NO161401B

NO161401B - HYBRID EXPLOSION AND USE OF THIS.

Info

Publication number: NO161401B
Application number: NO85852234A
Authority: NO
Inventors: Joseph Marer
Original assignee: Brind Anstalt Ind
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1989-05-02
Also published as: NO852234L; DE159353T1

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en hybrid sprengstoffenhet omfattende et deksel, en sprengstoffladning i dekselet, som ved sin øvre ende avgrenser et oppoverrettet hulrom, et tallerkenformet element som danner en foring i hulrommet, en hul metallsylinder som er innleiret i ladningen og strekker seg gjennom midten av det tallerkenformede element, et hylster av inert materiale som omgir sylinderen og et initieringspunkt. The present invention relates to a hybrid explosive device comprising a cover, an explosive charge in the cover, which at its upper end defines an upwardly directed cavity, a plate-shaped element forming a liner in the cavity, a hollow metal cylinder embedded in the charge and extending through the center of the dish-shaped element, a sheath of inert material surrounding the cylinder and an initiation point.

Kjente sprengstoffenheter som benyttes i forbindelse med anti-tankminer ved ventral virkning, krever for det formål å funksjonere tilfredsstillende en hjelpeladning som før detoneringen av hovedladningen fjerner jord som dekker den nedgravde mine. Dessuten vil delene av minen i eksplosjonssonen for den hule ladning, ødelegge eksplosjonsmønsteret og dermed den penetrerende virkning eller inntrengningsvirkning. I praksis vil det å fremskaffe en hjelpeladning medføre flere problemer, blant annet innstilling av tidsforsinkelsen for detonasjon av hovedladning i forhold til hjelpeladning og av kraften på hjelpeladningen. Andre problemer er av ekstern natur og skyldes forskjellige typer terreng hvor miner kan være nedgravet, idet terrenget kan variere fra ekstrem mobilitet for sandterreng til ekstrem hardhet hos frossent terreng. Known explosive devices that are used in connection with anti-tank mines by ventral action require for that purpose to function satisfactorily an auxiliary charge which, before the detonation of the main charge, removes soil covering the buried mine. Moreover, the parts of the mine in the explosion zone of the hollow charge will destroy the explosion pattern and thus the penetrating effect or penetrating effect. In practice, providing an auxiliary charge will entail several problems, including setting the time delay for detonation of the main charge in relation to the auxiliary charge and of the force on the auxiliary charge. Other problems are of an external nature and are due to different types of terrain where mines can be buried, as the terrain can vary from extreme mobility for sandy terrain to extreme hardness for frozen terrain.

I GB patentpublikasjon 2.039.008A er der omtalt en sprengstoffenhet som spesielt er tenkt brukt i forbindelse med anti-tankprosjektiler omfattende i det minste to hule tandem-ladninger med forskjellig styrke som virker i kaskade, idet den ene ladning først antennes og utgjør drivladningen anordnet bak hovedladningen som er en eneste tennladning i form av et kjeglestumpformet, ringformet legeme for tenning av begge ladninger. Eksplosjonen fra drivladningen er innrettet til å passere gjennom en aksial åpning og således trenge inn i hovedladningen. Systemet antennes ved hjelp av en enkelt tennladningsenhet som blir utløst av en detonator. En skjerm som er anordnet mellom tennladningsenheten og drivladningen, har den virkning at detonsasjonsbølgen som fremskaffes av drivladningen, overføres til hovedladningen ved hjelp av et pyroteknisk rele som funksjonerer enten som en "akselerator" GB patent publication 2.039.008A describes an explosive unit which is specifically intended to be used in connection with anti-tank projectiles comprising at least two hollow tandem charges of different strengths which act in cascade, one charge being ignited first and forming the propellant charge arranged behind the main charge which is a single ignition charge in the form of a frusto-conical, ring-shaped body for igniting both charges. The explosion from the propellant charge is arranged to pass through an axial opening and thus penetrate the main charge. The system is ignited by means of a single fuze charge unit which is triggered by a detonator. A screen arranged between the igniter unit and the propellant charge has the effect of transferring the detonation wave produced by the propellant charge to the main charge by means of a pyrotechnic relay which functions either as an "accelerator"

eller "retarderingsenhet", og som er beskyttet av skjermen. or "retarder device", and which is protected by the screen.

