-
Rotationssymmetrische Hohlsprengladung Die Erfindung betrifft eine
rotationssymmetrische Hohlsprengladung.
-
Die Beschleunigung, welche bei solchen Sprengladungen während der
Detonation auf die Auskleidung des Hohlraumes einwirkt, ist unter anderem eine Funktion
des Winkels zwischen der Fortpflanzungsrichtung der Detonation einerseits und der
Erzeugenden der betrachteten Zone der Auskleidung andererseits. Im allgemeinen ist
man bestrebt, die betrachtete Zone möglichst stark zu beschleunigen, doch gibt es
auch Fälle, in denen einige Zonen mehr und andere weniger beschleunigt werden sollen,
um die Streckung des Strahles zu beeinflussen.
-
Bei rotationssymmetrischen ausgekleideten Hohlsprengladungen ist es
üblich, eine axiale Zündung anzuordnen. Bei einer gegebenen Hohlraumform und bei
einem gegebenen Abstand des Hohlraumes vom Zünder liegt damit der Auftreffwinkel
des Detonationsstrahles fest. Wenn man die punktförmige Zündung durch eine flächenförmige
oder kreisförmige Zündung ersetzen will, ist man auf besonders schnell wirkende
Zündübertragungsmittel oder elektrische Zündungen angewiesen, doch arbeiten diese
nicht immer mit der wünschenswerten Genauigkeit.
-
Die Erfindung gibt nun die Möglichkeit, die punktförmige Zündung durch
eine zuverlässig wirkende ringförmige Zündungszone zu ersetzen, wodurch man die
Möglichkeit erhält, den Auftreffwinkel der Detonationsstrahlen unabhängig von der
Form des Hohlkörpers zu wählen.
-
Gemäß der Erfindung ist zwischen dem Hohlkörper und der axial angeordneten
Initialzündung in den Sprengstoff ein rotationssymmetrischer inerter Körper eingebettet,
dessen Durchmesser mindestens der Scheitelbreite des Hohlkörpers entspricht und
andererseits kleiner als der des Sprengstoffkörpers ist und der die direkte Übertragung
der Detonation von seiner dem Zünder zugewandten Seite auf die dem Hohlraum zugewandte
Seite verhindert und den Stoß dämpft, der bei der Detonation seiner zünderseitigen
Sprengstoffbelegung auftritt, so daß die Sprengstoffbelegung des Hohlkörpers von
einer den inerten Körper umlaufenden Zündwelle ringförmig gezündet wird.
-
Damit keine unmittelbare Übertragung der Zündung erfolgen kann, stellt
man den inerten Körper vorzugsweise aus einem Stoff mit kleiner Schallgeschwindigkeit
her. Es bewährten sich beispielsweise Gips und Zement. Der Körper kann etwa eine
Wandstärke von 1 bis 2 cm haben. Er ist vorzugsweise allseitig von Sprengstoff umgeben,
wobei die äußere Schicht zweckmäßig ein Hochbrisanzsprengstoff ist.
-
Der inerte Körper, welcher im allgemeinen eine Scheibenform haben
wird, kann zur Begrenzung des oberen Endes des Hohlkörpers dienen. Bei kegelförmigen
Hohlkörpern und bei Hohlkörpern ähnlicher Gestalt sind häufig das Streckungsbestreben,
welches von der Einwirkung des Sprengstoffes und verschiedenen Formfaktoren abhängt,
und das Streckungsvermögen, welches von der Masse und dem Material des Strahles
abhängt, in der Nähe der Spitze nicht miteinander im Einklang, so daß der von der
Spitze ausgehende Strahl zu stark oder zu wenig gestreckt wird. In solchen Fällen
kann man den inerten Körper zur oberen Begrenzung des Hohlkörpers benutzen. Dabei
ist es vielfach günstig, den Durchmesser des inerten Körpers größer zu wählen als
den oberen Durchmesser des Hohlkörpers.
