Programmierbare Munition: Projektile „entwickelt“ für die Neuzeit

Programmierbare Munition: Projektile „entwickelt“ für die Neuzeit

Seit Henry Shrapnel Anfang des 18. Jahrhunderts die Shrapnel-Granate erfand, haben Kanoniere nach Möglichkeiten gesucht, um zu kontrollieren, wann und wie ihre Projektile in Reichweite explodieren. Die meiste Zeit in der Geschichte wurde dies mit mechanischen Sicherungen erreicht, die entweder von Hand oder durch automatische Sicherungseinstellmaschinen gesetzt wurden.

Ein (träges) Beispiel einer manuell eingestellten mechanischen Sicherung für ein 84-mm-Carl-Gustav-Projektil. Foto: JUNGHANS Microtec GmbH

Das Aufkommen billiger, miniaturisierter Elektronik hat es ermöglicht, Munition schnell im Verschluss zu programmieren, während sie geladen oder abgefeuert wird. Dies hat Programmierfähigkeit zu kleineren, schneller schießenden Waffen gebracht, als dies zuvor möglich warfare. Obwohl diese Entwicklung eher „evolutionär“ als „revolutionär“ ist, könnte sie die Tödlichkeit der direkten Feuerunterstützung im Bodenkampf erheblich erhöhen.

Während es viele Arten von programmierbarer Munition gibt, besteht der Hauptzweck der meisten programmierbaren Munition darin, in einer bestimmten Entfernung von einem Ziel einen Luftstoß zu erzeugen. Bei Infanteriezielen sind Airbursts oft effektiver als direkte Einschläge, da die Verteilung eines Fragmentierungsmusters effektiver ist, wenn es von einem Punkt in der Luft ausgeht und nicht von einem Punkt im Boden.

Dies ist Artillerieschützen seit langem bekannt, die seit über 200 Jahren Airburst-Granaten in irgendeiner Type verwenden. Aber Artilleristen haben den Luxus, ihre zeitgesteuerten oder Annäherungszünder im Voraus einstellen zu können, wodurch oft ganze Chargen während eines Sperrfeuers für die Luftexplosion vorbereitet werden. Für Direktfeuer-Kanonenschüsse in relativ niedrigen Bögen auf weiche Ziele sind Zünder in Bodennähe weniger nützlich, und von Hand eingestellte Zeitzünder könnten für einen Direktfeuer-Einsatz zu langsam sein.

Schema eines „VT“-Doppler-Radar-Annäherungszünders aus dem Zweiten Weltkrieg. Obwohl diese Sicherung für ihre Zeit fortschrittlich warfare, warfare sie nicht programmierbar. Foto: Crosley Company

Laser-Entfernungsmesser in Kombination mit elektronischen Sicherungen bieten eine schnelle Lösung für dieses Downside. Ein System kann die Reichweite eines Ziels bis zum Luftstoß bestimmen und dann die elektronische Sicherung so einstellen, dass die Runde in der richtigen Entfernung detoniert. Elektronische Sicherungen und Laser-Entfernungsmesser sind in ihrer Implementierung über programmierbare Munition hinweg weitgehend einheitlich. Wo sich Systeme unterscheiden, ist die zuverlässige Einstellung der elektronischen Sicherung.

Eine der einfachsten Möglichkeiten, ein Projektil zu programmieren, sind elektrische Kontakte im Patronenlager oder im Verschluss der Waffe. Diese Lösung ist zuverlässig und einfach, erfordert jedoch häufig ein sauberes Design oder eine erhebliche Neugestaltung der Munition oder Waffe, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Die Kammer einer Waffe ist oft so konstruiert, dass sie sehr hohen Drücken standhält, die während des Schießens erzeugt werden. Das Bohren von Löchern zum Hinzufügen elektrischer Kontakte kann die Integrität der Kammer beeinträchtigen, so dass diese Methode quick nie bei Airburst-Systemen zu sehen ist, die an bestehenden Pistolen nachgerüstet werden.

Waffen, die zum Abfeuern programmierbarer Munition von Grund auf neu entwickelt wurden, haben sich jedoch weitgehend für den Kammerkontaktansatz entschieden. Die neueste Model der schwedischen 40-mm-Autokanone von Bofors mit Programmierfunktion verwendet Gleichstromkontakte in der Kammer, um das Geschoss zu initialisieren und Informationen darin zu programmieren.

