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EP4014007B1 - Penetrator, verwendung eines penetrators und geschoss mit penetrator - Google Patents

Penetrator, verwendung eines penetrators und geschoss mit penetrator Download PDF

Info

Publication number
EP4014007B1
EP4014007B1 EP20733766.8A EP20733766A EP4014007B1 EP 4014007 B1 EP4014007 B1 EP 4014007B1 EP 20733766 A EP20733766 A EP 20733766A EP 4014007 B1 EP4014007 B1 EP 4014007B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
penetrator
outer body
core
section
hollow cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20733766.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4014007A1 (de
Inventor
Martin Berg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall Waffe Munition GmbH filed Critical Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Publication of EP4014007A1 publication Critical patent/EP4014007A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4014007B1 publication Critical patent/EP4014007B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/06—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with hard or heavy core; Kinetic energy penetrators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/36—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information
    • F42B12/56—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information for dispensing discrete solid bodies
    • F42B12/58—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles
    • F42B12/62—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles the submissiles being ejected parallel to the longitudinal axis of the projectile
    • F42B12/625—Cluster or cargo ammunition, i.e. projectiles containing one or more submissiles the submissiles being ejected parallel to the longitudinal axis of the projectile a single submissile arranged in a carrier missile for being launched or accelerated coaxially; Coaxial tandem arrangement of missiles which are active in the target one after the other

Definitions

  • the invention relates to a penetrator for a projectile with a tail unit.
  • the penetrator comprises at least one outer body, wherein the cross section of the outer body perpendicular to a longitudinal axis of the outer body is a hollow cross section.
  • the invention relates to the use of such a penetrator for combating an armoured target with a reactive pre-module.
  • the invention relates to a projectile with a sabot and a tail assembly, wherein the projectile comprises such a penetrator.
  • a penetrator is a sub-caliber projectile that achieves its effect through kinetic energy. Such projectiles are usually fired directly at a target by tanks or artillery weapons with large-caliber tube weapons.
  • Modern target systems (protection systems) of Russian tanks consist of a heavy main target and reactive pre-modules (ERA - Explosive Reactive Armour).
  • reactive pre-modules generally consist of several inclined steel plates that are accelerated with the help of energetic intermediate layers (explosive foil) when they hit the penetrator.
  • the plates of the pre-module interact with the penetrator.
  • Previous penetrators are often designed as one-piece solid penetrators and have a homogeneous body. Such penetrators are, for example, made of DE 199 48 710 A1 and the DE 40 28 409 A1 known.
  • These known penetrators are optimized against semi-infinite inert targets.
  • Semi-infinite targets in this context are targets that extend "infinitely" in one direction from a vertical surface. In practice, these are armor plates sufficient width and depth so that the impacting penetrator is not influenced by the free surface.
  • the optimization consists in massive penetrators being longer and slimmer and the length-to-diameter ratio being larger than before. However, this is accompanied by a reduction in bending stiffness, so that these penetrators are bent when they hit a pre-module and are deflected from their trajectory by the pre-modules. Penetration into the main target is no longer possible.
  • penetrators which have an outer body which has a hollow cross-section perpendicular to a longitudinal axis of the outer body.
  • Such penetrators are known, for example, from the document DE 197 00 349 C1 known and have a core that is not effective in terms of terminal ballistics and serves as an expansion medium for the outer body.
  • These penetrators are used to achieve a large fragmentation effect. This can be used, for example, to create a breach in the wall of a building or a wall, or to effectively attack soft targets in a lightly or unarmored vehicle.
  • such penetrators are not very effective against the armor of modern battle tanks.
  • DE 197 52 102 A1 discloses an armor-piercing projectile with an elongated body, the body having an elongated tube made of terminal ballistic material.
  • the tube contains a material that is intended to accelerate the surrounding material under the jolt of the armor penetration.
  • US 5 275 109 A discloses a long penetrator made of a high-density metal, which has a central axial recess or several eccentric axial recesses in order to be able to increase the length of the penetrator by saving mass.
  • the disadvantage of the known penetrators is that they are not suitable for penetrating an armoured target with reactive pre-modules.
  • the invention is therefore based on the object of creating a penetrator which has improved penetration power even against armoured targets with armour with reactive pre-modules.
