EP2431704B1 - Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen - Google Patents

Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen Download PDF

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EP2431704B1
EP2431704B1 EP11007635.3A EP11007635A EP2431704B1 EP 2431704 B1 EP2431704 B1 EP 2431704B1 EP 11007635 A EP11007635 A EP 11007635A EP 2431704 B1 EP2431704 B1 EP 2431704B1
Authority
EP
European Patent Office
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plasma
opening
bomb
plasma burner
nozzle
Prior art date
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EP11007635.3A
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French (fr)
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EP2431704A2 (de
EP2431704A3 (de
Inventor
Volker Krink
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Kjellberg Stiftung
Original Assignee
Kjellberg Stiftung
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B33/00—Manufacture of ammunition; Dismantling of ammunition; Apparatus therefor
    • F42B33/06—Dismantling fuzes, cartridges, projectiles, missiles, rockets or bombs

Definitions

  • the invention relates to a method for opening, defusing and / or burning explosive-containing bombs or projectiles and a use. It can also be a variety of types on funded and unburned ammunition.
  • the fundmunition is heavily corroded as a result of corrosion of the metal housing and the attached thereto Ignition devices are also in a desolate condition, so that they can not be dismantled from a bomb then safely.
  • At least one plasma torch is used when opening the metal housing of a bomb or a projectile.
  • temperatures in the plasma jet of a plasma torch can prevail at temperatures of up to 30,000 ° C.
  • an opening of the metal housing can take place without the contained explosive being able to develop its explosive effect in a dangerous form.
  • Just these high temperatures make it possible to form a sufficiently large opening in the metal housing in a very short time, which has a free cross-section, in which a pressure compensation, which occurs by a chemical reaction of the explosive, can be achieved.
  • the chemical reaction can not be explosive, but much slower and the explosive can be flamed or simply burned / burned out.
  • a plasma torch can also be used in bombs or projectiles, in which only explosives remain in the metal housing.
  • a thickness determination of the housing of a bomb or bullet should be made. This can be done on the basis of ammunition data sheets. In this case, the respective bomb or a projectile or any other type of ammunition is taken, what can also be done by video technology and then the corresponding data of the type determined in this way can be taken from the respective ammunition data sheet. A thickness determination can also be made by ultrasonic thickness measurement. With the determined thickness then the one or more plasma torches can be operated in a suitable manner. This relates to the operating parameters and it may also be the size and position of trainees openings to be chosen accordingly.
  • one or more plasma torches with a circular cutting device. This can be remote controlled.
  • One or more plasma torches are arranged eccentrically on the circle cutting device and can be moved along a circular path during cutting. Several plasma torches can be arranged at equal angular distances from each other. For two plasma torches it can be 180 °.
  • the procedure should be such that an opening is formed in the metal housing, which has at least one free open cross section of 100 mm 2 , advantageously at least 100 cm 2 , to allow the desired pressure equalization. This should be achieved in a time ⁇ 10 s, preferably ⁇ 6 s. Of course, an opening with a larger free cross section can be formed in a correspondingly short time in the metal housing.
  • the plasma torch is moved accordingly. It can be moved translationally and / or pivoted, so that the position is hit by the plasma jet on the metal housing is changed. However, it should be done so that a completely through the wall of the metal housing opening is trained.
  • One or more apertures to be formed may be formed with a size that may be selected as an explosive depending on the size of the entire envelope surface of a bomb or projectile.
  • a size in the range of 1/4 to 1/1000, preferably 1 ⁇ 2 to 1/100 of the lateral surface can be cut out.
  • a discharge opening for a possible pressure equalization through the housing can be formed.
  • Cut-out housing parts can be removed or otherwise removed with suitable manipulators.
  • magnets or elements working with negative pressure can be used.
  • a plasma torch can be guided by a robot and preferably be remotely controlled. In this case, it is convenient to use a video camera for manual remote control. Plasma torches and / or robots can be controlled.
  • a shield can be used around or over the bomb or a projectile in order to reduce the risk of an undesired explosion.
  • a shield can be used around or over the bomb or a projectile in order to reduce the risk of an undesired explosion.
  • can thick-walled conical steel body are used, which can be placed next to and / or on each other.
  • Plasma torches in particular suitable for cutting, can be used in the invention.
  • These can also be those in which an electrode is arranged directly on the plasma burner and the workpiece, here in the specific case that is a bomb or a projectile is electrically connected so that it forms the second electrode for plasma formation.
