WO1999057503A1 - Munitionskörper, verfahren zum einsatz sowie dessen verwendung - Google Patents

Munitionskörper, verfahren zum einsatz sowie dessen verwendung Download PDF

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WO1999057503A1
WO1999057503A1 PCT/IB1999/000793 IB9900793W WO9957503A1 WO 1999057503 A1 WO1999057503 A1 WO 1999057503A1 IB 9900793 W IB9900793 W IB 9900793W WO 9957503 A1 WO9957503 A1 WO 9957503A1
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lining
ammunition body
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precharge
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PCT/IB1999/000793
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Inventor
Jürg Meister
Original Assignee
Sm Schweizerische Munitionsunternehmung Ag
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Priority to CA002416017A priority patent/CA2416017A1/en
Priority to HU0101435A priority patent/HUP0101435A3/hu
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Priority to AT99914720T priority patent/ATE217705T1/de
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Priority to NO20005550A priority patent/NO20005550D0/no

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02—Shaped or hollow charges
    • F42B1/028—Shaped or hollow charges characterised by the form of the liner

Definitions

  • the present invention relates to an ammunition body according to the preamble of claim 1.
  • Two-stage warheads also called tandem warheads, are used, among other things. against relatively thin armor and cells with sensitive contents, such as helicopters, airplanes and ships.
  • the preload used here belongs to the so-called projectile-forming charges (English self-forging fragments) and has the task of punching or drilling a hole as large as possible.
  • a warhead with a tandem charge includes known from EP -AI- 0 583 642, which is integrated in a zenooka, used to fight an enemy in its cover.
  • the protective wall or barricade for example, is shot through with a shaped charge; with an additional charge, fragments are generated behind the cover.
  • the ignition at the cover takes place via piezo igniter for hard targets and for soft targets with proximity detonator.
  • the additional charge must always be initiated with a delay in order to not to endanger the shooter.
  • Warheads of this type are therefore unsuitable for targets with redundant devices such as helicopters or ships, since either their limited effect is compensated for by a replacement system and / or additionally reduced or even eliminated by internal partitioning.
  • GB-A-1,051,407 proposes a preload with a protruding rotationally symmetrical lining to achieve an over-caliber hole.
  • a subsequent active charge should be able to penetrate easily and deeply through this hole.
  • Practical tests and computer simulations have shown that this does not work, because the resulting annular shaped charge jet and collapsed in front of the goal expands greatly and its cutting action lines ver ⁇ .
  • the arrangement reduces the penetration rate compared to conventional shaped charges instead of increasing them.
  • its performance is strongly angle-dependent, ie an oblique angle impact of the ring-shaped, wide beam leads to its deflection in the target and has no usable effect.
  • This arrangement causes holes below the caliber size in the target and tends to large losses due to the outer beam guidance, which has a negative effect on the penetration depth of the ring-shaped jet.
  • a spherical lining characterized by three radii is described in US-A-5,320,044.
  • This liner to two beams by a leading and a trailing beam are generated to a deeper A ⁇ penetrate to reach the destination.
  • the lining is accelerated by an oversized, large-diameter explosive charge that is several times larger in diameter. The hole that can be reached at the target is therefore only a fraction of the caliber of the explosive charge.
  • the ammunition is intended in combating transport or attack helicopters or in torpedoes against under- or over ⁇ water targets to be usable.
  • the opening at the destination created by the summons is intended to open the way for a large active cargo and not to impede it.
  • the subject matter in the civil sector should be usable also len especially in hard to reach Stel ⁇ where conventional drilling methods due to limited space conditions are not applicable or only with great material and time.
  • the configuration of the precharge according to the invention results in the surprising effect that the borehole produced by it is actually larger than the caliber of the preload ⁇ and without the penetration (drilling depth) is significantly reduced compared to conventional cutting charges.
  • one or more active charges can be added, which have a high explosive effect or other properties which are effective to combat the specific target.
  • the lining becomes a stable projectile in the form of a fragmented, greatly widened ring which, due to its size, flies over any components such as sensors and / or electronics arranged in front of it and therefore does not terminate its function prematurely.
  • the protruding lining also called insert, is shaped in contrast to the knowledge in the specialist literature; the literature on shaped charges assumes that a lining is concave in its axial area, i.e. except conical or bell-shaped, must be designed.
  • the lining consists of the ductile materials known per se, such as aluminum, iron, electrolytic copper, lead, or tantalum, and punched out an oversized disk in the target, through which one or more large ones
  • distance igniter used in the claim means any form of proximity fuse, whereby in - 5 -
  • a double hood with internal contact triggers the detonator when it hits the target.
