EP4014007A1 - Penetrator, verwendung eines penetrators und geschoss - Google Patents

Penetrator, verwendung eines penetrators und geschoss

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Publication number
EP4014007A1
EP4014007A1 EP20733766.8A EP20733766A EP4014007A1 EP 4014007 A1 EP4014007 A1 EP 4014007A1 EP 20733766 A EP20733766 A EP 20733766A EP 4014007 A1 EP4014007 A1 EP 4014007A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
penetrator
outer body
core
section
hollow cross
Prior art date
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Pending
Application number
EP20733766.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Berg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall Waffe Munition GmbH filed Critical Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Publication of EP4014007A1 publication Critical patent/EP4014007A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F42B12/02—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
    • 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
    • F42B12/36—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information
    • F42B12/56—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information for dispensing discrete solid bodies
    • F42B12/58—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles
    • F42B12/62—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles the submissiles being ejected parallel to the longitudinal axis of the projectile
    • F42B12/625—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles the submissiles being ejected parallel to the longitudinal axis of the projectile a single submissile arranged in a carrier missile for being launched or accelerated coaxially; Coaxial tandem arrangement of missiles which are active in the target one after the other

Definitions

  • the invention relates to a penetrator for a projectile with a tail unit.
  • the penetrator comprises at least one outer body, wherein the cross section of the outer body is a hollow cross section perpendicular to a longitudinal axis of the outer body.
  • the invention further relates to a use of such a penetrator for combating an armored target with a reactive pre-module.
  • the invention also relates to a projectile with a sabot and a tail unit, the projectile comprising such a penetrator.
  • a penetrator is a sub-caliber bullet that achieves its effect through kinetic energy. Such projectiles are usually fired directly at a target from tanks or artillery weapons with large-caliber guns.
  • Modern target systems (protection systems) of Russian tanks consist of a heavy main target and reactive pre-modules (ERA - Explosive Reactive Armor). These reactive pre-modules generally consist of several inclined steel plates, which are accelerated with the help of energetic intermediate layers (explosive film) when the penetrator hits. The plates of the pre-module interact with the penetrator.
  • reactive pre-modules generally consist of several inclined steel plates, which are accelerated with the help of energetic intermediate layers (explosive film) when the penetrator hits.
  • the plates of the pre-module interact with the penetrator.
  • Previous penetrators are often designed in one piece as massive penetrators and have a homogeneous body. Such penetrators are known, for example, from DE 199 48 710 A1 and DE 40 28409 A1.
  • penetrators which have an outer body which has a hollow cross section perpendicular to a longitudinal axis of the outer body.
  • Such penetrators are known, for example, from document DE 197 00 349 C1 and have a core that is not end ballistically effective and serves as an expansion medium for the outer body.
  • These penetrators are used to achieve a great splintering effect. In this way, for example, a breach can be shot in a wall of a building or in a wall, or soft targets can be fought effectively in a lightly or unarmored vehicle.
  • Such penetrators are, however, only ineffective against the armor of modern battle tanks.
  • a problem in the development of penetrators is the conflict of objectives between the highest possible kinetic energy in the target, which acts on the smallest possible area, and at the same time high flexural rigidity, so that deflection by pre-modules can be avoided.
  • the disadvantage of the known penetrators is that they are not suitable for penetrating an armored target with reactive pre-modules.
  • the invention is therefore based on the object of creating a penetrator which has an improved penetrating power even compared to armored targets with armor with reactive pre-modules. This object is achieved by the features of claim 1.
  • Advantageous refinements and developments are the subject of the dependent claims.
  • a penetrator for a projectile with a tail unit comprising at least one ballistic-acting outer body for combating an armored target, in particular a tank with reactive armor.
  • the cross section of the outer body is a hollow cross section perpendicular to a longitudinal axis of the outer body.
  • End ballistic in the sense of the invention means that a ballistic effect suitable for destroying the target is realized by a terminal ballistic element.
  • the area moment of inertia of the outer body of a penetrator according to the invention is increased compared to previous penetrators without increasing the weight of the penetrator and without reducing the kinetic energy that is introduced into the main target.