-
Der inerte Körper kann mit besonderem Vorteil auch napfförmig oder
topfförmig ausgebildet werden, wobei er dann zweckmäßig die Spitze des Hohlkörpers
und die diese Spitze umschließende Sprengstoffbelegung umfaßt. Auf diese Weise kann
man die ringförmige Zündung beliebig weit zur Basis des Hohlsprengkörpers verschieben.
Beispielsweise kann man die Anordnung so wählen, daß bei einem flaschenförmigen
Hohlkörper der Verbindungskegel zwischen dem Zündring und dem Flaschenhalsansatz
senkrecht auf dem Flaschenhalsansatz steht. Man kann aber noch weiter gehen und
die Wand des Napfes oder Topfes bis nahe an den Boden der Hohlsprengladung führen,
so daß dann die Detonation am Boden beginnt. Dabei ist es oft vorteilhaft, wenn
die Sprengstoffbelegung des Hohlkörpers überall gleich stark ist.
In
der Zeichnung sind'Ausführungsbeispiele für den Gegenstand der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine flaschenhalsartige Hohlraumform mit einer die
Halsöffnung schließenden inerten Platte, Fig. 2 eine Flaschenform des Hohlraumes
mit einer Platte von größerem Durchmesser, Fig. 3 eine Hohlraumform gemäß Fig. 2
mit einer Topfform des inerten Körpers, Fig. 4 einen abgerundeten kegeligen Hohlraum
mit einem napfförmigen inerten Körper und schließlich Fig.5 eine Hohlladung mit
Zündung von vorn. Gemäß Fig. 1 ist der Hohlraum 1 seitlich mit einer Metallwand
2, zweckmäßig aus leicht verformbarem und schwerem Metall, ausgekleidet, welches
ein großes Schmelzintervall aufweist. Das obere Ende des Hohlraumes 1 ist
durch eine aus Gips bestehende Platte 3 geschlossen. In der Mitte auf dieser inerten
Platte 3 befindet sich der Initialzünder 4. Oberhalb der Platte 3 befindet
sich außerdem eine die Initialzündung 4
einschließende Sprengstoffbelegung
5, welche in die Sprengstoffbelegung 6 der Hohlraumauskleidung
2
überführt.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 geht die Detonation zunächst
von der Initialzündung 4 radial nach außen. Am Rand des inerten Körpers biegt
sie nach unten um und trifft dann mit wechselnden Winkeln auf die Hohlraumauskleidung
2 auf. Dabei wird die Innenwandung des dem inerten Körper 3 benachbarten Teiles
der Innenauskleidung 2 zuerst beschleunigt, und dieser Strahlspitze folgen dann
die anderen Innenwandungsteile der Auskleidung. Der Rest der Auskleidung bildet
den Stößel.
-
In vielen Fällen ist es wünschenswert, statt der geschwungenen Außenform
gemäß Fig. 1 eine zylindrische Außenform gemäß Fig.2 zu haben. Dies führt zu der
flaschenartigen Auskleidung 12 des Hohlraumes 11, und es ist zweckmäßig,
zwischen dem oberen Ende der Auskleidung 12 und dem Initialzünder
14 eine inerte Platte 13 von größerem Durchmesser vorzusehen, so daß
die Zündung von der Belegung 15 des inerten Körpers nach außen übertragen
wird und dann von einem äußeren Ring um die inerte Platte 15 herum ziemlich
senkrecht auf die Auskleidung 12 auftrifft. Auch hier ist wie bei Fig. 1
die Spitze des Hohlraumes durch die inerte Platte geschlossen, da eine Weiterführung
des Hohlraumes und der Auskleidung zu Formen führen würde, bei welchen das Streckungsvermögen
des Strahles, welches z. B. durch seinen Siedepunkt, seine Stärke und das Massenverhältnis
zwischen einem Flächenelement der Auskleidung und dem zugehörigen Sprengstoff begrenzt
wird, mit dem Streckungsbestreben, das sich aus der höheren Beschleunigung der Spitze
ergibt, nicht mehr in Einklang gebracht werden kann. Die eingezeichnete Gestalt
der Sprengstoffbelegung 16 gibt eine sehr günstige Streckung des Strahles.
