Die Hohlladung ist eine spezielle Anordnung brisanten Sprengstoffs um eine kegel- oder halbkugelformige Metalleinlage , die sich besonders zum Durchschlagen von Panzerungen eignet. Der eingesetzte Sprengstoff beruht zumeist auf Nitropenta , Hexogen oder Oktogen .

Hohlladungen werden im militarischen Bereich als panzerbrechende Munition in Panzermunition und Panzerabwehrwaffen eingesetzt. Im zivilen Bereich kommt das gleiche Wirkprinzip als Schneidladung zum Einsatz beispielsweise fur den Abbruch von Bauwerken aus Stahl und Stahlbeton . Hohlladungen werden auch zur Perforation eingesetzt.

Seit dem Ende des 18. Jahrhunderts war bekannt, dass die geometrische Form einer Sprengladung fur deren Sprengwirkung eine entscheidende Rolle spielt, beziehungsweise ein ausgehohlter Sprengkorper eine besonders hohe Durchschlagskraft besitzt. Zuerst beschrieb Franz von Baader im Jahre 1792 diesen Effekt. Wissenschaftliche Beschreibungen folgten 1883 von Max von Forster , 1885 von Gustav Bloem und 1888 von Charles Edward Munroe . Munroe war der Namensgeber fur den Munroe-Effekt , auf dem die Hohlladung beruht. 1910 entdeckte der deutsche Wissenschaftler Egon Neuman den Effekt neu und das deutsche Sprengstoffunternehmen WASAG konnte ihn als erstes patentieren . Obwohl das Wissen und die Technologie bereitstanden, wurde die Hohlladung im Ersten Weltkrieg (1914?1918) nicht verwendet. Eine mogliche Erklarung dafur ist, dass das Militar auf Kopfzundern bestand, die Hohlladung die Wirkung aber nur mit einem Bodenzunder entfalten konnte. Es folgten weitere wissenschaftliche Veroffentlichungen, beispielsweise von Alfred Stettbacher , Ernst Richard Escales sowie Robert Williams Wood . ^{[1] [2] [3]}

In der Zwischenkriegszeit verschob sich der technische Vorteil in Richtung Panzer und die Infanterie suchte geeignete Abwehrwaffen. 1932 entwarf Franz Rudolf Thomanek ein 70-mm-Tankgewehr mit Hohlladungsmunition, allerdings ohne den noch unbekannten Effekt der Auskleidung der Hohlladung zu berucksichtigen. Das Tankgewehr TG 70/M34 war die erste Waffe, die den Effekt der Hohlladung ausnutzte. Die Prasentation des Tankgewehrs verlief zwar nicht erfolgreich; der Wert des Konzeptes wurde aber erkannt. ^[4]

In der Zeit 1935?1938 wurde der Auskleidungseffekt entdeckt, durch den die Durchschlagsleistung anstieg. Der Schweizer Heinrich Mohaupt beanspruchte, diesen im Spatjahr 1935 entdeckt zu haben. Thomanek machte diese Entdeckung am 4. Februar 1938 an der Luftfahrtforschungsanstalt in Braunschweig . Die Entdeckungen geschahen zufallig und wahrscheinlich unabhangig voneinander; eine genaue Untersuchung dieses Phanomens war zuerst noch nicht moglich. Mohaupt erhielt ein Patent am 9. November 1939 in Frankreich, Thomanek am 9. Dezember 1939 in Deutschland. ^[5] Allerdings ist das Datum von Mohaupts Entdeckung umstritten. Wahrend sich bei Thomanek die Ereignisse durch Dokumente gut belegen lassen, ist man bei Mohaupt nur auf seine 1966 retrospektiv verfassten Berichte angewiesen. ^[6]

Der erste Einsatz der Hohlladung erfolgte am 10. Mai 1940 wahrend der Schlacht von Fort Eben-Emael durch deutsche Fallschirmjager . Um die Panzerkuppeln zu zerstoren, wurden bis zu 50 kg schwere Hohlladungen verwendet. Diese Hohlladungen entsprachen nicht dem deutschen Wissensstand, denn sie wurden ohne Abstand zum Ziel verwendet und ohne den Auskleidungseffekt zu berucksichtigen. ^[7]