  • a penetrator for a projectile with a tail unit comprising at least one terminal ballistic outer body for combating an armored target, in particular a tank with reactive armor.
  • the cross section of the outer body is a hollow cross section perpendicular to a longitudinal axis of the outer body.
  • the outer body of the penetrator has an increased flexural rigidity compared to a series penetrator, such as the applicant's DM53 or DM63, with a solid outer body and the same outer body cross-sectional area, without the weight of the penetrator having to be increased compared to the series penetrator.
  • Terminal ballistic effect in the sense of the invention means that a terminal ballistic effect capable of destroying the target is achieved by a terminal ballistic effect element.
  • the area moment of inertia of the outer body of a penetrator according to the invention is increased compared to previous penetrators without increasing the weight of the penetrator and without reducing the kinetic energy introduced into the main target.
  • a solution to the conflict of objectives described above is created by increasing the area moment of inertia while maintaining the weight, which makes it possible to create a penetrator that is particularly rigid compared to previous targets and is also effective in the main target.
  • the invention provides a use of such a penetrator, or one further developed as described below, for combating an armoured target with a reactive pre-module.
  • a projectile with a sabot and a tail unit is created, wherein the projectile comprises such a penetrator, or a penetrator developed as described below.
  • the hollow cross-section of the outer body has an area A and an area moment of inertia of the hollow cross-section is increased compared to a solid cross-section with at least the same area, so that the outer body has an increased bending stiffness due to the increased area moment of inertia.
  • an area moment of inertia of the penetrator is increased compared to a series penetrator by at least 10%, preferably at least 25%, further preferably 40%, in particular more than 60%, further in particular 90%, with the same or reduced weight.
  • the area moment of inertia is also increased.
  • the outer body can have an area moment of inertia of more than 20,000 mm 4 , preferably more than 40,000 mm 4 , further preferably more than 60,000 mm 4 , in particular more than 80,000 mm 4 , and an E-modulus that is greater than 300,000 N/mm 2 .
  • the hollow cross-section extends over at least 70% of the length of the outer body.
  • the penetrator has a single terminal ballistic core arranged in the outer body, wherein the core has a lower density than the outer body.
  • the ratio of the density of the outer body to the density of the core is preferably less than 2.7.
  • the core and outer body are connected to each other in a form-fitting and/or force-fitting and/or material-fitting manner.
  • the mass of the penetrator is less than 7 kg, preferably less than 6 kg and the mass of the penetrator can be adjusted by the mass of the core.
  • the invention provides that the position of the center of gravity of the penetrator in relation to its longitudinal axis can be adjusted by the mass and the position of the core.
  • the flexural rigidity of the outer body is increased by at least 25%, preferably 50%, further preferably by at least 75%, in particular by at least 90%, wherein the increase relates to existing series penetrators (see above).
  • the hollow cross-section of the outer body is annular, trapezoidal or polygonal.
  • the core can be made of a high-strength material, in particular a tungsten heavy metal sintered material or a high-strength steel.
  • the outer body can be made of tungsten heavy metal.
  • Tungsten heavy metals for example, are defined in the material standard ASTM B777-07.
  • the outer body and the core can be designed in such a way that they have no or only a negligible fragmentation effect when they hit a target.
  • the core has an E-modulus of more than 70,000 N/mm 2 , preferably of more than 170,000 N/mm 2 , further preferably of more than 200,000 N/mm 2 , in particular of more than 300,000 N/mm 2 .
  • the core can have a flexurally stiffening effect on the outer body.
  • the core also has a bending-stiffening effect on the penetrator.
  • the bending stiffness of the penetrator is thus increased both by increasing the bending stiffness of the outer body and by forming a bending-stiff core.
  • the density of the core is preferably at least 7.80 g/cm 3 .
  • Fig.1 shows a schematic sectional view of a series penetrator, i.e. a penetrator 10, according to the state of the art.
  • the penetrator 10 is solid.
  • Fig. 2 shows a schematic sectional view of the Pentrator 10 according to Fig.1 along the line II. As can be seen from the sectional view, the penetrator 10 has no cavities, but is formed as a solid one-piece.
  • Fig.3 shows a schematic sectional view of an outer body 13 of a penetrator 10 according to the invention.
  • the penetrator 10 is designed for a projectile 1 with a tail unit 3. Such a projectile 1 is in Fig.3
  • the penetrator 10 has at least one terminal ballistic outer body 11 for combating an armored target, in particular a tank with reactive armor.
