WO2018219686A1

WO2018219686A1 - Geschoss mit aufweitmedium

Info

Publication number: WO2018219686A1
Application number: PCT/EP2018/063051
Authority: WO
Inventors: Udo Stenzel; Tobias LITTE
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition Gmbh
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2018-12-06
Also published as: DE102017112128B4; EP3631347A1; US20200263963A1; US10942014B2; DE102017112128A1

Abstract

Es wird ein Geschoss vorgeschlagen, welches sich in Längsrichtung erstreckt und mittels einer Hülse in eine Patrone einbringbar ist. Weiterhin weist das Geschoss einen Geschosskörper auf, welcher einen Penetrator sowie ein Aufweitmedium beinhaltet. Kennzeichnend für die vorliegende Erfindung wird vorgeschlagen, als Aufweitmedium Metallschaum zu verwenden, insbesondere luftgeschäumtes Aluminium.

Description

BESCHREIBUNG

Geschoss mit Aufweitmedium

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Geschoss zur Bekämpfung von leicht gepanzerten Zielen. Ein solches Geschoss dient dazu, einen Wirkkörper zu schaffen, welcher bei Auftreffen auf ein hartes Ziel dieses aufzubrechen vermag und im Inneren des Zieles durch Splitterbildung zu wirken.

Zu diesem Zweck muss das Geschoss so gestaltet sein, dass es auf die Panzerung des Ziels derart einwirken kann, dass der eigentliche Penetrator des Geschosses durch die Panzerung hindurch gelangen kann oder diesem zumindest die Durchdringung erleichtert wird. Diese Einwirkung auf die Panzerung erfolgt durch die kinetische Energie des im Geschoss enthaltenen Penetrators. Hierzu offenbart beispielsweise die DE 197 00 349 C1 die Wirkungsweise einer Geschosskonstruktion zur Bekämpfung gepanzerter Ziele. Darin sind diverse Aufweitmedien offenbart, deren Aufgabe es ist, einen Geschosskörper bei Auftreffen auf ein hartes Ziel aufzubrechen und Splitter zu bilden, während ein nachfolgender Penetrator die Panzerung des Zieles durchschlägt.

Zur Erreichung dieses Ziels wird darin ein Geschoss vorgeschlagen, welches einen Geschosskörper aus einem härteren Material besitzt als das Aufweitmaterial im Inneren des Geschosskörpers. Beim Auftreffen auf ein hartes Ziel werden Aufweitmedium und Geschosskörper abgebremst. Der im Geschosskörper hinter dem Aufweitmedium gelagerte Penetrator verdichtet das Aufweitmedium aufgrund seiner kinetischen Energie und bricht den Geschosskörper zu Splittern auf. Der Penetrator setzt aufgrund seiner hohen kinetischen Energie seinen Weg fort und durchschlägt die Panzerung. Zumindest ein Teil der aus dem Geschosskörper gebildeten Splitter folgt dem Penetrator durch den Schusskanal und wirkt innerhalb des Ziels. Als Aufweitmaterial im Inneren der Hülle werden verschiedene Werkstoffe vorgeschlagen, denen allesamt gemein ist, dass die Dichte des Aufweitmediums geringer ist als die der Hülle bzw. des Penetrators. Die in der vorgenannten Druckschrift als Aufweitmedium beschriebenen Materialien sind allerdings recht kostenintensiv und in der Herstellung oftmals mit hohem Aufwand verbunden. Diese Nachteile soll die vorliegende Erfindung überwinden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Geschoss zur Bekämpfung gepanzerter Ziele bereitzustellen, welches kostengünstig zu fertigen ist und die Fertigung einen möglichst geringen Aufwand darstellt. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hohe Wirksicherheit zu erreichen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Dazu wird ein Geschoss beansprucht, welches sich in Längsrichtung erstreckt. Das Geschoss weist ein Geschossheck auf, welches einen Geschosskörper zumindest teilweise aufnimmt.

Innerhalb des Geschosskörpers ist ein Penetrator vorgesehen, welcher so innerhalb des Geschosskörpers gelagert ist, dass er längsbeweglich ist.

