DE3877775T2

DE3877775T2 - Vorrichtung mit geradliniger hohlladung.

Info

Publication number: DE3877775T2
Application number: DE8888909807T
Authority: DE
Inventors: John Haskins; Alexandre Philippart
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: Qinetiq Ltd
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1988-11-16
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2008-11-17
Also published as: GB2231645B; EP0442868B1; GB8726912D0; AU2621488A; EP0442868A1; NO902159D0; DE3877775D1; NO169508B; EP0317294A1; NO902159L; BR8807802A; NO169508C; GB9011042D0; WO1989004943A1; GB2231645A; IL88387A0; US5044280A; GB2213241A; JPH03500808A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf lineare Hohlladungsvorrichtungen und insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf lineare Schneidladungsvorrichtungen.
Es sind Hohlladungen, auch als H-Ladungen bezeichnet, bekannt, die eine Sprengstoffmasse mit einer Aussparung an einer ihrer Oberflächen umfassen, wobei die Aussparung mit einer Auskleidung aus duktilem Metall versehen ist. Die Detonation der Ladung komprimiert heftig die duktile Auskleidung und verwandelt sie in einen nach außen gerichteten, langgestreckten Metallstrahl, dessen Form im wesentlichen von der Form der Aussparung abhängt. Der Strahl hat eine hohe Durchschlagskraft, die benutzt wird, indem die Ladung mit ihrer Aussparung in der Nähe und gegenüber einer zu durchdringenden Oberfläche, d.h., der Arbeitsoberfläche gezündet wird. Der Grund der Durchschlagung der Oberfläche hängt vom Abstand (Stand-off distance) zwischen Ladung und Arbeitsoberfläche ab. Der optimale Wert dieses Abstands wird normalerweise durch Experiment ermittelt.
Die meisten bekannten Arten von Hohlladungsvorrichtungen sind achsensymmetrisch, wobei die Ladung und der geformte Hohlraum um eine Längsachse rotationssymmetrisch sind. Der Hohlraum ist typischerweise als geschlossener Hohlkegel ausgebildet, und der dementsprechend achsensymmetrische, aus der kollapierten Auskleidung gebildete Durchschlagsstrahl wird in Richtung der Achse ausgestoßen. Jedoch sind manche Arten von Hohlladungen nicht achsensymmetrisch und sind konstruiert, um nichtachsensymmetrische Durchschlagsstrahlen zu erzeugen.
Ein besonderes Beispiel einer nichtachsensymmetrischen Hohlladung ist in der GB-A-2176878 offenbart, die eine Linearverschneidladung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einem extrudierten Stab aus einem Verbund von Sprengstoff und einem ersten Kunststoff mit einem longitudinalen, spiegelsymmetrischen Hohlraum entlang seiner Länge in Form einer V-förmigen Rille, die mit einer extrudierten Auskleidung aus einem Metall/Plastikverbund ausgekleidet ist. Der Stab ist in einem nichtmetallischen Gehäuse eingeschlossen, das einen Gehäuseabschnitt umfaßt, der eine Sperrschicht zwischen dem Hohlraum und der zu bearbeitenden Oberfläche mit einer Dicke gleich dem optimalen Standoff-Abstand für die Schneidladung schafft. Die Zündung des Stabs erzeugt einen Strahl entlang der Länge der Rille, der für Schneidzwecke benutzt werden kann.
Die Sprengung einer Hohlladung wird üblicherweise durch einen einzelnen am von der Aussparung entfernten Ende der Ladung gezündet. Bei einer achsensymmetrischen Hohlladungsvorrichtung ist der Zünder üblicherweise axial angeordnet. Da jedoch ein einzelner Zünder eine im allgemeinen kugelförmige Wellenfront erzeugt, die sich durch die Ladung fortbewegt und unter ziemlich großem Winkel auf die konkave Auskleidung trifft, wird nur ein relativ kleiner Anteil der Energie dieser Sprengwellenfront auf die Auskleidung übertragen, so daß ein Durchschlagsstrahl mit relativ niedriger Durchschlagskraft gebildet wird und viel der durch die gesprengteLadung verfügbaren Energie verlorengeht. Bei einer linearen Hohlladungsvorrichtung ist das Problem der niedrigen Durchschlagskraft durch die nichtachsensymmetrische Form der Ladung weiter verkompliziert.
