DE102010019475A1 - A device for protecting an object against shaped charge jets at least - Google Patents

A device for protecting an object against shaped charge jets at least

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DE102010019475A1
DE102010019475A1 DE201010019475 DE102010019475A DE102010019475A1 DE 102010019475 A1 DE102010019475 A1 DE 102010019475A1 DE 201010019475 DE201010019475 DE 201010019475 DE 102010019475 A DE102010019475 A DE 102010019475A DE 102010019475 A1 DE102010019475 A1 DE 102010019475A1
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DE
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Patent type
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electrode
object
plate
armor
characterized
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Application number
DE201010019475
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German (de)
Inventor
Richard Cuntrath
Jürgen Kuder
Dr. Nau Siegfried
Dr. Thoma Klaus
Dr. Wickert Matthias
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Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/007Reactive armour; Dynamic armour

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist. a device for protection of an object is described providing at least against shaped charge jets with an electrode arrangement, at least a first moving the object and at least one second electrode facing away from the object, between which an electrical voltage is applied.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine der beiden Elektroden Teil einer Verbundpanzerung ist. The invention is characterized in that one of the two electrodes is at least part of a composite armor.

Description

  • Technisches Gebiet technical field
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist. The invention relates to a device for protecting an object against shaped charge jets at least having an electrode assembly, moving at least a first object and at least one second electrode facing away from the object provides, between which an electrical voltage is applied.
  • Stand der Technik State of the art
  • Hohlladungsstrahlen werden bei der Detonation einer Anordnung von brisantem Sprengstoff um eine kegel- oder halbkugelförmige Metalleinlage erzeugt und sind insbesondere zum Durchschlagen von Panzerungen geeignet. an array of explosives up.With the explosive to a conical or semi-spherical metal liner shaped charge jets are generated on detonation and in particular to penetrate armor suitable. Derartige Hohlladungsstrahlen zeichnen sich durch einen unidirektional gerichteten, sich im Wege der Detonation ausbildenden Materiestrahl aus. Such hollow charge jets are characterized by a uni-directional, forming in the paths of the detonation matter beam. Der Hohlladungsstrahl weist an der Spitze Geschwindigkeiten im Bereich von etwa 7 km/s bis 10 km/s auf. The hollow charge jet includes velocities in the range of about 7 km / s to 10 km / s at the top. Trifft ein derartiger Hohlladungsstrahl auf ein Hindernis, wie beispielsweise eine Panzerung, so verhalten sich die Materialien der Panzerung aufgrund des durch die hohe Strahlgeschwindigkeit auftretenden Strahldruckes in der Größenordnung von mehreren Hundert GPa, gleichsam wie Flüssigkeiten, so dass der Hohlladungsstrahl nach den Gesetzmäßigkeiten der Hydrodynamik die Schichtmaterialien durchdringt, wodurch sich letztlich die hohe Durchschlagsleistung derartiger Hohlladungsstrahlen begründet. Meets such a shaped charge jet encounters an obstacle, such as a plating, so the materials of the armor behavior due to the occurring by the high jet velocity jet pressure in the order of several hundred GPa, almost as liquids, so that the hollow charge jet to the laws of hydrodynamics layer materials penetrates, thus ultimately the high penetrating power of such hollow charge jets founded. Siehe hierzu See also . ,
  • Neben den Bestrebungen die Durchschlagskraft von Hohlladungen zu verbessern, werden zeitgleich Schutzanordnungen entwickelt, deren Aufgabe es ist, die Zerstörungswirkung von Hohlladungsstrahlen an Objekten, wie beispielsweise Panzerungen, zu minimieren. In addition to efforts to improve the penetration of shaped charges, protection orders are being developed simultaneously, whose task is to minimize the destructive effect of shaped charge jets of objects, such as armor. Die weiteren Ausführungen betreffen somit den Schutz von Objekten gegen die Einwirkung vor Hohlladungsstrahlen. From here onwards, thus concern the protection of objects against the effects from shaped charge jets.
  • In einem Beitrag von In an article from , wird die Einkopplung eines elektrischen Strompulses in einen Hohlladungsstrahl beschrieben. , The coupling of an electrical current pulse will be described in a hollow charge jet. Die einfachste Konfiguration, um diese elektromagnetische Wechselwirkung zu untersuchen, sieht die Anordnung zweier metallischer Platten The simplest configuration to study this electromagnetic interaction, provides for the arrangement of two metal plates 4 4 , . 6 6 vor, siehe before, see 2 2 , die durch einen Isolator, wie zum Beispiel Luft, voneinander getrennt angeordnet sind. Which are disposed through an insulator, such as air, separated from each other. Die Metallplatten The metal plates 4 4 , . 6 6 sind jeweils über eine Zuleitung mit einer Pulsstromquelle are each connected via a feed line with a pulse current source 7 7 verbunden, die vorzugsweise in Form einer Kondensatorbank connected, preferably in the form of a capacitor bank 7 7 ausgebildet ist. is trained. Der Hohlladungsstrahl The shaped charge jet 1 1 tritt in occurs in 2 2 zunächst von links kommend durch die dem Objekt initially coming from the left by the object 8 8th abgewandte Elektrode opposing electrode 4 4 hindurch. therethrough. Bei Kontaktierung des Hohlladungsstrahls When contacting the shaped charge jet 1 1 mit der dem Objekt with the object 8 8th zugewandten zweiten Elektrode facing the second electrode 6 6 wird die Stromquelle the power source 7 7 über den Hohlladungsstrahl over the shaped charge jet 1 1 kurzgeschlossen, so dass es zu einem elektrischen Stromfluss längs des Hohlladungsstrahls short-circuited, so that there is a flow of electric current along the hollow charge jet 1 1 kommt. comes. Durch den eingekoppelten elektrischen Strom in den Hohlladungsstrahl By the engaged electrical current in the shaped charge jet 1 1 wird der Strahl mit dissipativer Wirkung in Strahllängsrichtung gestört, so dass die Zerstörungswirkung des Strahls in das Objekt minimiert wird, was sich letztlich in einer geringeren Penetrationstiefe im Objekt niederschlägt. the beam is interfered with dissipative effect in the beam longitudinal direction, so that the lethality of the beam is minimized in the object, which ultimately translates into a lower penetration depth in the object.
