JP6766177B2 - 弾頭 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の弾頭に関する。

ＢＥＤＡＬＬらの米国特許第４１２９０６１号明細書より、弾頭などのための破砕ケーシングを製造する方法が知られている。シェル基体の外側の円筒形凹部では、焼結により硬化可能な金属粉末とともに重金属ボールの単一層が導入され、圧縮されて、シェル基体の周囲に安定したスリーブ形状の砕片マントル（ｓｐｌｉｎｔｅｒ ｍａｎｔｅｌ）が形成される。

この公知の製造方法は、金属ボールの単一層が埋め込まれた材料を焼結するために熱と圧力とを必要とする。さらに、１つの型の予備成形された砕片、すなわち単一層に配置された均一な大きさの金属ボールに限定される。

英国特許出願公開第１１７１３６２号明細書より、金属ボールの形態の予備成形された破片を含む中空充填弾頭（ｈｏｌｌｏｗ ｃｈａｒｇｅ ｗａｒｈｅａｄ）が知られている。さらに、焼夷剤本体とともに球状の破片を合成樹脂に埋め込んでもよいことが開示されている。中空充填物は硬質の標的に対して有効であると言われており、金属ボールは軟質の標的に対して有効であると言われている。したがって、ボールの形態の軟質の標的に対する予備成形された破片の型のみが開示されている。この公知の弾頭の他の欠点は、金属ボールを含むその破砕ケーシングが円筒形のハウジング内に収容されている、すなわち弾頭の外面を形成せず、それによって破片の効果を減少させるという事実にある。

米国特許第３８５３０５９号明細書より、シュラウド内に収容されたいくつかの破片層を含む、すなわち、いくつかの破片層は弾頭の外面を形成せず、それにより破片の効果を減少させる、構成された爆裂破砕式弾頭（ｂｌａｓｔ ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｗａｒｈｅａｄ）が知られている。球状の予備成形された破片は開示されていない。

米国特許第４１２９０６１号明細書 英国特許出願公開第１１７１３６２号明細書 米国特許第３８５３０５９号明細書

本発明の目的は、管理可能な複雑性と単純化された製造との組合せを可能にする弾頭を提供することである。

本発明は、請求項１の特徴を備えた弾頭に関する問題点を解決する。

本発明による弾頭の利点は以下の通りである。

・２つの型の破片（軟質の標的に対しては球状の破片、硬質の標的に対しては非球状の破片）の２つの作用
・製造の容易さ
・様々な型の破片のための様々な材料選択

本発明のさらに有利な実施形態について、以下のように解説することができる。

特定の実施形態では、多数の第１の破砕要素は、凝集構造体の形態である。本出願では、予備成形された第１の破砕要素の凝集構造体とは、非球形を有し、例えば、単一のクロスブレースによって互いに接続された複数の第１の破砕要素からなる構造体の定義として使用される。このような凝集構造体は、ワンピース構造またはマルチパート構造として、第１の構造要素およびクロスブレースから形成することができる。あるいは、多数の第１の構造要素の凝集構造体は、その中に溝が設けられた単一層として形成することができ、その結果、単一の第１の破砕要素が、層の溝によって形成される。

さらなる実施形態では、弾頭は、第１の破砕要素が埋め込まれた第１のマトリックスを含む。

さらなる実施形態では、弾頭は、第２の破砕要素が埋め込まれた第２のマトリックスを含む。

別の実施形態では、弾頭は、第１の破砕要素および第２の破砕要素が埋め込まれた単一のマトリックスを含む。

さらなる実施形態では、第１のマトリックスは、ポリマーおよび／または反応性金属発泡体を含む。

さらなる実施形態では、第２のマトリックスは、ポリマーおよび／または反応性金属発泡体を含む。

別の実施形態では、単一のマトリックスは、ポリマーおよび／または反応性金属発泡体を含む。

さらなる実施形態では、反応性金属発泡体は、基礎材料としてアルミニウムおよび／またはマグネシウムを含む。アルミニウムおよび／またはマグネシウムを含む可燃性金属発泡体は、弾頭の軽量化および追加の顕著な爆裂効果という利点をもたらす。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素は、熱焼結によって凝集構造体に形成される。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素の凝集構造体の厚さは構造にわたって可変であり、それにより、凝集構造体は最大厚さＤ_ｍａｘおよび最小厚さＤ_ｍｉｎを有する。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素の凝集構造体は、０．７ｍｍから２．０ｍｍの範囲の最小厚さを有する。０．７ｍｍの最小厚さは非貫通システムに適しており、これにより、少なくとも２．０ｍｍの最小厚さが穿孔器に適している。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素の凝集構造体はメッシュとして形成される。