Die von jedem der ein oder mehreren auf oder entlang der Ladung angebrachten Zünder erzeugte Sprengwellenfront stößt über die Länge der Ladung hinweg unter unterschiedlichen Winkeln auf die Auskleidung. Dies führt zu unerwünschten Veränderungen der Schneidwirkung des über die Länge der Rille hinweg gebildeten Strahls.
In einem weiteren, in der GB-A-2138111 offenbarten Konstruktion einer linearen Hohlladungsvorrichtung wird die Zündung der Ladung gesteuert, indem eine zweiteilige Schneidladung, bestehend aus einer Zündladung und einer Hauptladung, vorgesehen ist. Die Zündladung hat an einem Ende einen mit einer inerten Übertragungsplatte ausgekleideten Hohlraum. Die Hauptladung, deren ausgekleidete Rille von der Zündladung abgewandt ist, ist in diesem Hohlraum so angeordnet, daß eine Lücke zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen der Hauptladung und der Übertragungsplatte bleibt. Das Zünden der Zündladung schleudert die Übertragungsplatte durch die Lücke, um so die Hauptladung zu zünden. Die Zündung der Hauptladung wird von Faktoren wie den Konturen der gegenüberliegenden Oberfläche von Hauptladung und Übertragungsplatte und der Phasengeschwindigkeit VPh, mit der die Platte über ihre Oberfläche hinweg auf die Hauptladung schlägt, beeinflußt. Einpunktzündung der Zündladung, wie in GB 2138111 A offenbart, führt zu einem phasenverschobenen Ausschleudern der Übertragungsplatte gegen die Hauptladung sowohl längs als auch quer zur linearen Vorrichtung und erzeugt so ein komplexes Zündmuster auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Hauptladung. Dies führt wiederum zu geringer Durchschlagsleistung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Schneidladungsvorrichtung anzugeben, die die oben erwähnten, mit der bekannten Punktzündung dieser Art von Ladung zusammenhängenden Probleme überwindet, die aber immer noch mit einem einzigen Zünder gezündet werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine lineare Hohlladungsvorrichtung mit einer in Längsrichtung verlaufenden Schneidladung aus hochbrisantem Sprengstoff in einem oder mehreren Teilen, einer spiegelsymmetrischen Rille entlang einer Seite der Ladung, die mit einer nichtexplosiven Hohlladungsauskleidung ausgekleidet ist, und einer Einrichtung zur Zündung der Schneidladung längs der gegenüberliegenden Seite vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine lineare Zündladung aus hochbrisantem Sprengstoff aufweist, die entlang der Symmetrieebene angrenzend an die gegenüberliegende Seite der Schneidladung angeordnet ist, wobei die gegenüberstehenden Oberflächen der linearen Zünd- und Schneidladungen zwischen sich einen Spalt definieren, der in Längsrichtung der Schneidladung von einem Ende der linearen Zündladung zu ihrem anderen Ende spitz zuläuft, Mittel zum Sprengen der linearen Zündladung an dem einen Ende und eine nichtexplosive primäre Zündauskleidung auf der gegenüberstehenden Oberfläche der linearen Zändladung, die über den Spalt geschleudert wird, um die Schneidladung entlang der Symmetrieebene zu zünden, wenn die lineare Zündladung gesprengt wird, wobei der Grad der Verjüngung des Spaltes so gewählt ist, daß die Phasengeschwindigkeit der Zündung der Schneidladung durch die vorgeschleuderte Zündauskleidung die Detonationsgeschwindigkeit des hochbrisanten Sprengstoffs der Schneidladung übersteigt.