Sveitsisk patentpublikasjon 475.543 vedrører en hulladning for anti-tank-landminer. Den eksplosive ladning rommes i et deksel som er lukket av en konisk innsats som danner en vinkel på hovedsakelig 90°( og som er anordnet over den hule ladning, idet toppunktet for den koniske innsats er avkappet og erstattet av en konus av inert materiale. Swiss Patent Publication 475,543 relates to a hollow charge for anti-tank landmines. The explosive charge is contained in a cover which is closed by a conical insert which forms an angle of mainly 90° and which is arranged above the hollow charge, the apex of the conical insert having been cut off and replaced by a cone of inert material.

I tysk patentpublikasjon 19 01 472 C er der omtalt et spreng-hode for stridstanker omfattende to hulladninger (primær og sekundær) som blir aktivert den ene etter den annen. Dekselet som rommer hulladningen, er lukket ved sin nedre ende ved hjelp av en skive som holdes i stilling ved en holdering. Et element er plassert i et aksialt hull dannet i skiven, og et punkt i midten av en transmisjonsplate strekker seg inn i nevnte element. Den bakre flate av primærladningen definerer et hulrom som er innrettet til å motta en deflektor omfattende to deler av inert materiale. German patent publication 19 01 472 C describes a warhead for battle tanks comprising two hollow charges (primary and secondary) which are activated one after the other. The cover, which houses the hollow charge, is closed at its lower end by means of a disk held in position by a retaining ring. An element is placed in an axial hole formed in the disk, and a point in the center of a transmission plate extends into said element. The rear face of the primary charge defines a cavity adapted to receive a deflector comprising two pieces of inert material.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å skaffe en hybrid sprengstoffenhet, spesielt for anti-tankminer med en vertikal virkning som muliggjør inntrengning i beskyttelses-platen på undersiden av tanker selv om minene er nedgravet og dekket med et jordlag som er 10-20 cm tykt. Prosjektilet som kommer ut fra sprengstoffenheten ifølge den foreliggende oppfinnelse, blir aktivert ved vekselvirkning mellom detona-sjonsbølger og egnede inerte materialer. Det er istand til å bibeholde sin inntrengningsevne svarende til en avstand på flere meter fra detonasjonspunktet for den eksplosive ladning, selv om det er nødvendig for prosjektilet å forsere jordlag av flere desimeter tykkelse når enheten eksploderer. An aim of the present invention is to provide a hybrid explosive device, especially for anti-tank mines with a vertical effect which enables penetration of the protective plate on the underside of tanks even if the mines are buried and covered with a layer of earth 10-20 cm thick . The projectile that emerges from the explosive unit according to the present invention is activated by interaction between detonation waves and suitable inert materials. It is able to maintain its penetrating ability corresponding to a distance of several meters from the detonation point of the explosive charge, even if it is necessary for the projectile to force through layers of soil several decimeters thick when the device explodes.

Således er der i henhold til den foreliggende oppfinnelse tilveiebragt en hybrid sprengstoffenhet av den innledningsvis nevnte type, som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene. Thus, according to the present invention, a hybrid explosive unit of the type mentioned at the outset, which is characterized by what appears in the claims, has been provided.

Uttrykkene "øvre" og "nedre" refererer seg til retninger når minen er nedgravd for bruk. The terms "upper" and "lower" refer to directions when the mine is buried for use.

