Zündvorrichtung für einen Penetrator

Abstract

 Eine Zündvorrichtung (5,6) eines Penetrators ist innerhalb der Penetratorhülle (1) beweglich gelagert, so dass sie beim Auftreten erheblicher Verzögerungen der Sprengladung (3) folgen kann, die nach dem Kollaps der Einlage (8) den Hohlraum (2) in der Penetratorspitze füllt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zündvorrichtung für einen Penetrator, dessen Sprengladung zumindest aus einer Teilladung besteht und der eine Einlage aufweist, die innerhalb der Hülle des Penetrators befestigt ist, wobei die Zündvorrichtung am Heck des Penetrators angeordnet ist und mit einer Verstärkerladung zusammen wirkt.

[0002] Penetratoren sind Wirksysteme, die aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus geeignet sind, widerstandsfähige Strukturen wie beispielsweise Gebäudewände aus Ziegel oder Beton oder auch Fels zu durchdringen. Bei der Bekämpfung derartiger Strukturen durch einen mit einer Hohlladung ausgestatteten Penetrator steht die Wirkung der gerichteten Hohlladung nicht mehr unbedingt im Vordergrund. Vielmehr ist es von Interesse, dass der Penetrator nach dem Durchdringen der Struktur in der Lage ist, im Raum hinter der Struktur eine möglichst hohe Blast- und/oder Splitterleistung zu entfalten. Anderenfalls kann die Mission nur unzureichend erfüllt werden.

[0003] Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass einerseits hochfeste und dicke Strukturen perforiert werden müssen. Dies erfordert schnelle und schlanke Penetratoren mit einer entsprechenden Sprengladung, der eine Einlage und ein vorgelagerter Hohlraum in der Spitze des Penetrators zugeordnet sind. Andererseits erfahren der Penetrator und damit auch die Sprengladung beim Perforationsvorgang eine sehr hohe negative Beschleunigung, die dazu führt, dass sich die Sprengladung aufgrund des Umstülpens der Einlage zur Penetratorspitze hin bewegt. Diese Bewegung der Sprengladung hin zur Penetratorspitze und weg von der Zündeinrichtung birgt die Gefahr, dass Abstände insbesondere von der Verstärkerladung zur Sprengladung zu groß werden und eine sichere Initiierung der Sprengladung nicht mehr gewährleistet ist.

[0004] Aus der DE 10 2007 035 551 A1 ist aufgrund dieses Problems eine Stützvorrichtung für ein Kombinationswirksystem bestehend aus einem Penetrator mit integrierter Hohlladung bekannt geworden. Diese Stützvorrichtung verhindert bei der Zielpenetration die Vorwärtsbewegung der Sprengladung. Gleichzeitig wird auch die mögliche Ausbildung einer übermäßig großen Lücke zwischen dem Zündsystem und der Sprengladung vermieden, welche die Initiierung verhindern kann.

[0005] Es werden verschiedene Abstützvorrichtungen vorgeschlagen. Vielen davon ist es gemeinsam, dass sie in die Sprengladung integriert sein müssen. Dies hat nahe der Hohlladungs-Einlage zu erfolgen, da diese selbst in der Regel nur sehr eingeschränkt die Sprengladung abstützen kann. Die Einlage ist konstruktiv so ausgelegt, dass sie eine hohe Hohlladungsleistung unterstützt, eine mechanische Stützfunktion ist jedoch nicht vorgesehen und auch nicht mit der Hauptaufgabe zu vereinbaren.

[0006] Stützvorrichtungen in der Nähe der Hohlladungs-Einlage können aber auch insofern problematisch sein, da diese die optimale Ausbildung des Stachels stören können. Bei langen Penetratoren kommt als weiterer Aspekt dazu, dass die Zündung der Sprengladung relativ weit von der Hohlladungs-Einlage entfernt ist und dadurch die Detonationswelle eher streifend als frontal auf die Hohlladungs-Einlage trifft. Dies führt in der Regel zur Leistungsreduktion.

