DE10240293B4 - Minenräumgerät - Google Patents

Abstract

Minenräumgerät (1) mit folgenden Merkmalen:
• das Minenräumgerät (1) umfasst einen Vorbauträger (10),
• der Vorbauträger (10) weist eine mechanische Schnittstelle (11) zum Anbau an einen Bug (30) eines Kraftfahrzeuges auf,
• der Vorbauträger (10) weist in Betriebsstellung im Anschluss an die mechanische Schnittstelle (11) in Fahrtrichtung ein flächig ausgebildetes Gitter (12) auf,
• das Gitter (12) weist Streben auf, die aus ferromagnetischem Material bestehen,
• das Minenräumgerät (1) umfasst ferner eine Vielzahl von starken Dauermagneten (20), die vor einem Einsatz in einer vorbestimmten Anordnung an den Streben anbringbar sind, um die magnetische Signatur des Kraftfahrfahrzeuges nachzubilden.

Description

• Aus der US 4 840 105 A ist ein Minenräumgerät bekannt. Dieses Minenräumgerät umfasst einen Vorbauträger. Der Vorbauträger weist eine mechanische Schnittstelle zum Anbau an einen Bug eines Kraftfahrzeuges auf. Der Vorbauträger weist in Betriebstellung im Anschluss an die mechanische Schnittstelle in Fahrtrichtung eine Halterung mit einem Dauermagneten auf. Mit Nachteil ist das Minenräumgerät mechanisch aufwendig ausgebildet. Denn der Dauermagnet ist mit rotatorischen Antriebsmitteln versehen, um die Minen zur Detonation zu bringen. Ferner weicht das Magnetfeld, welches der rotierende Dauermagnet erzeugt, von der magnetischen Signatur eines Fahrzeuges ab. Intelligente Landminen werden daher nicht von dem Minenräumgerät zur Detonation gebracht. Wegen des mechanisch komplexen Aufbaus ist das Minenräumgerät nicht als Einmalartikel konzipiert. Nach der Explosion einer Landmine ist es sehr zeitaufwendig, die zerstörten Teile des Minenräumgerätes zu ersetzen, weil das Minenräumgerät rotierende Elemente aufweist.
• Die DE 24 55 769 A1 zeigt ein Minenräumgerät, welches ein Netz aus Stromleitern aufweist. Die Maschen des Netzes bilden elektrische Spulen. Aufgrund der Magnetfelder, die mit den elektrischen Spulen erzeugbar sind, werden die Landminen zur Detonation gebracht werden Um das Minenräumgerät über das zu entminende Gebiet zu bringen, wird dargelegt, dass ein fernsteuerbares Schleppfahrzeug in Form von beispielsweise einem Panzerfahrzeuges geeignet ist.
• Die DD 301 807 A7 betrifft ein weiteres Minenräumgerät, bei dem ein Magnetfeld zur Auslösung einer Landmine mit Hilfe einer elektrischen Spule erzeugbar ist. Die elektrische Spule wird vor einem Fahrzeug angeordnet und erzeugt im Betrieb ein vorauslaufendes Magnetfeld.
• Die DE 34 44 037 A1 weist die vorgenannten Merkmale der DD 301 807 A7 auf und gibt darüber hinaus mechanische Einzelheiten wieder. In diesem Zusammenhang ist ein Vorbauträger bekannt, der die elektrische Spule haltert und eine mechanische Schnittstelle zum Anbau an einen Bug eines Kraftfahrzeuges aufweist.
• In der DE 195 18 342 A1 geht es um die elektromagnetische Detektion von Landminen.
• Die DE 36 19 332 A1 behandelt eine Anordnung von Sprengladungen. Mit Hilfe der Sprengladungen soll eine zuvor aufgefundene Landmine zur Explosion gebracht werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Minenräumgerät zum Anbau an einen Bug eines Kraftfahrzeuges so auszubilden, dass es bei guter Nachbildung der magnetischen Signatur eines Fahrzeuges kostengünstig in der Herstellung ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
• Die Vorteile der Erfindung liegen darin, dass das Minenräumgerät zum Anbau an einen Bug eines Kraftfahrzeuges sehr einfach aufgebaut ist. Zunächst umfasst das Minenräumgerät einen Vorbauträger. Dieser Vorbauträger weist eine mechanische Schnittstelle zum Anbau an einen Bug eines Kraftfahrzeuges auf. In Betriebstellung weist der Vorbauträger im Anschluss an die mechanische Schnittstelle in Fahrtrichtung ein flächig ausgebildetes Gitter auf. Dieses Gitter weist Streben auf, die aus ferromagnetischem Material bestehen. Vor einem Einsatz wird eine Vielzahl von starken Dauermagneten in einer bestimmten Anordnung an die Streben angebracht.
