EP3679315B1 - Vollmantel-sicherheitsgeschoss, insbesondere für mehrzweckanwendungen - Google Patents

Vollmantel-sicherheitsgeschoss, insbesondere für mehrzweckanwendungen Download PDF

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EP3679315B1
EP3679315B1 EP18762548.8A EP18762548A EP3679315B1 EP 3679315 B1 EP3679315 B1 EP 3679315B1 EP 18762548 A EP18762548 A EP 18762548A EP 3679315 B1 EP3679315 B1 EP 3679315B1
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EP
European Patent Office
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full jacket
projectile according
safety projectile
recess
sided
Prior art date
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Michael MUSTER
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RUAG Ammotec AG
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Publication date
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Application filed by RUAG Ammotec AG filed Critical RUAG Ammotec AG
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Priority to RS20211410A priority patent/RS62590B1/sr
Priority to SI201830461T priority patent/SI3679315T1/sl
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    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/06—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with hard or heavy core; Kinetic energy penetrators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F42B12/20—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type
    • F42B12/207—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type characterised by the explosive material or the construction of the high explosive warhead, e.g. insensitive ammunition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
    • F42B12/74—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the core or solid body
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    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
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    • F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
    • F42B12/76—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing
    • F42B12/78—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing of jackets for smallarm bullets ; Jacketed bullets or projectiles

Definitions

  • the present invention relates to a full jacket security bullet according to the preamble of the patent claim.
  • a security projectile is a projectile that contains only a minimal amount of explosives and can still be used as a pure penetrating projectile, multi-purpose projectile, explosive projectile or incendiary projectile.
  • Small amounts of small caliber ammunition should also be sent more often by air freight at short notice, for reasons of time and for other reasons, for local protection and defense tasks, but also for test purposes.
  • safety regulations namely regulations and transport classifications for dangerous goods of the IATA (International Air Transport Association) and the ICAO-TI (special organization of the UN for international civil aviation). Compliance with and monitoring of all regulations is the responsibility of the transporters and especially the members of the IATA and the airport and customs authorities.
  • a successful safety test of the transport facility according to UN recommendations is required necessary so that these dangerous goods receive a transport classification, for example according to the classification code 1.4 S (UN 0012, among other things, cartridges for small arms).
  • the packaging is described in detail and the maximum amount (number of pieces) of ammunition to be transported is specified.
  • the dangerous goods are also limited to a total net weight of max. 25 kg.
  • the total weight of the transport equipment must not exceed 50 kg, so that there are also relatively narrow limits for protective measures (transport packaging, etc.).
  • incendiary bullet is out of the DE-OS- 2 323 798 known, this contains a sub-caliber, central penetration core made of hard metal, which is encased by an incendiary material.
  • the penetration core is placed on a stern part of the same caliber, which acts as a sabot and is separated at the target via a predetermined breaking point.
  • An incendiary device is placed in front of the penetration core, which also serves as a hit marker.
  • the projectile should also be executable as tracer ammunition.
  • the penetration performance for example of a multi-purpose bullet, should both in relation to the penetration depth and the penetration diameter compared to the EP application no. 16405018.9 at least be the same or even better.
  • the hole in the target should only represent a low flow resistance for the plasmas of the incendiary devices.
  • the internal and external ballistics of the projectile and the target accuracy should also be at least the same.
  • the projectile structure should be inexpensive and precise to manufacture from a few parts and be able to be produced in large series using conventional means and processes. It must also be possible to manufacture the projectile for use in rifle cartridges. - In smaller numbers, the bullets should also be approved for air transport.
  • the punch-through core mentioned here is preferably in one piece for manufacturing and dynamic reasons, but it can also be made up of several parts.
  • the transition area between the front part and the actual penetration part is designed to guide the resulting shock waves, so that when the target penetrates, a phlegmatized explosive is initiated without further aids (such as detonating chains, sensitive explosives, etc.).
  • the resulting splintering effect in the front part of the penetration core allows it to penetrate massive plates with full kinetic energy.
  • the mass of explosive can basically be reduced; the dangerous nitropenta, which is often used today, can also be dispensed with.
  • the different transit times of the opposing shock waves are in the range of microseconds, so that as a result of the inertia of the explosive, its extremely high compression and thus reliable initiation take place immediately.
  • the amount of explosive can be reduced considerably in the subject matter of the invention, as shown by reproducible shooting tests at various targets with a multi-purpose bullet of caliber 0.5, without duds, deflagrations or deflagrations.
  • a simple steering of shock waves takes place according to claim 2 by circumferential notches on the solid jacket.
  • a front surface that is the surface which causes and aligns the reflection of the shock waves towards the recess 5
  • the upper wedge surface is preferably flat, planar and, in particular, frustoconical with respect to the axial direction (F) (weft direction).
  • the upper wedge surface can be configured at least partially, preferably completely, convex, preferably parabolic (viewed from the outside of the penetration core), in order to focus the shock waves onto the explosive in the recess.
  • the further lower surface of the wedge-shaped constriction can also be either flat, planar or convex, in particular parabolic.
