Umschaltbare Ladung

Abstract

 Mit Hilfe von auf Halterungen angeordneten Pellets (3,3a,3b) aus Sprengstoff und gegebenenfalls auch aus Dämpfungsmaterial wird die nach Initiierung der Wirkladung (1a,1b) durchlaufende Detonationswelle in ihrer Intensität dahingehend beeinflusst, dass sich unterschiedliche Wirkmodi der Ladung einstellen lassen.

Beschreibung

Umschaltbare Ladung

[0001] Die Erfindung betrifft Wirkladung eines Gefechtskopfes umfassend eine Halterung mit einer Vielzahl verteilt angeordneter Ausnehmungen mit Pellets, 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] 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.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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..

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

Ansprüche

1. Zylindrische Wirkladung (1) eines Gefechtskopfes umfassend eine rohrförmige Halterung (2) mit einer Vielzahl verteilt angeordneter Ausnehmungen mit Pellets (3, 3a, 3b), wobei die Halterung aus einem die Detonationsfront stark dämpfenden Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass 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 (1 b) und einem äußeren Teil (1 a) der Wirkladung angeordnet ist.

2. Zylindrische Wirkladung 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. Zylindrische Wirkladung 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. Zylindrische Wirkladung 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. Zylindrische Wirkladung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Pellets (13a, 13b) unterschiedlicher Größe auf verschiedenen Teilen der Halterung (2c, 2d) angeordnet sind.

Zeichnung