An dem Ende des Geschosskörpers, welcher aus dem Geschossheck herausragt, ist weiterhin eine ballistische Haube vorgesehen. Diese wird als vorderes Ende bezeichnet. An dem anderen Ende, dem hinteren Ende, befindet sich das Geschossheck. Am hinteren Ende des Geschosskörpers ist bevorzugter Weise eine Umhüllung aus duktilem Werkstoff vorgesehen, welche den Geschosskörper umfasst, nach hinten verschließt und die Führung des Geschosskörpers in einem Waffenrohr übernimmt. Das vordere Ende des Geschosses wird durch eine ballistische Haube gebildet. Die Haube, welche in Flugrichtung des Geschosses am vorderen Ende angebracht ist, sorgt für eine gute Aerodynamik des Geschosses und somit gute Flugeigenschaften.

Die vorliegende Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass Metallschaum als Aufweitmedium innerhalb des Geschosskörpers vorgeschlagen wird. Somit ist der Penetrator und das Aufweit- medium innerhalb des Geschosskörpers gelagert. Geschäumte Metalle, insbesondere geschlossenporiges, luftgeschäumtes Aluminium, weisen mehrere Vorteile gegenüber den bereits bekannten Werkstoffen als Aufweitmedium auf. Als Vorteile zu nennen sind hierbei geringe Dichte, gute Verformbarkeit sowie günstige Herstel- lung durch Schäumen, Formen bzw. Schneiden aus Plattenmaterial.

Metallschaum sowie die Herstellung dieses Metallschaumes ist bereits bekannt, beispielsweise aus der VDI Veröffentlichung„Aluminiumschäume und ihre Eigenschaften" (ISBN 3-18- 091324-X).

Bei Aufschlag des erfindungsgemäßen Geschosses auf ein Ziel bricht zunächst die Haube von dem Geschoss weg bzw. schert von ihm ab. Die Haube hat keine weitere Wirkung beim Durchschlagen einer Panzerung, sondern soll lediglich die ballistischen Flugeigenschaften des Geschosses verbessern.

Somit trifft der Geschosskörper auf das zu treffende Ziel auf. Das im Geschosskörper angeordnete Aufweitmedium trifft ebenfalls auf das Ziel auf und wird in Richtung des Ziels durch die abrupte Bremsung des Geschosses verdichtet. Diese Verdichtung wird weiterhin von dem ebenfalls im Geschosskörper positionierten Penetrator verstärkt, da dieser eine höhere Dichte aufweist als das Aufweitmedium.

Der Geschosskörper dringt bevorzugt in das Ziel zumindest bereichsweise ein, sodass der Geschosskörper mit dem Ziel eine geschlossene Einheit bildet, welche das Aufweitmedium einschließt.

Dadurch, dass der Geschosskörper aus einem Material mit hoher Dichte gefertigt ist und dieser beim Aufschlag auf ein Ziel dem Aufweitmedium keine Möglichkeit bietet, aus dem Geschosskörper zu entweichen, wird das Aufweitmedium in Richtung des Ziels verdichtet. Durch diese Verdichtung wird der Geschosskörper aufgebrochen.

Die Verwendung von Metallschaum, wie beispielsweise Aluminiumschaum, als Aufweitmedium hat den überraschenden Vorteil, dass das Fluid, welches in den Poren des Metallschaums gebunden ist, ebenfalls in Richtung des Ziels verdichtet wird, bis hin zur Plasmabildung. Die Energie eines solch verdichteten Fluids unterstützt dabei die Aufbrechung des Ge- schosskörpers. Durch diese Plasmabildung wird eine hohe Wirksicherheit gewährleistet. Ein Aufweitmedium aus Aluminiumschaum weist also bei Auftreffen auf ein hartes Ziel leichte Verformbarkeit unter der Bewegung des Penetrators auf. Gleichzeitig wird das eingeschlossene Fluid bis zur Plasmabildung verdichtet und wirkt auf den Geschosskörper ein, sodass dieser sich verformt und oder aufbricht. Bevorzugt wird Luft als Fluid vorgeschlagen.

Vorteilhafter Weise wird ein Aufbrechen des Geschosskörpers verhindert, wenn das Geschoss auf ein weiches Ziel auftrifft. Hierbei kann das Aufweitmedium entweder durch das weiche Ziel nicht weit genug komprimiert werden, sodass keine Splitterwirkung bei einem weichen Ziel stattfindet.

