EP1498685B1 - Gefechtskopf mit projektilbildender Ladung - Google Patents

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EP1498685B1
EP1498685B1 EP20040011474 EP04011474A EP1498685B1 EP 1498685 B1 EP1498685 B1 EP 1498685B1 EP 20040011474 EP20040011474 EP 20040011474 EP 04011474 A EP04011474 A EP 04011474A EP 1498685 B1 EP1498685 B1 EP 1498685B1
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warhead
metal tube
tube
charge
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Frank Schötzig
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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    • F42B12/204Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of high-explosive type characterised by target class for attacking structures, e.g. specific buildings or fortifications, ships or vehicles

Definitions

  • the invention relates to a warhead with an ignition device and a projectile-forming charge.
  • the projectile-forming charge usually consists of a flat-cone charge, i. a generally dammed explosive charge having a front-side cavity seen in the main direction of action into which a conical insert of e.g. Copper or soft iron is inserted. After ignition of the explosive detonation wave causes a deformation of the insert, so that there is a projectile, which is stabilized by a corresponding rear expansion during its flight.
  • a flat-cone charge i. a generally dammed explosive charge having a front-side cavity seen in the main direction of action into which a conical insert of e.g. Copper or soft iron is inserted.
  • the US 4,665,826 A concerns a warhead with a projectile-forming charge.
  • the actual acting body is inside a double-walled tube.
  • the second shell sheath / protective cover
  • the resulting active body itself will not be described in detail.
  • the invention has for its object to provide a warhead of the type mentioned, in which the projectile-forming charge a projectile is formed by explosive deformation, which has a secondary performance in the target, which is not only greater than that of comparable projectile-forming charges, but also comparable KE -Ammunition.
  • the invention is based essentially on the idea not to produce the projectile by the action of the detonation wave on a flat cone insert, but on a metal tube, preferably made of steel, tungsten, tantalum or copper, whose axis of symmetry is arranged in the main direction of action of the projectile to be generated ,
  • the metal tube is surrounded at least in some areas by a dammed explosive charge, so that the detonation wave after ignition of the explosive charge acts on the metal tube that this is compacted with respect to the main direction of action from back to front to a projectile and accelerated in the said direction.
  • the metal tube is lined on the inside with a lower-density liner tube, preferably made of aluminum or magnesium.
  • a lower-density liner tube preferably made of aluminum or magnesium.
  • the cavity of the metal tube is filled with a powder, for example of aluminum particles, wherein the grain size of the powder should be between 0.3 mm and 5 mm.
  • the warhead according to the invention can preferably be used in multi-purpose projectiles.
  • the damming of the explosive charge needs to be designed as a splinter shell.
  • the explosive disposed between the metal tube and the splinter shell then causes a much greater explosive effect than in the comparable, provided with a flat cone insert multi-purpose projectiles.
  • Fig. 1 is denoted by 1 a stabilizer stabilized multi-purpose projectile, which has on the rear side a hinged tail 2 and on the front side a projectile body 3.
  • the projectile body 3 comprises a projectile envelope 4 designed as a fragment envelope.
  • an ignition device 5 at the rear, to which a metal tube 7 made of steel with a deposit tube 8 made of aluminum connects in the direction of the axis of symmetry 6 of the projectile 1 on the front side.
  • the axis of symmetry 6 of the projectile 1 and the symmetry axis 9 of the metal tube 7 coincide.
  • the ignition device 5 and the metal tube 7 are rotationally symmetrical surrounded by an explosive charge 10, consisting of a plastic-bonded explosive.
  • a detonation shaft link 18 is arranged between the ignition device 5 and the metal tube 7 ( Fig.2 ).
  • the ignition device 5 is activated, which in turn ignites the explosive charge 10. This results in highly stressed gases 11, which compact the metal tube 7 and the deposit tube 8 therein progressively from back to front.
  • the detonation waveguide 18 ensures by deflecting the detonation wavefront for a symmetrical compaction.
  • the detonation wavefront marked 12 acts axially on the step-shaped transition region 13 between the already compacted tube region 14 and the not yet compacted tube region 15, so that the forming projectile is accelerated simultaneously in the direction of the symmetry axes 6 and 9. This results in a relatively long projectile of high velocity and thus high kinetic energy, which breaks through the armored target and has an extraordinarily high secondary performance.
  • the likewise compacted liner tube causes above all a density gradient in the penetrator and leads to an increase in the secondary effect.
  • the invention is of course not limited to the embodiments described above.
