[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufschlagteil an einem Geschoss, welches Geschoss mindestens je eine Wirkladung und eine beim Aufschlag aktivierbare Zündvorrichtung enthält, wobei das Aufschlagteil in Form einer bombierten Kappe mit einem von dieser begrenzten Hohlraum ausgebildet ist.
[0002] Zündvorrichtungen, wie sie beispielsweise in Tandem-Hohlladungen verwendet werden, erfordern einen definierten Aufprall-Schock zur Aktivierung (vgl. Datenblatt PEPZ-05 Piezo Fuze System, PEPZ-05, Zaugg Elektronik AG, CH-4573 Lohn-Ammannsegg). Es ist daher notorisch bekannt, die Spitzen solcher Geschosse mehr oder weniger massiv in Form einer bombierten Kappe auszugestalten, um die nötige Aktivierungsenergie auf die im Geschoss enthaltene Zündvorrichtung zu übertragen.
Durch eine bombierte (gerundete) Form der Spitze wird versucht, auch bei einem schrägen Auftreffen des Geschosses im Ziel die Zündkette zu aktiveren.
[0003] In praxi entstehen dabei aber oft Blindgänger, d.h. das Geschoss wird vom Ziel abgelenkt und/oder die aufgenommene Aufprallenergie reicht nicht zur Aktivierung der Zündkette aus.
Dieses Problem tritt noch verstärkt bei Tandem-Hohlladungen und Mehrfachsprengköpfen auf, die voneinander unabhängige, autonome Zündvorrichtungen besitzen und bei denen jede Zündvorrichtung eine eigene Sicherheitscharakteristik aufweist.
[0004] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Aufschlagteil zu schaffen, welches auch bei schiefwinklig im Ziel eintreffenden Geschossen die erforderliche, zur Initiierung der Zündung notwendige Energie bereitstellt.
[0005] Ebenfalls soll das Aufschlagteil nachfolgende Hohlladungsstrahlen (Jets) nicht nachteilig beeinflussen und auch bei aktiven Panzerungen (Explosive Reactive Armor = ERA) eine wirksame Funktion ausüben können.
Die Aerodynamik des Geschosses soll dadurch nicht beeinträchtigt werden; ebenfalls soll die Aussenballistik gegenüber anderen, analogen Geschossen nicht verändert werden.
[0006] Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, dass die Wandstärke der Spitze des Aufschlagteils relativ zu dessen umlaufenden Seitenwänden dünnwandig ist, dass in der Seitenwand mindestens zwei zur Flugrichtung konzentrische Ringnuten eingelassen sind und dass in diesen Ringnuten Elastomere eingelegt sind, welche die Ringnuten ausfüllen und/oder überragen.
[0007] Erfindungsgemässe Ringnuten greifen im Ziel an, auch wenn sie schräg auftreffen, und lösen den Zündvorgang aus. Durch eingelegte Elastomere bleiben die Luftwiderstandswerte gegenüber glatten Aufschlagteilen erhalten.
Die dünnwandige Spitze beeinträchtigt im Normalfall (schiefwinkliges Auftreffen im Ziel) die Wirkleistung des Geschosses nicht.
[0008] Optimal sind am Ziel mit einem Winkel von 20 deg. bis 60 deg. auftreffende Tandem-Hohlladungen. Es hat sich gezeigt, dass die Spitze bei der Übertragung der zur Zündung der Ladungen notwendigen Energie in diesem Winkelbereich derart beschädigt wird, dass der Hohlladungsstrahl der Vorladung genügend Energie besitzt, um eine ERA-Box (d.h. den im Ziel eingelagerten Sprengstoff) zu zünden.
Auf Grund der flächigen Auslegung des eingelagerten Sprengstoffs wird die äussere metallische Schutzplatte der Panzerung senkrecht zu ihrer Basis abgesprengt und fliegt am Geschoss vorbei, so dass der Hohlladungsstrahl der Hauptladung nun seine volle Wirkung entfalten kann.