• Weil die Streben aus ferromagnetischem Material bestehen, haften die Dauermagnete aufgrund der magnetischen Kraft an den Streben. Ferner verstärken die ferromagnetischen Streben die magnetische Induktion. Die Art und Weise der Anordnung der Streben sowie die Möglichkeit, die Dauermagnete in einer bestimmten Anordnung an diese Streben anzubringen, stellen Parameter dar, die es ermöglichen, die magnetische Signatur eines reellen Fahrzeuges gut nachzubilden. Daher ist es möglich, dass auch Landminen zur Detonation gebracht werden können, die mit einem intelligenten Zündalgorithmus arbeiten. Nach einer Explosion einer Landmine ist das Gitter mit den Streben verbogen. Im Einsatz wird das verbogene Gitter mit den Streben einfach abmontiert und ein neues Minenräumgerät aus Streben, Verbindungselementen und Dauermagneten angebaut. Die einfache Ausbildung des Minenräumgerätes ermöglicht die Konzeption als Einmalartikel. Das Minenräumgerät eignet sich dazu, Kraftfahrzeuge in minengefährdeten Gebieten zu schützen. Ferner eignet sich das Minenräumgerät zum Räumen eines Minenfeldes.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Länge des Gitters in Betriebstellung ab Kraftfahrzeug-Vorderkante mindestens 1,5 m. Diese Maßnahme stellt sicher, dass die Detonation einer Mine tatsächlich vor dem Kraftfahrzeug erfolgt.
• In Betriebstellung sind mindestens 3 Streben als Querstreben ausgebildet, an denen die Dauermagnete anbringbar sind. Mit 3 Querstreben kann die reelle magnetische Signatur eines Kraftfahrzeuges gut nachgebildet werden.
• Die Dauermagnete sind von unten an die Querstreben anbringbar. Dadurch sind die Dauermagnete in Betriebstellung so tief wie möglich angeordnet und bewirken, dass die magnetische Induktion, die auf eine eingegrabene Landmine einwirkt, möglichst hoch ist.
• Die Querstreben sind an mindestens 2 Längsstreben befestigt. Dies führt zu einer materialsparenden Ausbildung des Gitters.
• Die Längsstreben ragen an einer Seite über die durch das Gitter definierte Fläche hinaus. Die hinausragenden Abschnitte sind als mechanische Schnittstelle zum Anbau an das Bug eines Kraftfahrzeuges ausgebildet. Dies kommt einem einfachen mechanischen Aufbau zugute.
• Eingehend auf die Ausbildung der starken Dauermagnete, werden Selten-Erd-Magnete eingesetzt. Diese Magnete zeichnen sich durch herausragend hohe gewichtsbezogene magnetische Kräfte aus.
• Die Dauermagnete sind als Körper mit gegenüberliegenden flachen Stirnflächen ausgebildet. Die Stirnflächen entsprechen den magnetischen Polen. Dies ermöglicht eine einfache Anbringung der Dauermagnete, wenn die Streben, die aus ferromagnetischem Material bestehen, aus flachseitigem Vierkantrohr gefertigt sind.
• In der Transportstellung ist der Vorbauträger zusammengelegt und die Dauermagnete sind einzeln verpackt. Erst vor einem Einsatz wird der Vorbauträger zusammengesetzt und an einen Bug eines Kraftfahrzeuges montiert. Die Dauermagnete können an die Streben angebracht werden, wenn der Vorbauträger bereits an das Kraftfahrzeug montiert ist. Der zusammengelegte Vorbauträger und die Dauermagnete bilden ein Set, wie es in größeren Stückzahlen hergestellt und bis zu einem Einsatz eingelagert werden kann.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen
• 1 ein Minenräumgerät, welches an einen Bug eines Kraftfahrzeuges angebaut ist, in perspektivischer Zeichnung als Schemaskizze;
• 2 das in 1 dargestellte Minenräumgerät in der Draufsicht;
• 3 die von einem zweiachsigen Sensorsystem aufgenommenen Werte eines reellen Fahrzeuges in Diagrammform;
• 4 die von einem zweiachsigen Sensorsystem aufgenommenen Werte des in den 1 und 2 dargestellten Minenräumgerätes in Diagrammform.
• Die 1 zeigt ein Minenräumgerät 1. Der Vorbauträger 10 weist eine mechanische Schnittstelle 11 auf, über die der Vorbauträger 10 an einen Bug 30 eines Kraftfahrzeuges 30 angebaut ist. Entsprechend der dargestellten Betriebsstellung weist der Vorbauträger 10 im Anschluss an die mechanische Schnittstelle 11 in Fahrtrichtung ein flächig ausgebildetes Gitter 12 auf. Das Gitter 12 weist Streben auf, die aus ferromagnetischem Material bestehen. Das Minenräumgerät 1 umfasst ferner eine Vielzahl von starken Dauermagneten 20, die vor einem Einsatz in einer vorbestimmten Anordnung an die Streben angebracht werden. Das Minenräumgerät 1 ist als Einmalartikel konzipiert, der nach einer Explosion einer Landmine zerstört ist.
