Aufschlagzünder

Aufschlagzünder eines deutschen G7a-Torpedos (1939–45)

Durch einen Aufschlagzünder wird eine militärische Sprengladung beim Aufschlag auf den Boden oder auf ein beschossenes Objekt gezündet. Verwendet wird dieser Zünder bei nahezu allen Kampfmitteln, die unmittelbar bei Kontakt mit dem Ziel zur Wirkung kommen sollen, beispielsweise Sprenggeschosse von Rohrwaffen, Sprengbomben, Hand- und Gewehrgranaten, Raketen und Lenkflugkörper.

Zündarten

Bei den Aufschlagzündern werden grundsätzlich mehrere Arten unterschieden:

Britischer No. 106 direkt wirkender Aufschlagzünder

• Der direkt wirkende Aufschlagzünder besitzt eine Zündnadel, die beim Aufschlag durch das Zielmaterial direkt in den Detonator gestoßen wird und damit die Detonation auslöst. Dieses einfache Prinzip wird bei vielen Kopfaufschlagzündern angewandt, ein Beispiel hierfür ist die britische No 1 Mk2 des Ersten Weltkriegs.

• Beim indirekt wirkenden Aufschlagzünder (auch „Trägheitszünder“) bewirkt die Verzögerung des Kampfmittels beim Aufschlag, dass sich eine Schlagmasse aufgrund ihrer Masseträgheit weiter nach vorne bewegt und dabei auf den (zusammen mit dem Kampfmittel abgebremsten) Detonator „aufläuft“. Dieses Prinzip wird bei allen Heckaufschlagzündern angewandt, Beispiele sind Bodenzünder von panzerbrechenden Granaten, Quetschkopfgranaten oder Heckzünder von Sprengbomben.

• Hochempfindliche Aufschlagzünder weisen eine Kombination von direkt wirkender (durch Hineindrücken der Zündnadel) und indirekt wirkender (durch Vorlaufen des im Schlagstück befindlichen Detonators) Aufschlagzündung auf. Da sich beim Aufschlag Zündnadel und Detonator aufeinander zu bewegen, sprechen derartige Zünder schneller an.

Alle großen Artilleriezünder (ab Kaliber 7,5 cm) des deutschen Heeres im Zweiten Weltkrieg waren hochempfindliche Aufschlagzünder.

Die o.a. Funktionweisen erfordern den Aufschlag des Kampfmittels mit der Bewegungsrichtung parallel zur Längsachse des Kampfmittels. Dies wird in der Regel durch die außenballistischen Eigenschaften der Kampfmittel (Stabilisierung der Flugbahn durch Rotation bei Geschossen, Stabilisierung oder Steuerung der Flugbahn durch Leitwerke bei Bomben und Flugkörpern) gewährleistet. Allerdings werden diese Zünder bei nicht optimalen Aufschlagwinkeln (Querschläger) nicht zuverlässig ausgelöst, es kann zu Blindgängern kommen.

• Allseitig wirkende Aufschlagzünder weisen üblicherweise Konstruktionsmerkmale von hochempfindlichen Aufschlagzündern auf (bewegliche Zündnadel und beweglicher Detonatorträger), zusätzlich besitzen sie noch ein weiteres ringförmiges Massestück, das durch seine konische Formgebung bei Aufschlägen quer zur Flugbahn die Zündnadel und den Detonatorträger zusammentreibt, so dass auch bei seitlichen Aufschlägen die Funktionsauslösung erfolgt. Beispiele allseitig ansprechender deutscher Artilleriezünder sind der leichte Infanteriegranatenzünder 23 (l.Igr.Z. 23) und der schwere Infanteriegranatenzünder 23 (s.Igr.Z. 23).