  • plasma torch with indirect operation or designed for cutting electrically non-conductive workpieces plasma torch with an arranged between a nozzle and a bomb or a projectile outside the nozzle of the plasma torch, can be inserted into the plasma jet Additional electrode, to be preferred.
  • a trained for cutting electrically non-conductive workpieces plasma torch is in DE 10 2005 039 070 A1 described. Such a trained plasma torch can be used in the invention.
  • Plasma is a thermally highly heated electrically conductive gas, which consists of positive and negative ions, electrons and excited and neutral atoms and molecules.
  • plasma gas are different gases, eg. As the monatomic argon and / or the diatomic gases hydrogen, nitrogen, oxygen or air used. These gases ionize and dissociate through the energy of the plasma arc.
  • the plasma jet can be greatly influenced in its parameters by the design of the nozzle and electrode. These parameters of the plasma jet are e.g. the beam diameter, the temperature, energy density and the flow velocity of the gas. This allows a good adaptation to be achieved in the method according to the invention, as may be required, for example, in the different bombs or projectiles. Especially with bombs, the different types and the different metal housing can be considered with their thicknesses and materials.
  • Plasma torches in which a secondary gas is used in addition to the plasma gas can be used in the invention.
  • the secondary gas can be enveloped by a correspondingly designed nozzle design of a plasma torch surrounding the plasma jet, in the direction of the bomb or projectile surface, for example as a ring beam.
  • a plasma cutting torch is used as a plasma torch.
  • the electrical current density of the plasma arc which is constricted by means of the nozzle of the plasma torch, should be at least 30 A / mm 2 , preferably at least 50 A / mm 2 , in the nozzle bore.
  • plasma and / or secondary gas air, nitrogen, oxygen or a gas mixture formed with these gases can be used.
  • the plasma burner should be operated with an electrical cutting current of at least 200 A and / or maintain a cutting speed of at least 3 m / min with a metal casing thickness of a bomb or bullet of 12 mm.
  • an opening with a diameter of 10 cm * 10 cm can be cut in about 8 s.
  • an opening with a diameter of about 13 cm can be cut through the metal housing.
  • the cutting speed can be increased to more than 4 m / min with a metal housing thickness of 12 mm.
  • the time for cutting the opening can be shortened to approx. 6 s.
  • the required time can be reduced to 3 s.
  • Two plasma torches can be arranged offset by 180 ° to each other, while also being rotated about an axis of rotation disposed between the plasma torches.
  • Two or more than two plasma torches can also be moved independently with suitable manipulators and then an opening or so it can be cut out several openings at the same time. As a result, one or more openings with correspondingly larger free cross-section in the metal housing at the same time as when using a plasma torch are formed.
  • the contained explosive After one or more sufficiently large opening (s) have been formed in the housing and until then the contained explosive does not burn, it can be ignited with a plasma torch and then burned. The burning takes place in these cases, as is already known when burning explosives in open channels. If an ignition device is still present when the explosive is burned, its ignition takes place at a time when there is a sufficiently large opening in the housing, so that the effect is considerably reduced due to missing or greatly reduced damming and the residual effect is negligible. An uncontrolled detonation can be avoided.
  • the invention can be carried out directly at a locality.
  • the figure shows an arrangement for direct plasma cutting on a bomb 4.
  • the plasma torch 2 is connected via the electrical connection lines 5.1 and 5.2 to an electrical power source 1.
  • the bomb 4 is connected to the electrical power source 1 via the electrical connection line 5.3.
  • the gas supply takes place from the gas supply 6 to the plasma burner 2 via the gas lines 5.4 and 5.5.
  • the plasma torch 2 has a burner head with a beam generating system. At the burner head, an electrode 2.1, a nozzle 2.2, a gas supply 2.3 and a burner body are present. In the burner body, the feeds of the media (eg gas, coolant, electric power) are realized and the gun system available. In addition, a cap 2.4, which is designed for the supply of a secondary medium, for example secondary gas, can be present around the nozzle 2.2 of the plasma burner 2.
  • a secondary medium for example secondary gas
  • the electrode 2.1 in the plasma torch 2 is a non-consumable electrode consisting essentially of a high temperature resistant material, e.g. Tungsten, zirconium or hafnium is formed, thereby achieving a long life.
  • the nozzle 2.2 is made of copper and constricts the formed plasma jet 3 a.
  • the electric current flow for cutting takes place from the electric current source 1 to the plasma burner 2, via the plasma jet 3 to the metal housing of the bomb 4 and from there back to the electric current source 1.
