Vorrichtung zur Beseitigung von Kampfmitteln

Abstract

 Zur Beseitigung von Kampfmitteln wie Minen und Blindgänger werden in zunehmendem Masse Hohlladungen verwendet, welche aber die Gefahr einer vorzeitigen Auslösung eines Zündvorgangs beinhalten, da diese Auskleidungen Metalle aufweisen.
Erfindungsgemäss ist eine zur Kampfmittelbeseitigung geeignete Hohlladung (4) weitgehenst metallfrei ausgestaltet und besitzt eine Auskleidung (3) aus einem elektrisch nicht leitenden, amorphen Werkstoff. Bevorzugt wird Glas verwendet, das zudem bei entsprechender Ausgestaltung eine Projektilbildung bewirkt und dadurch die Durchschlagsleistung erhöht.
Der die Hohlladung (4) tragende Support (16) ist mit einem Kugelgelenk (13,14) ausgestaltet, wodurch eine hohe Anpassungsfähigkeit an den Einsatzort und die Art des Kampfmittels (M) erreicht wird.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung von Kampfmitteln, wie von Minen, Blindgängern und nicht identifizierten Sprengobjekten, durch gezieltes Sprengen, bestehend aus einem Munitionskörper mit Kunststoffgehäuse, welcher eine Hohlladung enthält, die durch einen einstellbaren Support auf das zu beseitigende Kampfmittel richtbar und durch eine Zündschnur oder Fernsteuerung initiierbar ist.

[0002] Es ist das erklärte Ziel von zahlreichen Staaten und humanitären Organisationen die zahllosen über den Erdball verstreuten Minenfelder zu räumen und die noch an allen ehemaligen Kriegsschauplätzen vorhandenen Blindgänger zu sprengen.

[0003] Die frühere Praxis, Minen und Blindgänger mittels anderer Kampfmittel zu sprengen hat sich als sehr gefährlich und oft auch als unwirksam erwiesen. Die fortwährende Entwicklung und der Einsatz von Näherungs-, Erschütterungs-, und auf Magnetfeldänderungen ansprechenden Zündern erschwert die Minenräumung gewaltig und verteuert sie ins Unermessliche.

[0004] Es wurden deshalb Vorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entwickelt und erprobt, welche auf Distanzen von einigen Zentimetern bis mehrere Metern Entfernung ein Sprengen der Kampfmittel erlauben. Dabei wurden die Vorrichtungen relativ metallarm ausgestaltet und meist fernbedient ausgelöst.

[0005] Bei dieser Art von Kampfmittelbeseitigung (Abkürzung: KMB) oder englisch EOD (Explosive Ordonance Disposal Systems) genannt, besteht aber immer noch die Gefahr einer vorzeitigen Auslösung, beispielsweise durch ein Ansprechen von in Minen enthaltenen elektromagnetischen Sensoren, durch die in der KMB vorhandenen Metallteile und/oder durch resultierende Feldänderungen, insbesondere durch ein Bewegen der Sprengladungen mit ihren eingelegten metallischen Auskleidungen.

[0006] Zusätzlich verursachen diese Auskleidungen, besonders wenn sie aus Schwermetallen bestehen, weitere Emissionen, vor allem in Gebieten mit hoher Minendichte und belasten die Fauna, Flora, Böden und die Grund- und Oberflächenwässer ganz beträchtlich und dauerhaft.

[0007] Gleichzeitig soll der Gegenstand zur Beseitigung von Sprengkörpern, welche beispielsweise aus Gründen der Sicherheit nicht identifizierbar sind, dienen. Auch sollen damit Blindgänger sicher und umweltfreundlich gesprengt werden.

[0008] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gefahrlos funktionierende Vorrichtung zur Kampfmittelbeseitigung zu schaffen, welche die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist, metallfrei ist und eine präzise vom Kampfmittel distanzierte Zerstörung bzw. eine vereinfachte Beseitigung ermöglicht. Die zu schaffenden KMB's sollen keine Stoffe enthalten, die massgeblich die Umwelt zusätzlich belasten können.

[0009] Im weiteren soll die Vorrichtung, möglichst kostengünstig und mit an sich bekannten, modernen Fabrikationsmitteln in grossen Serien herstellbar sein.

[0010] Der eine KMB tragende Support soll eine hohe Anpassungsfähigkeit an den Einsatzort und an die Art des Kampfmittels aufweisen und ebenfalls metallfrei sein.

[0011] Alle verwendeten Materialien sollen ausserdem eine niedrige, relative Dielektrizitätskonstante aufweisen, um auch sensible elektronische Sensoren, die auf allgemeine Feld-Änderungen ansprechen, nicht auszulösen.