  • the cross section of the outer body 11 is a hollow cross section perpendicular to a longitudinal axis L of the outer body 11.
  • This cross section of the outer body 11 is along the line II - II in Fig.4 shown.
  • the hollow cross-section of the outer body 11 has an area A and an area moment of inertia of the hollow cross-section is increased compared to a solid cross-section with at least the same area.
  • the outer body 11 therefore has an increased bending stiffness due to the increased area moment of inertia.
  • the hollow cross-section of the outer body 11 is ring-shaped. However, it can also be a trapezoidal or polygonal hollow cross-section.
  • the bending stiffness of the outer body of the penetrator according to the invention depends essentially on two parameters, namely the area moment of inertia and the elastic modulus.
  • the outer body 11 of the penetrator 10 has an area moment of inertia of more than 20,000 mm 4 , preferably more than 40,000 mm 4 , further preferably more than 60,000 mm 4 , in particular more than 80,000 mm 4 , and the elastic modulus is greater than 300,000 N/mm 2 .
  • a tungsten heavy metal is preferably used as the material for the outer body 11 of the penetrator 10.
  • the hollow cross-section extends over at least 70% of the length of the outer body 11 of the penetrator 10. According to Fig.4 the hollow cross-section is arranged over the entire cylindrical or almost cylindrical region of the outer body 11.
  • Fig.5 shows a schematic sectional view of an outer body 11 and a core 13 of a penetrator 10 according to the invention.
  • a core 13 is arranged in the outer body 11 of the penetrator 10.
  • Fig.6 shows a schematic sectional view of the Pentrator 10 according to Fig.5 along the line III - III.
  • the penetrator 10 has a terminal ballistic core 13 arranged in the outer body 11.
  • the core 13 has a bending-stiffening effect on the outer body 11.
  • the outer body 11 and the core are connected to one another in a form-fitting and/or force-fitting and/or material-fitting manner.
  • the core 13 is formed, for example, from a high-strength material, in particular a tungsten heavy metal sintered material or a high-strength steel.
  • the density of the outer body 11 is higher than the density of the core 13.
  • the ratio of the density of the outer body 11 to the density of the core 13 is preferably less than 2.7.
  • the core 13 has a lower density than the outer body 11.
  • the core 13 has an E-modulus of more than 70,000 N/mm 2 , preferably more than 170,000 N/mm 2 , preferably more than 200,000 N/mm 2 , in particular more than 300,000 N/mm 2 .
  • the core 13 extends only over a part of the length of the cavity 12 within the outer body 11.
  • the position of the center of gravity of the penetrator 10 can be adjusted with respect to its longitudinal axis L. This is done on the one hand by the position of the core 13 within the outer body 11 and on the other hand by its mass.
  • the core 13 may fill the entire cavity 12 of the outer body 11. This embodiment is outside the scope of the claims.
  • the mass of the penetrator 10 is less than 7 kg, preferably less than 6 kg.
  • the mass of a penetrator 10 can be adjusted by the mass of the core 13 without the need to adjust the outer body 11.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Penetrator für ein Geschoss mit einem Leitwerk. Der Penetrator umfasst zumindest einen Außenkörper, wobei der Querschnitt des Außenkörpers senkrecht zu einer Längsachse des Außenkörpers ein Hohlquerschnitt ist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Penetrators zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels mit einem reaktiven Vormodul.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Geschoss mit einem Treibkäfig und einem Leitwerk, wobei das Geschoss einen solchen Penetrator umfasst.
  • Bei einem Penetrator handelt es sich um ein unterkalibriges Wuchtgeschoss, das seine Wirkung durch kinetische Energie erzielt. Solche Geschosse werden in der Regel von Panzern oder Artilleriewaffen mit großkalibrigen Rohrwaffen im direkten Schuss auf ein Ziel verschossen.
  • Moderne Zielsysteme (Schutzsysteme) russischer Panzer bestehen aus einem schweren Hauptziel und reaktiven Vormodulen (ERA - Explosive Reaktive Armour). Diese reaktiven Vormodule bestehen im Allgemeinen aus mehreren schräg angestellten Stahlplatten, die mithilfe energetischer Zwischenschichten (Sprengstofffolie) beim Auftreffen des Penetrators beschleunigt werden. Dabei interagieren die Platten des Vormoduls mit dem Penetrator.