  • a lining designed with the features of claim 1 or 2 acts when it hits the target as a highly accelerated cutting ring, the large-area fragments of which rotate on their flight into the ideal orthogonal position to the target and penetrate it with great energy.
  • a circular cut-out is created with an inner pane completely separated from the surroundings.
  • Cutting ring is only minimally sensitive to an oblique impact angle and results in high penetration performance even at large distances from the target.
  • the subject of the invention relates to military applications in tandem or multiple warheads.
  • the ammunition body according to claim 3 results in a favorable jet formation, so that a widened cutting ring is formed. - 6 -
  • a lining according to claim 4 in a spherical spatial shape is favorable.
  • Claims 5 to 7 define further advantageous configurations of these spatial shapes.
  • the effect of the detonation wave on the lining can be further optimized by inserting inert bodies.
  • the method according to claim 12 leads to an optimal use of the ammunition body according to the invention and permits adaptations to specific targets to be combated. For example, in that the opening created by the preload is fully used by the subsequent active charges or all charges are matched to one another, to the armor and to the required depth effect in the target.
  • the delayed ignition of the active charge which is known per se, increases the combat value, since it can penetrate far into the target through the large opening with high kinetic energy generated by the precharge.
  • the caliber of the active charge can be used without problems and without restriction, in full diameter.
  • the ammunition body is preferably used in the sense of claim 13.
  • FIG. 2 is a lining, as it is used in its kind in the summons of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a variant for lining FIG. 2
  • Fig. 4 shows a typed variant of a lining in snapshots during use
  • Fig. 1 denotes a projectile with a tandem warhead.
  • This floor 1 has an inherently known double hood 2, which galvanically connects an ignition circuit when it hits the target, ie closes.
  • a preload 8 has a specially shaped lining 3, which can be accelerated by a snug charge 4. Behind it, a commercially available first ignition system 6 is placed in an intermediate space 11 in the ammunition body 1. This is followed by an active charge 7, which is optimized for a high gas pressure effect and has fragments embedded in its matrix.
  • the active charge 7 has the full caliber of the projectile and ends in a conical taper 5.
  • the active charge 7 is ignited by a second ignition system 9, the delay time of which can be programmed depending on the target.
  • a solid-state engine 10 serves as the drive.
  • Hinged guide vanes 13 with castors 14 can be inserted centrally into a launch tube, not shown; the corresponding axes of rotation are designated 15.
  • a circular baffle plate 16 serves to protect the tube and is ejected after the engine 10 is ignited.
  • the guide vanes 13 show up in the form of a radial tail assembly 12, as indicated in the drawing.
  • This tail 12 prevents rotation ("spin") of the ammunition body 1 and thereby ensures an optimal cutting effect of the shaped charge in the target, a hole 1.5 times the diameter of the caliber being punched out of a steel plate with a thickness of 0.15 caliber.
  • Disc accelerated in the flight direction results in a diameter of 1.0 times the caliber.
  • the subsequent active charge 7 can thus penetrate the target unhindered with its full caliber and even penetrate light bulkheads with its inherent kinetic energy and detonate there with a delay, developing a high pressure and splintering effect.
  • Characteristic delay times between the initiation of the pre-charge and a subsequent active charge range from 2.0 ms to 10 ms, depending on the speed of the engine.
  • the schematically illustrated precharge 8, FIG. 2 is likewise rotationally symmetrical and has a spherical lining 3a made of aluminum on its front ⁇ side F. Their shape can be described as an annular bowl shape.
  • the explosive is initiated in a notoriously known manner by an igniter 6 with a downstream, also known inert body 17 (English wave shaper) for directing the detonation front into the axial region m. - 10 -
  • the clamping point of the lining is designated by p in FIGS. 2 to 7 and corresponds to its peripheral edge area.
  • the lining 3b in FIG. 3 is formed from flat surfaces and in this variant consists of an alloy of lead with 12% tin.
  • the lining 3b is also projecting in the axial area relative to the adjacent coaxial area n.
  • the ignition 6 is followed by an ignition amplifier 6 '.
  • FIG. 4 the schematically shown precharges 8 are typified, namely the variant in FIG. 4 is designated A and is representative of linings 3c thickened in the axial region m.
  • Variants B, FIGS. 5 to 7 relate to linings 3d with a uniform one
  • initiation of charge 4 is assumed to be 2.5 to 3.0 times the caliber of the charge.