[0012] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Kunststoffgehäuse peripher eine Sprengladung aufnimmt und stirnseitig die Auskleidung der Hohlladung abstützt, dass die Auskleidung aus einem nicht galvanisch leitenden, amorphen Werkstoff besteht, dass das Kunststoffgehäuse mit einem Deckel aus Kunststoff abgeschlossen ist, welcher eine Zündkapsel/Zündkettte oder eine Zündschnur aufnimmt, und dass am Deckel und/oder am Kunstoffgehäuse mechanische Mittel angebracht sind, welche die Hohlladung ausrichtbar halten und mit ihrem Support verbinden lassen.

[0013] Überraschender Weise können Hohlladungen mit amorphen, nicht galvanisch leitenden Auskleidungen, Minen und Blindgänger bis zu einer Entfernung von mehreren Metern sicher zünden.

[0014] Der Erfindungsgegenstand wird vorteilhafter Weise durch die am Deckel und/oder am Gehäuse angebrachten Mittel auf das Ziel (Kampfmittel) ausgerichtet, wobei aber das eigentliche Richten durch an sich bekannte mechanische und/oder optische Geräte erfolgt.

[0015] Es hat sich gezeigt, dass zur Kampfmittelbeseitigung bereits geringe Energien ausreichen, nämlich deshalb, weil es in den meisten Fällen genügt das Gehäuse und/oder die Zündkette des gefährdenden Munitionskörpers mittels einer Hohlladung anzubohren und nicht wie bisher angenommen, diesen notwendiger Weise zur Explosion oder mindestens zur Deflagration zu bringen.

[0016] Aufgrund dieser Erkenntnis lassen sich auch relativ grosse Kampfmittel mit geringem technischen und finanziellen Aufwand beseitigen, d.h. soweit unschädlich machen, dass sie gefahrlos, beispielsweise durch ein anschliessendes gezieltes Verbrennen, vernichtbar sind.

[0017] Als Werkstoffe für die Auskleidungen sind nach heutiger Erkenntnis technisches Glas, aber auch organisches Glas, Keramiken, insbesondere Aluminiumoxid sowie zahlreiche Kunststoffe mit relativ hoher Dichte wie Polytetrafluoräthylen und Polypropylen geeignet. Der Begriff eines nicht galvanisch leitenden amorphen Werkstoffs, d.i. kein elektrischer Leiter, schliesst auch Glasmischungen ein, denen Metalle oder Metalloxide soweit zugesetzt wurden, dass die Gläser nichtleitend bleiben und somit von üblichen Metetalldetektoren von Minen nicht erfasst werden und diese nicht auslösen.

[0018] In nachfolgenden abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands beschrieben.

[0019] Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen ist eine Auskleidung aus Glas, gemäss Anspruch 2, bevorzugt.

[0020] Erprobt sind auch Auskleidungen aus Keramik, insbesondere Al₂O₃, welche aber in ihrer Herstellung aufgrund des erforderlichen Sinterprozesses und der notwendigen Nachbearbeitung (Schleifen) als unwirtschaftlich erscheinen, Anspruch 3.

[0021] Es hat sich gezeigt, dass die Leistung von amorphen Auskleidungen durch ihre Ausgestaltung als projektilbildende Ladung gesteigert werden kann; siehe Anspruch 4.

[0022] Eine kalottenförmige Ausbildung der Auskleidung, gemäss Anspruch 5, ergibt in den ersten 15 cm ihres Fluges einen Ausformungsvorgang, welche einer nahezu idealen Form eines Projektils entspricht und im Ziel eine hohe Bohr-Wirkung erzielt.

[0023] Die Ausgestaltung eines Kugelgelenks nach Anspruch 6 ermöglicht in einfachster Weise ein Ausrichten der Hohlladung auf das Ziel.

[0024] Bewährt hat sich ein Support nach Anspruch 7, welches die Flexibilität des Einsatzes der KMB nochmals erhöht.

[0025] Durch wahlweise einschiebbare Stützstäbe, Anspruch 8, lässt sich die Höhenlage der KMB in weiten Grenzen festlegen.

[0026] Die Sollbruchstellen gemäss Anspruch 9 erlauben eine einfache Anpassung der Stützstäbe an die geforderte Höhe und erbringen zusätzlich eine erwünschte "Zerstückelung" der Stäbe bei der Detonation.

[0027] Der Einbezug von Stützrippen, Anspruch 10, lässt ein direktes Aufsetzen der KMB auf das zu zerstörende Kampfmittel zu und ergibt zusätzlich eine mechanisch einwandfreie Zentrierung der Auskleidung.