Foto: Bofors Protection AB

Alternativ können Kontakte auf der Verschlussfläche einer Waffe platziert werden, um mit Kontakten auf der Foundation einer Patrone zu verbinden, aber das erfordert eine Überarbeitung der gesamten Patrone, um Daten durch die gesamte Patrone an den Zünder in der Nase zu senden. Dieser Ansatz wurde in mehreren 120-mm-NATO-Panzergeschossen verwendet, wie dem hochexplosiven Mehrzweckprojektil DM11 und dem neuen panzerbrechenden Projektil M829A4.

Die M829A4-Panzerrunde mit den Ringkontakten an der Foundation. Diese Kontakte sind mit Stiften am Verschlussblock des Panzers verbunden, um Daten zu übertragen. Foto: US-Armee

Dies funktioniert jedoch nur, weil NATO-Panzergeschosse aus einem Stück bestehen. Zweiteilige Panzergeschosse können keine Verschlusskontakte verwenden, da ihre Munition im Allgemeinen in zwei Stufen geladen wird und der Versuch, einen konsistenten Kontakt zwischen dem Treibmittel und dem Projektil herzustellen, sich wahrscheinlich als problematisch erweisen würde.

Um dieses Downside zu lösen, programmiert Russland, der weltweit größte Nutzer von zweiteiliger Panzermunition, Munition während der Ladephase. „Ainet“, das russische Airburst-System, verwendet einen speziellen elektronischen Zünder, der an bestehenden hochexplosiven Splittergranaten angebracht ist. Diese Sicherung wird während des Ladezyklus des Autoloaders durch elektrische Kontakte programmiert, bevor sie in die Pistole geladen wird. Dieses System ist zwar einfach, bedeutet aber, dass die Sicherung nach dem Einsetzen in den Verschluss nicht neu programmiert werden kann. Alle von Ainet aufgenommenen Schüsse werden mit der Sicherungseinstellung zum Zeitpunkt des Ladens gemacht, nicht zum Zeitpunkt des Schießens.

Was ist mit Wi-fi?

Alle diese Lösungen verwenden jedoch einen direkten elektrischen Kontakt. Drahtlose Ansätze geben eine erhöhte Flexibilität dahingehend, wo und wann Runden programmiert werden, auf Kosten einer erhöhten Komplexität. Ein drahtloser Ansatz verwendet eine Spule im Speisesystem, um Strom in einer Spule im Projektil zu induzieren und die Runde zu programmieren. Dieser Spulenansatz wird von Orbital ATK bevorzugt, dem Hersteller der meisten Autokanonenmunition, die vom US-Militär verwendet wird. Orbital ATK hat einen gemeinsamen spulenprogrammierten Airburst-Zünder entwickelt, der von allen Munitionstypen gemeinsam genutzt wird, von der winzigen 25-mm-Patrone, die im stornierten XM25 „Punisher“ verwendet wird, bis hin zu massiven „Tremendous 40“ 40-mm-Patronen für die 40-mm-Bushmaster. Diese Technologie wird beim Airburst-fähigen 30-mm-Bushmaster Mk44 verwendet, der beim Stryker Dragoon verwendet wird.

Die gemeinsame spulenprogrammierte orbitale ATK-Sicherung und die Runden, die sie verwenden. Foto: Orbitale ATK

Ein ähnliches Spulensystem scheint die neue britisch-französische CT40-Teleskop-Autokanone mit Gehäuse auszustatten, allerdings mit einer Spule um den Lauf, um die Runde zu programmieren, wenn sie den Lauf verlässt. Die neuen 35-mm-Autokanonen von Oerlikon heben dies auf die nächste Stufe, mit einem speziellen Geschwindigkeitssensor hinter der Mündungsbremse, der die Geschwindigkeit des Geschosses misst, wenn es den Lauf verlässt. Eine Programmierspule programmiert dann die Runde basierend auf dieser Geschwindigkeit. Dieses Modul wird in Verbindung mit den neuen AHEAD 35-mm-Fragmentierungsgeschossen verwendet.

Oerlikons kombiniertes Mündungsgerät, Geschwindigkeitssensor und rundes Programmiermodul. Foto: Oerlikon Contraves AG/Rheinmetall Air Defence AG

Diese Spulensysteme haben jedoch einen Konkurrenten in neuen optisch programmierten Systemen. Der optisch programmierte Airburst verspricht, einfacher und einfacher nachzurüsten zu sein, indem er codierte Infrarotlichtimpulse verwendet, um eine Patrone zu programmieren, nachdem sie den Lauf verlassen hat. Dadurch wird nur ein neues Projektil benötigt und Futter, Lauf und Verschluss können unverändert verwendet werden. Rheinmetall entwickelte das erste Feldbeispiel dieses Techniques mit seinem „Vingmate“-Feuerleitsystem, gepaart mit der DM131-Patrone. Dies wurde von der Bundeswehr übernommen, um ihren 40 x 53 mm H & Okay GMG automatischen Granatwerfern Airburst-Fähigkeit zu verleihen. Ein ähnliches System erhielt von der US-Armee einen Entwicklungsauftrag zur Entwicklung einer Various zum Spulensystem von Orbital für Autokanonen mittleren Kalibers, hat aber noch keine Früchte getragen.

