DE112012001630T5

DE112012001630T5 - Mehrschichtpanzerung

Info

Publication number: DE112012001630T5
Application number: DE112012001630.0T
Authority: DE
Inventors: John Carberry; Eric URRUTI; Katherine Leighton; Carsten Weinhold
Original assignee: Schott Corp
Current assignee: Oran Safety Glass Inc Emporia Us
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2032-04-07
Also published as: US9040160B2; DE112012001630B4; WO2013002865A1; US10030941B2; US20150354923A1; US20120297964A1

Abstract

Eine Mehrschichtpanzerung wird bereitgestellt, welche eine erste starre Schicht, eine zweite starre Schicht und eine Zwischenschicht, die die erste und die zweite starre Schicht aneinander befestigt, einschließt. Mindestens eine der ersten und der zweiten starren Schicht kann eine Vielzahl von Regionen mit einer physikalischen oder Materialeigenschaft, die zwischen den Regionen variiert, einschließen. Die Zwischenschicht kann ein Kraft-Verlängerungs-Verhältnis von 5.600 psi/in oder niedriger aufweisen. Die Zwischenschicht kann eine physikalische oder Materialeigenschaft, die innerhalb der Zwischenschicht variiert, aufweisen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Panzerung. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Mehrschichtpanzerung, welche aus Materialien wie Glas, Glaskeramik oder Kunststoffen hergestellt ist, mit verbessertem Leistungsvermögen bei mehreren Treffern.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ballistische Munition neigt zum Aufweisen eines hohen Seitenverhältnisses, wobei die Länge der Munition mehrfach höher als der Durchmesser der Munition ist und wobei die Munition selbst aus gehärtetem Stahl oder Wolframcarbid oder dergleichen gefertigt ist.
Jenen, welche auf dem Fachgebiet des Designs, der Entwicklung, der Herstellung und der Testung von ballistischer Panzerung versiert sind, ist wohlbekannt, dass die Panzerung die eindringende Munition stärker und sicherer abwehrt, wenn diese Munition dazu veranlasst wird, sich „zu drehen”, nachdem sie aufgetroffen ist und beginnt, die Panzerung zu durchdringen.
Der Hauptgrund, warum ein sich drehendes Projektil als so vorteilhaft beim Abwehren des eindringenden Projektils angesehen wird, ist, dass es, sobald das Projektil gedreht wurde, einem viel dickeren Querschnitt der Panzerung gegenübersteht, da der Winkel, der durch das Drehen erzeugt wird, signifikant den Abstand zur Rückseite vergrößert. Anders ausgedrückt, das Seitenverhältnis des Projektils ist nicht gerade sehr groß, wo die Fläche des spitz zulaufenden Endes eine sehr viel kleinere Oberfläche als die Oberfläche der Seite des Projektils aufweist. Folglich führt das Drehen des Projektils zu einer Veränderung seines Auftreffwinkels bezüglich der Panzerung, so dass ein größerer Anteil der Seiten mit größerem Seitenverhältnis als die Spitze mit kleinerem Seitenverhältnis auf dem Ziel auftrifft.
Man nimmt auch an, dass das Drehen die Geschwindigkeit und die Energie des Projektils signifikant verringert, da sich die Fläche des Projektils, welche mit der Panzerung wechselwirkt, vom Querschnitt ableitet, der beschrieben wird durch die z-Achse zu einer, welche durch seine Länge und einen Teil seines Durchmessers beschrieben wird.
Zusätzlich verändert das Drehen der eindringenden Projektile auch das Profil der Energie und der kinetischen Übertragung von der Spitze des Projektils auf die Panzerung zum Querschnitt, der durch die Oberfläche der Seite des Projektils zur Panzerung beschrieben wird. Zusätzlich verleiht es Drehmomentlasten, die die Munition biegen oder brechen können.
In vielen Fällen gibt es bei Panzerungen des Standes der Technik, insbesondere im Falle von opaker Panzerung, eine Fokussierung auf den Aufbau und die Geometrie, welche zum Verursachen des Drehens der eindringenden Munition gestaltet werden. Bei weiteren Panzerungen des Standes der Technik wurden Keramikformen wie Pyramiden, Kugeln und dergleichen zur bzw. zum Auftrefffläche oder -körper einer solchen Panzerung zusammengefügt, um das Drehen der Munition zu gewährleisten, wie die Strukturen, welche in den U.S.-Patenten Nr. 7,603,939 , 7,736,474 , 7,077,048 und 7,562,612 gesehen werden.
In noch weiteren Panzerungen des Standes der Technik werden granuläre Medien zur Beeinflussung des Drehens von Projektilen verwendet, wobei das Drehen durch die Merkmale der Granula wie Größe, Dichte, Packung, Tiefe, usw. und ihr Vermögen, seitlichen Versatz und Drehimpuls aufzuzwingen, erreicht wird, wie die Strukturen, welche im U.S.-Patent Nr. 7,827,897 , in der Internationalen Veröffentlichung Nr. WO 01/92810 , im Artikel von S. K. Dwividi et al., „Two dimensional mesoscale simulations of projectile penetration into dry sand”, J. Appl. Phys. 104 (2008) und im Artikel von Todd P. Broyles, ”An Evaluation of the PENCURV Model for Penetration Events in Complex Targets”, Sandia-Report, SAND2004-3482 gesehen werden.
Zusätzlich noch wird bei Panzerungen des Standes der Technik der Einschluss von Lücken oder Räumen innerhalb der Panzerung verwendet, um ein Drehen von Projektilen zu fördern, wie in der U.S.-Veröffentlichung Nr. 2009/0217813 und im U.S.-Patent Nr. 7,908,973 gesehen wird.
Unglücklicherweise können viele dieser Techniken des Standes der Technik zum Drehen des Projektils nicht bei transparenter Panzerung angewendet werden, da die Transparenz durch die Strukturen, welche in einem Großteil dieses Standes der Technik beschrieben werden, verringert oder beseitigt wird.