  • a pilot arc between the electrode connected as cathode 2.1 and the nozzle 2.2 is first ignited with a small electrical current in the range 10 A to 30 A and thereby burns with a correspondingly low power. In this case, a high electrical voltage is selected.
  • the low-energy pilot arc causes a partial ionization between the plasma torch 2 and the metal housing of the bomb 4 and thus prepares the formation of the cutting arc.
  • the cutting arc is then formed between the electrode 2.1 and the metal housing of the bomb 4 with a significantly higher electrical current of at least 200 A.
  • the metal housing can thus be cut at a high feed rate of 3 m / min and formed in a time of about 6 s a sufficiently large opening with free cross section, which prevents possible ignition and exploding of the contained explosive by the high heat, so that the Explosives can be burned out without exploding.
  • FIG. 2 shows an arrangement for indirect plasma cutting. It flows in contrast to the example after FIG. 1 the electric current not via the metal housing of the bomb 4, but from the nozzle 2.2 to the electric power source 1 back. At the nozzle 2.2, a second electrode is then present or the nozzle 2.2 forms the second electrode. In this example, advantageously no electrical connection to the bomb 4 is required, which may be problematic due to corrosion of the metal housing. Incidentally, in this example, analogously to the example FIG. 1 to be worked. The ionization takes place between electrode 2.1 and nozzle 2.2.
  • FIG. 3 an example of plasma cutting is shown in which outside of the nozzle 2.2 of the plasma torch 2 in the plasma jet 3, an additional electrode 7, for example a wire, which tracked by means of the wire drum 8, can be introduced.
  • the basic structure and the function are in DE 10 2005 039 070 A1 described. Again, no electrical connection to the bomb 4 is required to work according to the invention.
  • FIG. 4 an arrangement with a guided plasma torch 2 is shown.
  • the plasma torch 2 is held with a holder 10.1 at a distance from the axis of rotation 10.
  • the plasma torch 2 is rotated by 360 ° about the axis of rotation.
  • the lines 5 for electricity, gas and coolant to the plasma torch 2 are flexible.
  • FIG. 5 an example is shown with two plasma torches 2, which are arranged together in the holder 10.1 each at a distance from the axis of rotation 10 and are rotated to cut an opening in the metal housing of the bomb 4 about the axis of rotation.
  • a rotation of 180 ° is sufficient for the cutout.
  • the required time can be shortened.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen und eine Verwendung. Dabei kann es sich um die verschiedensten Arten auch an bezündeter und unbezündeter Munition handeln.
  • Bei der Auffindung von Fundmunition und hier insbesondere von Bomben jeglicher Art oder auch großkalibrigen Geschossen ist es häufig erforderlich, diese vor Ort unschädlich zu machen, da ein Transport zu einem geeigneten Ort, an dem eine gefahrlose Behandlung solcher Fundmunitiön erfolgen kann, aus Sicherheitsgründen nicht immer durchgeführt werden kann.
  • Häufig ist dabei die Fundmunition in Folge Korrosion des Metallgehäuses stark korrodiert und die daran angebrachten Zündeinrichtungen sind ebenso in einem desolaten Zustand, so dass diese dann ebenfalls nicht gefahrlos von einer Bombe demontiert werden können.
  • Es wurden daher Versuche unternommen, die Metallgehäuse von Bomben oder Geschossen am Fundort zu Öffnen. Hierfür wurde das Wasserstrahlschneiden eingesetzt, das eigentlich geeignet erscheint, da keine hohen Temperaturen auftreten. Es hat sich aber herausgestellt, dass die erforderliche Zeit, insbesondere bei den relativ dicken Metallgehäusen von Bomben, zu groß ist und es nicht vermieden werden kann, Erschütterungen oder Schwingungen in die Bombe bzw. eine Geschoss einzubringen, die eine Auslösung der Zündeinrichtung hervorrufen können.
  • Außerdem ist es aus DE 603 18 298 T2 bekannt, eine Zerstörung mit einer explosiven Ladung und einem Geschoss vorzunehmen. Auch hierbei besteht die Gefahr einer Beeinträchtigung der Umgebung, Gebäuden und das Leben bzw. die Gesundheit von in der Umgebung befindlichen Personen. Dieses Problem tritt auch bei anderen bekannten technischen Lösungen auf, bei denen ein Geschoss auf einen solchen Sprengkörper geschossen oder ein zur Explosion führende Ladung angebracht und gezündet wird.
