EP1007898B1 - Mantelgeschoss mit hartkern - Google Patents

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Publication number
EP1007898B1
EP1007898B1 EP98937723A EP98937723A EP1007898B1 EP 1007898 B1 EP1007898 B1 EP 1007898B1 EP 98937723 A EP98937723 A EP 98937723A EP 98937723 A EP98937723 A EP 98937723A EP 1007898 B1 EP1007898 B1 EP 1007898B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hard core
core
projectile
cone
jacket
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98937723A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1007898A1 (de
Inventor
Carl Hug
Beat Messerli
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RUAG Munition
Original Assignee
RUAG Munition
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Filing date
Publication date
Application filed by RUAG Munition filed Critical RUAG Munition
Publication of EP1007898A1 publication Critical patent/EP1007898A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1007898B1 publication Critical patent/EP1007898B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/72Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
    • F42B12/76Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing
    • F42B12/78Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing of jackets for smallarm bullets ; Jacketed bullets or projectiles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/72Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
    • F42B12/76Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the casing
    • F42B12/80Coatings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/72Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material
    • F42B12/74Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the material of the core or solid body

Definitions

  • the present invention relates to a projectile according to the Preamble of claim 1.
  • Hartkerm small-caliber ammunition is used in particular by Used snipers and aiming for precise penetration of armored targets.
  • Armored targets in the sense the subject of the invention are protective vests (for people); PanzergIas, steel plates and light metal armor.
  • Such ammunition is known in various designs. she can be in those with steel cores, in those with hard cores made of dense sintered material and those with an additional medium to the hard core such as lead, aluminum and / or air organize. Common to this ammunition is usually a Fully-clad steel clad, clad steel clad or tombac jacket that picks up the cores and media and at least includes liquid-tight.
  • a mantle storey with a truncated cone on the rear Bleikem and this surrounding jacket made of steel or a tombac alloy is shown in EP-A1- 0 499 832.
  • the coat also with a thin layer of tin plated.
  • a small-caliber floor is known from GB -A- 592 538, in which the hard core is self-supporting in the shell between the front area and a rear body is made of light metal. This will make the one you want Weight distribution achieved, manufacturing tolerances balanced additionally reduces the friction in the gun barrel.
  • GB -A- 601 686 also shows another mantle storey a special, technically favorable design a hard and a soft core.
  • the front For this purpose, the hard core has partially smaller diameters as the inside of the shell jacket; is also the hard core through a soft body made of light metal, with a axial excess length, supported, which is one of the front Centering of the hard core serving recess, which passes into another dome-shaped cavity. Thereby there are gaps and recesses between the cores and the coat, which is when pressing and closing the Bullet material displacements allowed and a compressibility results, whereby manufacturing tolerances can be compensated are.
  • the well-known projectiles have due to their geometry and Inside and outside ballistics an insufficient first-chance probability and point at armored targets insufficient penetrability.
  • WO 89/03015 describes a projectile for a large caliber Firearm, especially for a gun, the Bullet to increase penetration and prevent a detachment of the shell is a positive Has connection between this and its core.
  • the bullet to increase penetration and prevent a detachment of the shell is a positive Has connection between this and its core.
  • One in a variant intended cavity between an acute angled front area of the core and the inside of the jacket is with Grease, plastic or powder filled to the target Maintain shape of tip; this also decreases during the resulting friction.
  • EP -A2- 0 106 411 is a small-caliber ammunition and their manufacturing process known.
  • the appropriately optimized and manufactured bullets mainly serve as infantry combat ammunition and already have good aerodynamic Properties on.
  • This ammunition owns not the high ballistic level required by snipers Final energy, which is necessary to penetrate armor is.
  • It is therefore an object of the invention to provide small-caliber ammunition to create the disadvantages of the prior art does not have and in particular a high penetration rate with armored targets, low cross wind sensitivity and also has increased precision.
  • the ammunition to be created is said to be used in a police operation allow the snipers behind glass Fight targets precisely.
  • the smaller front area of the hard core compared to the inner shape ensures its tight fit on the outer shape and encloses with it an airspace that Penetration of the target in armor easy detachment supported by the hard core, so that this after Kind of arrow ammunition that penetrates armor.
  • this airspace helps manufacturing tolerances between to balance the coat and the hard core.
  • the middle part filled with a relatively soft material prevents, due to its albeit poor deformability, inadmissible friction and thus additional energy losses in the gun barrel. This also results in the following a lower erosion, which affects the life of the used Gun extended.
  • the soft core is flange-like centered on the frustoconical hard core so that none Unbalance, with the rotation generated by the twist of the running groove of the floor.
  • the end of the soft core is also frustoconical designed; the coat also encloses this form-fitting, which in turn results in high dimensional accuracy and prevents eddy formation in the rear area of the projectile and others the low observed decrease in speed caused on the trajectory.