  • the fragments 3c 'to 3f' punch out an annular space 21 with an outer diameter of 2.2 times the caliber and an inner diameter which is approximately the caliber - 11 -
  • the subject of the invention can be adapted by suitable adaptations to numerous weapon systems but also to numerous civilian applications.
  • Torpedoes which use the over-caliber opening, for example in a ship's hull, for introducing multiple stages of active charges.
  • components such as sensors and / or control electronics could be arranged in the head of the projectile in new weapon systems, without these being damaged by the precharge itself and falling prematurely out of operation.
  • the active power of the precharge is not disturbed by such an arrangement; the length of the ammunition could be better used and the overall ballistics improved.
  • burst openings can be implemented, which must be carried out in the event of emergency shutdowns on highly loaded containers. Rapid flooding of tightly closed rooms, for example in the event of a fire, is also possible, but also pressure relief is possible without the need for special installations of costly closures and / or drive - 12 -
  • the second load can be very small or even drop out and / or be replaced by a large-caliber element that can be inserted into the bore, such as a pipeline, slide, etc., or these elements can be accelerated, pushed in and / or pressed in by the small load become.

Abstract

Hohlladungen werden oft zur Bekämpfung von beweglichen, leicht gepanzerten Zielen eingesetzt und erfüllen aufgrund der ins Ziel gebrachten, relativ kleinen Wirkladungen ihre Aufgabe nicht. Bei zivilen Anwendungen müssen mit Sprengladungen oft grosse Bohrungen an unzugänglichen Stellen erstellt werden, ohne dass die Umgebung massgeblich beeinträchtigt wird. Eine geformte Ladung (8) mit einer in ihrem axialen Bereich vorspringenden Auskleidung (3) stanzt im Zielbereich eine überkalibrige Öffnung, durch welche eine grosse Wirkladung (7) oder andere Elemente einbringbar sind. Verfahrensgemäss wird dadurch das verzögerte Zünden einer grossen Wirkladung (7) im Ziel deren Wirkung massiv gesteigert. Verwendung findet der Munitionskörper (1) vorwiegend bei der Bekämpfung von beweglichen, leicht gepanzerten Zielen aber auch bei der Erdölexploration und -förderung.

Description

- 1 -
Munitionskörper, Verfahren zum Einsatz sowie dessen Verwendung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Munitions- körper ge ass dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zweistufige Gefechtsköpfe, auch Tandem-Gefechtsköpfe genannt, werden u.a. gegen relativ dünne Panzerungen und Zellen mit empfindlichem Inhalt, beispielsweise Helikopter, Flugzeuge und Schiffe eingesetzt. Die hierbei verwendete Vorladung gehört zu den sogenannten projektilbildenden Ladungen (engl. self-forging fragments) und hat die Aufgabe im Ziel ein möglichst grosses Loch zu schlagen bzw. zu bohren.
Ein Gefechtskopf mit einer Tandemladung ist u.a. bekannt aus der EP -AI- 0 583 642, der in einer Panzerfaust integriert, zum Bekämpfen eines Gegners in seiner Deckung dient. Die beispielsweise schützende Mauer oder Barrikade wird mit einer Hohlladung durchschossen; mit einer Nach- schussladung werden hinter der Deckung Splitter generiert. Die Zündung an der Deckung erfolgt über Piezozünder bei harten Zielen und bei weichen Zielen mittels Annäherungszünder. Die Nachschussladung muss grundsätzlich zeitverzögert initiiert werden, um u.a. den Schützen nicht zu gefährden.
Diese bekannten Gefechtsköpfe weisen den Nachteil auf, dass die zweite Ladung oder Nachschussladung genannt, ein relativ kleines Kaliber aufweisen muss, um in den Zielbereich eindringen zu können. Dementsprechend kann sie eine nur beschränkte Wirkung im eigentlichen Ziel erzeugen. Ebenfalls - 2 -
ist aufgrund des relativ kleinen Wirkkörpers eine einsatzabhängige Zeitverzögerung nötig, damit dieser möglichst nahe beim eigentlichen, zu vernichtenden oder zu störenden Ziel gezündet wird.
Derartige Gefechtsköpfe eignen sich daher nicht für Ziele mit redundanten Einrichtungen wie beispielsweise Helikopter oder Schiffe, da entweder ihre limitierte Wirkung durch ein Ersatzsystem kompensiert und/oder durch eine innere Abschottung zusätzlich reduziert oder sogar eliminiert wird.