Die Infrarotempfänger an den Granaten von Rheinmetall. Foto: Small Arms Protection Journal

Ein weiterer Ansatz ist die Programmierung über regelmäßige Funkübertragungen, die bei der Airburst-Munition HEDP-RF 40 x 53 mm von Nammo verwendet wird. Während die Nammo-Patrone wahrscheinlich problemlos mit bestehenden Granatwerfern wie dem optischen System von Rheinmetall kompatibel ist, ist der Miniatur-Funkempfänger in jeder Patrone wahrscheinlich sehr teuer.

Wo liegt die Zukunft?

Von all diesen Ansätzen haben alle Vorteile und potenzielle Probleme. Kontakte direkt in der Waffe sind am zuverlässigsten, erfordern aber eine komplette Überarbeitung der Waffe. Das Spulensystem von Orbital und Ainet sind beide relativ unstörbar und einfach nachzurüsten, aber die Runde kann nach dem Laden nicht neu programmiert werden. Der Laufprogrammierer von Oerlikon ist sehr präzise und intestine für Flugabwehranwendungen geeignet, aber der grobe Einsatz auf Schützenpanzern kann den Laufprogrammierer beschädigen. Die optische Programmierung von Rheinmetall funktioniert, könnte aber blockiert werden, wenn durch eine Explosion Schlamm auf den optischen Sender geschleudert wird oder wenn die Munition verschmutzt. Nammos Lösung ist wahrscheinlich teuer und könnte durch elektronische Kriegsführung auf dem Schlachtfeld behindert werden.

Aber die unzähligen Lösungen sind ein Beweis dafür, dass programmierbare Munition nicht mehr wegzudenken ist und eine enorme Nachfrage nach ihnen besteht. Während das häufigste Ziel beim Programmieren einer Munition das Sprengen in einer bestimmten Entfernung ist, gibt es unzählige andere Möglichkeiten, die das Programmieren mit sich bringen kann. Bofors stellt einen programmierbaren Mehrmodus-Annäherungszünder für etwa 40-mm-Munition her, mit unterschiedlichen Zündmodi, je nachdem, um welche Artwork von Ziel es sich handelt. Andere Projektile können mit einer verzögerten Detonation programmiert werden, um sich in Materialien einzugraben, bevor sie explodieren, um maximalen Schaden zu verursachen.

Munition kann auch ohne Laptop „programmiert“ werden. Der M72 ASM RC von Nammo ist zwar nicht so komplex wie die meisten anderen hier besprochenen Systeme, verfügt jedoch über einen Twin-Mode-Sprengkopf, der von einem magnetischen „Schalter“ an der Seite der Trägerrakete gesteuert wird. Wenn der Magnetschalter in Place ist, wird beim Abfeuern der Rakete nach dem Faradayschen Gesetz ein Strom in einer um die Rakete gewickelten Spule induziert, was die Verzögerung am Gefechtskopf verlängert. Alternativ wird, wenn der Schalter „aus“ ist, kein Strom induziert und der Gefechtskopf standardmäßig auf eine kürzere Verzögerung eingestellt.

Nammos M72 ASM RC. Die Spule der Beispielrakete ist direkt vor dem Motor sichtbar. Foto: Nammo AS

Der Vorstoß für programmierbare Munition kommt als Reaktion auf viele Verteidigungstrends. Airbursting-Munition wird seit langem zur Bekämpfung von Luftzielen eingesetzt, und programmierbare Munition verleiht quick jeder Autokanone „Flak“-Fähigkeiten, wodurch jedes IFV effektiver gegen Drohnen wird. Da viele Militärs ihre gepanzerten Kampffahrzeuge für die nächste Technology von Peer- oder Close to-Peer-Panzerkriegsführung ausrüsten möchten, ist programmierbare Munition eine einfache Möglichkeit, die Tödlichkeit quick aller mittel- bis großkalibrigen Geschütze erheblich zu verbessern.

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