JP2022543672A

JP2022543672A - 侵徹体、侵徹体の使用及び発射体

Info

Publication number: JP2022543672A
Application number: JP2022507759A
Authority: JP
Inventors: ベルク、マーティン
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2019-08-15
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2022-10-13
Also published as: KR20220044820A; IL290631A; WO2021028101A1; DE102019121984A1; US20220333907A1; EP4014007A1; US11703310B2

Abstract

本発明は、尾部アセンブリ（３）を備えた発射体（１）のための侵徹体（１０）に関し、ここで、侵徹体（１０）は、装甲ターゲット、特に反応装甲を備えた戦車を攻撃するために、終末弾道的に作用する少なくとも１つの外殻体（１１）を含む。外殻体（１１）の縦軸（Ｌ）に直交する外殻体（１１）の断面は中空断面である。外殻体（１１）の中空断面は、面積（Ａ）を有し、中空断面の面積慣性モーメントは、少なくとも等しい面積の中実断面に比べて増加するため、外殻体（１１）は、増加した面積慣性モーメントのために増加した曲げ剛性を有する。【選択図】なし

Description

本発明は、尾部アセンブリを有する発射体(projectile)用の侵徹体(penetrator)に関する。前記侵徹体は、少なくとも１つの外殻体(outer body)を含み、前記外殻体の縦軸に垂直な前記外殻体の断面は、中空断面である。

加えて、本発明は、反応装甲モジュールを有する装甲ターゲットを攻撃するためのそのような侵徹体の使用に関する。

さらに、本発明は、装弾筒(sabot)及び尾部アセンブリを備えた発射体に関し、発射体は、そのような侵徹体を含む。

侵徹体は、運動エネルギを通じてその効果を達成する縮射口径(sub-caliper)運動エネルギ発射体である。このような発射体は、通常、大口径の銃を備えた戦車や大砲によって、標的に直接に発射される。

ロシアの戦車の現代の目標システム（防護システム）は、重い主ターゲットと反応性被覆モジュール(ＥＲＡ－爆発性反応性装甲）で構成されている。これらの反応装甲モジュールは、一般に、ある角度に設定された複数の鋼板から成り、侵徹体の衝撃時に高エネルギ中間層（爆発性皮膜）の助けを借りて加速される。このプロセスでは、装甲モジュールのプレートが侵徹体と相互作用する。

従来の侵徹体は、中実侵徹体として一体に設計されることが多く、均質な本体を有する。このような侵徹体は、例えば、ＤＥ１９９４８７１０Ａ１及びＤＥ４０２８４０９Ａ１から知られている。

これらの既知の侵徹体は、半無限不活性ターゲットに対して最適化されている。この文脈における半無限ターゲットは、垂直な表面から一方向に「無限に」延びるターゲットである。実際には、これらは、衝突する侵徹体への自由表面による影響がない程度に十分な幅及び深さの装甲板である。中実侵徹体における最適化は、以前のものよりも長く、細く、且つ長さと直径の比を高くすることをその内容とする。しかしながら、このことは、曲げ剛性の減少と関連しており、従って、これらの侵徹体は、装甲モジュールとの衝撃で曲がり、且つ装甲モジュールによって飛行経路から逸れる。メインターゲットを貫通することは最早不可能である。

加えて、侵徹体は、外殻体の縦軸に垂直な中空断面を有する外殻体を有することが知られている。このような侵徹体は、例えば、文献ＤＥ１９７００３４９Ｃ１から公知であり、終末弾道効果を有さず、外殻体の膨張媒体として機能するコアを有する。これらの侵徹体は高い断片化効果を達成する役目を果たす。この手段により、例えば、建物の壁や衝壁内において突破口を開いたり、軽装甲車両や非装甲車両の軟らかいターゲットを効果的に攻撃したりすることができる。しかし、このような侵徹体は、現代の戦車の装甲に対しては限定的な効果しか有しない。

例えば、ＤＥ３９３２９５２Ａ１から明らかなように、既に、既知の侵徹体を補強する試みが、発射体の外部に安定化ストリップを適用することによってなされている。発射体の空力特性に関して不利であることが証明されているものの、この目的のために、発射体のほぼ全長に亘って尾部アセンブリが設けられた。

侵徹体の開発における１つの問題は、目標においてできるだけ小さな表面に作用する可能な限り高い運動エネルギと、同時に装甲モジュールによるたわみを回避できるようにする高い曲げ剛性との間の目標の矛盾である。一般に、侵徹体の曲げ剛性を大きくする場合は、侵徹体の直径を大きくする必要がある。しかしながら、このことは、より高い重量をもたらし、従って、侵徹体の最高速度の低下をもたらし、（Ｋ．Ｅ．＝１／２＊ｍ＊ｖ^２）の理由から衝撃時の運動エネルギがより小さくなるという結果をもたらす。しかしながら、侵徹体の速度が低下すると、主ターゲットにおける侵徹体の有効性も同時に低下する。