Deshalb wurde durch die vorliegende Offenbarung festgestellt, dass eine Panzerung, insbesondere eine transparente Glaskeramik-Panzerung, die das Drehen von eindringender Munition, insbesondere einer zweiten nachfolgenden Munition, steigert, ein wertvoller Weg ist, eine verlässlichere und robustere Panzerung herzustellen, und auch ein Weg ist, das Gewicht der Panzerung zu verringern.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird eine Panzerung bereitgestellt, die für mehrere Treffer mit ballistischer Munition ausgelegt ist, welche eine Neigung zum Aufweisen eines hohen Seitenverhältnisses aufweist, wobei die Länge der Munition mehrfach höher als der Durchmesser der Munition ist und wobei die Munition selbst aus gehärtetem Stahl oder Wolframcarbid oder dergleichen gefertigt ist.
Die Panzerung der vorliegenden Offenbarung ist zur Förderung des Drehens von sowohl erster als auch nachfolgender Munition oder Projektilen durch die Verwendung von starren Schichten und/oder adhäsiven Zwischenschichten, die variierende physikalische oder Materialeigenschaften innerhalb dieser Schicht oder Zwischenschicht aufweisen, konfiguriert.
Die Panzerung der vorliegenden Offenbarung stellt starre Schichten und/oder Zwischenschichten mit nicht-homogenen Regionen oder Bereichen darin bereit, welche mit einem eindringenden Projektil Wechselwirken, wodurch verursacht wird, dass es sich dreht, und wobei wenig Dicke und Gewicht gebraucht wird, um das Projektil abzuwehren.
Die Panzerung der vorliegenden Offenbarung stellt starre Schichten bereit, laminiert mit Zwischenschichten mit einem Kraft-zu-Verlängerung-Verhältnis von 5.600 Pfund pro Zoll pro Zoll (psi/in) oder weniger und bevorzugt 2.800 psi/in bei der Einsatztemperatur der Panzerung, die Fragmente der starren Schichten lose aneinander binden, auf die ein erstes Projektil in einer Weise auftrifft, welche das Drehen von nachfolgenden Projektilen fördert.
Eine Mehrschichtpanzerung, welche eine erste starre Schicht, eine zweite starre Schicht und eine Zwischenschicht, die die erste und die zweite starre Schicht aneinander befestigt, einschließt, wird bereitgestellt. In einigen Ausführungsformen kann mindestens eine der ersten und der zweiten starren Schicht eine Vielzahl von Regionen mit einer physikalischen oder Materialeigenschaft, die zwischen den Regionen variiert, einschließen. In anderen Ausführungsformen kann die Zwischenschicht ein Kraft-Verlängerungs-Verhältnis von 5.600 psi/in oder niedriger aufweisen. Ferner kann die Zwischenschicht eine physikalische oder Materialeigenschaft, die innerhalb der Zwischenschicht variiert, aufweisen.
Die Panzerung der vorliegenden Offenbarung stellt starre Schichten bereit, wobei die starren Schichten Glas oder Glaskeramik, laminiert durch Zwischenschichten, sind, wobei die Auftrefffläche eine Festigkeit aufweist, die mindestens drei Mal und bevorzugt fünf Mal höher als eine Festigkeit der darauffolgenden Schichten ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
Die 1 bis 3 zeigen beispielhafte ballistische Testmuster bei mehreren Treffern;
Die 4 bis 18 sind Röntgentomographiebilder, die Schadensmuster bei Glaskeramik-Panzerungszielen gemäß der vorliegenden Offenbarung von Treffern mit panzerbrechenden Projektilen zeigen;
19 ist eine perspektivische Teilansicht eines Fahrzeugs mit einer Windschutzscheibe, einem Fenster, einem Frontscheinwerfer und einer Tür, welche aus einer beispielhaften Ausführungsform einer Mehrschichtpanzerung gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt sind;
20 ist eine Querschnittansicht der Mehrschichtpanzerung von 19, aufgenommen entlang der Linie 20-20.
21 ist eine Querschnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer starren Schicht mit Regionen mit variablen Materialeigenschaften gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
22 ist eine Querschnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Zwischenschicht mit Regionen mit variablen Materialeigenschaften gemäß der vorliegenden Offenbarung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Panzerung der vorliegenden Offenbarung betrifft sowohl eine opake Panzerung, die typischerweise bei Körperpanzerung, Helikopterpanzerung, Fahrzeugpanzerung und dergleichen verwendet wird, als auch eine transparente Panzerung, die typischerweise bei Lampen und Verglasungen in Fahrzeugen, Gebäuden und anderen Anwendungen verwendet wird.
Wie hier verwendet soll der Ausdruck „vollständiges Durchdringen” bedeuten, dass die eindringende Munition die Panzerung vollständig durchdringt, so dass Splitter, Panzerung, die Munition selbst oder Stücke der Munition aus der „sicheren” Seite der Panzerung austreten. Der Ausdruck „teilweises Durchdringen” soll bedeuten, dass die eindringende Munition einen Schaden an der Panzerung verursacht, einschließlich eines Schadens an der Auftrefffläche bis zu und einschließlich einer Deformation der Rückplatten an der „sicheren Seite” der Panzerung.
Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere eine Verbesserung des Leistungsvermögens bei mehreren Treffern einer Panzerung im Allgemeinen und einer Glaskeramik-Panzerung im Besonderen. Verfahren zum Testen des Leistungsvermögens bei mehreren Treffern sind allgemein bekannt, wie der „4 Schuss V” oder der „4 Schuss Viereck” wie gemäß der US DOD Transparent Armor Purchase Description ATPD 2352 erforderlich; der „drei Schuss Dreieck” oder „vier Schuss Offset Viereck” wie in STANAG erforderlich; 38 mm bis 100 mm bei zentrierten Schüssen wie in US State Department SD-STD-01.01 gefunden; ein 5-Schuss-Muster von NU0108.1, wobei die spezifizierte Anzahl von Munition mit null Grad Schräge in einer spezifizierten Geometrie abgewehrt werden muss. Beispiele von einigen dieser Testverfahren sind in den 1 bis 3 gezeigt.
Es wurde durch die vorliegende Offenbarung festgestellt, dass bei einer laminierten Panzerung des Standes der Technik weniger Drehung eines ersten eindringenden Projektils oder Munition als bei nachfolgenden Projektilen oder Munition auftritt. Anders ausgedrückt, es wurde durch die vorliegende Offenbarung festgestellt, dass, wenn man sich mit laminierter Panzerung des Standes der Technik beschäftigt, nachfolgende Projektile oder Munition eine größere Drehung erfahren als erste eindringende Munition. Ohne den Wunsch, an eine besondere Theorie gebunden zu sein, nimmt man an, dass diese Eigenschaft gemäß der vorliegenden Offenbarung durch den Schaden der Panzerung verursacht wird, der durch das Auftreffen des ersten Projektils oder Munition verursacht wird. Zum Beispiel wurde im Falle des ,vier Schuss V'-Tests festgestellt, dass die zweite und die vierte Munition nahezu immer gedreht wurden, wogegen die erste und die dritte Munition selten gedreht wurden.
