DE10242742A1

DE10242742A1 - Structure for protecting buildings against aircraft attack, comprises wall spaced from building, which has tensioning members anchored in ground

Info

Publication number: DE10242742A1
Application number: DE10242742A
Authority: DE
Inventors: Josef Eibl
Original assignee: Individual
Current assignee: EIBL, JOSEF, PROF. DR.-ING., 80805 MUENCHEN, DE
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-03-18

Abstract

A structure for protecting buildings, especially nuclear power plants, against aircraft attack, comprises a protective wall (1) spaced from the building (3). The wall converts the impulse of a high speed aircraft mass into aircraft components of lower speed and large wall components. The aircraft and wall components do not reach the building. The wall has tensioning members anchored in the ground, and vertical posts (11).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzstruktur zur Absicherung von Bauwerken, insbesondere Kernkraftwerken gegen Angriffe durch Flugzeuge.The present invention relates to a protective structure to secure buildings, in particular Nuclear power plants against aircraft attacks.

Die letzte Generation deutscher Kernkraftwerke ist von ihren statischen Eigenschaften her so ausgelegt, dass die Reaktor-Containments Angriffen von Militärflugzeugen Stand halten. Wie die jüngste Vergangenheit gezeigt hat, sind mittlerweile aber insbesondere terroristische Angriffe auf Kernkraftwerke denkbar, bei denen die gegenüber Militärmaschinen wesentlich schwereren und größeren Verkehrsflugzeuge eingesetzt werden könnten.The last generation of German nuclear power plants is designed in terms of its static properties so that the Reactor containments withstand attacks from military aircraft. How the recent past has shown, but are now particularly terrorist Attacks on nuclear power plants conceivable, in which those compared to military machines are essential heavier and larger commercial aircraft could be used.

Eingehende Untersuchungen des Anmelders haben ergeben, dass bei einem Aufprall eines derartigen Fluggeräts mit bis etwa 500 t Gewicht auf eine im Wesentlichen starre Wand Kräfte von etwa 500 bis 600 MN (Mega-Newton) auftreten können. Diese resultieren aus der Aufprallgeschwindigkeit, der Masse und der Deformation des Flugzeugs an der Wand. Wie weitere Analysen inzwischen gezeigt haben, ertragen die zuletzt gebauten Reaktor-Containments des so genannten Convoy – Typs, obwohl ursprünglich nur für den Stoß eines kleineren Militärflugzeuges ausgelegt, als Folge u.a. reichlicher Vorhaltewerte bei der Ausführung und speziell der Beton-Nacherhärtung einen Aufprall auch von schweren Verkehrsflugzeugen.In-depth investigations by the applicant have shown that in the event of an impact of such an aircraft with up to about 500 t weight on a substantially rigid wall about 500 to 600 MN (Mega Newton) can occur. These result from the impact speed, the mass and the deformation of the aircraft on the wall. As other analyzes have shown, endured the most recently built reactor containments of the so-called convoy type, although originally only for the push of a smaller military aircraft designed as a result abundant reserve values in the execution and especially the concrete post-hardening an impact even from heavy commercial aircraft.

Dies gilt jedoch nicht für die noch in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke älteren Typs, vornehmlich aber für die so genannten Siedewasserreaktoren. Um diese älteren Kraftwerke gegen die oben skizzierten Angriffe zu sichern, sind daher unbedingt zusätzliche Maßnahmen erforderlich. Was ansonsten eine durch gezielten Absturz einer Verkehrsmaschine ausgelöste nukleare Katastrophe für Folgen hätte, ist offensichtlich und braucht hier nicht weiter erläutert zu werden.However, this does not apply to that yet older type nuclear power plants in operation, but primarily for the so-called boiling water reactors. To counter these older power plants Securing the attacks outlined above are therefore definitely additional activities required. What else is a targeted crash of a traffic machine triggered nuclear disaster for Would have consequences obvious and need not be explained further here.

