DE19524726A1

DE19524726A1 - Gefechtskopf

Info

Publication number: DE19524726A1
Application number: DE19524726A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Phys Dr Scholles; Uwe Dr Rer Nat Krone; Adolf Dipl Ing Weber
Original assignee: Rheinmetall Industrie AG
Current assignee: Nico Pyrotechnik Hanns Juergen Diederichs GmbH and Co KG; Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 1994-08-10
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2015-07-08
Also published as: DE19524726B4

Description

Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopf mit einem richt baren Wirkteil mit detonativ gezielt aufbrechbarer Gefechts kopfhülle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Gefechtskopf, der üblicherweise zur Bekämpfung von ballistischen Flugkörpern, von cruise missiles oder von Flugzeugen von einer entsprechenden Abwehrrakete befördert wird, ist beispielsweise aus der US-PS 3,877,376 bekannt. Sobald der Suchkopf der entsprechenden Abwehrrakete ein Ziel und deren Richtung und Abstandsdaten bestimmt hat, werden die dem Ziel zugewandten Bereiche der als Splitterhülle ausgebil deten Gefechtskopfhülle des Wirkteiles abgesprengt oder geschwächt. Dadurch soll eine einseitige Verdämmung erreicht werden, so daß die Splitter durch die anschließende Zündung der im Innenraum des Gefechtskopfes befindlichen Wirkladung in Richtung des Zieles beschleunigt werden.

Nachteilig ist bei diesen bekannten Gefechtsköpfen vor allem, daß Ziele mit einer relativ starken Panzerung nicht oder nur ungenügend zerstört werden, weil die Splitter aufgrund ihrer geringen Masse keine ausreichend große Durchschlagskraft be sitzen.

Aus der US-PS 3,714,897 ist ferner ein Gefechtskopf mit richtbarem Wirkteil bekannt, bei dem eine detonative Defor mation oder Ausrichtung der gesamten Splitterbelegung er folgt.

Nachteilig ist bei diesen Gefechtsköpfen vor allem, daß sie einerseits relativ viel Sprengstoff für die Deformation der Belegung benötigen und daß sie andererseits ein relativ hohes Totvolumen aufweisen, da ein Deformationsvolumen vorhanden sein muß, welches weder mit Sprengstoff noch mit Splittern gefüllt werden darf. Außerdem ist auch bei derartigen Ge fechtsköpfen die zerstörende Wirkung der Splitter bei stark gepanzerten Flugkörpern gering.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gefechtskopf anzugeben, der einfach aufgebaut ist und der auch bei stark gepanzerten Flugkörpern wirksam ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Im wesentlichen liegt der Erfindung der Gedanke zugrunde, als Wirkkörper des richtbaren Wirkteiles nicht detonativ be schleunigte Splitter einer äußeren Splitterhülle zu ver wenden, sondern separate Wirkkörper, insbesondere stabförmige Schwermetall-Projektile, die sich zunächst innerhalb der Sprengstoffhülle des Wirkteiles befinden und die nach dem Aufbrechen der Gefechtskopfhülle durch die entsprechende Öffnung ausgestoßen werden. Derartige Wirkkörper besitzen aufgrund ihrer großen Masse und ihrer Form ein wesentlich höheres Durchschlagsvermögen von Panzerungen als die Splitter bekannter Gefechtsköpfe.

Besonders einfach und platzsparend lassen sich die richtbaren Wirkteile aufbauen, wenn der Ausstoßvorgang der Wirkkörper vorzugsweise durch die Detonation entsprechender Segmente der verbleibenden Sprengstoffhülle erfolgt.

Die Wirkung derartiger Wirkkörper auf das jeweilige Ziel ist besonders groß, wenn die Wirkkörper als flügelstabilisierte Geschosse ausgebildet sind.