Vorteilhafterweise stellt die vorliegende Offenbarung eine Mehrschichtpanzerung 10 bereit, gezeigt in den 19 und 20, die zur Optimierung der Fähigkeit von beschädigter Panzerung, nachfolgende Projektile zu drehen, und in bevorzugten Ausführungsformen auch den ersten Treffer zu drehen, konfiguriert ist.
19 zeigt eine Mehrschichtpanzerung 10 bei Verwendung in einem Fahrzeug 12. Hier kann die Panzerung 10 eine transparente Panzerung sein, die an einem oder mehreren Orten wie einer Windschutzscheibe 14, einem Fenster 16 und einem Frontscheinwerfer 18, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist, verwendet wird. Ferner kann die Panzerung 10 eine opake oder nicht transparente sein, die an einem oder mehreren Orten wie einer Türverkleidung 22, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist, verwendet wird.
Es sollte verstanden werden, dass die Panzerung 10 beispielsweise nur bei Verwendung in einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen gezeigt ist. Natürlich ist durch die vorliegende Offenbarung beabsichtigt, dass die Panzerung 10 Verwendung in jedwedem Fahrzeug wie einem Auto, einem Boot, einem Flugzeug, einem Zug, einem Bus und anderen, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist, findet und dass sie Verwendung in jedwedem anderen Objekt wie einem bzw. einer Gebäudefenster oder -tür oder -wand, Körperpanzerung und anderen, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist, findet.
Obwohl die Verwendung von 19 die Panzerung 10 in einer im Wesentlichen planaren Form zeigt, gilt es für einen Fachmann als selbstverständlich, dass die Panzerung 10 jedwede gewünschte planare oder nicht planare Form aufweisen kann.
Sich nun 20 zuwendend ist eine Panzerung 10 mit Bezug auf ein ankommendes Projektil 24, welches sich entlang einer Flugbahn bewegt, gezeigt. Die Panzerung 10 schließt eine Vielzahl von starren Schichten 26 ein, die aneinander durch Zwischenschichten 28 gebunden oder adhäriert sind. Die Panzerung 10 ist so angeordnet, dass eine der starren Schichten 26, die als eine Auftrefffläche 30 bekannt ist, dem ankommenden Projektil 24 zugewandt ist, während eine andere der starren Schichten 26, die als eine Rückplatte oder Splitterschicht 32 bekannt ist, einer sicheren Seite der Panzerung zugewandt ist.
Starre Schichten 26 sind einheitliche oder integrale einteilige Schichten, die aus Materialien wie Glas, Keramiken, Glaskeramiken und Kunststoffen, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist, hergestellt werden können. Das Glas und die Glaskeramiken können Borosilikat, Natronkalksilikat, Alumosilikat, Lithiumalumosilikat und jedwede Kombinationen davon einschließen. Ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken, schließen geeignete Glaskeramik-Materialien jene mit einer kristallinen Phase von Beta-Quarz, Spinell, Beta-Willemit, Forsterit, Spinell-Mischkristall, Mullit und ähnliche Glaskeramiken, welche auf dem Fachgebiet bekannt sind, ein.
Die Kunststoffe, die zur Verwendung als starre Schicht 26 geeignet sind, können ein Material wie transparente Polymere wie Polycarbonat, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyurethan, Nylon, Polyamide und Polyimide mit oder ohne Faserverstärkung, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist, einschließen. Polymethylmethacryat (PMMA) oder Poly(methyl-2-methylpropenoat) ist das Polymer von Methylmethacrylat. Der thermoplastische und transparente Kunststoff wird unter den Handelsnamen PLEXIGLASS^®, PLEXIGLAS-G^®, R-CAST^®, PERSPEX^®, PLAZCRYL^®, LIMACRYL^®, ACRYLEX^®, ACRYLITE^®, ACRYLPLAST^®, ALTUGLAS^®, POLYCAST^® und LUCITE^® verkauft. Er wird oft auch allgemein Acrylglas oder einfach Acryl genannt. Polycarbonat wird unter den Handelsnamen LEXAN^® von General Electric, CALIBRE^® von Dow Chemicals, MAKROLON^® von Bayer und PANLITE^® von Teijin Chemical Limited verkauft. Ein geeignetes transparentes Polyurethan wird von BAE Systems unter dem Handelsnamen CrystalGuard^® verkauft. Transparente Polyamide werden von Evonik unter dem Handelsnamen Trogomide^® verkauft. Diese transparenten Polymere können mikrokristallin sein, wobei die Kristallite so klein sind, dass Licht hindurchgehen kann, wie Trogomide CX.
Zusätzlich kann bei opaken Anwendungen die Panzerung 10 auch eine oder mehrere opake Schichten einschließen, die die Auftrefffläche, die Rückplatte oder jedwede Schicht dazwischen bilden können. Diese opaken Schichten können aus jedwedem gewünschten Material hergestellt werden, wie Stahl, Aluminium, Titan und jedweden Legierungen davon und faserverstärkten Kompositen, zum Beispiel wo die Fasern E-Glas, 5-Glas oder R-Glas mit hoher Festigkeit sind oder Aramide oder Polyethylen mit sehr hohem Molekulargewicht (UHMWPE) oder Polypropylen, welches eine Polymermatrix verstärkt, die eine pvb-schlagfeste Phenolverbindung oder Epoxy oder ein thermoplastisches Polyurethan oder natürlicher oder synthetischer Kautschuk ist. Handelsnamen von faserverstärkten Kompositen mit niedrigem Gewicht schließen Aramide wie Kevlar und Twaron und UHMWPE wie Dyneema oder Spectra ein.