  • the prefabricated hard core is in one water-filled drum trovalized for several hours, until its surface is smooth and matt Gloss is visibly fine.
  • Cladding using a copper) zinc alloy known per se reduces the friction in the barrel and, in conjunction with the soft core located in the cylindrical part of the jacket, results in the surprisingly high initial speeds v 0 ; this also with conventional propellant charges.
  • a ceramic hard core made of cobalt-alloyed tungsten carbide (WC / Co 88/12) with a density of 14.3 g / cm 3 has proven itself extremely well in terms of penetration performance, hardness and the mandatory high density.
  • a soft core made of a lead-tin alloy (Pb / Sn 60/40) with a density of 9.2 g / cm 3 fulfills all requirements in terms of flexibility (low hardness) and the necessary mass to achieve the final ballistic performance.
  • the weight ratios for an entire projectile mass from 100% are 42% to 50%, preferably 44% hard core mass, 28% up to 34%, preferably 31% soft core mass and preferably 25% of the Total mass provided for the coat. This results in Small caliber ammunition an ideal weight distribution in the projectile, i.e. the focus is for a ballistic Optimal trajectory.
  • An optimal rotationally symmetrical centering of the soft core on the hard core is between 14 ° to by cone angle 18 °, preferably 16.5 ° achieved.
  • a surface treatment of the is economically optimal Hard core by trovalizing for several hours, i.e. in practice up to twelve hours in a water bath at room temperature, whereby the cores grind each other, until they're smooth and shiny. - Of course come other methods in question which the desired Fineness of surface and thus form-fitting in the jacket cause.
  • Fig. 1 denotes a cartridge case known per se, which is also a known powder charge 2 - contains a high-performance propellant charge.
  • a projectile 100 is inserted, the tip 4 is formed by a steel jacket 3.
  • Has on the front this an ogive shape 7a, which in a cylindrical central part 7b merges, which is a choke groove 12, for attachment has the sleeve 1 and ends in a rear region 9.
  • the hard core 5 has a frustoconical rear area 5b, which has a precisely fitting inner shape of a Soft core 8 is occupied.
  • a front area 5a is a truncated cone formed with a tip angle ⁇ ; between this and the concave inner shape of the bullet tip 4 is located an essential airspace 6.
  • the steel jacket closes by a flaring 13 at the rear 3 the three included components: soft core 8; Hard core 5 and air 6 non-positively.
  • the front area 5a is designed as a spherical cap and also serves - as in Fig. 1 - to compensate for manufacturing tolerances and forms by the subsequent one in the coat 3 snug fitting ogive-shaped part of the hard core 5 ' also the gas-tight air space 6 in the top of the floor 4th
  • the rear region 5b of the hard core 5 has an axis-like Turning on, which is only a slight - not visible - taper and on which the soft core 8 is centered is.
  • a sealing washer 14 is located in the floor 100 ' Brass used, which by the crimp 13 den Closes steel jacket 3 gastight, i.e. prevents that release heavy metals and / or vapors when fired. -
  • the soft core is around the thickness with the same floor length the sealing washer 14 is shortened.
  • the hard core consists of cobalt-alloyed tungsten carbide WC / Co 88/12 with a mass of 5.6 g and a Vickers HV hardness of 1300 kp / mm 2 and a bending resistance of 3000 N / mm 2 .
  • the soft core consists of an alloy of Pb / Sn 60/40 with a mass of 3.9 g.
  • the steel jacket 3 weighs 3.11 g.
  • the total floor mass in the first version is i.e. without sealing washer 14, corresponding to 12.61 g.
  • the subject of the invention was found in numerous shooting attempts examined, recorded over a distance of 800 m and compared with the prior art.
  • 3a to 3c show characteristic hit images a shooting distance of 200m, each in a series 20 shots at a target, with an inner circle of 5 cm and an outer circle of 10 cm in diameter were.
  • the hit rate in the innermost area of the Slice was 95%.
  • the one used Ammunition corresponds to the Swiss Ordonnance caliber (7.5 x 55).
  • the speed of the projectile 100 decreases from an initial (initial speed v 0 ) 850 m / s almost linearly to only 580 m / s at a distance of 800 m.
  • the projectile 100 according to the invention faces the State of the art .308 significantly better values; comparatively became an older Swiss ordnance ammunition GP 11 also examined and their relatively good Values also shown in Fig. 6.
  • the floor 100 shows opposite the floor .308 significantly better values.
  • FIGS Impulse of the hard core in the 100 floor and the energy of the Bullet 100 measured in relation to the prior art and recorded.
  • the surprisingly good shooting results of the subject of the invention are not least due to the favorable weight distribution attributed within the floor.
  • FIGS. 11 and 12 show the one that is safely shot through Distance to target, i.e. Tempered glass, hatched and labeled "1" while the one above it Area is considered not to be shot through and is therefore marked with 0 is.