  • Grundsätzlich kann sich ein elektrischer Stromfluss längs des Hohlladungsstrahls Basically, a flow of electric current along the hollow charge jet can 1 1 nur dann ausbilden, sobald der Hohlladungsstrahl only trained once the shaped charge jet 1 1 zwei Elektrodenplatten mit unterschiedlichem Potential kontaktiert, so dass es zu einem Potenzialausgleich zwischen beiden Elektrodenplatten über den Hohlladungsstrahl kommt. contacted by two electrode plates with different potentials, so that there is a potential balance between the two electrode plates over the hollow charge jet. Da der Hohlladungsstrahl Since the shaped charge jet 1 1 aus einer metallischen Legierung, zumeist mit einem hohen Kupferanteil, besteht, verfügt der Hohlladungsstrahl über eine sehr gute elektrische Leitfähigkeit, so dass es zu einem elektrischen Stromfluss längs des Hohlladungsstrahls kommt, wobei hohe Stromstärken in der Größenordnung von 100 kA erreicht werden können. of a metallic alloy, usually, there is a high copper content, the shaped charge jet has a very good electrical conductivity, so that there is a flow of electric current along the hollow charge jet, said high currents on the order of 100 kA may be achieved.
  • Der elektrische Strom kann auf den Hohlladungsstrahl allerdings nur in dem kurzen Zeitabschnitt einwirken, in dem der Hohlladungsstrahl durch die Elektroden The electric current can act on the hollow charge jet, but only in the short period of time, in which the hollow charge jet by the electrodes 4 4 , . 6 6 hindurchtritt. passes. Um eine optimale Stromeinkopplung zu gewährleisten, bedarf es einer Anpassung der elektrischen Parameter bezüglich der Stromversorgung einschließlich der Zuleitung. To ensure optimum current injection, it requires an adjustment of the electrical parameters related to the power supply, including the supply line.
  • Bei der in When in 2 2 dargestellten Konfiguration sind die Elektroden Configuration shown, the electrodes 4 4 , . 6 6 aus Vollmaterial, beispielsweise aus Stahl, ausgeführt und weisen aufgrund der Gewichtsbegrenzung in den meisten Schutzanordnungen lediglich eine Elektrodenplattendicke von nur wenigen Millimetern auf. made of solid material, such as steel, running and have due to the weight limit in most protection orders to only one electrode plate thickness of only a few millimeters. Erst bei Auftreffen der Strahlspitze auf die zweite Elektrode Only upon impingement of the beam on top of the second electrode 6 6 wird ein Stromfluss initiiert, so dass sich ein Stromfluss längs des Strahls ausbilden und Einfluss auf das weitere Ausbreitungsverhalten des Strahls nehmen kann. a current flow is initiated, so that can form a current flow along the beam and influence the behavior of further spread of the beam. Allerdings tritt die Strahlspitze des Hohlladungsstrahls aufgrund der Dünnwandigkeit der zweiten Elektrode However, the jet tip of the shaped charge jet occurs due to the thinness of the second electrode 6 6 sofort wieder aus dieser heraus, weshalb die Strahlspitze auf diese Weise nur geringfügig gestört werden kann. immediately why the jet tip can be disturbed only slightly in this way out of this.
  • Auf diesen Missstand wurde in In this state of affairs was in DE 10 2005 021 348 B3 DE 10 2005 021 348 B3 aufmerksam gemacht und durch die Einführung einer ausgedehnten und räumlich heterogen ausgebildeten Elektrode, eine effektive Stromeinkopplung in den Hohlladungsstrahl ermöglicht. alerted and made possible by the introduction of an expanded and spatially heterogeneous electrode formed an effective current injection into the hollow charge jet.
  • Der The DE 40 34 401 A1 DE 40 34 401 A1 ist eine vergleichbare elektromagnetische Panzerung zu entnehmen, die aus zwei räumlich getrennten Elektroden besteht, die mindestens mit einem Kondensator parallel geschaltet und aufladbar sind. is a comparable electromagnetic armor can be seen, which consists of two spatially separated electrodes which are connected at least with a capacitor in parallel and rechargeable.