  • In US 6,559,413 B1 , welche einen Ausgangspunkt für den Patentanspruch 1 bildet, ist ein Verfahren zur Laserbehandlung von explosiven Gegenständen bekannt. Dabei soll ein Laserstrahl auf einen Oberflächenbereich eines explosiven Masse gerichtet werden, um diese zu schmelzen und zu verdampfen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten anzugeben, mit denen Bomben oder Geschosse entschärft oder geöffnet werden können, und dabei das Explosionsgefahrenpotential reduziert ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen wird beim Öffnen des Metallgehäuses einer Bombe oder eines Geschosses mindestens ein Plasmabrenner eingesetzt.
  • Dabei hat es sich überraschend herausgestellt, dass obwohl im Plasmastrahl eines Plasmabrenners Temperaturen bis zu 30.000 °c herrschen können, eine Öffnung des Metallgehäuses erfolgen kann, ohne dass der enthaltene Sprengstoff seine Explosivwirkung in gefährlicher Form entfalten kann. Gerade diese hohen Temperaturen ermöglichen es aber in sehr kurzer Zeit eine ausreichend große Öffnung im Metallgehäuse auszubilden, die einen freien Querschnitt aufweist, bei der ein Druckausgleich, der durch eine chemische Reaktion des Sprengstoffs auftritt, erreicht werden kann. Die chemische Reaktion kann dabei nicht explosionsartig, sondern deutlich langsamer erfolgen und der Sprengstoff kann dabei abgeflammt bzw. einfach verbrannt/ausgebrannt werden.
  • Aus diesem Grund kann ein Plasmabrenner auch bei Bomben oder Geschossen eingesetzt werden, bei denen sich lediglich noch Sprengstoffreste im Metallgehäuse befinden.
  • Vor der Durchführung des Verfahrens sollte eine Dickenbestimmung des Gehäuses einer Bombe oder Geschosses durchgeführt werden. Diese kann an Hand von Munitionsdatenblättern durchgeführt werden. Dabei wird die jeweilige Bombe oder ein Geschoss bzw. auch eine andere Art an Munition in Augenschein genommen, was auch mittels Videotechnik erfolgen kann und dann können die entsprechenden Daten des so ermittelten Typs dem jeweiligen Munitionsdatenblatt entnommen werden. Eine Dickenbestimmung kann auch durch Ultraschalldickenmessung erfolgen. Mit der ermittelten Dicke kann dann der eine oder auch mehrere Plasmabrenner in geeigneter Weise betrieben werden. Dies betrifft die Betriebsparameter und es kann auch die Größe und Position von auszubildenden Öffnungen dementsprechend gewählt werden.
  • Es besteht die Möglichkeit einen oder mehrere Plasmabrenner mit einer Kreisschneideinrichtung einzusetzen. Diese kann fernbedient sein. Ein oder mehrere Plasmabrenner sind dabei außermittig an der Kreisschneideinrichtung angeordnet und können so entlang einer Kreisbahn beim Schneiden bewegt werden. Mehrere Plasmabrenner können dabei mit gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sein. Bei zwei Plasmabrennern können es 180° sein.
  • Bei der Erfindung sollte so vorgegangen werden, dass im Metallgehäuse eine Öffnung ausgebildet wird, die mindestens einen freien offenen Querschnitt von 100 mm2, vorteilhaft mindestens 100 cm2 aufweist, um den gewünschten Druckausgleich zu ermöglichen. Dies sollte in einer Zeit < 10 s, bevorzugt < 6 s erreicht sein. Selbstverständlich kann eine Öffnung mit größerem freien Querschnitt in entsprechend kleiner Zeit im Metallgehäuse ausgebildet werden. Dabei wird der Plasmabrenner entsprechend bewegt. Er kann dabei translatorisch bewegt und/oder verschwenkt werden, so dass die Position auf die der Plasmastrahl auf das Metallgehäuse auftrifft verändert wird. Dabei soll aber so vorgegangen werden, dass eine durch die Wand des Metallgehäuses vollständig hindurch gehende Öffnung ausgebildet wird.
  • Eine oder mehrere auszubildende Öffnungen können mit einer Größe ausgebildet werden, die in Abhängigkeit der Größe der gesamten Mantelfläche einer Bombe bzw. eines Geschosses als Sprengkörper gewählt werden kann. Hier kann eine Größe im Bereich ¼ bis 1/1000, bevorzugt ½ bis 1/100 der Mantelfläche ausgeschnitten werden.
