(19) |
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(11) |
EP 2 312 259 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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03.10.2012 Patentblatt 2012/40 |
(22) |
Anmeldetag: 19.04.2007 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(54) |
Gefechtskopf mit umschaltbarer Ladung
Warhead with switchable charge
Tête de combat avec charge commutable
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE ES FR GB IT SE |
(30) |
Priorität: |
21.04.2006 DE 102006018687
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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20.04.2011 Patentblatt 2011/16 |
(62) |
Anmeldenummer der früheren Anmeldung nach Art. 76 EPÜ: |
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07008032.0 / 1847797 |
(73) |
Patentinhaber: TDW Gesellschaft für verteidigungstechnische
Wirksysteme mbH |
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86529 Schrobenhausen (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Arnold, Werner, Dr.
85051 Ingolstadt (DE)
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(74) |
Vertreter: Avenhaus, Beate |
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EADS Deutschland GmbH
Patentabteilung 81663 München 81663 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 255 130 EP-A- 1 577 635 DE-C1- 4 011 243
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EP-A- 1 524 489 DE-A1- 10 227 002
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Gefechtskopf mit zylindrischer Wirkladung umfassend
eine rohrförmige und zumindest aus einem Teil bestehende Halterung mit einer Vielzahl
Ausnehmungen mit Pellets, die innerhalb einer splitterbildenden Hülle des Gefechtskopfes
angeordnet ist, wobei die Halterung aus einem die Detonationsfront stark dämpfenden
Material besteht. Der Gefechtskopf kann zur Anwendung gegen verschiedenartige Ziele
bezüglich seiner Wirkungsweise während des Anfluges auf das Ziel umgeschaltet werden.
Hierbei bestimmt der im Gefechtskopf integrierte Suchkopf den Zieltyp und leitet daraus
den optimalen Wirkmodus ab.
[0002] In Abhängigkeit vom detektierten Ziel kann der Gefechtskopf zwischen den verschiedenen
von der Bauart des Gefechtskopfes abhängigen Wirkmodi umgeschaltet werden. Insbesondere
sind folgende Wirkungsarten möglich: entweder die Bildung eines kompakten Projektils
(EFP = Explosively Formed Projektile) oder eines lang gezogenen und sich während der
Flugphase immer stärker partikulierenden Projektils oder die Bildung eines Splitterschwarms.
[0003] Die
DE 102 27 002 A1 beschreibt eine Zerlegeladung für einen Gefechtskopf mit einer Splitter bildenden
Hauptladung, wobei der Hauptladung eine weitere Ladung mit einer Belegung zugeordnet
ist. Die weitere Ladung kann in Richtung der Hauptladung verschoben oder verschwenkt
werden und dient der Einstellung der Leistung des Gefechtskopfes in einem weiten Rahmen.
[0004] Aus der
FR 2 678 723 A1 ist eine Wirkladung bekannt geworden, bei der in einer Halterung aus stark dämpfendem
Material eine Vielzahl von Ausnehmungen angeordnet ist, welche mit Sprengstoff gefüllt
sind. Die Halterung ist zum Zweck der Ausrichtung der Wirkrichtung der Wirkladung
auf das Ziel rotatorisch umpositionierbar. Eine wahlweise Erzeugung unterschiedlicher
Splitterformen ist jedoch nicht möglich.
[0005] Bei einem bekannten Beispiel dieser Art eines Gefechtskopfes erfolgt die Umschaltung
der Wirkungsweise mit Hilfe einer Vielzahl von so genannten EFI-Detonatoren (EFI =
Explosive Foil Initiator). Diese Detonatoren sind in der Sprengladung integriert und
können einzeln oder in Gruppen angesteuert werden.
[0006] Der Vorteil des hohen Grades an Flexibilität im Einsatz wird allerdings durch den
Nachteil der hohen Kosten kompensiert. Die Herstellkosten der EFI-Detonatoren sind
nicht niedrig, weiterhin wird eine erhebliche Anzahl dieser Detonatoren pro Gefechtskopf
benötigt. Die Integration der EFI-Detonatoren in die Sprengladung steigert den Aufwand
hinsichtlich der Funktionalität und in besonderer Weise auch hinsichtlich der Sicherheit
ganz erheblich. Zur Zündung benötigen die EFI-Detonatoren eine Hochspannung von einigen
Kilovolt. Somit steigert auch die Spannungs- und Energieversorgung an Bord des Gefechtskopfes
den Aufwand und damit die Kosten des Produkts ganz erheblich.