In der GB -A- 1,051,407 ist zur Erzielung eines überkali- brigen Lochs, eine Vorladung mit einer vorspringend ausgestalteten rotationssymmetrischen Auskleidung, vorgeschlagen. Durch dieses Loch sollte eine nachfolgend angeordnete Wirkladung leicht und tief ins Ziel eindringen können. Praktische Versuche und rechnerische Simulationen haben aber gezeigt, dass dies nicht funktioniert, da sich der resultierende ringförmige und kollabierte Hohlladungsstrahl vor dem Ziel stark aufweitet und seine Schneidwirkung ver¬ liert. Die Anordnung verringert die Durchschlagsleistung gegenüber konventionellen Hohlladungen anstatt sie zu erhöhen. Zudem ist sie in ihrer Leistung stark winkelabhängig, d.h. ein schiefwinkliges Auftreffen des ringförmigen, breiten Strahls führt im Ziel zu dessen Ablenkung und zeigt keine nutzbare Wirkung.
Eine weitere Hohlladung mit einer oder mehrerer kegelförmig vorspringenden Auskleidungen ist aus der US -A- 5,663,475 bekannt. Diese Hohlladung ist vornehmlich für Anwendungen bei der Öl-Exploration und -Förderung bestimmt. Dabei befinden sich die Sprengladung und die Hohlladung in einem massiven Führungsamboss, welcher der Strahllenkung dient. - 3 -
Diese Anordnung bewirkt im Ziel Bohrungen unterhalb der Ka- libergrösse und neigt durch die äussere Strahlführung zu grossen Verlusten, was sich negativ auf die Eindringtiefe des ringförmigen Strahls auswirkt.
Eine durch drei Radien charakterisierte sphärische Auskleidung ist in der US -A- 5,320,044 beschrieben. Durch diese Auskleidung sollen zwei Strahlen, ein voreilender und ein nacheilender Strahl generiert werden, um ein tieferes Ein¬ dringen im Ziel zu erreichen. Die notwendige Beschleunigung der Auskleidung erfolgt durch eine überdimensionale, in ihrem Durchmesser diese um ein mehrfaches überragende gross- kalibrige Sprengladung. Die im Ziel erreichbare Bohrung ist demzufolge nur ein Bruchteil des Kalibers der Sprengladung.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Munitionskörper zu schaffen, der eine überkalibrige Bohrung im Ziel erzeugt und ggf. eine grosse Wirkladung ins Ziel bringt. Der Munitionskörper soll bei der Bekämpfung von Transport- oder Kampfhelikoptern oder in Torpedos gegen Unter- oder Über¬ wasserziele einsetzbar sein. Die durch die Vorladung er- zeugte Öffnung im Ziel soll dabei den Weg für eine grosse Wirkladung freilegen und diese nicht behindern.
Ebenfalls soll der Erfindungsgegenstand im zivilen Bereich einsetzbar sein, insbesondere an schwer zugänglichen Stel¬ len, wo konventionelle Bohrmethoden aufgrund beschränkter Platzverhältnisse nicht oder nur mit grossem materiellen und zeitlichen Aufwand anwendbar sind.
Diese Aufgabe wird durch einen Munitionskörper und ein Ver¬ fahren zu dessen Einsatz mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 und 12 erfüllt. - 4 -
Die erfindungsgemässe Ausgestaltung der Vorladung ergibt den überraschenden Effekt, dass das durch sie erzeugte Bohrloch tatsächlich grösser ist als das Kaliber der Vorla¬ dung selbst und zwar ohne dass die Durchschlagsleistung (Bohrtiefe) gegenüber konventionellen Schneidladungen bedeutend verringert wird. Dadurch können eine oder mehrere Wirkladungen nachgeschaltet werden, welche eine hohe Sprengwirkung oder andere zur Bekämpfung des spezifischen Zieles wirksame Eigenschaften aufweisen.
Die Auskleidung als solche wird durch ihre gezündete Ladung zu einem stabilen Geschoss in Form eines fragmentierten, stark aufgeweiteten Rings, der aufgrund seiner Grosse über eventuell davor angeordnete Komponenten, wie Sensoren und/oder Elektronik hinwegfliegt und deren Funktion somit nicht vorzeitig beendet.
Die vorspringende Auskleidung, auch Einlage genannt, ist im Gegensatz zu den Erkenntnissen in der Fachliteratur geformt; die Literatur zu Hohlladungen geht davon aus, dass eine Auskleidung in ihrem axialen Bereich konkav, d.h. ko- nisch oder glockenförmig ausgenommen, ausgestaltet sein müsse.