  • Vor der eigentlichen Öffnung des Metallgehäuses mit einem Ausschnitt kann eine Entlastungsöffnung für einen möglichen Druckausgleich durch das Gehäuse ausgebildet werden.
  • Ausgeschnittene Gehäuseteile können mit geeigneten Manipulatoren abgenommen bzw. anderweitig entfernt werden. Dabei können Magnete oder mit Unterdruck abrbeitende Elemente genutzt werden.
  • Bei der Erfindung besteht auch die Möglichkeit mehrere in Abständen zueinander angeordnete Öffnungen nacheinander mit einem Plasmabrenner herzustellen, die über den Umfang verteilt angeordnet sind.
  • Aus Sicherheitsgründen kann ein Plasmabrenner mit einem Roboter geführt und dabei bevorzugt ferngesteuert werden. In diesem Fall ist es günstig, eine Videokamera für eine manuelle Fernsteuerung einzusetzen. Dabei können Plasmabrenner und/oder Roboter gesteuert werden.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Abschirmung um bzw. über die Bombe bzw. ein Geschoss eingesetzt werden, um Gefahren bei einer unerwünschten Explosion zu reduzieren. Hierfür können dickwandige konische Stahlkörper eingesetzt werden, die neben- und/oder aufeinander gesetzt werden können.
  • Bei der Erfindung können unterschiedliche insbesondere zum Schneiden geeignete Plasmabrenner eingesetzt werden. Dies können auch solche sein, bei denen eine Elektrode am Plasmabrenner direkt angeordnet und das Werkstück, hier im konkreten Fall also eine Bombe oder ein Geschoss elektrisch so angeschlossen ist, dass es die zweite Elektrode für die Plasmabildung bildet.
  • Da die Metallgehäuse aber häufig stark korrodiert sind und aus Sicherheitsgründen sind aber Plasmabrenner mit indirekter Betriebsweise oder ein zum Schneiden elektrisch nicht leitender Werkstücke ausgebildeter Plasmabrenner mit einer zwischen einer Düse und einer Bombe oder einem Geschoss, außerhalb der Düse des Plasmabrenners angeordneten, in den Plasmastrahl einführbaren Zusatzelektrode, zu bevorzugen. Ein zum Schneiden elektrisch nicht leitender Werkstücke ausgebildeter Plasmabrenner ist in DE 10 2005 039 070 A1 beschrieben. Ein so ausgebildeter Plasmabrenner kann bei der Erfindung eingesetzt werden.
  • Bei einem indirekt betriebenen und einem Plasmabrenner, der zum Schneiden nicht elektrisch leitender Werkstücke geeignet ist, ist kein direkter elektrischer Anschluss an ein Metallgehäuse einer Bombe oder eines Geschosses erforderlich, was die Sicherheit und auch die Betriebssicherheit (wegen möglicher Korrosion am Metallgehäuse) erhöht.
  • Als Plasma wird ein thermisch hoch aufgeheiztes elektrisch leitfähiges Gas bezeichnet, das aus positiven und negativen Ionen, Elektronen sowie angeregten und neutralen Atomen und Molekülen besteht.
  • Als Plasmagas werden unterschiedliche Gase, z. B. das einatomige Argon und/oder die zweiatomigen Gase Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff oder Luft eingesetzt. Diese Gase ionisieren und dissoziieren durch die Energie des Plasmalichtbogens. Der Plasmastrahl kann in seinen Parametern durch die Gestaltung der Düse und Elektrode stark beeinflusst werden. Diese Parameter des Plasmastrahls sind z.B. der Strahldurchmesser, die Temperatur, Energiedichte und die Strömungsgeschwindigkeit des Gases. Dadurch kann eine gute Anpassung beim erfindungsgemäßen Verfahren erreicht werden, wie dies beispielsweise bei den unterschiedlichen Bomben oder Geschossen erforderlich sein kann. Insbesondere bei Bomben können die unterschiedlichen Arten und die verschiedenen Metallgehäuse mit ihren Dicken und-Werkstoffen berücksichtigt werden.
  • Bei der Erfindung können Plasmabrenner bei denen neben dem Plasmagas auch ein Sekundärgas eingesetzt wird, genutzt werden. Das Sekundärgas kann dabei durch eine entsprechend gestaltete Düsenausführung eines Plasmabrenners den Plasmastrahl umhüllend, in Richtung Bomben- bzw. Geschossoberfläche, beispielsweise als Ringstrahl, gerichtet werden.