  • the standardized test requirement for so-called insulating glasses of class C4 is plotted as the reference R in the lowest column labeled R C4 .
  • R C4 the reference R in the lowest column labeled R C4 .
  • DIN 52290/2 full shell ammunition with lead core 7.62 x 51 mm type FMJ, under test conditions with three hits, no bullet shooting up to a distance of 10 m.
  • the non-hatched area 0 means: Do not shoot through with certainty.
  • a caliber ammunition designed according to the invention 7.62 x 51 mm (type AP) already shoots through the same glass with a single shot up to a distance of 60 m.
  • the 7.5 x 55 caliber (type AP) strikes at a distance of 110 m and that of .300 WinMag (type AP) even to a distance of 150 m through this class of glass.
  • the non-hatched area means 0: With a certain spread possibly in the border area also shot through what in all cases detectable, still present after penetration of the glass considerable residual kinetic energy is proven.
  • Class C5 glass was shot at here.
  • R C5 the standardized test arrangement for glass of class is designated C5; again for ammunition 7.62 x 51 mm FMJ / AP, ie here full casing with steel core.
  • the ammunition according to the invention is in turn a multiple, in the bullet, more efficient.
  • the corresponding Ammunition 7.62 x 51 AP leads to one in this glass class Target distance of 60 m also to the bullet; 7.5 x 55 AP at 110 m and 7.62 x 51 AP at 150 m. - In all three However, there is only a small amount of residual energy left after Bullet through the glass is noticeable.
  • the storey construction according to the invention is a matter of course not for use with the aforementioned calibers limited; the projectiles can be used with appropriate larger, also known propellant charges also on other small-caliber ammunition, especially .300 Winchester Magnum can be adjusted.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Geschoss nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hartkerm -Kleinkaliber-Munition wird insbesondere von Scharfschützen eingesetzt und bezweckt eine präzise Durchdringung von gepanzerten zielen. Gepanzerte Ziele im Sinne des Erfindungsgegenstands sind Schutzwesten (für Personen); PanzergIas, Stahlplatten und Leichtmetallpanzerungen.
Derartige Munition ist in diverser Ausführung bekannt. Sie lässt sich in solche mit Stahlkernen, in solche mit Hartkernen aus dichtem Sintermaterial und solche mit einem Zusatz-Medium zum Hartkern wie Blei, Aluminium und/oder Luft einteilen. Gemeinsam ist dieser Munition ein meist als Voll-Mantel ausgebildeter Stahlmantel, plattierter Stahlmantel oder Tombakmantel, der die Kerne und Medien aufnimmt und zumindest flüssigkeitsdicht einschliesst.
Ein Mantelgeschoss mit einem heckseitig kegelstumpfförmigen Bleikem und diesen umschliessenden Mantel aus Stahl oder einer Tombak-Legierung ist in der EP -A1- 0 499 832 dargestellt. Zur Verringerung von Ablagerungen im Lauf von Handfeuerwaffen ist der Mantel zudem mit einer dünnen Zinnschicht plattiert.
Aus der GB -A- 592 538 ist ein Kleinkalibergeschoss bekannt, in welchem der Hartkern freitragend im Geschossmantel zwischen dessen Frontbereich und einem heckseitgen Korper aus Leichtmetall gelagert ist. Dadurch werden die gewünschte Gewichtsverteilung erzielt, Fertigungstoleranzen ausgeglichen zusätzlich die Reibung im Gewehrlauf verringert.
Ein weiteres Mantelgeschoss zeigt die GB -A- 601 686 mit einer besonderen, fabrikationstechnisch günstigen Ausgestaltung eines Hart- und eines Weichkerns. Der frontseitige Hartkern weist hierfür partiell kleinere Durchmesser auf als das Innere des Geschossmantels; ebenfalls ist der Hartkern durch einen weichen Körper aus Leichtmetall, mit einer axialen Überlänge, gestützt, welcher frontseitig eine der Zentrierung des Hartkerns dienende Ausnehmung aufweist, die in einem weiteren, kalottenförmigen Hohlraum übergeht. Dadurch entstehen Spalte und Ausnehmungen zwischen den Kernen und dem Mantel, was beim Verpressen und Verschliessen des Geschosses Materialverdrängungen erlaubt und eine Kompressibilität ergibt, wodurch Fabrikationstoleranzen ausgleichbar sind.
Die bekannten Geschosse weist aufgrund ihrer Geometrie und Innen und Aussenballistik eine nur ungenügende Ersttreffer-Wahrscheinlichkeit auf und zeigen bei gepanzerten Zielen eine ungenügende Durchdringungsfähigkeit.