[0007] In der DE 202009015942.6 ist ein Penetrator beschrieben, dessen Zündsystem eine Zündeinrichtung am Heck des Penetrators aufweist. Dieser Zündeinrichtung ist ein Abstandhalter auf der Längsachse des Penetrators zugeordnet, in dem die Verstärkerladung in einem definierten Abstand von der Zündeinrichtung angeordnet ist. Dieser Abstand ist so groß gewählt, dass sich die Verstärkerladung auch in dem Fall, dass sich die Sprengladung bei der Zielpenetration in Richtung der Spitze verlagert hat, noch innerhalb der Sprengladung befindet. Hierbei kann jedoch der Fall eintreten, dass aufgrund der Verlagerung die Dichte der Sprengladung im rückwärtigen Bereich reduziert ist und dies zu einer Leistungsminderung führt.

[0008] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde eine Zündvorrichtung für einen Penetrator zu entwickeln, die zu jedem Zeitpunkt eine Zündung der Verstärkerladung innerhalb des Sprengstoffes ermöglicht und das Entstehen eines Hohlraumes auf der Rückseite der Sprengladung weitgehend vermeidet.

[0009] Die Lösung dieser Aufgabe besteht zum einen darin, dass die Zündvorrichtung zusammen mit der Verstärkerladung zumindest teilweise von einem Mantel umgeben ist, der wenigstens mittels eines Teils seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle anliegt, wobei der Mantel mit einem weiteren Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Sprengladung anliegt.

[0010] Eine weitere Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass die Zündvorrichtung zusammen mit der Verstärkerladung zumindest teilweise von einem Mantel umgeben ist, der seinerseits wenigstens teilweise von einem Gehäuse umgeben ist, welches am Mantel befestigt ist und wenigstens mittels eines Teils seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle anliegt, wobei das Gehäuse mit einem weiteren Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Sprengladung anliegt und wobei der Raum zwischen dem Mantel und dem Gehäuse mit einem Teil der Sprengladung gefüllt ist.

[0011] Mit beiden Lösungsvarianten wird erreicht, dass die Zündvorrichtung im Fall der Verlagerung der Sprengladung aufgrund von Verzögerungskräften dem Sprengstoff in der Hülle des Penetrators gleitend folgt. Somit ist sicher gewährleistet, dass die Initiierung immer innerhalb der Sprengladung erfolgt.

[0012] Gleichzeitig ergibt sich der Vorteil, dass mittels der gleitenden Zündvorrichtung die Ausbildung eines Hohlraumes auf der Rückseite der Sprengladung vermieden wird. Freie Sprengladungsoberflächen treten somit nicht auf. Durch den vorgeschlagenen Aufbau kann der Penetrator konventionell als Baugruppe ohne Zündeinrichtung gefertigt werden.

[0013] Einer vorteilhaften Ausgestaltung entsprechend sind der Mantel oder das Gehäuse außenseitig zumindest teilweise mit einer Gleitschicht umgeben, welche den Gleitvorgang in der Hülle unterstützt.

[0014] Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Zündvorrichtung zusammen mit dem Mantel über eine elastische Ausgleichsvorrichtung vorgespannt mit einer Heckplatte des Penetrators verbunden ist. Damit stützt sich die Zündvorrichtung bereits im Ausgangszustand des Penetrators gegenüber der Heckplatte ab und übt einen Druck auf die Sprengladung aus. Die Zündvorrichtung kann somit auch über lösbare mechanische Verbindungselemente in den Penetrator eingebaut werden. Die Zündvorrichtung bewegt sich bei Temperaturschwankungen mit und gleicht die aufgrund der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Sprengstoff und Penetratorhülle hervorgerufenen Bewegungen aus.

[0015] In vorteilhafter Weise bleibt die elastische Ausgleichsvorrichtung auch im Fall einer Verschiebung der Zündvorrichtung innerhalb der Hülle mit der Zündvorrichtung in Wirkverbindung und stützt sich auch in dieser Situation gegen die Heckplatte ab.