Aufgrund der oben geschilderten Tatsachen ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schutzstruktur zur Verfügung zu stellen, die bei erträglichem Kostenaufwand die Sicherheit von gefährdeten Gebäuden, insbesondere Kernkraftwerken auch bei Angriffen mit großen Verkehrsflugzeugen gewährleistet.Because of the facts outlined above it is therefore an object of the present invention to provide a protective structure to disposal to ask who is bearable The security of endangered buildings, in particular nuclear power plants, also costs in attacks with large Commercial aircraft guaranteed.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass bei den meisten Kernkraftwerken eine Absicherung über einem horizontalen Winkelbereich von etwa 100° bis etwa 130° genügt, weil die Containments in dem verbleibenden Winkelbereich von etwa 230° bis 260° von weiteren Gebäuden so umgeben bzw. daran angebaut sind, dass dieser Containment-Bereich hinreichend abgeschirmt ist.The invention is based on the Realized that in most nuclear power plants a hedge above one horizontal angular range from about 100 ° to about 130 ° is sufficient because the containments in the remaining angular range of about 230 ° to 260 ° from others buildings are surrounded or attached to this containment area is adequately shielded.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Schutzwand vorgesehen ist, die beabstandet vor dem Bauwerk angeordnet und derart ausgebildet ist, dass der Impuls eines mit hoher Geschwindigkeit anfliegenden Flugzeugmasse resp.Teilmasse (Berstlast) in einen Impuls mit geringerer Geschwindigkeit und großer Masse der Schutzwand zusammen mit der verbleibenden Masse des Flugzeugs umgewandelt wird. Die letztgenannten Massenteile werden durch eine kontrollierte Bewegung. vor dem Kraftwerk zu Boden geführt. Das zu schützende Bauwerk wird damit nicht oder nur in ungefährlicher Weise von Trümmern des Flugzeugs oder der Schutzwand erreicht.The stated object is achieved according to the invention solved, that a protective wall is provided, which is spaced in front of the building arranged and designed such that the pulse of a Aircraft mass or partial mass approaching at high speed (Burst load) into a pulse with lower speed and large mass the bulkhead along with the remaining mass of the aircraft is converted. The latter mass parts are by a controlled movement. led to the ground in front of the power plant. That too protective The building is therefore not or only in a harmless manner from the ruins of the Airplane or the bulkhead reached.

Die erfindungsgemäße Wirkung besteht also darin, dass Flugzeugteilmassen, die beim Zerbersten des Flugzeugs mit hoher Geschwindigkeit auf die Wand aufprallen, ihren Impuls auf die Wand bzw. auf Wandteile übertragen, die gegenüber den Flugzeugteilmassen hohes Gewicht resp. Masse haben und nach dem Impulsübertrag gegenüber den Flugzeugteilmassen deutlich niedrigere Geschwindigkeiten aufweisen. Entscheidend ist dabei nicht die statische Festigkeit der Wand, sondern deren schwere Masse, die den Impuls des Flugzeugs dynamisch aufnimmt und die dann ihrerseits, insbesondere mittels Zugelementen, kontrolliert vor dem Gebäude zu Boden geführt wird. Die dabei durch den Aufschlag am Boden induzierten Erschütterungen können durch entsprechende Bodenauffüllung oder Bodenaustausch so abgefedert werden, dass die ansonsten extremen Erschütterungen im Gebäude-Inneren, insbesondere im Containment eines Kernreaktors hinreichend reduziert werden.The effect according to the invention is therefore that partial aircraft masses that break when the aircraft bursts with high Impact speed on the wall, its impulse on the wall or transferred to wall parts, the opposite the aircraft partial masses high weight, respectively. Have mass and after the momentum transfer across from the aircraft masses have significantly lower speeds. The decisive factor is not the static strength of the wall, but rather their heavy mass, which dynamically stimulates the plane picks up and then in turn, especially by means of tension elements, checked in front of the building led to the ground becomes. The vibrations induced by the impact on the ground can by filling the floor accordingly or soil exchange are cushioned so that the otherwise extreme shocks inside the building, adequately reduced especially in the containment of a nuclear reactor become.

Der Vorteil einer derartigen Wandkonstruktion ergibt sich einerseits daraus, dass anders als bei einer eventuellen Überbauung des Kernkraftwerkes kein Betriebsstillstand des Kraftwerkes in Kauf zu nehmen ist, was enorme Kosten verursachen würde. Die Wand kann vielmehr in entsprechend weitem Abstand errichtet werden, ohne dass der Reaktorbetrieb beeinträchtigt wird.The advantage of such a wall construction On the one hand, this results from the fact that, unlike a possible superstructure of the nuclear power plant no shutdown of the power plant in purchase to take is what would incur enormous costs. Rather, the wall can be set up at a corresponding distance without affecting the operation of the reactor.