Die Auskleidung besteht aus den hierfür an sich bekannten duktilen Materialien wie Aluminium, Eisen, Elektrolytkupfer, Blei, oder Tantal und stanzt im Ziel eine überkali- brige Scheibe aus, durch welche eine oder mehrere grosse
Wirkladungen problemlos, d.h. ohne hohe kinetische Verluste tief eindringen können.
Unter dem im Patentanspruch verwendeten Begriff Distanz- Zünder ist jede Form von Näherungszünder gemeint, wobei im - 5 -
einfachsten Fall eine Doppelhaube mit innenseitiger Kontak- tierung beim Aufprall auf das Ziel den Zünder auslöst. Bei stationären Anwendungen, beispielsweise im Zivilbereich, bedeutet dies eine Zündung im Abstand (engl. stand-off) von wenigstens einem Kaliber zum Ziel bzw. zur aufzubohrenden Fläche.
Eine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 ausgebildete Auskleidung wirkt beim Auftreffen im Ziel als hochbeschleunigter Schneidring, dessen grossflächigen Fragmente sich auf ihrem Flug in die ideale orthogonale Lage zum Ziel drehen und dieses mit grosser Energie durchschlagen. In praxi entsteht am Ziel, analog zum Stanzen in der Metallverarbeitung, ein kreisförmiger Ausschnitt mit einer völlig von der Umgebung abgetrennten inneren Scheibe.
Die resultierende differentielle Beschleunigung des
Schneidringes ist nur minimal empfindlich auf einen schiefen Auftreffwinkel und ergibt auch bei grossen Abständen zum Ziel eine hohe Durchdringungsleistung.
In nachfolgenden abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands spezifiziert.
Nach Anspruch 2 bezieht sich der Erfindungsgegenstand auf militärische Anwendungen in Tandem- oder Mehrfachsprengköpfen.
Der Munitionskörper nach Anspruch 3 ergibt eine günstige Strahlbildung, so dass ein aufgeweiteter Schneidring entsteht . - 6 -
Günstig ist eine Auskleidung nach Anspruch 4 in einer sphärischen Raumform.
Die Ansprüche 5 bis 7 definieren weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Raumformen.
Als günstig haben sich die in Anspruch 8 aufgeführten Krümmungsradien erwiesen.
Ebenfalls vorteilhaft ist der Einbezug von geradlinigen Rotationsflächen gemass Anspruch 9.
Durch das Einlegen von Inertkörpern kann die Wirkung der Detonationswelle auf die Auskleidung zusätzlich optimiert werden, Anspruch 10.
Durch das Nachschalten von Wirkladungen unterschiedlicher Charakteristika, Anspruch 11, beispielsweise solche mit primär Gasdruckwirkung und anschliessender Splitterbildung ergeben eine maximale Wirkung im Ziel.
Das Verfahren nach Anspruch 12 führt zu einem optimalen Einsatz des erfindungsgemässen Munitionskörpers und lässt Anpassungen an spezielle zu bekämpfende Ziele zu. Beispielsweise in dem die von der Vorladung erzeugte Öffnung vollständig durch die nachschiessenden Wirkladungen genutzt bzw. sämtliche Ladungen aufeinander, auf die Panzerung und auf die erforderliche Tiefenwirkung im Ziel abgestimmt werden.
Besonders kampfwertsteigernd wirkt sich die an sich be- kannte verzögerte Zündung der Wirkladung aus, da diese durch die von der Vorladung erzeugte grosse Öffnung mit hoher kinetischer Energie, weit ins Ziel eindringen kann. Da- - 7 -
bei kann das Kaliber der Wirkladung problemlos und ohne Beschränkung, im vollen Durchmesser, genutzt werden.
Bevorzugt wird der Munitionskörper im Sinne von Anspruch 13 verwendet .
Stellvertretend für zahlreiche, im einzelnen noch nicht erprobte Anwendungen im zivilen Bereich, insbesondere der Ex- ploraration, Förderung und dem Transport von Mineralien und pumpbaren Medien stehen die weiteren Verwendungsanprüche 14 und 15.
