NO324962B1 - Splintfrembringende stridshode for bekjempelse av tekniske mal - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et splintfrembringende stridshode for bekjempelse av tekniske mål med en sprengladning omgitt av en ikkestrukturert splintdannende kappe ifølge innledningen i krav 1.

Splintfrembringende stridshoder som er kjent og befinner seg i bruk, som ut over dette må ha muligheten til å trenge inn i et mål før utløsningen av detonasjonen, er for det meste fremstilt i høyfast spesialstål, for å passe til de høye fasthetsfordringene ved gjennomtrengningen av målveggene. Et typisk anvendelsesområde for slike stridshoder er bekjempelse av skip.

Bygningsartbetinget er forholdet mellom sprengstoffmasse og til kappemasse relativt liten. Da den maksimale totalmassen for flylegemet som bærer stridshodet er angitt på forhånd fører dette til at sprengningseffekten lider under det. Nettopp ved bekjempelse av skip utgjør sprengningseffekten hovedandelen av den ødeleggende virkningen. En del av den kjemiske energien i sprengstoffet som står til rådighet blir forbrukt ved oppdelingen og akselereringen av kappen som består av metall. Denne andelen er desto større jo tykkere kappen er utformet.

På grunn av det lille forholdet mellom sprengstoffmasse og kappemasse blir det en ytterligere ulempe ved at splintene som dannes ved oppdelingen av kappen ikke blir akselerert til den maksimalt mulige hastigheten. Derved blir ved siden av sprengningseffekten også splinteffekten redusert.

Utviklingen går dermed dit hen å optimere størrelsene som har innflytelse på stridshodene som hittil snarere er blitt neglisjert. Til dette hører også formgivningen av stridshodet og materialvalget for bestanddelene i stridshodet.

Fra US 6 012 393 er et penetrerende stridshode kjent, hvor spissen er utformet asymmetrisk med det formål å optimere inntrengningen i målet. Denne arten av optimering begrenser seg dermed til inntrengningsforløpet i målet. En forbedring av splinteffekten for stridshodet som har trengt inn i målet blir ikke diskutert. Da den foreslåtte formforandringen utelukkende angår spissen på stridshodet, blir resten av stridshodet bevart i den formen det har hatt hittil. Denne delen er utformet symmetrisk, alternativer blir ikke foreslått, heller ikke materialvalget for stridshodekappen.

Fra den kjente teknikk på området skal det videre vises til DE 197 34961 Al.

Det er oppfinnelsens formål å utstyre et kjent stridshode, som har rammebetingelsen med en stabil totalmasse og ved bevaring av egenskapen å trenge inn i mål, med en tydelig større sprengnings- og splinteffekt. Spesielt skal tilpasningen av splinttetthet og økningen av gjennomslagsytelsen med henblikk på et utvalgt spektrum av mål være mulig.

Formålet blir på en enkel måte oppnådd gjennom karakteristikken angitt i krav 1. Fordelaktige utforminger av oppfinnelsen er beskrevet i de uselvstendige krav.

Den spesielle fordelen ved oppfinnelsen består i at til tross for anvendelsen av et høyfast materiale fra gruppe IVB i grunnstoffenes periodiske system eller en tilsvarende materialandel i en legering for kappen i stridshodet blir mengden av brukbare splinter omtrent fordoblet. Kjervgitter i den ytre kappen er ikke nødvendig, slik at på grunn av kontrollmekanismen for splintdannelsen blir enhver svekkelse før målpenetreringen unngått.

Andre fordeler som det er verdt å nevne fremkommer spesielt ved anvendelsen av titan elle en titanlegering i kappen. I motsetning til stål er titan relativt sterkt pyrofor, dermed bidrar det ved energetisk tilskuddseffekt til en virkningsøkning for stridshodet, idet det forsterker virkningen av stridshodet gjennom sprengnings- og brannvirkning. Ved kontrollert oppdeling av kappen oppstår det av ca. 80 % av kappematerialet kontrollerte splinter med en definert størrelse, av de resterende 20 % naturlige splinter med liten masse og relativt store overflater. På grunn av den høye reaksjonstemperaturen i detonasjonsfronten reagerer splintene med oksygenet i luften. De små naturlige splintene blir omsatt energetisk i den varme ekspanderende skyen og yter dermed et sprengningsbidrag, analogt til virkningen av aluminiumspulver som sprengladninger vanligvis omfatter som er optimert med hensyn til sprengningseffekten. Splintene som blir satt i brann kan antenne brennbare materialer ved nedslaget og dermed virke brannforsterkende. Brannforsterkning er nettopp ved bekjempelse av skipsmål en vesentlig virkningsfaktor, fordi branner kan anta fatale følger ved et flylegemetreff.