• Die Breite des Gitters 12 entspricht etwa der Kraftfahrzeugbreite. Dies illustriert auch 1, in der das Minenräumgerät 1 etwas breiter als das Kraftfahrzeug dargestellt ist. Die Länge des Gitters 12 beträgt in Betriebsstellung ab der Kraftfahrzeug-Vorderkante mindestens 1,5 m. Hierdurch wird sichergestellt, dass eine Landmine unterhalb des Gitters 12 und nicht unterhalb des zu schützenden Kraftfahrzeuges explodiert. In der Betriebsstellung sind mindestens 3 Streben als Querstreben ausgebildet, an denen die Dauermagnete 20 angebracht sind. Mit 3 Querstreben 13 wird die reelle magnetische Signatur eines Fahrzeuges gut nachgebildet. Die Dauermagnete 20 sind unten an den Querstreben 13 angebracht, wodurch sie sich möglichst nahe an der Bodenoberfläche befinden. Die Querstreben 13 sind mit Verbindungselementen 15 an zwei Längsstreben 14 befestigt. Die Längsstreben 14 bestehen ebenfalls aus ferromagnetischem Material, wodurch sich die magnetische Induktion weiter erhöht. Die Längsstreben 14 ragen an einer Seite über die durch das Gitter 12 definierte Fläche hinaus und die hinausragenden Abschnitte sind als mechanische Schnittstelle 11 zum Anbau an das Bug 30 eines Kraftfahrzeuges ausgebildet. Dadurch ist es leicht möglich, Kraftfahrzeuge für das Minenräumgerät 1 umzurüsten. Bei den verwendeten Dauermagneten 20 handelt es sich um Selten-Erd-Magnete. Diese Dauermagnete 20 weisen hervorragende magnetische Eigenschaften auf. Die Dauermagnete 20 sind als Körper mit gegenüberliegenden, flachen Stirnflächen ausgebildet, wobei die Stirnflächen den magnetischen Polen entsprechen. In Verbindung mit den dargestellten flachseitigen Querstreben 13 ergibt dies eine leichte und einfache Anbringung der flachstirnigen Dauermagnete 20. Betrachtet man einen einzelnen Dauermagneten 20 unter Laborbedingungen, so beträgt die magnetische Induktion in einem Abstand von 50 cm mehr als 70 Mikro-Tesla, wenn hinsichtlich der Messbedingungen der Dauermagnet 20 abweichend von der Betriebsstellung nicht auf einer Strebe haftet.
• Misst man die magnetische Induktion eines eingebauten Dauermagneten 20, erhält man an mindestens einem Meßpunkt unterhalb des Gitters 12 in einem Abstand von 50 cm zu den Dauermagneten 20 eine magnetische Induktion von mindestens 120 Mikro-Tesla, wenn hinsichtlich der Messbedingungen die Dauermagnete 20 entsprechend der Betriebsstellung an den Streben haften.
• Das Minenräumgerät wird erst kurz vor einem Einsatz zusammengebaut und an ein Kraftfahrzeug montiert. In der Vertriebs-, Lagerung- oder Transportstellung ist der Vorbauträger 10 zusammengelegt und die Dauermagnete 20 sind einzeln verpackt. Schraubverbindungen sind geeignet, um die Längsstreben 14 und die Querstreben 13 miteinander zu verbinden. Die Dauermagnete 20 sind zunächst einzeln und voneinander beabstandet verpackt, weil die magnetische Kraft der Dauermagnete 20 so groß ist, dass man sie von Hand nicht mehr voneinander trennen könnte.
• Die 3 und 4 belegen, dass das Minenräumgerät recht gut die magnetische Signatur eines reellen Fahrzeuges nachbildet. Den 3 und 4 liegt ein Versuchsaufbau zugrunde, bei dem ein zweiachsiges Sensorsystem entsprechend einer reellen Mine im Boden vergraben ist. Das Sensorsystem ermittelt die magnetische Induktion in der X- und der Z-Achse. Die X-Achse stellt die in Fahrtrichtung dar. Die Z-Achse ist die Hochachse.
• Eingehend auf den Diagrammaufbau, wird auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate die magnetische Induktion in Mikro-Tesla angegeben. Der eingezeichnete X-Graph und Z-Graph beziehen sich auf die vom Sensorsystem erhaltenen Daten bezüglich der magnetischen Induktion der räumlichen X- und Z-Achse.