Nachfolgend werden anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Munitionskörper mit einer Tandemladung,
Fig. 2 eine Auskleidung, wie sie in ihrer Art in der Vorladung nach Fig. 1 verwendet ist,
Fig. 3 eine Variante zur Auskleidung Fig. 2,
Fig. 4 eine typisierte Variante einer Auskleidung in Momentaufnahmen beim Einsatz und
Fig. 5 bis Fig. 7
drei weitere typisierte Varianten von Auskleidungen in Momentaufnahmen beim Einsatz.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Geschoss mit einem Tandem-Gefechtskopf bezeichnet. Dieses Geschoss 1 besitzt eine an sich be- kannte Doppelhaube 2, welche bei deren Auftreffen am Ziel einen Zündkreis galvanisch verbindet, d.h. schliesst.
Eine Vorladung 8 weist eine speziell geformte Auskleidung 3 auf, welche durch eine satt anliegende Sprengladung 4 be- schleunigbar ist. Dahinter ist in einem Zwischenraum 11 im Munitionskörper 1 ein handelsübliches erstes Zündsystem 6 plaziert. Anschliessend folgt eine Wirkladung 7, die auf eine hohe Gasdruckwirkung optimiert ist und in ihrer Matrix Splitter eingelagert hat. Die Wirkladung 7 weist das volle Kaliber des Geschosses auf und endet in einer kegelförmigen Verjüngung 5.
Gezündet wird die Wirkladung 7 durch ein zweites Zündsystem 9, dessen Verzögerungszeit zielabhängig programmierbar ist.
Als Antrieb dient ein Feststoff-Triebwerk 10, bekannter Bauart. Aufklappbare Leitflügel 13 mit Gleitrollen 14 lassen sich zentrisch in ein nicht dargestelltes Abschussrohr einfügen; die entsprechenden Drehachsen sind mit 15 bezeichnet. Dem Schutz des Rohres dient eine kreisförmige Prallplatte 16, welche nach der Zündung des Triebwerks 10 ausgestossen wird.
Im aufgestellten Zustand, nach dem Abschuss, zeigen sich die Leitflügel 13 in Form eines strahlenförmigen Leitwerks 12, wie in der Zeichnung angedeutet. Dieses Leitwerk 12 verhindert eine Rotation ("Spin") des Munitionskörpers 1 und gewährleistet dadurch eine optimale Schneidwirkung der geformten Ladung im Ziel, wobei hier ein Loch vom 1.5 -fachen Durchmesser des Kalibers aus einer Stahlplatte mit einer Dicke von 0.15 Kaliber herausgestanzt wird. Die innere, - 9 -
in Flugrichtung beschleunigte Scheibe resultiert mit einem Durchmesser vom 1.0 -fachen Kaliber.
Die nachfolgende Wirkladung 7 kann somit ungehindert mit ihrem vollen Kaliber ins Ziel eindringen und sogar noch mit ihrer inhärenten kinetischen Energie leichte Abschottungen durchdringen und dort verzögert gezündet, eine hohe Druck- und Splitterwirkung entfalten.
Charakteristische Verzögerungszeiten zwischen der Initiierung der Vorladung und einer nachfolgenden Wirkladung be- tragen je nach Marschgeschwindigkeit des Triebwerks 2.0 ms bis 10 ms.
Mögliche Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Auskleidung sind den nachfolgenden Fig. 2 bis Fig. 7 zu entnehmen, wobei gleiche Funktionsteile mit gleichen Bezugsziffern ver- sehen sind.
Die schematisch dargestellte Vorladung 8, Fig. 2, ist ebenfalls rotationssymetrisch und weist auf seiner Front¬ seite F eine sphärische Auskleidung 3a aus Aluminium auf. Ihre Form kann als ringschalenförmig bezeichnet werden. Die Radien der Schalen sind mit R und r bezeichnet, wobei hier R = 0.85 Kaliber und r = 0.75 Kaliber betragen.
Die Initiierung des Sprengstoffes erfolgt in notorisch bekannter Weise durch einen Zünder 6 mit nachgeschaltetem, ebenfalls bekanntem Inertkörper 17 (engl. wave shaper) zur Lenkung der Detonationsfront in den axialen Bereich m. - 10 -
Die Einspannstelle der Auskleidung ist in den Fig. 2 bis Fig. 7 mit p bezeichnet und entspricht ihrem peripheren Randbereich.
In Abweichung zu Fig. 2 ist die Auskleidung 3b in Fig. 3 aus ebenen Flächen gebildet und besteht in dieser Variante aus einer Legierung von Blei mit 12 % Zinn. Ebenfalls ist die Auskleidung 3b im axialen Bereich vorspringend gegenüber dem benachbarten koaxialen Bereich n.