  • Bevorzugt wird ein Plasmaschneidbrenner als Plasmabrenner eingesetzt. Die elektrische Stromdichte des Plasmalichtbogens, der mittels der Düse des Plasmabrenners eingeschnürt wird, sollte in der Düsenbohrung bei mindestens 30 A/mm2, bevorzugt mindestens 50 A/mm2 liegen.
  • Als Plasma- und/oder Sekundärgas können Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder ein mit diesen Gasen gebildetes Gasgemisch eingesetzt werden.
  • Der Plasmabrenner sollte mit einem elektrischen Schneidstrom von mindestens 200 A betrieben und/oder eine Schneidgeschwindigkeit von mindestens 3 m/min bei einer Metallgehäusedicke einer Bombe oder eines Geschosses von 12 mm einzuhalten. So kann eine Öffnung mit einem Durchmesser von 10 cm * 10 cm in ca. 8 s geschnitten werden.
  • Bei Einsatz einer Kreisschneideinrichtung, bei der ein Plasmabrenner um eine Rotationsachse, zu der er in einem Abstand angeordnet ist, gedreht wird, kann eine Öffnung mit einem Durchmesser von ca. 13 cm durch das Metallgehäuse geschnitten werden.
  • Wird der Plasmabrenner mit größerem elektrischen Strom z.B. mit 300 A betrieben, kann die Schneidgeschwindigkeit, bei einer Metallgehäusedicke von 12 mm, auf mehr als 4 m/min erhöht werden. Die Zeit für das Ausschneiden der Öffnung kann so auf ca. 6 s verkürzt werden. Bei Einsatz von zwei Plasmabrennern, kann die erforderliche Zeit auf 3 s verkürzt werden. Zwei Plasmabrenner können dabei um 180 ° zueinander versetzt angeordnet sein, und dabei auch um eine zwischen den Plasmabrennern angeordnete Rotationsachse gedreht werden. Zwei oder mehr als zwei Plasmabrenner können auch mit geeigneten Manipulatoren unabhängig voneinander bewegt und dabei dann eine Öffnung oder es können so auch mehrere Öffnungen gleichzeitig ausgeschnitten werden. Dadurch kann eine oder es können auch mehrere Öffnungen mit entsprechend größerem freien Querschnitt im Metallgehäuse in der gleichen Zeit, wie bei Einsatz eines Plasmabrenners ausgebildet werden.
  • Nach der Ausbildung einer Öffnung im Gehäuse besteht ein freier Zugang zum Luftsauerstoff und bei ausreichender Temperatur kann der enthaltene Sprengstoff einfach verbrennen. Hier wirkt sich die kurze zum Öffnen erforderliche Zeit und die kleine thermische Leitfähigkeit der Sprengstoffe aus. Die für eine Detonation kritischen Temperaturen werden für den Sprengstoff und die Zündeinrichtung nicht erreicht. Die Temperatur erhöht sich dabei um maximal 30 K.
  • Nachdem eine oder mehrere ausreichend große Öffnung(en) im Gehäuse ausgebildet worden sind und bis dahin der enthaltene Sprengstoff noch nicht verbrennt, kann er mit einem Plasmabrenner angezündet und dann verbrannt werden. Der Abbrand erfolgt in diesen Fällen, wie dies bereits beim Abbrennen von Sprengstoff in offenen Rinnen bekannt ist. Ist beim Abbrennen des Sprengstoffs noch eine Zündeinrichtung vorhanden, erfolgt deren Zündung zu einem Zeitpunkt, bei dem eine ausreichen große Öffnung im Gehäuse vorhanden ist, so dass die Wirkung wegen fehlender oder stark reduzierter Verdämmung erheblich reduziert und die Restwirkung vernachlässigbar ist. Eine unkontrollierte Detonation kann vermieden werden.
  • Die Erfindung kann unmittelbar an einem Fundort durchgeführt werden.
  • Nachfolgend soll die Erfindung zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Bomben oder Geschossen beispielhaft näher erläutert werden.
  • Dabei zeigen:
    • Figur 1
    ein Beispiel zum direkten Plasmaschneiden;
    Figur 2
    ein Beispiel zum indirekten Plasmascheiden;
    Figur 3
    ein Beispiel mit einem Plasmabrenner, der eine außerhalb der Düse eine in den Plasmastrahl einführbaren Zusatzelektrode;
    Figur 4
    ein Beispiel, bei dem ein Plasmabrenner um eine Rotationsachse beim Schneiden gedreht wird und
    Figur 5
    ein Beispiel bei dem zwei Plasmabrenner gedreht werden.
