ITRM20000431A1

ITRM20000431A1 - UNDERWATER CATTLE HEAD

Info

Publication number: ITRM20000431A1
Application number: IT000431A
Authority: IT
Inventors: Werner Arnold
Original assignee: Daimler Chrysler Aerospace Ag
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-01
Also published as: GB0019396D0; GB0016403D0; FR2874253A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: , , TESTA DI SILURO SUBCQUEA'' accompanying a patent application for an invention entitled:,, SUBCQUEA SILURO HEAD ''

L'invenzione concerne una tasta di siluro subacquea con una carica esplosiva ad alta energia (HE 1) per l'iniziazione, la quale è disposta in modo da cingere parzialmente una carica principale (HE 2) e da focalizzare l'energia d'onda d'urto sul bersaglio secondo la domanda 19809 317.9-15. The invention relates to an underwater torpedo head with a high-energy explosive charge (HE 1) for initiation, which is arranged to partially encircle a main charge (HE 2) and focus wave energy. impact on the target according to application 19809 317.9-15.

Le cariche in profondità attualmente impiegate, ad esempio in mine e in siluri, producono il loro effetto in modo non direzionale, cioè in modo omnidirezionale. Per poter combattere efficacemente il loro bersaglio sono necessarie, quindi, quantità adeguatamente elevate di esplosivo, ad esempio 500 Kg in mine di profondità. Come carica esplosiva si impiegano, in questo caso, esplosivi ,,convenzionali'' con pressioni di detonazione relativamente alte laddove, per la produzione dell'azione esplosiva, a queste viene aggiunto l'alluminio. The charges in depth currently used, for example in mines and torpedoes, produce their effect in a non-directional way, that is, in an omnidirectional way. In order to effectively fight their target, therefore, adequately high quantities of explosives are required, for example 500 kg in depth mines. As an explosive charge, in this case, conventional explosives with relatively high detonation pressures are used where, for the production of the explosive action, aluminum is added to these.

Pertanto, in nuovi progetti di teste di siluri si tende a diminuire queste grandi quantità di esplosivo. Therefore, in new torpedo head designs there is a tendency to decrease these large quantities of explosives.

In teste dì siluri in superficie è stata già sperimentata con successo una focalizzazione della potenza (ad esempio, lotta contro i TBM (Tactical Ballistic Missiles) ). Tuttavia, la soluzione ivi adottata non può essere trasferita, per i seguenti motivi, all'impiego in profondità. Le cariche esplosive ,,convenzionali '' producono elevate pressioni nel fronte di detonazione (dell'ordine di grandezza di 200 kbar) accelerando, in questo modo, efficacemente cariche metalliche (carica cava, carica a frammentazione) . Anche esplosivi in profondità attualmente in uso (ad es.: SSM 887) mostrano pressioni comparativamente alte nel fronte di detonazione. Però è emerso che, a causa della alte pressioni nel fronte di detonazione, nell'impiego in profondità si perde energia per la potenza in profondità vera e propria, cioè energia di onde d'urto e di vuoto, mediante produzione di calore nell'acqua. In torpedo heads on the surface a focus of power has already been successfully tested (for example, fighting against TBMs (Tactical Ballistic Missiles)). However, the solution adopted there cannot be transferred, for the following reasons, to in-depth use. The 'conventional' explosive charges produce high pressures in the detonation front (of the order of magnitude of 200 kbar) thus effectively accelerating metal charges (hollow charge, fragmentation charge). Deep explosives currently in use (e.g. SSM 887) also show comparatively high pressures in the detonation front. However, it emerged that, due to the high pressures in the detonation front, in the use at depth, energy is lost due to the actual depth power, i.e. shock wave and vacuum energy, by producing heat in the water. .