Die WO 89/03015 beschreibt ein Geschoss für eine grosskalibrige Schusswaffe, insbesondere für ein Geschütz, wobei das Geschoss zur Erhöhung der Durchschlagsleistung und zur Verhinderung einer Ablösung des Geschossmantels eine formschlüssige Verbindung zwischen diesem und seinem Kern aufweist. Zusätzlich sind spezielle Kernformen und Ausgestaltungen des Hecks sowie Einschnürungen im Mittelteil und Heckteil des Geschosses aufgezeigt. Ein in einer Variante vorgesehener Hohlraum zwischen einem spitzwinkligen Frontbereich des Kerns und dem Innern des Mantels ist mit Schmierfett, Kunststoff oder Pulver gefüllt, um im Ziel die Form der Spitze beizubehalten; dies verringert zudem während der Montage die resultierende Reibung.
Die vorgeschlagenen Massnahmen und Mittel sind nur sehr beschränkt auf eine Kleinkalibermunition anwendbar und verteuern diese beträchtlich.
Aus der EP -A2- 0 106 411 sind eine Kleinkalibermunition und deren Herstellverfahren bekannt. Die entsprechend optimierten und hergestellten Geschosse dienen hauptsächlich als Infanteriekampfmunition und weisen bereits gute aerodynamische Eigenschaften auf. Diese Munition besitzt aber nicht die von Scharfschützen geforderte hohe ballistische Endenergie, welche zum Durchdringen von Panzerungen nötig ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kleinkaliber-Munition zu schaffen, welche die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist und insbesondere eine hohe Durchschlagsleistung bei gepanzerten Zielen, geringe Seitenwindempfindlichkeit und auch eine gesteigerte Präzision besitzt.
Die zu schaffende Munition soll bei einem Polizeieinsatz den Scharfschützen ermöglichen hinter Glas befindliche Ziele präzise zu bekämpfen.
Diese Aufgabe wird durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 bzw. durch die Ansprüche 9 und 10 gelöst.
Es hat sich gezeigt, dass das formschlüssige Anliegen des Hartkerns an die ebenfalls ogivenförmige Innenform des Mantels einen äusserst kompakten, rotationssymetrischen und massgenauen Körper mit sehr guten aerodynamischen, ballistischen und Durchdringungs-Eigenschaften ergibt.
Der gegenüber der Innenform kleinere Frontbereich des Hartkerns gewährleistet dessen sattes Anliegen an der Aussenform und schliesst mit dieser einen Luftraum ein, der beim Eindringen des Ziels in eine Panzerung das leichte Ablösen des Mantels vom Hartkern unterstützt, so dass dieser nach Art einer Pfeilmunition die Panzerung durchdringt. Zusätzlich hilft dieser Luftraum Fertigungstoleranzen zwischen dem Mantel und dem Hartkern auszugleichen.
Das mit einem relativ weichen Material gefüllte Mittelteil verhindert, aufgrund seiner, wenn auch geringer Verformbarkeit, unzulässige Reibungen und damit zusätzliche Energieverluste im Gewehrlauf. Im weiteren resultiert dadurch auch eine geringere Lauferosion, welche die Lebensdauer der eingesetzten Waffe verlängert. Der Weichkern ist flanschartig am kegelstumpfförmigen Hartkern zentriert, so dass keine Unwucht, bei der durch den Drall der Laufnut erzeugten Rotation des Geschosses, resultiert.
Das Ende des Weichkerns ist ebenfalls kegelstumpfförmig ausgestaltet; der Mantel umschliesst diesen auch formschlüssig, was wiederum eine hohe Massgenauigkeit ergibt und eine Wirbelbildung im Heckbereich des Geschosses verhindert und u.a. die geringe festgestellte Geschwindigkeitsabnahme auf der Flugbahn bewirkt.
Herstellungstechnisch sind bei dieser Art Munition keine speziellen Anforderungen zu erfüllen, ausser diejenige an eine geringe Rauhigkeit der Hartkernoberfläche, um die gewünschte Formschlüssigkeit mit dem Mantel zu erzielen.
Verfahrensgemäss wird der vorfabrizierte Hartkern in einer mit Wasser gefüllten Trommel während mehreren Stunden trovalisiert, bis dessen Oberfläche glatt und durch einen matten Glanz sichtbar fein ist.
In abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands beschrieben.
Eine Plattierung mittels einer an sich bekannten Kupfer) Zink Legierung verringert die Reibung im Lauf und ergibt in Verbindung in dem in zylindrischen Teil des Mantels befindlichen Weichkern die überraschend hohe Anfangsgeschwindigkeiten v0; dies auch mit konventionellen Treibladungen.
In Bezug auf die Durchschlagsleistung, die Härte und die zwingend geforderte hohe Dichte hat sich ein keramischer Hartkern aus kobaltlegiertem Wolframcarbid (WC/Co 88/12) mit einer Dichte von 14.3 g/cm3 hervorragend bewährt.