Thomanek wechselte kurz nach seiner Entdeckung zu Hubert Schardin an die Technische Akademie der Luftwaffe in Berlin-Gatow . ^[8] Kurz nachdem Thomanek der Hohlladungsforschung eine neue Richtung gegeben hatte, schlug der Siemens-Wissenschaftler Max Steenbeck eine rontgenphotometrische Untersuchung der Gasentladung bei Hohlladungen vor. ^[9] In der Folgezeit entwickelten das Ballistische Institut und das Siemens-Forschungslabor Rontgenblitzrohren, mit denen mehr als 45.000 Bilder pro Sekunde aufgenommen wurden. Damit konnte erstmals die Strahlbildung bei einer Hohlladung und die Wirkung auf eine Panzerplatte beobachtet und analysiert werden. ^{[10] [11]} In der Folge wurden im Heereswaffenamt (HWA) und an der Luftwaffenakademie durch Schardin umfangreiche Optimierungen vorgenommen, die unmittelbar in die Waffenentwicklung einflossen, wovon vor allem die Panzerfaust bekannt wurde. ^[12] Nachdem Erich Schumann die Leitung der Heeresforschung im Heereswaffenamt ubernommen hatte, stieg Walter Trinks 1940 zum Leiter des Referats Wa FI b? Sprengphysik und Hohlladungen, auf. Bis zum Kriegsende erarbeitete die Wissenschaftlergruppe um Trinks mindestens vierzig Geheimpatente zum Thema Hohlladung. ^[13]

Heinrich Mohaupt brachte im Jahre 1940 die Hohlladungstechnologie in die USA , was zu Hohlladungs-Gewehrgranaten sowie spater zur Entwicklung der Bazooka fuhrte. ^[14] In Großbritannien wurde 1942 die PIAT entwickelt. Die Sowjetunion entwickelte die RPG-43 und Japan die Stoßmine und die Panzerfaust Typ 5 .

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  Sturmpistole mit Panzerwurfkorper 42
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  beehive charge der U.S. Army
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  Hafthohlladung
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  Handgranaten vom Typ RKG-3 E
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  APAV 40 als Beispiel einer Gewehrgranate mit Hohlladung
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  HEAT -Geschoss
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  Bunkerbrecher Storm Shadow mit Doppel-Gefechtskopf BROACH
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  Die Mistel hatte eine 3,5 t schwere Hohlladung ^[15]

Den Anstoß fur eine vollig neue Arbeitsrichtung der Kernphysik gaben die theoretischen Arbeiten der Stromungsforscher Adolf Busemann und Gottfried Guderley aus dem Jahr 1942. Beide arbeiteten an der Luftfahrtforschungsanstalt in Braunschweig und beschaftigten sich mit der Fokussierung von Stoßwellen . Sie zeigten, wie mit energiereichen, stoßartigen Wellen Druck- und Temperatursprunge in einem kleinen Bereich um das Konvergenzzentrum herum zu erzielen waren. ^[16] Ihre Forschungen gaben den Anstoß fur Experimente, mittels hochster Drucke und Temperaturen Fusionsreaktionen einzuleiten.

Auf Anregung Carl Ramsauers , des Leiters der Forschungsabteilung der AEG , begannen ab Herbst Versuche mit deuteriumgefullten Hohlkorpern beim HWA (Walter Trinks, Kurt Diebner ) und Marinewaffenamt (MWA, Otto Haxel ). Im Oktober 1943 begann Trinks in der Heeresversuchsanstalt Kummersdorf-Gut mit einer Versuchsreihe Freisetzung von Atomenergie durch Reaktionen zwischen leichten Elementen . ^[17] Die Versuche schlugen nach eigener Aussage fehl, ^{[18] [19]} wurden aber offensichtlich geheim fortgefuhrt. ^{[17] [20] [21]}

