kombinationen hiervon erzeugen.
In den Figuren 9a, 9b, 10a, 10b sind beispielhaft für viele weitere Anordnungen verschiedene, zum Teil konzentrische Platzierungen von Pellets 4 in einer aus inertem Material bestehenden Halterung 3 dargestellt. In Figur 9a ist eine einfache Kombination von vier auf einem gedachten Kreis angeordneten Pellets 4 zu sehen. Im Fall der etwa gleichzeitigen Initiierung dieser vier Pellets erzeugen diese Überlagerungen der Detonationsfronten. Dies führt schließlich zu lokalen Drucküberhöhungen im Bereich der Einlage 1 b. Die Form und der Verlauf dieser Drucküberhöhungen, die letztlich zu einer gleichartigen Zerlegung der Einlage führen, sind in den Figuren 9a bis 11b jeweils gestrichelt 8 eingetragen. Bei einer Anordnung gemäß Figur 9a würden somit vier etwa gleich große und gleichartig geformte Splitter erzeugt werden. Wird dieser Anordnung von vier Pellets noch ein weiteres zentrales Pellet hinzugefügt, wie die in der Figur 9b dargestellt ist, entstehen im Fall der Initiierung fünf zum Teil unterschiedlich geformte Splitter, einschließlich eines mittigen Splitters. Die Gestaltung der Pelletanordnungen hängt von dem gewünschten Ergebnis der zu erzeugenden Splitter ab und kann von ganz wenigen Pellets bis zu einer Vielzahl von Pellets auf einer gedachten Kreislinie, wie in Figur 10a dargestellt, bis hin zu Anordnungen auf mehreren konzentrischen Kreisen, wie in Figur 10b dargestellt, bis zu willkürlichen Anordnungen führen.
Die Verwendung von Pellets ist nicht auf zylinderförmige Pellets beschränkt. In den Figuren 11a und 11b sind als Beispiele für weitere vom Fachmann nutzbare Formen einmal eine kreuzförmige Version 4a und eine sternförmige Version 4b dargestellt. Weitere Formen sind im Rahmen dieser Erfindung denkbar.

Claims

Umschaltbare Wirkladung mit einer Zündkette (2) umfassend einen zentral angeordneten Detonator (2a) und eine Verstärkerladung (2b) zur Initiierung der Hauptladung (1 c) der Wirkladung (1), in der eine senkrecht zur Wirkrichtung angeordnete inerte Halterung (3) mit einer Vielzahl um die Zündkette (2) verteilt angeordneter Pellets (4) angeordnet ist, wobei
die Zündkette (2) axial zwischen einer ersten und wenigstens einer weiteren Zündposition gesteuert verschiebbar ist,
die Zündkette in der ersten Zündposition mit der Hauptladung (1c) oder in der zweiten Zündposition mit einer Übertragerplatte (5) zur Weiterleitung der Zündung bis zur Hauptladung (1c) hinsichtlich der Durchzündung korrespondiert,
und in der Mitte der Halterung (3) ein ringförmiges Pellet (4a) mit einer Ausnehmung angeordnet ist, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Verstärkerladung (2b) entspricht.
Zündkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial um die Zündkette und/oder axial in Wirkrichtung der Zündkette ein Dämpfungsmittel (6) angeordnet ist.
Zündkette nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den unterschiedlichen Mitteln zur Weiterleitung der Zündung eine Dämpfungsschicht (6a) angeordnet ist.
Zündkette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkette in einer dritten Zündposition mit einer weiteren Übertragerladung (7) zur Weiterleitung der Zündung bis zur Hauptladung (1c) hinsichtlich der Durchzündung korrespondiert.