DE3641054A1 - Zuendsystem fuer ein hohlladungsgeschoss oder einen hohlladungsgefechtskopf - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündsystem für ein Hohlladungsgeschoß oder einen Hohlladungsgefechtskopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Damit sich der Hohlladungsstachel aus der Auskleidung optimal strecken und längen kann, ist bei den bekannten Hohlladungsgeschossen bzw. Hohlladungsgefechtsköpfen eine Zündung der Sprengladung in einem Abstand von zwei bis sechs Kaliber vor dem Ziel vorgesehen. Der Zündkreis wird von einem Aufschlagssensor getriggert, beispielsweise einem Verformungskontakt, der in einem Abstandshalter vor dem Gefechtskopf angeordnet ist. Während der Hohlladungs­ stachel dicke und geschottete Panzerungen, z. B. von Kampfpanzern, durchschlagen kann, werden für optimale Wirkung bei weniger dicken Zielwänden, z. B. von Schützen­ panzern, Kontaktdetonationen - Sprengladungen im Kontakt mit dem Ziel- und bei sehr dünnen Zielwänden, z. B. Fenster, für optimale Wirkungsgefechtsköpfe mit Blast- und gegebenenfalls Splitterwirkung, die das Ziel durchschla­ gen, eingesetzt. Denn die Kontakt- bzw. Innendetonation ist viel wirksamer als ein nur in das Innere eindringender Hohlladungsstachel.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hohlladungsgeschoß oder einen Hohlladungsgefechtskopf zu schaffen, der nicht nur bei dicken oder geschotteten Panzerungen, sondern auch bei weniger dicken bzw. sehr dünnen Zielwänden optimal wirksam ist.

Dies wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angegebene Zündsystem erreicht. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen des erfindungsgemäßen Zündsystems sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nach der Erfindung kann also mit dem ersten Zündkreis ein optimal ausgebildeter Hohlladungsstachel für dicke und geschottete Panzerungen erhalten werden.

Wird der Gefechtskopf hingegen auf eine relativ dünne Zielwand, z. B. ein Fenster oder einen LKW abgefeuert, schaltet der Schütze den ersten Zündkreis ab und der zweite Zündkreis führt zu einer zeitverzögerten Detonation der Sprengladung. D. h. die dünne Zielwand wird dann vom Gefechtskopf durchschlagen, so daß die Sprengladung mit der Hülle und gegebenenfalls vorgeformten Splittern im Innenraum des Ziels zur Detonation kommt, d. h. mit ihrer gesamten Blast- und Splitter- und somit mit ihrer effektivsten Wirkung.

Bei mittleren Zielstärken, d. h. bei einem Ziel, das zwar nicht mit einer dicken oder geschotteten Panzerung versehen ist, jedoch vom Gefechtskopf allein nicht durchschlagen werden kann, kommt der Beschleunigungssensor des erfindungsgemäßen Gefechtskopfs zur Wirkung. D. h. er führt eine Detonation der Sprengladung unmittelbar oder im sehr nahen Kontakt mit der Zielplatte herbei, wodurch die detonative Stoßwelle direkt in das Zielmaterial eingelei­ tet wird. Dadurch wird die Stoß- und Schockwelle hinrei­ chend groß, um ein nicht zu dickes Ziel im Bereich der Sprengladung als Ganzes einzudrücken. Es tritt damit eine erheblich größere Wirkung und ein erheblich größerer Schaden in einem derartigen Ziel auf, als wenn es nur vom Hohlladungsstachel durchschlagen wird. D. h. auch bei mittleren Zielstärken wird mit dem erfindungsgemäßen Gefechtskopf die optimale Wirkung erzielt. Dieser Fall tritt z. B. auf, wenn ein Schützenpanzer bekämpft werden soll oder wenn z. B. bei Bekämpfung eines LKW der Gefechtskopf nicht auf das relativ dünne Karosserieblech auftrifft, sondern auf härtere Strukturen, wie Karosse­ riespanten oder dergleichen.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gefechtskopfes mit teil­ weise weggeschnittenen Teilen; und

Fig. 2, 3 u.4 Blockschaltbilder unterschiedlicher Zündsysteme des Gefechtskopfs.