[0028] Besonders einfach lässt sich die Montage der KMB durch die konstruktive Ausgestaltung nach Anspruch 11 realisieren.

[0029] Die Ausführungsform nach Anspruch 12 ergibt eine Klemmwirkung, welche die Montage nochmals erleichtert.

[0030] Besonders vorteilhaft ist das Einsetzen einer Zündvorrichtung in einen Hohlzylinder nach Anspruch 13.

[0031] Herstellungstechnisch günstig ist aufgrund der meist bereits vorhandenen Fabrikationseinrichtungen eine Auskleidung nach Anspruch 14.

[0032] Nachfolgend werden anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

[0033] Es zeigen:

Fig. 1

eine Schnittdarstellung einer Hohlladung bei der Minenräumung,

Fig. 2

ein Aufsatz für eine pyrotechnisch initiierte Zündung der Hohlladung Fig. 1,

Fig. 3

eine elektrisch initiierte Hohlladung in einer seitlichen Ansicht beim Sprengen eines Blindgängers,

Fig. 4

einen Support mit zwei schematisch eingezeichneten Positionen der Hohlladung bei der Kampfmittelbeseitigung,

Fig. 5

eine Schnittdarstellung einer Hohlladung mit einer projektilbildenden Auskleidung und

Fig. 6

eine sequentielle, schematische Darstellung der Projektilbildung der Auskleidung nach Fig. 5.

[0034] In sämtlichen Figuren sind gleiche Bezugsziffern für gleiche Funktionsteile verwendet.

[0035] In Fig. 1 ist mit 1 ein Kunststoffgehäuse bezeichnet, welches eine Sprengladung 2 aufnimmt, die eine konisch ausgebildete Auskleidung 3 aus Glas enthält. Die derart gebildete Hohlladung 4 ist durch einen Deckel 5, ebenfalls aus Kunststoff, abgeschlossen, wobei dieser Deckel 5 eine Ringnut 17 aufweist, die den zylindrischen Rand des Gehäuses 1 kraftschlüssig fasst. Oberhalb des Deckels 5 befindet sich in Achsrichtung ein hohlzylindrischer Aufsatz 27, der durch eine im Zentrum geschlitzte Schutzkappe 20 abgedeckt ist.

[0036] Auf einer Stirnseite des Deckels 5 ragt ein Kugelträger 12 heraus, der eine Kugel 13 hält, welche ihrerseits von einer Kugelpfanne 14 partiell umfasst ist und somit ein Kugelgelenk bildet. Die Kugelpfanne 14 geht in eine Verbindungshülse 15 über, in die ein Stab 16 eingesetzt ist.

[0037] Im unteren Teil des Gehäuses 1 sind Stützrippen 18 ersichtlich, auf denen sich die Auskleidung 3 stirnseitig abstützt. Die Kugelkalotte des Gehäuses 1 weist eine frontale Sollbruchstelle 19, in Form einer Eindrehung, auf.

[0038] Die Strahlrichtung des Hohlladungsstrahls ist mit S bezeichnet; die schematisch dargestellte Mine mit M.

[0039] Eine Initiierung I der KMB nach Fig. 1 erfolgt durch Einsetzen einer Zündvorrichtung 28, Fig. 2 mit deren hülsenartig ausgebildetem Zündkanal 7 in die geschlitzte Schutzkappe 20 im hohlzylindrischen Aufsatz 27. Die Hohlräume in der Zündvorrichtung 28 und im Zündkanal 7 sind durch einen üblichen Sekundärsprengstoff wie Hexogen oder Octogen ausgefüllt und leiten die Detonation axialsymmetrisch in die Sprengladung 2.

[0040] Oberhalb des Zündkanals 7 befindet sich eine an sich bekannte Zündkapsel 6, welche im Zünder-Gehäuse 8 seitlich gefasst und fixiert ist.

[0041] Die Initiierung der Hohlladung 4, Fig. 1, erfolgt durch ein Einlegen einer Zündschnur in zwei einander gegenüberliegende seitliche Ausnehmung 8a im Zünder-Gehäuse 8. Zu diesem Zweck wird eine Lasche 11 von einem Nippel 11a abgezogen und ein an einer Biegelasche 10 befestigter Deckel 9 geöffnet. Nach dem Einführen der Zündschnur, wird der Deckel 9 geschlossen und die Lasche 11 über den Nippel 11a gezogen und dadurch fixiert.

[0042] Eine analoge Hohlladung 4 ist nach Fig. 3 auf eine Bombe B gerichtet, wobei jedoch hier ein elektrisches Zündkabel 29 mit einem endseitigen Glühzünder 29a mit einem entfernt aufgestellten Zündgenerator 30 verbunden ist.