Um die Funktion des erfindungsgemäßen Geschosses zu ermöglichen, weist das Material des Geschosskörpers eine höhere Dichte auf als das Aufweitmedium. Ebenso weist das Material des Penetrators eine höhere Dichte auf als das Aufweitmedium. Letztlich weist das Material des Geschosskörpers eine höhere Dichte auf als die Haube des Geschosses.

Bevorzugter Weise ist der Penetrator aus Wolfram oder einer Wolframlegierung gefertigt, da Wolfram eine hohe Festigkeit bietet und ein bewährtes Material für Penetratoren bildet. Die Verwendung eines wolframhaltigen Substrats ist ebenfalls denkbar.

Das Geschoss kann in eine Patrone eingebracht werden. Dazu ist das Geschoss mit seinem Geschossheck in eine Hülse zumindest teilweise aufgenommen. Eine entsprechende Treibladung kann dann innerhalb der Hülse vorgesehen werden. Zur Zündung der Treibladung wird ein Anzündhütchen in der Hülse angeordnet. Bevorzugter Weise ist das Anzündhütchen zu- mindest teilweise in der Hülse aufgenommen und somit bereichsweise von außerhalb der Hülse zugänglich.

Die Treibladung steht in Kontakt mit dem Anzündhütchen und kann somit von dem Anzündhütchen gezündet werden. Bevorzugter Weise besteht die Treibladung aus Treibladungspul- ver, wie beispielsweise ECL. Durch Zünden der Treibladung und dessen Abbrand oder Zerlegung wird ein entsprechendes Treibgas erzeugt, welches über dafür vorgesehene Führungen aus dem Geschoss ausgestoßen und somit das Geschoss angetrieben wird.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der beigefügten Zeichnung. Es zeigt Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Patrone mit einem erfindungsgemäßen Geschoss.

Figur 1 zeigt eine Patrone mit einem erfindungsgemäßen Geschoss 9, wobei sich die Patrone in Längsrichtung erstreckt und als Querschnitt dargestellt ist.

Die Patrone umfasst ein erfindungsgemäßes Geschoss 9, weist eine Hülse 2 auf und ein Anzündhütchen 1 , welches an einem Ende der Hülse 2 des Geschosses 9 angeordnet ist. Das Anzündhütchen 1 ist somit am hinteren Ende der Hülse 2 in Flugrichtung angeordnet. Das Anzündhütchen 1 ist so innerhalb der Hülse 2 angeordnet, dass es von außerhalb der Hülse 2 zugänglich ist, um durch geeignete Mittel gezündet werden zu können. Geeignete Mittel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Mittel zur mechanischen Einwirkung auf das Anzündhütchen 1 . Das erfindungsgemäße Geschoss 9 weist ein Geschossheck 4 auf, welches einen Geschosskörper 6 zumindest teilweise aufnimmt. Das Geschossheck 4 ist in der patronierten Form in der Hülse 2 eingefasst und zwar am gegenüberliegenden Ende des Geschosses 9 vom Anzündhütchen aus gesehen und somit in Flugrichtung des Geschosses. Innerhalb des Geschosskörpers 6 ist ein Penetrator 5 gelagert sowie ein Aufweitmedium 7. Das Aufweitmedium 7 hat dabei eine geringere Dichte als der Penetrator 5 und der Geschosskörper 6.

Ebenfalls umfasst das Geschoss 9 eine Haube 8, welche an einem Ende des Geschosskör- pers 6 angeordnet ist. In dieser Anordnung bilden in Längsrichtung Haube 8 und das Ende der Hülse 2, an welchem das Anzündhütchen 1 angebracht ist, die beiden Enden der Patrone.

Als Aufweitmedium 7 wird ein Metallschaum vorgesehen, da dieser eine geringe Dichte hat, günstig herzustellen ist und eine einfache Herstellung aufweist.