  • the alignment of the front surfaces on the breakdown core takes place in the simplest way, in that this is determined geometrically, by a center line leading to the Target point leads. - This is the predetermined point where shock wave initiation is most efficient; Claim 5.
  • the double function of the first wedge-shaped constriction mentioned in claim 7 is very space-saving and has proven to be extremely effective.
  • a hardened steel tip ensures a good penetration into the target, which is increased by inserting a titanium pin, like a pilot hole. This hard pin creates a high surface pressure on the target, so that there are hardly any ricochets; Claim 8.
  • the embodiment according to claim 9 results in a highly effective, continuously burning marking charge and is therefore used as a tracer.
  • the pyrotechnic mixture according to claim 10 results in a good target marking, as is particularly desired in the case of multi-purpose projectiles.
  • the front part of the penetration core in particular a cup part with the front, blind hole-like recess for filling with explosive, and a central part of the penetration core are made, in particular rotated, from one piece, in particular a metal piece.
  • the metal piece is preferably formed from simple steel without, in particular, having an addition of magnesium-cobalt.
  • the middle and rear parts of the breakdown core are delimited from one another in the axial direction by the front part by the first constriction.
  • a rear end face of the breakdown core has a planar or flat surface or, alternatively, a convex, preferably parabolic shape, in particular to reflect and align, preferably bundle, especially shock waves essentially in the axial direction through the breakdown core towards the recess in the front part .
  • the measures according to the invention resulted in a significant manufacturing advantage in that, instead of the usual high-quality magnesium-cobalt-metal mixture, a simple steel material can be used in order to achieve the desired function of the security projectile.
  • a simple steel material can be used in order to achieve the desired function of the security projectile.
  • the wedge-shaped constriction or groove which separates the front part from the central part of the puncture core resulted in a concentration of the deformation forces.
  • the design of the penetration core in the front part is particularly advantageous with regard to the shape of the recess which, due to the weakening of the material, serves as a desired crumple zone, which in particular makes it possible to use a simple steel material for the penetration core.
  • circumferential weaknesses arranged in the region of the recess, in particular grooves or notches, are preferably provided, which can also be oriented axially or spirally.
  • Figure 1 is on a penetrating bullet of caliber 0.5 whose full jacket is designated with 1; this projectile is shot in a normal run (not shown) in the direction of flight F.
  • the full jacket 1 has a flattened tip 2.
  • An ogive-shaped, hardened steel point 4 with a front, central titanium pin 3 is embedded in the projectile point.
  • a one-piece penetration core 6 with a blind hole-shaped recess 5 is provided, the conical surfaces of which are denoted by 5a and the point by 5b.
  • a highly phlegmatized explosive 5 ' is pressed into the recess 5.
  • the front area 6 'of the breakdown core 6 has a first wedge-shaped constriction 10, a recess into which a socket 7 made of plastic protrudes, which surrounds the breakdown core 6 laterally in the middle part.
  • the socket 7 is cut off at the rear and leaves an air space 8 free between the solid jacket 1 and the penetration core 6, which has a positive internal ballistic effect.
  • a second analogous wedge-shaped constriction 11 is located in front of the rear region of the breakdown core 6, the upper wedge surface 11 'here forming a relatively small acute angle with respect to the horizontal.
  • a taper 15 is provided which is useful for introducing the projectile into a conventional cartridge and at the same time is aerodynamically advantageous.
  • the projectile is closed by a rear sealing washer 9, which is inserted at its notoriously known flanging 16.
  • the solid jacket 1 has circumferential notches 1 '(indentations) in the front region 6' of the punch core 6.
  • a customary fine-grain steel with a hardness of 57 HRC is suitable as the steel tip 4.
  • titanium carbide or titanium nitride, so-called cermets are also suitable.
  • the socket 7 can perform several functions, especially if it is designed as a metal compound.
  • the targeted addition of metal powder can also be useful for optimizing the center of gravity of the projectile.
  • the notches 1 'and the wedge-shaped constrictions 10 act analogously to the subject matter of the invention European patent application No. 16405018.9 splinter-forming and increase the penetration capacity of the core 6. On the other hand, they also serve here to direct shock waves as follows in Fig. 2 will be shown.
  • the titanium post is 3 in Fig. 2 not shown.
  • the central shock wave front S1 that forms on impact with the target experiences a dispersion at the transition to the explosive 5 ', with the side waves being reflected at the notches 1' of the full jacket 1 as wave fronts S3 at the same time.
  • the second wedge-shaped constriction 11 in the penetration core 6 reflects on its wedge surface 11 'lateral wavefronts S2' running towards the center, which overlap with the wavefronts S1 and act as pressure waves in the explosive 5 'through the first wedge-shaped constriction 10; see. Fig. 3 , an enlarged view in the front part 6 'of the breakdown core.
  • the construction according to the invention enables the construction of new projectile types with specific effects in the target, as the following example indicates.
  • a sleeve 14 made of tombac which is provided with a point, is inserted in a blind hole-like recess 12 at the rear of the penetration core 6.
  • a marker charge 13 which is pressed into the case 14, is ignited when fired by the cartridge (not shown) via the rear seal 9 and via a small ignition charge 13 '.