Die Erfindung hat daneben auch den Vorteil, dass die statische Biege-resp. Schubfestigkeit der Wand nicht maßgeblich für den erfolgreichen Schutz ist. Denn eine starre Wand, die einer derartig hohen Belastung Stand halten könnte, würde einen im Vergleich zur vorliegenden Erfindung gravierend größeren Aufwand erfordern mit entsprechend höheren Kosten.The invention also has the Advantage that the static bending resp. Shear resistance of the wall not relevant for the successful protection. Because a rigid wall like that withstand high loads, would one in comparison to the present invention, considerably more effort require with correspondingly higher costs.

Die erwünschte kontrollierte Führung der Schutzwand nach dem Flugzeug-Aufprall erfolgt zweckmäßigerweise durch Zugelemente, insbesondere Stahlseile, die an der Schutzwand angeordnet sind, vorzugsweise im Inneren der Schutzwand geführt sind und im Boden verankert werden. Dabei verlaufen die Zugmittel etwa vertikal bis nahezu zum oberen Rand der Schutzwand, wogegen ihre unteren Enden im Wand-Fundament oder an weiter nach unten laufenden Zugpfählen oder dergleichen im Boden verankert sind.The desired controlled guidance of the bulkhead after the plane crash expediently takes place by tension elements, especially steel cables, on the protective wall are arranged, preferably guided inside the bulkhead and be anchored in the ground. The traction means run approximately vertically to almost the top of the bulkhead, against which lower ends in the wall foundation or on further down tension piles or the like are anchored in the ground.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Wand als verankerte Gitterstruktur ausgebildet, durch die das Flugzeug beim Aufprall in Einzelteile zerkleinert wird. Die Gitterstruktur gewährleistet dabei, dass die besonders gefährlichen Teile wie die Tragflächen, mit den Treibstoff-Tanks, vom Flugzeug abgeschert werden.In a particularly advantageous manner, the wall is designed as an anchored lattice structure, through which the aircraft is broken up into individual parts on impact. The lattice structure ensures that the particularly dangerous parts such as the wings, with the fuel tanks, are sheared off the aircraft.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Gitterstruktur so ausgebildet ist, dass sie sich vertikal erstreckt, und aus einer Reihe von im Boden verankerten, etwa vertikalen Pfosten und vor allem aus mindestens einem, vorzugsweise zwei beabstandeten, horizontal verlaufenden, massigen Querelementen im oberen Bereich besteht.It is particularly advantageous if the lattice structure is designed to extend vertically, and a series of vertical posts anchored to the floor and especially from at least one, preferably two spaced, horizontal, massive cross elements in the upper area consists.

Zur Unterstützung des Zerkleinerungseffekts können die Pfosten und/oder die Querelemente in Aufprallrichtung verjüngend ausgebildet sein, sodass sie entweder Spitzen oder Rippen, gegebenenfalls mit einer zusätzlichen Stahlpanzerung versehen, bilden, die das Flugzeug quasi zerschneiden.To support the crushing effect, the Posts and / or the transverse elements tapered in the direction of impact so that they have either tips or ribs, possibly with an additional Provide steel armor, which virtually cut the plane.

Die Schutzwand, die zweckmäßig aus Stahlbeton besteht, kann horizontale und vertikale Bewehrungselemente, insbesondere aus Betonstahl aufweisen, die als Netzwerk ausgebildet eine Separierung großer Wandteile voneinander und damit eine Geschossbildung von Bruchstücken verhindert.The protective wall, which expediently Reinforced concrete, horizontal and vertical reinforcement elements, have in particular made of reinforcing steel, which is formed as a network a large separation Wall parts from each other and thus preventing the formation of floors of fragments.

Durch die in Kanälen innerhalb der lotrechten Pfosten dieser Wandstruktur geführten Zugelemente, die etwa in Bohrpfählen im Boden verankert sind, wird ein kreisbogenartiges Umkippen zumindest der betroffenen Wandteile und insbesondere der schweren Querelemente an ihrem oberen Ende erzwungen. Es ist also ausgeschlossen, dass größere Wandteile weiter in Richtung des Reaktorbereichs fliegen. Die an der vertikalen Bewehrung „hängenden" Wandteile können maximal in horizontaler Richtung nur so weit fliegen, wie es die der Länge der vertikalen Zugelemente erlaubt.Through the in channels inside the vertical post guided this wall structure Tension elements, such as in bored piles are anchored in the ground, at least an arc-like tipping over the affected wall parts and especially the heavy cross elements enforced at their upper end. So it is impossible that larger wall parts continue to fly towards the reactor area. The one on the vertical Reinforcement "hanging" Wall parts can fly in the horizontal direction only as far as they can the length the vertical traction elements allowed.