[0009] Die Spitze kann so ausgelegt werden, dass bei einem mehr oder weniger senkrecht auf der Zielfläche auftreffenden Geschoss die Spitze die Energie des ersten Hohlladungsstrahls (der Vorladung) so weit absorbiert und dessen Aufbau stört, dass eine ERA-Box nicht gezündet wird. Der zweite, stärkere und zwischenzeitlich bereits vollständig ausgebildete Strahl der Hauptladung durchdringt dann die bereits durchbohrte Spitze, zündet die ERA-Box, durchdringt deren metallische Abdeckung und kann in die Panzerung vordringen.
Die Wirkung des Geschosses entspricht in einem solchen Fall derjenigen einer im optimalen Abstand gezündeten einfachen Hohlladung.
[0010] Es verbleibt das Phänomen, dass dasselbe Aufschlagteil bei dessen schiefwinkligen Auftreffen im Ziel den Strahl der Vorladung wirksam werden lässt und bei einem mehr oder weniger senkrechten Auftreffen am Ziel nicht. Dies lässt sich dadurch erklären, dass beim senkrechten Auftreffen die Kalotte der Spitze - vor ihrem Brechen - sich nach innen umstülpt und dadurch den noch im Aufbau befindlichen Hohlladungsstrahl massiv stört. Somit reicht die Energie des Strahls nicht aus, um die ERA-Box zu aktivieren.
[0011] Diese Wirkung kann erzielt werden, wenn das Aufschlagteil aus einem genügend zähen und trotzdem noch duktilen Stahl besteht.
Bewährt haben sich hierfür ungehärtete Vergütungsstähle.
[0012] In abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgenstands beschrieben.
[0013] Durch den Einsatz scharfer Kanten hängt sich das Aufschlagteil im Ziel ein bzw. schneidet sich in dessen Oberfläche ein, so dass das Geschoss nicht abgelenkt wird und am Ziel bleibt; Anspruch 2.
[0014] Besonders einfach handhabbar sind Ringdichtungen gemäss Anspruch 3. Sie lassen sich leicht einlegen und schützen das mit dem Geschoss hantierende Personal vor Verletzungen.
Beim Aufschlag am Ziel werden die Ringdichtungen weggedrängt und geben die scharfen Kanten zum Eingriff frei.
[0015] Handelsübliche O-Ringe nach Anspruch 4 sind besonders wirtschaftlich sowie widerstandsfähig in einem weiten Temperaturbereich und verschleissen bei normaler Handhabung nicht.
[0016] Die im Anspruch 5 aufgeführten Unstetigkeiten im Profil erlauben nach den Regeln der Bruchmechanik die Vorgabe von Bruchstellen.
[0017] Durch ein Aussengewinde gemäss Anspruch 6 erleichtert sich die Montage des Geschosses;
zudem können Aufschlagteile mit unterschiedlicher Bruchcharakteristik vorbereitet und an das präsumptive Ziel angepasst werden.
[0018] Die in Anspruch 7 genannte geometrische Anpassung der Aussenform ermöglicht, den minimalen noch initiierenden Auftreffwinkel vorauszubestimmen.
[0019] Unter dem Einbezug von Kerbfaktoren lassen sich weitere Bruchstellen definieren, so dass beispielsweise eine gezielte Fragmentierung des Aufschlagteils erfolgt und sich dadurch der anschliessende Hohlladungsstrahl ungehindert aufbauen kann. Siehe Anspruch 9.
[0020] Als Vergütungsstahl, Anspruch 10, hat sich 42 CrMo 4 V (nach DIN 1.72225) aufgrund seiner hohen Zähigkeit sehr bewährt.
[0021] Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung diskutiert.
[0022] Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>einen Geschosskopf mit Aufschlagteil, Vorladung und Zündsystem,
<tb>Fig. 2<sep>den Grundkörper des vergrössert dargestellten Aufschlagteils Fig. 1,
<tb>Fig. 3<sep>die Geschossspitze Fig. 1 beim Auftreffen auf eine schiefwinklige Zielfläche und
<tb>Fig. 4<sep>die Strömungsverhältnisse an einem grosskalibrigen Geschosskörper.