En annen fordel ved anvendelsen av titan eller en av dets legeringer er den høye korrosjonsmotstandsdyktighet i sammenheng med den i dag ønskede bruks varigheten på 20 til 30 år. Videre er den høye seigheten og duktiliteten til dette materialet spesielt fordelaktig når det kreves motstandsdyktighet mot beskytning med prosjektiler og splinter.

En spesielt fordelaktig utforming av et anti-skips-stridshode er den ovale formgivningen av tverrsnittet. Sammenkoplet med eksentrisk flere gangers initieringer langs hovedaksen av stridshodet får man en fortrinnsretning så vel for sprengningseffekten som også for fluktretningen til de dannede splintene. Avgivelsen av splinter overveiende nedover er ikke bare en stor fordel ved detoneringen av stridshodet i det indre av skipet, men også ved bekjempelse av målet ved overflygning. Målinger har vist at en effektøkning for sprengnings- og splintvirkningen på inntil 30 % er mulig.

Utformingseksempler av oppfinnelsen er vist skjematisk forenklet i tegningen og skal i det etterfølgende beskrives nærmere. Her viser figur 1 et snitt gjennom et stridshode, figur 2 et tverrsnitt av et stridshode ifølge figur 1.

Figur 1 viser et snitt i retning av lengdeaksen 6 i et stridshode. Stridshodet er utformet som en penetrator som ved hjelp av et flylegeme blir anbrakt i nærheten av målet. På grunn av sin form og fastheten i oppbygningen er penetratoren i stand til å trenge inn i målet. Den sensorstyrte tenningsinnretningen finner så det optimale tidspunktet for utløsningen av tenningen. Det er likeså godt mulig å la flylegemet fly henover et mål i lav høyde og derved utføre målbekjempningen ovenfra.

På grunn av penetreringsforløpet som som regel finner sted er det nødvendig å fremstille stridshodet av ekstra fast metall. Stridshodet består av en ytre kappe 1, som på grunn av fastheten ikke har noen strukturering eller kjerver i sin indre eller ytre overflate. Men da denne kappen 1 er nødvendig for splintdannelsen er det inne i kappen 1 anordnet en splintformende innerkappe 3. Denne har en kjervstruktur av kjent type som ikke er nærmere vist i tegningen. Formen og størrelsen på splintene som kan dannes blir fastlagt gjennom dimensjoneringen av denne skjervstrukturen.

Ved hjelp av stridshodekonseptet som er fremlagt her blir det dannet et penetrerende stridshode som med bevaring av egenskapen til å trenge inn i mål og ved å beholde en forhåndsangitt totalmasse har en signifikant høyere sprengnings- og splinteffekt enn konvensjonelle stridshoder. Dette blir oppnådd ved at det vanlige materialet stål som kappen 1 hittil er blitt fremstilt av blir erstattet av materialet titan eller av en titanholdig legering. I denne sammenhengen har en spesiell legering med betegnelsen Ti-6A1-4V hevdet seg. Denne utmerker seg med en høy fasthet på inntil 1200 N/mm , men har bare omtrent 57 % av tettheten til stål. Dessuten har den en større duktilitet og en høyere seighet enn stålet som hittil vanligvis er blitt brukt. Som lønnsom fremstillingsteknologi for denne typen stridshodekapper er det på den ene siden spørsmål om finstøpteknikk og på den andre siden smiing av halvskall med tilknyttet sammensveising.

Veggtykkelsen av den ytre kappen 1 blir dimensjonert tilsvarende fordringene til strukturfåsthet og ligger i størrelsesordenen for en kappe av stål. Innsparingen av kappemasse på grunn av den lavere materialtettheten til titan og titanlegeringer kan med konstant stridshodemasse bli anvendt til økning av sprengstoffmassen. Derved blir sprengningseffekten betydelig økt. Ut over dette blir det også forbrukt mindre energi til akselereringen av splintene, noe som igjen bidrar til økningen av sprengningseffekten.

