DE3540021C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Geschoß oder einen Gefechts­ kopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Eigenschaften von Hohlladungen werden hauptsächlich durch die Geometrie des Ladungshohlraumes und seiner Auskleidung sowie durch die Materialeigenschaften der Auskleidung bestimmt. Abgesehen von Sonderformen wie schneidenden oder projektilbildenden Hohlladungen wer­ den vorrangig stachelbildende, bohrende Hohlladungen mit größtmöglicher Durchschlagskraft hergestellt. Im Hinblick auf eine maximale Eindringtiefe ist es erfor­ derlich, die Masse- und Geschwindigkeitsverteilung in­ nerhalb des Stachels über den Aufbau der Ladungsaus­ kleidung gezielt zu beeinflussen. Einfache Auskleidun­ gen, welche nur aus einem bestimmten Werkstoff beste­ hen, sind dafür nur schlecht geeignet. Aus diesem Grun­ de geht man mehr und mehr dazu über, Auskleidungen aus mehreren Schichten unterschiedlicher Werkstoffe zusam­ menzusetzen, um deren unterschiedliche Eigenschaften in den jeweiligen Stachelbereichen gezielt zu nutzen. Da­ bei kommen hauptsächlich metallische Werkstoffe mit hohem Fließvermögen (Duktilität) zur Anwendung, welche hinsichtlich ihrer Dichte und ggf. hinsichtlich ihrer materialspezifischen Schallgeschwindigkeit entsprechend ausgewählt werden. Die einzelnen Teile einer Ausklei­ dung werden getrennt hergestellt und üblicherweise be­ reits vor dem Einsetzen in ein Geschoß oder einen Ge­ fechtskopf zusammengefügt, beispielsweise durch Form­ schluß, Löten oder Kleben. Danach sind solche Ladungen oft jahrelang Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeits-, Druck- und Temperaturschwankungen ausgesetzt. Insbeson­ dere da die gefügten Werkstoffschichten häufig sehr un­ terschiedliche Wärmeausdehnungszahlen aufweisen, kommt es zu Wärmespannungen, Verzug, zu örtlichem Lösen der Löt- oder Klebeverbindungen. Abgesehen von den bereits durch Fertigungstoleranzen vorhandenen Spalten entste­ hen dadurch noch weitere Hohlräume zwischen den Aus­ kleidungsschichten. Derartige Fehlstellen im Ausklei­ dungsgefüge wirken sich stark leistungsmindernd auf die Ladung aus, weil sie die Stachelenergie verringern und die Stachelbildung stören.

Abgesehen von Löten oder Kleben gibt es auch die Mög­ lichkeit, unterschiedliche Metalle, wie Stahl, Kupfer, Aluminium, Titan etc., durch Explosionsschweißen zu verbinden. In der DE-OS 32 37 817 wird diese Fügetech­ nik am Beispiel des Verbindens von Rohrflanschen unter Wasser beschrieben. Für den vorliegenden Fall der Aus­ kleidungsherstellung erscheint diese Technik nicht be­ sonders geeignet, da die großen Fügeflächen der Aus­ kleidungsteile zum Verschweißen extrem hohe Explosions­ drücke erfordern würden, welche - abgesehen von ihrer Unwirtschaftlichkeit - zu Kaltverfestigung und damit geringerer Duktilität, zu Wandstärkenänderungen und sonstigen, bleibenden Verformungen führen würden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein Ge­ schoß oder einen Gefechtskopf zu schaffen, dessen Hohl­ ladungsauskleidung gegenüber herkömmlichen, mehrschich­ tigen Auskleidungsausführungen eine spürbare Leistungs­ steigerung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch 1 gekenn­ zeichneten Merkmale gelöst.

Die Erfindung benutzt zwar - wie das Explosions­ schweißen den Detonationsdruck einer Sprengladung, die­ ser hat jedoch nur die Aufgabe, die Auskleidungsteile zusammenprallen zu lassen und kurzzeitig spaltfrei ge­ geneinanderzudrücken, was gegenüber dem Schweißen mit wesentlich geringeren Druckwerten und mit einer relativ kleinen, wirtschaftlichen Zusatzladung möglich ist. Da der Fügevorgang erst beim Auftreffen des Geschosses oder Gefechtskopfes auf das Ziel erfolgt, müssen die Auskleidungsteile nicht schon im voraus fest verbunden werden, sie sind mit gegenseitigem Abstand im Geschoß oder Gefechtskopf angeordnet und können sich unabhängig voneinander an wechselnde Umgebungsbedingungen anpas­ sen. Daß die Detonationsgase der Zusatzladung indirekt über ein mechanisches Zwischenglied auf ein Ausklei­ dungsteil einwirken, schützt die Auskleidung vor den Wirkungen dieser heißen Gase und erleichtert die Sta­ chelbildung bei relativ niedrigem Gegendruck im Inneren des Zwischengliedes. Im Hinblick auf bestmögliche Leistungsübertragung ist es erforderlich, das der Hohl­ ladung nächstliegende Teil der Auskleidung spaltfrei und fest mit der Sprengmittelfüllung zu verbinden. Die­ ses Teil behält seine Position während des Fügevorgan­ ges bei. Die Hauptladung wird - nach der Zusatzla­ dung - bereits gezündet, bevor die Auskleidungsteile aufeinanderprallen. Dadurch ist die Hauptladung beim Aufprall bis nahe an die Auskleidung durchgezündet und hat einen ausreichend hohen Gegendruck aufgebaut, um ein Abplatzen der Sprengmittelfüllung von der Ausklei­ dungsrückseite zu verhindern.