  • This thermally favorable construction is characterized by an even burn over the entire flight distance of the projectile and serves as a reliably acting tracer.
  • the seal 9 is then inserted and the rear side of the entire floor is provided with a flange 16, see Fig. 6 .
  • the subject matter of the invention represents an open construction, i.e. it can be modified in a wide variety of ways, combined with different materials and adapted to the intended, specific application, including by means of inserts made of metal splinters. According to the model laws, medium and large-caliber weapons should also be realizable in an analogous manner.
  • the cylindrical shaft of the penetration core 6 can also be designed in the shape of an ogive.
  • the subject matter of the invention is not limited to police and military applications: In mechanical engineering, mining, building construction and civil engineering, but also when exploring raw materials, breakthroughs and boreholes must be continuously made, which for safety and environmental reasons are only made with minimal use of explosives should.
  • the use claims 13 to 17 outline these uses, but by no means exhaustive.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
  • Als Sicherheitsgeschoss ist ein Geschoss bezeichnet, welches nur eine minimale Sprengstoffmenge enthält und trotzdem als reines Durchschlagsgeschoss, Mehrzweckgeschoss, Sprenggeschoss oder Sprengbrandgeschoss, einsetzbar ist.
  • Die Sicherheit von Munitionskörpern ist nicht nur bei deren Manipulation sondern vor alle auch bei deren Transport von grosser Bedeutung. Der länderübergreifende Transport von militärischen Einrichtungen und von Munition unterliegt internationalen und nationalen Sicherheitsbestimmungen sowie nationalen Durchfuhrbestimmungen und erfordert daher, insbesondere in Friedenszeiten, langwierige und kostspielige Genehmigungsverfahren.
  • Geringe Mengen an Kleinkalibermunition sollten zudem öfters, aus zeitlichen und anderen Gründen, für lokale Schutz- und Verteidigungsaufgaben, aber auch für Testzwecke kurzfristig per Luftfracht verschickt werden. Hierzu existieren sehr strenge Sicherheitsbestimmungen, nämlich Bestimmungen und Transportklassifizierungen für Gefahrengut der IATA (International Air Transport Association) sowie der ICAO-TI (Sonderorganisation der UNO zur Internationalen Zivilluftfahrt). Die Einhaltung und Überwachung aller Vorschriften obliegt den Transporteuren und insbesondere den direkt den Mitgliedern der IATA und den Flughafen- und Zollbehörden.
  • So ist für den Lufttransport von auch nur geringen Mengen an Kleinkalibermunition eine erfolgreiche Sicherheitsprüfung der Transporteinrichtung nach UN-Empfehlungen nötig, damit diese Gefahrengüter eine Transportklassifizierung z.B. nach dem Klassifizierungscode 1.4 S (UN 0012 u.a. Patronen für Handfeuerwaffen) erhalten. In der erforderlichen Prüfungsbescheinigung ist die Verpackung im Detail beschrieben und die zu transportierende Höchstmenge (Stückzahl) an Munition festgelegt. Ebenfalls ist das Gefahrengut (Patronen inkl. Explosivstoff) auf eine Nettogesamtmasse von max. 25 kg begrenzt. Das Gesamtgewicht der Transporteinrichtung darf 50 kg nicht überschreiten, so dass auch für Schutzmassnahmen (Transportverpackungen etc.) relativ enge Grenzen gesetzt sind.
  • Konventionelle Sprengbrandgeschosse (engl. Incendiary shell) sind u.a. aus der US-PS 3 208 385 bekannt. Bei diesen Geschossen wird beim Aufschlag auf ein hartes Ziel ein fontseitiger Brandsatz initiiert. Ein dahinter befindlicher, hohler Geschosskörper ist mit einem weiteren Brandsatz gefüllt und enthält eine Sollbruchstelle, so dass bei dessen Eindringen ins Ziel beide Brandsätze wirken. Diese Art Munition wurde ab den 60er Jahren beispielsweise als Panzerbrandgeschoss eingesetzt.
  • Ein weiteres Sprengbrandgeschoss, ist aus der DE -OS- 2 323 798 bekannt, dieses enthält einen unterkalibrigen, zentralen Durchlagskern aus Hartmetall, welcher von einer Brandmasse ummantelt ist. Der Durchschlagskern ist auf einem kalibergleichen Heckteil aufgesetzt, das als Treibspiegel wirkt und im Ziel über eine Sollbruchstelle abgetrennt wird. Dem Durchlagskern ist ein Brandsatz vorgelagert, der gleichzeitig als Treffermarkierung dient.
  • Analog wirkende Sprengbrandgeschosse wurden später Mehrzweckgeschosse ( DE -A1-27 27 970 ; US-PS 4 444 112 ; EP -A3- 0 531 697 ) genannt.
  • Ein gegenüber den oben aufgeführten Geschossen erhöhte Durchschlagsleistung wurde gemäss einer europäischen Patentanmeldung Nr. 16405018.9 erreicht. Gleichzeitig konnte der erzielte Durchmesser der Durchschlagsbohrung vergrössert werden, so dass sich der hydraulische Widerstand gegenüber dem Brandsatz verringerte und dieser somit auch im Innenbereich des Ziels wirksam ist.