  • Ferner sind Panzerungssysteme bekannt, die vor allem das Durchdringungsvermögen von Wuchtgeschossen, bspw. in Form von Projektil- oder Splittergeschossen, zu reduzieren vermögen. Furthermore armor systems are known which are able to reduce mainly the permeability of kinetic energy projectiles, eg. In the form of projectile or shell fragments.
  • Einen effektiven Schutz gegen derartige Bedrohungen bieten mehrlagige Panzerungen bzw. Mehrfachplattenpanzerungen, einschließlich Beulblech-Panzerungen, nicht-explosiver oder teils reaktiver Panzerungen, oder Schottpanzerungen. Effective protection against such threats are multi-layered armor or multiple plate armor, including armor-Beulblech, non-explosive or partly reactive armor, or bulkhead armor. Eine derartige Schutzanordnung ist aus der Such a protective arrangement is known from WO 2004/057262 A2 WO 2004/057262 A2 zu entnehmen, mit wenigstens einer aus elektrostriktivem oder magnetostriktivem Material bestehenden Platte. refer, with at least one of electrostrictive or magnetostrictive material existing plate. Durch eine geeignete elektrische Spannungsversorgung des elektrostriktiven bzw. magnetostriktiven Materials kann der Abstand zwischen wenigstens zwei Panzerplatten variiert werden. By a suitable electrical power supply for the electrostrictive or magnetostrictive material, the distance between at least two armor plates can be varied.
  • In der In the US 6,622,608 B1 US 6,622,608 B1 ist eine Plattenpanzerung mit zwei abstandsvariablen Platten beschrieben, deren gegenseitiger Abstand mittels elektromagnetischer Abstoßungskräfte zwischen den Platten bedarfsgerecht einstellbar ist. is described with two variable spacing plates, whose mutual distance is adjustable as required by means of electromagnetic repulsive forces between the plates a disk armor.
  • Aus der From the DE 42 44 546 C2 DE 42 44 546 C2 geht ein sandwichstrukturartig ausgebildetes Schutzelement hervor, das über eine Spulen- und/oder Kondensatoranordnung verfügt, durch die angrenzende Schutzplatten beschleunigt werden können, um die Eindringtiefe eines sich annähernden Hohlladungsprojektils in die Struktur zu reduzieren. shows a sandwich structure formed like protective element that has a coil and / or capacitor array can be accelerated by the surrounding protective plates to reduce the depth of penetration of an approaching shaped charge projectile into the structure.
  • Panzerplattenmodule, die einen ballistischen Schutz bieten und aus einem Verbund verschiedener Schichten aus jeweils unterschiedlichen Materialien, z. Armor plate modules that offer ballistic protection and made of a composite of different layers of different materials respectively, for. B. Stahl, Leichtmetalle, Kunststoffe, Gewebe, Luft, etc., bestehen, werden als Verbundpanzerungen bezeichnet. As steel, light metals, plastics, tissue, air, etc., are made are referred to as composite armor. Derartige Verbundpanzerungen ermöglichen eine deutliche Gewichtsreduzierung gegenüber massiv ausgebildeten Panzerstahlplatten mit vergleichbaren oder verbesserten Schutzeigenschaften. Such composite armor allow a significant weight reduction compared to solidly formed armored steel plates with comparable or improved protection.
  • In der In the US 5,763,813 US 5,763,813 ist eine typische Verbundpanzerung beschrieben, die eine Keramikschicht aufweist, die beispielsweise aus einer massiv ausgeführten Platte oder aus Elementen, die zu einer Wabenstruktur zusammengesetzt sind, besteht. describes a typical composite armor, which has a ceramic layer, which consists for example of a solidly designed plate or of elements which are assembled into a honeycomb structure. Diese Keramikschicht ist mit einer Stahlplatte verbunden. This ceramic layer is connected to a steel plate. Teilweise erhält dieser Verbund zusätzlich ein Backing aus einer Gewebeschicht, die einen weiteren Schutz bei Druck- und Splitterbelastung bietet. Partly this composite receives an additional backing from a tissue layer provides further protection for pressure and splinter load.
  • So ist aus der Thus, from the US 4 131 053 A US 4131053 A eine mehrlagige Panzerungsplatte bekannt, die aus einer äußeren harten Keramiklage, einer mittleren duktileren Lage aus z. a multi-layered armor panel is known which consists of a hard outer ceramic layer, an intermediate ductile layer of z. B. Beryllium und einer inneren dritten Lage aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht. B. beryllium and an inner third layer of a fiber-reinforced plastic. Alle Lagen sind durch geeignete Kleber dauerhaft miteinander verbunden. All layers are bonded by suitable adhesive to each other permanently.
  • In der In the EP 237 095 A EP 237 095 A ist eine komplexe Verbundpanzerplatte beschrieben, die zwischen einer äußeren mit faserverstärktem Kunststoff beschichteten Keramiklage und einem inneren Laminat aus faserverstärkten Kunststoffschichten ein Laminat aus dünnen Blechen und faserverstärkten Kunststoffschichten sowie darunter eine Tragplatte in Wabenstruktur aufweist. discloses a complex composite armor plate, the coated between an outer fiber reinforced plastic ceramic layer and an inner laminate of fiber-reinforced plastic layers comprising a laminate of thin metal sheets and fiber-reinforced plastic layers, and including a support plate in a honeycomb structure.