Die Verwendung einer linearen Zündladung und der primären Zündauskleidung gemäß dieser Erfindung kann für sich allein die Durchschlagskraft einer einfachen einteiligen Schneidladung verbessern. Sie liefert ein Mittel, mit dem durch Einpunktsprengung der linearen Ladung die Phasengeschwindigkeit der Zündung der Schneidladung durch die vorgeschleuderte Zündauskleidung größer als die Detonationsgeschwindigkeit der Schneidladung gemacht wird. Durch Auswahl eines geeigneten Verjüngungswinkels kann diese Phasengeschwindigkeit virtuell auf unendlich gesteigert werden, was zu einer im wesentlichen instantanen Zündung der Schneidladung über ihre Länge hinweg führt. Wenn die Phasengeschwindigkeit gegen unendlich geht, nimmt die Längsstreuung des Strahls jenseits der Enden der gesprengten Schneidladung ab und die Explosionsenergie der Schneidladung wird so auf einen Strahl mit kürzerer Schneidlänge konzentriert, so daß die Kraft des Strahls, ein Ziel über diese Länge hinweg zu durchschlagen, gesteigert wird.
Die Breite der linearen Zündladung braucht nur einen Bruchteil derjenigen der Schneidladung zu betragen, um eine lineare Zündung entlang der Schneidebene zu bewirken. Daher wird für die lineare Zündladung nur eine relativ geringe Menge Sprengstoff gebraucht.
Die Schneidladung umfaßt vorzugsweise mindestens zwei benachbarte Ladungen, darunter eine Hauptladung mit einer Seite, in der die spiegelsymmetrische Rille liegt, und eine zwischen der Hauptladung und der linearen Ladung angeordnete Sekundärladung, die nach Zündung durch die lineare Ladung die Hauptladung zündet.
Die gegenüberstehenden Oberflächen von Haupt- und Sekundärladung definieren vorzugsweise zwischen sich einen Spalt, wobei die gegenüberstehende Oberfläche der Sekundärladung mit einer nichtexplosiven sekundären Zündauskleidung ausgekleidet ist, die, wenn die Sekundärladung gezündet wird, über den Spalt in Berührung mit der Hauptladung ausgeschleudert wird, und so letztere an ihrer gegenüberstehenden Oberfläche zündet. Bei dieser Anordnung kann eine Zündung der Hauptladung mit einer ebenen Welle ausgehend von einer Einpunktsprengung der linearen Ladung bewirkt werden. Die gegenüberstehende Oberfläche der Sekundärladung definiert vorzugsweise einen Hohlraum, in dem die von der Rille abgewandte Seite der Hauptladung angebracht ist.
Die bevorzugte räumliche Anordnung von Haupt- und Sekundärladungen ist vorzugsweise so, daß die Phasengeschwindigkeit der Sprengung der Hauptladung in einer beliebigen Richtung entlang ihrer gegenüberstehenden Oberfläche größer als die Detonationsgeschwindigkeit der Hauptladung ist. Vorzugsweise ist die Phasengeschwindigkeit so, daß ein großer Flächenbereich der gegenüberstehenden Oberfläche im wesentlichen gleichzeitig durch die ausgeschleuderte sekundäre Zündauskleidung gezündet wird.
Der Vorteil sehr hoher Zündungsphasengeschwindigkeiten an der gegenüberstehenden Oberfläche der Hauptladung ist, daß unter dieser Oberfläche eine Sprengwellenfront gebildet wird, die der Form der Oberfläche selbst annähernd gleicht. Diese Wellenfront erzeugt ihrerseits eine hohe Phasengeschwindigkeit des Zusammenstoßes mit der Hohlladungsauskleidung in der Rille. Wenn, wie bevorzugt, die Hauptladung senkrecht zur Oberfläche der Rille im wesentlichen konstante Dicke hat, durchläuft diese Wellenfront die Ladung so, daß sie an allen Teilen der Auskleidung praktisch gleichzeitig ankommt, d.h., mit fast unendlicher Zusammenstoßphasengeschwindigkeit.
Eine hohe Phasengeschwindigkeit des Zusammenstoßes mit der Hohlladungsauskleidung fördert den wirksamen Energietransfer auf die Auskleidung und erhöht somit ihre Kraft, ein Ziel zu durchschlagen. Wenn ferner die Hauptladung ungefähr konstante Dicke hat, dann ist die pro Flächeneinheit der Auskleidung übertragene Energie ungefähr konstant. Dies verringert den Geschwindigkeitsgradienten des Strahls in Bahnrichtung, wodurch dessen Neigung verringert wird, sich auf dem Weg von der extrudierten Hauptladung fort in die Länge zu ziehen und aufzubrechen, und erhöht so dessen Fähigkeit, Zielmaterial in einigem Abstand von der gesprengten Vorrichtung zu durchschlagen. Diese Eigenschaft des Strahls ist in Situationen von praktischer Bedeutung, bei denen die Vorrichtung nicht leicht in unmittelbarer Nähe des zu schneidenden Zielmaterials gebracht werden kann, ein Problem, das z.B. bei Abbrucharbeiten auftritt.