[0016] Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung weist in jeder Ausführungsform auch den Vorteil auf, dass der Zünder von hochfrequenten Beschleunigungsbelastungen entkoppelt ist, welche bei einer Penetration über die Hülle laufen, da keine metallischen Verbindungselemente zwischen Zündvorrichtung und Hülle vorgesehen sind.

[0017] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1:

einen Penetrator mit einer Zündvorrichtung gemäß der Erfindung im Ruhezustand,

Fig. 2:

einen Penetrator mit Zündvorrichtung nach dem Auftreten einer erheblichen Verzögerung,

Fig. 3:

eine Variante des Mantels der Zündvorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 4:

die Zündvorrichtung aus Fig. 3 nach dem Auftreten einer erheblichen Verzögerung.

[0018] Die Grundidee der Erfindung ist die schwimmende Lagerung des Zündsystems in der Sprengladung, so dass dieses sich während einer Penetration mit der rutschenden Sprengladung mitbewegen kann. Dies kann zum einen durch die Lagerung der Zündvorrichtung in einer einzigen Sprengladung geschehen. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass ein Teil der Sprengladung in demjenigen Gehäuse untergebracht wird, in dem sich auch die Zündvorrichtung befindet. Diese Anordnung kann dann als selbstständige Baugruppe im Penetrator montiert werden.

[0019] Entsprechend Figur 1 kann die Integration der Zündvorrichtung 4, 5, 6, 7 in einer geeigneten Ausnehmung in der Sprengladung erfolgen. Diese Anordnung ermöglicht große axiale Verschiebungen der Einbauteile, welche zur Kompensation des Hohlraums 2 vor der Einlage 8 während der Penetration benötigt werden.

[0020] Die Einbauteile umfassen neben dem Zünder 5 und der vorgeschalteten Verstärkerladung 6 auch den Mantel 4, welche den Zünder und die Verstärkerladung aufnimmt und zumindest teilweise umgibt. Der Zünder 5 und die Verstärkerladung 6 können zusammen eine Baugruppe bilden, die auch extern von der mit der Sprengladung 3 befüllten Penetratorhülle 1 gelagert werden kann. Die Sprengladung 3 selbst ist in demjenigen Bereich, in dem die genannte Baugruppe montiert werden kann, mittels einer Kunststoffschicht 7 gegenüber der Umgebung abgedichtet. Die Abdichtung erfolgt über einen umlaufenden Rand, der seinerseits gleitend an der Innenseite der Hülle 1 anliegt und deshalb als Gleitschicht bezeichnet werden kann. Die Sprengladung ist somit vollständig gekapselt.

[0021] Bei der Montage wird die Baugruppe aus Zünder 5, Verstärkerladung 6 in den in der Gleitschicht befindlichen Mantel 4 geschraubt. Darauf wird eine elastische Ausgleichsvorrichtung 9 gelegt und die Heckplatte 10 wird in die Hülle 1 derart verschraubt, dass die elastische Ausgleichsvorrichtung eine einstellbare Kraft auf die Zündvorrichtung ausübt. Die elastische Ausgleichsvorrichtung kann beispielsweise als O-Ring aus einem Elastomer ausgeführt sein, aber auch als Spiralfeder oder als eine andere gleich wirkende Vorrichtung.

[0022] Auf diese Weise kann die Zündvorrichtung, wie in Figur 2 dargestellt, beim Auftreten einer erheblichen Verzögerung und dem sich daraus ergebenden Kollaps der Einlage 8 sowie der erheblichen Reduzierung des Hohlraums 2 sich zusammen mit der Sprengladung in Richtung der Penetratorspitze bewegen. Die Abstände zwischen der Zündvorrichtung und der Sprengladung ändern sich dabei nicht, so dass die Initiierung der Sprengladung in jedem Fall gewährleistet ist.