  • Eine in der One in the EP 251 395 A EP 251 395 A beschriebene Verbundpanzerplatte hat an ihrer äußeren Auftreffseite eine harte Keramiklage, an ihrer Innenseite ein Laminat aus mehreren faserverstärkten Kunststoffschichten und zwischen beiden eine mittlere Lage aus mehreren miteinander verklebten Blechen. A composite armor plate described has on its outer incident side a hard ceramic layer, on its inner side a laminate of a plurality of fiber-reinforced plastic layers and between them a middle layer of a plurality of metal sheets bonded together.
  • Darstellung der Erfindung Summary of the Invention
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist, derart weiterzubilden, dass zusätzlich zum Schutz gegen Hohlladungsstrahlen auch ein effektiver Schutz gegenüber auf die Vorrichtung einwirkenden Wuchtgeschossen, vorzugsweise in Form von Projektilen oder Splittern, und Druck- bzw. Blastbelastungen gewährleistet sein soll. The object of the invention is based on an apparatus for protecting an object, at least against shaped charge jets having an electrode assembly, moving at least a first object and at least one second providing remote from the object electrode, between which an electrical voltage is applied, to further develop such a way that in addition for protection against hollow-charge jets also an effective protection against kinetic energy projectiles acting on the device, preferably in the form of projectiles or splinters, and pressure and blast loads is to be ensured. Die hierfür erforderlichen Maßnahmen sollen dem Aspekt einer technisch einfachen und kostengünstigen Realisierung Rechnung tragen und insbesondere mit möglichst geringem Gewicht realisierbar sein. The measures required for this should take into account the aspect of a technically simple and cost-effective implementation bill and be realized in particular with the least possible weight.
  • Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. The solution of the problem underlying the invention is indicated in claim. 1 Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie im Weiteren der Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen. advantageously the inventive idea further developing features are subject of the dependent claims and can be seen in the further description, particularly with reference to the embodiments.
  • Lösungsgemäß zeichnet sich eine Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist, derart aus, dass wenigstens eine der beiden Elektroden Teil einer Verbundpanzerung ist, dh Teil einer mehrlagigen Panzerung ist, die einen polyvalenten Schutz bietet und beispielsweise in Form einer Keramikverbundpanzerung, einer Beulplattenpanzerung oder als Schottpanzerung ausgeführt sein kann. Solution In accordance with a device for protection of an object is characterized at least against shaped charge jets having an electrode assembly, moving at least a first object and at least one second providing remote from the object electrode, between which an electrical voltage is applied, in such a way that, at least one of the two is part of a composite armor electrodes, that is part of a multilayered armor is, which provides a polyvalent protection and can be configured for example in the form of a ceramic composite armor, a Beulplattenpanzerung or as Schott armor.
  • Die lösungsgemäße Vorrichtung stellt somit eine Kombination aus einer Verbundpanzerung mit einem elektrischen Panzerungssystem dar, indem wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht innerhalb der Verbundpanzerung als integraler Bestandteil des elektrischen Panzerungssystems genutzt wird. The apparatus according to the solution thus represents a combination of a composite armor with an electric plating system by an electrically conductive layer is used within the composite armor as an integral part of the electrical system at least armor. Durch die lösungsgemäße Kombination zweier bisher jeweils in Alleinstellung, dh getrennt voneinander eingesetzter, Schutzvorkehrungen, können die mit beiden Schutzpanzerungen verbundenen Schutzeigenschaften in synergetischer Weise genutzt werden ohne dabei eine bedeutende Gewichtszunahme im Vergleich zum Gewicht jeweils einer der beiden an sich bekannten Einzelschutzvorkehrungen in Kauf nehmen zu müssen. By according to the solution combining two previously each in isolation, ie separately inserted, the protections associated with two protective armor protection properties can have a significant weight gain are used in a synergetic manner without in the weight of one of the two known individual protections in department take to have to.
  • Die meisten im Einsatz befindlichen Schutzpanzerungen bzw. Verbundpanzerungen sehen zur Verbesserung ihrer Durchschlagseigenschaften, insbesondere gegenüber Projektilbeschuss oder Splitterbelastung, massive Metalleinlagen in Form von z. Most protective armor and composite armor in use look to improve its penetration properties, especially against bombardment or splinters load, solid metal inserts in the form of z. B. Stahlplatten oder ähnlichen aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Schichten vor, die in lösungsgemäßer Weise zur Realisierung eines elektrischen Panzerschutzsystems genutzt werden. As steel plates or similar before consisting of electrically conductive material layers, which are used in the manner according solution for the realization of an electric armored protection system.
  • Hierfür kann ein bereits in einer polyvalenten Schutzpanzerung vorgesehene massive Metalleinlage in Form einer Stahlplatte oder einer ähnlichen aus elektrisch leitfähigem Material bestehende Schichten verwendet werden, bzw. ist eine polyvalente Panzerung entsprechend so zu gestalten, dass sie in lösungsgemäßer Weise zur Realisierung eines elektrischen Panzerschutzsystems genutzt werden kann. To this end, an already provided in a polyvalent protection armor massive metal insert in the form of a steel plate or the like consisting of an electrically conductive material layers may be used, or is a polyvalent armor to make accordingly so that they are used in solution manner according to the realization of an electric armored protection system can.
