EP2381211B1 - Penetrator - Google Patents
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- F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
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- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C19/00—Details of fuzes
- F42C19/02—Fuze bodies; Fuze housings
Definitions
- the invention relates to a penetrator, the explosive charge consists of at least a partial charge and having an insert which is mounted within the shell of the penetrator, and with an igniter, wherein the igniter is arranged at the rear of the penetrator and cooperates with a booster charge and wherein the ignition device, together with the booster charge, is at least partially surrounded by a jacket which, at least by means of a part of its outer surface, slidably bears against the inside of the casing.
- Penetrators are active systems which, due to their structural design, are suitable for penetrating resistant structures such as building walls made of brick or concrete or even rock.
- penetrator equipped with a hollow charge When combating such structures by a penetrator equipped with a hollow charge, the effect of the directed hollow charge is no longer in the foreground. Rather, it is of interest that the penetrator after penetrating the structure is able to develop in the space behind the structure as high as possible blast and / or splintering performance. Otherwise, the mission can not be adequately fulfilled.
- the invention is based on the problem that on the one hand high-strength and thick structures must be perforated. This requires fast and slim penetrators with a corresponding explosive charge associated with a liner and an upstream cavity in the tip of the penetrator. On the other hand, experience the penetrator and thus the explosive charge in the perforation a very high negative acceleration, which leads to the fact that the explosive charge due to the Inversion of the insert moves towards the penetrator tip. This movement of the explosive charge towards the penetrator tip and away from the ignition device involves the risk that distances, in particular from the booster charge to the explosive charge become too large and a safe initiation of the explosive charge is no longer guaranteed.
- the US Pat. No. 6,467,416 B1 describes a penetrator having an ignition device which is arranged at the rear of the penetrator and having a booster charge, the ignition device is at least partially surrounded together with the booster charge with a jacket which at least by means of a part of its outer surface slidably against the inside of the shell, and wherein the jacket rests with another part of its outer surface directly to the explosive charge.
- a solution to the problem described above is not shown.
- Support devices in the vicinity of the shaped charge insert can also be problematic insofar as this is the optimal design of the spine can disturb.
- a further aspect is that the ignition of the explosive charge is relatively far away from the shaped charge insert and, as a result, the detonation wave strikes the shaped charge insert in a grazing rather than frontal manner. This usually leads to power reduction.
- the ignition system has an ignition device at the rear of the penetrator.
- This ignition device is assigned a spacer on the longitudinal axis of the penetrator, in which the booster charge is arranged at a defined distance from the ignition device. This distance is chosen so large that the booster charge is still within the explosive charge even in the event that the explosive charge has shifted towards the tip during the target penetration. In this case, however, it may be the case that due to the displacement, the density of the explosive charge in the rear area is reduced and this leads to a reduction in performance.
- the DE 18 11 331 A shows an ignition device for an anti-tank projectile, which is at least partially surrounded by a charge of a jacket, which rests with its outer surface slidably on the inside of the shell. Only after ignition of a propellant charge is the mantle with part of its outer surface directly adjacent to the explosive charge of the antitank projectile.
- the invention has for its object to develop an ignition device for a penetrator, which in the case of a considerable delay and the resulting collapse of the insert allows ignition of the booster charge within the explosive and largely avoids the emergence of a cavity between the explosive charge and the ignition device.
- the jacket or the housing are on the outside at least partially surrounded by a sliding layer, which supports the sliding in the shell.
- the ignition device is connected together with the jacket biased by an elastic compensating device connected to a rear plate of the penetrator.
- the igniter is already based in the initial state of the penetrator against the rear plate and exerts a pressure on the explosive charge.
- the ignition device can thus be installed via detachable mechanical connecting elements in the penetrator.
- the ignition device moves with temperature fluctuations and compensates the movements caused by the different coefficients of thermal expansion of explosive and penetrator shell.
- the elastic compensation device remains in the event of a displacement of the ignition device within the shell with the igniter in operative connection and is supported in this situation against the rear panel.
- the ignition device according to the invention in each embodiment also has the advantage that the igniter is decoupled from high-frequency acceleration loads, which run on a penetration over the shell, since no metallic connecting elements between the igniter and shell are provided.
- the basic idea of the invention is the floating mounting of the ignition system in the explosive charge, so that it can move during a penetration with the sliding explosive charge. This can on the one hand done by the storage of the ignition device in a single explosive charge. In addition, there is also the possibility that a part of the explosive charge is housed in that housing in which the ignition device is located. This arrangement can then be mounted as a separate assembly in the penetrator.