Um auch die Bekämpfung von Flugkörpern mit biologischen und chemischen Gefechtsköpfen zu gewährleisten, bestehen die Wirkkörper vorteilhafterweise nicht ausschließlich aus Schwermetall, sondern es werden ergänzend Wirkkörper aus pyrophoren Werkstoffen, wie Mg, Mg-Al, Ti und Zr, eingesetzt, die sich beim Auftreffen auf eine harte Oberfläche spontan entzünden und Temperaturen < 1000°C (z. B. von 2000°C) erzeugen, wodurch die Kampfstoffe zerstört werden.

Um eventuelle, trotz dieser Maßnahmen freigesetzte Kampf stoffe zusätzlich zu beseitigen, kann der Gefechtskopf vorteilhafterweise um ein zusätzliches Wirkteil erweitert werden. Dieses zündet dann zeitverzögert zu dem richtbaren Wirkteil eine pyrotechnische Ladung, mit der ebenfalls hohe Temperaturen (von z. B. 2000°C) erzeugt werden, so daß auch die freigesetzten Kampfstoffe zerstört werden. Das zusätz liche Wirkteil des Gefechtskopfes kann aus einer zentralen Verteilerladung und einem um diese Ladung koaxial angeord neten Zylinder aus pyrotechnischen Mischungen bestehen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungs beispielen. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gefechtskopf mit einem richtbaren Wirkteil;

Fig. 2 einen Längsschnitt des in Fig. 1 dargestellten Gefechts kopfes entlang der dort mit II-II bezeichneten Schnitt linie;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines stabförmigen Projektiles;

Fig. 4 mehrere stabförmige Prokjektile mit hexagonalem Quer schnitt;

Fig. 5 eine sich einem feindlichen Flugkörper nähernde Abwehr rakete mit einem erfindungsgemäßen Gefechtskopf bei Auf brechen der Gefechtshülle;

Fig. 6 die Fig. 5 entsprechende Anordnung beim Ausstoßen stab förmiger Projektile aus dem erfindungsgemäßen Gefechts kopf;

Fig. 7 den Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Gefechtskopfes mit zwei Wirkteilen.

In den Fig. 1 ist mit 1 ein erfindungsgemäßes richtbares Wirk teil eines Gefechtskopfes bezeichnet. Das Wirkteil 1 ist von einer aus einem relativ schweren Material bestehenden Ge fechtskopfhülle 2 umgeben, an deren Innenwand 3 sich eine den Innenraum 4 des Wirkteiles 1 umschließende Sprengstoffhülle 5 anschließt. Eine schwere Gefechtskopfhülle 2 ist vor allem zur Erreichung einer hohen Verdämmung und damit zur Erzielung einer ausreichend hohen Beschleunigung der Wirkkörper beim Ausstoßen aus dem Wirkteil erforderlich (vgl. auch die nach folgende Beschreibung der Fig. 5 und 6).

In dem Innenraum 4 des Wirkteiles 1 befinden sich vier Lagen 6-9 stabförmiger Wirkkörper (Projektile) 10, wobei aus Grün den einer besseren Übersicht lediglich in den Lagen 6 und 7 entsprechende Projektile 10 angedeutet sind (Fig. 2).

Die Sprengstoffhülle 5 des Wirkteiles 1 besteht, in Umfangs richtung gesehen, aus 8 Sprengstoffsegmenten 11-18, die je weils durch Dämmkörper 19-26 getrennt sind. In den Dämmkör pern 19-26 befinden sich jeweils auf der der Gefechtskopf hülle zugewandten Seite Schneidladungen 27, die in an sich bekannter Weise durch entsprechende Zünder 28 elektrisch zündbar sind, und die nur Sekundärsprengstoffe enthalten. Mittels einer nicht dargestellten Steuervorrichtung können die einzelnen Zünder 28 zeitverzögert individuell angesteuert und zur Detonation gebracht werden.

In dem Bereich der Schneidladungen 27 weist die Gefechtskopf hülle 2 jeweils eine Sollbruchstelle 29 auf.