  • Nachteilig, auch bei diesem verbesserten Geschoss im Kaliber 0.5 (12,7 mm), ist die Notwendigkeit einen Sprengsatz in der Grössenordnung von 1 g Gewicht zu verwenden und diesem zur sicheren Zündung auch noch hochsensitives Nitropenta beizumengen.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung bei gleichbleibenden Zielwirkungen ein Geschoss mit reduzierter Sprengstoffmenge zu schaffen, dessen Sicherheit in der Produktion und Handhabung gegenüber dem Vorerwähntem erhöht ist. Dies ohne per se umweltgefährdende Materialien, wie Kerne aus Wolframkarbid oder stark pyrophore Brandsätze, wie zirkonhaltigen Massen, zu verwenden. Das Geschoss soll auch als Leuchtspur-Munition ausführbar sein.
  • Die Durchschlagsleistung, beispielsweise eines Mehrzwecksgeschosses sollen sowohl in Bezug auf die Durchschlagstiefe, als auch auf den Durchschlagsdurchmesser gegenüber der EP-Anmeldung Nr. 16405018.9 zumindest gleich oder sogar verbessert sein. Die Bohrung im Ziel soll für die Plasmen der Brandsätze einen nur geringen Strömungswiderstand darstellen. Die Innen- und Aussenballistik des Geschosses und die Zielgenauigkeit sollen ebenfalls zumindest gleich sein. Die Geschosskonstruktion soll kostengünstig und präzise aus wenigen Teilen herstellbar und mit konventionellen Mitteln und Verfahren in grossen Serien produzierbar sein. Das Geschoss muss auch zum Einsatz in Gewehrpatronen herstellbar sein. - In kleineren Stückzahlen sollen die Geschosse auch für Lufttransporte zugelassen sein.
  • Zusätzlich sollen bei einer eventuellen Verfehlung des Ziels und/oder bei sehr weichen Zielen keine gefährlichen Blingänger entstehen.
  • Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Der hier genannte Durchschlagskern ist aus Fertigungs- und dynamischen Gründen vorzugsweise einstückig, kann aber auch mehrteilig sein. In jedem Fall ist der Übergangsbereich zwischen dem Frontteil und dem eigentlichen Durchschlagsteil zu Lenkung der resultierenden Schockwellen ausgebildet, so dass beim Eindringen in das Ziel auch ein phlegmatisierter Sprengstoff, ohne weitere Hilfsmittel (wie Zündketten, sensitive Explosivstoffe, etc.) initiiert wird. Die resultierende Splitterwirkung im Frontteil des Durchschlagskerns erlaubt diesem mit der vollen kinetischen Energie massive Platten zu durchdringen.
  • Durch die gezielte Lenkung der beim Aufprall entstehenden Schockwellen lässt sich die Masse an Explosivstoff grundsätzlich reduzieren; es kann zudem auf das heute oft verwendete, gefährliche Nitropenta verzichtet werden.
  • Die unterschiedlichen Laufzeiten der einander entgegenwirkenden Schockwellen bewegen sich im Bereich von Mikrosekunden, so dass als Folge des Beharrungsvermögens des Explosivstoffs dessen extrem hohe Verdichtung und damit eine sichere Initiierung unmittelbar erfolgt.
  • Die Menge des Explosivstoffs lässt sich im Erfindungsgegenstand beträchtlich reduzieren, wie reproduzierbare Schiessversuche auf verschiedene Ziele mit einem Mehrzweckgeschoss des Kalibers 0.5 ergaben, dies ohne Blindgänger, Deflagrationen oder Verpuffungen.
  • In abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands beschrieben.
  • Eine einfache Lenkung von Schockwellen erfolgt nach Anspruch 2 durch umlaufende Kerben am Vollmantel.
  • Besonders effizient sind Einschnürungen mit frontseitigen Flächen am Durchschlagskern zur wirkungsvollen Reflektion von Schockwellen nach Anspruch 3.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist eine frontseitige Fläche, also diejenige Fläche, welche die Reflexion der Schockwellen hin zur Ausnehmung 5 veranlasst und ausrichtet, als obere Keilfläche insbesondere einer keilförmigen ersten und/oder zweiten Einschnürung ausgebildet. Vorzugsweise ist die obere Keilfläche flach, eben ausgebildet und insbesondere hinsichtlich gegenüber der Axialrichtung (F) (Schussrichtung) kegelstumpfförmig. Alternativ kann die obere Keilfläche zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, konvex, vorzugsweise parabolförmig (von der Außenseite des Durchschlagskerns betrachtet), gestaltet sein, um die Schockwellen auf den Explosivstoff in der Ausnehmung zu bündeln.
  • Vorzugsweise kann zusätzlich auch die weitere untere Fläche der keilförmigen Einschnürung entweder flach, eben oder konvex, insbesondere parabolförmig, ausgebildet sein.
  • Die Ausrichtung der frontseitigen Flächen am Durchschlagskern erfolgt in einfachster Weise, in dem diese geometrisch ermittelt wird, durch eine Mittellinie, welche zum Zielpunkt führt. - Dieser ist der vorher bestimmte Punkt, wo eine Schockwelleneinleitung am effizientesten ist; Anspruch 5.