To utførelsesformer for en hybrid sprengstoffenhet ifølge den foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet under henvisning til den vedføyde tegning, hvor: Fig. 1 er et aksialt snitt gjennom den første utførelses-f orm, Two embodiments of a hybrid explosive unit according to the present invention will now be described with reference to the attached drawing, where: Fig. 1 is an axial section through the first embodiment,

fig. 2 er et aksialt snitt gjennom den annen utførelses-f orm. fig. 2 is an axial section through the second embodiment.

De enheter som er vist på fig. 1 og 2, omfatter hver en hul sprengstoffladning 1 (f.eks. trinitroluen (TNT) eller cyklonit (T4)), antydet med et prikket område på figurene, et deksel 2 med en åpen øvre ende, en plate 3 av inert materiale, f.eks. plast, keramikk eller metall, en rørformet metallsylinder 4 innsatt i ladningen 1 og omgitt av et hylster av inert materiale 8, f.eks. harpiks på platen 3, et tallerkenformet metallelement 5 som danner en foring for hulrommet i ladningen, og et lokk 6, fortrinnsvis av syntetisk materiale, som lukker toppenden av dekselet. Metallsylinderen 4 kan være av en slik lengde, f.eks. vist ved utførelsesformen på fig. 1, at det øvre endeparti ligger på linje med det tallerkenformede element 5, eller, slik det er vist ved utførelsesformen på fig. 2, strekker seg over det tallerkenformede element 5 avhengig av den ønskede lengde av eksplosjonen. Alle deler på de viste enheter, når man ser dem ovenfra, har ringformede tverrsnitt. The units shown in fig. 1 and 2, each comprises a hollow explosive charge 1 (e.g. trinitroluene (TNT) or cyclonite (T4)), indicated by a dotted area in the figures, a cover 2 with an open upper end, a plate 3 of inert material, e.g. plastic, ceramic or metal, a tubular metal cylinder 4 inserted into the charge 1 and surrounded by a casing of inert material 8, e.g. resin on the plate 3, a plate-shaped metal element 5 which forms a lining for the cavity in the charge, and a lid 6, preferably of synthetic material, which closes the top end of the cover. The metal cylinder 4 can be of such a length, e.g. shown by the embodiment in fig. 1, that the upper end portion lies in line with the plate-shaped element 5, or, as shown in the embodiment in fig. 2, extends over the plate-shaped element 5 depending on the desired length of the explosion. All parts of the units shown, when viewed from above, have annular cross-sections.

Platen 3 har en dobbelt funksjon: for det første å funksjonere som en demper for de resulterende sjokkbølger og for det annet som en spredelinse. The plate 3 has a double function: firstly to function as a damper for the resulting shock waves and secondly as a diffusing lens.

Platens 3 første funksjon skal nå beskrives. Platen krysses av en sjokkbølge som dannes under påvirkning av en direkte de tonas jonsbølge O^j- som selv er dannet ved 7 (tenn- eller initieringspunkt) og vandrer med en hastighet Vd^ avhengig av det eksplosive materiale som benyttes. Når den passerer gjennom platen 3, blir sjokkbølgen dempet og er i stand til å bevirke en eksplosjon under platen 3, som har større diameter enn metallsylinderen 4, slik at der derved fremskaffes en detona-sjonsbølge 0Dr med liten kraft, som vandrer i det eksplosive materiale i hulladningen 1 i den umiddelbare nærhet av metallsylinderen 4 med en hastighet Vd2 mindre enn Vd]_. Metallsylinderen 4 har en tendens under påvirkning av detona-sjonsbølgen med en hastighet Vd2 til å bli komprimert og skaffe en direkte høyhastighetseksplosjon langs linjen for aksen X-X. The first function of the plate 3 will now be described. The plate is crossed by a shock wave which is formed under the influence of a direct ion wave O^j- which itself is formed at 7 (ignition or initiation point) and travels with a speed Vd^ depending on the explosive material used. When it passes through the plate 3, the shock wave is attenuated and is able to cause an explosion under the plate 3, which has a larger diameter than the metal cylinder 4, so that thereby a detonation wave 0Dr of low power is produced, which travels in the explosive material in the hollow charge 1 in the immediate vicinity of the metal cylinder 4 with a velocity Vd2 less than Vd]_. The metal cylinder 4 tends under the influence of the detonation wave with a speed Vd2 to be compressed and to obtain a direct high-speed explosion along the line of the axis X-X.