さらなる実施形態では、第２の破砕要素は、第１の破砕要素の凝集構造体の最大厚さＤ_ｍａｘの領域にのみ設けられる。

別の実施形態では、第２の破砕要素は、第１の破砕要素の凝集構造体の最小厚さＤ_ｍｉｎの領域にのみ設けられる。

また別の実施形態では、第２の破砕要素は、第１の破砕要素の凝集構造体の最小厚さＤ_ｍｉｎの領域および最大厚さＤ_ｍａｘの領域に設けられる。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素および第２の破砕要素は、外壁部分の単一の平面内に配置される。

さらなる実施形態では、第２のマトリックスは、第１の破砕要素の凝集構造体の最小厚さＤ_ｍｉｎの領域および最大厚さＤ_ｍａｘの領域に設けられる。

別の実施形態では、第２のマトリックスは、第１の破砕要素の凝集構造体の最大厚さＤ_ｍａｘの領域にのみ設けられる。

さらに別の実施形態では、第２のマトリックスは、第１の破砕要素の凝集構造体の最小厚さＤ_ｍｉｎの領域にのみ設けられる。

第１の破砕要素、第２の破砕要素およびマトリックスの互いに相対的ないくつかの上述の配置は、材料の損失を最小にして構造的完全性を可能にするのとともに、第１および第２の破砕要素の形態およびエネルギーの制御による最適化された致死率を可能にする。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素および第２の破砕要素は、異なる材料を含む。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素は、少なくとも部分的に多面体として形成され、特に直方体、平行六面体または四面体の形状を有する。この形状は、車両などの硬質の標的に対して比較的効率が良い。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素および第２の破砕要素は、少なくとも４ｇ／ｃｍ^３の密度を有する材料を含む。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素は、金属、金属合金または金属炭化物、好ましくは鋼、タングステン、炭化タングステンまたはアルミニウムを含む。

さらなる実施形態では、第２の破砕要素は、鋼、タングステンまたはモリブデンを含む。

さらなる実施形態では、弾頭は中空充填弾頭である。

さらなる実施形態では、第１および第２の破砕要素を収容する外壁部分の少なくとも一部が、前方に向かって先細になっている。円錐形部分と円筒形部分とのこの配置は、弾頭の炸薬の爆発による破片の前方飛散を可能にする。

別の実施形態では、第１および第２の破砕要素を収容する外壁部分の少なくとも一部は、後方に向かって先細になっている。円錐形部分と円筒形部分とのこの配置は、弾頭の炸薬の爆発による破片の後方飛散を可能にする。

さらなる実施形態では、先細りは、半円錐角φ_１が５度よりも大きい略円錐形である。

さらなる実施形態では、先細りは、半円錐角φ_１が７度よりも小さい略円錐形である。

典型的には、略円錐形の先細りは、半円錐角φ_１が６度である。

さらなる実施形態では、第１の破砕要素は、単一層に配置される。

さらなる実施形態では、第２の破砕要素は、単一層に配置される。

これらの上述の実施形態は、製造の簡略化と、それによる製造コストの低減という利点を有する。

さらなる実施形態では、穿孔器が前方領域に取り付けられる。

さらなる実施形態では、管状構造体が、第１および第２の破砕要素を収容する外壁部分の領域に不連続部を含み、これにより、この不連続部は、管状構造体に対して半径方向に延びている。

さらなる実施形態では、第１および第２の破砕要素を収容する外壁部分は、中空の略円筒形部分および中空の略円錐形部分を含む。

さらなる実施形態では、略円筒形部分は、略円錐形部分と後端との間に配置される。円錐形部分と円筒形部分とのこの配置は、弾頭の炸薬の爆発による破片の前方飛散を可能にする。