  • Bisherige Penetratoren sind oftmals einstückig als massive Penetratoren ausgebildet, und weisen einen homogenen Körper auf. Solche Penetratoren sind beispielsweise aus der DE 199 48 710 A1 und der DE 40 28 409 A1 bekannt.
  • Diese bekannten Penetratoren sind gegen halbunendliche inerte Ziele optimiert. Halbunendliche Ziele sind in diesem Zusammenhang Ziele, die sich ab einer senkrechten Fläche in eine Richtung "unendlich" erstrecken. In der Praxis sind dies Panzerplatten genügender Breite und Tiefe, sodass keine Beeinflussung des auftreffenden Penetrators durch die freie Oberfläche erfolgt. Die Optimierung besteht darin, dass massive Penetratoren länger und schlanker sind und das Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis größer ist als zuvor. Dies geht allerdings mit einer Reduktion der Biegesteifigkeit einher, sodass diese Penetratoren beim Auftreffen auf ein Vormodul gebogen werden und durch die Vormodule von ihrer Flugbahn abgelenkt werden. Ein Eindringen in das Hauptziel ist nicht mehr möglich.
  • Weiterhin sind Penetratoren bekannt, die einen Außenkörper aufweisen, der senkrecht zu einer Längsachse des Außenkörpers einen Hohlquerschnitt aufweist. Solche Penetratoren sind beispielsweise aus dem Dokument DE 197 00 349 C1 bekannt und haben einen Kern, der endballistisch nicht wirksam ist und als Aufweitmedium für den Außenkörper dient. Diese Penetratoren dienen dazu, eine große Splitterwirkung zu erzielen. Hierdurch kann beispielsweise eine Bresche in eine Wand eines Gebäudes oder in eine Mauer geschossen werden oder es können Weichziele in einem gering bzw. ungepanzerten Fahrzeug effektiv bekämpft werden. Solche Penetratoren sind gegenüber Panzerungen von modernen Kampfpanzern allerdings nur wenig wirkungsvoll.
  • Versuche, bekannte Penetratoren zu versteifen, wurden bereits in der Vergangenheit unternommen, beispielsweise durch das Anbringen von Stabilisierungsleisten am Äußeren der Geschosse, wie aus der DE 39 32 952 A1 hervorgeht. Hierzu wurden Leitwerke über nahezu die gesamte Geschosslänge vorgesehen, was sich jedoch als unvorteilhaft hinsichtlich der aerodynamischen Eigenschaften des Geschosses erwiesen hat.
  • DE 197 52 102 A1 offenbart ein panzerbrechendes Geschoss mit einem langgestreckten Rumpf, wobei der Rumpf ein langgestrecktes Rohr aus endballistischem Material aufweist. Im Rohr ist ein Material enthalten, das unter dem Ruck des Panzerdurchschlages das umliegende Material beschleunigen soll.
  • US 5 275 109 A offenbart einen langen und aus einem hochdichten Metall ausgebildeten Penetrator, der eine zentrische axiale Ausnehmung oder mehrere exzentrische axiale Ausnehmungen aufweist, um durch Massenersparnis die Länge des Penetrators erhöhen zu können.
  • DE 32 07 854 A1 offenbart ein Wuchtgeschoss mit zwei Teleskopelementen, über die die Gesamtlänge des Geschosses erhöht (Flugphase) und wieder reduziert werden kann (Aufprall).
  • Ein Problem bei der Entwicklung von Penetratoren, ist der Zielkonflikt zwischen möglichst hoher kinetischer Energie im Ziel, die auf einer möglichst kleinen Fläche wirkt und gleichzeitiger hoher Biegesteifigkeit, sodass eine Ablenkung durch Vormodule vermieden werden kann. Wenn allgemein die Biegesteifigkeit eines Penetrators erhöht werden soll, muss der Durchmesser des Penetrators ansteigen. Dies führt jedoch zu einem höheren Gewicht und somit einer Reduktion der maximalen Geschwindigkeit des Penetrators, was aufgrund (Ekin= ½ *m*v2) zur Folge hat, dass die kinetische Energie beim Aufschlag geringer wird. Wird die Geschwindigkeit eines Penetrators reduziert, so sinkt jedoch gleichzeitig die Leistung des Penetrators im Hauptziel.