• Die Werte von 3 stammen von einem Fahrzeug, das mit 10 km/h über das zweiachsige Sensorsystem gefahren ist. Aus 3 geht hervor, dass die X-Achse und die Z-Achse keinen gleichzeitigen Nulldurchgang aufweisen. Ferner liegt das erste Maximum der X-Achse vor dem ersten Maximum der Z-Achse. Der eingezeichnete Punkt A auf der Zeitachse gibt den Zeitpunkt wieder, an dem sich der Anfang des Fahrzeuges genau oberhalb des Sensorsystems befand. Der Punkt E auf der Zeitachse gibt den Zeitpunkt an, an dem sich das Ende des Fahrzeuges oberhalb des Sensorsystems befand.
• Die 4 zeigt die gute Nachbildung der magnetischen Signatur eines reellen Fahrzeuges mit Hilfe des Minenräumgerätes. Das Minenräumgerät ist an ein Kraftfahrzeug angebaut, welches ebenfalls mit 10 km/h über das eingegrabene Sensorsystem bewegt wurde. Die X-Achse und die Z-Achse haben keinen gleichzeitigen Nulldurchgang. Ferner liegt das erste Maximum der X-Achse vor dem ersten Maximum der Z-Achse. Der auf der Zeitschiene eingezeichnete Punkt AM gibt den Zeitpunkt wieder, an dem sich der Anfang des Minenräumgerätes unmittelbar oberhalb des Sensorsystems befand. Bei dem eingezeichneten, fiktiven Punkt Z würde eine Landmine explodieren.
• Nachfolgend werden Einzelheiten des Minenräumgerätes dargelegt.
• Im Ausführungsbeispiel nach 1 beträgt die Länge des Gitters 12 in Betriebsstellung ab Kraftfahrzeug-Vorderkante 2,00 m. Damit ist man auf der sicheren Seite und erreicht, dass die Detonation einer Landmine ca. 1,7 m vor der Kraftfahrzeug-Vorderkante erfolgt.
• Der Abstand der Querstreben 13 zueinander stellt einen veränderlichen Parameter dar, mit dem die Feldform des erzeugten Magnetfeldes komprimiert oder gedehnt werden kann. Als vorteilhaft hinsichtlich der naturgenauen Nachbildung der Magnetfeldsignatur eines Fahrzeuges erweisen sich folgende Abstände zueinander, wenn drei Querstreben 13 verwendet werden. Betrachtet man die 1 und geht man von der Kraftfahrzeug-Vorderkante aus und schaut in Fahrrichtung, so lassen sich zunächst eine erste Querstrebe, eine weiter entfernt liegende zweite Querstrebe und eine noch weiter entfernt liegende dritte Querstrebe definieren. Der Abstand der ersten Querstrebe von der Kraftfahrzeug-Vorderkante beträgt 0,3 m – 0,8 m. Der Abstand der zweiten Querstrebe von der ersten Querstrebe beträgt 0,3 m – 0,8 m. Der Abstand der dritten Querstrebe von der zweiten Querstrebe beträgt ebenfalls 0,3 m – 0,8 m.
• Die 1 und die 2 zeigen, dass jede Querstrebe 13 mit 5 Dauermagneten 20 versehen ist. Je nach dem, in welcher Form die Dauermagnete 20 im Handel angeboten werden, kann es sich bei dem einzelnen Dauermagneten, der unter Laborbedingungen in einem Abstand von 50 cm mehr als 70 Mikro-Tesla hinsichtlich der magnetischen Induktion erzeugen sollte, auch um einen aus mehreren Dauermagnetscheiben zusammengesetzten Dauermagneten handeln. Verwendbar wären handelsübliche Dauermagnetscheiben, die unter Laborbedingungen in einem Abstand von 50 cm eine magnetische Induktion von mehr als 23 Mikro-Tesla erzeugen. Bei Zusammensetzung eines Dauermagneten aus vier handelsüblichen Dauermagnetscheiben wurde in einem Abstand von 50 cm eine magnetische Induktion von 82 Mikro-Tesla gemessen. Eine handelsübliche Dauermagnetscheibe hat die Abmessungen 42 × 42 × 9 mm. Damit erhält man als Gesamtabmessungen eines zusammengesetzten Dauermagneten 20 die Maße 42 × 42 × 36 mm.
• Die Ausrichtung der Dauermagnete 20 erfolgt nach einer Analyse der Bedrohungssituation. Sind Panzerabwehrminen mit mehrachsigen Sensoren verlegt worden, belegt man die erste Querstrebe 13 so, dass die Dauermagnete 20 mit dem Pluspol nach unten entgegen des Erdmagnetfeldes ausgerichtet sind. Die zweite Querstrebe 13 belegt man so, dass die Dauermagnete 20 mit dem Pluspol nach oben in Richtung des Erdmagnetfeldes ausgerichtet sind. Die dritte Querstrebe 13 belegt man so, dass die Dauermagnete 20 mit dem Pluspol nach unten entgegen des Erdmagnetfeldes ausgerichtet sind. Die vorgenannte Anordnung gilt für die nördliche Erdhalbkugel. Auf der südlichen Erdhalbkugel gilt die umgekehrte Ausrichtung der Pole der Dauermagnete 20.