Ein Weichkern aus einer Blei-Zinn Legierung (Pb/Sn 60/40) mit einer Dichte von 9.2 g/cm3 erfüllt sämtliche Anforderungen in Bezug auf die Nachgiebigkeit (geringe Härte) und auf die notwendige Masse zur Erreichung der endballistischen Leistung.
Die Gewichtsverhältnisse bei einer gesamten Geschossmasse von 100% sind 42% bis 50%, bevorzugt 44% Hartkernmasse, 28% bis 34%, bevorzugt 31% Weichkernmasse und bevorzugt 25% der Gesamtmasse für den Mantel vorgesehen. Dies ergibt bei Kleinkaliber-Munition eine ideale Gewichtsverteilung im Geschoss, d.h. der Schwerpunkt ist für eine ballistische Flugbahn optimal.
Durch das Einlegen einer dünnen Messing-Scheibe, vor dem Bördeln des Mantels, im Heck des Geschosses, ergibt sich ein gasdichter Einschluss der Kerne, so dass die Schwermetallemission beim Abschuss eliminiert ist.
Eine optimale rotationssymetrische Zentrierung des Weichkerns am Hartkern wird durch Kegelwinkel zwischen 14° bis 18°, vorzugsweise 16.5° erzielt.
Geringere Kegelwinkel, unter 14° ergeben ebenfalls eine brauchbare Zentrierung.
Wirtschaftlich optimal ist eine Oberflächenbehandlung des Hartkerns mittels Trovalisieren, während mehreren Stunden, d.h. in praxi bis zu zwölf Stunden im Wasserbad bei Raumtemperatur, wobei sich die Kerne gegenseitig abschleifen, bis sie glatt und glänzend sind. - Selbstverständlich kommen auch andere Verfahren in Frage, welche die gewünschte Oberflächenfeinheit und damit Formschlüssigkeit im Mantel bewirken.
Durch ein manuelles Einschieben der Kerne in den Mantel lassen sich die zweckmässigen Fertigungstoleranzen überprüfen bzw. festlegen, so dass keine Materialspannungen und/oder Deformationen entstehen, welche die Rotationssymetrie des Geschosses nachteilig beeinflussen.
Anhand von zwei praktischen Ausführungsbeispielen wird nachfolgend der Erfindungsgegenstand näher dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1
ein bevorzugtes Geschoss mit rotationssymetrischen Kernen, eingesetzt in eine Hülse mit Treibladungspulver,
Fig. la
eine vergrösserte Darstellung des Hartkerns Fig. 1 in seinen charakteristischen Grössenverhältnissen,
Fig. 2
eine Variante zum Geschoss Fig. 1, mit einer bombierten Hartkernspitze und modifiziertem Heckbereich,
Fig. 3
charakteristische Trefferbilder einer HartkernMunition vom Kaliber 7,5 mm, aufgezeigt bei einer Schussdistanz von 200 m,
Fig. 4
die Geschossgeschwindigkeit der Munition nach Fig. 1 oder 2, in Abhängigkeit von der Distanz, relativ zum Stand der Technik betrachtet,
Fig. 5
die Geschwindigkeitsabnahme der Munition nach Fig. 1 oder 2, in einer Schussdistanz von 100 bis 800 m, relativ zum Stand der Technik,
Fig. 6
die Seitenwindempfindlichkeit der Geschosse in Relation zu zwei Geschossen nach dem Stand der Technik,
Fig. 7
den Geschossimpuls der Munition nach Fig. 1 oder 2, aufgezeigt über eine Flugdistanz von 800 m, relativ zum Stand der Technik,
Fig. 8
die Geschossenergie der Munition nach Fig. 1 oder 2, aufgezeigt über eine Flugdistanz von 800 m, relativ zum Stand der Technik,
Fig. 9
den Hartkernimpuls der Munition nach Fig. 1 oder 2, aufgezeigt über eine Flugdistanz von 800 m, relativ zum Stand der Technik
Fig. 10
die Hartkernenergie der Munition nach Fig. 1 oder 2, aufgezeigt über eine Flugdistanz von 800 m, relativ zum Stand der Technik
Fig. 11
die Durchschussleistung von drei verschiedenen Kalibern Hartkernmunition in Funktion der Schussdistanz bei einer ersten Klasse von Panzergläsern, in Relation zur genormten Vorgabe und
Fig. 12
die Durchschussleistung der drei verschiedenen Kaliber in Funktion der Schussdistanz bei einer weiteren Klasse von Panzergläsern, in Relation zur genormten Vorgabe.