Häufig werden Aufschlagzünder mit Verzögerungselementen kombiniert: der Sprengkörper soll nicht sofort beim Aufprall detonieren, sondern nach Möglichkeit erst ein Stück in das Zielobjekt eindringen, um hier zur Wirkung zu gelangen. Dies ist beispielsweise bei panzerbrechenden Kampfmitteln erforderlich (Detonation erst nach dem Durchdringen der Panzerung), wird aber auch für Aufschlagzünder der Artillerie gefordert, um unterschiedliche Ziele zu bekämpfen. Hierbei werden oftmals Zünder verwendet, bei denen vor dem Verschuss die Funktion „mit Verzögerung“ (m.V.) / „ohne Verzögerung“ (o.V.) eingestellt werden kann. Der deutsche Artilleriezünder „Aufschlagzünder 23 umgeändert mit 2 Verzögerungen“ (A.Z. 23 umg. m. 2 V.) konnte sogar zwischen „o.V.“, 0,2 Sekunden und 0,8 Sekunden Verzögerung eingestellt werden. Die Verzögerung wurde üblicherweise durch einen pyrotechnischen Brennsatz erreicht.

Bereits im Zweiten Weltkrieg wurden auf deutscher Seite neben den mechanischen Aufschlagzündern auch elektrische Bombenzünder verwendet. Bei diesen erfolgte die Zündung des Detonators durch elektrischen Strom, der entweder während des Aufschlags bei der Bewegung eines Ringmagneten durch eine Spule mittels Induktion erzeugt wurde (empfindlicher Aufschlagzünder eAZ (66) für Splitterbomben SD 10 A) oder der beim Abwurf der Bombe in einem Kondensator gespeichert wurde und beim Aufschlag durch das Schließen von elektrischen Kontakten zum Detonator fließen konnte (zum Beispiel AZ (25), AZ (28), AZ (35)) Heutzutage werden insbesondere beispielsweise bei Hohlladungskampfmitteln elektrische Zünder eingesetzt, da diese nur minimale (zum Schließen des elektrischen Kontaktes) oder gar keine mechanischen Vorgänge (bei Zündung über Piezozünder) und somit nur geringste Verzögerungen aufweisen. Auch bei Waffensystemen, die hauptsächlich über Sensorik ausgelöst werden (Annäherungszünder) ist vielfach ein elektrischer Aufschlagzünder vorhanden.

Sicherheitsforderungen an Zünder

Die allgemeinen Sicherheitsforderungen für alle Zünder gelten auch für die Aufschlagzünder:

Lagerbeständigkeit

Für militärische Munition wird in der Regel eine lange (mindestens zehn Jahre) Lagerbeständigkeit gefordert. Während dieser Zeit dürfen weder die Sicherheits- noch die Funktionseigenschaften beeinträchtigt werden. Dies bezieht sich beispielsweise auf Korrosion, Reaktion der unterschiedlichen Materialien im Zünder miteinander oder das Eindringen von Feuchtigkeit, Schmutz etc. in den Zünder.

Handhabungs- und Transportsicherheit

Die Sicherungselemente des Zünders müssen während der zu erwartenden Belastungen bei der Handhabung und beim Transport eine unbeabsichtigte Entsicherung und insbesondere eine unbeabsichtigte Auslösung wirksam verhindern. Hierbei sind die Anforderungen bei militärischen Zündern deutlich höher als zum Beispiel im zivilen Bereich, da insbesondere im Einsatzfall durch Hektik, feindlichen Beschuss usw. nicht immer eine „vorschriftsmäßige Behandlung“ gewährleistet ist.

Detonatorsicherheit

Durch die Unterbrechung der Zündkette soll bei einer unbeabsichtigten Zündung des Detonators (zum Beispiel durch Brand, Beschuss etc.) eine Übertragung der Detonation auf die nachfolgenden Zündelemente (Verstärkungs- und Übertragungsladung) verhindert werden. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass der Detonator in einem beweglichen Träger untergebracht ist, der erst bei der Entsicherung „in Funktionslinie“ gebracht wird. Hierzu müssen heutzutage zwei voneinander unabhängige Kräfte die Zündkettenunterbrechung aufheben (bei Artilleriezündern üblicherweise Abschussbeschleunigung und Rotationskräfte) Die Forderung der Detonatorsicherheit wurde erst nach dem Zweiten Weltkrieg allgemein umgesetzt, bis dahin war bei den deutschen Artilleriezündern der Detonator in der sogenannten „Zündladung“ (die aus Detonator, Verstärkungs- und Übertragungsladung bestand und direkt unter dem Zünder in den Sprengstoff eingesetzt wurde) immer schon in der Funktionslinie.