Erich Schumann , Trinks und Diebner erlauterten in Patenten und Publikationen nach dem Krieg den wissenschaftlichen und technischen Weg zur Herstellung von Atomhohlladungen. ^{[17] [22] [23]} Allerdings ging nur Diebner auf die Notwendigkeit eines Zusatzes von Spaltstoffen ( ²³⁵ U , ²³³ U , Plutonium ) ein. ^[23] Der Autor H. J. Hajek publizierte 1956 offensichtlich unter Pseudonym in der Zeitschrift Explosivstoffe (Ausgabe 5/6 1955, S. 65 ff) einen Artikel uber Atom-Hohlladungen. Darin wies er außerdem auf eine Arbeit des franzosischen Atomministeriums uber Atomhohlladungen hin, die bis heute gesperrt ist. ^[24]

Eine kegelmantelformige Metalleinlage mit nach vorn gerichteter Offnung wird mit moglichst brisantem Sprengstoff umgeben. Der Zunder sitzt an der Ruckseite der Ladung. Wird die Ladung gezundet, so bildet sich ? von der Spitze des Metallkegels ausgehend ? ein Stachel aus kaltverformtem Metall, der mit sehr hoher Geschwindigkeit das Ziel durchdringt, gefolgt von einem langsameren Stoßel , der die Hauptmasse bildet.

Entgegen der landlaufigen Ansicht erreicht das Material nicht den Schmelzpunkt. Es handelt sich um eine reine Kaltverformung bei sehr hohem Druck. Trotzdem kommt es beim Einsatz von Hohlladungen haufig zu Feuer und Branden, was auf druckverflussigtes Zielmaterial zuruckzufuhren ist, das sich an der Luft pyrophor verteilt und verbrennt.

Die Einlage bzw. Auskleidung ( englisch Liner ) wird zur Erhohung der Durchschlagskraft aus einem gut formbaren Metall mit moglichst hoher Dichte gefertigt. Aus diesem Grund wird haufig Kupfer eingesetzt. Uran , wie in der russischen 3BK-21B, und Tantal , beispielsweise bei der TOW2B , kommen ebenfalls zum Einsatz und verstarken durch ihre pyrophoren, branderzeugenden Eigenschaften den Schaden nach dem Durchschlagen der Panzerung.

Die Erzeugung dieses Metallstrahls wird durch eine geometrisch-dynamische Eigenheit bei Detonationen von Hohlladungen moglich, gemaß der sich die Detonationsfront als Stoßwelle mit Uberschallgeschwindigkeit ausbreitet und die Metalleinlage gebundelt in einer Linie entlang der Achse zur Wechselwirkung gebracht wird (siehe Zeichnung B). Dabei losen sich vom entstandenen Stachel einzelne Spindeln genannte Partikel, die dann hochenergetisch auf das Ziel einwirken. So entsteht bei hinreichender Prazision der Anordnung ein Kanal kleiner Lunker . Die mit Unterschallgeschwindigkeit nachstromenden Explosionsgase sind fur die Wirkung dagegen irrelevant.

Die Geschwindigkeit des Stachels ist einerseits abhangig von der Brisanz des Sprengstoffs und andererseits vom Kegelwinkel der Metalleinlage. Je spitzer der Kegelwinkel ist, desto hoher wird die Geschwindigkeit des Stachels. Zugleich nimmt aber mit spitzerem Kegelwinkel die Masse des Stachels gegenuber der Masse des Stoßels ab. Daher ist zur Optimierung des Kegelwinkels ein Kompromiss zwischen hoher Stachelgeschwindigkeit und gunstigem Verhaltnis zwischen Stachelmasse und Stoßelmasse erforderlich. Unter Laborbedingungen wurden Geschwindigkeiten um 100 km/s erreicht, ^[25] was aber wegen des Aufwandes ? unter anderem der Expansion in Vakuumkammern ? fur gewerbliche und militarische Zwecke keine Bedeutung hat.