Sulla scorta di questo, al fine di aumentare la effettività, si cerca di tenere basse le pressioni di detonazione (nell'ordine di grandezza di 100 kbar) e, per ciò, di aumentare le pressioni lungo 1'isoentropica durante l'espansione attraverso la postreazione. A questo scopo si impiegano nuovi esplosivi ,,ηοη ideali'', contenenti vantaggiosamente perclorato di ammonio, i quali sono stati sviluppati per l'impiego in profondità (le velocità di detonazione sono di circa 6000 m/sec.)- Le espressioni ,,ideale'' e ,,ηοη ideale'' si riferiscono, in questo caso, alla completezza della trasformazione chimica nel fronte della detonazione. Cariche esplosive ideali mostrano una trasformazione completa e nessuna postreazione in momenti successivi. On the basis of this, in order to increase the effectiveness, we try to keep the detonation pressures low (in the order of magnitude of 100 kbar) and, for this, to increase the pressures along the isentropic during the expansion through the post-action. For this purpose, new `` ηοη ideal '' explosives are used, advantageously containing ammonium perchlorate, which have been developed for use in depth (the detonation speeds are about 6000 m / sec.) - The expressions ,, ideal '' and ,, ηοη ideal '' refer, in this case, to the completeness of the chemical transformation in the front of the detonation. Ideal explosive charges show a complete transformation and no post-reaction at subsequent moments.

Per cariche esplosive contenenti perclorato di ammonio si è ottenuto, durante le prove, a seconda dell'impiego, una potenza dal 10 a 20% maggiore che in caso di cariche esplosive in profondità tradizionali. In questo caso, le cariche esplosive contenenti perclorato di ammonio sono relativamente insensibili rispetto alle onde d'urto e possono essere iniziate soltanto con catene di detonazione ad elevata energia. Per una ulteriore riduzione di perdite di energia mediante riscaldamento d'acqua si impiegano, inoltre, arginature in metallo che consentono questa riduzione di perdite di energia attraverso la minore compressibilità del metallo rispetto all'acqua. For explosive charges containing ammonium perchlorate, during the tests, depending on the use, a power from 10 to 20% greater than in the case of traditional explosive charges in depth was obtained. In this case, the explosive charges containing ammonium perchlorate are relatively insensitive to shock waves and can only be initiated with high energy detonation chains. For a further reduction of energy losses through water heating, metal embankments are also used which allow this reduction of energy losses through the lower compressibility of the metal compared to water.

Se la direzione attiva, cioè la direzione del bersaglio da combattere, non è nota sin dall'inizio, allora il sistema sensorio della testa di siluto subacquea deve riconoscere questa direzione e trasmetterla alla logica di controllo della parte attiva. Nelle teste di siluri in profondità, focalizzate radialmente, secondo la domanda di brevetto principale 198 09 317.9-15 si scelgono poi in modo mirato i corrispondenti punti di iniziazione al fine di di produrre, in questo modo, un effetto ottimale nella linea di mira desiderata. If the active direction, that is the direction of the target to be fought, is not known from the beginning, then the sensory system of the underwater silute head must recognize this direction and transmit it to the control logic of the active part. In depth, radially focused torpedo heads according to main patent application 198 09 317.9-15 the corresponding initiation points are then selected in a targeted manner in order to produce, in this way, an optimal effect in the desired line of sight. .

Pertanto, l'invenzione si prefigge il compito di migliorare il dispositivo secondo il brevetto principale nel senso di aumentare l'efficienza contro bersagli selezionati, come ad esempio le mine da fondo marino, e di ridurre, allo stesso tempo, la quantità di esplosivo necessario. Therefore, the invention has the aim of improving the device according to the main patent in the sense of increasing the efficiency against selected targets, such as for example seabed mines, and at the same time reducing the quantity of explosives required. .

Questo compito viene risolto in modo semplice con i particolari riportati nella rivendicazione principale. Forme di realizzazione vantaggiose sono descritte nelle parti caratterizzanti delle rivendicazioni dipendenti. I particolari vantaggi del dispositivo secondo l'invenzione vanno visti, da un lato, nel fatto che è stato possibile migliorare la focalizzazione dell'effetto in linea di mira, Dall'altro lato, attraverso la particolare formazione della carica esplosiva, si può ridurre, a parità di potenza, la quantità di esplosivo. This task is solved in a simple way with the details reported in the main claim. Advantageous embodiments are described in the characterizing parts of the dependent claims. The particular advantages of the device according to the invention are to be seen, on the one hand, in the fact that it has been possible to improve the focusing of the line of sight effect, On the other hand, through the particular formation of the explosive charge, it can be reduced, with the same power, the quantity of explosives.

