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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine ballistische Schutzverkleidung für Schiffe, naturgemäß ausgebildet mit einer Schiffsaußenhaut, Schotten und Wandungen. Werden beispielsweise Schiffaußenhäute beschädigt, kann durch die beschädigte Schiffsaußenhaut Wasser in das Schiffsinnere eindringen, wodurch Teile des Schiffes geflutet werden oder im schlimmsten Fall das Schiff sinken kann. Handelt es sich bei dem Schiff um ein militärisch genutztes Marineschiff, ist die Wahrscheinlichkeit für einen Schaden in der Schiffsaußenhaut – hervorgerufen durch Geschosse bzw. Projektile oder Splitter – deutlich erhöht. Dabei können kleinkalibrige und großkalibrige Projektile die Schiffsaußenhaut durchschlagen.
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Der Stand der Technik kennt Beschichtungen, die in der Regel auf die Schiffsaußenhaut aufgesprüht werden, wie es beispielsweise
US 2009/0239064 A1 offenbart. Bei einem Schaden entwickeln solche Beschichtungen eine selbstheilende Wirkung und verschließen eine durch das Projektil verursachte Lücke. Es sind auch Vorrichtungen bekannt, die Kapseln umfassen, die eine Füllung beinhalten, die bei einem Oberflächenschaden aus der Kapsel austreten und dann den entstandenen Schaden wieder schließen. Auch wenn sich solche selbstheilende Mechanismen bereits bewährt haben, ist ihr Einsatz auf Schiffen noch nicht etabliert. Für ein erfolgreiches Etablieren ist es erforderlich, dass unterschiedlichste Projektile oder Splitter mit verschiedenen Durchschlagskräften vom ballistischen Schutz aufgehalten werden können oder bei einem Durchschlag selbstständig wieder geschlossen werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ballistische Schutzverkleidung für eine Schiffsaußenhaut, Schotte oder Wandungen zur Verfügung zu stellen, mit der einerseits effektiv Schäden an der Schiffsaußenhaut vermieden werden können und andererseits bei einer entstandenen Lücke ein Fluten des Schiffsinneren verhindert oder zumindest verringert wird.
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Die vorliegende Erfindung wird gelöst durch eine ballistische Schutzverkleidung mit einer selbstverschließenden Struktur zum Verschluss eines Schadens in einer meerestechnischen Konstruktion oder eines schwimmenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Schiffs, wobei die ballistische Schutzverkleidung derart gestaltet ist, dass zwischen einer Wandung und der selbstverschließenden Struktur ein Schadensbegrenzungsmittel zur Unterstützung der selbstverschließenden Struktur angeordnet ist.
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Gegenüber dem Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass beispielsweise die Wandung und zumindest ein Teil des Schadensbegrenzungsmittels in Flugrichtung eines potenziell schädigenden Objektes vor der selbstverschließenden Struktur angeordnet sind. Damit erfolgt die selbstverschließende Wirkung erst dann, wenn das Objekt die Schutzverkleidung bis zur selbstverschließenden Struktur durchschlagen hat. Dadurch wird dem Schadensbegrenzungsmittel die Möglichkeit gegeben, derart auf das penetrierende Objekt einzuwirken, dass die vom Objekt erzeugte Schadensfläche, beispielsweise durch einen Vorverschluss, minimiert wird, sofern das Projektil bis zur selbstverschließenden Struktur vordringen kann. Ein solches Minimieren der Schadensfläche unterstützt die selbstverschließende Struktur. Schließlich ist ein kleinflächiger Schaden leichter zu schließen als ein vergleichsweise großer. Dabei kann das Schadensbegrenzungsmittel zudem die Splitterbildung unterdrücken und verhindern, dass eine durch das Objekt verbogene Wandung die selbstverschließende Struktur unnötigerweise zu einer Reaktion zwingt. Weiterhin ist es durch das Schadensbegrenzungsmittel möglich, das Geschoss zu entmanteln, sodass nur noch ein vergleichsweiser kleiner Geschosskern die selbstverschließende Struktur penetrieren kann. Infolgedessen ist nur eine kleine Schadensfläche in der selbstverschließenden Struktur zu schließen im Vergleich zu einem Schaden, den ein Geschoss mit Geschossmantel in die ballistische Schutzverkleidung gerissen hätte.