- FIG. 1 the integration of the ignition device 4, 5, 6, 7 can take place in a suitable recess in the explosive charge.
- This arrangement allows large axial displacements of the mounting parts, which are required to compensate for the cavity 2 in front of the insert 8 during penetration.
- the built-in parts include in addition to the igniter 5 and the upstream booster charge 6 and the jacket 4, which the igniter and the
- Amplifier charge absorbs and at least partially surrounds.
- the igniter 5 and the booster charge 6 can together form an assembly which can also be stored externally from the filled with the explosive charge 3 penetrator 1.
- the explosive charge 3 itself is in the area in which said assembly can be mounted, sealed by a plastic layer 7 from the environment. The sealing takes place via a peripheral edge, which in turn slidably rests against the inside of the shell 1 and can therefore be referred to as a sliding layer.
- the explosive charge is thus completely encapsulated.
- the elastic compensating device may for example be designed as an O-ring of an elastomer, but also as a spiral spring or as another equivalent device.
- the ignition device as in FIG. 2 shown when a significant delay and the resulting collapse of the insert 8 and the significant reduction of the cavity 2 move together with the explosive charge in the direction of the Penetratorspitze.
- the distances between the igniter and the explosive charge do not change, so that the initiation of the explosive charge is guaranteed in any case.
- FIG. 3 is an alternative, but equally effective design too FIG. 1 shown.
- the embodiment has an existing two parts 3, 12 explosive charge.
- the rear part 12 of the explosive charge is housed in a housing 11.
- the latter, together with the existing plastic sliding layer 7 is a separate module that can be prefabricated for themselves and later assembled.
- the front explosive charge is previously introduced into the penetrator shell 1 in this embodiment.
- the ignition device as in FIG. 4 shown when a significant delay and the resulting loss of the cavity 2 occur together with the explosive charge 3 in the direction of the Penetrator dictate move, so that a direct initiation of the explosive charge is ensured in the same way.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Penetrator, dessen Sprengladung zumindest aus einer Teilladung besteht und der eine Einlage aufweist, die innerhalb der Hülle des Penetrators befestigt ist, und mit einer Zündvorrichtung, wobei die Zündvorrichtung am Heck des Penetrators angeordnet ist und mit einer Verstärkerladung zusammen wirkt und wobei die Zündvorrichtung zusammen mit der Verstärkerladung zumindest teilweise von einem Mantel umgeben ist, der wenigstens mittels eines Teils seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle anliegt.
- Penetratoren sind Wirksysteme, die aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus geeignet sind, widerstandsfähige Strukturen wie beispielsweise Gebäudewände aus Ziegel oder Beton oder auch Fels zu durchdringen. Bei der Bekämpfung derartiger Strukturen durch einen mit einer Hohlladung ausgestatteten Penetrator steht die Wirkung der gerichteten Hohlladung nicht mehr unbedingt im Vordergrund. Vielmehr ist es von Interesse, dass der Penetrator nach dem Durchdringen der Struktur in der Lage ist, im Raum hinter der Struktur eine möglichst hohe Blast- und/oder Splitterleistung zu entfalten. Anderenfalls kann die Mission nur unzureichend erfüllt werden.
- Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass einerseits hochfeste und dicke Strukturen perforiert werden müssen. Dies erfordert schnelle und schlanke Penetratoren mit einer entsprechenden Sprengladung, der eine Einlage und ein vorgelagerter Hohlraum in der Spitze des Penetrators zugeordnet sind. Andererseits erfahren der Penetrator und damit auch die Sprengladung beim Perforationsvorgang eine sehr hohe negative Beschleunigung, die dazu führt, dass sich die Sprengladung aufgrund des Umstülpens der Einlage zur Penetratorspitze hin bewegt. Diese Bewegung der Sprengladung hin zur Penetratorspitze und weg von der Zündeinrichtung birgt die Gefahr, dass Abstände insbesondere von der Verstärkerladung zur Sprengladung zu groß werden und eine sichere Initiierung der Sprengladung nicht mehr gewährleistet ist.