  • Die Figur zeigt eine Anordnung zum direkten Plasmaschneiden an einer Bombe 4. Der Plasmabrenner 2 ist über die elektrischen Anschlussleitungen 5.1 und 5.2 an eine elektrische Stromquelle 1 angeschlossen. Die Bombe 4 ist über die elektrische Anschlussleitung 5.3 mit der elektrischen Stromquelle 1 verbunden. Die Gaszuführung erfolgt von der Gasversorgung 6 zum Plasmabrenner 2 über die Gasleitungen 5.4 und 5.5.
  • Der Plasmabrenner 2 weist einen Brennerkopf mit einem Strahlerzeugungssystem auf. Am Brennerkopf sind eine Elektrode 2.1, eine Düse 2.2, eine Gaszuführung 2.3 und eine Brennerkörper vorhanden. Im Brennerkörper sind die Zuführungen der Medien (z.B. Gas, Kühlmittel, elektrischer Strom) realisiert und das Strahlerzeugersystem vorhanden. Zusätzlich kann um die Düse 2.2 des Plasmabrenners 2 eine Kappe 2.4, die für die Zuführung eines Sekundärmediums, z.B. Sekundärgas, ausgebildet ist, vorhanden sein.
  • Die Elektrode 2.1 im Plasmabrenner 2 ist eine nicht abschmelzende Elektrode, die im Wesentlichen aus einem bei hohen Temperaturen beständigen Werkstoff, wie z.B. Wolfram, Zirkonium oder Hafnium gebildet ist und dadurch eine hohe Lebensdauer erreicht. Die Düse 2.2 besteht aus Kupfer und schnürt den ausgebildeten Plasmastrahl 3 ein.
  • Der elektrische Stromfluss zum Schneiden erfolgt von der elektrischen Stromquelle 1 zum Plasmabrenner 2, über den Plasmastrahl 3 zum Metallgehäuse der Bombe 4 und von dort zur elektrischen Stromquelle 1 zurück. Für das Schneiden wird zuerst ein Pilotbogen zwischen der als Katode geschalteten Elektrode 2.1 und der Düse 2.2 mit einem kleinen elektrischen Strom im Bereich 10 A bis 30 A gezündet und dadurch mit entsprechend kleiner Leistung brennt. Dabei ist eine hohe elektrische Spannung gewählt.
  • Der eine geringe Energie aufweisende Pilotlichtbogen bewirkt eine teilweise Ionisation zwischen Plasmabrenner 2 und dem Metallgehäuse der Bombe 4 und bereitet so die die Ausbildung des Schneidlichtbogens vor. Der Schneidlichtbogen ist dann zwischen der Elektrode 2.1 und dem Metallgehäuse der Bombe 4 mit einem elektrischen deutlich größeren Strom von mindestens 200 A ausgebildet. Das Metallgehäuse kann so mit hoher Vorschubgeschwindigkeit von 3 m/min geschnitten und in einer Zeit von ca. 6 s eine ausreichend große Öffnung mit freiem Querschnitt ausgebildet werden, die durch die hohe Wärme mögliche Zündung und ein Explodieren des enthaltenen Sprengstoffs verhindert, so dass der Sprengstoff ohne explodieren ausgebrannt werden kann.
  • Die Figur 2 zeigt eine Anordnung zum indirekten Plasmaschneiden. Dabei fließt im Unterschied zum Beispiel nach Figur 1 der elektrische Strom nicht über das Metallgehäuse der Bombe 4, sondern von der Düse 2.2 zur elektrischen Stromquelle 1 zurück. An der Düse 2.2 ist dann eine zweite Elektrode vorhanden oder die Düse 2.2 bildet die zweite Elektrode. Bei diesem Beispiel ist vorteilhaft kein elektrischer Anschluss an die Bombe 4 erforderlich, der wegen Korrosion des Metallgehäuses problematisch sein kann. Im Übrigen kann bei diesem Beispiel analog zum Beispiel nach Figur 1 gearbeitet werden. Die Ionisation erfolgt dabei zwischen Elektrode 2.1 und Düse 2.2.