[0023] In Fig. 1 ist ein Kopf eines Geschosses einer Tandem-Hohlladung mit 1 bezeichnet. Ein Aufschlagteil besteht aus einer Spitze 2 in Kalottenform mit eingelagerten Elastomeren, d.h. mit O-Ringen 3 aus Silikongummi, und ist auf einer Vorladung mit Auskleidung 4, Sprengstoff 5 und Zündvorrichtung 6 aufgesetzt. Die das Ganze umfassende Geschosshülle 7 ist schlank ausgeführt und weist am Ende ihres Hohlraums eine notorisch bekannte, nicht gezeichnete Hauptladung auf. Zwischen dem Sprengstoff 5 bzw. der Zündvorrichtung 6 schliesst die Geschosshülle 7 einen Hohlraum 8 ein, welcher den notwendigen Abstand zur nicht dargestellten Hauptladung bildet.
[0024] Die Schnittdarstellung Fig. 2 zeigt das Profil des Aufschlagteils Fig. 1.
Orthogonal zur Achse (= Flugrichtung) F sind Ringnuten 20 eingelassen, welche scharfe Kanten 21 aufweisen. Die sehr dünnwandig ausgebildete Spitze 2 ist in ihrer Dicke mit 22 (Wandstärke) bezeichnet. Im unteren Bereich, d.i. heckseitig ist ein Aussengewinde 23 vorgesehen, welches im frontseitigen Ende der Geschosshülle 7 einschraubbar ist.
[0025] Die Darstellung in Fig. 3 zeigt die Frontpartie des Geschosses beim Auftreffen auf ein Ziel Z in einem zur Flugrichtung F mit alpha bezeichneten schiefen Winkel.
[0026] Hier erkennt man, dass im Ziel die elastischen Ringe 3 weggeschoben werden, so dass sich die scharfen Kanten 21, Fig. 2, an der Oberfläche des Ziels einhaken.
Dadurch wird ein Abprallen des Geschosses weitgehend verhindert; es entsteht ein genügend grosser Aufprallschock zur Initiierung der Zündsysteme.
[0027] Die Fig. 4 zeigt alternativ einen Kopf eines erfindungsgemässen, grösseren, an sich beliebigen Munitionskörpers mit eingezeichneten Stromfäden S. Die elastischen Ringe 3 verhindern auch bei hohen Abschussgeschwindigkeiten Turbulenzen.
The invention relates to an impact member on a projectile, which contains projectile at least one effective charge and an activatable during impact ignition device, wherein the impact member is formed in the form of a domed cap with a limited of this cavity.
Ignitors, as used for example in tandem shaped charges, require a defined impact shock for activation (see data sheet PEPZ-05 Piezo Fuze System, PEPZ-05, Zaugg Electronics AG, CH-4573 Lohn-Ammannsegg). It is therefore notoriously known to design the tips of such projectiles more or less massive in the form of a domed cap in order to transmit the necessary activation energy to the ignition device contained in the projectile.
A cambered (rounded) shape of the tip is an attempt to activate the firing chain even if the projectile is hit at the target.
In practice, however, duds, i. E. the projectile is deflected by the target and / or the absorbed impact energy is insufficient to activate the detonating chain.
This problem is even more pronounced in tandem shaped charges and multiple warheads which have independent, autonomous detonators and in which each detonator has its own safety characteristic.
It is therefore an object of the present invention to provide a service part, which provides the necessary, to initiate the ignition necessary energy even at oblique angles arriving in the target floors.
Also, the impact member should not adversely affect subsequent shaped charge jets (jets) and can also exert an effective function in active armor (Explosive Reactive Armor = ERA).
The aerodynamics of the projectile should not be affected thereby; likewise, the external ballistics should not be changed compared to other, analogous projectiles.
This object is achieved in that the wall thickness of the tip of the impact member is thin-walled relative to the peripheral side walls, that in the side wall at least two concentric to the flight direction annular grooves are recessed and that in these grooves elastomers are inserted, which fill the annular grooves and / or tower over.
Inventive annular grooves attack the target, even if they hit obliquely, and trigger the ignition. Inlaid elastomers maintain the air resistance values compared to smooth impact parts.
The thin-walled tip normally does not affect the effective power of the projectile (oblique angle hit in the target).
Optimal are at the target with an angle of 20 deg. up to 60 deg. impinging tandem shaped charges. It has been found that in the transmission of the energy necessary to ignite the charges in this angular range, the tip is damaged such that the charge tube of the precharge has sufficient energy to ignite an ERA box (i.e., the explosive stored in the target).