Die Erzeugung einer hohen (und vorzugsweise unendlichen) Phasengeschwindigkeit der Zündung der Schneidladung ist oben diskutiert worden und die Übertragung dieser Geschwindigkeit von der Sekundärladung auf die gegenüberstehende Oberfläche der Hauptladung kann durch Einhalten einer konstanten räumlichen Beziehung zwischen diesen beiden Ladungen über die Länge der kombinierten Schneidladung hinweg erreicht werden. Um außerdem eine hohe (und vorzugsweise unendliche) Phasengeschwindigkeit der Zündung quer zur Schneidebene an dieser gegenüberstehenden Oberfläche zu erzeugen, ist der Spalt zwischen Haupt- und Sekundärladung in von der Schneidebene fort verlaufender Richtung vorzugsweise spitzwinklig verjüngt.
Die Rille kann im Querschnitt V-förmig oder abgerundet sein. Eine abgerundete, und vorzugsweise eine halbzylindrische Rille hat gegenüber einer V-förmigen Rille den Vorteil, daß die Hohlladungsauskleidung, nachdem sie durch die explodierte Schneidladung in einen Durchschlagsstrahl umgewandelt ist, eine bessere Durchschlagskraft bei großen Standoff-Abständen vom Ziel hat, insbesondere bei Standoff-Abständen, die größer sind als dreimal die Breite der Rille.
Je niedriger die Dichten der primären und sekundären Zündauskleidungen sind, umso kleiner ist die Menge an Sprengstoff, die nötig ist, um diese Auskleidung mit ausreichenden Geschwindigkeiten auszuschleudern, um die Ladungen, auf die sie aufschlagen, zu zünden. Aus diesem Grund bestehen die Auskleidungen vorzugsweise aus festen duktilen Materialien mit Dichten von weniger als 5 g/cm³. Aluminium und seine Legierungen haben sich als besonders geeignet erwiesen.
Die Oberfläche der Schneidladung gegenüber der linearen Zündladung ist vorzugsweise durch eine dünne Schutzschicht aus nichtexplosivem Material, vorzugsweise Metall, bedeckt, die dünn genug ist, um die Zündenergie der ausgeschleuderten primären Zündauskleidung auf die Schneidladung zu übertragen. Wenn die Schneidladung eine von einer Sekundärladung getrennte Hauptladung umfaßt, ist die gegenüberstehende Oberfläche der Hauptladung vorzugsweise in gleicher Weise geschützt. Diese Schicht an der Hauptladung kann auch die Herstellung der Hauptladung z.B. durch Schmelzgießen unterstützen, wobei die Schicht als Wand eines Gefäßes wirkt, das den geschmolzenen Sprengstoff während des Gießens enthält.
Im folgenden werden Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, in nur beispielhafter Weise, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausgestaltung einer linearen Schneidladungsvorrichtung gemäß dieser Erfindung ist, die symmetrisch auf beiden Seiten einer flachen Schneidebene angeordnet ist und eine Hohlladung mit einem longitudinalen Hohlraum auf einer Längsseite in Form einer V-förmigen Rille besitzt;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Schutzkappe ist, die über die lineare Schneidvorrichtung der Fig. 1 paßt;
Fig. 3 ein vertikaler Querschnitt längs der Linie I-I der Fig. 4 durch die Vorrichtung der Fig. 1 mit darüber angepaßter Kappe aus Fig. 2 ist;
Fig. 4 ein Querschnitt der Vorrichtung der Fig. 1 entlang der Linie II-II der Fig. 3 ist;
und
Fig. 5 eine Darstellung ähnlich der Fig. 3 einer zweiten Ausgestaltung einer gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierten linearen Schneidladung ist, bei der der Längshohlraum in der Hohlladung einen halbkreisförmigen Querschnitt hat.