  • In einer Ausführungsform ist die dem Objekt abgewandte Elektrode, dh die zweite Elektrode integraler Bestandteil einer Verbundpanzerung derart, dass wenigstens eine weitere platten- oder schichtförmige Materialschicht an der zweiten Elektrode mittel- oder unmittelbar zumindest teilweise flächig überlappend angebracht ist. In one embodiment, facing away from the object electrode, that the second electrode is an integral part of a composite armor such that at least in the medium or another plate- or sheet-shaped material layer on the second electrode directly at least partially attached area is overlapping. in einer anderen Ausführungsform ist die dem Objekt zugewandte Elektrode als Verbundpanzerung ausgeführt. in another embodiment, the electrode facing the object is designed as a composite armor.
  • Die Verbundpanzerung lässt sich grundsätzlich mit allen bekannten Zusammenfügungen unterschiedlichster Schichtmaterialien realisieren, besonders bevorzugt eignen sich hierzu platten- oder schichtförmige Materialschichten aus wenigstens einer der nachfolgenden Materialschichten: perforierte Panzerplatten, Leichtmetallplatten bestehend aus Magnesium-, Aluminium- und/oder Titanlegierungen sowie auch weiteren geeigneten und dem Fachmann bekannten Metalllegierungen. The composite armor can in principle with all known assemblages unterschiedlichster layer materials realize, particularly preferably layers of material from at least one of the following layers of material suitable for this purpose in plate or sheet form: perforated armor plate, alloy plates consisting of magnesium, aluminum and / or titanium alloys as well as other suitable and known in the art metal alloys. Auch und insbesondere eignen sich keramische Werkstoffe für die Ausbildung von Keramikpanzerplatten, zumal keramische Werkstoffe über große Härten und Druckfestigkeiten verfügen. Also and especially to ceramic materials for the training of ceramic armor plates are suitable, especially ceramic materials over great hardships and compressive strengths have. Auch eignen sich reaktive Schichten in Form von Elastomerschichten. Also, reactive layers in the form of elastomer layers are suitable.
  • Rückseitig, dh dem Objekt zugewandt zur zweiten platten- oder schichtförmig ausgebildeten Elektrode, die integraler Teil der Verbundpanzerung ist, können zudem faserverstärkte Kunststoffplatten und/oder Gewebeschichten vorgesehen werden, durch die auftretende Splitter abgefangen werden können. At the back, that is, facing toward the object to the second plate or sheet-shaped electrode, which is an integral part of the composite armor, fiber reinforced plastic plates and / or fabric layers may also be provided, can be intercepted by the occurring splitter.
  • Selbstverständlich sind Ausführungsformen denkbar, in denen auch die dem Objekt zugewandte erste Elektrode in einem Verbund mit weiteren platten- oder schichtförmigen Materialschichten mittel- oder unmittelbar steht. Of course, embodiments are conceivable in which the object facing the first electrode in the medium in a composite with another plate- or sheet-shaped material layers is directly or indirectly.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung Summary of the Invention
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. The invention is described below, without limiting the general inventive idea with reference to embodiments with reference to the drawings. Es zeigen: Show it:
  • 1a 1a elektrische Panzerung mit einer dem Objekt abgewandten Elektrode, die ein integrales Bestandteil einer Verbundpanzerung darstellt, electrical armor with a side remote from the object electrode constituting an integral part of a composite armor
  • 1b 1b elektrische Panzerung mit einer dem Objekt zugewandten Elektrode, die ein integrales Bestandteil einer Verbundpanzerung darstellt electrical reinforcement with a side facing the object electrode constituting an integral part of a composite armor
  • 2 2 elektrischer Panzerschutz nach dem Stand der Technik und electrical armored protection according to the prior art, and
  • 3 3 elektrische Panzerung mit einer dem Objekt abgewandten Elektrode, die Teil einer Schottpanzerung ist. electrical armor with a side remote from the object electrode which is part of a Schott armor.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit WAYS OF IMPLEMENTING THE INVENTION, INDUSTRIAL APPLICABILITY