  • Nachteilig bei den bekannten Penetratoren ist, dass diese nicht geeignet sind, ein gepanzertes Ziel mit reaktiven Vormodulen zu durchschlagen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Penetrator zu schaffen, der eine verbesserte Durchschlagskraft auch gegenüber gepanzerten Zielen mit Panzerungen mit reaktiven Vormodulen aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß wird ein Penetrator für ein Geschoss mit einem Leitwerk bereitgestellt, wobei der Penetrator zumindest einen endballistisch wirkenden Außenkörper zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels, insbesondere eines Panzers mit reaktiver Panzerung, umfasst. Der Querschnitt des Außenkörpers ist senkrecht zu einer Längsachse des Außenkörpers ein Hohlquerschnitt.
  • Hierdurch wird erreicht, dass der Außenkörper des Penetrators eine gegenüber einem Serienpenetrator, wie beispielsweise dem DM53 oder dem DM63 der Anmelderin, mit massivem Außenkörper gleicher Außenkörperquerschnittsfläche eine erhöhte Biegesteifigkeit aufweist, ohne dass das Gewicht des Penetrators gegenüber dem Serienpenetrator gesteigert werden muss.
  • Eine Bekämpfung eines gepanzerten Ziels im Sinne der Erfindung sieht eine Zerstörung eines Hauptziels vor.
  • Endballistisch wirkend im Sinne der Erfindung heißt, dass durch ein endballistisch wirkendes Element eine das Ziel zu zerstören geeignete, ballistische Wirkung, realisiert wird.
  • Das Flächenträgheitsmoment des Außenkörpers eines erfindungsgemäßen Penetrators ist gegenüber bisherigen Penetratoren erhöht, ohne dass dabei das Gewicht des Penetrators erhöht wird und ohne, dass die kinetische Energie, welche in das Hauptziel eingebracht wird, reduziert wird.
  • Erfindungsgemäß wird bei der Auslegung eines Penetrators über die Erhöhung des Flächenträgheitsmoments bei gleichzeitigem Beibehalten des Gewichts eine Lösung für den oben beschriebenen Zielkonflikt geschaffen, die es erlaubt, gleichermaßen einen gegenüber Vorzielen besonders biegesteifen als auch im Hauptziel wirksamen Penetrator zu schaffen.
  • Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Verwendung eines solchen, oder wie nachstehend beschrieben weitergebildeten, Penetrators zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels mit einem reaktiven Vormodul geschaffen.
  • Ferner wird erfindungsgemäß ein Geschoss mit einem Treibkäfig und einem Leitwerk geschaffen, wobei das Geschoss einen solchen, oder wie nachstehend beschrieben weitergebildeten, Penetrator umfasst.
  • Vorzugsweise weist der Hohlquerschnitt des Außenkörpers eine Fläche A auf und ein Flächenträgheitsmoment des Hohlquerschnitts ist gegenüber einem zumindest flächengleichen Vollquerschnitt erhöht, sodass der Außenkörper aufgrund des erhöhten Flächenträgheitsmoments eine erhöhte Biegesteifigkeit aufweist.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Flächenträgheitsmoment des Penetrators gegenüber einem Serienpenetrator um zumindest 10%, vorzugsweise zumindest 25%, ferner vorzugsweise 40%, insbesondere mehr als 60%, ferner insbesondere 90%, bei gleichem oder reduziertem Gewicht erhöht ist. Durch Erhöhung des Flächenträgheitsmoment ist auch die Biegesteifigkeit erhöht.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des Penetrators kann der Außenkörper ein Flächenträgheitsmoment von mehr als 20.000 mm4, vorzugsweise mehr 40.000 mm4, ferner vorzugsweise mehr als 60.000 mm4, insbesondere mehr als 80.000 mm4, und einen E-Modul, der größer als 300.000 N/mm2 aufweisen.
  • Hierdurch wird erreicht, dass die Biegesteifigkeit des Außenkörpers derart hoch ist, dass der Penetrator gegenüber einem anfliegenden reaktiven Vormodul einer Panzerung biegeunempfindlich genug ist, um ein Hauptziel zu durchschlagen.
  • In erfindungsgemäßer Weiterbildung des Penetrators ist vorgesehen, dass sich der Hohlquerschnitt über zumindest 70% der Länge des Außenkörpers erstreckt.