Sich nun den 4 bis 18 zuwendend wurde auch durch die vorliegende Offenbarung festgestellt, dass Schadensmuster, die in einer Mehrschichtpanzerung 10 erzeugt werden, stark wiederholbaren Mustern folgen, wobei dies insbesondere der Fall ist, wenn starre Schichten 26 verwendet werden, die aus Glas-, Keramik- und Glaskeramik-Schichten gebildet werden.
Die 4 bis 18 zeigen Röntgentomographie, wobei die Panzerung 10 Fünf-Schichtstarre Glaskeramik-Schichten 26 einschließt, gebunden mit Polymer-Zwischenschichten 28, wobei unter Verwendung von einem oder mehreren panzerbrechenden Projektilen 24 getestet wurde. Hier zeigt die detaillierte computergestützte Röntgentomographie panzerbrechende Munition 24 mit einem Kaliber von 0,30 bei einzelnen und mehreren Schüssen auf eine Panzerung 10 mit starren Glaskeramik-Schichten 26.
Die Schadensmuster in den 4 bis 8 zeigen das Schadensmuster in jeder Schicht der Glaskeramik-Mehrschichtpanzerung 10 nach dem Auftreffen eines einzelnen panzerbrechenden Projektils 24. Die Schadensmuster in den 9 bis 18 zeigen das Schadensmuster in jeder Schicht der Glaskeramik-Mehrschichtpanzerung 10 nach dem Auftreffen von mehr als einem panzerbrechenden Projektil 24, welche in verschiedenen Abständen vom ersten Schuss auftreffen.
Wie über einen Vergleich der Figuren gezeigt variiert das Schadensausmaß stark über die Dicke der starren Schichten 26 abhängig davon, ob die Panzerung 10 durch ein oder zwei Projektile 24 getroffen wurde.
In der zentralen starren Schicht 26 erstreckt sich das laterale Ausmaß des Schadens nur direkt um das Projektil 24 in einem Durchmesser von ungefähr 13 Millimetern. In den Schichten 4 und 5 erstreckt sich der Schaden lateral, was ein Ergebnis der Polymer-Zwischenschicht 28 ist, die die Glaskeramik zieht. Zusätzlich wird das Drehen des zweiten Projektils in Vergleich zum ersten Projektil 24 auch durch einen Vergleich der 4 bis 8 mit den 9 bis 18 gezeigt.
Gezeigt wird in den 4 bis 8 ein Schadensmuster mit einem einzelnen Treffer, ein konkodiales Bruchmuster, welches im Bereich des Auftreffpunkts beginnt und sich strahlenförmig nach außen erstreckt. Normalerweise wird der Bereich der Glas- oder Glaskeramik-Schicht 26 unmittelbar unter dem Auftreffpunkt in Pulver umgewandelt und neigt zum Hinterlassen eines Hohlraums nach dem Auftreffen.
In den 4 bis 8 wird auch ein zweites Schadensmuster mit einem einzelnen Treffer, ein radialer Bruch, gezeigt, der nahe dem Ursprung beginnt und sich strahlenförmig nach außen einigermaßen einheitlich erstreckt und sich zum Perimeter der Schicht 26 ausbreitet, wobei mit dem Abstand zum Auftreffpunkt dieses weniger anwachsend und weniger dicht ist.
Es wurde durch die vorliegende Offenbarung festgestellt, dass die Fähigkeit der Mehrschichtpanzerung 10, das Drehen von nachfolgender Munition hervorzurufen, stark beeinflusst werden kann durch Sicherstellen, dass die vorstehend erwähnten wiederholbaren Schadensmuster bei vorliegenden Zuständen bei nachfolgender Munition, wobei Drehen hervorgerufen wird, Verwendung finden.
Zum Beispiel wird gemäß der vorliegenden Offenbarung angenommen, dass die Verwendung von Polymer-Zwischenschichten 28 zwischen Schichten 26, wie Glaskeramik-Schichten, zum Binden der Schichten aneinander verwendet werden kann. Diese Zwischenschichten 28 können zum Zusammenhalten der Bruchstücke, welche durch den ersten Schuss gebildet werden, konfiguriert sein, so dass nachfolgende Projektile zum Drehen veranlasst werden, wenn diese Bruchstücke getroffen werden. Die Bindungskraft einer Zwischenschicht 28 ist eine Funktion ihres Elastizitätsmoduls und ihrer Dicke, so dass für eine einheitliche Dicke der Zwischenschicht im linearen Elastizitätsbereich das Kraft-Verlängerungs-Verhältnis der Dicke zum Elastizitätsmodul proportional zur Spannung oder Verlängerung, die durch eine Krafteinheit erzeugt wird, ist. Das Kraft-Verlängerungs-Verhältnis wird hier zum Beschreiben der Bindungskraft einer Zwischenschicht 28 verwendet und hat eine Maßeinheit von Pfund pro Zoll pro Zoll (psi/in).
Bei Panzerungen des Standes der Technik waren die Zwischenschichten, die verwendet wurden, sehr steif mit hohen Bindungskräften, wobei ein Kraft-Verlängerungs-Verhältnis von etwa 20.000 psi/in bereitgestellt wurde. Es wurde durch die vorliegende Offenbarung überraschenderweise festgestellt, dass in diesen Systemen des Standes der Technik das fragmentierte Glas, welches durch den Treffer des ersten Projektils erzeugt wird, im Allgemeinen stark durch die Zwischenschicht zusammengehalten wird, so dass die Flugbahn der zweiten Schüsse nur minimal und/oder unvorhersagbar durch das fragmentierte Glas beeinflusst wird.
Vorteilhafterweise ist die Panzerung 10 mit einer Zwischenschicht 28 konfiguriert, die viel nachgiebiger ist, als früher für möglich erachtet wurde, wobei ein Kraft-Verlängerungs-Verhältnis von 5.600 psi/in oder weniger und bevorzugt 2.800 psi/in bei der Einsatztemperatur der Panzerung bereitgestellt wird. Ohne den Wunsch, an eine besondere Theorie gebunden zu sein, nimmt man an, dass die nachgiebigere Zwischenschicht 28 der vorliegenden Offenbarung ermöglicht, dass das fragmentierte Glas einen durchwegs niedrigeren Widerstand für nachfolgende eindringende Projektile bereitstellt, was man dafür verantwortlich macht, dass das Projektil positiv beeinflusst wird, sich in einer vorhersagbaren Weise zu drehen.