Die im Geschoß oder Gefechtskopf verschiebbaren Teile müssen einerseits so fest eingepaßt sein, daß sie beim Abschuß nicht verrücken, andererseits muß die Passung aber so sein, daß ein Verschieben durch die Gaskräfte der Zusatzladung möglich ist. Die beim Zusammenschieben zwischen den Auskleidungsteilen verdrängte Luft kann durch Gasdurchtrittsöffnungen in dem verschiebbaren Teil bzw. in den verschiebbaren Teilen in das Innere des Trägers entweichen. Der Freiraum im Träger ist auch groß genug, um die Stachelbildung nicht zu stören.

Die Unteransprüche 2 bis 5 enthalten bevorzugte Ausge­ staltungen des Geschosses oder Gefechtskopfes nach An­ spruch 1.

Gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist es möglich, die Zusatzladung als Vor-Hohlladung auszuführen, welche die Hauptladung wirkungsmäßig unterstützt und deren Auskleidungsteile zusammenfügt.

Die Verwendung von kunststoffgebundenem Sprengstoff verhindert das Entstehen von leistungsmindernden Spal­ ten, Lunkern oder Bruchstellen.

In vielen Fällen genügt eine zweiteilige Ausführung der Auskleidung als sog. Bimetall-Auskleidung, und zwar in Form von ineinanderpassenden Kreiskegeln.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläu­ tert.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Mittellängsschnitt durch einen Tandem-Gefechts­ kopf.

Die vorliegende Erfindung eignet sich sowohl für Ge­ schosse, welche aus Rohrwaffen größeren Kalibers abge­ feuert werden, wie z. B. Geschosse für schwere Panzer­ fäuste, Panzerkanonen, Mörser oder Artilleriegeschütze, als auch für Gefechtsköpfe von Raketen, sonstigen Flug­ körpern oder Torpedos. Die gegenüber konventionellen Hohlladungen funktionsbedingte, größere Baulänge dürfte bei Gefechtsköpfen weniger von Einfluß sein und läßt eher eine diesbezügliche Verwendung erwarten als für Geschosse, weshalb auch ein Gefechtskopf als Ausfüh­ rungsbeispiel gewählt wurde. Der dargestellte Gefechts­ kopf 1 besteht aus einem zylindrischen, dünnwandigen Gehäuse 2 mit strömungsgünstiger Spitzenkontur, in wel­ chem alle Funktionselemente untergebracht sind. Es han­ delt sich um einen sog. Tandem-Gefechtskopf, dessen Be­ zeichnung daher kommt, daß zwei getrennte, sich wir­ kungsmäßig ergänzende Ladungen eingebaut sind, und zwar eine Hauptladung 3 und eine Zusatzladung 4. Im vorlie­ genden Fall sind beide Ladungen als Hohlladungen ausge­ führt, wobei die kleinere Vor-Hohlladung beispielsweise dazu dient, die äußere Schicht einer mehrschichtigen Panzerung zu durchbrechen, damit die größere Hauptla­ dung 3 mit erhöhter Sicherheit den meist dickwandigen Kernpanzer durchschlagen kann. Der Zündmechanismus für die Vor-Hohlladung ist in der Gefechtskopfspitze unter­ gebracht und im vorliegenden Beispiel nicht darge­ stellt. Die Auskleidung der Vor-Hohlladung ist konven­ tionell ausgeführt, die erfindungsgemäße Fügetechnik ist nur bei Ladungen sinnvoll, welche maximale Durch­ schlagsleistungen erbringen müssen wie z. B. die Haupt­ ladung 3. Die Zusatzladung 4 besitzt auf der dem Aus­ kleidungskegel gegenüberliegenden, hinteren Seite einen Deckel, durch welchen ein Teil der Detonationsschwaden rückwärts austreten kann. Diese Gasdurchlässigkeit ist schematisch durch zwei Bohrungen im Deckel dargestellt. Im allgemeinen werden diese Ausblasöffnungen nicht be­ nötigt, da bei Detonation der Vor-Hohlladung genügend Reaktionsgase zur Erzeugung hoher Drücke in ihrer Umge­ bung entstehen. Der Druck der rückwärtig aus der Zu­ satzladung 4 austretenden Detonationsschwaden wirkt auf den Boden 9 des Trägers 8 und beschleunigt diesen kata­ pultartig in Richtung der Hauptladung 3. Die weitgehend gasdichte Anordnung des Mantels 10 im Gehäuse 2 verhin­ dert ein Durchschlagen der aggressiven Detonationsschwa­ den sowie des hohen Detonationsdruckes auf die Rücksei­ te des Trägers 8. Dort ist das Teil 6 der Auskleidung der Hauptladung 3 fest mit dem Mantel 10 des Trägers 8 verbunden und bewegt sich mit diesem auf die Hauptla­ dung 3 zu. Mit der Sprengmittelfüllung der Hauptladung 3 fest verbunden ist das trichterförmige Teil 5, in welches das Teil 6 exakt hineinpaßt. Das zwischen den Teilen 5 und 6 komprimierte Gas, beispielsweise Luft, kann durch die Gasdurchtrittsöffnung 7 in den Freiraum 11 im Inneren des Trägers 8 entweichen. Diese, aufgrund der hohen Geschwindigkeit praktisch adiabate Kompres­ sion führt zu einem erheblichen Temperaturanstieg in den benachbarten Bauteilen und erhöht in vorteilhafter Weise die Duktilität der aus Aluminium bzw. aus Kupfer oder Tantal gefertigten Teile 5 und 6 der Auskleidung. Noch ehe das Teil 6 auf das Teil 5 trifft, berührt es den ringförmigen Piezo-Generator 12, welcher infolge Kompression einen elektrischen Strom erzeugt, mit wel­ chem die Hauptladung 3 gezündet wird. Dadurch ist die Hauptladung 3 bereits fast vollständig durchdetoniert, bis die beiden Auskleidungskegel zusammenprallen. Der nach wie vor auf den Boden 9 des Trägers 8 wirkende Gasdruck preßt die Teile 5 und 6 nach dem Zusammenprall spaltfrei und fest ineinander, bis die Detonationsfron­ ten in der Sprengmittelfüllung die eben erst zusammen­ gefügte Bimetall-Auskleidung zu einem Stachel höchster Durchschlagskraft umformen. Die Stachelbildung erfolgt im entsprechend bemessenen Freiraum 11 des Trägers 8, der Stachel durchschlägt den Boden 9 des Trägers 8 und eventuell vorhandene Reste der Zusatzladung 4, um dann mit hoher Energie in das Zielobjekt einzudringen.