Gemäß Fig. 1 weist der Gefechtskopf 1 an seinem vorderen Ende eine relativ fest ausgebildete Ogivenvorstruktur 2 auf, vor der ein Verformungskontakt angeordnet ist, der einen ersten Sensor 3, und zwar einen Aufschlagsensor bildet. Es folgt die Hohlladung 4 mit Sprengladung 5 und Auskleidung 6. Die Sicherungseinrichtung 7 der Hohlladung 4 weist ein erstes elektroexplosives Element 8 und ein zweites elektroexplosives Element 9 auf. Das erste elektroexplosive Element 8 liegt dabei in der Achse der Sprengladung 5, während das zweite elektroexplosive Element 9 exzentrisch angeordnet ist. Zwischen dem zweiten elektroexplosiven Element 9 und der Sprengladung 5 ist ein Verzögerungssatz 10 vorgesehen. Weiterhin befindet sich im mittleren Bereich des Gefechtskopfes 1 im Bereich der Auskleidung 6 der Hohlladung 4 innerhalb der Struktur des Gefechtskopfes 1 ein Beschleunigungssensor 11, der als Verformungskontakt ausgebildet ist. Statt, wie in Fig. 1 dargestellt, kann der Beschleunigungssensor bzw. Verfor­ mungskontakt 11 auch kurz vor der Basis der Auskleidung 6 angeordnet sein.

Gemäß Fig. 2 weist das Zündsystem des Gefechtskopf nach Fig. 1 den ersten Sensor oder Aufschlagsensor 3, den zweiten Sensor oder Beschleunigungssensor 11, das erste und das zweite elektroexplosive Element 8 bzw. 9 und den dem zweiten elektroexplosiven Element 9 zugeordneten Verzögerungssatz 10 auf.

Der erste Sensor 3 kann dabei, wie in Fig. 1 dargestellt, aus einem Verformungskontakt bestehen, der auf leichte Zielstrukturen hin bereits anspricht. Stattdessen kann der erste Sensor 3 auch durch einen Schockwellensensor gebildet sein, welcher bei einer eingeleiteten Stoßwelle über entsprechende Verstärker ein Ausgangssignal liefert, oder ein kapazitiver oder aktiver optischer oder magneti­ scher Abstandssensor sein, der im Nächstbereich eine Auslösung gibt oder eine Kombination derartiger Sensoren.

Der erste Sensor 3 steuert einen ersten Zündkreis 12 an, welcher das erste elektroexplosive Element 8 ansteuert, welches die Sprengladung 5 der Hohlladung 4 axialsymme­ trisch zur Detonation bringt.

Das Signal vom Sensor 3 zum ersten Zündkreis 12 kann mit einem Schalter 14 zu- und abgeschaltet werden, je nach dem Ziel, das gerade bekämpft werden soll. Wünscht man die optimale Ausbildung des Hohlladungsstachels, dann wird der erste Zündkreis 12 zugeschaltet, damit die Sprengladung 5 schnell anspricht und damit der Hohlladungsstachel aus der Auskleidung 6 sich optimal strecken und längen kann. D. h. der erste Zündkreis 12 wird insbesondere dann mit dem Schalter 14 zugeschaltet, wenn ein gepanzertes Ziel, wie ein Kampfpanzer zu bekämpfen ist.

Bekämpft man demgegenüber weichere Ziele, wie Glasscheiben oder leichte Karosserieaufbauten, dann wird der erste Zündkreis 12 durch den Schalter 14 abgeschaltet, so daß der Gefechtskopf 1 in das Ziel eindringt und dann über den Zündkreis 13 und den Verzögerungssatz 10 zeitverzögert im Innenraum des Zieles detoniert.

Sollte der Gefechtskopf wider Erwarten doch gegen ein härteres Ziel als angenommen auftreffen, z. B. auf die Spanten einer Karosserie, würde er bei der erwähnten Verzögerungszeit t _v von z. B. 5 ms an dem härteren Ziel völlig zerschellen, ohne daß er zur Wirkung kommt. Weiterhin wäre der Gefechtskopf mit einem Zündsystem mit nur einem Sensor 3 und den beiden Zündkreisen 12 und 13 bei mittleren Zielstärken, wie einem Schützenpanzer, nicht optimal wirksam. In diesen Fällen ist eine Kontaktdeto­ nation des Gefechtskopfes an der Zielplatte anzustreben, wodurch die eingeleitete Stoß- und Druckwirkung weitaus größer ist und die Auskleidung 6 verformt und damit durch den aufgespreizten Stachel die Hohlladungswirkung weiter erhöht wird.

Dies wird durch den zweiten Sensor 11 erreicht, der bei starker Verzögerung der Beschleunigung des Gefechtskopfes 1 bzw. Verformung der Basisteile des Gefechtskopfes 1 eine schnelle Zündung auslöst.

Wie erwähnt, steuert der erste Sensor 3 den Zündkreis 12 an, der über das erste elektropositive Element 8 die Sprengladung 5 axialsymmetrisch zur Detonation bringt.