  • Hierdurch wird erreicht, dass das Gewicht des Penetrators gegenüber einem Serienpenetrator nicht gesteigert wird.
  • In erfindungsgemäßer Weiterbildung des Penetrators ist vorgesehen, dass der Penetrator einen einzigen in dem Außenkörper angeordneten endballistisch wirkenden Kern aufweist, wobei der Kern eine geringere Dichte als der Außenkörper aufweist.
  • Das Verhältnis der Dichte des Außenkörpers zu der Dichte des Kerns ist vorzugsweise kleiner als 2,7.
  • Damit Kern und Außenkörper gemeinsam endballistisch wirken, sind diese formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Penetrators kann vorgesehen sein, dass die Masse des Penetrators unter 7kg, vorzugsweise weniger als 6kg liegt und die Masse des Penetrators durch die Masse des Kerns einstellbar ist.
  • Hierdurch wird erreicht, dass das Gewicht des Penetrators mit einem Außenkörper durch die Wahl eines bestimmten Kerns einstellbar ist und der Außenkörper als Massenprodukt produziert werden kann.
  • In Weiterbildung des Penetrators ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Position des Schwerpunkts des Penetrators in Bezug auf seine Längsachse durch die Masse und die Position des Kerns einstellbar ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Biegesteifigkeit des Außenkörpers um zumindest 25%, vorzugsweise 50%, ferner vorzugsweise um zumindest 75%, insbesondere um zumindest 90% erhöht ist, wobei sich die Erhöhung auf existierende Serienpenetratoren (s.o.) bezieht.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Hohlquerschnitt des Außenkörpers ringförmig, trapezförmig oder vieleckig ausgebildet ist.
  • In Ausgestaltung des Penetrators kann der Kern aus einem hochfesten Material, insbesondere einem Wolfram-Schwermetall-Sinterwerkstoff oder einem hochfesten Stahl ausgebildet sein.
  • In Ausgestaltung des Penetrators kann der Außenkörper aus Wolfram-Schwermetall hergestellt sein.
  • Wolfram-Schwermetalle sind beispielsweise in der Werkstoffnorm ASTM B777-07 definiert.
  • In Weiterbildung des Penetrators kann vorgesehen sein, dass der Außenkörper und der Kern derart beschaffen sind, dass diese beim Auftreffen auf ein Ziel keine oder nur eine zu vernachlässigende Splitterwirkung haben.
  • Hierdurch wird eine gute Durchschlagswirkung im Hauptziel erreicht und eine Zersplitterung am Vorziel vermieden.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der Kern einen E-Modul von mehr als 70.000 N/mm2, vorzugsweise von mehr als 170.000 N/mm2, ferner vorzugsweise von mehr als 200.000 N/mm2, insbesondere von mehr als 300.000 N/mm2 aufweist.
  • Zudem kann der Kern eine den Außenkörper biegeversteifende Wirkung haben.
  • Hierdurch wird erreicht, dass der Kern ebenfalls eine biegeversteifende Wirkung auf den Penetrator hat. Somit wird die Biegesteifigkeit des Penetrators sowohl durch Erhöhen der Biegesteifigkeit des Außenkörpers als auch durch Ausbilden eines biegesteifen Kerns erhöht.
  • Die Dichte des Kerns beträgt vorzugsweise zumindest 7,80 g/cm3.
  • Die vorstehenden Werte sind lediglich Anhaltswerte für den angesprochenen Fachmann und der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf diese beschränkt.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Schnittdarstellung eines Serienpenetrators nach Stand der Technik;
    Fig. 2
    eine schematische Schnittdarstellung des Serienpentrators gemäß Fig. 1 entlang der Linie I-I;
    Fig. 3
    eine schematische Schnittdarstellung eines Außenkörpers eines erfindungsgemäßen Penetrators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    Fig. 4
    eine schematische Schnittdarstellung des Hohlquerschnitts des Außenkörpers gemäß Fig. 3 entlang der Linie II-II;
    Fig. 5
    eine schematische Schnittdarstellung eines Außenkörpers und eines Kerns eines erfindungsgemäßen Penetrators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
    Fig. 6
    eine schematische Schnittdarstellung des Pentrators gemäß Fig. 5 entlang der Linie III - III.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Serienpenetrators, also eines Pentrators 10, nach dem Stand der Technik. Der Penetrator 10 ist massiv ausgebildet.
  • Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Pentrators 10 gemäß Fig. 1 entlang der Linie I-I. Wie der Schnittdarstellung zu entnehmen ist, weist der Penetrator 10 keine Hohlräume auf, sondern ist einstückig massiv ausgebildet.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Außenkörpers 13 eines erfindungsgemäßen Penetrators 10.
  • Der Penetrator 10 ist für ein Geschoss 1 mit einem Leitwerk 3 ausgebildet. Ein solches Geschoss 1 ist in Fig. 3 dargestellt. Der Penetrator 10 weist zumindest einen endballistisch wirkenden Außenkörper 11 zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels, insbesondere eines Panzers mit reaktiver Panzerung, auf.
  • Der Querschnitt des Außenkörpers 11 ist senkrecht zu einer Längsachse L des Außenkörpers 11 ein Hohlquerschnitt.
  • Dieser Querschnitt des Außenkörpers 11 ist entlang der Linie II - II in Fig. 4 dargestellt.
  • Der Hohlquerschnitt des Außenkörpers 11 weist eine Fläche A auf und ein Flächenträgheitsmoment des Hohlquerschnitts ist gegenüber einem zumindest flächengleichen Vollquerschnitt erhöht. Der Außenkörper 11 weist daher aufgrund des erhöhten Flächenträgheitsmoments eine erhöhte Biegesteifigkeit auf.
  • Gemäß Fig. 4 ist der Hohlquerschnitt des Außenkörpers 11 ringförmig ausgebildet. Es kann sich aber auch um einen trapezförmigen oder einen vieleckigen Hohlquerschnitt handeln.
  • Die Biegesteifigkeit des Außenkörpers des erfindungsgemäßen Penetrators ist im Wesentlichen von zwei Parametern abhängig, nämlich dem Flächenträgheitsmoment und dem E-Modul.
  • Der Außenkörper 11 des Penetrators 10 weist dazu ein Flächenträgheitsmoment von mehr als 20.000 mm4, vorzugsweise mehr als 40.000 mm4, ferner vorzugsweise mehr als 60.000 mm4, insbesondere mehr als 80.000 mm4 auf, und der E-Modul ist größer als 300.000 N/mm2.
  • Als Werkstoff für den Außenkörper 11 des Penetrators 10 wird vorzugsweise ein Wolframschwermetall verwendet.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der Hohlquerschnitt über zumindest 70% der Länge des Außenkörpers 11 des Penetrators 10. Gemäß Fig. 4 ist der Hohlquerschnitt über den gesamten zylindrischen bzw. nahezu zylindrischen Bereich des Außenkörpers 11 angeordnet.
  • Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Außenkörpers 11 und eines Kerns 13 eines erfindungsgemäßen Penetrators 10. Im Außenkörper 11 des Penetrators 10 ist ein Kern 13 angeordnet. Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Pentrators 10 gemäß Fig. 5 entlang der Linie III - III.
  • Der Penetrator 10 weist einen in dem Außenkörper 11 angeordneten endballistisch wirkenden Kern 13 auf. Der Kern 13 hat eine den Außenkörper 11 biegeversteifende Wirkung.
  • Damit der Außenkörper 11 und der Kern beide zusammen endballistisch wirken, sind diese formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden.
  • Der Kern 13 ist beispielsweise aus einem hochfesten Material, insbesondere einem Wolframschwermetall-Sinterwerkstoff oder einem hochfesten Stahl, ausgebildet.
  • Die Dichte des Außenkörpers 11 ist höher als die Dichte des Kerns 13. Das Verhältnis der Dichte des Außenkörpers 11 zu der Dichte des Kerns 13 ist vorzugsweise kleiner als 2,7.
  • Der Kern 13 weist eine geringere Dichte als der Außenkörper 11 auf.
  • Weiterhin weist der Kern 13 einen E-Modul von mehr als 70.000 N/mm2, vorzugsweise von mehr als 170.000 N/mm2, vorzugsweise von mehr als 200.000 N/mm2, insbesondere von mehr als 300.000 N/mm2 auf.