Målet for enhver utforming av stridshoder er optimeringen av omsetningen av den kjemiske energien innenfor rammen av stridshodemassen som er til rådighet. Dette betyr at en gunstigst mulig verdi for forholdet mellom sprengladningsmasse C og totalmassen C + M (kappemasse = M) skal bli oppnådd. Ved hjelp av konseptet ifølge oppfinnelsen kan riktig gode tilnærmelser til de oppnåelige maksimalverdiene for energi og impuls oppnås.

Et annet tiltak for å øke splinteffekten er utformingen av den splintdannende innerkappen 3. Til dette blir det benyttet en innerkappe 3 som er forsynt med et kjervgitter. Av utvalget av de materialene som er egnet til innerkappen 3 fremstår stål som spesielt godt egnet. Kappen har da omtrent halve tykkelsen av ytterkappen 1 som ligger utenfor, slik at massen av nesten alle splintene som er dannet av kappen 3 er omtrent like stor som massen av splintene som er dannet av den utenforliggende kappen 1. Dermed blir antallet splinter med omtrent samme masse på en enkel måte fordoblet og dermed splinteffekten økt. Ved hjelp av valget av den kjervete innerkappen 3 som består av stål blir forholdet som er beskrevet ovenfor C/(C + M) redusert og man nærmer seg på denne måten maksima av kinetisk energi og impuls. Til slutt blir derved den kjemiske energien som er til rådighet på en optimal måte utnyttet til splinteffekten.

En annen fordelaktig utforming av stridshodet ifølge oppfinnelsen er ved siden av kappen av titan eller en titanlegering formgivningen av det ovale eller elliptiske tverrsnittet av kappen 1, slik det er vist i figur 2. Den lille aksen 2 i ellipsen ligger her i det vertikale symmetriplanet til flylegemet. En modifikasjon av formen på dette tverrsnittet kan bestå i at i det minste en, fortrinnsvis oversiden av ellipsen er flatet ut i det området som forløper omtrent parallelt med den store aksen 4 i ellipsen.

Initieringen foregår ifølge figur 1 på flere steder, fortrinnsvis ifølge figur 2 i det øvre området av den lille aksen 2 i tverrsnittet for de viste kappene 1 og 3. På denne måten får man, antydet ved hjelp av en pil og begrensende stiplede kantlinjer, en fortrinnsretning nedover for så vel sprengningseffekten som også for splinteffekten. Dette er ikke en fordel bare ved utløsningen i det indre av et mål, men også ved bekjempelse av mål under overflygning. Effektøkningen er i fortrinnsretningen inntil 30 %.

Claims (6)

1. Splintfrembringende stridshode for bekjempelse av tekniske mål med en sprengladning (S) omgitt av en ikke strukturert splintdannende kappe (1) og en innerkappe (3) forsynt med en kjervstruktur anordnet mellom den splintdannende kappen (1) og sprengladningen (S),karakterisert vedat den splintdannende kappen (1) har et elliptisk tverrsnitt, og den lille aksen (2) i ellipsen ligger under flukten mot målet omtrent i vertikalplanet til stridshodet, og at det er anordnet i det minste en innretning (5) for initiering av sprengladningen (S) i området ved den øvre haledel av planet som er utspent gjennom den lille aksen (2) og lengdeaksen (6) av stridshodet inne i stridshodet.

2. Splintfrembringende stridshode ifølge krav 1,karakterisert vedat det elliptiske tverrsnitt er flatet ut i det minste i ett område av periferien som forløper omtrent parallelt med den store aksen (4) i ellipsen.

3. Splintfrembringende stridshode ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den splintformende andelen av innerkappen (3) har omtrent samme masse som den korresponderende delen av den splintdannende kappen (1).

4. Splintfrembringende stridshode ifølge foregående krav,karakterisert vedat innerkappen (3) har en kjervgitterstruktur tilpasset målet som skal bekjempes med hensyn til splintstørrelse og/eller splintform.

5. Splintfrembringende stridshode ifølge foregående krav 1,karakterisert vedat den splintdannende kappen (1) er fremstilt av et materiale fra gruppen I VB i grunnstoffene periodiske system, eller en legering som inneholder et slikt materiale.

6. Splintfrembringende stridshode ifølge krav 5,karakterisert vedat den splintdannende kappen (1) er fremstilt av et titanmateriale eller en titanlegering.