Parallel hierzu wird vom ersten Sensor 3 ein zweiter Zündkreis 13 angesteuert, welcher das zweite elektro­ explosive Element 9 ansteuert, das seinerseits den Verzögerungssatz 10 zum Ansprechen bringt. Die durch den Verzögerungssatz 10 bewirkte Verzögerungsstrecke für das Eindringen des Gefechtskopfes 1 in das Ziel soll größen­ ordnungsmäßig 1 bis 3 m betragen. Die Verzögerungszeit ist entsprechend der Fluggeschwindigkeit des Gefechtskopfes zu wählen. D. h. bei einer Fluggeschwindigkeit des Gefechts­ kopfes von z. B. 200 m/sec und einer gewünschten Eindringtiefe nach Zielaufschlag von z. B. 1 Meter ist eine Verzögerungszeit t _v von 5 ms erforderlich. Bei einer Verzögerungsstrecke von 3 Meter ist demgegenüber eine Verzögerungszeit t _v von 15 ms zu wählen, entsprechend der Formel t _v =s/v, wobei s die Eindringtiefe oder Verzöge­ rungsstrecke und v die Fluggeschwindigkeit des Gefechts­ kopfes darstellt.

Der Beschleunigungssensor 11 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, wiederum aus einem Verformungskontakt bestehen, wobei der Verformungskontakt kurz vor oder nach der Basis der Hohlladungsauskleidung 6 z. B. an der Sprengladung 5 angeordnet ist. Stattdessen kann der Sensor 11 auch durch irgendeinen anderen Sensor gebildet sein, der die Spreng­ ladung 5 zur Detonation bringt, wenn eine Verzögerung der Beschleunigung des Gefechtskopfes auftritt, die größer ist als bei einem möglichen Zieldurchschlag. Der Beschleuni­ gungssensor 11 steuert dabei den ersten Zündkreis 12 an, der das erste elektroexplosive Element 8 zur Zündung bringt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 wird also mit dem Aufschlagssensor 3 der erste Zündkreis 12 angesteuert, der die Zündkette für die optimale Ausbildung des Hohlladungsstachels zum Ansprechen bringt, ferner der zweite Zündkreis 13, der die Zündkette mit durch den Verzögerungssatz 10 vorgegebener Verzögerungszeit trig­ gert, wobei der erste Zündkreis 12 mit dem Schalter 14 abschaltbar ist. Redundant wird der Beschleunigungssensor 11 wirksam, der bei starker Verformung des Gefechtskopfes, also starker Verzögerung der Beschleunigung wiederum den ersten Zündkreis 12 ansteuert, der zur Kontaktdetonation des Gefechtskopfes an der Zielplatte führt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 liefert ein einziger Beschleunigungssensor 15 ein erstes Sensorsignal zum Ansteuern des ersten Zündkreises 12 und des zweiten Zündkreises 13 sowie ein zweites Sensorsignal für die Ansteuerung des ersten Zündkreises 12 bei einer Verzöge­ rung der Beschleunigung des Gefechtskopfes, die größer ist als bei Zieldurchschlag. Für die Ansteuerung des ersten Zündkreises 12 muß dabei das Sensorsignal mit einem Verstärker 16 verstärkt werden, wobei mit einem Schwell­ wertschalter 17 sowohl bei niedrigem Amplituden- und Zeitschwellwert eine Ansteuerung des ersten Zündkreises 12 und des zweiten Zündkreises 13 durch das erste Sensorsi­ gnal erfolgt. Ist jedoch das Signal des Beschleunigungs­ sensors 15 in der Amplitude höher und in der Dauer länger, was über einen Schwellwertschalter 18 mit höherem Amplitu­ den- und Zeitschwellenwert erreicht werden kann, dann wird mit diesem zweiten Sensorsignal vom Schwellwertschalter 18 wiederum der erste Zündkreis 12 angesteuert.

Durch die Zu- und Abschaltung des ersten Sensorsignals zum ersten Zündkreis 12 wird hiermit entsprechend dem jeweili­ gen Ziel eine optimale Wirkung der Hohlladung 4 erzielt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, führt die exzentrische Anordnung der Zündkette mit dem zweiten elektroexplosiven Element 9 und dem Verzögerungssatz 10 zu einer exzentrischen Initiierung der Sprengladung 5 der Hohlladung 4, durch die die Sprengladung 5 gegebenenfalls mit einer Splitterhülle zeitverzögert im Innenraum des Zieles zur Detonation gebracht wird. Hierdurch erhält man einen aufgespreizten Hohlladungsstachel, dessen Partikel auf eine größere Fläche verteilt sind und der damit in der Wirkung günstiger ist als ein axial ausgerichteter Stachel. Für die Splitterbildung, Splittergeschwindigkeit und Splitter­ richtung spielt die exzentrische Initiierung praktisch keine Rolle.