別の実施形態では、略円錐形部分は、略円筒形部分と後端との間に配置される。円錐形部分と円筒形部分とのこの配置は、弾頭の炸薬の爆発による破片の後方飛散を可能にする。

さらなる実施形態では、略円錐形部分は、４度から３０度の範囲、好ましくは６度から２０度の範囲のφ_２の全円錐角を有する。

さらなる実施形態では、不連続部は、屈曲形態、好ましくは鋭い屈曲形態を有する。

さらなる実施形態では、屈曲部は、４度の最小屈曲を有する。

さらなる実施形態では、屈曲部は、１５度の最大屈曲を有する。

さらなる実施形態では、弾頭は、第１の破砕要素の上に外層を含まない。

さらなる実施形態では、弾頭は、第２の破砕要素の上に外層を含まない。

さらなる実施形態では、外壁部分の少なくとも一部は、破砕要素を収容しない。

さらなる実施形態では、多数の第１の破砕要素と多数の第２の破砕要素との重量比は、１：１０から１０：１の範囲内にある。

定義：
「穿孔器」：穿孔器とは、その運動エネルギーによって、煉瓦、砂およびコンクリートなどの構造物を穿孔することができる弾頭の特別に設計された部分である。

「焼結」：焼結とは、液状化の点まで溶融させることなく、熱および／または圧力によって材料の固体塊を圧縮および形成するプロセスである。

「反応性金属発泡体」：金属発泡体とは、固体金属と、体積分率の高いガス充填孔とからなるセル状構造体である。反応性金属発泡体は、例えば、基礎材料として、アルミニウムおよび／またはマグネシウムなどの可燃性材料を含む。

「破片」：用語「破片」は、本明細書では、様々な硬質または硬化性材料から作られたあらゆる予備成形された破片または砕片を意味する。

本発明のいくつかの実施形態が、例として、添付の図面を参照して以下に説明される。

図１は、本発明による弾頭の一実施形態の斜視図を示す。 図２は、本発明による弾頭の一実施形態の概略図を示す。 図３ａは、本発明による弾頭のいくつかの実施形態の１つの平板状構造体の壁の断面の概略図を示す。 図３ｂは、本発明による弾頭のいくつかの実施形態の１つの平板状構造体の壁の断面の概略図を示す。 図３ｃは、本発明による弾頭のいくつかの実施形態の１つの平板状構造体の壁の断面の概略図を示す。 図４は、弾頭の平板状構造体の壁を覆う第１および第２の破砕要素の別の配置の概略斜視図を示す。

図１は、前方領域２、後方領域３および外壁部分４を有する管状構造体を含む弾頭１の実施形態を示す。外壁部分４の一部には、直方体形状を有する多数の予備成形された第１の破砕要素７と、回転楕円形状を有する多数の非凝集の予備成形された第２の破砕要素９とが設けられている。多数の第１の破砕要素７は、凝集構造体の形態である。凝集構造体は、層に設けられたいくつかの溝を含む単一層として形成され、多数の単一の第１の破砕要素７を形成する。回転楕円形状を有する多数の第２の破砕要素９が、単一の第１の破砕要素７の間、すなわち層の溝内に設けられる。

図１による弾頭１の実施形態は、弾頭１の管状構造体の半径方向に延び、屈曲形態を有する不連続部１１をさらに含む。この不連続部は、外壁部分４の略円筒形部分１２と外壁部分４の略円錐形部分１３とによって形成され、それによって円錐形部分１３が円筒形部分１２に隣接して配置される。

図２は、前方領域２、後方領域３、外壁部分４、内壁部分５および中央空洞６を有する管状構造体を含む弾頭１の実施形態を示す。外壁部分４には、多数の第１の破砕要素７と、第１の破砕要素９の間に設けられた第２の破砕要素９とが設けられている。

図３ａは、多数の第１の破砕要素７および多数の第２の破砕要素９が設けられている管状構造体の壁の断面を示す。多数の第１の破砕要素７は、凝集構造体の形態である。凝集構造体は、層に設けられた溝を含む単一層として形成され、多数の単一の第１の破砕要素７を形成する。凝集構造体は、単一の破砕要素の領域内で最大厚さＤ_ｍａｘを有し、溝の領域内で最小厚さＤ_ｍｉｎを有する。多数の第２の破砕要素９は、第１の破砕要素７の上に設けられ、第１の破砕要素７の上に設けられた第２のマトリックス８に埋め込まれている。

図３ｂは、多数の第１の破砕要素７および多数の第２の破砕要素９が設けられている管状構造体の壁の断面を示す。多数の第１の破砕要素７は、非球形および最大厚さＤ_ｍａｘを有する複数の単一要素からなる。多数の第２の破砕要素９は、第１の破砕要素７の上に設けられている。第１の破砕要素７および第２の破砕要素９は、単一のマトリックス１１に埋め込まれている。