  • a projectile with a sabot and a tail unit is created, the projectile comprising such a penetrator or a penetrator which is further developed as described below.
  • the hollow cross-section of the outer body preferably has an area A and a geometrical moment of inertia of the hollow cross-section is at least compared to one Increased full cross-section with the same area, so that the outer body has increased flexural rigidity due to the increased area moment of inertia.
  • a geometrical moment of inertia of the penetrator is increased by at least 10%, preferably at least 25%, further preferably 40%, in particular more than 60%, further in particular 90%, with the same or reduced weight compared to a series penetrator.
  • the outer body can have a geometrical moment of inertia of more than 20,000 mm 4 , preferably more than 40,000 mm 4 , further preferably more than 60,000 mm 4 , in particular more than 80,000 mm 4 , and an elastic modulus that is greater than 300,000 N / mm 2 .
  • the hollow cross-section extends over at least 70% of the length of the outer body.
  • the penetrator has a core which is arranged in the outer body and has an end-ballistic effect, the core having a lower density than the outer body.
  • the ratio of the density of the outer body to the density of the core is preferably less than 2.7.
  • the core and the outer body have a joint end ballistic effect, they are connected to one another in a form-fitting and / or non-positive and / or material-fit manner.
  • the mass of the penetrator is less than 7 kg, preferably less than 6 kg, and the mass of the penetrator can be adjusted by the mass of the core.
  • the weight of the penetrator with an outer body can be adjusted by choosing a specific core and the outer body can be produced as a mass product.
  • the position of the center of gravity of the penetrator in relation to its longitudinal axis can be adjusted by the mass and the position of the core.
  • the flexural rigidity of the outer body is increased by at least 25%, preferably 50%, further preferably by at least 75%, in particular by at least 90%, the increase relating to existing series penetrators.
  • the hollow cross section of the outer body is annular, trapezoidal or polygonal.
  • the core can be made from a high-strength material, in particular a tungsten-heavy metal sintered material or a high-strength steel.
  • the outer body can be made of tungsten heavy metal.
  • Tungsten heavy metals are defined for example in the material standard ASTM B777-07.
  • the outer body and the core are designed in such a way that they have no or only a negligible fragmentation effect when they strike a target.
  • the core has a modulus of elasticity of more than 70,000 N / mm 2 , preferably of more than 170,000 N / mm 2 , further preferably of more than 200,000 N / mm 2 , in particular of more than 300,000 N / mm 2 has.
  • the core can have a flexurally stiffening effect on the outer body.
  • the flexural rigidity of the penetrator is thus increased both by increasing the flexural rigidity of the outer body and by forming a rigid core.
  • the density of the core is preferably at least 7.80 g / cm 3 .
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of a serial penetrator according to the prior art
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of the serial centrator according to FIG. 1 along the line l-l;
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of an outer body of a penetrator according to the invention according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic sectional illustration of the hollow cross section of the outer body according to FIG. 3 along the line II-II;
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of an outer body and a core of a penetrator according to the invention according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of the pentrator according to FIG. 5 along the line III - III.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of a series penetrator, that is to say a pentrator 10, according to the prior art.
  • the penetrator 10 is solid.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of the pentrator 10 according to FIG. 1 along the line I-I.
  • the penetrator 10 does not have any cavities, but is made in one piece, solid.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of an outer body 13 of a penetrator 10 according to the invention according to a first exemplary embodiment.
  • the penetrator 10 is designed for a projectile 1 with a tail unit 3. Such a projectile 1 is shown in FIG.
  • the penetrator 10 has at least one outer body 11 with a terminal ballistic effect for fighting an armored target, in particular a tank with reactive armor.
  • the cross section of the outer body 11 is a hollow cross section perpendicular to a longitudinal axis L of the outer body 11. This cross section of the outer body 11 is shown along the line II-II in FIG.
  • the hollow cross section of the outer body 11 has an area A and a geometrical moment of inertia of the hollow cross section is increased compared to a full cross section of at least the same area.
  • the outer body 11 therefore has an increased flexural rigidity due to the increased area moment of inertia.