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Das Schadensbegrenzungsmittel verbessert die selbstverschließende Wirkung der selbstverschließenden Struktur weiterhin dadurch, dass es die beim Aufprall des Objekts entstandenen Stoßwellen dämpft. Außerdem kann das Beabtandungsmittel derart ausgestaltet sein, dass es für einen Vorverschluss sorgt, mit dem das Schadensbegrenzungsmittel den Verschluss durch die selbstverschließende Struktur unterstützt. Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen ballistischen Schutzverkleidung eine solche zur Verfügung gestellt, die
- – entweder ihrer ballistischen Funktion nachkommt und das Projektil derart abbremst, dass es beispielsweise die Schiffaußenhaut nicht durchschlägt und/oder
- – die selbstschließende Struktur unterstützt, indem sie die Schadensfläche in der selbstschließenden Struktur minimiert.
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Vorzugsweise grenzt die Wandung dabei unmittelbar an das Wasser an, das das Schiff umgibt.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Schadensbegrenzungsmittel ein Elastomer und/oder ein Hartschaum umfasst. Das Elastomer kann dabei über eine mechanische Rückstellkraft eine durch das Objekt verursachte Lücke in einem Vorverschluss zumindest teilweise wieder verschließen. Dabei ist es auch denkbar, dass das Elastomer faserartig ausgestaltet ist, wobei die einzelnen Fasern bei der Perforation mit dem Projektil zur Seite geschoben werden und anschließend wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren können, sobald das Objekt das Elastomer verlassen hat. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Elastomer derart ausgestaltet ist, dass es zusätzlich zu einem mechanischen Rückstellmechanismus über thermoreaktive Mechanismen die Lücke zumindest teilweise wieder verschließt. Der Hartschaum, vorzugsweise ein Epoxid-Hartschaum, fixiert dabei in vorteilhafter Weise die selbstheilende Struktur. Durch die Fixierung unterstützt der Hartschaum die selbstheilende Struktur dadurch, dass sie eine für die Aktivierung der selbstverschließenden Struktur erforderliche Perforation der selbstheilenden Struktur forciert. Zudem verhindert der Hartschaum ein Aufpilzen des Objekts beispielsweise eines Geschosses, durch das andernfalls die Schadensfläche in der selbstheilenden Struktur vergrößert werden würde.
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In eine weitere Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die selbstverschließende Struktur einen reaktiven Kunststoffaufbau aufweist. Insbesondere ist der reaktive Kunststoffaufbau im Wesentlichen nicht-elastisch. Dadurch können in vorteilhafter Weise verschiedene Verschlussstrategien, elastischer und nicht-elastischer Natur, mit einer Schutzverkleidung realisiert werden. Insbesondere wird durch die Zusammenwirkung unterschiedlicher Verschlussstrategien in einer einzelnen Schutzverkleidung ein symbiotischer Effekt erzielt. Schließlich lässt sich durch eine elastische Verschlussstrategie ein Vorverschluss realisieren, der mit einer nicht-elastischen Verschlussstrategie, beispielsweise mit einem reaktiven Kunststoffaufbau, verschließen lässt. Dadurch lässt sich das Spektrum an potenziell verschließbaren Schäden durch die Kombination der beiden Verschlussstrategie deutlich erweitern.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die ballistische Schutzverkleidung eine weitere Wandung aufweist, wobei zwischen der weiteren Wandung und der selbstverschließenden Vorrichtung ein weiteres Schadensbegrenzungsmittel angeordnet ist.