For det formål å oppnå optimal inntrengning i den gjenstand som skal ødelegges, må eksplosjonen være både stabil og ha stabil hastighet. For å oppnå best mulig stabilitet er det vesentlig at spredehastigheten for detonasjonsbølgen i metallsylinderen 4 er noe mindre enn eller i det minste lik lydhastigheten i det materiale som utgjør sylinderen 4. Det er av denne grunn at metallsylinderen 4 er omgitt av et hylster av inert materiale 8. In order to achieve optimal penetration into the object to be destroyed, the explosion must be both stable and have a stable speed. In order to achieve the best possible stability, it is essential that the propagation speed of the detonation wave in the metal cylinder 4 is somewhat less than or at least equal to the speed of sound in the material that makes up the cylinder 4. It is for this reason that the metal cylinder 4 is surrounded by a casing of inert material 8.

Et fall i hastigheten Vd2 i metallsylinderen 4 er naturligvis avhengig av egenskapen hos det materiale som brukes for hylsteret 8 og dettes tykkelse. Dette hylster kan være sylindrisk, som vist på fig. 1 og 2, eller det kan ha en kjeglestumpform som er smalere ved den ende som ligger i nærheten av lokket 6. A drop in the speed Vd2 in the metal cylinder 4 naturally depends on the properties of the material used for the casing 8 and its thickness. This sleeve can be cylindrical, as shown in fig. 1 and 2, or it may have a truncated cone shape that is narrower at the end near the lid 6.

Ved reduksjon av hastigheten Vd2 til en verdi Vd3, mindre enn den kritiske hastighet som er iboende for det materiale som benyttes for metallsylinderen 4, skaffes der passende be-tingelser for fremskaffelse av en stabil eksplosjon, dvs. en eksplosjon som ikke blir forlenget eller spredd under frem-driften. Lengden av eksplosjonen er praktisk talt lik høyden av metallsylinderen 4, mens hastigheten ved VB, som er rettet langs aksen X-X, er hovedsakelig lik to ganger Vd3, idet Vd3 er like vandrehastigheten for eksplosjonsbølgen i metallsylinderen 4. By reducing the speed Vd2 to a value Vd3, less than the critical speed that is inherent to the material used for the metal cylinder 4, suitable conditions are provided for producing a stable explosion, i.e. an explosion that is not prolonged or spread during progress. The length of the explosion is practically equal to the height of the metal cylinder 4, while the velocity at VB, which is directed along the axis X-X, is essentially equal to twice Vd3, Vd3 being equal to the traveling speed of the explosion wave in the metal cylinder 4.

Den del av metallsylinderen 4 som ligger i plan med den øvre flate av det tallerkenformede metallelement 5 eller som strekker seg over sistnevnte (fig. 2), oppfører seg, under dannelsen av det første prosjektil, på samme måte som det parti som er innlemmet i sprengstoffet. Denne del, som blir utsatt for de påkjenninger som overføres av det tallerkenformede element 5 og projiseres under impulskraften fra detonasjonsmas-sen, fortsetter å mate massen for det prosjektil som allerede er i bevegelse. The part of the metal cylinder 4 which is flush with the upper surface of the plate-shaped metal element 5 or which extends over the latter (Fig. 2), behaves, during the formation of the first projectile, in the same way as the part incorporated in the explosive. This part, which is exposed to the stresses transmitted by the dish-shaped element 5 and projected under the impulse force of the detonating mass, continues to feed the mass of the projectile already in motion.