  • the hollow cross-section of the outer body 11 is annular. However, it can also be a trapezoidal or polygonal hollow cross-section.
  • the flexural rigidity of the outer body of the penetrator according to the invention is essentially dependent on two parameters, namely the geometrical moment of inertia and the modulus of elasticity.
  • the outer body 11 of the penetrator 1 has a geometrical moment of inertia of more than 20,000 mm 4 , preferably more than 40,000 mm 4 , further preferably more than 60,000 mm 4 , in particular more than 80,000 mm 4 , and the modulus of elasticity is greater than 300,000 N. / mm 2 .
  • a tungsten heavy metal is preferably used as the material for the outer body 11 of the penetrator 1.
  • the hollow cross-section preferably extends over at least 70% of the length of the outer body 11 of the penetrator 1. According to FIG. 4, the hollow cross section is arranged over the entire cylindrical or almost cylindrical area of the outer body 11.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional illustration of an outer body 11 and a core 13 of a penetrator 1 according to the invention according to a second embodiment.
  • the second embodiment is based on the first embodiment and differs in that a core 13 is arranged in the outer body 11 of the penetrator 1.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of the pentrator 1 according to FIG. 5 along the line III-III.
  • the penetrator 10 has a core 13 with an end ballistic effect arranged in the outer body 11.
  • the core 13 has a bending-stiffening effect on the outer body 11.
  • outer body 11 and the core both have an end ballistic effect, they are connected to one another in a form-fitting and / or force-fitting and / or materially bonded manner.
  • the core 13 is formed, for example, from a high-strength material, in particular a tungsten heavy metal sintered material or a high-strength steel.
  • the density of the outer body 11 is higher than the density of the core 13.
  • the ratio of the density of the outer body 11 to the density of the core 13 is preferably less than 2.7.
  • the core 13 has a lower density than the outer body 11.
  • the core 13 has a modulus of elasticity of more than 70,000 N / mm 2 , preferably of more than 170,000 N / mm 2 , preferably of more than 200,000 N / mm 2 , in particular of more than 300,000 N / mm 2 .
  • the core 13 extends only over part of the length of the cavity 12 within the outer body 11.
  • the position of the center of gravity of the penetrator 10 in relation to its longitudinal axis L can be adjusted. This happens on the one hand through the position of the core 13 within the outer body 11 and on the other hand through its mass.
  • the core 13 may fill the entire cavity 12 of the outer body 11.
  • the mass of the penetrator 10 is less than 7 kg, preferably less than 6 kg.
  • the mass of a penetrator 10 can be adjusted by the mass of the core 13 without the outer body 11 having to be adjusted.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Penetrator (10) für ein Geschoss (1) mit einem Leitwerk (3), wobei der Penetrator (10) zumindest einen endballistisch wirkenden Außenkörper (11) zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels, insbesondere eines Kampfpanzers mit reaktiver Panzerung, umfasst. Der Querschnitt des Außenkörpers (11) ist senkrecht zu einer Längsachse (L) des Außenkörpers (11) ein Hohlquerschnitt. Der Hohlquerschnitt des Außenkörpers (11) weist eine Fläche (A) auf und ein Flächenträgheitsmoment des Hohlquerschnitts gegenüber einem zumindest flächengleichen Vollquerschnitt ist erhöht, sodass der Außenkörper (11) aufgrund des erhöhten Flächenträgheitsmoments eine erhöhte Biegesteifigkeit aufweist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Penetrator, Verwendung eines Penetrators und Geschoss
Die Erfindung betrifft einen Penetrator für ein Geschoss mit einem Leitwerk. Der Penetrator umfasst zumindest einen Außenkörper, wobei der Querschnitt des Außenkörpers senkrecht zu einer Längsachse des Außenkörpers ein Hohlquerschnitt ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Penetrators zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels mit einem reaktiven Vormodul.
Ferner betrifft die Erfindung ein Geschoss mit einem Treibkäfig und einem Leitwerk, wobei das Geschoss einen solchen Penetrator umfasst.
