DE3117091A1 - Hohlladung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hohlladung, deren auf das Ziel zu richtende Seite einen mit einer Metallschicht belegten Hohlraum aufweist.

Dieser Hohlraum hat im allgemeinen die Form eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von weniger als ca 110°.

Bei den bekannten Ausführungen besteht die Einlage dieses Hohlraums im allgemeinen aus Kupfer. Die Detonation des Sprengstoffes bewirkt die Verformung dieser Einlage und es bildet sich ein Strahl, dessen Geschwindigkeit mehrere Kilometer pro Sekunde erreicht. Dieser Strahl ist fähig, in eine Panzerung aus Stahl bis zu einer Tiefe einzudringen, die den Durchmesser am Rand der Einlage sechs bis acht mal überschreiten kann.

Die Eindringtiefe des Strahls nimmt in Abhängigkeit von der Dichte der Einlage und der Länge des von der Hohlladung erzeugten Strahls zu. Da die Geschwindigkeit der Strahlspitze diejenige des hinteren Strahlteils überschreitet, hat dieser Strahl die Eigenschaft, sich zu strecken.

Der Patentanmelder ist somit zu der Schlussfolgerung gelangt, dass der ideale Werkstoff für eine Hohlladungseinlage den folgenden zwei Bedingungen entsprechen muss:
1. Die Dichte muss höher als diejenige des Kupfers sein.
2. Das Streckungsvermögen vor dem Bruch muss unter den physikalischen Bedingungen, denen der Strahl unterworfen ist, so gross wie möglich sein.

Die erste Bedingung ist bei zahlreichen Metallen oder Legierungen erfüllt. Man hat deshalb versucht, anstelle des Kupfers Schwermetalle wie Wolfram oder Tantal für die Fertigung der Einlage einer Hohlladung zu verwenden.

Die an diesen Werkstoffen vorgenommenen Erprobungen haben jedoch nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen geführt.

Die mit Einlagen aus Wolfram erhaltenen schlechten Ergebnisse wurden auf die mangelhafte Kohäsion dieses Werkstoffes zurückgeführt, die eine Streuung des Strahls bewirkt, woraus sich eine mittelmässige Durchschlagsleistung des Strahls ergibt.

Die mit Einlagen aus Tantal erhaltenen mittelmässigen Ergebnisse wurden der Bildung eines Strahls zugeschrieben, der unzureichend kompakt ist und in der Panzerung einen Krater mit unzureichendem Durchmesser bohrt, woraus sich eine Beeinträchtigung der Durchlaufs des Strahls und eine Störung desselben ergeben kann.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile der bekannten Hohlladungen zu beseitigen, indem eine Einlage gefertigt wird, mit deren Hilfe in den Panzerungen eine eindeutig bessere Eindringtiefe erreicht werden kann, als dies mit bekannten Einlagen aus Kupfer, Wolfram, Tantal oder ähnlichen Werkstoffen, der Fall ist.

Bei dieser Erfindung weist die Hohlladung auf ihrer auf das Ziel zu richtenden Seite einen mit einer Metallschicht belegten Hohlraum auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Einlage aus einer Pseudolegierung besteht, die durch Sinterung eines Wolframpulver enthaltenden Gemisches aus Metallpulvern gefertigt wird, wobei der Wolframanteil ausreichend ist, um der Legierung eine Dichte zu verleihen, die über derjenigen des Kupfers liegt.

Überraschenderweise wurde festgestellt, dass eine solche Pseudolegierung mit Wolframanteil angesichts der Verformungsbedingungen, denen der Strahl unterworfen ist, eine ausgezeichnete Duktilität aufweist.

Es handelt sich um eine für solche Legierungen völlig unerwartete Eigenschaft, da diese bei Normaltemperatur eine sehr schwache Duktilität aufweisen.

Im Strahl weist somit bei dieser Erfindung die Einlage der Hohlladung eine Eindringleistung auf, die gegenüber den klassischen Hohlladungen mit einer Einlage aus Kupfer, eindeutig besser ist.

Entsprechend einer vorteilhaften Einlageausführung bei der Erfindung haben die Wolframpulverkörner einen Durchmesser von weniger als 50 µm.

Vorzugsweise weisen diese Wolframkörner einen Durchmesser auf, der über 5 µm liegt.