- Die
US 6 467 416 B1 beschreibt einen Penetrator mit einer Zündvorrichtung, welche am Heck des Penetrators angeordnet ist und eine Verstärkerladung aufweist, wobei die Zündvorrichtung zusammen mit der Verstärkerladung zumindest teilweise mit einem Mantel umgeben ist, der wenigstens mittels eines Teils seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle anliegt, und wobei der Mantel mit einem weiteren Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Sprengladung anliegt. Eine Lösung für das eingangs beschriebene Problem wird jedoch nicht gezeigt. - Aus der
DE 10 2007 035 551 A1 ist aufgrund dieses Problems eine Stützvorrichtung für ein Kombinationswirksystem bestehend aus einem Penetrator mit integrierter Hohlladung bekannt geworden. Diese Stützvorrichtung verhindert bei der Zielpenetration die Vorwärtsbewegung der Sprengladung. Gleichzeitig wird auch die mögliche Ausbildung einer übermäßig großen Lücke zwischen dem Zündsystem und der Sprengladung vermieden, welche die Initiierung verhindern kann. - Es werden verschiedene Abstützvorrichtungen vorgeschlagen. Vielen davon ist es gemeinsam, dass sie in die Sprengladung integriert sein müssen. Dies hat nahe der Hohlladungs-Einlage zu erfolgen, da diese selbst in der Regel nur sehr eingeschränkt die Sprengladung abstützen kann. Die Einlage ist konstruktiv so ausgelegt, dass sie eine hohe Hohlladungsleistung unterstützt, eine mechanische Stützfunktion ist jedoch nicht vorgesehen und auch nicht mit der Hauptaufgabe zu vereinbaren.
- Stützvorrichtungen in der Nähe der Hohlladungs-Einlage können aber auch insofern problematisch sein, da diese die optimale Ausbildung des Stachels stören können. Bei langen Penetratoren kommt als weiterer Aspekt dazu, dass die Zündung der Sprengladung relativ weit von der Hohlladungs-Einlage entfernt ist und dadurch die Detonationswelle eher streifend als frontal auf die Hohlladungs-Einlage trifft. Dies führt in der Regel zur Leistungsreduktion.
- In der
DE 202009015942.6 ist ein Penetrator beschrieben, dessen Zündsystem eine Zündeinrichtung am Heck des Penetrators aufweist. Dieser Zündeinrichtung ist ein Abstandhalter auf der Längsachse des Penetrators zugeordnet, in dem die Verstärkerladung in einem definierten Abstand von der Zündeinrichtung angeordnet ist. Dieser Abstand ist so groß gewählt, dass sich die Verstärkerladung auch in dem Fall, dass sich die Sprengladung bei der Zielpenetration in Richtung der Spitze verlagert hat, noch innerhalb der Sprengladung befindet. Hierbei kann jedoch der Fall eintreten, dass aufgrund der Verlagerung die Dichte der Sprengladung im rückwärtigen Bereich reduziert ist und dies zu einer Leistungsminderung führt. - Die
DE 18 11 331 A zeigt eine Zündvorrichtung für ein Panzerabwehrgeschoß, die zusammen mit einer Ladung zumindest teilweise von einem Mantel umgeben ist, der mit seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle anliegt. Erst nach Zündung einer Treibladung liegt der Mantel mit einem Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Sprengladung des Panzerabwehrgeschosses an. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Zündvorrichtung für einen Penetrator zu entwickeln, die im Fall einer erheblichen Verzögerung und des sich daraus ergebenden Kollapses der Einlage eine Zündung der Verstärkerladung innerhalb des Sprengstoffes ermöglicht und das Entstehen eines Hohlraumes zwischen der Sprengladung und der Zündvorrichtung weitgehend vermeidet.
- Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst, so dass die Zündvorrichtung (5, 6) und der Mantel (4, 7) beim Auftreten einer erheblichen Verzögerung und dem sich daraus ergebenden Kollaps der Einlage (8) innerhalb der Hülle (1) in Richtung der Penetratorspitze gleitend bewegbar ist und während des Gleitvorganges ständig mit der Sprengladung (3) in Wirkverbindung bleibt.
- Damit wird erreicht, dass die Zündvorrichtung im Fall der Verlagerung der Sprengladung aufgrund von Verzögerungskräften dem Sprengstoff in der Hülle des Penetrators gleitend folgt. Somit ist sicher gewährleistet, dass die Initiierung immer innerhalb der Sprengladung erfolgt.
- Gleichzeitig ergibt sich der Vorteil, dass mittels der gleitenden Zündvorrichtung die Ausbildung eines Hohlraumes auf der Rückseite der Sprengladung vermieden wird. Freie Sprengladungsoberflächen treten somit nicht auf. Durch den vorgeschlagenen Aufbau kann der Penetrator konventionell als Baugruppe ohne Zündeinrichtung gefertigt werden.