[0007] Auf der Internet-Seite: http://www.fas.org/man/dod-101/sys/smart/locaas.htm ist ein
Flugkörper mit einem zielabhängig umschaltbaren Gefechtskopf beschrieben, der genau
nach dem beschriebenen Verfahren funktioniert. Das hierbei angewandte Prinzip der
Einstellung der Wirkungsweise des Gefechtskopfes während des Zielanfluges beruht auf
der Erfassung der Zieldaten mittels eines optischen Suchkopfes und der hieraus abgeleiteten
Definition des Ziels. Aus der Zielart ergibt sich, welche der EFI-Detonatoren gezündet
werden um bei Auslösung der Wirkladung ein bestimmtes Projektil oder Splitter zu erzeugen.
[0008] Es ist Aufgabe der Erfindung eine bekannte zylindrische Wirkladung eines achsial
wirkenden Gefechtskopfes derart umzugestalten, dass diese für die Verwendung in einem
radial zu seiner Hauptachse wirkenden Gefechtskopf geeignet ist und eine dosierte
Leistungsabgabe ermöglicht..
[0009] Die Lösung der Aufgabe erfolgt unter Verwendung so genannter Pellets. Dieser Begriff
ist seit langem für einen kompakten, meist zylinderförmigen Körper bekannt, welcher
beispielsweise aus einer gepressten Sprengladung oder auch aus einem anderen Material
bestehen.
[0010] Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass eine rohrförmige und zumindest
aus einem Teil bestehende Halterung mit einer Vielzahl verteilt angeordneter Pellets
innerhalb einer splitterbildenden Hülle des Gefechtskopfes angeordnet ist und zumindest
einen Teil der Wirkladung umgibt. Damit können in Rahmen der Erfindung auch weitere
Bauformen eines Gefechtskopfes realisiert werden, bei denen die Wirkladung zentral
angeordnet ist und von der Halterung umgeben ist. Bei einem Splittergefechtskopf können
damit zielabhängig unterschiedliche Splitterformen und -größen realisiert werden.
[0011] In dieser Bauform besteht die Halterung aus einem Material, welches auf eine Detonationsfront
stark dämpfend wirkt, wobei zumindest ein Teil der Halterung mit den darauf angeordneten
Pellets bezüglich der Wirkladung oder der Hülle umpositionierbar oder vollständig
entfernbar ist. Die Halterung kann auch aus wenigstens zwei koaxial ineinander liegenden
und gegeneinander umpositionierbaren Teilen bestehen. Mit beiden Lösungen lässt sich
die Wirkung der Halterung und der Pellets auf die Formung der Detonationsfront in
weiten Grenzen steuern.
[0012] Die in der Halterung angeordneten Pellets können sowohl aus Sprengstoff wie auch
aus Dämpfungsmaterial bestehen, die Pellets können unterschiedliche Größen auf verschiedenen
Teilen der Halterung aufweisen. Auch mit dieser Maßnahme kann die Wirkung der Halterung
auf die Splitterbildung in umfassender Weise beeinflusst werden.
[0013] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1:
- eine zylindrische Wirkladung mit einer Halterung,
- Fig. 2:
- eine geteilte zylindrische Halterung,
- Fig. 3a:
- eine zylindrische Halterung mit verschiebbaren Teilen,
- Fig. 3b:
- eine zylindrische Halterung mit verdrehbaren Teilen.
[0014] Die Möglichkeit der Umschaltung der Wirkungsart ist nicht auf axial wirkende Ladungen
beschränkt. Sie kann auch zur kontrollierten Erzeugung von Splittern mit Hilfe von
Splitterladungen eingesetzt werden. In Figur 1 das Prinzip eines solchen Anwendungsfalles
dargestellt. Die Splitterladung weist eine nicht vorgeprägte Hülle 10 aus Metall auf.
Die in der Hülle liegende Wirkladung ist aus zwei Teilen 1a und 1 b aufgebaut zwischen
denen die Halterung 2 für die Pellets 3a, die aus Sprengstoff bestehen, angeordnet
ist. Die Halterung muss sich nicht zwingend über die gesamte Länge der Wirkladung
erstrecken. Bei Initiierung einer hier nicht dargestellten Zündkette, die sich an
der Stirnseite der Ladung in zentraler Position befinden würde, erfolgt aufgrund des
Durchganges der Detonationswelle durch die Halterung und durch die Pellets aufgrund
der Zeitdifferenz der Anteile dieser Detonationswelle zur kontrollierten Zerlegung
der Hülle. Somit lassen sich ohne Schwächung der Hülle durch ein Splittermuster Splitter
mit einstellbarer Größe erzeugen. Dies ermöglicht die Anwendung der Erfindung auch
bei Penetratoren.