Weiter wird gemäß der vorliegenden Offenbarung angenommen, dass durch Steuern der Eigenschaften von Schichten 26 und der Zwischenschichten 28 von einem Punkt zum anderen der Charakter der Fragmentklumpen oder -agglomerate gelenkt und variiert werden kann, um das Projektil 24 zum Drehen zu veranlassen.
Für Zwecke der Klarheit wird der Ausdruck z-Achse hier zum Beschreiben der Flugbahn des Projektils 24 verwendet, wenn es sich einem Panzerungsziel mit 0 Grad Schräge oder orthogonal zu den Ebenen der parallelen Platten und Polymere (d. h. Schichten 26 und Zwischenschichten 28), aus welchen die Panzerung 10 aufgebaut ist, annähert. In ähnlicher Weise beschreiben die Ausdrücke x-Achse und y-Achse die Ebenen der Platten, welche orthogonal zur z-Achse sind, die die Flugbahn mit 0 Grad Schräge des Projektils beschreibt, bis es auf der Auftrefffläche auftrifft.
Insbesondere für transparente Verwendungen erzeugt die Panzerung 10 eine Variabilität im Querschnitt der Ebenen in der x- und y-Achse durch Erzeugen von Mustern von nicht einheitlichen Eigenschaften in den Glas- oder Glaskeramik-Schichten 26 durch chemisches oder thermisches Tempern der Platten in Mustern, die eine Variabilität bei den physikalischen, mechanischen und Festigkeitseigenschaften der Schichten 26 erzeugen.
Im Falle von Glaskeramik-Schichten 26 können diese Regionen auch durch Extrudieren von mehreren Schmelzbädern, die jeweils eine unterschiedliche Zusammensetzung enthalten, und miteinander Verschmelzen der Regionen während Walzen eingebracht werden.
Sich 21 zuwendend ist eine beispielhafte Ausführungsform der Schicht 26 mit multiplen Regionen 34, 36 und 38 mit variierenden physikalischen Eigenschaften gezeigt.
In einigen Ausführungsformen können die multiplen Regionen 34, 36 und 38 durch Bereitstellen von einem oder mehreren Mustern 40, die in oder auf der Oberfläche der Schicht 26 gebildet werden, gebildet werden. Die Panzerung 10 wird so zusammengestellt, dass die Muster 40 versetzt voneinander in aufeinanderfolgenden Schichten vorliegen, so dass der Zustand der Schicht 26, für welche es wahrscheinlich ist, dass sie mit dem Projektil 24 in Kontakt kommt in einem Ziel, das aus mehreren Platten aufgebaut ist, variabel von Platte zu Platte sein wird. Das Muster 40 kann jedwede gewünschte Geometrie oder jedwedes gewünschte Design wie Kreise, Dreiecke, Quadrate, Vierecke, Linien, Schnörkel, Punkte aufweisen und jedwede Kombinationen davon werden in Betracht gezogen.
Das Muster 40 kann in der Schicht 26 in jedweder gewünschten Weise gebildet werden, wie durch chemisches Ätzen oder physikalisches Ätzen oder über Walzen während der Bildung der Schicht, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist. Das Muster 40 kann auch auf der Oberfläche einer Schicht 26 in jedweder gewünschten Weise gebildet werden, wie durch Drucken oder Walzen eines Materials auf die Oberfläche der Schicht, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist. Wenn es in einer Schicht 26 gebildet wird, kann das Muster 40 eine variable Tiefe aufweisen. In ähnlicher Weise, wenn es auf der Oberfläche einer Schicht 26 gebildet wird, kann das Muster 40 mit einer variablen Höhe gebildet werden. Wenn die Schichten 26 und Zwischenschichten 28 verbunden werden, um die Panzerung 10 zu bilden, kann die Zwischenschicht in das Muster 40 fließen und dieses füllen.
In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Schichten 26 aus starrem Polymer gebildet werden. In diesen Ausführungsformen kann die starre Polymerschicht 26 unter Verwendung des Musters 40 Regionen mit variierenden Eigenschaften aufweisen. Wenn die Schicht 26 zum Beispiel eine Polycarbonat- oder PMMA-Platte ist, kann die Schicht das Muster 40 einschließen, das heißt, es kann auf ihrer Oberfläche maschinell erzeugt oder geätzt werden, um Hohlräume mit variierender Tiefe und/oder Breite bereitzustellen, oder es kann gestanzt oder gebohrt werden bei Löchern mit variierendem Durchmesser. Das Muster 40 wird dann mit einem zweiten Material gefüllt, das einen Brechungsindex aufweist, der im Wesentlichen gleich zu dem der Schicht 26 ist. Bevorzugt ist das Muster 40 um 8 Grad oder mehr von jedwedem Betrachtungswinkel orientiert, um innere Reflexionen zu vermeiden, die die Sicht blockieren. Das zweite Material in dem Muster 40 kann härter als oder weicher als die verbleibenden Teile der Schicht 26 sein.
In anderen Ausführungsformen kann jede Schicht 26 auf unterschiedliche Grade in einem gewünschten Muster in der Schicht getempert werden, um vorstehend erörterte Bereiche 34, 36, 38 zu bilden. Zusätzlich kann jede Schicht 26 in der Panzerung 10 auf unterschiedliche Grade Platte für Platte getempert werden, um unterschiedliche Materialeigenschaften entlang der z-Achse bereitzustellen.
Im Falle von chemischem Tempern können die Bereiche 34, 36, 38 durch Siebdruck, Transferdruck oder ähnliche Mittel zum Aufbringen der Mustermaske für chemisches Tempern erzeugt werden.
Zum Beispiel wird in Betracht gezogen, dass in Schicht 26, die getempert wird, die Bereiche 34, 36, 38 mit variierender Temperung Streifen 42 wie in 21 gezeigt bilden. Während dem Zusammenstellen werden Schichten 26 aufeinandergestapelt, so dass die Streifen 42 in den verschiedenen Schichten in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
Im Falle von thermischem Tempern kann das Tempern auch auf verschiedene Grade in alternierenden Mustern durch den Stapel durchgeführt werden, so dass jede Schicht einen variablen Widerstand für die eindringende Munition bereitstellt, was im Flug eine Ausrichtung erzeugt, die in einer Drehbewegung bezüglich der z-Achse resultiert.