An Stelle eines Inertkörpers ist hier dem Zünder 6 ein Zündverstärker 6' nachgeschaltet.
In den Fig. 4 bis 7 sind die schematisch dargestellten Vorladungen 8 typisiert und zwar ist die Variante in Fig. 4 mit A bezeichnet und stellvertretend für im axialen Bereich m verdickte Auskleidungen 3c. Die Varianten B, Fig. 5 bis Fig. 7 betreffen Auskleidungen 3d mit gleichförmiger
Wandstärke; Auskleidungen 3e mit peripher zunehmender Wand¬ stärke und im axialen Bereich m dünneren Auskleidungen 3f .
In sämtlichen Figuren 4 bis 7 sind die Flugbahnen der Fragmente 3c' bis 3f ' der jeweiligen Auskleidungen 3c bis 3f auf ihrem Flug ins Ziel 20 aufgezeichnet sowie deren Drehrichtung Θ - durch Pfeile charakterisiert.
In jedem Fall wird von einer Initiierung der Ladung 4 in einem Abstand von 2.5 bis 3.0 mal dem Kaliber der Ladung ausgegangen.
Im Ziel 20 stanzen die Fragmente 3c' bis 3f ' einen Ringraum 21 mit einem äusseren Durchmesser von 2.2 mal dem Kaliber und einem inneren Durchmesser aus, der etwa dem Kaliber - 11 -
entspricht. Die resultierende Scheibe 22 ist dabei vollkommen freigestanzt.
Die frontseitigen Raumflächen sind, wie die Darstellungen nach Fig. 1 bis Fig. 7 zeigen, im Querschnitt betrachtet, in allen Beispielen, im mathematischen Sinn stetig und deren Steigung (= 1. Ableitung) innerhalb von Absolutwerten von 0,0 bis 0,9. Bei Werten über 0,9 tendiert die Auskleidung zum Kollabieren, wobei der Schneidring zu Fragmenten zerfällt .
Der Erfindungsgegenstand lässt sich durch geeignete Adaptionen an zahlreiche Waffensysteme aber auch an zahlreiche zivile Applikationen anpassen.
Im militärischen Bereich sind u.a. Torpedos denkbar, welche die überkalibrige Öffnung, beispielsweise in einem Schiffs- r mpf zum Einbringen von mehreren Stufen Wirkladungen nutzen. Ebenfalls könnten in neuen Waffensystemen Bauteile wie Sensoren und/oder Steuerungselektronik im Kopf des Geschosses angeordnet werden, ohne dass diese bereits durch die Vorladung selbst beschädigt, vorzeitig ausser Betrieb fal- len. - Die Wirkleistung der Vorladung wird durch eine solche Anordnung nicht gestört; die Baulänge des Munitionskörpers liesse sich besser nutzen und die Gesamtballistik verbessern.
Bei zivilen Anwendungen sind u.a. Berstöffnungen realisier- bar, die im Falle von Notabschaltungen an hochbelasteten Behältnissen vorzunehmen sind. Ebenfalls sind rasche Flutungen von dicht geschlossenen Räumen, z.B. im Brandfall, aber auch Druckentlastungen möglich, ohne dass spezielle Einbauten von kostspieligen Verschlüssen und/oder Antriebs- - 12 -
mittein nötig sind. Hierbei kann die zweite Ladung sehr klein sein oder sogar wegfallen und/oder durch ein in die Bohrung einschiebbares grosskalibriges Element, wie eine Rohrleitung, Schieber etc. ersetzt werden bzw. diese Ele- mente können durch die kleine Ladung beschleunigt, eingeschoben und/oder eingepresst werden.
Ebenfalls sind analoge Anwendungen im Bereich der Öl-Explo- ration und -Förderung denkbar und keineswegs auf diese beschränkt. In jedem Fall lässt der Erfindungsgenstand zahl- reiche Varianten und Anpassungen an die örtlichen Gegebenheiten zu und könnte auch in Katastrophenfällen eingesetzt werden, wenn übliche von stationären Hilfsenergien abhängige Mittel ausfallen.

Claims

- 13 -P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Rotationssymmetrischer Munitionskörper mit einem Distanz-Zünder, wobei zumindest eine Vorladung eine ge- formte Ladung mit einer duktilen metallischen Auskleidung aufweist, welche Auskleidung ihre Sprengladung frontseitig ganzflächig abschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3) der Vorladung in ihrem axialen Bereich (m) , gegenüber einem benach- barten koaxialen Bereich (n) , vorspringend ausgestaltet und rotationssymetrisch ist, dass die derart gebildete frontseitige Raumfläche zwischen ihrer peripheren Einspannstelle (p) und ihrem axialen Bereich (m) stetig ist und dass die Steigung in radialer Richtung einen Absolutwert von 0,9 nicht überschreitet.