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Denkbar ist insbesondere, dass die selbstheilende Struktur und das Schadensbegrenzungsmittel zwischen der Wandung und der weiteren Wandung unter Spannung verpresst sind. Vorzugsweise ist die Schutzverkleidung doppelwandig als Doppelschott ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass
- – die Wandung und/oder die weitere Wandung eine Stahlplatte und/oder
- – das weitere Schadensbegrenzungsmittel ein Elastomer und/oder einen Hartschaum aufweist. Dabei ist es denkbar, dass die Stahlplatte derart dick gewählt wird, dass kleinkalibrige Projektile oder Splitter bereits von der Stahlplatte aufgehalten werden. Durch das Schadensbegrenzungsmittel wird dann verhindert, dass beispielsweise eine durch das kleinkalibrige Projektil verursachte Deformation der Stahlplatte die selbstverschließende Struktur zu einer ungewollten Reaktion zwingt. Eine solche ungewollte Reaktion ist schon allein deswegen unerwünscht, weil die selbstverschließende Struktur oftmals nur einmalig reagiert. Würde es unnötigerweise zu einer Aktivierung der selbstverschließende Struktur kommen, könnte sie zukünftig zumindest an dieser Stelle nicht mehr den gewünschten Verschluss sicherstellen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die selbstverschließende Struktur ein volumenvergrößerndes Material umfasst, das durch einen Aktivator zu einer Volumenvergrößerung anregbar ist. Als Aktivator können beispielsweise Wasser, Luft und/oder Licht das volumenvergrößernde Material zur Volumenvergrößerung anregen. Vorzugsweise ist das volumenvergrößernde Material im Normalfall im reaktiven Kunststoffaufbau gelagert und wird erst durch die Perforation des reaktiven Kunststoffaufbaus mit dem Objekt freigesetzt. Insbesondere quillt bzw. schäumt das volumenvergrößernde Material solange auf bis es die durch das Objekt verursachte Lücke wieder schließt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die selbstverschließende Struktur
- – ein Kautschukverbund und/oder
- – eine Polyurethanschicht
umfasst. Der Kautschukverbund und die Polyurethanschicht verschließen dabei die Lücke mit Hilfe von mechanischen Rückstellmechanismen und thermoreaktiven Mechanismen. Insbesondere lässt dadurch eine dünnwandige ballistische Schutzverkleidung realisieren.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der reaktive Kunststoffaufbau
- – ein zumindest teilweise von einer PVC-Membran gebildetes Reservoir mit Kapseln,
- – ein Röhrensystem mit reaktivem Schaumharz, vorzugsweise Polyurethanschaum umfasst. Insbesondere wird das Röhrensystem durch einen PVC-Schlauch realisiert, der spiralförmig in der Ebene des reaktiven Kunststoffaufbaus angeordnet ist. Es ist aber auch jede andere Anordnung denkbar, mit der die Ebene des reaktiven Kunstoffaufbaus möglichst flächendeckend und lückenlos gefüllt werden kann. Auf dieser Weise wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass das durchgeschlagene Projektil das Röhrensystem an einer Stelle derart perforiert, dass der Schaumharz austritt, die entstandene Lücke füllt und anschließend wasser- und gasdicht abschließt. Für die Kapseln ist vorzugsweise vorgesehen, dass sie unterschiedliche Füllungen haben. Öffnet ein durchgeschlagenes Objekt zwei Kapseln mit unterschiedlichen Füllungen ist es dann möglich, dass ihre Inhalte miteinander reagieren und auf diese Weise die Lücke verschließen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die ballistische Schutzverkleidung zumindest teilweise die Schiffsaußenhaut bildet. Insbesondere wird der zumeist unter Wasser liegende Teil des Schiffsrumpfs von der ballistische Schutzverkleidung ausgebildet. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die ballistische Schutzverkleidung auf die Teile beschränkt, für die unmittelbar die Gefahr besteht, geflutet zu werden, sobald sie leckschlagen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die selbstverschließende Struktur angepasst ist an einen Salzgehalt des an die Schiffwandung angrenzenden Wassers. Es ist dabei denkbar, dass die ballistische Schutzverkleidung an Schiffen verwendet werden, die in unterschiedlichen Regionen eingesetzt werden sollen. Wird die Wirkung der selbstverschließenden Struktur von Wasser ausgelöst, erweist sich als Vorteil, wenn die selbstverschließende Struktur die für den entsprechenden Salzgehalt größte Reaktion zeigt. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise das effektive Schließen eines Lecks realisieren.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass sich die Schutzverkleidung vom Wasser aus in Richtung des Schiffsinneren in folgender Reihenfolge zusammensetzt: Wandung – Elastomer – Hartschaum – selbstverschließende Struktur – Hartschaum – Elastomer – weitere Wandung. Vorzugsweise schließt sich an die weitere Wandung unmittelbar das Schiffsinnere an. Insbesondere wirkt das Elastomer über mechanische Rückstellkräfte und thermoreaktive Mechanismen als Vorverschlussmittel, dass die Gesamtgröße des Schadens zumindest einschränkt, bevor der reaktive Kunststoffaufbau für den endgültigen Verschluss sorgt. Insbesondere sorgt der Vorverschluss dafür, dass der austretende PU-Schaum oder die Füllungen der Kapseln nicht einfach vom eintretenden Wasser weggespült werden. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Hartschaum, vorzugsweise der Epoxid-Hartschaum, für eine Fixierung des reaktiven Kunststoffaufbaus sorgt. Der Hartschaum hat zudem den Vorteil, dass er ein Aufpilzen des Projektils unterbindet und damit den Schaden in der selbstverschließenden Struktur nicht unnötig vergrößert.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schiff mit einer der oben beschriebenen ballistischen Schutzverkleidungen. Ein solches Schiff kann in vorteilhafter Weise auch dann noch seetüchtig bleiben, wenn es im Gefecht von Objekten getroffen wird. Dabei sorgen das Schadensbegrenzungsmittel, die Wandung und die selbstverschließende Struktur dafür, dass die meisten Objekte entweder keinen Schaden in der Schiffsaußenhaut erzeugen können oder bewirken, dass ein verursachter Schaden verschließbar oder zumindest minimierbar ist.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Verschließen einer Schiffsaußenhaut oder eines Schottes oder einer innenliegenden Wandung mit Hilfe einer ballistischen Schutzverkleidung. Mit einem solchen Verfahren lassen sich die von einem Objekt verursachten Schäden verschließen, die nicht von der ballistischen Schutzverkleidung aufgehalten werden konnte.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein Vorverschluss einer durch ein Objekt verursachten Lücke durch das Schadensbegrenzungsmittel realisiert wird. Mit Hilfe des Vorverschlusses lässt sich die selbstverschließende Struktur derart unterstützen, dass der endgültige Verschluss für die selbstverschließende Struktur vereinfacht wird. Beispielsweise schützt der Vorverschluss die zum Verschluss notwendige Bauteile davor, nicht einfach vom eintretenden Wasser weggespült werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Lücke im zweiten Verfahrensschritt durch die selbstverschließende Struktur geschlossen wird. Vorzugsweise wird im ersten Verfahrensschritt ein elastischer Verschlussmechanismus genutzt und im zweiten Verfahrensschritt ein nicht-elastischer. Das symbiotische Zusammenwirken der beiden unterschiedlichen Verschlussmechanismen lässt eine Vielzahl von Lücken schließen, die durch Objekte mit unterschiedlichster Durchschlagskraft verursacht wurden