1

Minenräumgerät

10

Vorbauträger

11

mechanische Schnittstelle

12

Gitter

13

Querstrebe

14

Längsstrebe

15

Verbindungselemente

20

Dauermagnet

30

Bug eines Kraftfahrzeuges

Claims (9)

1. Minenräumgerät (1) mit folgenden Merkmalen: • das Minenräumgerät (1) umfasst einen Vorbauträger (10), • der Vorbauträger (10) weist eine mechanische Schnittstelle (11) zum Anbau an einen Bug (30) eines Kraftfahrzeuges auf, • der Vorbauträger (10) weist in Betriebsstellung im Anschluss an die mechanische Schnittstelle (11) in Fahrtrichtung ein flächig ausgebildetes Gitter (12) auf, • das Gitter (12) weist Streben auf, die aus ferromagnetischem Material bestehen, • das Minenräumgerät (1) umfasst ferner eine Vielzahl von starken Dauermagneten (20), die vor einem Einsatz in einer vorbestimmten Anordnung an den Streben anbringbar sind, um die magnetische Signatur des Kraftfahrfahrzeuges nachzubilden.
2. Minenräumgerät (1) nach Anspruch 1, bei dem die Länge des Gitters (12) in Betriebsstellung ab Kraftfahrzeug-Vorderkante mindestens 1,5 m beträgt.
3. Minenräumgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in Betriebsstellung mindestens drei Streben als Querstreben (13) ausgebildet sind, an denen die Dauermagnete (20) anbringbar sind.
4. Minenräumgerät (1) nach Anspruch 3, bei dem die Dauermagnete (20) von unten an die Querstreben (13) anbringbar sind.
5. Minenräumgerät (1) nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die Querstreben (13) an mindestens zwei Längsstreben (14) befestigt sind.
6. Minenräumgerät (1) nach Anspruch 5, bei dem die Längsstreben (14) an einer Seite über die durch das Gitter (12) definierte Fläche hinausragen und bei dem die hinausragenden Abschnitte als mechanische Schnittstelle (11) zum Anbau an das Bug (30) eines Fahrzeuges ausgebildet sind.
7. Minenräumgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Dauermagnete (20) Selten-Erd-Magnete sind.
8. Minenräumgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Dauermagnete (20) als Körper mit gegenüberliegenden, flachen Stirnflächen ausgebildet sind, wobei die Stirnflächen den magnetischen Polen entsprechen.
9. Minenräumgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem in der Transportstellung der Vorbauträger (10) zusammengelegt und die Dauermagnete (20) einzeln oder in Gruppen verpackt sind.