In einigen Ausführungsformen kann Schicht 26 mit Bereichen 34, 36, 38 mit unterschiedlichen Materialeigenschaften durch Formen von verschiedenen geformten Materialien zu der Schicht gebildet werden. Zum Beispiel kann Schicht 26 aus einer Glaskeramik-Kugel gebildet werden, die dann zu einem flachen Flächengebilde aus glasartigem Material mit niedrigem Tg gepresst wird. Mit passenden Brechungsindizes wird ein solcher Aufbau transparent bleiben, während eine signifikante Materialvariabilität in der Panzerung 10 vorhanden ist.
Folglich kann die Panzerung 10 unter Verwendung von Schichten 26 konfiguriert werden, welche variierende physikalische Eigenschaften innerhalb der Schicht, zwischen den unterschiedlichen Schichten und jedwede Kombinationen davon in einer Weise, die das Drehen des Projektils 24 fördert, aufweisen.
Eine Panzerung 10 kann auch Zwischenschichten 28 mit variierenden physikalischen Eigenschaften in einer Weise, die das Drehen des Projektils 24 fördert, verwenden. Zum Beispiel kann eine Zwischenschicht 28 variierende physikalische Eigenschaften innerhalb der Zwischenschicht, zwischen den unterschiedlichen Zwischenschichten und jedwede Kombinationen davon aufweisen. Die Zwischenschicht 28 kann transparent oder opak sein und kann aus jedwedem gewünschten transparenten Adhäsionsmittel wie aliphatischen Polyetherpolyurethanen oder Poly(vinylbutyral)en, Ethylen-Methacrylsäure-Copolymer, Silikon, Epoxy und jedwede Kombinationen davon, wobei aber nicht darauf eingeschränkt ist, gebildet werden.
Weitere geeignete transparente Polymer-Zwischenschichten 28 schließen transparente Thermoplaste oder Duroplaste wie Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Acetalharze, Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Celluloseacetatpropionat, Cellulosetriacetat, Acrylverbindungen und modifizierte Acrylverbindungen, Allylharze, chlorierte Polyether, Ethylcellulose, Epoxy, Fluorkunststoffe, Ionomere (wie Dupont Surlyn A), Melamine, Nylons, Parylen-Polymere, transparente Phenolverbindungen, Phenoxyharze, Polybutylen, Polycarbonate, Polyester, Polyethylene, Polyphenylene, Polypropylene, Polystyrole, Polyurethane, Polysulfone, Polyvinylacetat, Polyvinylbutyral, Silikone sowie Styrol-Acrylnitrid- und Styrol-Butadien-Copolymere ein.
Es wurde durch die vorliegende Offenbarung festgestellt, dass variierende Eigenschaften in den Zwischenschichten 28 auch die Verteilung der Fragmente, die durch den ersten Treffer gebildet werden, beeinflussen können. Wie vorstehend erörtert werden Regionen der Zwischenschicht 28 mit höherer Steifigkeit die Fragmente fester zusammenhalten als Regionen mit niedrigerer Steifigkeit.
Eine beispielhafte Zwischenschicht 28 mit Regionen 44 mit variablen Eigenschaften wird in 22 gezeigt. Eine Zwischenschicht 28 kann unter Verwendung von zum Beispiel nebeneinander Coextrudieren, wobei Regionen 44 mit variierenden Eigenschaften gebildet werden, gebildet werden. Eine in dieser Weise gebildete Zwischenschicht 28 kann als eine einzelne Lage oder in einem Laminat mit mehreren Lagen, wobei jede Lage auf eine andere gelegt wird, so dass die Regionen 44 des Laminats Orientierungen in einem Winkel in Bezug zueinander aufweisen wie 0/90 Grad, 0/45/45, 0/60/60 usw., verwendet werden.
Natürlich wird gemäß der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen, dass eine Zwischenschicht 28 diskrete Regionen 44 wie Quadrate, Kreise, Dreiecke, usw. aufweist, die durch Punkt für Punkt-Extrudieren zu einem Flächengebilde aus thermoplastischem oder duroplastischem Adhäsionsmittel hergestellt werden können.
EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE
Drei Proben einer Zielpanzerung 10 wurden hergestellt und getestet gegen die AP M2 mit einem Kaliber von 0,30 bei einer Auftreffgeschwindigkeit von 2850 Fuß pro Sekunde (fps). Die drei Proben der Zielpanzerung 1- wurden so ausgelegt, dass ein Durchdringen des Projektils ermöglicht wurde. Alle drei Proben wurden mit acht Schichten 26 und sechs Zwischenschichten 28 aufgebaut und wurden unter Verwendung eines bekannten Vakuumbeutel- und Autoklauen-Verfahrens gebunden.

Der Aufbau der Schichten und Zwischenschichten von jeder der drei Reihen von Zielen wird in Tabelle 1 gesehen.

	Probe #1	Probe #2	Probe #3
Schicht 1	6,5 Millimeter (mm) Borosilikat-Glas	-	-
Zwischenschicht	0,1 Zoll thermoplastisches Polyurethan (TPU)	-	0,1 Zoll TPU mit nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten
Schicht 2	0,125 Zoll Polycarbonat	0,125 Zoll perforiertes und mit Urethan gefülltes Polycarbonat	-
Zwischenschicht	0,1 Zoll TPU	-	0,1 Zoll TPU mit nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten
Schicht 3	6,5 mm Borosilikat-Glas	-	-
Zwischenschicht	0,1 Zoll TPU	-	0,1 Zoll TPU mit nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten
Schicht 4	9 mm Borosilikat-Glas	-	-
Zwischenschicht	0,1 Zoll TPU	-	0,1 Zoll TPU mit nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten
Schicht 5	6,5 mm Bor-Floatglas	-	-
Zwischenschicht	0,1 Zoll TPU	-	0,1 Zoll TPU mit nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten
Schicht 6	0,125 Zoll Polycarbonat	0,125 Zoll perforiertes und mit Urethan gefülltes Polycarbonat	-
Zwischenschicht	0,1 Zoll TPU	-	0,1 Zoll TPU mit nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten
Schicht 7	0,125 Zoll Polycarbonat	0,125 Zoll perforiertes und mit Urethan gefülltes Polycarbonat	-
Zwischenschicht	0,1 Zoll TPU	-	0,1 Zoll TPU mit nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten
Schicht 8	0,063 Zoll Polycarbonat	-	-

In der zweiten Probe wurden die drei Schichten 26 von 0,125 Zoll Polycarbonat der ersten Probe ersetzt durch Schichten 26 mit einem Muster 40, das durchgehend perforiert war und gefüllt war mit einem transparenten Urethan mit einer Dichte von 10% niedriger als Polycarbonat und mit einer Shore A-Härte von 95, wogegen Polycarbonat viel härter bei Rockwell M70 ist. Der Urethan-Füllstoff hat eine Zugfestigkeit von 28 MPa, wogegen die nicht perforierte Polycarbonat-Schicht eine Zugfestigkeit von 55–75 MPa hat.