Esempi di esecuzione dell'invenzione sono rappresentati nei disegni e vengono descritti più dettagliatamente nei disegni. In essi: Examples of embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail in the drawings. In them:

La figura la mostra una testa di siluro (GK) subacquea con iniziazione assiale, Figure 1a shows an underwater torpedo head (GK) with axial initiation,

la figura lb mostra una testa di siluro subacquea con iniziazione radiale, Figure 1b shows an underwater torpedo head with radial initiation,

le figure lc,d mostra una testa di siluro subacquea secondo la figura la oppure lb con iniziazione frontale della carica principale, figures lc, d shows an underwater torpedo head according to figure la or lb with frontal initiation of the main charge,

la figura 2 mostra un'altra forma di esecuzione della testa di siluro subacquea con iniziazione assiale, e Figure 2 shows another embodiment of the underwater torpedo head with axial initiation, e

la figura 2b mostra un'altra forma di esecuzione della testa di siluro subacquea con iniziazione radiale . Figure 2b shows another embodiment of the underwater torpedo head with radial initiation.

Nella figura 1 (da a a d) è rappresentato schematicamente, in modo semplificato, il principio di funzionamento di una testa di siluro subacquea focalizzata radialmente. Tali teste di siluri in profondità trovano impiego quando la direzione attiva è certa. Nell'esempio rappresentato, la testa di siluro agisce verso il basso. Nei disegni è rappresentato soltanto un singolo modulo di una testa di siluro secondo l'invenzione. Però è possibile combinare fra loro più moduli dello stesso tipo per adattare tutto il volume di potenza al bersaglio da combattere. Figure 1 (from a to d) schematically represents, in a simplified way, the operating principle of a radially focused underwater torpedo head. Such torpedo heads at depth are used when the active direction is certain. In the example shown, the torpedo head acts downwards. The drawings show only a single module of a torpedo head according to the invention. However, it is possible to combine several modules of the same type together to adapt the entire volume of power to the target to be fought.

La testa di siluro subacquea focalizzata possiede, per la sua iniziazione, uno strato di esplosivo, costituito da un esplosivo convenzionale HE 1, il quale è disposto quasi a metà perimetro rispetto alla linea di mira indicata verso il basso. L'esplosivo HE 1 presenta una elevata velocità di detonazione (D1≈ 7- 9 mm/ sec). Lo strato dell'esplosivo convenzionale HE 1 è incorporato in un cilindro costituito da esplosivo efficace in profondità HE 2 con uria velocità di detonazione (D2 6 mm/μsec) leggermente minore. L'esplosivo contiene, vantaggiosamente, perclorato di ammonio oppure un additivo ad azione analoga. Dopo la iniziazione, la maggiore velocità di detonazione di HE 1 provoca ,,un'anticipazione'' del fronte di detonazione in HE 1 rispetto a HE 2 per cui, oltre alla iniziazione asimmetrica, avviene anche la focalizzazione di potenza desiderata. The focused underwater torpedo head possesses, for its initiation, an explosive layer, consisting of a conventional HE 1 explosive, which is arranged almost halfway around the line of sight indicated downwards. The HE 1 explosive has a high detonation speed (D1≈ 7-9 mm / sec). The conventional explosive layer HE 1 is incorporated in a cylinder consisting of a depth effective explosive HE 2 with a slightly lower detonation rate (D2 6 mm / μsec). The explosive advantageously contains ammonium perchlorate or an additive having a similar action. After initiation, the higher detonation speed of HE 1 causes an `` anticipation '' of the detonation front in HE 1 with respect to HE 2 whereby, in addition to the asymmetrical initiation, the desired power focusing also takes place.