  • 1a 1a zeigt schematisiert eine Schnittzeichnung durch eine lösungsgemäß ausgebildete Schutzvorrichtung zum Schutz eines Objektes schematically shows a sectional drawing through a solution designed according to protection device for protecting an object 8 8th zumindest gegen die Einwirkung eines Hohlladungsstrahls at least against the effect of a hollow charge jet 1 1 , der im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Which in the exemplary embodiment illustrated in 1 1 von links nach rechts in Richtung des Objektes from left to right in the direction of the object 8 8th gerichtet ist. is directed. Zum Schutz des Objektes To protect the site 8 8th dient grundsätzlich eine dem Objekt a basically serves the object 8 8th vorgelagerte elektrische Panzerung bestehend aus den Elektroden upstream electric armor consisting of the electrodes 4 4 und and 6 6 , die über einer Pulsstromquelle That over a pulse power source 7 7 miteinander verbunden sind. are connected together. In lösungsgemäßer Weise ist die Elektrode In solution the manner according to the electrode 4 4 in Form einer leitfähigen Platte, vorzugsweise einer Metallplatte, integraler Bestandteil einer Verbundpanzerung V, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Keramikplatte in the form of a conductive plate, preferably a metal plate, integral part of a composite armor V, which in the embodiment shown of a ceramic plate 3 3 , der erläuterten, beispielsweise als Stahlplatte ausgebildeten Elektrode , As explained, formed for example as a steel plate electrode 4 4 und einer Backingschicht z. and a backing layer eg. B aus Aramidgewebe B from aramid fabric 5 5 besteht. consists. Die drei Materialschichten The three layers of material 3 3 , . 4 4 , . 5 5 stellen jeweils einen innigen Flächenverbund dar und bieten in Form einer Verbundpanzerung V einen effektiven Schutz gegen Projektile, Splitter und Blast, schematisiert dargestellt durch das Bezugszeichen each represent an intimate face-bonded constitute and provide in the form of a composite armor V effective protection against projectiles, splinters and Blast, schematically shown by reference numeral 2 2 . , Die Verbundpanzerung V ist so ausgelegt, dass Durchschläge aufgrund eines Projektilbeschusses The composite armor V is designed so that breakdowns due to projectile bombardment 2 2 vermieden werden. be avoided. Demgegenüber vermögen jedoch Hohlladungsstrahlen However, in contrast, are capable of shaped charge jets 1 1 eine Verbundpanzerung V durchaus zu durchschlagen, jedoch werden die Hohlladungsstrahlen to penetrate a composite armor V certainly, however, the hollow charge jets 1 1 aufgrund des eingangs erläuterten Mechanismus bei Kontaktierung der Elektroden due to the mechanism explained initially in contact with the electrodes 4 4 , . 6 6 , wie in , as in 1a 1a dargestellt, aufgrund der sehr hohen Stromstärken, die sich in Strahlrichtung ausbilden, im Bereich der dem Objekt shown, due to the very high currents which develop in the beam direction, in the region of the object 8 8th zugewandten Elektrode facing electrode 6 6 dissipativ gestört. dissipative disturbed.
  • In einer Ausführung besteht die dem Objekt In one embodiment, there is the object 8 8th zugewandte erste Elektrode facing first electrode 6 6 aus einem räumlich heterogen ausgebildeten Elektrodenmaterial, vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Metallschaum, wie beispielsweise Aluminiumschaum, der bei Durchtritt des Hohlladungsstrahls im Unterschied zu Vollmaterial, beispielsweise wie Stahl, mit einer starken Verdrängung des Metallschaumes von der Strahlachse des Hohlladungsstrahls weggerichtet reagiert. from a spatially heterogeneous shaped electrode material, preferably from an electrically conducting metal foam, such as aluminum foam that reacts directed away when passing the shaped charge jet in contrast to a solid material, for example, such as steel, with a strong repression of the metal foam from the beam axis of the hollow charge jet. Es resultiert ein vergrößerter Abstand des stehen gebliebenen heterogenen Elektrodenmaterials in radialer Richtung zur Strahlachse, während die Spitze des Hohlladungsstrahls tiefer in den heterogenen Bereich des Elektrodenmaterials eindringt, wobei sich ein sich fortbewegender Kratergrund ausbildet, wie dies aus The result is an increased distance of the stalled heterogeneous electrode material in the radial direction to the beam axis, while the tip of the shaped charge jet penetrating deeper into the heterogeneous region of the electrode material, wherein a locomotive crater basic forms, as may be seen 1a 1a zu entnehmen ist. can be seen. Im Bereich des Kratergrundes bildet die Strahlspitze einen guten elektrischen Kontakt aus, über den elektrischer Strom mit großer Stromstärke in den Hohlladungsstrahl einkoppeln kann. In the area of ​​the crater reason the jet tip forms a good electrical contact can couple via the electric current with a large current strength in the shaped charge jet. Der hier eingekoppelte Strom vermag zur Störung des gesamten Strahlabschnittes von der Spitze des Hohlladungsstrahls bis zur dem Objekt The injected current can here to disruption of the total beam section of the tip of the shaped charge jet to the object 8 8th abgewandten zweiten Elektrode beitragen. contribute facing away from the second electrode. Weitere Einzelheiten zum Wirkmechanismus zwischen dem Hohlladungsstrahl Further details of the mechanism of action between the shaped charge jet 1 1 und einer dem Objekt zugewandten Elektrode and an electrode facing the object 6 6 mit einem räumlich heterogen ausgebildeten Elektrodenmaterial ist der with a spatially heterogeneous electrode material is formed of DE 10 2005 021 348 B3 DE 10 2005 021 348 B3 zu entnehmen. refer to.