Mit Bezug zunächst auf die Figuren 1 bis 4 wird eine erste Ausgestaltung einer linearen Hohlladungsvorrichtung gezeigt, die allgemein mit 10 bezeichnet ist. Sie besteht im wesentlichen aus einer Hauptladung 12 in Form eines V-förmigen Stabes aus Sprengstoff, der von einem Paar angewinkelter Seitenplatten 14 und 16 unterstützt wird und auf eine Endplatte 18 aufstößt. Die Ladung 12 hat eine längsverlaufende, V-förmige Rille 20, die durch die sich schneidenden Vorderflächen 22 und 24 der Ladung definiert ist. Die Ladung 12 ist symmetrisch auf beiden Seiten einer flachen Schneidebene angeordnet, die frontal durch die Linie A-A' dargestellt ist und durch den Scheitel 26 der Rille 20 verläuft und hat eine konstante Dicke senkrecht zu den Oberflächen 22 und 24. Die Rille 20 ist mit einer Hohlladungsauskleidung 28 aus nichtexplosivem Material von konstanter Dicke ausgekleidet.
An der Rückseite der Ladung 12, auf die Seitenplatten 14 und 16 gestützt und auch auf die Endplatte 18 stoßend, sind flache ebene Unterstützungsladungen 34 und 36 aus Sprengstoff angeordnet, die beide unter einem spitzen Winkel θ&sub2; zu den gewinkelten Rückseiten 30 bzw. 32 der Ladung 12 stehen, wo sie auf die Seitenplatten 14 bzw. 16 treffen, um so Luftspalte 38 bzw. 40 mit gleichmäßig zur Schneidebene hin zunehmender Dicke zu bilden. Die Ebenen der Ladungen 34 und 36 erstrecken sich nach rückwärts zu einer Scheitelschnittlinie entlang der Schneidebene, doch hören die Ladungen vor dieser Linie auf und sind mit einer Überbrückungsladung 42 aus Sprengstoff abgedeckt, die senkrecht zur Schneidebene angeordnet ist und in festem Abstand zur Rückseite der Ladung 12 unterstützt ist. Ein massiver Sperrstab 44 ist zwischen der Überbrückungsladung 42 und der Hauptladung 12 angebracht. Die der Hauptladung 12 gegenüberliegenden Seiten der Unterstützungsladungen 34 und 36 sind mit Zündauskleidungen 46 und 48 aus nichtexplosivem Material ausgekleidet, denen schützende Auffangauskleidungen 50 und 52 aus nichtexplosivem Material auf den Rückseiten 30 bzw. 32 gegenüberliegen.
Eine lineare Zündladung 54 aus Sprengstoff ist auf der Rückseite der Überbrückungsleitung 42 zwischen einem rückseitigen Abschnitt 18a der an einem Ende der Hauptladung 12 angebrachten Endplatte 18 und einer am anderen Ende der Hauptladung angebrachten sekundären Endplatte 56 abgestützt. Die gegenüberliegenden Seiten der linearen Zündladung 54 mit der Überbrückungsladung 52 sind mit einem Zündstreifen 58 bzw. einem Aufnahmestreifen 60 aus nichtexplosivem Material ausgekleidet. Die Position der Ladung 54 ist so gewählt, daß die Ebenen der Streifen 58 und 60 unter einem spitzen Winkel θ&sub1; an der sekundären Endplatte 56 aufeinandertreffen, um einen Luftspalt 61 von gleichmäßig zum rückseitigen Abschnitt 18a der Endplatte 18 hin zunehmender Dicke zu bilden. Ein Zünder 62 steht mit einem Ende der Zündladung 54 über einen Zünderträger 63 und den oberen Bereich 18a der Endplatte 18 in Verbindung.
Die Endplatten 18 und 56 werden durch Schrauben 64 und 66, die in Aussparungen an beiden Enden des Trägerstabs 44 greifen, aufeinander zu gezogen, und schaffen so zusätzliche Unterstützung für die Unterstützungsladungen 34 und 36, die Überbrückungsladung 42 und die Linearverladung 54. Die montierte Vorrichtung 10 ist in einem Blech- oder Plastikschutzgehäuse 68 untergebracht, das sich über alle Teile der Vorrichtung außer der ersten Auskleidung 28, den Seitenplatten 14 und 16 und der Endplatte 18 erstreckt.