Da die Detonationsfront allein keine große Penetrationskraft hatte, wird die Oberflache der Hohlladung, wie oben geschildert, mit einer Metalllage versehen. Das Metall wird bei der Detonation durch den Druck kalt verformt und zur Langsachse des Kegels geschleudert. Dort trifft das Metall aufeinander und bildet einen kumulativen Metallstrahl .

Die Spitze dieses Strahls bewegt sich mit sehr hoher Geschwindigkeit. Bei militarischen Systemen liegt diese Geschwindigkeit im Bereich von etwa 7 km/s bis 10 km/s. Trifft dieser Strahl auf ein Hindernis, entsteht ein extrem hoher Druck. Bei einer Strahlgeschwindigkeit um 10 km/s liegt der Druck in der Großenordnung 200  GPa . Bei diesem Druck verhalten sich Festkorper wie Flussigkeiten, sodass der Metallstrahl nach Gesetzmaßigkeiten der Fluiddynamik das Hindernis wie eine Flussigkeit durchdringt.

Durchschlagt eine solche Hohlladung die Panzerung eines Fahrzeuges, konnen der explosionsartig eindringende Metallstrahl und Splitter der Panzerung den Treibstoff oder die Munition entzunden und die Besatzung toten. Die Offnung, die ein solcher Strahl hinterlasst, ist dabei wesentlich kleiner als das Kaliber des ursprunglichen Geschosses.

Da der kumulative Strahl etwas Raum benotigt, um sich zu entwickeln, besitzen Hohlladungen oft eine langgestreckte ballistische Haube, durch welche die Ladung beim Aufschlag in ausreichendem Abstand gezundet werden kann. Wegen der hohen Geschwindigkeit des kumulativen Strahls ist die Fluggeschwindigkeit des mit der Hohlladung bestuckten Geschosses zweitrangig. Daher werden oft relativ langsame, teils ruckstoßfreie Geschosse mit Hohlladungen versehen, wodurch das Gewicht des Abschussgerates gering gehalten werden kann (zum Beispiel Bazooka oder Panzerfaust).

Wird das Geschoss mittels Drall stabilisiert, nimmt die Durchschlagsleistung stark ab. Der Grund ist, dass durch die Zentrifugalkraft der Strahl aufgeweitet wird. Aus diesem Grund werden die meisten Hohlladungsgeschosse flugelstabilisiert .

Zur Abwehr von Hohlladungsgeschossen werden Kafig-, Keil-, Verbund- , Schott- und Reaktivpanzerung eingesetzt. Letztere besteht aus vielen aufgebrachten Sprengstoffsegmenten, die beim Aufschlag detonieren und dadurch den Strahl verwirbeln sollen. Als Gegenmaßnahme wurde die Tandemhohlladung entwickelt, wobei die vordere kleinere Hohlladung den Zweck hat die Reaktivpanzerung auszulosen, nun kann die anschließend gezundete großere hintere Hauptladung auf die nunmehr ungeschutzte Panzerung einwirken und diese durchbrechen. Doppelhohlladungen werden hauptsachlich in Panzerabwehrlenkwaffen verwendet. Eine Granate mit dreifach-Hohlladung ist die 3BK-31.

Bei den Flugzeugtragern der Gerald-R.-Ford-Klasse kommt eine Panzerung zum Einsatz, bei der zwei Platten mittels Kondensatoren mit ausreichend elektrischer Ladung versehen werden, sodass der Strahl verdampft wird, sobald er einen Kontakt zwischen den Platten herstellt.

• Projektilbildende Ladung
• HESH
• Sprengstofflinse (Kernwaffentechnik)

• Rolf Hilmes : Meilensteine der Panzerentwicklung: Panzerkonzepte und Baugruppentechnologie . Hrsg.: Motorbuch. 1. Auflage. Stuttgart 2020, ISBN 978-3-613-04277-3 , S.   56   ff .  
• Thomas Enke: Grundlagen der Waffen- und Munitionstechnik. Walhalla Fachverlag, 4., aktualisierte Auflage, Regensburg, 2023, ISBN 978-3-8029-6198-4 , S. 287 ff.