Diese Korngrössenbedingungen werden im allgemeinen bei den in der Industrie verwendeten Pseudolegierungen mit Wolframanteil, insbesondere bei der Fertigung von Schalterkontakten mit sehr hoher Leistung, nicht erfüllt.

Diese Korngrösse ist bei der Einlage der hier gemachten Erfindung von besonderer Wichtigkeit. Eine grosse Feinkörnigkeit des Wolframpulvers gestattet nämlich, eine perfekte Homogenität der Struktur der Pseudolegierung zu erhalten, was wesentlich ist, um jegliche Gefahr einer Streuung des Strahls bei dessen Entstehung zu vermeiden.

Es ist jedoch besser, dass die Wolframkörner keine zu grosse Feinkörnigkeit aufweisen, das heisst einen 5 µm übersteigenden Durchmesser haben, um jegliche Gefahr einer Dekohäsion des Strahls zu vermeiden, die seine Wirksamkeit herabsetzen würde.

Die bei vorliegender Erfindung für die Einlage der Hohlladung verwendete Pseudolegierung beinhaltet vorzugsweise Anteile von Kupfer und Wolfram. Solche Legierungen haben nämlich die besten Ergebnisse geliefert. Man kann aussagen, dass das Kupfer dieser gesinterten Pseudolegierung unter den Bedingungen für die Strahlbildung eine bemerkenswerte Duktilität verleiht, während das Wolfram in erheblichem Masse die Dichte der Einlage erhöht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung enthalten.

Die als Anlage beigefügte einzige Figur stellt den Längsschnitt einer schematischen Darstellung einer Hohlladung mit einer erfindungsgemässen Einlage dar.

Die in der Figur dargestellte Hohlladung besteht aus einem Sprengstoff 1 und, auf ihrer Vorderseite, aus einem mit einer Metallschicht 2 belegten kegelstumpfförmigen Hohlraum. Die Zündung dieser Hohlladung erfolgt in einem Punkt 3, der der Einlage 2 in Achsenrichtung der Ladung gegenüberliegt.

Die Eilage 2 der Erfindung besteht aus einer Pseudolegierung, die durch die Sinterung eines Gemisches aus Metallpulvern gefertigt wird, das einen Anteil von Wolframpulver enthält.

Nachstehend werden einige nicht einschränkende Beispiele für Hohlladungseinlagen für die Erfindung angeführt.

Beispiel 1

Wolframpulver: Gewichtsanteil: 80%
Pulver aus Kupfer: Gewichtsanteil: 20%

Korngrösse des Wolframpulvers:

Durchmesser maximal: 50 µm

Durchmesser minimal: 5 bis 10 µm

Mittlerer Durchmesser: 15 µm

Dichte der Pseudolegierung nach Sinterung: 15,5 g/cm³.
Bruchdehnung der Pseudolegierung bei Normaltemperatur: 0 bis 5%.

Diese Pseudolegierung wird nach klassischen Sinterungsverfahren, in flüssiger Phase oder in fester Phase, hergestellt, oder auch durch Zerstäubung des Kupfers bei hoher Temperatur in Wolfram. Das Gemisch aus Wolframpulver und aus Kupferpulver muss besonders sorgfältig hergestellt werden, um eine perfekte Homogenität bei der Verteilung der verschiedenen Pulversorten zu erreichen, und um im grösstmöglichsten Masse die Bildung von Poren in der endgültigen Pseudolegierung sowie die Bildung von nicht agglomerierten Zonen von Wolframkörnern zu vermeiden, die die Kohäsion des Strahls beeinträchtigen können.

Ausgehend von einer derartigen Pseudolegierung wird eine Hohlladungseinlage von konischer oder ähnlicher Form gefertigt, die eine im allgemeinen zwischen 0,5 und 4 mm verlaufende Dicke aufweist.

Bei den Versuchen konnte festgestellt werden, dass der so geformte Werkstoff eine Duktilität, das heisst ein Dehnungsvermögen ausweist, das demjenigen des Kupfers bei Verformungsgeschwindigkeiten zwischen 10³ s^-1 und 10⁵ s^-1, denen der Strahl ausgesetzt ist, überlegen ist.

Die Eindringleistung in einer Stahlpanzerung konnte somit gegenüber derjenigen einer klassischen Einlage aus Kupfer bis um 50% verbessert werden.