Bei einem Penetrator handelt es sich um ein unterkalibriges Wuchtgeschoss, das seine Wirkung durch kinetische Energie erzielt. Solche Geschosse werden in der Regel von Panzern oder Artilleriewaffen mit großkalibrigen Rohrwaffen im direkten Schuss auf ein Ziel verschossen.
Moderne Zielsysteme (Schutzsysteme) russischer Panzer bestehen aus einem schweren Hauptziel und reaktiven Vormodulen (ERA - Explosive Reaktive Armour). Diese reaktiven Vormodule bestehen im Allgemeinen aus mehreren schräg angestellten Stahlplatten, die mithilfe energetischer Zwischenschichten (Sprengstofffolie) beim Auftreffen des Penetrators beschleunigt werden. Dabei interagieren die Platten des Vormoduls mit dem Penetrator.
Bisherige Penetratoren sind oftmals einstückig als massive Penetratoren ausgebildet, und weisen einen homogenen Körper auf. Solche Penetratoren sind beispielsweise aus der DE 199 48 710 A1 und der DE 40 28409 A1 bekannt.
Diese bekannten Penetratoren sind gegen halbunendliche inerte Ziele optimiert. Halbunendliche Ziele sind in diesem Zusammenhang Ziele, die sich ab einer senkrechten Fläche in eine Richtung „unendlich“ erstrecken. In der Praxis sind dies Panzerplatten genügender Breite und Tiefe, sodass keine Beeinflussung des auftreffenden Penetrators durch die freie Oberfläche erfolgt. Die Optimierung besteht darin, dass massive Penetratoren länger und schlanker sind und das Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis größer ist als zuvor. Dies geht allerdings mit einer Reduktion der Biegesteifigkeit einher, sodass diese Penetratoren beim Auftreffen auf ein Vormodul gebogen werden und durch die Vormodule von ihrer Flugbahn abgelenkt werden. Ein Eindringen in das Hauptziel ist nicht mehr möglich.
Weiterhin sind Penetratoren bekannt, die einen Außenkörper aufweisen, der senkrecht zu einer Längsachse des Außenkörpers einen Hohlquerschnitt aufweist. Solche Penetratoren sind beispielsweise aus dem Dokument DE 197 00 349 C1 bekannt und haben einen Kern, der endballistisch nicht wirksam ist und als Aufweitmedium für den Außenkörper dient. Diese Penetratoren dienen dazu, eine große Splitterwirkung zu erzielen. Hierdurch kann beispielsweise eine Bresche in eine Wand eines Gebäudes oder in eine Mauer geschossen werden oder es können Weichziele in einem gering bzw. ungepanzerten Fahrzeug effektiv bekämpft werden. Solche Penetratoren sind gegenüber Panzerungen von modernen Kampfpanzern allerdings nur wenig wirkungsvoll.
Versuche, bekannte Penetratoren zu versteifen, wurden bereits in der Vergangenheit unternommen, beispielsweise durch das Anbringen von Stabilisierungsleisten am Äußeren der Geschosse, wie aus der DE 39 32 952 A1 hervorgeht. Hierzu wurden Leitwerke über nahezu die gesamte Geschosslänge vorgesehen, was sich jedoch als unvorteilhaft hinsichtlich der aerodynamischen Eigenschaften des Geschosses erwiesen hat.
Ein Problem bei der Entwicklung von Penetratoren, ist der Zielkonflikt zwischen möglichst hoher kinetischer Energie im Ziel, die auf einer möglichst kleinen Fläche wirkt und gleichzeitiger hoher Biegesteifigkeit, sodass eine Ablenkung durch Vormodule vermieden werden kann. Wenn allgemein die Biegesteifigkeit eines Penetrators erhöht werden soll, muss der Durchmesser des Penetrators ansteigen. Dies führt jedoch zu einem höheren Gewicht und somit einer Reduktion der maximalen Geschwindigkeit des Penetrators, was aufgrund (Ekin= 1/2*m*v2) zur Folge hat, dass die kinetische Energie beim Aufschlag geringer wird. Wird die Geschwindigkeit eines Penetrators reduziert, so sinkt jedoch gleichzeitig die Leistung des Penetrators im Hauptziel.