図３ｃは、多数の第１の破砕要素７および多数の第２の破砕要素９が設けられている管状構造体の壁の断面を示す。多数の第１の破砕要素７は、非球形および最大厚さＤ_ｍａｘを有する複数の単一要素からなる。多数の第１の破砕要素７は、第１のマトリックス１０に埋め込まれている。多数の第２の破砕要素９は、第１の破砕要素７の上に設けられている。第２の破砕要素９は、第１のマトリックス１０の材料と異なる材料からなる第２のマトリックス８に埋め込まれている。

図４は、多数の第１の破砕要素７および第２の破砕要素９が設けられている管状構造体の壁の斜視図を示す。多数の第１の破砕要素７は、複数の立方体形状の要素からなる。多数の第２の破砕要素９は、複数の球状要素からなる。第１および第２の要素は、弾頭の管状構造体の外壁部分の単一の平面内に配置される。

本発明は、その特定の実施形態と関連して説明されているが、当業者には多くの代替、変更および変形が明らかであることは明白である。したがって、添付の特許請求の範囲に含まれるすべてのそのような代替、変更および変形を包含することが意図される。

明確にするために、別個の実施形態の状況で説明される本発明の特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよいことが理解される。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の状況で説明される本発明の様々な特徴は、別個に、または任意の好適な部分的組合せ（ｓｕｂｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）で、または本発明の任意の他の説明された実施形態に適したものとして提供されてもよい。様々な実施形態の状況で説明される特定の特徴は、実施形態がそれらの要素なしで動作不能でない限り、それらの実施形態の本質的な特徴と見なすべきではない。

Claims (39)