[0043] In Fig. 4 ist ein Support 23 dargestellt, welcher der erleichterten Ausrichtung der KMB dient. Im Support 23 befinden sich drei Bohrungen 24 in welche beliebig lange Stützstäbe 25 mit Sollbruchstellen 26 einschiebbar sind.

[0044] Wie der Fig. 4 zu entnehmen ist, erlaubt der Support 23 eine Einstellung der Strahlrichtung S der Hohlladung 4 auf das zu vernichtende Kampfmittel. - Durch einen optimalen Einsatz der potentiellen Strahlleistung können mittels kleiner KMB's auch grosse Objekte gesprengt werden, vor allem, wenn die Strahlrichtung S auf wenigstens einen Teil der Zündkette des Kampfmittels gerichtet wird.

[0045] Während in Fig. 1 eine einfach herzustellende, konische Auskleidung 3 aus Industrieglas, in Verbindung mit einer Sprengladung 2 aus einem notorisch bekannten Sekundär-Sprengstoff Verwendung findet, ist in Fig. 5 eine projektilbildende, kalottenförmige Auskleidung 3' vorgesehen.

[0046] Zur Zündung der ebenfalls aus Octogen bestehenden Sprengladung 2' ist eine an sich ebenfalls bekannte Booster-Ladung 22 aus Hexogen (engl. RDX) oder Octogen (engl. HMX) eingesetzt, was eine verbesserte Ausrichtung der Detonationswelle in Richtung des höchsten Punkts der Kalotte der Auskleidung 3' ergibt.

[0047] Der Aufbau der Hohlladung 4' entspricht grundsätzlich demjenigen der vorgängig beschriebenen Hohlladungen 4, Fig. 1. Aus Stabilitätsgründen sind jedoch der Kugel-Träger 12' und die Kugel 13' auf einer umlaufenden Spannbride 21 am zylindrischen Teil der Hohlladung 4' angebracht.

[0048] Die Darstellung Fig. 6 zeigt den Ausformungsvorgang der Auskleidung 3' in ihrem zeitlichen Ablauf. Daraus erkennt man, dass nach 10 µs die Kalottenform der Auskleidung 3' nur noch andeutungsweise vorhanden ist und nach 20 µs sich in ein Projektil zu verformen beginnt, welches nach 80 µs, d.h. nach einer Wegstrecke von weniger als 12 cm bereits endgültig geformt ist und eine hohe Bohrleistung, d.i. eine hohe Durchdringung im Ziel bewirkt.

[0049] In den beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden handelsübliche Kunststoffe verwendet, so bestehen die Gehäuse 4, 4' aus glasfaserverstärktem PBT (Polybutyleneterephthalat); die Deckel 5, 5' ebenfalls aus glasfaserverstärktem PBT; das Gehäuse der Zündvorrichtung 28 aus PE (Polyethylen) und der Zündkanal 7 aus einem dünnwandigen Aluminiumblech. - Selbsverständlich kann der Zündkanal auch aus POM (Polyoxymethylen) gefertigt sein.

[0050] Der Support besteht aus POM; die Stäbe 16 und 25 aus glasfaserverstärktem PA6 (Caprolactam-Polyamid).

[0051] Zum Sprengen von Panzerminen und anderen grösseren Kampfmitteln auf Distanzen von mehreren Metern haben sich grössere KMB bewährt, beispielsweise vom Kaliber 66 mm. Diese wurden auf handelsübliche Foto-/Videostative gesetzt und über Korn und Kimme - einer Kunststoffleiste - auf das Ziel ausgerichtet.

[0052] Grundsätzlich sind sämtliche denkbaren nichtmetallischen, amorphen Materialien für Auskleidungen geeignet, wobei aber die Wirtschaftlichkeit und/oder deren Dichte Grenzen setzen.

[0053] Als optimal haben sich Auskleidungen aus technischem Glas (Industrieglas) erwiesen, da diese in einem einfachen Pressverfahren kostengünstig herstellbar sind und eine Dichte aufweisen, die eine ausreichende Durchschlagsleistung im Ziel ergeben.

[0054] Da in jedem Minenfeld, aus logistischen Gründen, zahlreiche gleichartige Minen verlegt sind, empiehlt es sich aus wirtschaftlichen Gründen eine KMB einzusetzen, deren Kaliber und Auskleidung auf die erforderliche minimale Leistung im Ziel abgestimmt ist. Zur Erhöhung der Dichte und damit der Durchschlagsleistung lassen sich dem Glas weitere, an sich bekannte Stoffe zusetzen; neben Strontium erscheinen auch Tellur und geringste Mengen an Thalium die Aufgabenstellung zu erfüllen.