Im Gebrauch wird die montierte Vorrichtung 10 mit der Hohlladungsauskleidung 28 nach vorn einem zu durchschlagenden Ziel entgegengebracht. Ein Zündsignal wird durch den Zünder 62 an die lineare Zündladung 54 weitergegeben. Dies erzeugt eine Sprengwellenfront, die sich durch die Ladung 54 in Richtung der zweiten Endplatte 56 ausbreitet und den Zündstreifen 58 beim Durchgang der Sprengwellenfront der Überbrückungsleitung 42 entgegenschleudert. Der Winkel θ&sub1; ist so gewählt, daß die Phasengeschwindigkeit der Kollision zwischen Streifen 58 und 56 in der Längsrichtung der Überbrückungsladung 42 praktisch unendlich ist, so daß die Ladung 52 an allen Teilen ihrer gegenüberstehenden Oberfläche gleichzeitig gezündet wird. Auf diese Weise zündet die Ladung 42 linear beide Ladungen 34, 36 gleichzeitig über ihre gesamte Länge.
Eine lineare Sprengwellenfront wird so gleichzeitig durch beide Unterstützungsladungen 34 und 36 in Richtung ihrer jeweiligen Unterstützungsseitenplatten 14 und 16 übertragen und so werden die Zündauskleidungen 46 bzw. 48 beim Durchgang der Wellenfront der Hauptladung 12 entgegengeschleudert. Der Winkel θ&sub2; ist gewählt, um sicherzustellen, daß die Phasengeschwindigkeit des Zusammenstoßes zwischen den Auskleidungen 46 und 50 und zwischen den Auskleidungen 48 und 52 praktisch unendlich ist, so daß die Ladung 12 im wesentlichen gleichzeitig über ihre ganze mit den Auskleidungen 50 und 52 in Berührung stehende Oberfläche gezündet wird. Der Sperrstab 44 verhindert eine vorzeitige Zündung der Hauptladung 12 durch und direkt unterhalb der bereits explodierten Überbrückungsladung 42.
So wird auf der Rückseite der Hauptladung 12 eine Sprengwellenfront erzeugt, deren Form ursprünglich der vereinigten Form der Rückseiten 30 und 32 entspricht. Diese Sprengwellenfront breitet sich dann durch die Hauptladung 12 in Richtung der Hohlladungsauskleidung 28 aus, wobei jedes Element der Wellenfront sich in einer Richtung bewegt, die im wesentlichen senkrecht zu einem entsprechenden Bereich auf der Rückseite 30 oder 32 steht, von dem das Element der Wellenfront ursprünglich übertragen wurde. Da die Hauptladung 12 von gleichmäßiger Beschaffenheit und Dicke ist, erreicht die Sprengwellenfront beide Vorderseiten 22 und 24 im wesentlichen gleichzeitig, und bildet so aus der ersten Auskleidung 28 einen Schneidstrahl mit relativ geringem Geschwindigkeitsgradienten entlang seiner Bahn, der entlang der Schneidebene das Ziel durchschlägt.
Eine besondere lineare Schneidladungsanordnung 10 gemäß der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung hat eine 15 cm lange Hauptladung 12 aus einer schmelzgegossenen, hochbrisanten Sprengstoffzusammensetzung auf Basis von HMX (Cyclotetramethylentetranitramin) mit kleinen Mengen von RDX (Cyclotrimethylentrinitramin) und TNT (Trinitrotoluol) mit einem Scheitelwinkel 26 von 90º und einer Dicke senkrecht zu den Vorderflächen 22 und 24 von 5,7 cm. Die Hohlladungsauskleidung 28 ist aus zwei auf beiden Seiten der Schneidebene angeordneten Teilen zusammengesetzt und besteht aus 7 mm dickem Kupferblech. Die Unterstützungsladung 34, 36, die Überbrückungsladung 42 und die lineare Zündladung 54 sind alle aus 6 mm starken Sprengstoffplatten aus einer Plastiksprengstoffzusammensetzung geschnitten, die eine Mischung von 88 Gew.-% RDX (Cyclotrimethylentrinitramin), 8,4 % PIB (Polyisobutylen), 2,4 % DEHS (2(Diethylhexyl)sebacat) und 1,2 % PTFE (Polytetrafluorethylen) enthält. Die Auskleidungen 46, 48, 50, 52 und Streifen 58 und 60 bestehen alle aus 2 mm dickem Blech aus Aluminiumlegierung. Die Winkel θ&sub1; und θ&sub2;, die nach dem unten angegebenen Verfahren bestimmt werden, betragen beide ungefähr 150.