La testa di siluro subacquea viene iniziata o frontalmente tramite la carica esplosiva ad alta energia HE 1, come rappresentato nella figura la, o radialmente sul perimetro di HE 1, come mostra la figura lb. Quest'ultimo metodo di iniziazione citato produce un ulteriore aumento della concentrazione delle onde di detonazione e quindi un aumento di potenza in linea di mira. In questo caso è vantaggiosa una iniziazione ripetuta, laddove il numero dei punti di iniziazione può essere adattato alle esigenze di focalizzazione . E' anche possibile una iniziazione superficiale sul perimetro dell'esplosivo HE 1 per ottenere una focalizzazione ottimale. Inoltre, attraverso un'abile formatura dell'esplosivo HE 1, in particolare mediante scelta della parte di perimetro (lunghezza dell'arco) e/o dello spessore dello strato dell'esplosivo nonché mediane appropriata scelta del rapporto delle velocità di detonazione D1 e D2 fra loro, è possibile adattare anche la superficie attiva focalizzata in un determinato ambito alle esigenze di mira. The underwater torpedo head is initiated either frontally via the high-energy explosive charge HE 1, as shown in Figure la, or radially on the perimeter of HE 1, as shown in Figure 1b. The latter method of initiation mentioned produces a further increase in the concentration of the detonation waves and thus an increase in line-of-sight power. In this case, a repeated initiation is advantageous, where the number of initiation points can be adapted to the needs of focus. A superficial initiation on the perimeter of the HE 1 explosive is also possible to achieve optimal focusing. Furthermore, through skilful forming of the explosive HE 1, in particular by choosing the perimeter part (arc length) and / or the thickness of the explosive layer as well as appropriate median choice of the ratio of detonation speeds D1 and D2 between them, it is also possible to adapt the active surface focused in a specific area to the aiming needs.

Se in presenza di determinate condizioni di impiego si desidera che la testa di siluro subacquea non presenti una direttività, la iniziazione può avvenire, come mostrano le figure 1c e 1d, direttamente frontalmente sulla carica principale HE 2 tramite un booster di esplosivo. In questo modo, la carica principale viene fatta detonare isotropicamente. If in the presence of certain conditions of use it is desired that the underwater torpedo head does not have a directivity, the initiation can take place, as shown in figures 1c and 1d, directly frontally on the main HE 2 charge by means of an explosive booster. In this way, the main charge is isotropically detonated.

Un altro aumento dell'azione focalizzatrice viene raggiunto mediante una corrispondente modellatura della carica principale HE 2 . Le figure 2a e 2b presentano questa possibilità per il caso dell'iniziazione assiale e dell'iniziazione radiale. Mediante appiattimento appropriato e/o sagomatura concava della zona dell'esplosivo HE 2, che sta di fronte alla carica esplosiva ad alta energia HE 1, aumenta la direttività e quindi la potenza in questa direzione. Contemporaneamente si riduce la massa di esplosivo in HE 2. Anche in questo caso è possibile ottenere un altro aumento della focalizzazione per il fatto che, invece della iniziazione frontale mostrata nella figura 2a, si può impiegare la iniziazione plurima rappresentata nella figura 2b tramite la superficie periferica di HE 1. L'appiattimento esemplificativo rappresentato nella figura 2 rappresenta una delle modellature possibili. Se, ad esempio, si impiega una forma concava della carica principale HE 2, allora la massa di esplosivo si riduce ed aumenta la concentrazione potenziale. La sagomatura ottimale avviene in connessione con la forma della carica esplosiva iniziante HE 1 e con le corrispondenti velocità di detonazione D1 e D2. Another increase in focusing action is achieved by a corresponding modeling of the HE 2 main charge. Figures 2a and 2b present this possibility for the case of axial initiation and radial initiation. By appropriate flattening and / or concave shaping of the explosive zone HE 2, which faces the high-energy explosive charge HE 1, the directivity and therefore the power in this direction is increased. At the same time, the mass of explosives in HE 2 is reduced. Also in this case it is possible to obtain another increase in focus due to the fact that, instead of the frontal initiation shown in Figure 2a, the plural initiation represented in Figure 2b can be used via the surface. peripheral of HE 1. The exemplary flattening shown in Figure 2 represents one of the possible moldings. If, for example, a concave form of the main charge HE 2 is used, then the mass of explosives is reduced and the potential concentration increases. The optimal shaping occurs in connection with the shape of the initiating explosive charge HE 1 and with the corresponding detonation rates D1 and D2.