Nachteilig bei den bekannten Penetratoren ist, dass diese nicht geeignet sind, ein gepanzertes Ziel mit reaktiven Vormodulen zu durchschlagen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Penetrator zu schaffen, der eine verbesserte Durchschlagskraft auch gegenüber gepanzerten Zielen mit Panzerungen mit reaktiven Vormodulen aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird ein Penetrator für ein Geschoss mit einem Leitwerk bereitgestellt, wobei der Penetrator zumindest einen endballistisch wirkenden Außenkörper zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels, insbesondere eines Panzers mit reaktiver Panzerung, umfasst. Der Querschnitt des Außenkörpers ist senkrecht zu einer Längsachse des Außenkörpers ein Hohlquerschnitt.
Hierdurch wird erreicht, dass der Außenkörper des Penetrators eine gegenüber einem Serienpenetrator, wie beispielsweise dem DM53 oder dem DM63 der Anmelderin, mit massivem Außenkörper gleicher Außenkörperquerschnittsfläche eine erhöhte Biegesteifigkeit aufweist, ohne dass das Gewicht des Penetrators gegenüber dem Serienpenetrator gesteigert werden muss.
Eine Bekämpfung eines gepanzerten Ziels im Sinne der Erfindung sieht eine Zerstörung eines Hauptziels vor.
Endballistisch wirkend im Sinne der Erfindung heißt, dass durch ein endballistisch wirkendes Element eine das Ziel zu zerstören geeignete, ballistische Wirkung, realisiert wird.
Das Flächenträgheitsmoment des Außenkörpers eines erfindungsgemäßen Penetrators ist gegenüber bisherigen Penetratoren erhöht, ohne dass dabei das Gewicht des Penetrators erhöht wird und ohne, dass die kinetische Energie, welche in das Hauptziel eingebracht wird, reduziert wird.
Erfindungsgemäß wird bei der Auslegung eines Penetrators über die Erhöhung des Flächenträgheitsmoments bei gleichzeitigem Beibehalten des Gewichts eine Lösung für den oben beschriebenen Zielkonflikt geschaffen, die es erlaubt, gleichermaßen einen gegenüber Vorzielen besonders biegesteifen als auch im Hauptziel wirksamen Penetrator zu schaffen.
Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Verwendung eines solchen, oder wie nachstehend beschrieben weitergebildeten, Penetrators zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels mit einem reaktiven Vormodul geschaffen.
Ferner wird erfindungsgemäß ein Geschoss mit einem Treibkäfig und einem Leitwerk geschaffen, wobei das Geschoss einen solchen, oder wie nachstehend beschrieben weitergebildeten, Penetrator umfasst.
Vorzugsweise weist der Hohlquerschnitt des Außenkörpers eine Fläche A auf und ein Flächenträgheitsmoment des Hohlquerschnitts ist gegenüber einem zumindest flächengleichen Vollquerschnitt erhöht, sodass der Außenkörper aufgrund des erhöhten Flächenträgheitsmoments eine erhöhte Biegesteifigkeit aufweist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Flächenträgheitsmoment des Penetrators gegenüber einem Serienpenetrator um zumindest 10%, vorzugsweise zumindest 25%, ferner vorzugsweise 40%, insbesondere mehr als 60%, ferner insbesondere 90%, bei gleichem oder reduziertem Gewicht erhöht ist. Durch Erhöhung des Flächenträgheitsmoment ist auch die Biegesteifigkeit erhöht.
In vorteilhafter Weiterbildung des Penetrators kann der Außenkörper ein Flächenträgheitsmoment von mehr als 20.000mm4, vorzugsweise mehr 40.000mm4, ferner vorzugsweise mehr als 60.000mm4, insbesondere mehr als 80.000mm4, und einen E-Modul, der größer als 300.000 N/mm2 aufweisen.
Hierdurch wird erreicht, dass die Biegesteifigkeit des Außenkörpers derart hoch ist, dass der Penetrator gegenüber einem anfliegenden reaktiven Vormodul einer Panzerung biegeunempfindlich genug ist, um ein Hauptziel zu durchschlagen.
In vorteilhafter Weiterbildung des Penetrators kann vorgesehen sein, dass sich der Hohlquerschnitt über zumindest 70% der Länge des Außenkörpers erstreckt.