- Einer vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend sind der Mantel oder das Gehäuse außenseitig zumindest teilweise mit einer Gleitschicht umgeben, welche den Gleitvorgang in der Hülle unterstützt.
- Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Zündvorrichtung zusammen mit dem Mantel über eine elastische Ausgleichsvorrichtung vorgespannt mit einer Heckplatte des Penetrators verbunden ist. Damit stützt sich die Zündvorrichtung bereits im Ausgangszustand des Penetrators gegenüber der Heckplatte ab und übt einen Druck auf die Sprengladung aus. Die Zündvorrichtung kann somit auch über lösbare mechanische Verbindungselemente in den Penetrator eingebaut werden. Die Zündvorrichtung bewegt sich bei Temperaturschwankungen mit und gleicht die aufgrund der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Sprengstoff und Penetratorhülle hervorgerufenen Bewegungen aus.
- In vorteilhafter Weise bleibt die elastische Ausgleichsvorrichtung auch im Fall einer Verschiebung der Zündvorrichtung innerhalb der Hülle mit der Zündvorrichtung in Wirkverbindung und stützt sich auch in dieser Situation gegen die Heckplatte ab.
- Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung weist in jeder Ausführungsform auch den Vorteil auf, dass der Zünder von hochfrequenten Beschleunigungsbelastungen entkoppelt ist, welche bei einer Penetration über die Hülle laufen, da keine metallischen Verbindungselemente zwischen Zündvorrichtung und Hülle vorgesehen sind.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1:
- einen Penetrator mit einer Zündvorrichtung gemäß der Erfindung im Ruhezustand,
- Fig. 2:
- einen Penetrator mit Zündvorrichtung nach dem Auftreten einer erheblichen Verzögerung,
- Fig. 3:
- eine Variante des Mantels der Zündvorrichtung gemäß
Fig. 1 , - Fig. 4:
- die Zündvorrichtung aus
Fig. 3 nach dem Auftreten einer erheblichen Verzögerung. - Die Grundidee der Erfindung ist die schwimmende Lagerung des Zündsystems in der Sprengladung, so dass dieses sich während einer Penetration mit der rutschenden Sprengladung mitbewegen kann. Dies kann zum einen durch die Lagerung der Zündvorrichtung in einer einzigen Sprengladung geschehen. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass ein Teil der Sprengladung in demjenigen Gehäuse untergebracht wird, in dem sich auch die Zündvorrichtung befindet. Diese Anordnung kann dann als selbstständige Baugruppe im Penetrator montiert werden.
- Entsprechend
Figur 1 kann die Integration der Zündvorrichtung 4, 5, 6, 7 in einer geeigneten Ausnehmung in der Sprengladung erfolgen. Diese Anordnung ermöglicht große axiale Verschiebungen der Einbauteile, welche zur Kompensation des Hohlraums 2 vor der Einlage 8 während der Penetration benötigt werden. - Die Einbauteile umfassen neben dem Zünder 5 und der vorgeschalteten Verstärkerladung 6 auch den Mantel 4, welche den Zünder und die
- Verstärkerladung aufnimmt und zumindest teilweise umgibt. Der Zünder 5 und die Verstärkerladung 6 können zusammen eine Baugruppe bilden, die auch extern von der mit der Sprengladung 3 befüllten Penetratorhülle 1 gelagert werden kann. Die Sprengladung 3 selbst ist in demjenigen Bereich, in dem die genannte Baugruppe montiert werden kann, mittels einer Kunststoffschicht 7 gegenüber der Umgebung abgedichtet. Die Abdichtung erfolgt über einen umlaufenden Rand, der seinerseits gleitend an der Innenseite der Hülle 1 anliegt und deshalb als Gleitschicht bezeichnet werden kann. Die Sprengladung ist somit vollständig gekapselt.
- Bei der Montage wird die Baugruppe aus Zünder 5, Verstärkerladung 6 in den in der Gleitschicht befindlichen Mantel 4 geschraubt. Darauf wird eine elastische Ausgleichsvorrichtung 9 gelegt und die Heckplatte 10 wird in die Hülle 1 derart verschraubt, dass die elastische Ausgleichsvorrichtung eine einstellbare Kraft auf die Zündvorrichtung ausübt. Die elastische Ausgleichsvorrichtung kann beispielsweise als O-Ring aus einem Elastomer ausgeführt sein, aber auch als Spiralfeder oder als eine andere gleich wirkende Vorrichtung.