  • Gemäß Fig. 5 erstreckt sich der Kern 13 nur über einen Teil der Länge des Hohlraums 12 innerhalb des Außenkörpers 11. Durch eine Positionierung des Kerns 13 innerhalb des Außenkörpers 11 kann Position des Schwerpunkts des Penetrators 10 in Bezug seine Längsachse L eingestellt werden. Die geschieht einerseits durch die Position des Kerns 13 innerhalb des Außenkörpers 11 und andererseits durch seine Masse.
  • Es ist aber auch möglich, dass der Kern 13 den ganzen Hohlraum 12 des Außenkörpers 11 ausfüllt. Diese Ausführungsvariante ist ausserhalb des Rahmens der Ansprüche.
  • Die Masse des Penetrators 10 liegt unter 7kg, vorzugsweise weniger als 6kg. Die Masse eines Penetrators 10 lässt sich durch die Masse des Kerns 13 einstellen, ohne dass der Außenkörper 11 angepasst werden muss.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Geschoss
    3
    Leitwerk
    10
    Penetrator
    11
    Außenkörper
    12
    Hohlraum
    13
    Kern
    A
    Hohlquerschnitt

Claims (11)

  1. Penetrator (10) für ein Geschoss (1) mit einem Leitwerk (3), wobei der Penetrator (10) zumindest einen endballistisch wirkenden Außenkörper (11) zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels, insbesondere eines Panzers mit reaktiver Panzerung, umfasst, wobei der Querschnitt des Außenkörpers (11) senkrecht zu einer Längsachse (L) des Außenkörpers (11) ein Hohlquerschnitt ist, wobei sich der Hohlquerschnitt über zumindest 70% der Länge des Außenkörpers (11) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Penetrator (10) einen einzigen in dem Außenkörper (11) angeordneten endballistisch wirkenden Kern (13) aufweist, wobei der Kern (13) eine geringere Dichte als der Außenkörper (11) aufweist und sich nur über einen Teil der Länge des Hohlquerschnitts erstreckt, so dass durch die Masse und die Position des Kerns (13) innerhalb des Außenkörpers (11) die Position des Schwerpunkts des Penetrators (10) in Bezug auf seine Längsachse (L) einstellbar ist.
  2. Penetrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlquerschnitt des Außenkörpers (11) eine Fläche (A) aufweist und ein Flächenträgheitsmoment des Hohlquerschnitts gegenüber einem flächengleichen und/oder größerem Vollquerschnitt erhöht ist, sodass der Außenkörper (11) aufgrund des erhöhten Flächenträgheitsmoments eine erhöhte Biegesteifigkeit aufweist.
  3. Penetrator (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkörper (11) ein Flächenträgheitsmoment von mehr als 20.000 mm4, vorzugsweise mehr als 40.000 mm4, ferner vorzugsweise mehr als 60.000 mm4, insbesondere mehr als 80.000 mm4, und der E-Modul größer als 300.000 N/mm2 ist.
  4. Penetrator (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Penetrators (10) unter 7kg, vorzugsweise weniger als 6kg liegt, wobei die Masse des Penetrators (10) durch die Masse des Kerns (13) einstellbar ist.
  5. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegesteifigkeit des Außenkörpers (11) gegenüber einem Serienpenetrator mit massivem Außenkörper gleicher Außenkörperquerschnittsfläche um zumindest 25%, vorzugsweise 50%, ferner vorzugsweise um zumindest 75%, insbesondere um zumindest 90% erhöht ist.
  6. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlquerschnitt des Außenkörpers (11) ringförmig, trapezförmig oder vieleckig ist.
  7. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (13) aus einem hochfesten Material, insbesondere einem Wolframschwermetall-Sinterwerkstoff oder einem hochfesten Stahl, ausgebildet ist.
  8. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (13) ein E-Modul von mehr als 70.000N/mm2, vorzugsweise von mehr als 170.000 N/mm2, ferner vorzugsweise von mehr als 200.000 N/mm2, insbesondere von mehr als 300.000 N/mm2 aufweist.
  9. Penetrator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (13) eine den Außenkörper (11) biegeversteifende Wirkung hat.
  10. Verwendung eines Penetrators (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Bekämpfung eines gepanzerten Ziels mit reaktiver Panzerung, insbesondere eines Kampfpanzers mit reaktiver Panzerung.
  11. Geschoss (1) mit einem Treibkäfig und einem Leitwerk (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Geschoss (1) einen Penetrator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
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