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die 1 zeigt ein Schiff mit einer ballistische Schutzverkleidung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 2a bis 2d zeigen schematisch ein Verschlussmechanismus einer ersten beispielhaften ballistischen Schutzverkleidung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ballistischen Schutzverkleidung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 4 zeigt in zwei Seitenansichten die ballistische Schutzverkleidung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegende Erfindung einmal bevor und einmal nachdem eine selbstverschließende Struktur expandiert ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1 ist ein Schiff 10 mit einer Schiffaußenhaut 1 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Schiffaußenhaut 1 ist ein wesentlicher Bestandteil eines Schiffrumpfs, der zumindest teilweise von Wasser 8 umspült wird, sobald das Schiff 10 zu Wasser 8 gelassen wurde. Wird ein Teil der Schiffsaußenhaut 1 beschädigt, der unterhalb der Wasseroberfläche liegt, läuft Wasser 8 in das Schiffsinnere und die Gefahr eines Kenterns besteht. Zudem besteht die Gefahr, dass durch ein Leck tretendes Öl aus dem Schiffsinneren heraustritt und so das Wasser verschmutzt. Bei Marineschiffen, die für militärische oder polizeiliche Zwecke genutzt werden, besteht eine erhöhte Anfälligkeit für Schäden an der Schiffsaußenhaut 1. Liegt das Schiff 1 beispielsweise unter Beschuss können klein- und/oder großkalibrige Objekte 15 durch die Schiffsaußenhaut 1 geschossen werden und gefährden dadurch die Seetüchtigkeit des Schiffs 10. Abhängig von ihrer Durchschlagskraft und der Schiffaußenhaut 1 können die Objekte 15 die Schiffsaußenhaut 1 durchschlagen oder steckenbleiben. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, effektive Maßnahme zu ergreifen, die ein Fluten des Schiffes 1 durch einen Schaden an der Schiffsaußenhaut 1 verhindert. Dafür ist es vorgesehen, dass die Schiffsaußenhaut 1 eine ballistische Schutzverkleidung 2 aufweist. Die ballistische Schutzverkleidung 2 ist dabei derart ausgestaltet, dass kleinkalibrige Projektile die Schiffaußenhaut nicht durchschlagen und gleichzeitig Durchschüsse von großkalibrigen Projektilen selbstverschließend verschlossen werden. Dabei ist es vorgesehen, dass zwischen einer an das Wasser grenzenden Wandung 13 und der selbstverschließenden Struktur 5 ein Schadensbegrenzungsmittel angeordnet ist. Dabei ist es vorgesehen, dass das Schadensbegrenzungsmittel die selbstverschließende Struktur 5 beim Verschließen einer durch ein Projektil 15 verursachten Lücke unterstützt. Denkbar ist dabei, dass das Schadensbegrenzungsmittel
- – das Projektil 15 abbremst,
- – die selbstverschließende Struktur 5 vor Splittern oder einer verformten Wandung 13 schützte und/oder
- – mittels Elastomere 3 eine beim Durchschuss entstandene Lücke zumindest teilweise wieder schließt. Es ist auch denkbar, dass das Schadensbegrenzungsmittel dafür sorgt, dass das Geschoss bzw. Projektil 15 beim Durchgang durch das Schadensbegrenzungsmittel seinen Geschossmantel abstreift und nur ein vergleichsweise kleiner Geschosskern auf die selbstverschließende Struktur 5 trifft. Dadurch wird die in die ballistische Schutzverkleidung 2 gerissene Lücke 11 kleinflächiger sein als die, die ein Projektil 15 mit Geschossmantel in die Schiffsaußenhaut 1 gerissen hätte. Umso kleinflächiger der Schaden ist, desto einfacher lässt sich dieser wieder verschließen. Um die entstandene Lücke 11 zumindest teilweise in einem Vorverschluss zu schließen, kann beispielsweise eine mechanische Rückstellkraft eines Elastomers 3 genutzt werden. Es ist auch denkbar, das mehrere Fasern derart angeordnet werden, dass die Fasern bei der Penetration mit dem Projektil 15 zumindest teilweise zur Seite geschoben werden und anschließend auf Grund ihrer Elastizität in ihrer ursprüngliche Lage zurückkehren, sobald das Projektil die Schutzverkleidung verlassen hat.