Die Treibladung 3 der Hülse 2 kann aus Treibladungspulver bestehen und steht in Kontakt mit dem Anzündhütchen 1 . Dadurch ist es möglich, durch Einwirkung auf das Anzündhütchen 1 die Treibladung 3 zu zünden. Durch entsprechende Ausstoßöffnungen kann das durch die gezündete Treibladung 3 entstehende Gas aus der Hülse 2 austreten und das Geschoss an- treiben. Durch die Treibladung 3 wird das Geschoss 9 angetrieben und beschleunigt somit den in dem Geschossheck 4 gehaltenen Geschosskörper 6. Durch die Haube 8 wird dem Geschoss ein aerodynamischer Flug ermöglicht. Die Haube 8 ist jedoch für die Wirkungsweise bei Auftreffen auf das Ziel nicht erforderlich und ist deshalb so gestaltet, dass bei Auftreffen die Haube 8 wegbricht oder abschert.

Somit trifft das erfindungsgemäße Geschoss 9 mit dem Geschosskörper 6 auf das Ziel und dringt in das Ziel im Falle eines harten Ziels zumindest teilweise ein. Durch die teilweise Eindringung des Geschosskörpers 6 in das harte Ziel oder der Panzerung, wird das Aufweitmedium 7 innerhalb des Geschosskörpers 6 eingeschlossen. Das Aufweitmedium 7 wird ebenfalls in Richtung Ziel abgebremst, nämlich durch die abrupte Geschwindigkeitsänderung am Ziel sowie durch die Abbremsung des Penetrators 5, welcher das Aufweitmedium 7 ebenfalls in Richtung Ziel drückt.

Durch die leichte Verformbarkeit des Aufweitmediums 7 kann sich der Penetrator 5 dabei ebenfalls in Richtung Ziel bewegen, wobei er das Aufweitmedium 7 verformt und verdichtet. Durch diese Verdichtung verformt das Aufweitmedium 7 weiterhin den Geschosskörper 6, so- dass dieser sich aufstaucht und das Ziel verformt oder staucht, mit dem Ziel, die Panzerung des Ziels zu durchdringen.

Das in den Poren des Metallschaums enthaltene Fluid wird ebenfalls verdichtet, bis hin zur Plasmabildung. Durch diese Plasmabildung wird der Geschosskörper 6 noch weiter verformt, bis hin zum Aufbrechen des Geschosskörpers 6.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorgenannten Merkmale beschränkt. Vielmehr sind weitere Ausgestaltungen möglich. So ist es denkbar, dass das Aufweitmedium selbst die Haube bildet und somit das Geschoss ohne eigenes Bauteil für die Haube auskommt. Dem- nach kann die Haube einstückig aus dem Aufweitmedium ausgeführt sein oder als eigenes Bauteil. Weiterhin ist es möglich, für den Metallschaum statt Aluminium andere leichte Metalle zu verwenden. BEZUGSZEICHENLISTE

1 Anzündhütchen

2 Hülse

3 Treibladung

4 Geschossheck

5 Penetrator

6 Geschosskörper

7 Aufweitmedium

8 Haube

9 Geschoss

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Geschoss (9), welches sich in Längsrichtung erstreckt,

mit einem Geschossheck (4), welches einen Geschosskörper (6) zumindest teilweise aufnimmt,

mit einem Penetrator (5), welcher innerhalb des Geschosskörpers (6) gelagert ist, mit einem Aufweitmedium (7) innerhalb des Geschosskörpers (6)

und einer Haube (8), welche an einem Ende des Geschosskörpers (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

dass ein Metallschaum als Aufweitmedium (7) vorgesehen ist.

Geschoss (9) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Geschossheck (4) den Geschosskörper (6) gegenüber einer Treibladung (3) abschirmt.

Geschoss (9) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Geschosskörpers (6) eine höhere Dichte aufweist, als das Aufweitmedium (7).

Geschoss (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Penetrators (5) eine höhere Dichte aufweist, als das Aufweitmedium (7).

Geschoss (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Geschosskörpers (6) eine höhere Dichte aufweist, als die Haube (8).

Geschoss (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufweitmedium (7) Poren beinhaltet, welche mit einem kompressiblen Fluid gefüllt sein können.

Geschoss (9) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kompressible Fluid bis zur Plasmabildung komprimiert werden kann. Geschoss (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Penetrator (5) aus Wolfram oder einer Wolframlegierung oder einem wolframhaltigen Substrat gefertigt ist.

Patrone, umfassend ein Geschoss (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (2) vorgesehen ist, welche das Geschoss umfasst und dass ein Anzündhütchen (1 ) vorgesehen ist, welches zumindest teilweise in der Hülse (2) angeordnet ist.