1. 前方領域（２）、後方領域（３）、外壁部分（４）、内壁部分（５）および中央空洞（６）を有する管状構造体を含む弾頭（１）であって、
   ａ）外壁部分（４）には、
   ｉ）非球形を有する多数の予備成形された第１の破砕要素（７）および
   ｉｉ）回転楕円形状を有する多数の非凝集の予備成形された第２の破砕要素（９）が備えられ、それにより、
   ｂ）外壁部分（４）の少なくとも一部が破砕要素を収容せず、
   ｃ）多数の第１の破砕要素（７）が、凝集構造体の形態であるか、または、マトリックス（１０；１１）に埋め込まれており、
   ｄ）第２の破砕要素（９）が、マトリックス（８；１１）に埋め込まれており、
   ｅ）弾頭が、第２の破砕要素（９）およびそのマトリックス（８；１１）の上に外層を含まない
   ことを特徴とする弾頭（１）。
2. 弾頭（１）が、第１の破砕要素（７）および第２の破砕要素（９）が埋め込まれた単一のマトリックス（１１）を含むことを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
3. 第１のマトリックス（１０）が、ポリマーを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の弾頭。
4. 第１のマトリックス（１０）が、反応性金属発泡体を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の弾頭。
5. 第２のマトリックス（８）が、ポリマーおよび／または反応性金属発泡体を含むことを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
6. 単一のマトリックス（１１）が、ポリマーおよび／または反応性金属発泡体を含むことを特徴とする請求項２に記載の弾頭。
7. 反応性金属発泡体が、基礎材料として、アルミニウムおよび／またはマグネシウムを含むことを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の弾頭。
8. 第１の破砕要素（７）が、熱焼結によって凝集構造体に形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の弾頭。
9. 第１の破砕要素（７）の凝集構造体の厚さが構造にわたって可変であり、それにより、凝集構造体が最大厚さＤ_ｍａｘおよび最小厚さＤ_ｍｉｎを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の弾頭。
10. 第１の破砕要素（７）の凝集構造体が、０．７ｍｍから２．０ｍｍの範囲の最小厚さを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の弾頭。
11. 第１の破砕要素（７）の凝集構造体が、メッシュとして形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の弾頭。
12. 第２の破砕要素（９）が、第１の破砕要素（７）の凝集構造体の最大厚さＤ_ｍａｘの領域にのみ設けられていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の弾頭。
13. 第２の破砕要素（９）が、第１の破砕要素（７）の凝集構造体の最小厚さＤ_ｍｉｎの領域にのみ設けられていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の弾頭。
14. 第２の破砕要素（９）が、第１の破砕要素（７）の凝集構造体の最小厚さＤ_ｍｉｎの領域および最大厚さＤ_ｍａｘの領域に設けられていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の弾頭。
15. 第１の破砕要素（７）および第２の破砕要素（９）が、外壁部分（４）の単一の平面内に配置されていることを特徴とする請求項１、３、４、６から１１または１４のいずれか一項に記載の弾頭。
16. 第２のマトリックス（８）が、第１の破砕要素（７）の凝集構造体の最小厚さＤ_ｍｉｎの領域および最大厚さＤ_ｍａｘの領域に設けられていることを特徴とする請求項２から１４のいずれか一項に記載の弾頭。
17. 第１の破砕要素（７）および第２の破砕要素（９）が、異なる材料を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の弾頭。
18. 第１の破砕要素（７）が、少なくとも部分的に多面体として形成され、特に直方体、平行六面体または四面体の形状を有することを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の弾頭。
19. 第１の破砕要素（７）および第２の破砕要素（９）が、少なくとも４ｇ／ｃｍ^３の密度を有する材料を含むことを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載の弾頭。
20. 第１の破砕要素（７）が、金属、金属合金または金属炭化物、好ましくは鋼、タングステン、炭化タングステンまたはアルミニウムを含むことを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載の弾頭。
21. 第２の破砕要素（９）が、鋼、タングステンまたはモリブデンを含むことを特徴とする請求項１から２０のいずれか一項に記載の弾頭。
22. 中空充填弾頭であることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載の弾頭。
23. 第１および第２の破砕要素（７；９）を収容する外壁部分（４）の少なくとも一部が、前方に向かって先細になっていることを特徴とする請求項１から２２のいずれか一項に記載の弾頭。
24. 第１および第２の破砕要素（７；９）を収容する外壁部分（４）の少なくとも一部が、後方に向かって先細になっていることを特徴とする請求項１から２３のいずれか一項に記載の弾頭。
25. 先細りが、半円錐角φ_１が５度よりも大きい略円錐形であることを特徴とする請求項２３または２４に記載の弾頭。
26. 先細りが、半円錐角φ_１が７度よりも小さい略円錐形であることを特徴とする請求項２３から２５のいずれか一項に記載の弾頭。
27. 第１の破砕要素（７）が、単一層に配置されていることを特徴とする請求項１から２６のいずれか一項に記載の弾頭。
28. 第２の破砕要素（９）が、単一層に配置されていることを特徴とする請求項１から２７のいずれか一項に記載の弾頭。
29. 穿孔器が、前方領域（２）に取り付けられていることを特徴とする請求項１から２８のいずれか一項に記載の弾頭。
30. 管状構造体が、第１および第２の破砕要素（７；９）を収容する外壁部分の領域に不連続部（１１）を含み、これにより、この不連続部が、管状構造体に対して半径方向に延びていることを特徴とする請求項１から２９のいずれか一項に記載の弾頭。
31. 第１および第２の破砕要素（７；９）を収容する外壁部分（４）が、中空の略円筒形部分（１２）および中空の略円錐形部分（１３）を含むことを特徴とする請求項３０に記載の弾頭。
32. 略円筒形部分（１２）が、略円錐形部分（１３）と後端（３）との間に配置されることを特徴とする請求項３１に記載の弾頭。
33. 略円錐形部分（１３）が、略円筒形部分（１２）と後端（３）との間に配置されることを特徴とする請求項３１に記載の弾頭。
34. 中空の略円錐形部分（１３）が、４度から３０度の範囲、好ましくは６度から２０度の範囲のφ_２の全円錐角を有することを特徴とする請求項３１から３３のいずれか一項に記載の弾頭。
35. 不連続部が、屈曲形態、好ましくは鋭い屈曲形態を有することを特徴とする請求項３０から３４のいずれか一項に記載の弾頭。
36. 屈曲部が、４度の最小屈曲を有することを特徴とする請求項３５に記載の弾頭。
37. 屈曲部が、１５度の最大屈曲を有することを特徴とする請求項３５または３６に記載の弾頭。
38. 弾頭が、第１の破砕要素（７）の上に外層を含まないことを特徴とする請求項１から３７のいずれか一項に記載の弾頭。
39. 多数の第１の破砕要素（７）と多数の第２の破砕要素（９）との重量比が、１：１０から１０：１の範囲内にあることを特徴とする請求項１から３８のいずれか一項に記載の弾頭。

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