Claims (5)

1. Geschoß oder Gefechtskopf mit einem zumindest teilweise zylindrischen Gehäuse, mit einer fest im Ge­ häuse angeordneten Hauptladung in Form einer Hohlla­ dung, mit einer mehrteiligen, rotationssymmetrischen Auskleidung für die Hohlladung sowie mit einer in Flug­ richtung vor der Hauptladung angeordneten Zusatzla­ dung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (5) der Auskleidung fest mit der Hauptladung (3) verbunden ist, daß mindestens ein weiteres Teil (6) der Auskleidung axial verschiebbar zwischen Haupt- und Zu­ satzladung (3 und 4) angeordnet ist, daß das verschieb­ bare Teil (6) bzw. die verschiebbaren Teile mit einer oder mehreren Gasdurchtrittsöffnungen (7) versehen sind, daß das verschiebbare Teil (6) bzw. das vorderste der verschiebbaren Teile auf der der Zusatzladung (4) zugewandten Seite fest mit einem Träger (8) verbunden ist, daß der Träger (8) aus einem gasdichten, druck­ festen Boden (9) und einem zylindrischen Mantel (10) besteht, daß der Träger (8) im Bereich des Mantels (10) weitgehend gasdicht aber axial verschiebbar in das Ge­ häuse (2) des Geschosses oder Gefechtskopfes (1) einge­ paßt ist und daß der Träger (8) im Inneren einen für die Stachelbildung ausreichenden Freiraum (11) aufweist.

2. Geschoß oder Gefechtskopf nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß als Zusatz­ ladung im Bereich des druckfesten Bodens (9) des Trä­ gers (8) eine Sprengstoffolie angeordnet ist.

3. Geschoß oder Gefechtskopf nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß als Zusatz­ ladung (4) eine die Hauptladung (3) unterstützende Vor-Hohlladung angeordnet ist (Tandem-Gefechtskopf).

4. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem der Ansprü­ che 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptladung (3) aus kunststoffgebundenem, elastischem Sprengstoff besteht.

5. Geschoß oder Gefechtskopf nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung der Hauptladung (3) aus zwei Teilen (5, 6) besteht (Bimetall-Auskleidung), daß das mit der Hauptladung (3) fest verbundene Teil (5) als geschlos­ sener Kegel ausgeführt ist und aus einem duktilen Werk­ stoff geringer Dichte, wie z. B. Aluminium, besteht, und daß das mit dem Träger (8) verbundene Teil (6) als offener Kegelstumpf ausgeführt ist und aus einem dukti­ len Werkstoff hoher Dichte, wie z. B. Kupfer oder Tantal, besteht.