BESCHREIBUNG

Brandmasse mit einem metallischen Brennstoff aus der Gruppe IVB des periodischen Systems sowie Geschoss mit dieser Brandmasse

Die Erfindung betrifft eine Brandmasse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Geschoss nach dem Anspruch 5 oder 6.

Verwendung finden derartige Brandmassen als Splitter-Brandmunition in einem Geschosskörper oder Sprengkopf zusammen mit einem brisanten Sprengstoff als auch in panzerbrechenden Geschossen, die keinen Sprengstoff enthalten. Durch die detonative oder mechanische Fragmentierung des Geschosses oder Sprengkopfes im oder nahe des Zieles entstehen neben den Splittern schnell fliegende, in der Luft autonom brennende Brandmasse- Teilchen. Erzielt wird dabei eine räumliche und zeitlich stark ausgedehnte Brandwirkung.

Bekannte Splitter-Brandmunitionen enthalten Mischungen aus hochbrisanten Sprengstoffen wie Hexogen, Oktogen, Trotyl und Aluminiumpulver.

Die DE 29 01 517 beschreibt eine Brandmasse mit einem organischen Bindemittel und einem Metallschwamm, z.B. aus Zirkon oder Hafnium, wobei als Bindemittel Polytetrafluor- ethylen mit einem Anteil von 2- bis 15-Masse-% verwendet wird.

Mit der firmeneigenen EP 0 051 324 B1 wird eine gattungsgemäße Brandmasse offenbart, die ein organisches Bindemittel und Metallteilchen verwendet. Ausgehend vom Stand der Technik, dass die Verwendung von fluorierten Bindern die Bildung des Tetrafluorids des entsprechenden Metalls unterstützt und mit Metallen in Form von grobkörniger, poröser, schwammiger Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,05-8 mm eine Verlängerung der Brennzeit angestrebt wird, schlägt diese Lösung vor, Metallpulver mit einer mittleren Korngröße von 15-50 μm zu verwenden. Das Bindemittel, ein organisch halogenfreier Binder, ein Polyvinylacetat, weist einen Anteil kleiner als 2-Masse-% auf. Damit wird noch eine ausreichende Verpressbarkeit des Metallpulvers gewährleistet. Der Metallzusatz selbst bewirkt

eine Steigerung der Blastwirkung und eine Verlängerung der Flammen-Standzeit von 1 ms auf 15ms. Dies erhöht die Anzündwahrscheinlichkeit für brennbares Material.

Mit der EP 1 286 129 A1 wird ein weiterer Brandsatz für ein flügelstabilisiertes Wuchtge- schoss publiziert, der trotz eines relativ geringen Volumens und einer geringen Masse eine gute Wirkung besitzt. Gezündet wird der Brandsatz durch die beim Aufprall auf ein Ziel entstehenden Schockwellen. Verwendet wird ein Titanschwamm und als Bindemittel ein Epoxid- oder Polyesterharz. Der Korngrößenbereich des Titanschwammes liegt dabei um 450μm, wobei 30% eine Korngröße größer und 70% kleiner 450μm aufweisen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine weitere Brandmasse aufzuzeigen, welche eine ausreichend hohe Flammen-Standzeit aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Die Ansprüche 5 und 6 beziehen sich auf die Verwendung der Brandmasse in einem Geschoss.

Die Erfindung geht von der in Untersuchungen gewonnenen Erkenntnis aus, dass bei einer entsprechenden Kornverteilung der vorzugsweise kugelförmigen Metallpulver im Bereich von 50-250μm nur noch einen Anteil des Binders in der Brandmasse sogar kleiner als 1-Masse- % benötigt wird. Damit kann der Binder in der kleinstmöglichen Konzentration eingesetzt werden, die noch eine ausreichende Verpressbarkeit und Fixierung der Brandmasse gewährleistet. Speziell in der Verwendung sprengstofffreier Geschosse hat diese Verteilung in der Praxis zudem die besten Ergebnisse gezeigt. Die Nutzung kugelförmiger Metallpulver, insbesondere von Zirkon-Metallpulver, mit höherer Oberfläche ermöglicht, dass der Binder trocken auf die Oberfläche des Metallpulvers appliziert werden kann, wodurch die Rieselfähigkeit erhöht und ein volumetrisches Dosieren möglich ist. Volumetrisch bedeutet dabei, das Pulver gleitend machen, durch Verwendung von grobem Granulat mit Feinstpulver sowie bei vorgegebener Temperatur. Als ein guter organischer Binder gilt Bakelit ®, welcher in mikro- nisierter Form eingebracht wird und damit das volumetrische Dosieren unterstützt.

Gezeigt hat sich, dass halogenhaltige Binder die Verbrennung der Metalle nicht wirksam unterstützen. Dies kann aus der volumen- und massenspezifischen Reaktionsenthalphie abgeleitet werden:

- Zr + O ₂ → ZrO ₂ -12kJ/g-Metall

(Reaktion der Metallpartikel mit Luftsauerstoff)

- nZr +(C ₂ F ₄ ) _n → nZrF ₄ + 2 nC ca. - 6kJ/g- Mischung

(Reaktion der Metallpartikel mit hochhalogenhaltigen Bindern - Polytetrafluorethylen).

Die derart gebildeten Metallfluoride sind leicht flüchtig und entziehen beim Verdampfen dem System Energie. Deshalb wird auch bei dieser Brandmasse, wie bereits erwähnt, ein organischer Binder, bevorzugt halogenfreie, eingebunden. Dabei handelt es sich, wie bereits ausgeführt, vorzugsweise um einen duroplastischen oder thermoplastischen mikronisierten organischen Binder.

Die Brandmasse ist laboriert im Geschoss inert, ihre Funktion im Ziel wird mittels chemischer Reaktion mit Luftsauerstoff entfaltet (luftatmendes System mit thermobarischer Reaktion als non ideal high blast explosives). Die Fixierung der Brandmasse im Geschoss bzw. Gefechtskopf erfolgt durch Verpressen und nachfolgender Wärmbehandlung zur Aktivierung der Duroplast- Vernetzung bzw. Schmelzen des thermoplastischen Binders.

Weitere verwendbare Metallpulver sind Titan oder Hafnium. Hergestellt werden diese Art Metallpulver nicht aus der Reaktion der einzelnen Grundsubstanzen selbst, sondern aus zu Stäben verarbeiteten Ausgangsstoffen. So wird das Zirkon-Pulver mit einer mittleren Korngröße nicht aus Zirkon selbst, sondern aus einem Zirkonstab gewonnen.

Im Ergebnis wurde insbesondere bei Unterkalibergeschossen mit eingepresster Brandmasse gegen Ziele mit integrierten Treibstofftanks eine ausgezeichnete Brennzeit der Brennmasse nachgewiesen. Des Weiteren ist die Flugstrecke der im Ziel freigesetzten Brandmassen- Partikel sowie die Reaktion im Zielraum immens verbessert worden.

Dieses ist u. a. darauf zurückzuführen, dass die Brandmasse nur mit der kinetischen Energie des transportierenden Geschosses und durch die Luftreibung (Drall) aktiviert wird, was durch die mittlere Korngröße der Metallpulverteilchen ermöglicht wird. Dabei kann mit der Variierung der Korngröße, d.h., der Metallpulver- Granulometrie das Initiier- und Abbrennverhalten der Brandmasse gesteuert werden.

Prinzipiell erhöht sich durch die neue Brandmasse die Standzeit gegenüber dem Stand der Technik um den Faktor 10.