Das Zündsystem des erfindungsgemäßen Gefechtskopfes eignet sich also insbesondere für Mehrzweckgefechtsköpfe mit Hohlladung, Blast- und gegebenenfalls auch Splitter­ wirkung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird mit dem Sensor 3 der Zündkreis 12 und ein als elektronischer Verzögerungs­ kreis ausgebildeter Zündkreis 13′ angesteuert. Der Verzö­ gerungskreis bzw. Zündkreis 13′ steuert nun zeitverzögert den Zündkreis 12 an.

Ist der Sensor 3 vom Zündkreis 12 durch den Schalter 14 abgeschaltet, so wird das elektroexplosive Element 8 zeitverzögert zur Detonation gebracht. Der Verzögerungs­ kreis bzw. Zündkreis 13′ kann nun wiederum durch den Beschleunigungssensor 11 übersteuert werden.

Bei Ausbildung der Zündschaltung in dieser Form kann das zweite elektroexplosive Element 9 mit pyrotechnischer Verzögerung 10 gemäß Fig. 2 und 3 weggelassen werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 hat zwar den Nachteil, daß der Stachel dann nicht durch die exzentrische Initiierung aufgefächert wird. Sie hat aber andererseits den Vorteil, daß die Sicherungseinrichtung einfacher gehalten werden kann (nur ein einziger elektrischer Detonator) und die Zündschaltung für "ein" elektrisches Element nur ein Mal benötigt wird. "Eine" Zündkette bedeutet auch geringeren Volumenbedarf.

Prinzipiell besteht bei einer solchen elektrischen Zeit­ verzögerung auch die Möglichkeit, sie einstellbar zu machen, d. h. der Schütze kann sie für optimale Wirkung im Ziel vor dem Abschuß auch einstellen.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 kann selbstverständlich auch so abgewandelt werden, daß wie in Fig. 3 gezeigt, ein vom Beschleunigungssensor 15 angesteuerter Verstär­ ker 16 mit Schwellwertschalter 17, 18 vorgesehen ist, wobei dann je nach Verzögerung des Gefechtskopfes 1 der Zündkreis 12 und der Verzögerungskreis 13′ angesteuert werden oder nur der Zündkreis 12.

Claims (8)

1. Zündsystem für ein Geschoß oder einen Gefechtskopf mit einer Hohlladung mit einen Zündkreis, mit dem die Sprengladung der Hohlladung in einem zur Ausbildung des Hohlladungsstachels ausreichenden Abstand vor dem Ziel zur Detonation gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Zündkreis (13, 13′) vorgesehen ist, mit dem die Sprengladung (5) gegenüber der Detonation durch den ersten Zündkreis (12) zeitverzögert zur Detonation gebracht wird, daß der erste Zündkreis (12) abschaltbar ist und daß ein Beschleunigungssensor (11, 15) vorgese­ hen ist, der bei einer vorgegebenen Verzögerung der Beschleunigung des Gefechtskopfes (1), die größer ist als bei Zieldurchschlag, den ersten Zündkreis (12) ansteuert.

2. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Zündkreis (12) ein erstes elektro­ explosives Element (8) und mit dem zweiten Zündkreis (13) ein zweites elektro-explosives Element (9) ange­ steuert werden, wobei das zweite elektro-explosive Element (9) einen Verzögerungssatz (10) zur zeitver­ zögerten Detonation der Sprengladung (5) zum Ansprechen bringt (Fig. 2).

3. Zündsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektro-explosive Element (8) die Sprengla­ dung (5) in der Achse und das zweite elektro-explosive Element (9) die Sprengladung (5) exzentrisch zur Detonation bringt.

4. Zündsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zündkreis (12) ein elektroexplosives Element (8) zum Ansprechen bringt und der zweite Zündkreis (13′) als Verzögerungskreis ausgebildet ist, der den ersten Zündkreis (12) zeitverzögert ansteuert (Fig. 4).

5. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Zündkreis (12 und 13, 13′) mit einem Abstandssensor (3) angesteu­ ert werden.

6. Zündsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor (3) ein auch bei leichten Zielen ansprechender Verformungskontaktsensor, ein Schockwel­ lensonsor und/oder ein kapazitiver Annäherungssensor ist.

7. Zündsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleunigungssensor (11) ein Verformungskontaktsensor ist und im Gefechts­ kopf (1) im Bereich der Hohlladungsauskleidung (6) angeordnet ist.

8. Zündsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Beschleunigungssensor (15) angesteuerter Verstärker (16) mit einem Schwell­ wertschalter (17, 18) vorgesehen ist, mit dem unterhalb einer vorgegebenen Verzögerung der Beschleunigung des Gefechtskopfes (1) der erste und der zweite Zündkreis (12 und 13, 13′) angesteuert werden und oberhalb der vorgegebenen Verzögerung nur der erste Zündkreis (12) (Fig. 3).