既知の侵徹体の欠点は、それらが反応装甲モジュールを有する装甲ターゲットを貫通させるのに適していないことである。

ＤＥ１９９４８７１０Ａ１ＤＥ４０２８４０９Ａ１ＤＥ１９７００３４９Ｃ１ＤＥ３９３２９５２Ａ１

したがって、本発明の目的は、反応装甲モジュール付きの装甲を有する装甲ターゲットに対してさえも貫通力を改善した侵徹体を作製することである。

この目的は、請求項１の特徴によって達成される。有利な実施形態及び改良は、従属クレームの主題である。

本発明によれば、尾部アセンブリを備えた発射体用の侵徹体が提供され、ここで、前記侵徹体は、装甲ターゲット、特に反応装甲を備えた戦車を攻撃するための終末弾道方式で作用する少なくとも１つの外殻体を含む。外殻体の縦軸に垂直な外殻体の断面は中空断面である。

このことにより、侵徹体の重量を、生産されている侵徹体(a production penetrator)と比較して増加させる必要なしに、侵徹体の外殻体が、同じ外殻体断面積の中実の外殻体を有する、出願人のＤＭ５３又はＤＭ６３のような生産されている侵徹体と比較して、増加した曲げ剛性を有するという結果が達成される。

本発明の意味する「装甲ターゲットを攻撃すること」は、主ターゲットの破壊を提供する。

本発明の意味内で「終末弾道的に作用する」とは、終末弾道的に作用する要素によって、ターゲットを破壊するのに適した弾道効果が達成されることを意味する。

本発明による侵徹体の外殻体の面積慣性モーメントは、侵徹体の重量を増加させることなく、かつ主ターゲットに導入される運動エネルギを減少させることなく、従来の侵徹体と比較して増加する。

本発明によれば、侵徹体の設計において同じ重量を同時に維持しながら面積慣性モーメントを増加させることにより、上述した目標の矛盾に対する解決策を達成することができ、これにより、特にプレターゲット構造に対する曲げ（bending vis-a-vis pre-target）に対して耐性を有し、かつ主ターゲットに対しても有効な侵徹体を作ることが可能となる。

更に、本発明によれば、反応装甲モジュールを有する装甲ターゲットを攻撃するために、このような侵徹体、又は後述するような改良された侵徹体の使用が創出される。

更に、本発明によれば、装弾筒及び尾部アセンブリを備えた発射体が作成され、ここで、発射体は、以下に説明するように、そのような侵徹体又は改良された侵徹体を含む。

好ましくは、外殻体の中空断面は、面積Ａを有し、中空断面の面積慣性モーメントは、少なくとも等しい面積の中実断面に比べて増加し、その結果、外殻体は、増加した面積慣性モーメントのために増加した曲げ剛性を有する。

加えて、侵徹体の面積慣性モーメントを、生産されている侵徹体と比較して、同じ重量又はより少ない重量で少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２５％、更に好ましくは４０％、特に６０％、更には９０％増加させるようにすることができる。面積慣性モーメントを増加させると、曲げ剛性も増加する。

侵徹体の有利な改善において、外殻体は、２０，０００ｍｍ^４を超え、好ましくは４０，０００ｍｍ^４を超え、さらに好ましくは６０，０００ｍｍ^４を超え、特に８０，０００ｍｍ^４を超える面積慣性モーメントと、３００，０００Ｎ／ｍｍ^２を超える弾性率と、を有し得る。

このことにより、外殻体の曲げ剛性が、侵徹体が主ターゲットを貫通するために、接近する反応装甲モジュールに関して曲げに対して十分に鈍感であるほど十分に高いという結果が達成される。

侵徹体の有利な改良において、外殻体の長さの少なくとも７０％にわたって中空断面が延びるように設けることができる。

このことにより、侵徹体の重量が生産されている侵徹体に比べて増加しないという結果が達成される。

侵徹体の改良として、侵徹体が、外殻体内に配置され、終末弾道方式で作用するコアを有し、コアが外殻体よりも低い密度を有するようにすることができる。

また、コアの密度に対する外殻体の密度の比は２．７未満であることが好ましい。

コア及び外殻体は、終末弾道方式で作用するために互いにインターロック及び／又は摩擦及び／又は一体式に接合される。

侵徹体の有利な実施形態において、侵徹体の質量は７ｋｇ未満、好ましくは６ｋｇ未満であり、侵徹体の質量は、コアの質量を通して調整できるようにすることができる。

これにより、特定のコアの選定により、外殻体付き侵徹体の重量調整が可能となり、外殻体が量産品として生産可能となるという結果が達成される。

侵徹体の改良として、侵徹体の縦軸との関係における重心の位置を、コアの質量及び位置を介して調整することができるようにすることが提供される。

外殻体の曲げ剛性は、少なくとも２５％、好ましくは５０％、さらに好ましくは少なくとも７５％、特に少なくとも９０％増加させることができ、ここで、この増加は、既存の生産されている侵徹体に対する増加である。