  • the projectile casing front thin-walled than in the remaining area of the projectile body are formed or remain open there, so that the accelerated projectile exits through the projectile casing as unhindered.
  • the metal tube may be formed at its ends both open and closed. Open, it is especially formed when a granular substance is used so that it is not “blown away”. Closed, however, it is especially trained when a pipe is used as an insert.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopf mit einer Zündeinrichtung und einer projektilbildenden Ladung.
  • Derartige Gefechtsköpfe sind seit langem bekannt und befinden sich beispielsweise in Artilleriemunition, Raketen, aber auch in Minen. Dabei besteht die projektilbildende Ladung üblicherweise aus einer Flachkegelladung, d.h. einer in der Regel verdämmten Sprengladung mit in Hauptwirkrichtung gesehener vorderseitiger Aushöhlung, in die eine kegelförmige Einlage aus z.B. Kupfer oder Weicheisen eingelegt ist. Nach Zündung des Sprengstoffes bewirkt die Detonationswelle eine Verformung der Einlage, so dass sich ein Projektil ergibt, welches durch eine entsprechende Heckaufweitung bei seinem Flug stabilisiert wird.
  • Als nachteilig hat es sich bei den bekannten Gefechtsköpfen ergeben, dass die projektilbildenden Ladungen zwar eine hohe panzerbrechende Wirkung hinsichtlich ihres Durchdringungsvermögens besitzen, dass aber im Gegensatz zu herkömmlichen KE-Geschossen die Erzeugung von Sekundärsplittern, welche die Panzerbesatzung kampfunfähig machen soll, relativ gering und daher unzureichend ist.
  • Die US 4,665,826 A betrifft einen Gefechtskopf mit einer projektilbildenden Ladung. Der eigentlich wirkende Körper befindet sich im Inneren eines doppelwandigen Rohres. Die zweite Hülle (Ummantelung/ Schutzhülle) ist hierbei zwingend notwendig. Der resultierende Wirkkörper selbst wird nicht näher beschrieben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gefechtskopf der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem mit der projektilbildenden Ladung ein Projektil durch Sprengumformung gebildet wird, welches im Ziel eine Sekundärleistung aufweist, die nicht nur größer ist als diejenige vergleichbarer projektilbildender Ladungen, sondern auch vergleichbarer KE-Munition.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
  • Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, das Projektil nicht durch die Einwirkung der Detonationswelle auf eine Flachkegeleinlage, sondern auf ein Metallrohr, vorzugsweise aus Stahl, Wolfram, Tantal oder Kupfer, zu erzeugen, dessen Symmetrieachse in der Hauptwirkrichtung des zu erzeugenden Projektiles angeordnet ist.
  • Das Metallrohr ist dabei mindestens in Teilbereichen von einer verdämmten Sprengladung umgeben, so daß die Detonationswelle nach Zündung der Sprengladung derart auf das Metallrohr einwirkt, daß dieses in bezug auf die Hauptwirkrichtung von hinten nach vorne zu einem Projektil kompaktiert und in die besagte Richtung beschleunigt wird.
  • Während die Kompaktierung des Metallrohres im wesentlichen durch die orthogonale Komponente der Detonationswelle verursacht wird, erfolgt die Beschleunigung des entstehenden Projektiles auf eine hohe Geschwindigkeit im wesentlichen durch die axiale Komponente der Detonationswelle, welche vor allem auf den Übergangsbereich zwischen dem bereits kompaktierten und dem noch nicht kompaktierten Rohrabschnitt wirkt.
  • Das Metallrohr ist innenseitig mit einem Einlagenrohr geringerer Dichte, vorzugsweise aus Aluminium oder Magnesium, ausgekleidet. Durch die Verwendung einer Substanz geringerer Dichte innerhalb des Rohres wird erreicht, daß das zu penetrierende Hindernis quasi "ausgestanzt" wird, so daß insgesamt weniger Energie für die Bohrarbeit erforderlich ist und mehr Energie für die Beschleunigung der entstehenden Partikel zur Verfügung stehen (größere Sekundärwirkung).
  • Alternativ ist vorgesehen, daß der Hohlraum des Metallrohres mit einem Pulver, z.B. aus Aluminiumteilchen, ausgefüllt ist, wobei die Körnung des Pulvers zwischen 0,3 mm und 5 mm liegen sollte. Durch Verwendung eines derartigen Pulvers wird erreicht, daß durch die Variation der Schüttdichte der Kompaktierungsgrad einstellbar ist.