Tragflugsicherheit

Bei Bombenzündern muss auch während des Anfluges auf das Ziel bis zum Abwurf der Bombe die Sicherheit des Zünders gegen unbeabsichtigte Auslösung bei Kollisionen mit Vögeln, aber auch bei Kollisionen mit anderen Luftfahrzeugen bis hin zum Absturz gewährleistet werden. Hieraus ergibt sich auch die Möglichkeit des Notabwurfs, also des Abwurfes der Bomben in einer Notsituation, ohne dass diese entsichern und beim Aufschlag zur Detonation kommen.

Vorrohr-/Masken-/Fallstreckensicherheit

Nach dem Verschuss (bei Rohrwaffen) bzw. dem Abwurf (bei Abwurfmunition) soll gerade bei Aufschlagzündern die vollständige Entsicherung des Zünders zumindest solange verzögert werden, bis das Geschoss bzw. die Bombe sich soweit vom Geschütz bzw. dem Flugzeug entfernt hat, dass eine Detonation diese nicht mehr gefährdet. Dies soll verhindern, dass beispielsweise beim Verschuss aus getarnten Deckungen der Zünder unmittelbar vor der Rohrmündung durch Tarnmaterial oder einen zufällig vorbeifliegenden Vogel ausgelöst werden kann und damit die eigene Geschützbedienung gefährdet.

Bahnsicherheit („Regensicherheit“)

Bei Artilleriezündern, insbesondere bei Aufschlagzündern von kleinkalibrigen Maschinenkanonen muss konstruktionsgemäß die Auslösung durch kleine Objekte in der Flugbahn (Insekten, Regentropfen, Hagelkörner) vermieden werden. Dies war hauptsächlich für Aufschlagzünder erforderlich, die an der Zünderspitze lediglich eine Abdeckmembran vor der Zündnadel aufweisen.

Entsicherung und Schärfung

Jeder Aufschlagzünder muss vor seinem Einsatz entsichert werden. Früher war die Entsicherung zugleich die Schärfung, bei heutigen Sprengkörpern wird dies getrennt. Die Entsicherung (Vorschärfung), zum Beispiel durch das Ziehen eines Splintes, ermöglicht erst die Schärfung. Scharf ist der Sprengkörper erst nach Eintritt des Schärfungsereignisses – bei einer Granate ist dies beispielsweise die Beschleunigung beim Abschuss oder zusätzlich auch die Fliehkraft ihres Dralls.

Beispieldaten einer Granate

• Vorschärfung: Abziehen des Distanzstückes
• Schärfung: Beschleunigung mit mehr als 100 m/s²
• Vorrohrsicherung: Schärfung erfolgt mit einer kurzen Verzögerung, damit die Granate nicht schon in unmittelbarer Nähe des eigenen Geschützes explodiert
• Aufschlagverzögerung: keine
• Entschärfung: 1 Sekunde nach dem Auftreffen
• Wiederschärfung möglich: Nein

Beispieldaten einer Freifallbombe

• Vorschärfung: Ziehen des Sicherungssplintes
• Schärfung: Ausklinken in einer Höhe von mehr als 5000 ft
• Aufschlagverzögerung: 0,7 Sekunden (entspricht drei Stockwerken Fallhöhe)
• Entschärfung: 3 Sekunden nach Auftreffen (2,3 s nach beabsichtigter Detonation)
• Wiederschärfung möglich: Nein