Das Verfahren zur Bestimmung des Winkels war wie folgt:
a) Auswählen einer zum Zünden von Sprengstoffen der in der Überbrückungsladung 42 und der Hauptladung 12 benutzten Arten ausreichenden Mindestausstoßgeschwindigkeit (V(P)) des Streifens 58 (gewählt: 2 mm pro Mikrosekunde);
b) Auswählen einer Materialart und Dicke für den Streifen 50 (gewählt: 6 mm Aluminiumlegierung);
c) Verwenden der Daten aus (a) und (b), Auslesen von " " aus Fig. 4 auf Seite 22 des Artikels "The Motion of Plates and Cylinders Driven by Detonation Waves at Tangential Incidence" von Hoskin et al. (Proceedings of the Fourth Symposium (International) on Detonation, Seiten 14-26);
d) Berechnen der erforderlichen Masse pro Längeneinheit der Zündladung 54 (= α x Masse pro Längeneinheit des Streifens 58) nach der Gleichung auf Seite 21 von Hoskin et al.;
e) Berechnen der erforderlichen Dicke (t) der Ladung 54 aus (d);
f) unter der Annahme, daß der Streifen 58 in Richtung senkrecht zur Ebene der Zündladung 54 ausgeschleudert wird, Berechnen von θ&sub1; aus der folgenden Gleichung:
tang θ&sub1; V(P)/V(D),
wobei V(D) die Detonationsgeschwindigkeit der in der linearen Zündladung 54 benutzten Zusammensetzung ist;
g) unter Verwendung der wie oben für t und θ&sub1; berechneten Werte, Verwenden von Hochgeschwindigkeitsblitz-Röntgenphotographie zur experimentellen Beobachtung des Ausstoßes des Streifens 58, und (wenn nötig) Korrigieren von θ&sub1;, um eine praktisch unendliche Phasengeschwindigkeit des Zusammenstoßes zwischen den Streifen 58 und 60 sicherzustellen.
Da die Unterstützungsladung 34, 36 und die Zündauskleidungen 46, 48 aus denselben Materialien mit denselben Dicken wie die lineare Zündladung 54 bzw. der Streifen 58 bestehen, wurde θ&sub2; ohne weitere Berechnung oder Experimente derselbe Wert wie θ&sub1; zugewiesen.
Bei der zweiten Ausgestaltung (siehe Fig. 5) sind die Grundstruktur und die Betriebsweise ähnlich den oben unter Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschriebenen. Dementsprechend sind in Fig. 5 dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 bis 4, jedoch mit einer vorangestellten 1, benutzt worden.
In der zweiten Ausgestaltung hat die Hauptladung 112 die Form eines halbzylindrischen Sprengstoffstabs mit Außenradius r2. Die Ladung 112 hat eine in ihr verlaufende halbzylindrische Rille mit Radius r1, die durch die Vorderfläche 122 definiert ist. Die Ladung 112 und die Rille 120 sind symmetrisch auf beiden Seiten einer flachen Schneidebene angeordnet, die frontal durch die Linie BB' dargestellt ist. Die Unterstützungsladungen 134 und 136 aus Sprengstoff haben zusammen eine im allgemeinen spitzbogenartige Querschnittform quer zur Schneidebene, um Spalte zwischen diesen Ladungen und der Hauptladung 112 mit gleichförmig zur Schneidebene hin zunehmender Dicke zu bilden. Die Anordnungen der Überbrückungsladung 142 und der linearen Zündladung 154 sind im wesentlichen so wie in der ersten Ausgestaltung der Erfindung beschrieben.