  • Untersuchungen an dem in Studies on the in 1a 1a gezeigten Ausführungsbeispiel haben die besondere Effektivität der Schutzanordnung deutlich demonstriert bei wesentlicher Reduktion des Gesamtgewichtes. Embodiment shown have the particular effectiveness of the protection order clearly demonstrated in the substantial reduction of the total weight. So wurde die Verbundpanzerung V mit einer mehreren Millimeter starken Keramikschicht Thus, the composite armor V with a several millimeter thick ceramic layer 3 3 , einer dünneren Stahlschicht , A thinner layer of steel 4 4 und einem Aramidgewebebacking and a Aramidgewebebacking 5 5 realisiert. realized. Die Keramikschicht The ceramic layer 3 3 bestand dabei aus hexagonalen Keramikelementen, die in einer Wabenstruktur angeordnet sind. here was composed of hexagonal ceramic elements which are arranged in a honeycomb structure. Die erste Elektrode The first electrode 6 6 bestand aus einer heterogenen elektrisch leitenden Struktur in der Größenordnung Dezimeter und einer rückwärtigen, mehrere mm starken Aluminiumplatte consisted of a heterogeneous electrically conductive structure in the order of decimeters and a rear, several mm thick aluminum plate 6' 6 ' . , Der Abstand zwischen der zweiten Elektrode The distance between the second electrode 4 4 und ersten Elektrode and the first electrode 6 6 betrug einige cm. was a few cm. Zwischen den Elektroden Between the electrodes 4 4 , . 6 6 wurde mit Hilfe eines Hochspannungskondensators has been using a high voltage capacitor 7 7 eine Spannung in der Größenordnung 10 kV angelegt. a voltage in the order of 10 kV applied. Es konnte gezeigt werden, dass bei Durchführung eines Beschusses der Elektrodenanordnung mit einem Hohlladungsstrahl der Strahl effektiv desintegriert wurde. It could be shown that, for carrying out a bombardment of the electrode assembly was disintegrated effectively with a hollow-charge jet of the jet. Zudem konnte in weiteren Einzelversuchen gezeigt werden, dass die vordere Anordnung bei Projektilbeschuss, Splitter- und Blastbelastung einer bestimmten Klasse nicht perforiert wurde. In addition, it could be shown in further individual tests that the front assembly at bombardment, splitter and Blast load of a particular class was not perforated.
  • Selbstverständlich kann der Schichtaufbau der in Of course, the layer structure of the in 1a 1a illustrierten Verbundpanzerung V in abweichender Form ausgeführt werden. illustrated composite armor V are carried out in a different form. Bspw. For example. können unterschiedliche Materialschichten und/oder mehrere Metallschichten mittels geeigneter Abstandshalter voneinander beabstandet im Rahmen einer Sandwichstruktur zur Ausbildung einer Verbundpanzerung angeordnet sein. may spaced from each other as part of a sandwich structure to form a composite armor different material layers and / or multiple metal layers by means of suitable spacers to be disposed. Dem Fachmann stehen hierzu alle ihm bekannten Maßnahmen zur Ausbildung einer polyvalenten Schutzanordnung zur Verfügung. The skilled person for this purpose are all known it is taking to form a polyvalent protective arrangement.
  • 1b 1b illustriert ein Ausführungsbeispiel, bei dem die dem Objekt illustrates an embodiment in which the object 8 8th zugewandte Elektrode facing electrode 6 6 Teil einer Verbundpanzerung V ist. is part of a composite armor V. Auch in diesem Fall ist eine Hochspannungsquelle Also in this case, a high voltage source 7 7 mit den Elektroden with the electrodes 4 4 und and 6 6 verbunden. connected. Die Verbundpanzerung V ist vorzugsweise in der vorstehend geschilderten Weise aufgebaut. The composite armor V is preferably constructed in the manner described above.
  • In In 3 3 ist ein weiteres lösungsgemäßes Ausführungsbeispiel illustriert, bei dem die dem Objekt is another solution according to embodiment illustrated, in which the object 8 8th abgewandte Elektrode opposing electrode 4 4 , in Form einer Stahlplatte integraler Bestandteil einer so genannten Schottpanzerung ist, die in dem illustrierten Ausführungsbeispiel eine weitere Panzerplatte Is in the form of a steel plate integral part of a so-called Schott hardfacing another armor plate in the illustrated embodiment, 9 9 vorsieht, die gegenüber der Elektrodenplatte providing opposite to the electrode plate 4 4 dem Objekt abgewandt in einem gewissen Abstand zur Elektrodenplatte the object away in a certain distance from the electrode plate 4 4 angeordnet ist. is arranged. In gleicher Weise wie bei dem in In the same manner as in the in 1a 1a beschriebenen polyvalenten Panzerschutz vermag auch die durch eine Panzerplatte polyvalent armored protection described is also capable through an armor plate 9 9 und Elektrodenplatte and electrode plate 4 4 realisierte Schottpanzerung einwirkende Projektil-, Splitter- sowie Blastbelastungen gegenüber der in Wirkrichtung nachgeordneten Raum zwischen Elektroden realized Schott acting armor projectile, splitter and blast loads with respect to the downstream in the direction of action space between electrodes 4 4 und and 6 6 weitgehend vollständig abzufangen. almost completely catch. Gleichwohl werden Hohlladungsstrahlen Nevertheless, be shaped charge jets 1 1 die Schottpanzerung zu durchdringen vermögen. are able to penetrate the armor Schott. Diese werden jedoch aufgrund der zwischen den Elektroden However, these are due to the between the electrodes 4 4 und and 6 6 angelegten Hochspannung mittels der Hochspannungsquelle high voltage applied by the high-voltage source 7 7 in der erläuterten Weise dissipativ gestört um letztlich einen effektiven Objektschutz zu gewährleisten. in the manner explained dissipative disturbed in order to ultimately provide an effective physical protection.