[0023] In der Figur 3 ist eine alternative, aber gleich wirkende Bauform zu Figur 1 dargestellt. Die Ausführung weist eine aus zwei Teilen 3,12 bestehende Sprengladung auf. Der hintere Teil 12 der Sprengladung ist dabei in einem Gehäuse 11 untergebracht. Letzteres bildet zusammen mit der aus Kunststoff bestehenden Gleitschicht 7 ein separates Modul, das für sich vorgefertigt und später montiert werden kann. Die vordere Sprengladung wird bei dieser Ausführungsform zuvor in die Penetratorhülle 1 eingebracht.

[0024] In gleicher Weise wie die zuerst beschriebene Ausführungsform kann die Zündvorrichtung, wie in Figur 4 dargestellt, beim Auftreten einer erheblichen Verzögerung und dem daraus resultierende Verlust des Hohlraums 2 sich zusammen mit der Sprengladung 3 in Richtung der Penetratorspitze bewegen, so dass eine direkte Initiierung der Sprengladung in gleicher Weise gewährleistet ist.

Ansprüche

1. Zündvorrichtung für einen Penetrator, dessen Sprengladung (3) zumindest aus einer Teilladung besteht und der eine Einlage (8) aufweist, die innerhalb der Hülle (1) des Penetrators befestigt ist, wobei die Zündvorrichtung (5, 6) am Heck des Penetrators angeordnet ist und mit einer Verstärkerladung (6) zusammen wirkt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zündvorrichtung (5, 6) zusammen mit der Verstärkerladung (6) zumindest teilweise von einem Mantel (4, 7) umgeben ist, der wenigstens mittels eines Teils seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle (1) anliegt, wobei der Mantel mit einem weiteren Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Sprengladung (3) anliegt.

2. Zündvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (4, 7) aus einem inneren Mantelteil (4), der den Zünder (5) und die Verstärkerladung (6) umgibt, und einer den inneren Mantelteil (4) zumindest teilweise umgebenden Gleitschicht (7) besteht.

3. Zündvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (5, 6) zusammen mit dem Mantel (4, 7) über eine elastische Ausgleichsvorrichtung (9) vorgespannt mit einer Heckplatte des Penetrators verbunden ist.

4. Zündvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Ausgleichsvorrichtung (9) auch im Fall einer Verschiebung der Zündvorrichtung innerhalb der Hülle (1) mit der Zündvorrichtung in Wirkverbindung bleibt.

5. Zündvorrichtung für einen Penetrator, dessen Sprengladung (3) zumindest aus einer Teilladung besteht und der eine Einlage (8) aufweist, die innerhalb der Hülle (1) des Penetrators befestigt ist, wobei die Zündvorrichtung (5, 6) am Heck des Penetrators angeordnet ist und mit einer Verstärkerladung (6) zusammen wirkt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zündvorrichtung (5, 6) zusammen mit der Verstärkerladung (6) zumindest teilweise von einem Mantel (4, 7) umgeben ist, der seinerseits wenigstens teilweise von einem Gehäuse (11) umgeben ist, welches am Mantel (4, 7) befestigt ist und wenigstens mittels eines Teils seiner Außenfläche gleitend an der Innenseite der Hülle (1) anliegt, wobei das Gehäuse (11) mit einem weiteren Teil seiner Außenfläche unmittelbar an der Sprengladung (3) anliegt und wobei der Raum zwischen dem Mantel (4, 7) und dem Gehäuse (11) mit einem Teil (12) der Sprengladung gefüllt ist.

6. Zündvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) aus einem inneren Gehäuseteil und einer den inneren Gehäuseteil zumindest teilweise umgebenden Gleitschicht besteht.

7. Zündvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (5, 6) zusammen mit dem Mantel (4, 7) und dem Gehäuse (11) über eine elastische Ausgleichsvorrichtung (9) vorgespannt mit einer Heckplatte des Penetrators verbunden ist.

8. Zündvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Ausgleichsvorrichtung (9) auch im Fall einer Verschiebung der Einheit aus Zündvorrichtung, Mantel und Gehäuse innerhalb der Hülle (1) mit dieser Einheit in Wirkverbindung bleibt.

Zeichnung