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In den 2a bis 2d ist ein Verschlussmechanismus für eine Schiffverkleidung gemäß einer beispielhaften zweiten Ausführungsform dargestellt. In 2a befindet sich ein Geschoss bzw. Projektil 15 im Anflug auf die ballistische Schutzverkleidung 2 und in 2b ist die durchschossene ballistische Schutzverkleidung 2 zu erkennen. Die ballistische Schutzverkleidung 2 ist derart ausgestaltet, dass sie – wie es 2c andeutet – im Vorverschluss mechanische Rückstellkräfte nutzt, um die durch das Geschoss bzw. Projektil 15 in die ballistische Schutzverkleidung 2 gerissene Lücke 11 zu schließen. Im Anschluss wird die ballistische Schutzverkleidung 2 im Bereich der vorgeschlossenen Lücke wieder derart versiegelt, dass die Schiffaußenhaut 1 gegenüber Wasser und Gas abgedichtet ist. Dabei ist denkbar, dass zum Versiegeln ein thermoreaktiver Mechanismus verwendet wird. Bei einem solchen Prozess wird eine beim Durchschreiten des Geschosses bzw. Projektils 15 aufgenommene Wärmeenergie zu einer Reaktion genutzt, die die ballistische Schutzverkleidung 2 wieder versiegelt. Neben einem Verkleben ist es auch möglich, dass die ballistische Schutzverkleidung 2 ein Material mit einem „memory-Effekt“ umfasst, der ausgelöst von der beim Durchschuss erzeugten Wärmeentwicklung dafür sorgt, dass physikalischen Bindungen wieder geschlossen werden, die beim Durchschuss aufgebrochen wurden.
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In 3 ist in einer perspektivischen Ansicht eines Teils einer Schiffaußenhaut 1 gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Insbesondere umfasst die ballistische Schutzverkleidung 2 zwei flächige Stahlplatten als Wandung 13 und als weitere Wandung 13‘, zwischen denen als selbstverschließende Struktur 5 ein reaktiver Kunststoffaufbau flächig angeordnet ist. Beispielsweise umfasst der reaktive Kunststoffaufbau einen PVC-Schlauch, in dem ein Schaumharz, vorzugsweise einen Polyurethanschaum, angeordnet ist. Wird der PVC-Schlauch vom Projektil perforiert, tritt der Schaumharz aus und reagiert vorzugsweise mit Wasser 8, Luft und/oder Licht derartig, dass die durch das Projektil 15 verursachte Lücke 11 wieder geschlossen wird. Dabei kann der Schaumharz beispielsweise aufschäumen bzw. sein Volumen derart vergrößern, dass die Lücke 11 geschlossen wird. Insbesondere verschließt der aufgeschäumte Schaumharz die Lücke 11 wasserdicht. Es ist auch denkbar, dass der reaktive Kunststoffaufbau eine PVC-Membran umfasst, die ein Reservoir für Kapseln bildet. In den Kapseln befindet sich eine Füllung, die aus einer oder unterschiedlichen Substanzen besteht. Beim Beschädigen der Kapseln, beispielsweise durch das Projektil, verlässt die Füllung die Kapsel, fließt an die Oberfläche und reagiert. Sind die Kapseln mit unterschiedlichen Substanzen gefüllt, reagieren die beiden unterschiedlichen Substanzen miteinander mit dem Ziel, die Lücke 11 zu schließen. Um zu verhindern, dass ein reaktiver Inhalt des reaktiven Kunststoffaufbaus unmittelbar nach der Perforation des PVC-Schlauchs oder der PVC-Membran von dem in die Lücke eintretenden Wasser 8 weggespült wird, ist es vorgesehen, dass das Schadensbegrenzungsmittel zum Vorverschluss die vom Projektil 15 verursachte Lücke zumindest teilweise wieder schließt. Dazu weist die Schutzverkleidung eine Elastomer 3 auf, das mechanische Rückstellkräfte und thermoreaktive Mechanismen zum Vorverschluss nutzt. Mit Hilfe des Vorverschlusses kann die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers durch die Lücke 11 reduziert werden, wodurch der Schaumharz und/oder die Substanzen aus den Kapseln mehr Zeit zur Reaktion haben. Weiterhin umfasst die ballistische Schutzverkleidung 2 einen Hartschaum, vorzugsweise einen Epoxid-Hartschaum, der den reaktiven Kunststoffaufbau umgibt. Der Hartschaum wird insbesondere aufgeschäumt, um ein Gesamtgewicht der ballistischen Schutzverkleidung 2 zu reduzieren. Weiterhin soll der aufgeschäumte Hartschaum den PVC-Schlauch und/oder die PVC-Membran fixieren, damit sie dem Geschoss bzw. Projektil 15 so viel Widerstand bieten, dass sie von einem Geschoss bzw. Projektil 15 perforiert werden und nicht bei Seite geschoben wird. Der aufgeschäumte Hartschaum hat auf Grund seiner geringen Dichte und Festigkeit den Vorteil, dass das Projektil 15 nicht aufpilzt. Ein solches Aufpilzen würde schließlich zu großflächigeren Schäden führen.