Hierdurch wird erreicht, dass das Gewicht des Penetrators gegenüber einem Serienpenetrator nicht gesteigert wird.
In Weiterbildung des Penetrators kann vorgesehen sein, dass der Penetrator einen in dem Außenkörper angeordneten endballistisch wirkenden Kern aufweist, wobei der Kern eine geringere Dichte als der Außenkörper aufweist.
Das Verhältnis der Dichte des Außenkörpers zu der Dichte des Kerns ist vorzugsweise kleiner als 2,7.
Damit Kern und Außenkörper gemeinsam endballistisch wirken, sind diese formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Penetrators kann vorgesehen sein, dass die Masse des Penetrators unter 7kg, vorzugsweise weniger als 6kg liegt und die Masse des Penetrators durch die Masse des Kerns einstellbar ist.
Hierdurch wird erreicht, dass das Gewicht des Penetrators mit einem Außenkörper durch die Wahl eines bestimmten Kerns einstellbar ist und der Außenkörper als Massenprodukt produziert werden kann. In Weiterbildung des Penetrators kann vorgesehen sein, dass die Position des Schwerpunkts des Penetrators in Bezug seine Längsachse durch die Masse und die Position des Kerns einstellbar ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Biegesteifigkeit des Außenkörpers um zumindest 25%, vorzugsweise 50%, ferner vorzugsweise um zumindest 75%, insbesondere um zumindest 90% erhöht ist, wobei sich die Erhöhung auf existierende Serienpenetratoren bezieht.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Hohlquerschnitt des Außenkörpers ringförmig, trapezförmig oder vieleckig ausgebildet ist.
In Ausgestaltung des Penetrators kann der Kern aus einem hochfesten Material, insbesondere einem Wolfram-Schwermetall-Sinterwerkstoff oder einem hochfesten Stahl ausgebildet sein.
In Ausgestaltung des Penetrators kann der Außenkörper aus Wolfram-Schwermetall hergestellt sein.
Wolfram-Schwermetalle sind beispielsweise in der Werkstoffnorm ASTM B777-07 definiert.
In Weiterbildung des Penetrators kann vorgesehen sein, dass der Außenkörper und der Kern derart beschaffen sind, dass diese beim Auftreffen auf ein Ziel keine oder nur eine zu vernachlässigende Splitterwirkung haben.
Hierdurch wird eine gute Durchschlagswirkung im Hauptziel erreicht und eine Zersplitterung am Vorziel vermieden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Kern einen E-Modul von mehr als 70.000 N/mm2, vorzugsweise von mehr als 170.000 N/mm2, ferner vorzugsweise von mehr als 200.000 N/mm2, insbesondere von mehr als 300.000 N/mm2 aufweist.
Zudem kann der Kern eine den Außenkörper biegeversteifende Wirkung haben.
Hierdurch wird erreicht, dass der Kern ebenfalls eine biegeversteifende Wirkung auf den Penetrator hat. Somit wird die Biegesteifigkeit des Penetrators sowohl durch Erhöhen der Biegesteifigkeit des Außenkörpers als auch durch Ausbilden eines biegesteifen Kerns erhöht.
Die Dichte des Kerns beträgt vorzugsweise zumindest 7,80 g/cm3.
Die vorstehenden Werte sind lediglich Anhaltswerte für den angesprochenen Fachmann und der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf diese beschränkt. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Serienpenetrators nach Stand der Technik;
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung des Serienpentrators gemäß Fig. 1 entlang der Linie l-l;
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung eines Außenkörpers eines erfindungsgemäßen Penetrators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung des Hohlquerschnitts des Außenkörpers gemäß Fig. 3 entlang der Linie ll-ll;
Fig. 5 eine schematische Schnittdarstellung eines Außenkörpers und eines Kerns eines erfindungsgemäßen Penetrators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung des Pentrators gemäß Fig. 5 entlang der Linie III - III.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Serienpenetrators, also eines Pentrators 10, nach dem Stand der Technik. Der Penetrator 10 ist massiv ausgebildet.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Pentrators 10 gemäß Fig. 1 entlang der Linie l-l. Wie der Schnittdarstellung zu entnehmen ist, weist der Penetrator 10 keine Hohlräume auf, sondern ist einstückig massiv ausgebildet.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Außenkörpers 13 eines erfindungsgemäßen Penetrators 10 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels.