Die Projektile 10 bestehen vorzugsweise aus Schwermetall, um auch dickere Panzerungen eines Zieles zu durchschlagen. Die Projektile sind vorzugsweise geschoßartig aufgebaut und wei sen - wie aus Fig. 3 hervorgeht - heckseitig ein Flügelleitwerk 30 auf.

Um eine möglichst hohe Anzahl von Projektilen 10 pro Lage in dem Innenraum 4 des Wirkteiles 2 unterzubringen, weisen die Projektile vorzugsweise einen hexagonalen Querschnitt auf (Fig. 4).

Im folgenden wird mit Hilfe der Fig. 5 und 6 die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Wirkteiles 1 erläutert. Dabei ist mit 31 die das erfindungsgemäße Wirkteil 1 tragende Abwehrrakete und mit 32 ein zu bekämpfender Flugkörper (Ziel), z. B. eine ballistische Rakete, bezeichnet.

Sobald der Suchkopf der Abwehrrakete 31 das Ziel 32 erfaßt hat, bestimmt er die Ablage der beiden Flugtangenten und den jeweiligen Abstand sowie die Begegnungsgeschwindigkeit der beiden Flugkörper 31, 32 sowie die optimale Wirkrichtung und die optimale Wirkzeit des Wirkteiles 1.

Zum gewünschten Zeitpunkt werden dann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Schneidladungen 19-21 gleichzeitig gezündet. Das zwischen diesen Schneidladungen befindliche Hüllenteil des Gefechtskopfes sowie die Sprengstoffsegmente 12 und 13, die an der Gefechtskopfhülle 2 befestigt sind, lösen sich vom Gefechtskopf ab (Fig. 5).

Mit einer fest vorgegebenen Zündverzugszeit werden anschlie ßend die Sprengstoffsegmente 16 und 17 gleichzeitig gezündet. Infolge der Detonation der Segmente 16 und 17 und der Verdäm mung der relativ schweren Gefechtskopfhülle 2 im Bereich des Wirkteiles 1 werden die Projektile 10 in die in Fig. 6 mit "X" bezeichnete Wirkrichtung beschleunigt. Dabei kann die radiale Geschwindigkeit in X-Richtung relativ niedrig sein, da die tatsächliche Auftreffgeschwindigkeit (V_R) der Projektile 10 sich aus der geometrischen Addition der entsprechenden Ge schwindigkeitskomponenten der Abwehrrakete (V_F1, V_x) und des Zieles (V_F2) ergibt und ein Vielfaches der radialen Ausstoß geschwindigkeit V_x beträgt.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Gefechtskopfes 33 mit zwei hintereinander angeordneten Wirkteilen 34, 35. Das Wirkteil 34 entspricht im wesentlichen dem vorstehend be schriebenen Wirkteil 1 und weist eine Lage von stabförmigen Wirkkörper 36 auf. Die Wirkkörper 36 bestehen teilweise aus einem Schwermetall und teilweise aus einem pyrophoren Mate rial, wie Mg, MgAl, Ti oder Zr, um sich beim Auftreffen auf ein hartes Ziel spontan zu entzünden und sehr hohe Tempera turen zu erzeugen.

Das Wirkteil 35 besteht aus einer zentralen Verteilerladung 37 und einem um diese koaxial angeordneten Zylinder 38 aus pyrotechnischen Mischungen, die ebenfalls hohe Temperaturen von ca. 2000°C erzeugen. Das Wirkteil 35 wird zeitverzögert zu dem Wirkteil 34 gezündet, so daß eventuell von dem Ziel freigesetzte Kampfstoffe durch die sehr hohen Temperaturen der pyrotechnischen Ladung zerstört werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschrie benen Ausführungsbeispiele beschränkt. So können die Projek tile anstatt mit Flügelleitwerken auch mit Kegelleitwerken etc. versehen werden. Es kann auch gänzlich auf derartige Leitwerke verzichtet werden. Ferner können die Wirkkörper auch würfelförmig ausgebildet werden, um eine hohe Verpac kungsdichte sicherzustellen.