[0015] In Erweiterung des vorgenannten Ausführungsbeispiels einer zylindrischen Ladung zeigen
die folgenden Figuren Beispiele weitere Varianten dieses Beispiels. In der Figur 2
ist eine Halterung dargestellt, die seitlich durchtrennt ist, wobei die beiden Hälften
2c und 2d zusätzlich Pellets 13a, 13b unterschiedlicher Größe und unterschiedlicher
Anordnung aufweisen. In Erweiterung dieses Beispiels können Halterungen mit beliebigen
Variationen von Pelletmustern und von Anzahl der Sektionen erzeugt werden. Auf diese
Weise lassen sich unterschiedliche Splittergrößen und Splitterformen bilden.
[0016] Eine Steigerung der Flexibilisierung dieses Ladungstyps ist dadurch möglich, dass
wenigstens zwei konzentrisch ineinander liegende und gegeneinander beweglich gelagerte
Teile der Halterung vorgesehen sind, wie dies in den Figuren 3a und 3b anhand verschiedener
Ausführungsformen gezeigt ist. So kann durch Verschieben von Sektionen 12b, 12c gegenüber
dem inneren Teil der Hülle 12a oder durch Verdrehen des äußeren Teils 12d der Hülle
gegenüber dem inneren Teil 12a der Hülle durch Tausch der Positionen der auf den inneren
und äußeren Teilen der Halterung angeordneten und aus Sprengstoff gefertigten Pellets
eine lokale Durchzündung der ausgelösten Detonationswelle erreicht werden. Somit werden
auch hier ähnliche oder unterschiedliche Laufzeiten der Anteile der Detonationswelle
erreicht, womit letztlich eine Umschaltung der Wirkungsart der Ladung erfolgt. Somit
kann zielangepasst die Größe der Splitter gewählt werden, um diese dann fokussiert
auf das Ziel zu richten. Beispielsweise kann gemäß Figur 2 das grobe Pelletmuster
auf dem unteren Teil 2d der Halterung in eine auf das Ziel gerichtete Lage gedreht
werden, falls das Ziel mit großen Splittern optimal bekämpft werden kann.
[0017] Aus der Funktion ergeben sich diverse Möglichkeiten der Optimierung der Halterung.
Dies betrifft zunächst das für die Halterung 2 zu wählende Material. Zur Dämpfung
der Detonationsfront eignen sich in besonderer Weise die Kunststoffe, wobei mit PTFE
(Teflon) gute Ergebnisse erzielt werden. Noch effektiver ist ein Sandwich aus Stahl-
und Teflon-Schichten in alternierender Abfolge. Bezüglich der Schichtdicke hat sich
das Maß von 3 mm als recht guter Wert herausgestellt. Natürlich sind alle weiteren
bekannten Dämpfungsmaterialien und deren vorteilhafte Kombinationen für diese Anwendung
geeignet.
[0018] Über die Dicke D der Halterung 2 lässt sich in Verbindung mit den gewählten Materialparametern
die Zeitdifferenz der beiden Fronten der Detonationswelle nach dem Durchgang durch
die Halterung 2 über die Pellets oder die Pellethalterung steuern. Eine Zeitdifferenz
von typisch einigen Mikrosekunden ist ausreichend, die erwünschte Detonationswellenüberlagerung
und Druckerhöhung herbeizuführen. Eine Dicke der Halterung in der Größenordnung von
etwa 10 mm erfüllt diese Anforderung.
[0019] Die Sprengstoff-Pellets müssen aus einem Sprengstoff bestehen, der sich leicht initiieren
lässt und eine kurze Anlauflaufstrecke bis zur Detonation aufweist. Bei Versuchen
hat sich Seismoplast (Fa. DynaEnergetic) bewährt, welches einen hohen Anteil an Nitropenta
aufweist. Dieser Sprengstoff zeichnet sich außerdem durch einen geringen kritischen
Durchmesser aus, woraus sich der Vorteil ergibt, dass die Pellets einen nur geringen
tatsächlichen Durchmesser aufzuweisen brauchen. Somit sind alle erforderlichen Anordnungen
zur Erzielung gewünschter Zerlegungsmuster ohne weitere Beschränkungen herstellbar.
