EP0266557A2 - Einlage für Hohlladungen bzw. Penetratoren oder Wuchtkörper für Geschosse - Google Patents
Einlage für Hohlladungen bzw. Penetratoren oder Wuchtkörper für Geschosse Download PDFInfo
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- EP0266557A2 EP0266557A2 EP87114310A EP87114310A EP0266557A2 EP 0266557 A2 EP0266557 A2 EP 0266557A2 EP 87114310 A EP87114310 A EP 87114310A EP 87114310 A EP87114310 A EP 87114310A EP 0266557 A2 EP0266557 A2 EP 0266557A2
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- penetrators
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
- F42B12/72—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
- F42B12/74—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the core or solid body
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B1/00—Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
- F42B1/02—Shaped or hollow charges
- F42B1/032—Shaped or hollow charges characterised by the material of the liner
Definitions
- the invention relates to an insert for shaped charges or penetrators or balancing bodies for projectiles made of a high-density material.
- Inserts for shaped charges are made of tough metals of relatively high density, such as copper, iron, tantalum.
- the quality of the beam or projectile depends on the geometrical accuracy and the homogeneity of the explosives and the insert material.
- the material properties such as strength, crystalline structure, electrical conductivity, change in every direction, such as height, radius and circumference. The strength values differ from point to point. Accordingly, undesirably strong disturbances in the insert geometry are obtained even under otherwise ideal conditions.
- the inserts consist of a composite material formed from tungsten and copper.
- the individual tungsten grains are brought together to form a homogeneous structure by a binder.
- the grain size of the tungsten is between 2 to 90 ⁇ m.
- the object of the invention is to propose an insert for shaped charges or a balancing body which has an improved penetration through improved homogeneity.
- the insert or the balancing body according to the invention has a homogeneous structure and an isotropic material behavior with any load and deformation. For the shaped charge, this results in a significant increase in the performance of the particle beam in its final ballistic form, either as a beam, as a splinter or as a projectile. Due to the strong mechanical deformation, there is a firm material structure in the insert or the balancing body due to the adhesion. This applies in particular to a material association in which the grains stick together without a binder by means of adhesion.
- the grains of the material according to the invention are in a matrix material, such as copper, the properties of the thin matrix layer are largely negligible, so that such an insert or balancing body achieves almost the same effects as when using the material according to the invention without a matrix material.
- the stress-strength distribution is symmetrical in all levels and the effects of the insert or the balancing body are reproducible.
- the invention is suitable for rotationally symmetrical shaped charges as well as for flat shaped charges, namely cutting loads and their splinter-forming varieties.
- Projectiles from projectile-forming inlays are symmetrical and therefore fly straight ahead, so misses are avoided.
- the sintering method known per se is also suitable for less efficient deposits or balancing bodies.
Landscapes
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Einlage für Hohlladungen bzw. Penetratoren oder Wuchtkörper für Geschosse aus einem Werkstoff hoher Dichte. Einlagen für Hohlladungen werden aus zähen Metallen relativ hoher Dichte, wie Kupfer, Eisen, Tantal, hergestellt. Bei der Umformung stehen die Massenkräfte und die Festigkeit im Gleichgewicht mit dem durch die Sprengstoffschwaden erzeugten Druck. Die Güte des Strahls bzw. Projektils hängt von der geometrischen Genauigkeit sowie von der Homogenität der Sprengstoffe und des Einlagematerials ab. Bei den gängigen Einlagenmaterialien ändern sich die Materialeigenschaften, wie Festigkeit, kristalline Struktur, elektrische Leitfähigkeit, in jeder Richtung, wie Höhe, Radius, Umfang. Damit sind die Festigkeitswerte von Punkt zu Punkt verschieden. Entsprechend erhält man auch bei sonst idealen Verhältnissen unerwünscht starke Störungen in der Einlagengeometrie.
- So ist aus der europäischen Patentanmeldung 16 01 118 zur Verbesserung der Durchschlagsleistung von Hohlladungen vorgesehen, daß die Einlagen aus einem aus Wolfram und Kupfer gebildeten Verbundmaterial bestehen. Die einzelnen Wolfram-Körner sind untereinander durch ein Bindemittel zu einem homogenen Gefüge zusammengebracht. Hierbei ist die Korngröße des Wolframs zwischen 2 bis 90 µm.
- Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einlage für Hohlladungen bzw. einen Wuchtkörper vorzuschlagen, die bzw. der eine verbesserte Durchschlagsleistung durch verbessere Homogenität aufweist.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den nachfolgenden Ansprüchen zu entnehmen. - Eine Ausführungsform der Erfindung ist dem Anspruch 2 zu entnehmen. Vorteilhaft daran ist die relativ geringe mechanische Belastung des Werkstoffes zur Herstellung der erfindungsgemäßen Teile.
- Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung der Einlage bzw. Wuchtkörper nach dem Anspruch 1 ist dem Anspruch 3 zu entnehmen.
- Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Dichte und die Festigkeit der Körner hoch, ihr Durchmesser und die Festigkeit der Verbindung der Körner kleine ist. Schwierigkeiten mit Phasengrenzen im Zustandsdiagramm treten nicht auf.
Die erfindungsgemäße Einlage bzw. der Wuchtkörper weisen eine homogene Struktur und ein isotropes Materialverhalten bei beliebiger Belastung und Deformation auf. Daraus folgt für die Hohlladung eine wesentliche Leistungssteigerung des Partikelstrahles in seiner endballistischem Form, entweder als Strahl, als Splitter oder als Projektil.
Bei der Einlage bzw. bei dem Wuchtkörper liegen aufgrund der starken mechanischen Verformung ein fester Werkstoffverband aufgrund der Adhäsion vor. Dies gilt insbesondere bei einem Werkstoffverband, bei dem die Körner ohne Bindemittel durch Adhäsion zusammenhalten. Liegen die Körner des erfindungsgemäßen Werkstoffes in einem Matrixwerkstoff, wie Kupfer, so sind die Eigenschaften der dünnen Matrixschicht weitgehend vernachlässigbar, so daß eine derartige Einlage bzw. ein derartiger Wuchtkörper nahezu dieselben Wirkungen erzielen, als bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Werkstoffes ohne einen Matrixwerkstoff.
Die Spannungs-Festigkeitsverteilung ist in allen Ebenen symmetrisch und die Wirkungen der Einlage bzw. des Wuchtkörpers sind reproduzierbar. - Dies bezieht sich auf die Strahlgeschwindigkeit und die Richtung des Strahles bzw. auf die weitgehende Formstabilität des Wuchtkörpers beim Eindringen in das Ziel. Bei der Hohlladung ist die Übertragung der Energie auf das Ziel groß, da aufgrund der kleinen und gleichgroßen Körner nur geringe Energieverluste bei der hydrodynamischen Umformung am Ziel auftreten. Die Ursache dafür ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Offensichtlich ist die geringe Reibung der Körner untereinander bei Ihrem Ausspülen aus der Öffnung am Ziel maßgebend und der kleine innere Zusammenhalt der Körner im Hohlladungsstrahl. Durch das letztere Merkmal sind die Körner leichter in der Lage, nach der Übertragung des Masseimpulses auf des Ziel seitlich auszuweichen als unregelmäßige Körper, die vor ihrem Ausspülen durch nachfolgende Körper erst noch zerrissen werden müssen.
- Die Erfindung eignet sich für rotationssymmetrische Hohlladung als auch für ebene Hohlladungen, nämlich Schneidladung und ihre splitterbildenden Abarten.
- Projektile aus projektilbildenden Einlagen sind symmetrisch und fliegen daher geradeaus, also werden Fehltreffer vermieden.
- Bei Wuchtkörpern, wie Penetratoren, liegt ebenfalls eine symmetrische Spannungs-Festigkeitsverteilung vor. Dies stellt sicher, daß die Wuchtkörper beim Eindringen ins Ziel eine nur noch geringe Neigung haben sich zu verbiegen. Die Wirkung im Ziel ist daher durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen reproduzierbar und größer als nach dem Stand der Technik.
- Außer dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren bei Normaltemperatur eignet sich für weniger leistungsfähige Einlagen bzw. Wuchtkörper auch das an sich bekannte Sinterverfahren.
Claims (3)
dadurch gekennzeichnet,
daß die Korngrösse des Werkstoffes, wie Wolfram, gleich-groß ist und etwa 2 bis 20 nm beträgt.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Körner des Werkstoffs in einem Matrixwerkstoff, wie Kupfer, eingebettet sind und die Dicke der Matrixschicht am Korn im Verhältnis zur Korngrösse sehr klein ist.
dadurch gekennzeichnet.
daß sie durch kaltes Pressen, nämlich durch starke mechanische Belastung, wie Schmieden, Explosionsumformung bei Normaltemperatur unter Schutzgasatmosphäre hergestellt werden.
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