Gegen den kurzfristig auftretenden Horizontalschub werden die Pfosten in einem Fundamentbalken verankert, der gleichzeitig die Zugpfahl-Köpfe verbindet. Durch den Aufprall klappt die Wand dann oberhalb des Fundamentes ähnlich einer Tür mit horizontalem Scharnier ab Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die in einem Pfahlrost am Boden verankerten Zugelemente als Vorspannglieder zur Vorspannung der aufgehenden Stahlbetonpfosten verwendet werden.Against the short-term Horizontal thrust the posts are anchored in a foundation beam, that connects the piles heads at the same time. Due to the impact, the wall then folds above the foundation like one Door with horizontal hinge from additional it is possible, that the tension elements anchored in a pile grate on the ground as Prestressing members for prestressing the rising reinforced concrete posts be used.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann die Schutzwand in Bodennähe für den Flugzeuganprall Sollbruchstellen erhalten, die ein Abklappen der Wand weitgehend als Ganzes unterstützen. Für konventionelle Beanspruchungen aus Wind resp. Erdbebenbeanspruchung können Abspannseile angeordnet werden, die im Falle des Flugzeuganpralls zerstört werden dürfen. Wie oben erwähnt, liegt der Erfindung der Grundgedanke zu Grunde, dass die Wand den Aufprall eines Flugzeugs dynamisch auffängt, wodurch die Wand in weiten Teilen schlicht umfällt. Dieser Effekt wird durch diese Sollbruchstellen begünstigt.According to another training According to the invention, the protective wall near the ground for predetermined breaking points for the aircraft impact get that largely support folding down the wall as a whole. For conventional Stresses from wind resp. Earthquake stress can use guy ropes be arranged, which will be destroyed in the event of an aircraft impact allowed to. As mentioned above, the invention is based on the basic idea that the wall Airplane impact dynamically absorbs, causing the wall to widen Sharing simply falls over. This effect is promoted by these predetermined breaking points.

Zweckmäßig entspricht der Abstand zwischen Schutzwand und Bauwerk zumindest der Wandhöhe, die durch den maximalen Anflugwinkel der Flugzeuge von etwa 13° bezogen auf die Höhe des zu schützenden Bauwerkes bestimmt wird.The distance suitably corresponds between bulkhead and structure at least the wall height that based on the maximum approach angle of the aircraft of approximately 13 ° to the level of to be protected Building is determined.

Insbesondere wenn eine Gitterstruktur mit großen Öffnungen vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, dass hinter den Öffnungen Abweisblenden vorhanden sind, die durchfliegende Einzelteile in eine für das Bauwerk ungefährliche Richtung ablenken. Denn je nach Größe der offenen Bereiche im Gitter ist es möglich, dass nicht ganz ungefährliche Bruchstücke des Flugzeugs, beispielsweise die sehr harten Triebwerkskerne noch durch die Öffnungen passen und ohne Ablenkung auf den Reaktorbereich zufliegen. Dies wird durch die Abweisblenden ausgeschlossen. Die übrigen gefährlichen Flugzeugteile, nämlich die Flügel mit den Tanks werden schon vorher durch die Gitterwand zerstört und abgefangen, so dass sie nicht in unmittelbarer Reaktornähe explodieren können.Especially if a lattice structure with large openings is provided, it is advantageous that behind the openings Deflectors are available, the flying parts in one for that Safe building Distract direction. Because depending on the size of the open areas in the Grid it is possible that not entirely harmless Fragments of the Aircraft, for example the very hard engine cores the openings fit and fly towards the reactor area without distraction. This is excluded by the deflectors. The rest of the dangerous ones Aircraft parts, namely the wings with the tanks are already destroyed and intercepted by the grid wall, so that they cannot explode in the immediate vicinity of the reactor.

Diese Abweisblenden können separat hinter der Wand aufgestellt oder unmittelbar mit ihr verbunden sein. Zweckmäßig erstrecken sich die Ablenkblenden von der Wand aus schräg nach hinten.These deflectors can be separated set up behind the wall or connected directly to it. Expediently extend the baffles from the wall diagonally backwards.

Alternativ können Stahlseilnetze mit entsprechender Maschenweite in oberen Öffnungen zwischen den waagrechten Riegeln und senkrechten Pfosten des Tragwerks zum Einsatz kommen.Alternatively, steel cable nets with the appropriate Mesh size in upper openings between the horizontal transoms and vertical posts of the structure are used.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.Other advantages and features of present invention result from the following description and from the drawings of a preferred embodiment of the invention.