Der Penetrator 10 ist für ein Geschoss 1 mit einem Leitwerk 3 ausgebildet. Ein solches Geschoss 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Der Penetrator 10 weist zumindest einen endballistisch wirkenden Außenkörper 11 zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels, insbesondere eines Panzers mit reaktiver Panzerung, auf.
Der Querschnitt des Außenkörpers 11 ist senkrecht zu einer Längsachse L des Außenkörpers 11 ein Hohlquerschnitt. Dieser Querschnitt des Außenkörpers 11 ist entlang der Linie II - II in Fig. 4 dargestellt.
Der Hohlquerschnitt des Außenkörpers 11 weist eine Fläche A auf und ein Flächenträgheitsmoment des Hohlquerschnitts ist gegenüber einem zumindest flächengleichen Vollquerschnitt erhöht. Der Außenkörper 11 weist daher aufgrund des erhöhten Flächenträgheitsmoments eine erhöhte Biegesteifigkeit auf.
Gemäß Fig. 4 ist der Hohlquerschnitt des Außenkörpers 11 ringförmig ausgebildet. Es kann sich aber auch um einen trapezförmigen oder einen vieleckigen Hohlquerschnitt handeln.
Die Biegesteifigkeit des Außenkörpers des erfindungsgemäßen Penetrators ist im Wesentlichen von zwei Parametern abhängig, nämlich dem Flächenträgheitsmoment und dem E-Modul.
Der Außenkörper 11 des Penetrators 1 weist dazu ein Flächenträgheitsmoment von mehr als 20.000mm4, vorzugsweise mehr als 40.000mm4, ferner vorzugsweise mehr als 60.000mm4, insbesondere mehr als 80.000 mm4 auf, und der E-Modul ist größer als 300.000 N/mm2.
Als Werkstoff für den Außenkörper 11 des Penetrators 1 wird vorzugsweise ein Wolframschwermetall verwendet.
Vorzugsweise erstreckt sich der Hohlquerschnitt über zumindest 70% der Länge des Außenkörpers 11 des Penetrators 1 . Gemäß Fig. 4 ist der Hohlquerschnitt über den gesamten zylindrischen bzw. nahezu zylindrischen Bereich des Außenkörpers 11 angeordnet.
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Außenkörpers 11 und eines Kerns 13 eines erfindungsgemäßen Penetrators 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform basiert auf der ersten Ausführungsform und unterscheidet sich dadruch, dass in dem Außenkörper 11 des Penetrators 1 ein Kern 13 angeordnet ist. Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Pentrators 1 gemäß Fig. 5 entlang der Linie III - III.
Der Penetrator 10 weist einen in dem Außenkörper 11 angeordneten endballistisch wirkenden Kern 13 auf. Der Kern 13 hat eine den Außenkörper 11 biegeversteifende Wirkung.
Damit der Außenkörper 11 und der Kern beide zusammen endballistisch wirken, sind diese formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden.
Der Kern 13 ist beispielsweise aus einem hochfesten Material, insbesondere einem Wolframschwermetall-Sinterwerkstoff oder einem hochfesten Stahl, ausgebildet.
Die Dichte des Außenkörpers 11 ist höher als die Dichte des Kerns 13. Das Verhältnis der Dichte des Außenkörpers 11 zu der Dichte des Kerns 13 ist vorzugsweise kleiner als 2,7. Der Kern 13 weist eine geringere Dichte als der Außenkörper 11 auf.
Weiterhin weist der Kern 13 einen E-Modul von mehr als 70.000N/mm2, vorzugsweise von mehr als 170.000 N/mm2, vorzugsweise von mehr als 200.000 N/mm2, insbesondere von mehr als 300.000 N/mm2 auf.