  • Bewährt haben sich heckseitige Kegelflächen mit einem Kegelwinkel gemäss Anspruch 6, wobei dessen geometrische Spitze dem vorerwähnten Zielpunkt entspricht.
  • Die im Anspruch 7 erwähnte Doppelfunktion der ersten keilförmigen Einschnürung ist sehr platzsparend und hat sich als äusserst wirksam erwiesen.
  • Durch eine gehärtete Stahlspitze erfolgt ein gutes Eindringen im Ziel, das durch das Einsetzen eines Titanstifts, nach Art einer Vorbohrung, gesteigert wird. Dieser harte Stift bewirkt eine hohe Flächenpressung am Ziel, so dass kaum Abpraller entstehen; Anspruch 8.
  • Die Ausgestaltung nach Anspruch 9, ergibt eine hochwirksame, kontinuierlich abbrennende Markierladung und wird daher als Leuchtspur genutzt.
  • Die pyrotechnische Mischung nach Anspruch 10 ergibt eine gute Zielmarkierung, wie sie insbesondere bei Mehrzweckgeschossen gewünscht ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Frontteil des Durchschlagskerns, insbesondere ein Napfteil mit der frontseitigen, sacklochartigen Ausnehmung zum Befüllen mit Explosivstoff, und ein Mittelteil des Durchschlagskerns aus einem Stück, insbesondere einem Metallstück, gefertigt, insbesondere gedreht. Vorzugsweise ist das Metallstück aus einfachem Stahl gebildet, ohne insbesondere einen Magnesium-Kobalt-Zusatz aufzuweisen. Das Mittel- und Heckteil des Durchschlagskerns ist von dem Frontteil durch die erste Einschnürung voneinander in Axialrichtung begrenzt.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist eine heckseitige Endstirnfläche des Durchschlagskerns eine plane oder ebene Fläche oder alternativ eine konvexe, vorzugsweise parabolförmige Form auf, um insbesondere Schockwellen im Wesentlichen in Axialrichtung durch den Durchschlagskern hindurch hin zur Ausnehmung im Frontteil zu reflektieren und auszurichten, vorzugsweise zu bündeln.
  • Die Verwendungsansprüche 13 bis 17 zeigen einen enorm breiten Verwendungsbereich des Erfindungsgegenstands auf.
  • Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ergab sich ein wesentlicher Fertigungsvorteil dahingehend, dass anstatt dem üblichen hochwertigen Magnesium-Kobalt-Metallgemisch ein einfaches Stahlmaterial eingesetzt werden kann, um die gewünschte Funktion des Sicherheitsgeschosses zu erreichen. Im Besonderen ergab die keilförmige Einschnürung oder Nut, welche den Frontteil von dem Mittelteil des Durchschlagskerns abgrenzt, eine Konzentration der Deformationskräfte.
  • Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Durchschlagskerns im Frontteil im Hinblick auf die Form der Ausnehmung, welche aufgrund der Materialschwächung als eine Soll-Knautschzone dient, was insbesondere die Möglichkeit bereitstellt, ein einfaches Stahlmaterial für den Durchschlagskern zu verwenden.
  • Überraschenderweise kann durch das erfindungsgemäße Vollmantel-Sicherungsgeschoss ein erfolgreicher Winkeldurchschuss erreicht werden, selbst bei winkeliger Anschussrichtung, insbesondere in einem 45°-Winkel. Dabei unterstützt besonders die Knautschzone des Frontteils in Form des Aufnahmenapfes, nämlich die sacklochartige Ausnehmung.
  • Vorzugsweise sind die im Bereich der Ausnehmung angeordneten umlaufenden Schwächungen, insbesondere Rillen oder Kerben, vorgesehen, die auch axial oder spiralförmig ausgerichtet sein können.
  • Nachfolgend werden an Hand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands erläutert, wobei für gleichwirkende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Durchschlagsgeschoss mit einem hochphlegmatisierten Explosivstoff,
    Fig. 2
    das Durchschlagsgeschoss nach Fig. 1, in vereinfachter Darstellung, mit eingezeichneten Schockwellenfronten, unmittelbar beim Aufprall auf ein Ziel,
    Fig. 3
    eine Ausschnittsvergrösserung aus Fig. 2, im Frontteil des Durchschlagsteils mit den resultierenden Schockwellenfronten,
    Fig. 4
    den Heckteil eines Mehrzweckgeschosses mit einer Markierladung,
    Fig. 5
    das Zusammenfügen (Montage) der Einzelteile in einem Mehrzweckgeschoss, in der Variante nach Fig. 4 und
    Fig. 6
    das zu Patronierung bereite Geschoss.