  • In Figur 3 ist ein Beispiel zum Plasmaschneiden gezeigt, bei dem außerhalb der Düse 2.2 des Plasmabrenners 2 in den Plasmastrahl 3 eine Zusatzelektrode 7, z.B. ein Draht, der mittels der Drahttrommel 8 nachgeführt, eingeführt werden kann. Der elektrische Anschluss der Zusatzelektrode 7 erfolgt über die Stromkontaktdüse 9 zur elektrischen Stromquelle 1. Der prinzipielle Aufbau und die Funktion sind in DE 10 2005 039 070 A1 beschrieben. Auch hier ist kein elektrischer Anschluss zur Bombe 4 erforderlich, um erfindungsgemäß zu arbeiten.
  • In Figur 4 ist eine Anordnung mit einem geführten Plasmabrenner 2 gezeigt. Der Plasmabrenner 2 wird dabei mit einer Halterung 10.1 in einem Abstand zur Rotationsachse 10 gehalten. Zur Ausbildung einer kreisförmigen Öffnung mit einem Radius, der etwa dem Abstand des Plasmabrenners 2 mit seinem Plasmastrahl 3 zur Rotationsachse 10 entspricht, wird der Plasmabrenner 2 um 360° um die Rotationsachse gedreht. Die Leitungen 5 für elektrischen Strom, Gas und Kühlmittel zum Plasmabrenner 2 sind flexibel.
  • In Figur 5 ist ein Beispiel mit zwei Plasmabrennern 2 gezeigt, die gemeinsam in der Halterung 10.1 jeweils in einem Abstand zur Rotationsachse 10 angeordnet sind und zum Ausschneiden einer Öffnung in das Metallgehäuse der Bombe 4 um die Rotationsachse gedreht werden. Bei dieser Anordnung genügt eine Drehung um 180° für den Ausschnitt. Die erforderliche Zeit kann dadurch verkürzt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    elektrische Stromquelle
    2
    Plasmabrenner
    2.1
    Elektrode
    2.2
    Düse
    2.3
    Plasmagaszuführung
    2.4
    Sekundärgaskappe
    2.5
    Sekundärgaszuführung
    3
    Plasmastrahl
    4
    Bombe
    5
    Verbindungsleitungen u. -schläuche
    5.1
    elektrischer Anschluss elektrische Stromquelle zur Elektrode
    5.2
    elektrischer Anschluss elektrische Stromquelle zur Düse für elektrischen Pilot- oder Schneidstrom
    5.3
    elektrischer Anschluss elektrische Stromquelle zum Metallgehäuse
    5.4
    Leitung für Plasmagas
    5.5
    Leitung für Sekundärgas
    6
    Gasversorgung
    7
    Zusatzelektrode
    8
    Drahttrommel
    9
    Stromkontaktdüse
    10
    Rotationsachse
    10.1
    Halterung

Claims (9)

  1. Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen des Metallgehäuses einer Bombe (4) oder eines Geschosses mindestens ein Plasmabrenner (2) eingesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Metallgehäuse eine Öffnung ausgebildet wird, die mindestens einen freien offenen Querschnitt von 100 mm2 aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung in einem Zeitraum < 10 s ausgebildet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Abständen zueinander angeordnete Öffnungen nacheinander mit einem Plasmabrenner (2) oder gleichzeitig mit mehreren Plasmabrennern (2) ausgebildet werden, die über den Umfang verteilt angeordnet sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Plasmabrenner (2) mit direkter, mit indirekter Betriebsweise oder ein zum Schneiden elektrisch nicht leitender Werkstücke ausgebildeter Plasmabrenner (2) mit einer zwischen einer Düse (2.2) und einer Bombe (4) oder einem Geschoss, außerhalb der Düse (2.2) des Plasmabrenners (2) angeordneten, in den Plasmastrahl (3) einführbaren Zusatzelektrode (7) eingesetzt wird/werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere in einem Abstand zu einer Rotationsachse (10) angeordnete(r) Plasmabrenner (2), zum Ausbilden einer Öffnung, um die Rotationsachse (10) gedreht wird/werden.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzte Plasmabrenner (2) mit einem Roboter geführt und ferngesteuert wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Videokamera eingesetzt und der Roboter und/oder der Plasmabrenner (2) manuell ferngesteuert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einsatz eines Plasmabrenners der Typ einer Bombe (4) oder eines Geschosses und/oder die Dicke des Gehäuses bestimmt wird/werden.
EP11007635.3A 2010-09-20 2011-09-20 Verfahren zum Öffnen, Entschärfen und/oder Ausbrennen von Sprengstoff enthaltenden Bomben oder Geschossen Not-in-force EP2431704B1 (de)

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