  • Der erfindungsgemäße Gefechtskopf kann vorzugsweise bei Mehrzweckgeschossen eingesetzt werden. Hierzu braucht lediglich die Verdämmung der Sprengladung als Splitterhülle ausgebildet sein. Der zwischen dem Metallrohr und der Splitterhülle angeordnete Sprengstoff bewirkt dann eine wesentlich größere Sprengwirkung als bei den vergleichbaren, mit einer Flachkegeleinlage versehenen Mehrzweckgeschossen.
  • Um eine Behinderung des durch Sprengumformung erzeugten Projektiles durch die Gefechtskopfhülle zu vermeiden, weist diese, in Hauptwirkrichtung des Projektiles gesehen, eine geringere Wandstärke auf als in ihrem restlichen Bereich oder besitzt alternativ eine Öffnung, deren Durchmesser mindestens dem Durchmesser des nach Sprengumformung sich ergebenden Projektiles entspricht.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
    • Fig.1 den Längsschnitt eines als Mehrzweckgeschoß ausgebildeten erfindungsgemäßen Gefechtskopfes mit einer projektilbildenden Einlage, wobei das Metallrohr ein zusätzliches Einlagenrohr umschließt;
    • Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt des in Fig.1 dargestellten Gefechtskopfes, bei dem nur die projektilbildende Ladung kurz nach der Zündung dargestellt ist;
    • Fig.3 eine Fig.2 entsprechende Ansicht, bei welcher die projektilbildende Ladung ein Metallrohr ohne Einlagenrohr umfaßt und
    • Fig.4 eine Fig.3 entsprechende Ansicht, bei welcher sich in dem Hohlraum des Metallrohres eine körnige Substanz befindet.
  • In Fig. 1 ist mit 1 ein leitwerkstabilisiertes Mehrzweckgeschoß bezeichnet, welches heckseitig ein klappbares Leitwerk 2 und vorderseitig einen Geschoßkörper 3 aufweist. Der Geschoßkörper 3 umfaßt eine als Splitterhülle ausgebildete Geschoßhülle 4.
  • In der Geschoßhülle 4 befindet sich heckseitig eine Zündeinrichtung 5, an die sich in Richtung der Symmetrieachse 6 des Geschosses 1 vorderseitig ein Metallrohr 7 aus Stahl mit einem Einlagenrohr 8 aus Aluminium anschließt. Dabei fallen die Symmetrieachse 6 des Geschosses 1 und die Symmetrieachse 9 des Metallrohres 7 zusammen. Die Zündeinrichtung 5 und das Metallrohr 7 sind rotationssymmetrisch von einer Sprengladung 10, bestehend aus einem kunststoffgebundenen Explosivstoff, umgeben. Außerdem ist zwischen der Zündeinrichtung 5 und dem Metallrohr 7 ein Detonationswellenlenker 18 angeordnet (Fig.2).
  • Nachfolgend wird der Vorgang, der zur Ausbildung eines Projektiles bei der Sprengumformung führt, mit Hilfe der Fig. 1 und 2 erläutert.
  • Befindet sich das Mehrzweckgeschoß 1 in unmittelbarer Umgebung eines zu bekämpfenden gepanzerten Zieles, so wird z.B. mittels eines nicht dargestellten Abstandszünders die Zündeinrichtung 5 aktiviert, welche ihrerseits die Sprengladung 10 zündet. Dadurch entstehen hochgespannte Gase 11, welche das Metallrohr 7 und das darin befindliche Einlagenrohr 8 fortschreitend von hinten nach vorne kompaktieren. Dabei sorgt der Detonationswellenlenker 18 durch Umlenkung der Detonationswellenfront für eine symmetrische Kompaktierung.
  • Die mit 12 gekennzeichnete Detonationswellenfront wirkt axial auf den stufenförmigen Übergangsbereich 13 zwischen dem bereits kompaktierten Rohrbereich 14 und dem noch nicht kompaktierten Rohrbereich 15, so daß das sich bildende Projektil gleichzeitig in Richtung der Symmetrieachsen 6 und 9 beschleunigt wird. Dadurch entsteht ein relativ langes Projektil hoher Geschwindigkeit und somit hoher kinetischer Energie, welches das gepanzerte Ziel durchschlägt und eine außerordentlich große Sekundärleistung aufweist.
  • Das ebenfalls kompaktierte Einlagenrohr bewirkt vor allem einen Dichtegradienten in dem Penetrator und führt zu einer Erhöhung der Sekundärwirkung.