  • In Figur 1 ist an einem Durchschlagsgeschoss vom Kaliber 0.5 dessen Vollmantel mit 1 bezeichnet; dieses Geschoss wird in einem üblichen Lauf (nicht dargestellt) in Flugrichtung F abgeschossen. Der Vollmantel 1 weist eine abgeplattete Spitze 2 auf. In der Geschossspitze eingelagert ist eine ogivförmige, gehärtete Stahlspitze 4 mit einem frontseitigen, zentralen Titanstift 3. Anschliessend an die Stahlspitze 4 ist ein einstückiger Durchschlagskern 6 mit einer sacklochförmigen Ausnehmung 5 vorgesehen, deren Kegelflächen mit 5a und die Spitze mit 5b bezeichnet sind. In der Ausnehmung 5 ist ein hochphlegmatisierter Explosivstoff 5' eingepresst. Der Frontbereich 6' des Durchschlagskern 6 weist eine erste keilförmige Einschnürung 10, eine Eindrehung auf, in die eine Buchse 7 aus Kunststoff ragt, welche im Mittelteil den Durchschlagskern 6 seitlich ummantelt. Die Buchse 7 ist heckseitig abgeschnitten und lässt zwischen dem Vollmantel 1 und dem Durchschlagskern 6 einen Luftraum 8 frei, der sich innenballistisch positiv auswirkt. Eine zweite analoge keilförmige Einschnürung 11 befindet sich vor dem Heckbereich des Durchschlagskerns 6, wobei hier die obere Keilfläche 11' gegenüber der Horizontalen einen relativ kleinen spitzen Winkel bildet. Heckseitig ist eine Verjüngung 15 vorgesehen, die zur Einführung des Geschosses in eine übliche Patrone dienlich und gleichzeitig aerodynamisch vorteilhaft ist. Abgeschlossen ist das Geschoss, durch eine heckseitige Dichtscheibe 9, die bei dessen notorisch bekannter Bördelung 16 eingelegt wird. Der Vollmantel 1 weist im Frontbereich 6' des Durchschlagskerns 6 umlaufende Kerben 1' (Eindrehungen) auf.
  • Die verwendeten Materialien sind als solche an sich bekannt; sie ergeben im Erfindungsgegenstand überraschende Wirkungen. Als Stahlspitze 4 ist ein üblicher Feinkornstahl mit einer Härte von 57 HRC geeignet. Der dort frontseitig eingelegte Titanstift 3 von 1,2 mm Durchmesser wirkt im Ziel Z nach Art einer Vor-Bohrung und verhindert Abpraller. An Stelle von Titan eignen sich auch Titancarbid oder Titannitrid, so genannte Cermets. Als Explosivstoff ist insbesondere ein solcher aus einem "plastic bonded explosive" (= PBX) oder vom Typ Nitramin geeignet, ist aber selbstverständlich nicht auf diese beschränkt. Die Buchse 7 kann mehrere Funktionen ausüben, insbesondere wenn sie als Metallcompound ausgeführt ist. Einerseits kann sie der Dämpfung von Schwingungen dienen und auf Grund ihrer Elastizität die Laufabnutzung reduzieren und andererseits auch, mit beispielsweise Titanpulver vermischt, beim Aufschlag im Ziel einen Blitz erzeugen, der als Trefferanzeige dient. Zudem kann die gezielte Beimengung von Metallpulver auch zur Optimierung der Schwerpunktslage des Geschosses nützlich sein.
  • Die Kerben 1' sowie die keilförmigen Einschnürungen 10 wirken analog zum Erfindungsgegenstand nach der europäischen Patentanmeldung Nr. 16405018.9 splitterbildend und erhöhen die Durchschlagsleistung des Kerns 6. Anderseits dienen sie hier zusätzlich der Schockwellenlenkung wie nachfolgend in Fig. 2 gezeigt wird.
  • Zur Vereinfachung ist der Titanstift 3 in Fig. 2 nicht eingezeichnet. Die beim Aufprall am Ziel sich bildende zentrale Schockwellenfront S1 erfährt am Übergang zum Explosivstoff 5' eine Dispersion, wobei gleichzeitig die seitlichen Wellen an den Kerben 1' des Vollmantels 1 als Wellenfronten S3 reflektiert werden. Die zweite keilförmige Einschnürung 11 im Durchschlagskern 6 reflektiert an ihrer Keilfläche 11' seitliche, zum Zentrum laufende Wellenfronten S2', die sich mit den Wellenfronten S1 überlagern und über die erste keilförmige Einschnürung 10 verstärkt im Explosivstoff 5' als Druckwellen wirken; vgl. Fig. 3, eine vergrösserte Darstellung im Frontteil 6' des Durchschlagskerns.
  • Diese Wirkung, nämlich die mehrseitige Kompression des hochphlegmatisierten Explosivstoffs bewirkt dessen gesamten Abbrand mit stark erhöhter Geschwindigkeit. - Die kristallinen Wirkstoffe, das eigentliche Explosiv, treten schlagartig und allseitig in Kontakt mit einander und werden dadurch gleichzeitig initiiert. Dies erlaubt eine Reduktion der Sprengstoffmenge, bei gleicher Splitterleistung, in der Grössenordnung von 70 % gegenüber dem Geschoss nach der EP-Anmeldung Nr. 16405018.9 . Der im vorliegenden Patentanspruch gewählte Begriff "Explosivstoff' lässt erkennen, dass gegenüber allgemein verwendeten Sprengstoffen auch weitere Stoffe in Frage kommen, die bisher nicht oder nur über längere Zündketten initiierbar waren. Darunter fallen auch Stoffe die per se nicht als Explosivstoffe gelten, d.h. Stoffe, die auch ohne konventionelle Phlegmatisierung hochphlegmatisch sind und nur durch speziell hohe Drucke und spezifische Druckverläufe detonierbar werden. - Wichtig ist hierbei vor allem die resultierende erhöhte Sicherheit, sowohl bei der Produktion, dem Transport aber auch bei der Manipulation der Munition am Einsatzort. - Die reduzierte Menge Explosivstoff begünstigt die Einhaltung von internationalen Transportvorschriften, was bei dringenden Fronteinsätzen sehr wichtig sein kann.