Unter Verwendung derselben Materialien und Stärken für die Ladungen 134, 136 und Auskleidungen 146, 148 wie in der ersten Ausgestaltung dieser Erfindung kann der Krümmungsgrad der Auskleidungen 146, 148 bestimmt werden, indem die Breite des Luftspalts, gemessen senkrecht zu den Auskleidungen 150 und 152, die mit derselben gleichförmigen Rate wie die Spaltbreite in der ersten Ausgestaltung zur Schneidebene hin zunimmt, beibehalten wird.

Claims

1. Lineare Hohlladungsvorrichtung, mit einer in Längsrichtung verlaufenden Schneidladung (12, 34, 36, 42; 112, 134, 136, 142) aus hochexplosivem Sprengstoff in einem oder mehreren Teilen, einer planisymmetrischen Aussparung < 20, 120) entlang einer Seite der Ladung, die mit einer nicht explosiven Hohlladungsauskleidung (28, 128) überzogen ist, und einer Einrichtung zur Zündung der Schneidladung längs ihrer gegenüberliegenden Seiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine lineare Zündladung (54, 154) aus hochexplosivem Sprengstoff aufweist, die entlang der Symmetrieebene angrenzend an die gegenüberliegende Seite der Schneidladung angeordnet ist, wobei die gegenüberstehenden Oberflächen der linearen Zünd- und Schneidladungen dazwischen einen Spalt (61, 161) definieren, der in Längsrichtung der Schneidladung von einem Ende der linearen Zündladung zu ihrem anderen Ende konisch verläuft, Mittel (63, 163) zur Aufnahme einer Sprengeinrichtung fur die Zündung der linearen Zündladung an dem genannten einen Ende und einer nicht-explosiven primären Zündauskleidung (58, 158) auf der Oberfläche der linearen Zündladung, die über den Spalt geschleudert wird, um die Schneidladung entlang der Symmetrieebene zu zünden, wenn die lineare Zündladung gezündet wird, wobei der Grad der Konizität des Spaltes so gewählt ist, daß die Phasengeschwindigkeit der Schneidladungszündung durch die vorgeschleuderte Zündauskleidung die Detonationsgeschwindigkeit des hochexplosiven Sprengstoffs der Schneidladung übersteigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidladung mindestens zwei getrennte Teile, mit einer Hauptladung (12, 112) mit der Aussparung (20, 120) darin und mindestens eine Sekundärladung (34, 36, 42; 134, 136, 142) aufweist, die zwischen der Haupt- und linearen Zündladungen angeordnet und so angebracht ist, um die zunächst von der vorgeschleuderten primären Zündauskleidung gezündete Hauptladung zu zünden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Flächen der Hauptund mindestens einer Sekundärladung dazwischen einen Zwischenraum (38, 40; 138, 140) definieren, wobei die Oberfläche der mindestens einen Sekundärladung wenigstens zum Teil mit einer nicht-explosiven sekundären Zündauskleidung (46, 48; 146, 148) überzogen ist, die über den Zwischenraum (38, 40; 138, 140) geschleudert wird, um die Hauptladung auf deren Oberfläche zu zunden, wenn die Sekundärladung gezündet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Zündauskleidung (58, 158) aus einem duktilen festen Material mit einer Dichte von weniger als 5 gm cm&supmin;³ besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Zündauskleidung (46, 48; 146, 148) aus einem duktilen festen Material mit einer Dichte von weniger als 5 gm cm&supmin;³ besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Schneidladung mit einer dünnen Schutzschicht (60, 160) aus nicht-explosivem Werkstoff überzogen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Hauptladung (12, 112) mit einer dünnen Schutzschicht (50, 52; 150, 152) aus nichtexplosivem Werkstoff überzogen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (20, 120) V-formig oder abgerundet in einer Ebene senkrecht zur Schnittsymmetrieebene ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (120) im wesentlichen eine halbzylindrische Form aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptladung (12, 112) eine im wesentlichen konstante Dicke in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Aussparung (20, 120) aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der linearen Zündladung geringer als die Breite der Schneidladung ist.