• Ian V. Hogg : Infanterie-Unterstutzungswaffen. Motorbuch-Verlag, Stuttgart 1997, ISBN 3-613-01843-8 , ( Waffen und Gerat 4).
• Rainer Karlsch : Hitlers Bombe. Die geheime Geschichte der deutschen Kernwaffenversuche. Deutsche Verlags-Anstalt, Munchen 2005, ISBN 3-421-05809-1 .
• Rainer Karlsch, Heiko Petermann (Hrsg.): Fur und Wider ?Hitlers Bombe“. Studien zur Atomforschung in Deutschland. Waxmann Verlag, Munster u. a. 2007, ISBN 978-3-8309-1893-6 ( Cottbuser Studien zur Geschichte von Technik, Arbeit und Umwelt 29).
• Gunter Nagel: Atomversuche in Deutschland. Geheime Uranarbeiten in Gottow, Oranienburg und Stadtilm. Heinrich-Jung-Verlagsgesellschaft, Zella-Mehlis u. a. 2002, ISBN 3-930588-59-5 .
• Donald R. Kennedy: History of the Shaped Charge Effect: The First 100 Years. Verlag Defense Technical Information Center, 1990 [3]

• Helmut W. Malnig: Professor Thomanek und die Entwicklung der Prazisions-Hohlladung. In: Truppendienst (Zeitschrift) . Folge 289, Ausgabe 1/2006, [4]
• James R. Chiles: From Bazookas To RPGs. In: Invention & Technology. Fruhjahr 2009, Band 24 [5]