1. Gefechtskopf mit zylindrischer Wirkladung umfassend eine rohrförmige und zumindest
aus einem Teil bestehende Halterung (2) mit einer Vielzahl Ausnehmungen mit Pellets
(3, 3a, 3b), die innerhalb einer splitterbildenden Hülle des Gefechtskopfes angeordnet
ist, wobei die Halterung aus einem die Detonationsfront stark dämpfenden Material
besteht, die Wirkladung (1) aus zwei Teilen (1a, 1b) besteht und die zumindest aus
einem Teil bestehende Halterung (2) mit einer Vielzahl verteilt angeordneter Pellets
(3, 3a, 3b) innerhalb einer splitterbildenden Hülle (10) des Gefechtskopfes zwischen
einem inneren Teil (1b) und einem äußeren Teil (1a) der Wirkladung (1) angeordnet
ist.
2. Gefechtskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Halterung (2, 2c, 2d, 12b, 12c, 12d) mit den darauf angeordneten
Pellets (3, 3a, 3b) bezüglich der Wirkladung (1a, 1b) und der Hülle (10) umpositionierbar
oder vollständig entfernbar ist.
3. Gefechtskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (2) aus wenigstens zwei koaxial ineinander liegenden und gegeneinander
umpositionierbaren Teilen (12a, 12b, 12c,12d) besteht.
4. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halterung (2) Pellets aus Sprengstoff und/oder Dämpfungsmaterial (3a, 3b)
angeordnet sind.
5. Gefechtskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Pellets (13a, 13b) unterschiedlicher Größe auf verschiedenen Teilen der Halterung
(2c, 2d) angeordnet sind.
1. Warhead with a cylindrical active charge comprising a tubular holder (2) consisting
of at least one part and having a plurality of recesses with pellets (3, 3a, 3b),
which is arranged inside a fragmentation casing of the warhead, wherein the holder
consists of a material that strongly damps the detonation front, the active charge
(1) consists of two parts (1a, 1b) and the holder (2) consisting of at least one part
is arranged with a plurality of distributed pellets (3, 3a, 3b) inside a fragmentation
casing (10) of the warhead between an inner part (1b) and an outer part (1a) of the
active charge (1).
2. Warhead according to Claim 1, characterized in that at least one part of the holder (2, 2c, 2d, 12b, 12c, 12d) with the pellets (3, 3a,
3b) arranged upon it can be repositioned or completely removed relative to the warhead
(1a, 1b) and the casing (10).
3. Warhead according to Claim 1 or 2, characterized in that the holder (2) consists of at least two parts (12a, 12b, 12c, 12d) that are disposed
coaxially one within the other and that can be repositioned relative to each other.
4. Warhead according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that pellets of explosive and/or damping material (3a, 3b) are arranged in the holder
(2).
5. Warhead according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that pellets (13a, 13b) of various sizes are arranged on various parts of the holder (2c,
2d).
1. Ogive munie d'une charge active cylindrique comprenant un support (2) de forme tubulaire
et constitué d'au moins une partie, doté d'une pluralité de creux avec des boulettes
(3, 3a, 3b) qui sont disposés à l'intérieur d'une enveloppe fragmentable de l'ogive,
le support se composant d'un matériau qui amortit fortement le front de la détonation,
la charge active (1) se composant de deux parties (1a, 1b) et le support (2) constitué
d'au moins une partie doté d'une pluralité de boulettes (3, 3a, 3b) distribuées à
l'intérieur d'une enveloppe fragmentable (10) de l'ogive étant disposé entre une partie
intérieure (1b) et une partie extérieure (1a) de la charge active (1).
2. Ogive selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins une partie du support (2, 2c, 2d, 12b, 12c, 12d) avec les boulettes (3, 3a,
3b) qui sont disposées sur celle-ci peut être repositionnée par rapport à la charge
active (1a, 1b) et à l'enveloppe (10) ou complètement retirée.
3. Ogive selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le support (2) se compose d'au moins deux parties (12a, 12b, 12c, 12d) disposées
l'une dans l'autre de manière coaxiale et repositionnables l'une par rapport à l'autre.
4. Ogive selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que des boulettes en matière explosive et/ou en matériau amortisseur (3a, 3b) sont disposées
dans le support (2).
5. Ogive selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que des boulettes (13a, 13b) de différentes tailles sont disposées sur différentes parties
du support (2c, 2d).
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