  • Optional kann zudem eine Verbundpanzerung V rückseitig an der dem Objekt Optional also may be a composite armor V back at the object 8 8th zugewandten Elektrode facing electrode 6 6 vorgesehen sein, die ihrerseits aus einer Vielschichtanordnung besteht, jeweils zusammengesetzt aus unterschiedlichen Materialschichten, wie beispielsweise, Stahlplatte, Keramikschicht, Wabenbacking und Gewebeschicht. be provided, which in turn consists of a multilayer assembly, each composed of different material layers, such as for example, steel plate, the ceramic layer, the honeycomb backing and fabric layer.
  • Grundsätzlich lässt sich eine Vielzahl weiterer Kombinationen aus einer polyvalenten Schutzpanzerung und einem elektrischen Panzerungssystem vorstellen, in dem jeweils die dem Objekt abgewandt angeordnete Elektrode als integraler Bestandteil der jeweiligen Verbundpanzerung aufgefasst werden kann. Basically, can be a variety of other combinations of a polyvalent protection armor and an electric armor system introduced, in which the respective faces away from the object disposed electrode can be regarded as an integral part of the respective composite armor.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    Hohlladungsstrahl Shaped charge jet
    2 2
    Projektil, Splitterbeschuss, Blastwirkung Projectile, shrapnel fire, blast effects
    3 3
    Keramikschicht ceramic layer
    4 4
    Dem Objekt abgewandte zweite Elektrode facing away from the object second electrode
    5 5
    Gewebeschicht tissue layer
    6 6
    Dem Objekt zugewandte erste Elektrode facing the object first electrode
    6' 6 '
    Aluminiumplatte aluminum plate
    7 7
    Pulsstromquelle Pulse power source
    8 8th
    Objekt object
    V V
    Verbundpanzerung composite armor
    9 9
    Panzerplatte armor-plate
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
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Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens eine der beiden Elektroden Teil einer Verbundpanzerung ist. Provides apparatus for protecting an object, at least against shaped charge jets having an electrode assembly, moving at least a first object and at least a second facing away from the object electrode, between which an electrical voltage is applied, characterized in that at least one of the two electrode portion of a composite armor is.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die zweite Elektrode Teil der Verbundpanzerung ist. Device according to claim 1, characterized in that at least the second electrode is part of the composite armor.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste der Elektroden Teil der Verbundpanzerung ist. Device according to claim 1, characterized in that at least the first of the electrodes is part of the composite armor.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Elektroden platten- oder schichtförmig ausgebildet ist, und dass wenigstens eine weitere platten- oder schichtförmige Materialschicht an der wenigsten einen platten- oder schichtförmig ausgebildeten Elektrode mittel- oder unmittelbar zumindest teilweise flächig überlappend angeordnet ist. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least plate- one of the electrodes, or is formed in layer form, and that at least one further plate-like or sheet-shaped material layer on the least one plate-like or sheet-shaped electrode directly or indirectly at least partially planar is arranged to overlap.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere platten- oder schichtförmige Materialschicht und die zweite Elektrode eine Schottpanzerung darstellen. Device according to claim 4, characterized in that represent at least one further plate-like or sheet-type material layer and the second electrode is a Schott armor.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine weitere platten- oder schichtförmige Materialschicht an der dem Objekt abgewandten Elektrode, dh an der zweiten Elektrode mittel- oder unmittelbar zumindest teilweise flächig überlappend angeordnet ist. Device according to claim 4 or 5, characterized in that at least one further plate-like or sheet-shaped material layer on the side opposite to the object electrode, ie, the medium at the second electrode or disposed directly at least partially planar overlapping is.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine weitere platten- oder schichtförmige Materialschicht aus wenigstens einer der nachfolgenden Materialschichten ausgewählt ist: perforierte Panzerplatte, Leichtmetallplatte bestehend aus Magnesium-, Aluminium- und/oder Titanlegierung, Keramikpanzerplatte, reaktive Schicht, Faserverstärkte Kunststoffplatte, Gewebeschicht. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one further plate-like or sheet-type material layer of at least one of the following layers of material is selected: reactive perforated armor plate, alloy plate consisting of magnesium, aluminum and / or titanium alloy, ceramic armor plate, layer, fiber-reinforced plastic sheet, fabric layer.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Objekt zugewandte Elektrode wenigstens einen Bereich mit einem räumlich heterogen ausgebildeten Elektrodenmaterial aufweist. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the surface facing the object electrode has at least one region with a spatially heterogeneous electrode material formed.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer elektrischen Spannung zwischen den wenigstens zwei Elektroden eine Pulsstromquelle, vorzugsweise in Form eines Hochspannungskondensators vorgesehen ist. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that for generating an electric voltage between the at least two electrodes, a pulse current source is preferably provided in the form of a high voltage capacitor.
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