  • Die in einem erfindungsgemässen Geschoss resultierenden Bedingungen zur Initiierung des Explosivstoffs entstehen nur bei Aufprall auf ein Ziel (Z). Daraus resultiert, dass Blindgänger - die aus welchen Gründen auch immer entstehen können - völlig ungefährlich sind, wodurch, ein weiterer nicht unerheblicher Beitrag zur Munitionssicherheit entsteht.
  • Die erfindungsgemässe Konstruktion ermöglicht den Bau von neuen Geschosstypen mit spezifischen Wirkungen im Ziel, wie das nachfolgende Beispiel andeutet.
  • Die Variante eines Mehrzweckgeschosses ist aus der Ausschnittsdarstellung Fig. 4 ersichtlich. Hier ist eine Hülse 14 aus Tombak, die mit einer Spitze versehen ist, in einer sacklochartigen Ausnehmung 12 am Heck des Durchschlagskerns 6 eingelegt. Gezündet wird eine Markierladung 13, welche in die Hülse 14 eingepresst, beim Abschuss durch die - nicht gezeichnete Patrone - über die heckseitige Dichtung 9 und über einen kleinen Anzündsatz 13'. Diese thermisch günstige Konstruktion zeichnet sich durch einen gleichmässigen Abbrand, über die gesamte Flugdistanz des Geschosses aus und dient als zuverlässig wirkende Leuchtspur.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen die für ein Mehrzweckgeschoss verwendeten Komponenten in Perspektivdarstellung:
    • In den Vollmantel 1, Fig. 5, wird als erstes die ogivförmige Spitze 4 eingelegt. Danach folgt der Durchschlagskern 6, in den vorher im Frontbereich 6' der Explosivstoff 5' eingepresst wurde und die elastische Buchse 7 eingeklinkt ist. - Diese Buchse 7 weist mindestens einen radialen Schlitz 7' auf, was die Montage erleichtert und Deformationen im Mantel 1 verhindert. Heckseitig im Durchschlagskern 6 befinden sich die Hülse 14 und die Markierladung 13; vgl. Fig. 4.
  • Anschliessend wird die Dichtung 9 eingelegt und die Heckseite des ganzen Geschosses mit einer Bördelung 16 versehen, siehe Fig. 6.
  • Der Erfindungsgegenstand stellt eine offene Konstruktion dar, d.h. diese kann auf verschiedenste Art modifiziert, mit unterschiedlichen Materialien kombiniert und an den beabsichtigten, spezifischen Einsatzzweck angepasst werden, so u.a. auch mittels Einlagen aus Metallsplittern. Nach den Modellgesetzen dürften auch Mittel- und Grosskaliberwaffen in analoger Weise realisierbar sein.
  • Zur Erhöhung der Durchschlagsleistung, insbesondere bei grösseren Kalibern kann der zylindrische Schaft des Durchschlagskerns 6 ebenfalls ogivenförmig ausgestaltet sein.
  • Praktische Versuche, im Vergleich mit analogen Geschossen haben gezeigt, dass sich die Menge Explosivstoff auf etwa ein Drittel reduzieren lässt.