さらに、外殻体の中空断面を環状、台形、又は多角形の設計とすることができる。

侵徹体の実施形態において、コアは、高強度材料、特にタングステン、重金属焼結材料又は高強度鋼で作ることができる。

侵徹体の一実施形態において、外殻体は、タングステン重金属から製造することができる。

タングステン重金属は、例えば、ＡＳＴＭＢ７７７－０７材料規格に定義されている。

侵徹体の改良において、外殻体及びコアが、ターゲットとの衝撃に際して断片化効果を有しないか、又は無視できる程度の断片化効果しか有しないようにすることができる。

このようにして、主ターゲットにおける良好な貫通効果が達成され、プレターゲット構造におけるフラグメンテーションが回避される。

さらに、コアが、７０，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、好ましくは１７０，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは２００，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、特に３００，０００Ｎ／ｍｍ^２以上の弾性率を有するようにすることができる。

さらに、コアは、外殻体が曲げに対してより抵抗する効果を有し得る。

これにより、コアが同様に侵徹体に作用して、曲げに対してより抵抗するという結果が達成される。その結果、侵徹体の曲げ剛性は、外殻体の曲げ剛性を増加させることと、耐屈曲性コアを形成することの両方によって増加する。

コアの密度は、好ましくは少なくとも７．８０ｇ／ｃｍ^３である。

上記の値は、当業者にとって単に推奨される値であり、発明の主題はこれらの値に限定されるものではない。

本発明のさらなる詳細及び利点は、図に基づいて説明される以下の例示的実施形態から明らかである。

従来技術による生産されている侵徹体の概略断面図である。図１による生産されている侵徹体のＩ－Ｉ線に沿った概略断面図である。第１の例示的な実施形態に従った本発明による侵徹体の外殻体の概略断面図である。 II－II線に沿った図３による外殻体の中空断面の模式的断面図である。第２の例示的な実施形態による、本発明による侵徹体の外殻体及びコアの概略断面図である。図５による侵徹体のIII－III線に沿った概略断面図である。

図１は、従来技術による、生産されている侵徹体、すなわち、侵徹体１０の概略断面図を示す。侵徹体１０は、中実状の設計とされている。

図２は、図１による侵徹体１０の線Ｉ－Ｉに沿った概略断面図を示す。断面表示から明らかなように、侵徹体１０は空洞を有さず、代わりに１つの中実片として設計される。

図３は、第１の例示的な実施形態に従った、本発明による侵徹体１０の外殻体１３の概略断面図を示す。

侵徹体１０は、尾部アセンブリ３を有する発射体１のために設計される。このような発射体１を図３に示す。侵徹体１０は、装甲ターゲット、特に反応装甲を備えた戦車を攻撃するための末端弾道方式で作用する少なくとも１つの外殻体１１を有する。

外殻体１１の縦軸Ｌに直交する外殻体１１の断面は中空断面である。

外殻体１１のこの断面は、図４のII - II線に沿って示されている。

外殻体１１の中空断面は、面積Ａを有し、中空断面の面積慣性モーメントは、少なくとも等しい領域の中実断面に比べて増加する。従って、外殻体１１は、増加した面積慣性モーメントのために、増加した曲げ剛性を有する。

図４によれば、外殻体１１の中空断面は、設計上環状である。ただし、台形又は多角形の中空断面も可能である。

本発明による侵徹体の外殻体の曲げ剛性は、本質的に、２つのパラメータ、すなわち、面積慣性モーメント及び弾性係数に依存する。

この目的のために、侵徹体１の外殻体１１は、２０，０００ｍｍ^４以上、好ましくは４０，０００ｍｍ^４以上、さらに好ましくは６０，０００ｍｍ^４以上、特に８０，０００ｍｍ^４以上の面積慣性モーメントを有し、弾性係数は３００，０００Ｎ／ｍｍ^２より大きい。

侵徹体１の外殻体１１の材料としては、タングステン重金属が好ましく用いられる。

好ましくは、中空断面は、侵徹体１の外殻体１１の長さの少なくとも７０％にわたって延在する。図４によれば、中空断面は、外殻体１１の円筒状又はほぼ円筒状の領域の全体にわたって配置されている。

図５は、本発明の第２の実施形態による侵徹体１の外殻体１１及びコア１３の概略断面図を示す。第２の実施形態は、第１の実施形態に基づいており、侵徹体１の外殻体１１の内部にコア１３が配置されている点で、これと異なる。図６は、図５による侵徹体１のIII - III線に沿った断面模式図を示す。