Dabei zeigt:It shows:

1 einen Grundriss eines typischen Kernkraftwerks mit dem Reaktor-Containment, seinen Nachbargebäuden und der erfindungsgemäßen Schutzwand; 1 a floor plan of a typical nuclear power plant with the reactor containment, its neighboring buildings and the protective wall according to the invention;

2 eine Front- und Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schutzwand im Vertikalschnitt, sowie eine Draufsicht von oben; 2 a front and side view of the protective wall according to the invention in vertical section, and a plan view from above;

3 eine Seitenansicht der Wand mit Sollbruchstelle und Abspannung und 3 a side view of the wall with predetermined breaking point and guy and

4 eine Prinzipskizze. 4 a schematic diagram.

1 zeigt ein Kernkraftwerk mit einer Schutzwand 1, vorzugsweise aus Stahlbeton, dem Reaktor-Containment 2 und mehreren Betriebsgebäuden 3. Die Betriebsgebäude schirmen das Containment üblicherweise in einem Winkelbereich von etwa 230 – 260 Grad ausreichend ab. Bei Angriffen mit Verkehrsflugzeugen, die diese Betriebsgebäude anfliegen, besteht keine Gefahr für die Reaktorsicherheit, da diese Bauwerke das Flugzeug abfangen und keine entscheidende Beschädigung des Containments erlauben würden. Die Schutzwand 1 erstreckt sich deshalb bogenförmig nur in einem Bereich von ca. 90-130° um den freien Bereich des Containments. 1 shows a nuclear power plant with a bulkhead 1 , preferably made of reinforced concrete, the reactor containment 2 and several company buildings 3 , The company buildings usually adequately shield the containment in an angular range of around 230 - 260 degrees. In the event of attacks by commercial aircraft flying to these company buildings, there is no danger to reactor safety, since these structures intercept the aircraft and would not permit any decisive damage to the containment. The protective wall 1 therefore extends in an arc shape only in a range of approx. 90-130 ° around the free area of the containment.

2 zeigt links eine Seitenansicht, rechts eine Draufsicht in Aufprallrichtung und unten eine Ansicht von oben auf die erfindungsgemäße Schutzwand. Sie ist als Gitterwand ausgebildet mit zahlreichen vertikal verlaufenden Pfosten 4 und zwei, zu diesen senkrecht angeordneten balkenförmigen Querelementen 5. Natürlich können auch mehr Querelemente vorgesehen sein. Die Pfosten 4 und die Querelemente 5 bilden zusammen Gitteröffnungen 6, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 15 Meter breit und etwa 20 – 25 Meter hoch sind. Die Gesamthöhe der Schutzwand beträgt etwa 55 m mit Rücksicht auf die Bauhöhe des Containments, ihrem Abstand zu diesem, und dem maximalen Anflugwinkel von Verkehrsflugzeugen mit etwa 13°. Die Tiefe der Pfosten 4 beträgt etwa 4-5 m, die Breite ist veränderlich zwischen 3 und 1 m. Die Querelemente 5 haben eine Höhe von etwa 2-4 m ihre Tiefe beträgt etwa etwa 5-6 m. Hier sind aber auch andere Maße denkbar. 2 shows on the left a side view, on the right a top view in the direction of impact and below a view from above of the protective wall according to the invention. It is designed as a lattice wall with numerous vertical posts 4 and two, too this vertically arranged bar-shaped cross elements 5 , Of course, more transverse elements can also be provided. The posts 4 and the cross members 5 together form lattice openings 6 which are about 15 meters wide and about 20-25 meters high in the present embodiment. The total height of the bulkhead is around 55 m, taking into account the height of the containment, its distance from it, and the maximum approach angle of commercial aircraft at around 13 °. The depth of the posts 4 is about 4-5 m, the width is variable between 3 and 1 m. The cross elements 5 have a height of about 2-4 m and their depth is about 5-6 m. However, other dimensions are also conceivable here.