  • Gleichzeitig mit der Bildung des Projektiles wird auch die Splitterhülle 4 des Geschosses 1 zerstört und verursacht einen Splitterregen in der Umgebung des zu bekämpfenden Zieles.
  • Wie Fig.3 entnehmbar ist, kann auch auf das Einlagenrohr verzichtet werden. Dieses hat zur Folge, daß ein homogener Penetrator entsteht. Diese Ausführung ist nicht Bestandteil der Erfindung.
  • Bei Verwendung eines Metallrohres, bei dem der Hohlraum 16 mit einem körnigen Material 17 gefüllt ist (Fig.4), z. B. mit Aluminiumteilchen der Körnung 0,3 bis 5 mm, wird erreicht, daß durch Variation der Schüttdichte der Kompaktierungsgrad einstellbar ist.
  • Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann die Geschoßhülle vorderseitig dünnwandiger als im restlichen Bereich des Geschoßkörpers ausgebildet werden oder dort offen bleiben, damit das beschleunigte Projektil möglichst ungehindert durch die Geschoßhülle austritt.
  • Das Metallrohr kann an seinen Enden sowohl offen als auch geschlossen ausgebildet sein. Offen wird es vor allem dann ausgebildet, wenn eine körnige Substanz verwendet wird, so daß diese nicht "weggeblasen" wird. Geschlossen wird es hingegen vor allem dann ausgebildet, wenn ein Rohr als Einlage verwendet wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gefechtskopf, Geschoß, Mehrzweckgeschoß
    2
    Leitwerk
    3
    Geschoßkörper
    4
    Geschoßhülle, Splitterhülle, Gefechtskopfhülle
    5
    Zündeinrichtung
    6
    Symmetrieachse (Geschoß)
    7
    Metallrohr
    8
    Einlagenrohr
    9
    Symmetrieachse (Metallrohr)
    10
    Sprengladung
    11
    Gas
    12
    Detonationswellenfront
    13
    Übergangsbereich
    14
    kompaktierter Rohrbereich
    15
    nicht kompaktierter Rohrbereich
    16
    Hohlraum
    17
    körniges Material
    18
    Detonationswellenlenker

Claims (6)

  1. Gefechtskopf (1) mit einer Zündeinrichtung (5) und einer projektilbildenden Ladung, wobei
    - die projektilbildende Ladung ein Metallrohr (7) umfasst, dessen Symmetrieachse (9) in der Hauptwirkrichtung des durch Sprengumformung ausbildbaren Projektils angeordnet ist,
    - das Metallrohr (7) außenseitig mindestens in Teilbereichen von einer verdämmten Sprengladung (10) umgeben ist, derart, dass nach Zündung der Sprengladung (10) eine Detonationswellenfront (12) entsteht, welche das Metallrohr (7) in Bezug auf die Hauptwirkrichtung von hinten nach vorne zu einem Projektil kompaktiert und dieses in die besagte Richtung beschleunigt und dadurch gekennzeichnet, daß
    - das Metallrohr (7) mit einem Einlagenrohr (8) ausgekleidet ist, welches eine geringe Dichte aufweist wie das Mantelrohr (7) oder dadurch gekennzeichnet, daß
    - ein Hohlraum (16) des Metallrohres (7) mit einem körnigen Material (17) geringerer Dichte als das Metallrohr (7), vorzugsweise aus Aluminium und / oder Magnesium ausgefüllt ist.
  2. Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (7) aus Stahl, Wolfram, Tantal oder Kupfer und das Einlagenrohr aus Aluminium oder Magnesium besteht.
  3. Gefechtskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Gefechtskopf (1) um ein Mehrzweckgeschoss handelt, wobei es sich bei der Verdämmung der Sprengladung (10) um eine Splitterhülle (4) handelt.
  4. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, dass die Symmetrieachse (9) des Metallrohres (7) und die Symmetrieachse (6) des Geschosses (1) zusammenfalten.
  5. Gefechtskopf nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in Hauptwirkrichtung der projektilbildenden Ladung befindliche Gefechtskopfhülle (4) eine geringere Wandstärke aufweist als in ihrem restlichen Bereich.
  6. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Hauptwirkrichtung der projektilbildenden Ladung befindliche Gefechtskopfhülle (4) eine Öffnung aufweist, deren Durchmesser mindestens dem Durchmesser des nach Sprengumformung sich ergebenden Projektiles entspricht.
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