  • Grundsätzlich ist der Erfindungsgegenstand nicht auf polizeiliche und militärische Anwendungen beschränkt: Im Maschinenbau, Bergbau, Hoch- und Tiefbau, aber auch bei der Explorierung von Rohstoffen sind laufend Durchschläge und Bohrungen zu erstellen, die aus Sicherheits- und Umweltgründen nur unter minimalem Einsatz von Explosivstoffen erfolgen sollten. Die Verwendungsansprüche 13 bis 17 umreissen diese Einsätze, aber keinesfalls abschliessend.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vollmantel (Durchschlags- bzw. Mehrzweckgeschoss)
    1'
    Kerben (umlaufend) in 1
    2
    abgeplattete Spitze
    3
    Titanstift (ev. Titancarbid)
    4
    Stahlspitze (gehärtet)
    5
    sacklochförmige Ausnehmung in 6
    5a
    Kegelflächen von 5
    5b
    Spitze von 5
    5'
    Explosivstoff (PBX / Nitramin)
    6
    Durchschlagskern
    6'
    Frontbereich von 6
    7
    elastische Buchse (Kunststoff / Metall-Compound)
    7'
    Schlitz in 7
    8
    Luftraum (ringförmig)
    9
    Heckscheibe (Dichtung)
    10
    erste keilförmige Einschnürung (Eindrehung)
    11
    zweite keilförmige Einschnürung (Eindrehung)
    11'
    obere Keilfläche von 11
    12
    sacklochartige Ausnehmung in 6
    12'
    Spitze der Ausnehmung 12
    13
    Markierladung (Leuchtspur)
    13'
    Anzündsatz zu 13
    14
    Hülse
    15
    Verjüngung
    16
    Bördelung
    F
    Flugrichtung des Geschosses
    S1-S3
    Schockwellenfronten
    Z
    Ziel

Claims (17)

  1. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss mit einem Vollmantel (1) und mit einem zentralen, im Vollmantel (1) zentrierten Durchschlagskern (6) mit einer frontseitigen, sacklochartigen Ausnehmung (5), die mit einem Explosivstoff (5') ausgefüllt ist, wobei der Durchschlagskern (6) wenigstens eine erste und eine zweite keilförmige Einschnürung (10, 11) aufweist, wobei der Vollmantel (1) im Frontbereich (6') des Durchschlagskerns (6) umlaufende Kerben (1') aufweist, wobei beim Aufprall auf ein Ziel die resultierende zentralen Schockwellen fortseitig auf den Explosivstoff (5') wirken und die Ausnehmung im Durchschlagskern (6) im Innern des Ziels zersplittert, wobei an den umlaufenden Kerben (1') und/oder keilförmigen Einschnürungen (10,11) Schockwellen (S1,S2) am Vollmantel (1) und/oder im Durchschlagskern (6) reflektiert sind und wobei diese den Explosivstoff (5), durch gegenläufige Schockwellen (S1,S3;S2'), beaufschlagen, so dass einander entgegen wirkende Kompressionen entstehen, die den Explosivstoff (5) direkt initiieren.
  2. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der aussen liegende Schockwellen (S1) von umlaufenden Kerben (1') des Vollmantel (1) auf die Ausnehmung (5b) gelenkt sind.
  3. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der aussen liegenden Schockwellen (S1) an einer frontseitigen Fläche (11') der zweiten Einschnürung (11) des Durchschlagskerns (6) reflektiert und auf die heckseitige Spitze (5b) der Ausnehmung (5) gelenkt sind.
  4. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine frontseitige Fläche (11') der ersten und/oder zweiten Einschnürung (11) eine obere Keilfläche ist, die insbesondere flach oder konvex geformt ist.
  5. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine fronseitige Fläche (11') der zweiten Einschnürung orthogonal zur präsumptiven, reflektierten Schockwelle (S2') ausgerichtet ist.
  6. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (5) eine heckseitige Kegelfläche (5a) mit einer Spitze (5b) bildet, wobei der resultierende Kegelwinkel 90° bis 130°, vorzugsweise 120° beträgt.
  7. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste keilförmige Einschnürung (10) derart ausgebildet ist, dass sie die Hauptamplituden der reflektierten Schockwelle (S2') durchlassen und optimale Sollbruchstellen im Ziel (Z) sind.
  8. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlspitze (4) gehärtet ist und einen zentralen Titanstift (3) enthält.
  9. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im Durchschlagskern (6) heckseitig eine sacklochartige Ausnehmung (12) vorgesehen ist, in die eine metallische Hülse (14) eingelegt ist, welche eine Markierladung (13) enthält.
  10. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Buchse (7) aus einer pyrotechnischen Mischung besteht, wobei eine Polymermatrix, vorzugsweise Polyetherketone, eingelagerte Metallpulver, wie Titan, Magnesium, Aluminium oder Zirkon und/oder Mischungen davon enthält.
  11. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschlagskern (6) und ein die frontseitige, sacklochartige Ausnehmung (5) bildendes Frontteil (6') aus einem Stück, insbesondere Metallstück, gefertigt ist, wobei insbesondere der einstückige Durchschlagskern (6) aus Stahl vorzugsweise ohne einen Magnesiumkobaltzusatz gebildet ist.
  12. Vollmantel-Sicherheitsgeschoss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine heckseitige Stirnfläche des Durchschlagkerns eben oder konvex ausgebildet ist, insbesondere sodass Schockwellen (S2) hin zur Ausnehmung (5) gebündelt werden.
  13. Verwendung eines Vollmantel-Sicherheitsgeschosses nach Anspruch 1 bis 8 zur gezielten Arretierung von Fluchtfahrzeugen.
  14. Verwendung eines Vollmantel-Sicherheitsgeschosses nach Anspruch 1 bis 12 als Mehrzweckgeschoss gegen leicht gepanzerte Objekte.
  15. Verwendung eines Vollmantel-Sicherheitsgeschosses nach Anspruch 1 bis 12, in der Fertigungs- und Reparatur-Technik und im Rettungswesen, zur Bildung von Bohrlöchern ohne Werkzeugmaschinen.
  16. Verwendung eines Vollmantel-Sicherheitsgeschosses nach Anspruch 1 bis 12, im Bergbau, im Hoch- und Tiefbau zur Vorbereitung von Sprenglöchern, Abflussbohrungen, Injektionen und Druckentlastungen.
  17. Verwendung eines Vollmantel-Sicherheitsgeschosses nach Anspruch 1 bis 12 zum stufenweisen Vortrieb von Bohrlöchern bei der Exploration von Rohstoffen.
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