Per una ulteriore formatura del fronte di detonazione e quindi della focalizzazione della potenza si può impiegare anche un corpo disposto nell'esplosivo, il cosiddetto pilota d'onde di detonazione (DViL) oppure cuore, come quelli che vengono impiegati efficacemente, ad esempio, nelle cariche cave. Questo pilota d'onde di detonazione impedisce un'accensione diretta della carica principale nel punto di iniziazione e guida il fronte di detonazione intorno al corpo DWL disposto in direzione longitudinale della carica esplosiva sulla carica principale. For further shaping of the detonation front and thus the focusing of the power, it is also possible to use a body arranged in the explosive, the so-called detonation wave pilot (DViL) or heart, such as those that are effectively used, for example, in hollow charges. This detonation wave driver prevents a direct ignition of the main charge at the initiation point and guides the detonation front around the DWL body arranged in the longitudinal direction of the explosive charge on the main charge.

La descrizione degli esempi di esecuzione finora esposta si riferisce esclusivamente alla forma di realizzazione delle due cariche esplosive HE 1 e HE 2 dal punto di vista di un aumento della potenza. Le cariche esplosive vengono avvolte però, già per motivi di protezione contro influssi ambientali, con un involucro. Questa circostanza viene utilizzata per aumentare ulteriormente la potenza. Come hanno dimostrato prove fatte, già semplici involucri di alluminio aumentano la potenza perché, in questo modo, si evitano perdite di energia nell'acqua circostante. L'acqua ha una compressibilità relativamente alta, per cui l'acqua circostante viene fortemente compressa mediante alte pressioni. In questo modo, questa viene fortemente riscaldata e l'energia necessaria a questo scopo va perduta. Per mezzo di un altro strato smorzante intermedio, disposto sulla parete interna dell'involucro protettivo, è possibile ridurre ulteriormente l'ampiezza della pressione emessa verso l'esterno, per cui si riducono anche le perdite di energia nell'acqua. La scelta del materiale per lo strato smorzatore e per l'involucro esterno avviene in modo che la perdita di energia durante il sezionamento di tutto l'involucro sia molto minore del guadagno di potenza a causa del minore riscaldamento dell'acqua circostante . The description of the exemplary embodiments set forth so far refers exclusively to the embodiment of the two explosive charges HE 1 and HE 2 from the point of view of an increase in power. However, the explosive charges are wrapped with an envelope already for reasons of protection against environmental influences. This circumstance is used to further increase potency. As tests have shown, even simple aluminum casings increase the power because, in this way, energy losses in the surrounding water are avoided. Water has a relatively high compressibility, whereby the surrounding water is strongly compressed by high pressures. In this way, it is strongly heated and the energy required for this purpose is lost. By means of another intermediate damping layer, arranged on the inner wall of the protective casing, it is possible to further reduce the amplitude of the pressure emitted to the outside, so that energy losses in the water are also reduced. The choice of material for the damper layer and for the outer casing occurs in such a way that the energy loss during sectioning of the entire casing is much less than the power gain due to the lower heating of the surrounding water.

Claims

CLAIMS 1. Underwater torpedo head with a high-energy explosive charge (HE 1) for initiation, which is arranged to partially encircle a main charge (HE 2) and focus shockwave energy on the target, according to patent application 198 09 317.9-15, characterized in that the explosive charges (HE 1, HE 2) constitute the basic shape of a cylinder.

2. Underwater torpedo head according to claim 1, characterized in that the initiation of the high-energy explosive charge (HE 1) takes place on the side opposite to the direction of focus.

Underwater torpedo head according to claim 1 or 2, characterized in that the initiation of the high-energy explosive charge (HE 1) takes place from the front.

Underwater torpedo head according to claim 1 or 2, characterized in that the initiation of the high-energy explosive charge (HE 1) takes place radially at one point or at several points on the outer side of the cylinder.

5. Underwater torpedo head according to claim 1 or 2, characterized in that the initiation of the high-energy explosive charge (HE 1) occurs superficially on the perimeter of the cylinder.

Underwater torpedo head according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the initiation of the main charge (HE 2 takes place frontally.

7. Underwater torpedo head according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the main charge (HE 2) is flattened and / or concave shaped on the side corresponding to the direction of focus and / or is formed in a concave way.

A torpedo head in depth according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that a detonation wave pilot is arranged in the main charge HE 2.

Deep torpedo head according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the cylindrical explosive charges (HE and HE 2) are surrounded by a multi-layered single-layer embankment.