Die Pfosten 4 sind im Erdboden in einer Fundamentplatte gegründet. Außerdem zeigt die Seitenansicht von 2, dass in den Pfosten Zugzeile 7 direkt oder über Hüllrohre einbetoniert sind. Diese Zugseile erstrecken sich über die gesamte Wandhöhe und sind zumindest im Wandfundament festgelegt, können sich darüber hinaus aber auch in weiter nach unten laufende Zugpfähle erstrecken. Die Zugseile 7 können in den Pfosten 4 mit einem gewissen Querversatz verlegt sein, derart, dass sie im oberen Pfostenbereich an der dem Aufprall abgewandten Seite beginnen und dann, wie in der Seitenansicht gezeigt, schräg nach unten zur Aufprallseite hin verlaufen, so dass sie schon aufgrund ihres Verlaufes eine höhere Gegenkraft bei einem Aufprall aufbauen.The posts 4 are founded in the ground in a foundation plate. Also shows the side view of 2 that in the mullion train line 7 are concreted in directly or via cladding tubes. These traction ropes extend over the entire wall height and are at least fixed in the wall foundation, but can also extend into traction piles running further down. The pull ropes 7 can in the post 4 be laid with a certain transverse offset, such that they start in the upper post area on the side facing away from the impact and then, as shown in the side view, run obliquely downwards towards the impact side, so that due to their course they have a higher counterforce at one Build up impact.

3 zeigt eine Seitenansicht einer alternativen Struktur, die an ihrem Fuß mit einem Stahlbetongelenk 9, einer „Sollbruchstelle" ausgebildet ist, sowie wiederum die Pfahlgründung, die die Zugseilkraft in den Boden ableitet. Bei dieser Alternative sind Abspannseile 10 für die Aufnahme von Windkräften und gegebenenfalls Erdbeben-Beanspruchungen im „Normalbetrieb" notwendig. Im Inneren jedes Pfostens sind ein oder mehrere Stahlzugseile geführt, die auch zur exzentrischen Vorspannung der Pfosten im Normalbetrieb genutzt werden können (Pfostenquerschnitt in 2). 3 shows a side view of an alternative structure attached to her foot with a reinforced concrete joint 9 , a "predetermined breaking point", and again the pile foundation, which derives the pulling rope force into the ground. In this alternative, guy ropes 10 necessary for absorbing wind forces and possibly earthquake stresses in "normal operation". Inside each post there are one or more steel cables that can also be used for the eccentric pretensioning of the posts in normal operation (post cross-section in 2 ).

Entscheidend ist nun, dass sich durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Schutzwand 1 folgende Funktionsweise bei einem Flugzeugangriff ergibt: Wenn ein Flugzeug auf die Wand auftrifft, wird es zunächst durch die Gitterkonstruktion zerkleinert, insbesondere werden die Flügel des Flugzeugs abgerissen und zertrümmert. Durch den Aufprall kippt die Wand als Ganzes um, entweder um das ausgebildete Stahlbetongelenk oder durch ein kombiniertes Schub-Biege-Versagen des „langen Kragarms", wobei die bodennahen Pfostenteile ähnlich wie ein Gelenk mit horizontaler Schwenkachse wirken.It is now crucial that the protective wall is constructed according to the invention 1 the following functions in the case of an aircraft attack: If an aircraft hits the wall, it is first crushed by the grid construction, in particular the wings of the aircraft are torn off and smashed. As a result of the impact, the wall tilts as a whole, either around the trained reinforced concrete joint or as a result of a combined push-bend failure of the "long cantilever arm", whereby the post parts near the floor act like a joint with a horizontal swivel axis.

Der Zerkleinerungseffekt des Gitters wird durch eine besondere Ausgestaltung der Pfosten 4 und der Querelemente 5 verstärkt, die in Aufprallrichtung (Pfeil in 2) gegebenenfalls verjüngend ausgebildet werden können. In der Ausschnittsvergrößerung innerhalb der Draufsicht von 2 ist diese mögliche Verjüngung für ein Querelement dargestellt. Es sind dabei viele Verjüngungsvarianten denkbar, bis hin zu stahl-gepanzerten Spitzen an der dem Flugzeug zugewandten Seite.The crushing effect of the grid is due to a special design of the posts 4 and the cross members 5 reinforced in the direction of impact (arrow in 2 ) can be tapered if necessary. In the enlargement within the top view of 2 this possible taper is shown for a cross element. Many tapering variants are conceivable, right down to steel-armored tips on the side facing the aircraft.