[0055] Selbstverständlich ist der Erfindungsgegenstand nicht auf den Einsatz bei Minenräumungen etc. beschränkt, es sind auch zivile Anwendungen denkbar, beispielsweise in Zusammenhang mit Sicherheitsmassnahmen an Druckbehältern, Leitungen etc., d.h. in allen Fällen wo keine gefährlichen metallischen Kontaminationen entstehen dürfen.

[0056] Ebenfalls ist der Gegenstand zur ferngesteuerten Sprengung von nicht identifizierten Sabotageobjekten, wie "Sprengstoffpacketen" etc. geeignet und kann leicht an entsprechenden Fahrzeugen angeordnet, von diesen aus gerichtet und gezündet werden.

Bezeichnungsliste

[0057] 

1, 1'

Kunststoffgehäuse / Gehäuse

2, 2'

Sprengladung

3

Auskleidung (Glas); konisch

3'

Auskleidung (Glas); kalottenförmig

4, 4'

Hohlladung

5, 5'

Deckel

6

Zündkapsel

7

Zündkanal (Hülse)

8

Zünder-Gehäuse

8a

seitliche Ausnehmungen in 8

9

Deckel von 8

10

Biege-Lasche

11

Verbindungs-Lasche

11a

Nippel

12, 12'

Kugel-Träger

13, 13'

Kugel

14

Kugelpfanne

15

Verbindungshülse

16

Stab (Träger)

17

Ringnut

18

Stützrippen

19

frontale Sollbruchstelle

20, 20'

Schutzkappe geschlitzt

21

Spannbride

22

Booster-Ladung (Zündkette)

23

Support

24

Bohrungen

25

Stützstäbe

26

Sollbruchstellen

27, 27'

hohlzylindrischer Aufsatz

28

Zündvorrichtung

29

Zündkabel

29a

Glühzünder

30

Zündgenerator

B

Bombe

I

Initiierung

M

Mine

S

Strahlrichtung

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Beseitigung von Kampfmitteln, wie von Minen, Blindgängern und nicht identifizierten Sprengobjekten, durch gezieltes Sprengen, bestehend aus einem Munitonskörper mit Kunststoffgehäuse, welcher eine Hohlladung enthält, die durch einen einstellbaren Support auf das zu beseitigende Kampfmittel richtbar und durch eine Zündschnur oder Fernsteuerung initiierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffgehäuse (1, 1') peripher eine Sprengladung (2, 2') aufnimmt und stirnseitig die Auskleidung (3, 3') der Hohlladung (4, 4') abstützt, dass die Auskleidung (3, 3') aus einem nicht galvanisch leitenden, amorphen Werkstoff besteht, dass das Kunststoffgehäuse (1, 1') mit einem Deckel (5, 5') aus Kunststoff abgeschlossen ist, welcher eine Zündkapsel/Zündkette (6; 22) oder eine Zündschnur aufnimmt, und dass am Deckel (5, 5') und/oder am Kunststoffgehäuse (1, 1') mechanische Mittel (12, 13; 12', 13') angebracht sind, welche die Hohlladung (4, 4') ausrichtbar halten und mit ihrem Support (16) verbinden lassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3, 3') aus Glas besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3, 3') aus Keramik besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3') als projektilbildende Ladung ausgestaltet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3') kalottenförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Deckel (5) eine Kugel (13) herausragt, welche zusammen mit einer aufgesetzten Kugelpfanne (14) ein Kugelgelenk bildet, welches mit einem Stab (16) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Support (23) vorgesehen ist, in welchem der Stab (16) mit dem Kugelgelenk (13, 14) formschlüssig einfügbar und fixierbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Support (23) drei Bohrungen (24) vorgesehen sind, in welche Stützstäbe (25) einschiebbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstäbe (25) auf einem grossen Teil ihrer Länge Sollbruchstellen (26) aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Gehäuses (1) frontseitig Stützrippen (18) angeordnet sind, auf welchen die Auskleidung (3) aufliegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5, 5') eine Ringnut (17, 17') aufweist, in welche das zylindrische Teil des Gehäuses (1, 1') eingesetzt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ringnut (17) in Richtung des Deckels (5, 5') verjüngt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (5, 5') einen hohlzylinderartigen Aufsatz (27, 27') aufweist, in welchen eine Zündvorrichtung (28) einsetzbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskleidung (3) die Form eines Kegelmantels aufweist.

Zeichnung