Den annen funksjon av platen 3 er den som går ut på å virke som en spredelinse. Den direkte de tonas jonsbølge O^j-, som omgir den inerte plate 3, påfører diffraksjonsbølgen O^if en passende form før den virker sammen med det tallerkenformede metallelement 5 for å utgjøre et annet prosjektil som vandrer bak det første prosjektil dannet av metallsylinderen 4, som er omsluttet av hylsteret av inert materiale 8. The other function of the plate 3 is that of acting as a diffusing lens. The direct de tona ion wave O^j-, which surrounds the inert plate 3, imposes a suitable shape on the diffraction wave O^if before it interacts with the plate-shaped metal element 5 to form another projectile traveling behind the first projectile formed by the metal cylinder 4 , which is enclosed by the casing of inert material 8.

Med dette arrangement blir der allerede i sprengstoffenheten fremskaffet et stabilt prosjektil med høy hastighet som ikke forlenger seg eller sprer seg over en avstand på flere meter, og som er upåvirket av forstyrrelser som skyldes eventuelle tykkelser av terrenget som dekker sprengstoffenheten eller annet materiale som dekker den hule sprengstoffladning 1. With this arrangement, a stable high-velocity projectile is already provided in the explosive unit which does not extend or spread over a distance of several meters, and which is unaffected by disturbances due to any thicknesses of the terrain covering the explosive unit or other material covering it hollow explosive charge 1.

Den hybride sprengstoffenhet som fremskaffes ifølge den foreliggende oppfinnelse egner seg også f.eks. til bruk i artillerigranater. The hybrid explosive unit which is obtained according to the present invention is also suitable, e.g. for use in artillery shells.

Claims

1. Hybrid explosive device comprising a cover (2), a ■ .explosive charge (1) in the cover, which at its upper end delimits an upwardly directed cavity, a saucer-shaped element, ;, ' (5) which forms a f6ring-in the cavity,, a. hui metal cylinder (4) which is embedded in the charge and extends through the 'middle' of the ta*l;larken-shaped element, a casing (8) of inert material/;. which surrounds the cylinder, and one initiation point (7), characterized in that the casing' (8) fully constantly surrounds the entire outer circumference of the metal cylinder (4) for the formation of a continuous barrier between the cylinder (4) and the explosive flat (1) ', and between the cylinder (4) and. it '• r "tallerké.nforméde element '"(5) which barrier effectively. reduces the feed rate. for the detonation wave i. in méåålle.t, which forms the cylinder to no more than the speed of sound in the metal, and that the shaped body (3) of inert material is • embedded in the explosive charge (i) above the lower end of the cylinder, (4) with the initiation point (7) placed below, it \. shaped body (3), which .shaped .body (3),'.has a . larger diameter than the cylinder (4) and is capable of dampening and spreading the detonation wave that hits it directly from the initiation point so that the cylinder (4) and the casing (8) are ejected as a first projectile with a high penetrating power and that the plate-shaped element and the shaped body (3) are sent out .. as a second projectile with a high penetrating power and which • moves behind the first projectile when the unit is fired.;2'.

Hybrid' spengstofferine.t according to claim 1, Z -k a r ..a k 't-e* r i s e ■ r t v e d that therein the lower end of - the cylinder (4) rests on the shaped body (3), and that .'] therein upper:.. efide ? of the cylinder lies in a plane with the front surface, åy ': the stream; talié-^Jcerif ormede' /element (.5)!' •

3. HyBrid explosive unit, according to claim 1, ■k' a--r-a^k t e ,r iser t; v e-d that-the lower end of.-, -. the cylinder (4.) is on; towards the shaped body "(3) bg 'at •-<> > that upper ear. end of the cylinder protrudes over the front surface to. the...'' saucer-shaped element (5). -

4. Hybrid explosive unit according to claim 1, characterized in that the casing (8) is cylindrical.

5. 'Hybrid explosive unit according to claim 1, characterized in that the casing (8) is frustoconical with its narrowest end closest to the 'dish-shaped element.

6. Application of a hybrid explosive device as specified in one of the claims.1-5 in an anti-tank mine.