- Auf diese Weise kann die Zündvorrichtung, wie in
Figur 2 dargestellt, beim Auftreten einer erheblichen Verzögerung und dem sich daraus ergebenden Kollaps der Einlage 8 sowie der erheblichen Reduzierung des Hohlraums 2 sich zusammen mit der Sprengladung in Richtung der Penetratorspitze bewegen. Die Abstände zwischen der Zündvorrichtung und der Sprengladung ändern sich dabei nicht, so dass die Initiierung der Sprengladung in jedem Fall gewährleistet ist. - In der
Figur 3 ist eine alternative, aber gleich wirkende Bauform zuFigur 1 dargestellt. Die Ausführung weist eine aus zwei Teilen 3, 12 bestehende Sprengladung auf. Der hintere Teil 12 der Sprengladung ist dabei in einem Gehäuse 11 untergebracht. Letzteres bildet zusammen mit der aus Kunststoff bestehenden Gleitschicht 7 ein separates Modul, das für sich vorgefertigt und später montiert werden kann. Die vordere Sprengladung wird bei dieser Ausführungsform zuvor in die Penetratorhülle 1 eingebracht. - In gleicher Weise wie die zuerst beschriebene Ausführungsform kann die Zündvorrichtung, wie in
Figur 4 dargestellt, beim Auftreten einer erheblichen Verzögerung und dem daraus resultierende Verlust des Hohlraums 2 sich zusammen mit der Sprengladung 3 in Richtung der Penetratorspitze bewegen, so dass eine direkte Initiierung der Sprengladung in gleicher Weise gewährleistet ist.
Claims (8)
- Penetrator, dessen Sprengladung (3) zumindest aus einer Teilladung besteht und der eine Einlage (8) aufweist, die innerhalb der Hülle (1) des Penetrators befestigt ist, und mit einer Zündvorrichtung (5,6), bestehend aus einem Zünder (5) und einer Verstärkerladung (6), wobei der Zünder (5) am Heck des Penetrators angeordnet ist und mit einer Verstärkerladung (6) zusammen wirkt, wobei der Zünder (5) zusammen mit der Verstärkerladung (6) zumindest teilweise von einem Mantel (4, 7) umgeben ist, wobei der Mantel wenigstens mittels eines Teils seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle (1) anliegt, wobei der Mantel mit einem weiteren Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Sprengladung (3) anliegt.
- Penetrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (4, 7) aus einem inneren Mantelteil (4), der den Zünder (5) und die Verstärkerladung (6) umgibt, und einer den inneren Mantelteil (4) zumindest teilweise umgebenden Gleitschicht (7) besteht.
- Penetrator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (5, 6) zusammen mit dem Mantel (4, 7) über eine elastische Ausgleichsvorrichtung (9) vorgespannt mit einer Heckplatte des Penetrators verbunden ist.
- Penetrator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Ausgleichsvorrichtung (9) während einer Verschiebung der Zündvorrichtung innerhalb der Hülle (1) mit der Zündvorrichtung in Wirkverbindung bleibt.
- Penetrator, dessen Sprengladung (3) zumindest aus einer Teilladung besteht und der eine Einlage (8) aufweist, die innerhalb der Hülle (1) des Penetrators befestigt ist, und mit einer Zündvorrichtung (5,6), bestehend aus einem Zünder (5) und einer Verstärkerladung (6), wobei der Zünder (5) am Heck des Penetrators angeordnet ist und mit einer Verstärkerladung (6) zusammen wirkt, und wobei der Zünder (5) zusammen mit der Verstärkerladung (6) zumindest teilweise von einem Mantel (4, 7) umgeben ist, wobei der Mantel seinerseits wenigstens teilweise von einem Gehäuse (11) umgeben ist, welches am Mantel (4, 7) befestigt ist und wenigstens mittels eines Teils seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle (1) anliegt, wobei das Gehäuse (11) mit einem weiteren Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Sprengladung (3) anliegt und wobei der Raum zwischen dem Mantel (4, 7) und dem Gehäuse (11) mit einem Teil (12) der Sprengladung gefüllt ist.
- Penetrator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) aus einem inneren Gehäuseteil und einer den inneren Gehäuseteil zumindest teilweise umgebenden Gleitschicht besteht.
- Penetrator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (5, 6) zusammen mit dem Mantel (4, 7) über eine elastische Ausgleichsvorrichtung (9) vorgespannt mit einer Heckplatte des Penetrators verbunden ist.
- Zündvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Ausgleichsvorrichtung (9) auch im Fall einer Verschiebung der Zündvorrichtung innerhalb der Hülle (1) mit der Zündvorrichtung in Wirkverbindung bleibt.
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