-
Gemäß Fig. 3 hat man eine der Fig. 2 entsprechende Ausbildung des
Hohlraumes 21, der Auskleidung 22
und des Initialzünders
24 innerhalb einer zylindrischen Hohlladung. Der rotationssymmetrische inerte
Körper ist jedoch topfförmig und hat einen Boden 23a sowie eine Wand 23b. Die Sprengstoffbelegung
25 umschließt sowohl den Boden 23a als auch die Wand 23b und führt die Detonationswelle
mit großer Geschwindigkeit zur Sprengstoffbelegung 26 der Auskleidung
22.
Hierbei erreicht sie zwar die mittlere Zone der Auskleidung
22 früher als die Endzonen, insbesondere die dem inerten Körper 23 benachbarte
Endzone, doch ist nach der Beschleunigung des Strahles die Geschwindigkeit desselben
so groß, daß die aus der Bodennähe stammenden StrahlteiIe an der Hohlraummitte vorbei
sind, bevor die der Auskleidungsmitte entstammenden Teile die Achse erreicht haben.
-
Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Erzeugende
der Hohlraumbegrenzung zweckmäßig eine Tangensfunktion, und zwar insbesondere die
Funktion
wobei die Höhe h und der Radius r die Veränderlichen und ho eine in
Richtung der Hohlraumhöhe bzw. r, eine in Richtung der die Kurve verschiebenden
Konstante sowie Cl eine in Richtung der Hohlraumhöhe bzw. der Exponent C2 eine in
Richtung des Radius die Kurve verzerrende frei wählbare Konstante sind und der inerte
Körper so ausgebildet und angeordnet ist, daß die Detonationsrichtung etwa senkrecht
auf dem Wendepunkt der Tangenskurve der Hohlraumauskleidung steht.
-
Bei Fig. 4 ist der Hohlraum 31 durch die Auskleidung 32 oben geschlossen,
und seine Spitze steht dem napfförmigen inerten Körper 33a, 33b mit einigem Abstand
gegenüber. Die Zündung geht wieder von der Initialzündung 34 über die Sprengstoffbelegung
35 des inerten Körpers zur Sprengstoffbelegung 36 des Hohlkörpers.
-
In besonderen Fällen, beispielsweise bei Geschossen mit Kopfzündern,
empfiehlt es sich, die Ringzündung von vorn einzuleiten. Da dies schwierig ist,
braucht man eine Form des inerten Körpers, welche zu einer Ringzündung an der Basis
führt. Eine solche Form ist in Fig. 5 dargestellt, wobei jedoch der Initialzünder
an der der Basis entgegengesetzten Seite eingezeichnet wurde. Der napfartige inerte
Körper mit dem sich in der Mitte verstärkenden Boden 43a und der sich nach vorn
verjüngenden Wand 43b trägt außen in der Mitte die Initialzündung 44 und
ist im übrigen mit dem Zündübertragungsmittel 45 bekleidet. Die Innenwand
des Napfes umschließt die Sprengstoff belegung46, welche durch die Auskleidung
42 vom Hohlraum 41
getrennt ist. Bei einer solchen Bauart wird die
Zündung durch den schmalen Ring zwischen der Vorderfläche der Hohlladung und dem
Vorderrand der Körperwand 43b übertragen und läuft von da aus nach hinten. Infolge
der schnellen Bewegung der in der Nähe des Bodens 43a ausgelösten Strahlspitze tritt
diese trotz der rückläufigen Zündung eher aus als die übrigen Teile.
-
Die den inerten Körper bedeckende, die Zündung von dem Initialzünder
auf die Sprengstoffbelegung übertragende Sprengstoffschicht wird zweckmäßig sehr
dünn gemacht, um die Stoßwirkung auf den inerten Körper zu verringern; aus dem gleichen
Grunde läßt man sie vorzugsweise, wie dies die Zeichnung erläutert, die Hohlsprengladung
im Bereich des inerten Körpers nach außen begrenzen.