弹头结构

本发明涉及弹头结构，更具体而言，本发明涉及一种弹头结 构，其能产生大直径的穿过目标壁的孔。

已知采用成形的装药来产生强烈的轴向超高速射击，用于例如 军事突破。所成形的装药一般在其前面形成有轴向的圆锥性凹入部 分。这会导致强烈的轴向射击，从而在目标内产生一个非常小的 孔。在很多应用中，采用成形的装药来在目标壁上形成较大直径的 孔是有用的。

因此需要一种弹头结构，其能形成穿过目标壁的较大直径的 孔。

发明概述

本发明是一种用于形成大直径的穿过目标壁的孔的弹头结构。

根据本发明的示教，本发明提供一种用于形成大直径的穿过目 标壁的孔的弹头结构，所述弹头结构包括：(a)一种爆炸材料的成形 装药，所述装药具有一轴线和一围绕所述轴线的环形前表面部分， 所述环形前表面部分这样成形，即从穿过轴线的成形装药的横截面 看，所述环形前表面是凹入形面，至少所述凹入形面的一部分是按 下述方式成形，即从垂直于环形前表面部分的部分向外伸出的矢量 从所述轴线向外发散；和(b)相邻于至少部分环形前表面部分的衬 料。

根据本发明的示教还提供了一种用于形成大直径的穿过目标壁 的孔的弹头结构，所述弹头结构包括：(a)一种爆炸材料的成形的装 药，所述装药具有一轴线和一在爆炸过程中朝向壁的前部，和(b)相 邻于至少部分前部的衬药，其中所述成形的装药和衬药这样构成， 当成形的装药爆炸时，来自衬药的大部分材料基本被集中在一扩张 的圆锥形路径内。

根据本发明的另一个特征，所述扩张的圆锥性路径有一相对于 轴线约为10°至50°之间的角度。

附图简述

本发明下面以举例的方式，参照附图进行描述，其中，

图1是根据本发明的示教构成和操作的弹头结构的立体图，其用 于形成大直径的穿过目标壁的孔；

图2是沿图1的弹头结构的轴线所取的截面图；

图3是沿图1的弹头结构的长度缩短情况下沿轴线所取的截面 图。

优选实施例的详述

本发明是一种弹头结构，用于穿过目标的壁形成大直径的孔。

下面参照附图及对附图的描述可以更好地理解根据本发明的弹 头结构的原理和操作。

下面参照附图，图1和图2示出了总体上用10表示的弹头结 构，其根据本发明的示教构成和操作，以形成大直径的穿过目标壁 的孔。总的来说，弹头结构10包括爆炸材料的成形的装药12，所 述装药在爆炸过程中具有面向目标壁的前部，所述弹头结构还包括 相邻于至少部分前部的衬料14。所述成形的装药12和衬料14这样 构成，当成形的装药12爆炸时，大部分来自衬料14的材料大致集 中在扩张的圆锥形通道内。在优选的实施例中，所述材料大部分聚 集到一扩张的爆炸形成环(EFR)内，此环示意性地用14′表示，其 以大致为2500m/s的速度前进，在目标的壁上穿孔。

为实现此效果，成形的装药12优选特征在于一环形前表面部 分，所述环形前表面部分限制了装药对称结构的轴线18。所述环形 前表面部分构造成具有如在图2(一通过轴线18的成形的装药12的 横截面)中所示出的凹入形面16。至少凹入形面的一部分，此处用 16a标出，这样构成，即垂直于环形前表面从凹入形面向外伸出的矢 量v，v’从轴线18向外发散。优选所述形面的其它部分是成一个角度 的，以提供与轴线18相平行或稍微朝向所述轴线18的垂直的矢量 v”。这些会聚的矢量近似于衬料的不同部分所经历的、爆炸推进的 方向，使衬料聚集在一集中的环内，其中衬料至少部分聚集形成扩 张的EFR。所述环在其扩张时成为碎片。然而，所述碎片紧密地在 一起，足以提供连续的通过目标壁的切穿。

应当注意到，本发明的弹头结构在包括：破墙和突破各种障碍 等的多种应用中是非常有用的，所述应用范围不限于所举例的种 类。

在术语方面，我们将注意到，本发明的弹头结构描述成能形成 一大直径的孔。应当理解此处在说明书和权利要求书中所使用的术 语“大直径”指的是直径超出成形装药的外直径的直径。所述利用 本发明所实现的大直径表示现有技术和本发明之间明显的区别。现 有技术的成形的装药将衬料集中成一直径小于成形的装药的直径的 射流或射弹内。

下面更详细描述本发明的特征，本发明的优选特征在于衬料14 的材料至少部分会聚形成一扩张的EFR。为此目的，所述由矢量v， v’和v”所包围的角度优选是足够大的，以保证材料在短距离内的集 中，但所述角度又必须足够小以避免由碰撞的颗粒的冲击所导致的 迅速的重新分裂。优选此角度的范围对应于凹入形面16所转过的角 度的范围，在15°至90°之间，更优选是在30°至70°之间。在一个 优选的实施例中，所述凹入形面对应于一圆弧，所述角度对应于圆 弧在其曲率中心所对着的角度。

EFT的物理性能包括聚集角度，发散的圆锥角度和速度等，这 些都受到多种其它因素的影响。这些因素包括：装药的形状，爆炸 点，衬料的材料和分布厚度以及所使用的炸药的种类和数量。这些 参数优选选则成能向部分衬料赋予约为1000m/s至4000m/s之间的 速度，更优选是约为2500m/s的速度。所述EFT的扩张的圆锥形路 径优选相对于轴线的角度θ约为10°至50°之间。衬料的不同部分的 相对速度的调节可以用于形成EFT的截面形状，所述截面可以从圆 形横截面变化通过V型横截面变化至平面。

在图1和图2示出的实施例中，在装药后部的中间位置进行引 爆。采用有些细长的圆锥形后端能确保沿环形前表面部分的大致同 时引爆。这种引爆方法能从点引爆变化至外围引爆。以此方式，装 药的长度能被缩短。图3示出外围引爆实施方式的一个例子，其中 成形的装药12包括一惰性材料波形成形器30，以提供一有效的外 围引爆效果。或者可以使用多点引爆方式。

用于衬料14的材料可以从较宽范围内的适当的材料中选则。优 选的例子包括，但不限于此，金属材料，例如铝，铜，钢，铁，钨 和钽。在特定的实施例中，可以使用由塑料制成的衬料。

应当注意到，被称作“环形前表面部分”的表面一般为装药的 连续的前表面的一部分。最靠近轴线18的中间部分的形状一般对本 发明的操作不是重要的，但根据已有的申请，所述中间部分的形状 可以提供额外的优点。在更多情况下，如平行于轴线18所看到的， 环形前表面部分对应于至少成形的装药12的整个前表面的一半，并 且更优选的是，至少为成形的装药的整个前表面的80％。

在实验结果中，已经证明弹头结构10能用于提供非常有效的切 穿效果。当在距离墙壁较短的距离内爆炸时，产生一规则的圆孔。 所产生的孔的直径约为装药直径的1～10倍，当在远距离内爆炸时， 所产生的孔的直径为装药直径的1～5倍，具体倍数取决于目标的材 料和厚度。当装药的轴线不与目标壁垂直对准时，形成一椭圆形 孔。切穿钢所产生的孔的直径为装药直径的0.1至0.2倍，取决于使 用的具体的衬料材料。

可以理解，上述说明仅仅是作为实施例，在本发明的实质和范 围内，也可以有其他的实施例。

本发明的发明领域和发明背景