Da es vorkommen kann, dass massivere größere Flugzeugteile, wie etwa die Triebwerkskerne, durch die Gitteröffnungen 6 (2) hindurchtreten, sind zumindest im oberen Wandbereich Ablenkblenden 11 vorgesehen, die in 1, 2 unten resp.3 dargestellt sind. Sie erstrecken sich im Grundriss schräg hinter der Schutzwand, bezogen auf die Richtung aus der ein möglicher Flugzeugangriff erfolgt. Die Ablenkblenden sorgen dafür, dass im Bereich der Öffnungen 6 auftreffende Bruchstücke, in eine Richtung abgelenkt werden, die für das Reaktorgebäude ungefährlich ist (1). Gegebenenfalls können die Ablenkblenden 11 an ihren freien Enden durch Stahlseile oder dergleichen mit der Schutzwand verbunden sein, um ihre Stabilität zu erhöhen.Because it can happen that more massive larger aircraft parts, such as the engine cores, through the grille openings 6 ( 2 ) pass through, there are baffles at least in the upper wall area 11 provided that in 1 . 2 below resp. 3 are shown. They extend diagonally behind the bulkhead in relation to the direction from which a possible aircraft attack takes place. The baffles ensure that in the area of the openings 6 incoming fragments are deflected in a direction that is harmless to the reactor building ( 1 ). If necessary, the baffles 11 be connected to the protective wall at their free ends by steel cables or the like in order to increase their stability.

4 zeigt schematisch die Vorgänge beim Aufprall einer Flugzeugmasse auf die Schutzwand am Beispiel zweier Pendel. Die große Betonmasse, die im Zustand vor der Beanspruchung auf einer Unterkonstruktion steht, symbolisiert die Schutzwand 1. Sie wird durch die kleinere Flugzeugmasse 12 mit hoher Geschwindigkeit angestoßen und in Bewegung gesetzt – rechter Teil von 4 -. Die bewegte Gesamtmasse wird durch die Zugseile kontrolliert und auf annähernd einer Kreisbahn zum Boden abgeführt. 4 shows schematically the processes when an aircraft mass collides with the bulkhead using the example of two pendulums. The large concrete mass, which stands on a substructure before being used, symbolizes the protective wall 1 , It is due to the smaller aircraft mass 12 pushed at high speed and set in motion - right part of 4 -. The total moving mass is controlled by the traction ropes and discharged to the ground on an almost circular path.

Die Flugbahn der Masse nach einem Aufprall wie in 4 dargestellt, lässt sich grob in drei Abschnitte unterteilen:
Im ersten Abschnitt verläuft die Flugbahn bei näherungsweise horizontal anfliegendem Flugzeug wegen der einwirkenden Erdbeschleunigung auf einer sehr kurzen Strecke knapp unterhalb einer Kreisbahn. Dabei wird kurzfristig keine Seilkraft wirksam.The trajectory of the mass after an impact as in 4 can be roughly divided into three sections:
In the first section, the trajectory of a plane approaching horizontally runs for a very short distance just below a circular path due to the gravitational acceleration. No rope force is effective for a short time.

Im zweiten Abschnitt, ab dem Schnittpunkt der geschilderten Flugbahn mit der durch die Seillänge bestimmten Kreisbahn, wird die Seilzugkraft geweckt, die durch die Verankerung der Seile in den Boden abgeleitet wird.In the second section, from the intersection of the trajectory described with the circular path determined by the rope length the cable pull aroused by the anchoring of the ropes in the soil is derived.

Schließlich kann in einem dritten Abschnitt im untersten Bereich der Kreisbahn bei vorgegebenen Anflugparametern die Flugbahn in Abhängigkeit von den Parametern der Konstruktion, Seillänge und Betonmasse, auch wieder ohne Zugseilkraft unterhalb der Kreisbahn verlaufen. Die horizontale Länge der Flugbahn bleibt jedoch in jedem Falle durch die Seillänge begrenzt.Finally, in a third Section in the lowest area of the circular path with given approach parameters the trajectory depending on the parameters of construction, rope length and concrete mass, again run underneath the circular path without pulling rope. The horizontal Length of However, the trajectory remains limited by the length of the rope.

Die auftretenden Erschütterungen beim Einschlag am Boden können durch entsprechende Bodenauffüllung oder Bodenersatz gedämpft werden.The vibrations that occur when hitting the ground by filling the floor accordingly or steamed soil replacement become.