Beispiel 2

Identisch mit Beispiel 1, wobei ein Anteil von 60% an Wolframpulver und ein Anteil von 30% an Pulver aus Kupfer verwendet wird.

Die mit einer derartigen Einlage erhaltenen Ergebnisse sind nicht ganz so gut wie diejenigen, die mit einer Einlage wie im Beispiel 1 erreicht worden sind. Dieser Leistungsabfall kann durch die Abnahme der Einlagendichte erklärt werden.

Mit einem auf 10% reduzierten Kupferanteil sind die Ergebnisse ebenfalls nicht so gut wie in dem Fall von Beispiel 1. Eine Deutung hierfür kann in einer starken Abnahme der Duktilität des Strahls gefunden werden.

Wird ausserdem der Kupferanteil um 50% überschritten, können die gegenüber einer Einlage aus reinem Kupfer erzielten Verbesserungen vernachlässigt werden.

Hieraus ergibt sich, dass bei einem Kupferanteil von 20% sowie einem Wolframanteil von 80% bei der Pseudolegierung der beste Kompromiss zwischen den beiden vorstehend angeführten Bedingungen erreicht wird, das heisst: 1. eine Dichte, die über derjenigen des Kupfers liegt und 2. ein möglichst hohes Dehnungsvermögen vor dem Bruch unter den physikalischen Bedingungen, denen der Strahl unterworfen ist.

Das Kupfer kann durch Metalle wie Silber und Nickel ersetzt werden, deren physikalische Eigenschaften mit denjenigen des Kupfers vergleichbar sind, und die der Einlage mit Wolframanteil eine Dichte verleihen, die über derjenigen des Kupfers liegt.

Es kann natürlich aus eine Mischung, bestehend aus den vorgenannten Metallen, verwendet werden.

Silber und Nickel liefern aber nicht ganz so gute Ergebnisse wie das Kupfer, da diese beiden Metalle bei der Fertigung der Pseudolegierung kein so gutes Netzvermögen wie das Kupfer aufweisen, was sich reduzierend auf die Kohäsion des mit solchen Pseudolegierungen erzeugten Strahls auswirkt.

Es ist ausserdem von Vorteil, den wichtigsten Metallen der Einlage, das heisst dem Kupfer und dem Wolfram, Blei bzw. Nickel mit einem unter ca. 10% liegenden Gewichtsanteil hinzuzufügen. Die Hinzufügung dieser Metalle gestattet, die Homogenität der Pseudolegierung zu verbessern, ohne dass dabei die dieser Legierung eigenen Eigenschaften (hohe Dichte, gute Duktilität des Strahls) nachteilig beeinflusst werden.

Die Erfindung beschränkt sich natürlich nicht auf die oben beschriebenen Beispiele; ohne den Ramen der Erfindung zu verlassen können sie durch zahlreiche Varianten ergänzt werden.

Claims (8)

1. Hohlladung, die auf ihrer auf das Ziel zu richtenden Seite einen mit einer Metallschicht belegten Hohlraum aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass diese Einlage aus einer Pseudolegierung besteht, die durch Sinterung eines Wolframpulver enthaltenden Gemisches aus Metallpulver gefertigt wird, wobei der Anteil an Wolframpulver ausreichend ist, um der Legierung eine Dichte zu verleihen, die über derjenigen des Kupfers liegt.

2. Hohlladung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wolframpulverkörner einen Durchmesser aufweisen, der unter 50 µm liegt.

3. Hohlladung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wolframpulverkörner einen Durchmesser aufweisen, der 5 µm überschreitet.

4. Hohlladung nach Patentansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gesinterte Pseudolegierung Anteile von Kupfer und Wolfram enthält.

5. Hohlladung nach Patentansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gesinterte Pseudolegierung Anteile von Silber, bzw. Nickel und Wolfram enthält.

6. Hohlladung nach Patentansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pseudolegierung Kupfer mit Gewichtsanteilen von 10 bis 50% enthält.

7. Hohlladung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage Kupfer mit Gewichtsanteilen zwischen 20 und 30% enthält.

8. Hohlladung nach Patentansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage ausserdem Blei bzw. Nickel mit Gewichtsanteilen unter 10% enthält.