1. ↑ Kennedy: History of the Shaped Charge Effect. 1990, S. 6?9.
2. ↑ Franz von Baader: Versuch einer Theorie der Sprengarbeit. In: Bergmannisches Journal. [5],1. 1792, St. 1?6 (Jan. ? Juni) [1]
3. ↑ Vgl. Heinz Freiwald: Zur Geschichte der Hohlraumwirkung bei Sprengladungen. In: Schriften der Deutschen Akademie der Luftfahrtforschung. Berlin 1941; Hubert Schardin : Uber die Entwicklung der Hohlladung. Wehrtechnische Hefte 1954, Heft 4, S. 97ff.
4. ↑ Helmut W. Malnig: Professor Thomanek und die Entwicklung der Prazisions-Hohlladung. In: Truppendienst , Folge 289, Ausgabe 1/2006 [2]
5. ↑ Kennedy: History of the Shaped Charge Effect. 1990, S. 9?11.
6. ↑ Kennedy: History of the Shaped Charge Effect. 1990, S. 20.
7. ↑ Kennedy: History of the Shaped Charge Effect. 1990, S. 12.
8. ↑ Kennedy: History of the Shaped Charge Effect. 1990, S. 60.
9. ↑ Vgl. Max Steenbeck: Wissenschaftliche Veroffentlichungen der Siemenswerke. Bd. XVIII, 1938, S. 363.
10. ↑ Vgl. Rudi Schall: Rontgenblitzer in Betrieb und Anwendung. Mai 1953.
11. ↑ Vgl. Hubert Schardin: Uber die Entwicklung der Hohlladung. In: Wehrtechnische Hefte 1954. Heft 4, S. 119.
12. ↑ Interview mit Professor Hauke Trinks am 29. April 2004, aufgezeichnet von Heiko Petermann. Zur Gruppe um Trinks gehorten unter anderem die promovierten Physiker Rudi Schall, Gerd Hinrichs, Werner Holtz, Ortwin Schulze, Werner Schwietzke und Gunter Sachse
13. ↑ Vgl. z.?B. Erich Schumann, Gerd Hinrichs: Vorlaufige Mitteilung zum Bericht 43/2 uber die Wirkungssteigerung bei Hohlsprengkorpern durch Zundfuhrung (Linsen). sowie Erich Schumann: Uber Sprengwaffen. Sprengstoffphysikbericht 44/9, 16. November 1944, Nachlass Erich Schumann.
14. ↑ Kennedy: History of the Shaped Charge Effect. 1990, S. 11.
15. ↑ Mistel-Großbomben der Luftwaffe. In: fliegerrevuex.aero. Abgerufen am 15. Februar 2023 .  
16. ↑ Vgl. Gottfried Guderley: Starke kugelige und zylindrische Verdichtungsstoße in der Nahe des Kugelmittelpunktes bzw. der Zylinderachse. In: Zeitschrift fur Luftfahrtforschung. 1942, Bd. 19, Lfg. 9, S. 302?312; Adolf Busemann: Die achsensymmetrische kugelige Uberschallstromung . In: ebd., Bd. 19, Lfg. 4, S. 137?145.
17. ↑ ^{a b c} 1948/49 ? Erich Schumann: Die Wahrheit uber die deutschen Arbeiten und Vorschlage zum Atomkernenergie-Problem (1939?45). Das Manuskript enthalt im Kapitel II Hinweise und Konstruktionsvorschlage zur Zundung von Fusionsreaktionen. Bundesarchiv , Bundesarchiv-Militararchiv
18. ↑ Vgl. Walter Trinks: Uber das Wesen der Detonation und die Wirkungsweise von Hohlsprengladungen. In: Soldat und Technik. 1958/11 sowie Rudi Schall : Fortschritte der militarischen Sprengstoffforschung. In: Wehrtechnische Monatshefte. 54. Jg. 1957, S. 386?394.
19. ↑ Vgl. Walter Herrmann, Georg Hartwig, Heinz Rackwitz, Walter Trinks, H. Schaub: Versuche uber die Einleitung von Kernreaktionen durch die Wirkung explodierender Stoffe. G-303, Deutsches Museum Munchen.
20. ↑ Berichte von Zeitzeugen uber Kugelexperimente (gekuhlte Schalenanordnungen und starke Explosionen im Raum Friedland ( Mecklenburg ), erwahnt in Rainer Karlsch: Hitlers Bombe.
21. ↑ Schriftliche Mitteilung von Walter Gerlach an Hermann Goring uber Fusionsexperimente
22. ↑ Vgl. Patent Vorrichtung, um Material zur Einleitung von mechanischen, thermischen oder nuklearen Prozessen auf extrem hohe Drucke und Temperaturen zu bringen. Nr. 977.825, Erfinder Schumann, Trinks; Anmelder: Bundesverteidigungsministerium 13. August 1952, Veroffentlichung 8. April 1971, vgl. auch Patent Nr. 977863; Verfahren zur Zundung thermonuklearer Reaktionen mittels konvergenter Detonationsverdichtungsstoße. Patent Nr. D 23685, Anmelder Kurt Diebner, Friedwardt Winterberg , Anmeldetag 28. August 1956; ?Verfahren zur elektromagnetischen Zundung thermonuklearer Kernbrennstoffe“; Patent Nr. D 24361, Anmelder Kurt Diebner, Friedwardt Winterberg, Anmeldetag 30. November 1956.
23. ↑ ^{a b} Vgl. Kurt Diebner: Fusionsprozesse mit Hilfe konvergenter Stoßwellen ? einige altere und neuere Versuche und Uberlegungen. In: Kerntechnik, Marz 1962, S. 90.
24. ↑ Vgl. 1960 folgte ein ausfuhrlicher Artikel ?Die Moglichkeit von Kernreaktionen mittels Hohlladungen“ publiziert in Wehrtechnische Monatshefte 1960, S. 8 ff. Hajek erklarte ausfuhrlich unter Bezug auf erfolgreiche Versuche mit gegeneinander gerichteten Hohlladungs-Kaskadenzundung die Funktionsweise der Atom-Hohlladung.
25. ↑ G.?I. Pokrowski: Explosion und Sprengung. BSB B.G. Teubner Verlagsgesellschaft