In der dritten Probe wurden die TPU-Zwischenschichten-Schichten mit 0,1 Zoll der ersten Probe durch Zwischenschichten mit der Eigenschaft von nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten in der Größenordnung von 0,3'' ersetzt, wobei ein TPU eine Shore A-Härte von 70 hatte und das andere eine Shore A-Härte von 95 hatte und einen damit verbundenen Unterschied beim Elastizitätsmodul aufwies. Dichten von nebeneinanderliegenden Bereichen waren ähnlich.
Der Weg des Projektils, das jeweils aus den drei Proben austrat, wurde durch Bestimmen eines Schrägewinkels, mit welchem das Projektil, das aus der Probe austrat, auf einen residualen Block auftraf, bestimmt. Nachdem man ermöglicht hatte, dass das Projektil durch die Probe hindurchgeht, wurde ein transparenter residualer Block aus Polycarbonat eineinhalb Zoll hinter der Rückseite des Testziels positioniert. Dann wurde eine Sonde in das Testziel eingesetzt und mit dem Weg durch die Testprobe ausgerichtet. Schließlich wurde der Winkel, den die Sonde mit der Fläche des residualen Polycarbonat-Blocks einschloss, unter Verwendung eines Winkelmessers gemessen.
Jede Probe wurde zweimal getroffen; der erste Schuss wurde im Zentrum der Probe platziert und der zweite Schuss wurde in einer Schadensregion platziert, wobei die erste Schicht aus Glas noch die vollständige Dicke aufwies, das Glas aber stark zerbrochen war mit radialen, ringförmigen und quer verlaufenden Brüchen, die es opak machten. Die Platzierung des zweiten Schusses wurde zwischen 42,5 mm und 50,5 mm entfernt vom ersten Schuss variiert.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Probe	Ziel AD (psf)	Zieldicke (in)	Austrittsschräge von Schuss 1 (Grad)	Austrittsschräge von Schuss 2 (Grad)
1	19,4	2,25	0–3	30–43
2	19,5	2,27	2–8	43–50
3	19,3	2,20	15–30	50–58

Es kann in Tabelle 1 gesehen werden, dass die Zwischenschichten 28 in allen drei Probezielen immer 0,1'' dick waren, wobei das gewünschte Kraft-Verlängerungs-Verhältnis von 2.800 psi/in bereitgestellt wurde. Ferner kann in Tabelle 2 gesehen werden, dass 100% der zweiten Schüsse mit signifikanten und relativ konsistenten Austrittsschrägen gedreht wurden.
Die in Tabelle 2 präsentierten Ergebnisse zeigen auch einen Anstieg bei der Schräge des Projektils des zweiten Schusses für beide Fälle von nebeneinanderliegenden Diskontinuitäten (Proben 2 und 3) verglichen mit Probe 1, die keine nebeneinanderliegende Diskontinuität aufweist. Die Wirkung auf den ersten Schuss hat überraschenderweise ihren Grund in der Diskontinuität in der Zwischenschicht 28, was die Wichtigkeit der Wechselwirkung mit dem Glas beim Drehen eines ersten Schusses zeigt; was darauf hinweist, dass nebeneinanderliegende Diskontinuitäten in den Glasschichten auch ein bemerkbares Drehen des Projektils des ersten Schusses bereitstellen können.
In einigen der vorstehend erörterten Beispiele ist die nebeneinanderliegende Diskontinuität in der Schicht 26 und/oder Zwischenschicht 28, nämlich in der Ebene, welche durch die x- und y-Achse definiert wird, vorhanden. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist die Panzerung 10 so konfiguriert, dass sie die Diskontinuität zwischen Materialeigenschaften entlang der Flugrichtung bereitstellt.
Zum Beispiel wird gemäß der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen, dass die Auftrefffläche 30 und/oder eine oder mehrere Schichten 26, die nahe zur Auftrefffläche vorhanden sind, eine Festigkeit aufweisen, die drei oder mehr als drei Mal höher als die Festigkeit der verbleibenden Schichten 26 ist. In einigen Ausführungsformen weisen die Auftrefffläche 30 und die Schicht 26, die unmittelbar benachbart zur Auftrefffläche vorhanden ist, eine drei oder mehr als drei Mal höhere Festigkeit und bevorzugt eine fünf oder mehr als fünf Mal höhere Festigkeit als die Schichten 26 im Rest der Panzerung 10 auf.
Wie hier verwendet bedeutet der Ausdruck „Festigkeit” Widerstand gegen Beschädigung beim Biegen und insbesondere beim biaxialen Biegen wie durch einen Ring beim Ringtesten verursacht, wobei die Ergebnisse im Vergleich zu Bruchmodulwerten basierend auf Drei- oder Fünf-Punkt-Biegung weniger empfindlich bei Randeffekten sind.
Neun Proben der Zielpanzerung 10 wurden hergestellt mit der Auftrefffläche-Schicht 30 und der Schicht 26 unmittelbar benachbart dazu, die aus Glas mit hoher Festigkeit mit einer charakteristischen Festigkeit, die ungefähr 5 Mal höher war als die der darunterliegenden Glaskeramik-Schichten 26 und ungefähr 8 Mal höher war als die der darunterliegenden Kunststoffschichten 26, hergestellt wurde. Bei den Schüssen mit mehreren Treffern wurden alle Projektile bei ungefähr 64% des Weges durch das Ziel gestoppt, wogegen bei einer Panzerung des Standes der Technik mit einer ähnlichen Anzahl von Schichten 26 und Zwischenschichten 28, wobei die erste und die zweite Schicht die gleiche Festigkeit wie die darunterliegenden Schichten aufwiesen, 33% der Schüsse mit mehreren Treffern durch 79% oder mehr der Zieldicke bis zu dem Punkt, wo sie durch das transparente Polycarbonat auf der sicheren Seite gesehen werden konnten, drangen.
Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass eine Panzerung 10 mit einer Auftrefffläche 30 mit hoher Festigkeit auch einen erhöhten Widerstand gegen Verkratzen oder Abplatzen durch kleine Gegenstände, die bei Verwendung auf die transparente Panzerung auftreffen oder über die Verglasung während der Verwendung gezogen werden können, bereitstellt.
Obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, gilt es für den Fachmann als selbstverständlich, dass verschiedene Veränderungen durchgeführt werden können und Äquivalente für Elemente davon verwendet werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifizierungen durchgeführt werden, um eine besondere Situation oder ein besonderes Material an die Lehre der Offenbarung anzupassen, ohne vom Umfang davon abzuweichen. Deshalb ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die besondere(n) Ausführungsform(en) einschränkt ist, welche als die beste in Betracht gezogene Weise offenbart wurde(n), sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen einschließt, die in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen.

Claims

Mehrschichtpanzerung, umfassend: eine erste starre Schicht; eine zweite starre Schicht; und eine Zwischenschicht, die die erste und die zweite starre Schicht aneinander befestigt, wobei mindestens eine der ersten und der zweiten starren Schicht eine Vielzahl von Regionen mit einer physikalischen oder Materialeigenschaft, die innerhalb der Schicht zwischen den Regionen variiert, umfasst.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite starre Schicht und die Zwischenschicht jeweils transparent sind und passende Brechungsindizes aufweisen, so dass die Panzerung transparent ist.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 1, wobei beide der ersten und der zweiten starren Schicht eine physikalische oder Materialeigenschaft aufweisen, die innerhalb der Schicht variiert.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite starre Schicht aus einem Material hergestellt sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Glas, Keramik, Glaskeramik und Kunststoff besteht.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 1, wobei die physikalische oder Materialeigenschaft, die zwischen den Regionen variiert, durch chemisches oder thermisches Tempern verliehen wird.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 5, wobei die Regionen in der ersten starren Schicht und die Regionen in der zweiten starren Schicht in Bezug zueinander einen Winkel aufweisen.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 1, wobei die physikalische oder Materialeigenschaft, die zwischen den Regionen variiert, durch Extrudieren von mehreren Schmelzbädern, welche jeweils eine unterschiedliche Zusammensetzung enthalten, und miteinander Verschmelzen der Regionen während Walzen verliehen wird.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Muster in oder auf der mindestens einen der ersten und der zweiten starren Schicht, wobei das Muster die physikalische oder Materialeigenschaft, die zwischen den Regionen variiert, verleiht.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine der ersten und der zweiten starren Schicht ein starres Polymer mit darin definierten Hohlräumen oder Löchern umfasst, wobei ein zweites Material mit einem Brechungsindex, der im Wesentlichen gleich zu dem der mindestens einen der ersten und der zweiten starren Schicht ist, in den Hohlräumen oder Löchern vorhanden ist.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine der ersten und der zweiten starren Schicht eine Glaskeramik-Kugel, die abgeplattet ist, umfasst.
Mehrschichtpanzerung, umfassend: eine erste starre Schicht; eine zweite starre Schicht; und eine Zwischenschicht, die die erste und die zweite starre Schicht aneinander befestigt, wobei die Zwischenschicht ein Kraft-Verlängerungs-Verhältnis von 5.600 psi/in oder niedriger aufweist.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 11, wobei die Zwischenschicht eine physikalische oder Materialeigenschaft, die innerhalb der Zwischenschicht variiert, aufweist.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 11, wobei mindestens eine der ersten und der zweiten starren Schicht eine Vielzahl von Regionen mit einer physikalischen oder Materialeigenschaft, die zwischen den Regionen variiert, umfasst.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 11, wobei die erste und die zweite starre Schicht und die Zwischenschicht jeweils transparent sind und passende Brechungsindizes aufweisen, so dass die Panzerung transparent ist.
Mehrschichtpanzerung, umfassend: eine erste starre Schicht; eine zweite starre Schicht; und eine Zwischenschicht, die die erste und die zweite starre Schicht aneinander befestigt, wobei die Zwischenschicht eine physikalische oder Materialeigenschaft, die innerhalb der Zwischenschicht variiert, aufweist.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 15, wobei mindestens eine der ersten und der zweiten starren Schicht eine Vielzahl von Regionen mit einer physikalischen oder Materialeigenschaft, die zwischen den Regionen variiert, umfasst.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 15, wobei die Zwischenschicht ein Kraft-Verlängerungs-Verhältnis von 5.600 psi/in oder niedriger aufweist.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 15, wobei die erste und die zweite starre Schicht und die Zwischenschicht jeweils transparent sind und passende Brechungsindizes aufweisen, so dass die Panzerung transparent ist.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 15, wobei die erste starre Schicht eine Auftrefffläche umfasst, wobei die Auftrefffläche eine Festigkeit aufweist, die mindestens drei Mal höher ist als die Festigkeit einer anderen starren Schicht in der Mehrschichtpanzerung.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 15, wobei die Zwischenschicht Regionen mit variablen Eigenschaften aufweist, die durch nebeneinander Coextrudieren von Materialien mit unterschiedlichen physikalischen oder Materialeigenschaften gebildet werden.
Mehrschichtpanzerung, umfassend: eine erste starre Glas- oder Glaskeramik-Schicht, umfassend eine Auftrefffläche; und mindestens eine weitere starre Schicht, wobei die Auftrefffläche eine Festigkeit aufweist, die mindestens drei Mal höher ist als die Festigkeit der mindestens einen weiteren starren Schicht.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 21, ferner umfassend eine Zwischenschicht mit einer physikalischen oder Materialeigenschaft, die innerhalb der Zwischenschicht variiert.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 21, ferner umfassend eine Zwischenschicht mit einem Kraft-Verlängerungs-Verhältnis von 5.600 psi/in oder niedriger.
Mehrschichtpanzerung nach Anspruch 21, wobei mindestens eine der Auftrefffläche und der weiteren starren Schicht eine Vielzahl von Regionen mit einer physikalischen oder Materialeigenschaft, die zwischen den Regionen variiert, umfasst.