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Weiterhin ist es vorgesehen, dass die ballistische Schutzverkleidung 2 doppelwandig ausgestaltet ist. D. h. der reaktive Kunststoffaufbau ist zwischen einer Wandung 13 und einer weiteren Wandung 13‘ angeordnet, wobei die weitere Schiffwandung 13‘ dem Schiffsinneren zugewendet ist. Zwischen dem reaktiven Kunststoffaufbau und der Wandung 13 bzw. der weiteren Wandung 13‘ sind jeweils das Elastomer 3 für den Vorverschluss und der Hartschaum zum Fixieren des reaktiven Kunsstoffaufbau angeordnet. Insbesondere ist die ballistische Schutzverkleidung 2 vom Wasser 8 in Richtung Schiffinneres in folgender Reihenfolge zusammengesetzt:
Wandung 13 – Elastomer 3 – Hartschaum 4 – selbstverschließende Struktur 5 – Hartschaum 4 – Elastomer 3 – weitere Wandung 13‘.
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In 4 ist in zwei Seitenansichten die Schiffaußenhaut 1 gemäß der dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegende Erfindung – einmal bevor und einmal nachdem eine selbstverschließende Struktur 5 expandiert ist – dargestellt. Auf der linken Seite ist eine Schiffaußenhaut 1 dargestellt durch die gerade ein Projektil 15 durchgeschlagen ist. Entlang der Flugbahn des Projektils 15 hat sich eine Lücke 11 in der Schiffsaußenhaut gebildet, durch die Wasser 8 in das Schiffinnere eindringen kann und das Schiff zumindest teilweise fluten könnte. Als Reaktion auf die entstandene Lücke 11 expandiert der reaktive Kunsttoffaufbau und schließt die entstandene Lücke 11 zumindest teilweise. Dabei ist der reaktive Kunststoffaufbau in vorteilhafter Weise derart ausgestaltet, er ein Röhrensystem und/oder eine PVC-Membran umfasst, die durch ein eingedrungenes Geschoss zerstörbar sind, sodass eine im Röhrensystem eingeschlossener PU-Schaum und/oder vom Reservoir gefangene Kapseln austreten können, die anschließend die durch das Geschoss entstandene Lücke 11 wieder schließen. Denkbar ist dabei, dass das eintretende Wasser 8 als Aktivator wirkt. In der rechten Abbildung der 2 ist die mit dem reaktiven Kunststoffaufbau verschlossene Lücke in der Schiffaußenhaut zu erkennen. Durch den Verschluss wird in vorteilhafter Weise ein Eindringen von Wasser 8 in das Schiffinnere unterbunden. Insbesondere ist es vorstellbar, dass der reaktive Kunststoffaufbau Wasser 8 als Aktivator für seine Expansion verwendet. D.h. das zunächst durch die Lücke 11 eintretende Wasser 8 tritt in Kontakt mit dem reaktiven Kunststoffaufbau, woraufhin dieser sein Volumen vergrößert bis er schließlich die Lücke schließt. Insbesondere erfolgt dieser Schritt nachdem durch das Elastomere ein Vorverschluss realisiert wurde.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schiffsaußenhaut
- 2
- Ballistische Schutzverkleidung
- 3
- Elastomer
- 4
- Hartschaum
- 5
- Selbstverschließende Struktur
- 8
- Wasser
- 10
- Schiff
- 11
- Lücke in Schiffsaußenhaut
- 13
- Wandung
- 13‘
- Weitere Wandung
- 15
- Projektil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2009/0239064 A1 [0002]