In Fig. 1 ist mit 1 eine an sich bekannte Patronenhülse bezeichnet, welche eine ebenfalls bekannte Pulverladung 2 - eine Hochleistungs-Treibladung enthält. In die Patronenhülse 1 ist ein Geschoss 100 eingesetzt, dessen Spitze 4 durch einen Stahlmantel 3 gebildet ist. Frontseitig besitzt dieses eine ogive Form 7a, die in ein zylindrisches Mittelteil 7b übergeht, welches eine Würgenut 12, zur Befestigung der Hülse 1 aufweist und in einem Heckbereich 9 endet.
Im geschlossenen Ende 10 der Patronenhülse 1 ist, in notorisch bekannter Weise, ein Zündhütchen 11 eingelassen.
Der Hartkern 5 besitzt einen kegelstumpfförmigen Heckbereich 5b, welcher durch eine genau passende Innenform eines Weichkerns 8 belegt ist. Ein Frontbereich 5a ist als Kegelstumpf mit einem Spitzenwinkel β ausgebildet; zwischen diesem und der konkaven Innenform der Geschoss-Spitze 4 befindet sich ein funktionswesentlicher Luftraum 6.
Durch eine heckseitige Bördelung 13 schliesst der Stahlmantel 3 die drei eingeschlossenen Komponenten: Weichkern 8; Hartkern 5 und Luft 6 kraftschlüssig ein.
In nachfolgenden Figuren sind gleiche Funktionsteile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Die gegenüber Fig. 1 vergrösserte Darstellung des Hartkerns 5 in Fig. la enthält Massangaben, welche für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ein Kaliber 7.5 gelten:
  • Gesamtlänge L1 des Hartkerns 5 = 19 mm
  • Frontlänge L2 = 15 mm
  • Durchmesser D des zylindrischen Mittelteils = 6.64 mm
  • Ogivenradius R = 61.6 mm
  • Rundung r = 0.2 - 0.02 mm
  • Kegelwinkel α = 16.5°
  • Durchmesser d am Kegelstumpfende = 4.28 mm
  • Spitzenwinkel β = 80°
  • Eine zweite Variante eines Stahlmatel-Geschosses 100' ist in Fig. 2 dargestellt, wobei hier nur die Änderungen gegenüber Fig. 1 diskutiert werden:
    Der Frontbereich 5a ist als Kugelkalotte ausgebildet und dient ebenfalls - wie in Fig. 1 - dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen und bildet durch das anschliessende im Mantel 3 satt anliegende ogivenförmige Teil des Hartkerns 5' ebenfalls den gasdichten Luftraum 6 in der Geschoss-Spitze 4.
    Der Heckbereich 5b des Hartkerns 5' weist eine achsenartige Andrehung auf, die nur eine geringe - nicht sichtbare - Konizität aufweist, und auf welcher der Weichkern 8 zentriert ist.
    Heckseitig ist im Geschoss 100' eine Dichtscheibe 14 aus Messing eingesetzt, welche durch die Bördelung 13 den Stahlmantel 3 gasdicht abschliesst, d.h. verhindert das beim Abschuss Schwermetalle- und/oder Dämpfe austreten. - Der Weichkern ist bei gleicher Geschosslänge um die Dicke der Dichtscheibe 14 verkürzt.
    Der Hartkern besteht in beiden Varianten aus kobaltlegiertem Wolframcarbid WC/Co 88/12 mit einer Masse von 5.6 g und einer Härte nach Vickers HV von 1300 kp/mm2 und einem Biegewiederstand von 3000 N/mm2.
    Der Weichkern besteht aus einer Legierung aus Pb/Sn 60/40 mit einer Masse von 3.9 g. Der Stahlmantel 3 wiegt 3.11 g. Die gesamte Geschossmasse beträgt in der ersten Version, d.h ohne Dichtscheibe 14, dementsprechend 12.61 g.
    In zahlreichen Schiessversuchen wurde der Erfindungsgegenstand untersucht, über eine Distanz von 800 m aufgezeichnet und mit dem Stand der Technik verglichen.
    Fig. 3a bis 3c zeigen charakteristische Trefferbilder auf eine Schussdistanz von 200m, wobei jeweils in einer Serie 20 Schüsse auf eine Zielscheibe, mit einem inneren Kreis von 5 cm und einem äusseren Kreis von 10 cm Durchmesser abgegeben wurden. Die Trefferquote im innersten Bereich der Scheibe (sogenannte "Mouchen") betrug 95%. Die verwendete Munition entspricht dem Schweizer Ordonnanzkaliber (7.5 x 55).
    Nicht dargestellt ist der gleiche Versuch mit einer Munition nach dem Stand der Technik (Kaliber .308); die hier erreichte Trefferquote betrug weniger als 65%.
    Die Geschwindigkeit des erfindungsgemässen Geschosses 100 ist in Fig. 4 in Relation zum Stand der Technik, mit 0.308 bezeichnet, dargestellt.