2. Rotationssymmetrischer Munitionskörper, mit einem Distanz-Zünder, wobei zumindest eine Vorladung eine geformte Ladung mit einer duktilen metallischen Aus- kleidung aufweist, welche Auskleidung ihre Sprengladung frontseitig ganzflächig abschliesst und wobei eine erste Wirkladung und/oder ein überkalibriges rotationssymmetrisches Element, zu dieser Vorladung, entgegen der Abschussrichtung, distanziert angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3) der Vorladung in ihrem axialen Bereich (m) , gegenüber einem benachbarten koaxialen Bereich (n) , vorspringend ausgestaltet und rotationssymetrisch ist, dass die derart gebildete frontseitige Raumfläche zwischen ihrer peripheren Einspannstelle (p) und ihrem axialen Bereich (m) stetig ist und dass die Steigung in - 14 -
radialer Richtung einen Absolutwert von 0,9 nicht überschreitet .
3. Munitionskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3a) in ihrem axialen Bereich (m) , relativ zu ihrem peripheren Bereich (n) , eine Materialverdickung aufweist.
4. Munitionskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3; 3a) eine sphärische Raumform aufweist.
5. Munitionskörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontseite (F) der Auskleidung (3; 3a) gegenüber ihrer Rückseite einen kleineren Krümmungsradius (r;R) aufweist.
6. Munitionskörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- net, dass die Frontseite (F) der Auskleidung (3e) gegenüber ihrer Rückseite einen grösseren Krümmungsradius (r;R) aufweist.
7. Munitionskörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontseite (F) und die Rückseite der Auskleidung (3d) gleiche Krümmungsradien (r;R) aufweisen.
8. Munitionskörper nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien (r;R) der Auskleidung (3;3a;3e-3f) im Bereich des 0.2 bis 2.0 fachen des Kalibers des Munitionskörpers sind.
9. Munitionskörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3; 3b) zumindest - 15 -
partiell durch geradlinige Rotationsflächen begrenzt ist .
10. Munitionskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sprengladung (4) Inertkörper (17) eingelegt sind, welche nach deren Initiierung die resultierenden Detonationswellen in die Auskleidung (3) lenken.
11. Munitionskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorladung (5) wenigstens zwei Wirkla- düngen (7) unterschiedlicher Charakteristika nachgeschaltet sind.
12. Verfahren zum Einsatz eines Munitionskörpers nach einem der Ansprüche 2 bis 10, mit einem mehrstufigen rotationssymmetrischen Gefechtskopf, mit mindestens einer Vorladung und einem Distanz-Zünder, wobei zumindest die Vorladung eine geformte Ladung mit duktiler metallischer Auskleidung ist und wobei eine erste Wirkladung, zu dieser Vorladung, entgegen der Abschussrichtung, distanziert angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt die Vorladung in einem Abstand von 2 bis 10 Kalibern, bezogen auf das Kaliber des Munitionskörpers, gezündet wird, dass im zweiten Schritt die Auskleidung, einen Schneidstrahl bildet, der sich fron- tal kegel-ringförmig ausweitet und im Ziel eine Bohrung mit einem Durchmesser vom 1,0 bis zum 2,2 - fachen des Kalibers erzeugt, wobei zwischenzeitlich, verzögert, die wenigstens eine Wirkladung initiiert wird und dass im dritten Verfahrensschritt die be- - 1 6 -
schleunigte Wirkladung ins Innere des Zielkörpers eindringt und dort zur Detonation gebracht wird.
13. Verwendung des Munitionskörpers nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 11 zur Bekämpfung von relativ leicht gepanzerten Zielen, nämlich in Sprenggeschossen gegen Transport- und/oder Kampfhelikopter oder in Torpedos gegen Unter- oder Überwasserziele.
14. Verwendung des Munitionskörpers nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 zum gezielten Öffnen von schwer zugänglichen Bauteilen und Formationen.
15. Verwendung des Munitionskörpers nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 zum gezielten Öffnen, Einbringen und Anschliessen von rotationssymmetrischen Elementen, wie Rohrverbindungen, Verschlüssen und Venti- len in schwer zugänglichen Bauteilen und Formationen.
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