Bezugszeichenliste

1 Wirkteil
2 Gefechtskopfhülle
3 Innenwand
4 Innenraum
5 Sprengstoffhülle
6-9 Lagen
10 Wirkkörper, Projektil
11-18 Sprengstoffsegmente
19-26 Dämmkörper
27 Schneidladungen
28 Zünder
29 Sollbruchstellen
30 Leitwerk, Flügelleitwerk
31 Abwehrrakete
32 Flugkörper, Ziel
33 Gefechtskopf
34, 35 Wirkteile
36 stabförmige Wirkkörper
37 Vetteilerladung
38 Zylinder
X Wirkrichtung
V_F1 Geschwindigkeit der Abwehrrakete
V_F2 Geschwindigkeit des Zieles
V_x Ausstoßgeschwindigkeit der Wirkkörper
V_R Auftreffgeschwindigkeit

Claims

1. Gefechtskopf mit einem richtbaren Wirkteil (1; 34) mit detonativ gezielt aufbrechbarer Gefechtskopfhülle (2), wobei sich an der Innenwand (3) der Gefechtskopfhülle (2) eine den Innenraum (4) des Gefechtskopfes umschlie ßende Sprengstoffhülle (5) anschließt, dadurch gekenn zeichnet, daß das richtbare Wirkteil (1; 34) des Ge fechtskopfes (33) mindestens eine Lage (6-9) stab und/oder würfelförmiger Wirkkörper (10; 36) enthält, die nach dem Aufbrechen der Gefechtskopfhülle (2) durch die entsprechende Öffnung der Gefechtskopfhülle (2) aus stoßbar sind.

2. Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stab-/oder würfelförmigen Projektile (10; 36) aus der Gefechtskopfhülle (2) detonativ durch entsprechend gezündete Sprengstoffsegmente (11-18) der an der Innen wand (3) der Gefechtskopfhülle (2) angeordneten Spreng stoffhülle (5) ausstoßbar sind.

3. Gefechtskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens ein Teil der Wirkkörper (10; 36) des richtbaren Wirkteiles (1; 34) aus einem Schwermetall besteht.

4. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Wirkkörper (10; 36) des richtbaren Wirkteiles (1; 34) vollständig aus einem pyrophoren Werkstoff oder aus einem Projektilkern aus pyrophorem Material in einer Schwermetallhülle oder aus einem mit pyrophorem Material beschichteten Schwer metallkern besteht.

5. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Wirkkörper (10; 36) einen hexagonalen Querschnitt aufweisen.

6. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Wirkkörper (10; 36) heckseitig jeweils mit einem Leitwerk (30) versehen sind.

7. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gefechtskopf (33) zusätzlich zu dem richtbaren Wirkteil (34) mindestens ein weiteres Wirkteil (35) aufweist.

8. Gefechtskopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Wirkteil (35) aus einer zentralen Verteilerladung (37) und einem um diese Ladung (37) koaxial angeordneten Zylinder (38) aus einem pyrophoren Werkstoff besteht.

9. Gefechtskopf nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der pyrophore Werkstoff aus Mg, MgAl, Ti, Zr oder einer Mischung aus diesen Materialien besteht.

10. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengstoffhülle (5) des richt baren Wirkteiles (1; 34) jeweils durch Dämmkörper (19-26) mit darin enthaltenen Schneidladungen (27) unterbrochen ist, und daß sowohl die jeweils zwischen zwei Dämm körpern (19-26) befindlichen Sprengstoffsegmente (11-18) als auch die Schneidladungen (27) mittels entsprechender Zünder (28) individuell zündbar sind.

11. Gefechtskopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefechtskopfhülle (2) im Bereich der Schneid ladungen (27) Sollbruchstellen (29) aufweist.

12. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die das richtbare Wirkteil (1; 34) umgebende Gefechtskopfhülle (2) aus einem Material hoher Verdämmung besteht.