    Dabei erkennt man, dass die Geschwindigkeit des Geschosses 100 von anfänglich (Anfangsgeschwindigkeit v0) 850 m/s nahezu linear auf nur 580 m/s zurückgeht, bei einer Distanz von 800 m.
    Die Darstellung, Fig. 5, der Geschwindigkeitsabnahme in m/s pro m in Abhängigkeit der Schussdistanz in m unterstreicht die Aussage der Fig. 4.
    Auffällig ist hier wiederum die hohe Linearität ab einer Schussdistanz von 200 m.
    Fig. 6 zeigt die Seitenabweichung von drei Geschossen bei einem rechtwinklig zur Schussbahn auftretenden Wind von 4,8 m/s Geschwindigkeit.
    Das erfindungsgemässe Geschoss 100 weist gegenüber dem Stand der Technik .308 bedeutend bessere Werte auf; vergleichsweise wurde eine ältere schweizerische Ordonanzmunition GP 11 ebenfalls untersucht und deren relativ guten Werte auch in Fig. 6 eingezeichnet.
    Ausserdem wurde der Geschossimpuls in mkg/s in Funktion der Schussdistanz untersucht und in Fig. 7 festgehalten.
    Auch hier zeigt das Geschoss 100 gegenüber dem Geschoss .308 bedeutend bessere Werte.
    Erwartungsgemäss ist die Geschossenergie in J, in Fig. 8 aufgezeichnet, beim Geschoss 100 gegenüber dem Geschoss .308 bedeutend höher. Dies zeigt, dass sogar auf eine Schussdistanz von 800 m das Geschoss 100 noch eine sehr beträchtliche Energie von ca. 1800 J aufweist und damit noch eine grosse Durchschlagsfähigkeit besitzt.
    Der Vollständigkeit halber wurden in Fig. 9 und Fig. 10 die Impulse des Hartkerns im Geschoss 100 und die Energie des Geschosses 100 in Relation zum Stand der Technik gemessen und aufgezeichnet.
    Die überraschend guten Schiessergebnisse des Erfindungsgegenstands sind nicht zuletzt auf die günstige Gewichtsverteilung innerhalb des Geschosses zurückzuführen.
    Durchschlagversuche an den eingangs definierten Panzerungen bestätigen die Messergebnisse in der Praxis vollumfänglich.
    Es hat sich gezeigt, dass Geschossmäntel in Messinglegierungen CuZn5 oder CuZn10 gleichwertige Ergebnisse zeigen, wie die Fig. 11 und 12 an Hand von Durchschussversuchen mit Panzerglas der Klasse C4 bzw. C5 (Durchschusshemmung nach DIN 52290/2) belegen:
    In den Figuren 11 und 12 ist der jeweils sicher durchschossene Abstand zu Ziel, d.i. Panzerglas, schraffiert gezeichnet und mit "1" bezeichnet, während der darüber befindliche Bereich als nicht durchschossen gilt und daher mit 0 bezeichnet ist.
    Gemäss Fig. 11 sind in der untersten, mit RC4 bezeichneten Säule, als Referenz R die normierte Prüfanforderung für sogenannte Isoliergläser der Klasse C4 aufgetragen. Nach DIN 52290/2 darf mit einer Vollmantelmunition mit Bleikern 7.62 x 51 mm Typ FMJ, unter Prüfbedingungen bei drei Treffern kein Durchschuss bis zu einer Entfernung von 10 m erfolgen. - Hier bedeutet der nicht schraffierte Bereich 0 folglich: Mit Sicherheit nicht durchschossen.
    Eine erfindungsgemäss ausgestaltete Munition des Kalibers 7.62 x 51 mm (Typ AP) durchschiesst das selbe Glas bereits mit einem einzigen Schuss bis auf eine Entfernung von 60 m. Das Kaliber 7.5 x 55 (Typ AP) schlägt bis auf eine Entfernung von 110 m und dasjenige von .300 WinMag (Typ AP) sogar auf eine solche von 150 m durch diese Klasse Glas hindurch. - Hier bedeutet der nicht schraffierte Bereich 0: Mit einer gewissen Streuung möglicherweise im Grenzbereich ebenfalls durchschossen, was durch die in allen Fällen nachweisbare, nach der Durchdringung des Glases noch vorhandene beträchtliche kinetische Restenergie belegt ist.
    Analog ist Fig. 12 aufgebaut; hier wurde Glas der Klasse C5 beschossen. Mit der Referenz RC5 ist die normierte Prüfanforderung für Glas der Klasse C5 bezeichnet; wiederum für eine Munition 7.62 x 51 mm FMJ/AP, d.h. hier Vollmantel mit Stahlkern.