Due to the planar design of the stored explosive, the outer metallic protective plate of the armor is blasted perpendicular to its base and flies past the projectile, so that the shaped charge jet of the main charge can now develop its full effect.
The tip can be designed so that when a more or less perpendicularly impinging on the target surface projectile tip absorbs the energy of the first shaped charge jet (the summons) so far and disturbs the structure that an ERA box is not ignited. The second, stronger and now already fully formed beam of the main charge then penetrates the already pierced tip, ignites the ERA box, penetrates their metallic cover and can penetrate into the armor.
In such a case, the effect of the projectile corresponds to that of a simple shaped charge ignited at an optimum distance.
There remains the phenomenon that the same impact part at its oblique incidence in the target, the beam of summons can be effective and not at a more or less vertical impact at the target. This can be explained by the fact that when vertically hitting the dome of the tip - before breaking - turns inside out and thereby massively disturbs the hollow charge jet still in the construction. Thus, the energy of the beam is insufficient to activate the ERA box.
This effect can be achieved if the impact part consists of a sufficiently tough and still ductile steel.
For this, uncured tempered steels have proved their worth.
In dependent claims preferred developments of the subject invention are described.
Through the use of sharp edges, the impact part hangs in the target or cuts into its surface, so that the projectile is not distracted and remains at the destination; Claim 2.
Are particularly easy to handle ring seals according to claim 3. You can easily insert and protect the handling staff with the projectile from injury.
Upon impact at the target, the ring seals are forced away and release the sharp edges for engagement.
Commercially available O-rings according to claim 4 are not particularly economical and durable in a wide temperature range and wear under normal handling.
The discontinuities listed in claim 5 in the profile allow the specification of fractures according to the rules of fracture mechanics.
By an external thread according to claim 6, the assembly of the projectile facilitates;
In addition, impact parts with different breakage characteristics can be prepared and adapted to the presumptive target.
The mentioned in claim 7 geometric adaptation of the outer shape allows to predict the minimum still initiating angle of incidence.
With the inclusion of notch factors, further break points can be defined, so that, for example, a targeted fragmentation of the impact part takes place and the subsequent hollow charge jet can thereby build up unhindered. See claim 9.
As a tempering steel, claim 10, 42 CrMo 4 V (according to DIN 1.72225) has proven very useful due to its high toughness.
Exemplary embodiments of the invention will be discussed with reference to drawings.
Show:
<Tb> FIG. 1 <sep> a projectile head with impact part, precharge and ignition system,
<Tb> FIG. 2 <sep> the main body of the enlarged impact part Fig. 1,
<Tb> FIG. 3 <sep> the projectile tip Fig. 1 when hitting a skewed target area and
<Tb> FIG. 4 <sep> the flow conditions on a large-caliber projectile body.
In Fig. 1, a head of a projectile of a tandem shaped charge is denoted by 1. An impact member consists of a dome-shaped tip 2 with embedded elastomers, i. with O-rings 3 made of silicone rubber, and is placed on a summons with lining 4, explosive 5 and 6 igniter. The comprehensive projectile casing 7 is made slender and has at the end of its cavity a notoriously known, not shown main charge. Between the explosive 5 and the ignition device 6, the projectile casing 7 encloses a cavity 8, which forms the necessary distance to the main charge, not shown.
2 shows the profile of the impact part FIG. 1.
Orthogonal to the axis (= direction of flight) F annular grooves 20 are inserted, which have sharp edges 21. The very thin-walled tip 2 is designated in its thickness with 22 (wall thickness). In the lower area, d.i. the rear side, an external thread 23 is provided which is screwed into the front end of the projectile casing 7.
The illustration in Fig. 3 shows the front of the projectile when hitting a target Z in a direction of flight F with alpha designated oblique angle.
Here it can be seen that in the target, the elastic rings 3 are pushed away, so that the sharp edges 21, Fig. 2, hook on the surface of the target.
As a result, a rebound of the projectile is largely prevented; It creates a sufficiently large impact shock to initiate the ignition systems.
4 shows alternatively a head of an inventive, larger, in itself arbitrary ammunition body with drawn stream S threads. The elastic rings 3 prevent turbulence even at high firing speeds.