Zusammenfassend besteht der Kern der Erfindung darin, dass nicht die statische Betonfestigkeit der Schutzwand, die einen enormen Aufwand notwendig machen würde, maßgebend ist, sondern nur deren schwere Masse. Diese nimmt den Hauptimpuls des aufprallenden Flugzeuges auf, das Zugseil überführt ihn in eine kontrollierte Bewegung. Die Struktur des Flugzeugs wird zerstört (Berstlast) und in Bruchstücke aufgeteilt, die teilweise abgelenkt weiter fliegen. Der Berstimpuls liegt deshalb unter dem Gesamtimpuls des stoßenden Flugzeugs. Die Schutzwand muss bezüglich ihrer Stahlbetonbewehrung nicht im klassischen Sinne gegen Versagen bemessen werden. Sie ist nur so auszulegen, dass eine völlige Separierung großer Bruchstücke verhindert wird.In summary, the essence of the invention is that it is not the static concrete strength of the protective wall, which would make an enormous effort, that is decisive, but only its heavy mass. This takes up the main impulse of the impacting aircraft, the pull rope puts him in a controlled movement. The structure of the aircraft is destroyed (bursting load) and broken up into fragments that continue to fly, sometimes distracted. The bursting pulse is therefore below the total impulse of the impacting aircraft. The protective wall does not have to be dimensioned against failure in the classic sense with regard to its reinforced concrete reinforcement. It should only be designed so that a complete separation of large fragments is prevented.

Claims

1) Protective structure for securing buildings, in particular nuclear power plants, against attacks by aircraft, characterized in that a protective wall ( 1 ) in front of the building ( 3 ) is arranged and designed such that at least the momentum of a part of the aircraft mass approaching at high speed ( 12 ) in a pulse of lower-speed aircraft masses and wall parts ( 1 ) is converted to a larger mass, with the aircraft part masses and wall parts ( 1 ) are guided in an essentially controlled movement so that they protect the structure to be protected ( 2 ) or not reach it in a non-dangerous way.

Protective structure according to claim 1, characterized in that the controlled guidance of the protective wall ( 1 ) or its parts by traction means anchored in the ground ( 7 ) he follows.

Protective structure according to claim 2, characterized in that the traction means ( 7 ) are designed as approximately vertical steel cables that run almost to the top of the protective wall.

Protective structure according to claim 2, characterized in that the traction means ( 7 ) in channels of the protective wall ( 1 ) run.

Protective structure according to claim 1, characterized in that the wall ( 1 ) is designed as a lattice structure anchored to the ground, through which the aircraft ( 12 ) is crushed into individual parts on impact.

Protective structure according to claim 5, characterized in that the lattice structure extends substantially vertically and from a series of anchored in the ground, approximately vertically extending posts ( 4 ) and at least one transverse element running perpendicular to it ( 5 ) consists.

Protective structure according to claim 6, that the posts ( 4 ) embedded in a foundation in the ground and / or connected with tension piles.

Protective structure according to claim 6, characterized in that the posts ( 4 ) and / or the cross element ( 5 ) are designed to taper in the direction of impact to support the crushing effect.

Protective structure according to claim 6, characterized in that the posts ( 4 ) and / or the cross element ( 5 ) taper sharp in the direction of impact.

Protective structure according to claim 1, characterized in that the wall ( 1 ) has horizontal and vertical reinforcement elements, which are connected to each other and which may be anchored in the ground.

Protective structure according to at least claim 1, characterized in that the wall ( 1 ) consists essentially of concrete, in particular reinforced reinforced concrete.

Protective structure according to at least claim 1, characterized in that the wall ( 1 ) near the ground via predetermined breaking points ( 9 ) that folds down the wall ( 1 ) largely as a whole upon impact of the aircraft ( 12 ) support.

Protective structure according to claim 1, characterized in that the wall ( 1 ) by supports arranged on both sides, in particular by anchoring bracing means ( 10 ) is held against wind forces and the like.

Protective structure according to at least claim 1, characterized in that the distance between the protective wall ( 1 ) and structure ( 2 ) corresponds at least to the wall height.

Protective structure according to at least claim 1, characterized in that the protective wall ( 1 ) is biased towards the floor.

Protective structure according to at least claim 1, characterized in that behind the wall ( 1 ) Baffles ( 11 ) are available, which separate the individual parts into one for the building ( 2 ) deflect the safe direction.

Protective structure according to claim 16, characterized in that the baffles ( 11 ) with the wall ( 1 ) are connected.

Protective structure according to claim 16, characterized in that the baffles ( 11 ) from the wall ( 1 ) extend obliquely backwards and to secure their position angled to the wall surface each with holding elements, steel cables, nets or the like with the wall ( 1 ) are connected.

Protective structure according to at least claim 18, characterized in that the holding elements, steel cables, nets or the like at the free ends of the baffles ( 11 ) attack.

Protective structure according to at least claim 1, characterized in that the structure ( 2 ) is a nuclear power plant and the parameters of the protective wall ( 1 ), in particular their height, thickness and distance to the power plant are coordinated so that individual parts of the aircraft penetrating to the reactor shell ( 12 ) and / or the protective wall ( 1 ) do not destroy them.