    Die erfindungsgemässe Munition ist wiederum um ein mehrfaches, im Durchschuss, leistungsfähiger. Die entsprechende Munition 7,62 x 51 AP führt bei dieser Glas-Klasse bei einem Zielabstand von 60 m ebenfalls zum Durchschuss; 7.5 x 55 AP bei 110 m und 7.62 x 51 AP bei 150 m. - In allen drei Fällen ist aber nur noch eine geringe Restenergie nach dem Durchschuss durch das Glas feststellbar.
    Ausserdem wurden bei allen bei einem Polizeieinsatz denkbaren, zu durchschiessenden Gläsern keine signifikante Geschossablenkung festgestellt, vorausgesetzt, der Einschuss erfolgte senkrecht zum Glas.
    Bei einem nicht senkrecht auftreffenden Geschoss wurden bei Einfallswinkeln bis 30° zum Lot, Ablenkungen von weniger als 5° festgestellt.
    Selbstverständlich ist die erfindungsgemässe Geschosskonstruktion nicht auf den Einsatz mit den vorerwähnten Kalibern beschränkt; die Geschosse können mit entsprechenden grösseren, an sich ebenfalls bekannten Treibladungen auch auf andere Kleinkalibermunition, insbesondere .300 Winchester Magnum angepasst werden.

    Claims (10)

    1. Kleinkalibergeschoss (100) mit einem Mantel (3) aus Stahl, plattiertem Stahl oder Messing mit wenigstens je einem frontseitig angeordneten Hartkern (5), mit einer Dichte von über 10 g/cm3 und heckseitig angeordnetem kegelstumpfförmigen Weichkern (8) mit einer Dichte von weniger als 10 g/cm3, wobei die Aussenform des Mantels (3) von der Geschoss-Spitze (4) betrachtet, in ogiver Form (7a) ausgebildet ist, in ein zylindrisches Mittelteil übergeht und in einem konischen Heckbereich endet, wobei das ebenfalls ogivenförmige Teil des Hartkerns (5), mit dessen Oberfläche über einen weiten Bereich formschlüssig an der Innenform des Mantels (3) anliegt und einen Hohlraum zwischen dem Mantel (3) und dem Frontbereich des Hartkerns (5) bildet , dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkern (5) in seinem Frontbereich (5a) in eine Kegelstumpfform oder Kalottenform übergeht und eine geglättete Oberfläche aufweist, dass zwischen der Innenfläche des Mantels und dem Frontbereich des Hartkerns (5) ein abgeschlossener Luftraum (6) besteht, dass der Heckbereich (5b) des Hartkerns kegelstumpfförmig ausgebildet ist, dass am Kegelstumpf des Hartkerns (5) der Weichkern (8) formschlüssig zentriert anliegt und wobei dieser den gesamten zylindrischen (7b) und den kegelstumpfförmig ausgebildeten Heckbereich (9) des Mantels ausfüllt.
    2. Mantel-Geschoss (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) aussenseitig mit einer Kupfer/Zink-Legierung plattiert ist.
    3. Mantel-Geschoss (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkern (5) aus kobaltlegiertem Wolframcarbid ist und eine Dichte von mehr als 14.0 g/cm3 aufweist.
    4. Mantel-Geschoss (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichkern (8) aus Blei und/oder Zinn besteht und eine Dichte von wenigstens 7.3 g/cm3 aufweist.
    5. Mantel-Geschoss (100) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkern (5) zwischen 42% und 50% und der Weichkern (8) zwischen 28% und 34% der gesamten Geschossmasse betragen.
    6. Mantel-Geschoss (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Weichkern (8) heckseitig durch eine kraftschlüssig am Mantel (3) dichtende Messingscheibe (14) gasdicht abgeschlossen ist.
    7. Mantel-Geschoss (100) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkern (5) heckseitig einen Kegelstumpf mit einem Kegelwinkel (α) zwischen 14° bis 18° aufweist und dass der Weichkern (8) mit seinem Innenkegel, mit gleichem Kegelwinkel (α) formschlüssig auf den Kegelstumpf aufgesetzt ist.
    8. Mantel-Geschoss (100) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkern (5) heckseitig einen Kegelstumpf mit einem Kegelwinkel (α) zwischen 0.5° bis 14° aufweist und dass der Weichkern (8) mit seinem Innenkegel, mit gleichem Kegelwinkel (α) formschlüssig auf den Kegelstumpf aufgesetzt ist.
    9. Verfahren zur Herstellung eines Mantel-Geschosses (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkern (5) nach dessen Formpressen und Sintern in Wasser solange trovalisiert wird, bis er glänzend ist.
    10. Verfahren zur Herstellung eines Mantel-Geschosses (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Toleranzen der einzelnen Komponenten derart gewählt sind, dass sich der Hartkern (5) manuell in den Innenraum des Mantels (100) einschieben und der Weichkern (8) ebenfalls manuell auf das Heckteil des Hartkerns (5) aufschieben lässt, bevor die Bördelung des Geschosshecks vorgenommen wird.
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