Gemäß Fig. 5 erstreckt sich der Kern 13 nur über einen Teil der Länge des Hohlraums 12 innerhalb des Außenkörpers 11. Durch eine Positionierung des Kerns 13 innerhalb des Außenkörpers 11 kann Position des Schwerpunkts des Penetrators 10 in Bezug seine Längsachse L eingestellt werden. Die geschieht einerseits durch die Position des Kerns 13 innerhalb des Außenkörpers 11 und andererseits durch seine Masse.
Es ist aber auch möglich, dass der Kern 13 den ganzen Hohlraum 12 des Außenkörpers 11 ausfüllt.
Die Masse des Penetrators 10 liegt unter 7kg, vorzugsweise weniger als 6kg. Die Masse eines Penetrators 10 lässt sich durch die Masse des Kerns 13 einstellen, ohne dass der Außenkörper 11 angepasst werden muss.
BEZUGSZEICHEN LISTE
I Geschoss
3 Leitwerk
10 Penetrator
I I Außenkörper
12 Hohlraum
13 Kern
A Hohlquerschnitt

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1 . Penetrator (10) für ein Geschoss (1 ) mit einem Leitwerk (3), wobei der Penetrator (10) zumindest einen endballistisch wirkenden Außenkörper (11) zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels, insbesondere eines Panzers mit reaktiver Panzerung, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Außenkörpers (11) senkrecht zu einer Längsachse (L) des Außenkörpers (11) ein Hohlquerschnitt ist.
2. Penetrator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlquerschnitt des Außenkörpers (11 ) eine Fläche (A) aufweist und ein Flächenträgheitsmoment des Hohlquerschnitts gegenüber einem flächengleichen und/oder größerem Vollquerschnitt erhöht ist, sodass der Außenkörper (11) aufgrund des erhöhten Flächenträgheitsmoments eine erhöhte Biegesteifigkeit aufweist.
3. Penetrator (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (11) ein Flächenträgheitsmoment von mehr als 20.000mm4, vorzugsweise mehr als 40.000mm4, ferner vorzugsweise mehr als 60.000mm4, insbesondere mehr als 80.000 mm4, und der E-Modul größer als 300.000 N/mm2 ist.
4. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlquerschnitt über zumindest 70% der Länge des Außenkörpers (11) erstreckt.
5. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Penetrator (10) einen in dem Außenkörper (11) angeordneten endballistisch wirkenden Kern (13) aufweist, wobei der Kern (13) eine geringere Dichte als der Außenkörper (11) aufweist.
6. Penetrator (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Penetrators (10) unter 7kg, vorzugsweise weniger als 6kg liegt, wobei die Masse des Penetrators (10) durch die Masse des Kerns (13) einstellbar ist.
7. Penetrator (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Schwerpunkts des Penetrators (10) in Bezug seine Längsachse (L) durch die Masse und die Position des Kerns (13) innerhalb des Außenkörpers (11) einstellbar ist.
8. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegesteifigkeit des Außenkörpers (11) um zumindest 25%, vorzugsweise 50%, ferner vorzugsweise um zumindest 75%, insbesondere um zumindest 90% erhöht ist.
9. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlquerschnitt des Außenkörpers (11) ringförmig, trapezförmig oder vieleckig ist.
10. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (13) aus einem hochfesten Material, insbesondere einem Wolframschwermetall-Sinterwerkstoff oder einem hochfesten Stahl, ausgebildet ist.
11. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (11) und der Kern (13) derart beschaffen sind, dass beim Auftreffen auf ein Ziel keine oder nur eine zu vernachlässigende Splitterwirkung haben.
12. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (13) ein E-Modul von mehr als 70.000N/mm2, vorzugsweise von mehr als 170.000N/mm2, ferner vorzugsweise von mehr als 200.000 N/mm2, insbesondere von mehr als 300.000 N/mm2 aufweist.
13. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (13) eine den Außenkörper (11) biegeversteifende Wirkung hat.
14. Verwendung eines Penetrators (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels mit reaktiver Panzerung, insbesondere eines Kampfpanzers mit reaktiver Panzerung.
15. Geschoss (1) mit einem Treibkäfig und einem Leitwerk (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Geschoss (1) einen Penetrator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
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