侵徹体１０は、外殻体１１に配置され、終末弾道的に作用するコア１３を有する。このコア１３は、外殻体１１を曲げにくくする効果がある。

外殻体１１とコアとの両方が、終末弾道方式で互いに作用するために、それらは、インターロック及び／又は摩擦及び／又は一体の方式で互いに接合される。

このコア１３は、例えば高強度材料、特にタングステン重金属焼結材や高強度鋼から作られる。

外殻体１１の密度はコア１３の密度よりも高い。また、コア１３の密度に対する外殻体１１の密度の比は２．７未満であることが好ましい。

コア１３は、外殻体１１よりも密度が低い。

さらに、コア１３は、７０，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、好ましくは１７０，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、好ましくは２００，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、特に３００，０００Ｎ／ｍｍ^２以上の弾性率を有する。

図５によれば、コア１３は、外殻体１１内のキャビティ１２の長さの一部のみにわたって延在している。侵徹体１０の重心位置は、その長手軸線Ｌとの関係で、コア１３を外殻体１１の内部に位置決めすることによって調整することができる。これは、一方では外殻体１１内のコア１３の位置に起因して、他方ではその質量に起因して発生する。

ただし、コア１３が外殻体１１のキャビティ１２全体を埋めることも可能である。

侵徹体１０の質量は７ｋｇ未満、好ましくは６ｋｇ未満である。侵徹体１０の質量は、コア１３の質量を通して調整することができ、外殻体１１を適応させる必要はない。

１発射体
３尾部アセンブリ
１０侵徹体
１１外殻体
１２キャビティ
１３コア
Ａ中空断面

Claims

発射体（１）のための尾部アセンブリ（３）を有する侵徹体（１０）であって、前記侵徹体（１０）は、装甲ターゲット、特に反応装甲を有する戦車の攻撃のために終末弾道的に作用する外殻体（１１）を有し、前記外殻体（１１）は、前記外殻体（１１）の縦軸（Ｌ）に対して垂直な断面が中空断面であることを特徴とする侵徹体（１０）。
前記外殻体（１１）の中空断面は面積（Ａ）を有し、前記中空断面の面積慣性モーメントは、同等及び／又はそれ以上の面積の中実断面に比べて増加し、したがって前記外殻体（１１）は、増加した面積慣性モーメントのために増加した曲げ剛性を有することを特徴とする請求項１に記載の侵徹体（１０）。
前記外殻体（１１）の面積慣性モーメントは２０，０００ｍｍ^４以上であり、好ましくは４０，０００ｍｍ^４以上、さらに好ましくは６０，０００ｍｍ^４以上、特に８０，０００ｍｍ^４以上であって、且つ弾性率が３００，０００ｎ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の侵徹体（１０）。
前記中空断面が前記外殻体（１１）の長さの少なくとも７０％にわたって延びていることを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載の侵徹体（１０）。
前記侵徹体（１０）は、前記外殻体（１１）の内部に配置され、終末弾道的に作用するコア（１３）を有し、前記コア（１３）は、前記外殻体（１１）よりも低い密度を有することを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の侵徹体（１０）。
前記侵徹体（１０）の質量は７ｋｇ未満、好ましくは６ｋｇ未満であって、前記侵徹体（１０）の質量を前記コア（１３）の質量を介して調整することができる請求項５に記載の侵徹体（１０）。
前記侵徹体（１０）の重心の、その長手方向軸線（Ｌ）に対する位置は、前記外殻体（１１）内の前記コア（１３）の質量及び位置を介して調整可能であることを特徴とする請求項５又は６のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）。
前記外殻体（１１）の曲げ剛性は、少なくとも２５％、好ましくは５０％、さらに好ましくは少なくとも７５％、特に少なくとも９０％増加することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）。
前記外殻体（１１）の中空断面が環状、台形、又は多角形であることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）。
前記コア（１３）は高強度材料、特にタングステン重焼結金属材料又は高強度鋼からなることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）。
前記外殻体（１１）及び前記コア（１３）は、ターゲットとの衝撃に際して断片化効果を有しないか、又は無視できる程度の断片化効果しか有しないように作られていることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）。
前記コア（１３）が７０，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、好ましくは１７０，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、さらに好ましくは２００，０００Ｎ／ｍｍ^２以上、特に３００，０００Ｎ／ｍｍ^２以上の弾性率を有することを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）。
コア（１３）が外殻体（１１）を曲げにくくする効果を有することを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）。
反応装甲を有する装甲ターゲット、特に反応装甲を有する戦車を攻撃するための請求項１～１３のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）の使用。
請求項１～１３のいずれか１項に記載の侵徹体（１０）を有することを特徴とする、装弾筒と尾部アセンブリ（３）を備える発射体（１）。