DE19707160C1 - Reaktive Panzerungseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine reaktive Panzerungseinheit nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

In der DE 195 05 629 A1 ist eine derartige Panzerung beschrieben, bei der die Ge­ genmasse von einer durch die Detonation der Sprengstoffschicht weggeschleuder­ ten Gegenplatte gebildet ist. Dies hat den Vorteil, daß die Struktur des gepanzerten Fahrzeugs nicht so stabil ausgelegt sein muß, daß sie alle Reaktionskräfte auf nimmt, die beim Beschleunigen der Kollisionsplatte entstehen. Von Nachteil ist jedoch, daß die vom Fahrzeug weggeschleuderte Platte mit großer Geschwindig­ keit über eine große Entfernung ungezielt fliegt und dabei eine Bedrohung für die eigene Mannschaft darstellen kann.

Ein Hohlladungsstachel oder eine Wuchtgeschoß werden durch eine Schutzanord­ nung mit einem detonativ umsetzbaren Schichtmaterial nach der DE 28 31 415 C1 unschädlich gemacht. Ein Verbund aus einer aktiven Schicht und zwei Metall­ schichten sorgt bei Detonation der aktiven Schicht für ein Zerhacken und seitliches Ablenken des Hohlladungsstachels. Auch hier werden größere Metallschichtteile eliminiert, die zu einer Gefährdung führen können.

Die Dämpfung eines Explosionsschocks zur Verhinderung einer sympathetischen Detonation erfolgt nach der US 51 57 223 durch eine passive Metallschichten- und Schaumstruktur. Eine aktivierbare Sprengstoffschicht liegt nicht vor.

Eine reaktive Panzerung besteht nach der US 49 81 067 aus einer Sprengstoff­ schicht zwischen zwei gelochten Metallplatten. Durch die Lochung ist bei gleich­ bleibender Leistung eine wesentliche Gewichtseinsparung an Sprengstoff und Me­ tallmasse möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Panzerung der eingangs genannten Art vorzu­ schlagen, bei der die vom Fahrzeug weggeschleuderte Platte auf Ihrem Flug keine Bedrohung bildet.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Gegenplatte verdämmt die Sprengstoffbelegung der Kollisionsplatte zur Impulsverstärkung bei der Detonation des Sprengstoffs. Bei der Detonation des Sprengstoffs wirkt die Gegenplatte zunächst als Gegenmasse für die Aufnahme der Reaktionskräfte der in die Flugbahn des angreifenden Projektils beschleunigten Kollisionsplatte, wobei dem auf die Kollisionsplatte auftreffenden Projektil durch Störung oder Zerstörung die ursprüngliche Durchschlagleistung genommen wird. Die Gegenplatte zerfällt dann in weggeschleuderte Partikel, die beim Flug in der Luft abgebremst werden. Durch den Zerfall der Gegenplatte und den Abbau ihrer kinetischen Energie stellen die fliegenden Partikel keine wesentliche Bedrohung dar.

Die Gegenplatte ist vorzugsweise aus Metallpulver oder Metallkügelchen hergestellt. Die Partikel können durch Sintern oder Verkleben oder Zementieren gebunden sein. Die Bindung ist einerseits so stark gewählt, daß die Gegenplatte für die Montage, den Transport und unter den Einsatzbedingungen des Fahrzeugs eine hinreichende Festigkeit hat; sie ist andererseits so schwach gewählt, daß die Gegenplatte bei der Detonation des Sprengstoffs in ihre Partikel oder Partikelklumpen zerfällt, die im Flug schon nach einer vergleichsweise kurzen Flugstrecke, beispielsweise 30 m, auf eine ungefährliche Geschwindigkeit abgebremst sind. Zur Steigerung der Effizienz während der Beschleunigungsphase ist vorzugsweise zwischen der Sprengstoffschicht und der Gegenmasse eine Folie oder eine dünne Platte aus einem duktilen Material angeordnet.

Diese Folie bzw. die dünne Platte hat wegen ihres geringen Flächengewichts nur eine geringe Flugweite. Sie verhindert eine frühzeitige Zerlegung der Gegenmasse durch die Schwadenströmung.

Eine andere Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 6 gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Panzerungskassette,

Fig. 2 die Panzerungskassette bei der Detonation,

Fig. 3 eine Gruppe von Panzerungskassetten an der Front eines Kampffahrzeugs,

Fig. 4 eine Gruppe von Panzerungskassetten mit angreifendem Projektil und

Fig. 5 eine alternative Panzerung.

Eine Panzerungskassette (1) weist einen Rahmenkasten (2) auf, der an einer Grundpanzerung (3) eines Kampffahrzeugs anzubringen ist. Angrenzend an die Grundpanzerung (3) trägt der Rahmenkasten (2) einen Boden (4), auf dem eine flächige Dämpfungsplatte (5) aus Energie absorbierendem Material angeordnet ist. Der Boden (4) kann auch integraler Bestandteil der Dämpfungsplatte (5) sein.

In einem Abstand (A) von der Dämpfungsplatte (5) ist in den Rahmenkasten(2) eine Kollisionsplatte (6) eingebaut. Diese besteht aus hochfestem Aluminium, Stahl, Titan oder Schwermetallen oder deren Legierungen. Der Abstand (A) bietet eine freie Flugstrecke für die Kollisionsplatte (6). Er beträgt etwa 30 mm bis 1000 mm, vorzugsweise 200 mm bis 400 mm.

Auf der der Dämpfungsplatte (5) abgewandten Seite der Kollisionsplatte (6) ist eine Sprengstoffschicht (7) vorgesehen, in die ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Zündelement integriert ist. Zur Erhöhung der Sicherheit wird ein an sich bekanntes EFI-Zündelement verwendet, das keinen Primärsprengstoff enthält und mit einer elektrisch beschleunigten Folie arbeitet.

Auf der der Kollisionsplatte (6) abgewandten Oberfläche der Sprengstoffschicht (7) ist eine Gegenplatte (8) angeordnet. Diese hat eine aus gebundenen Partikeln bestehende Struktur. Die Partikel sind aus einem Material hohen spezifischen Gewichts, beispielsweise Wolfram oder seinen Legierungen, Eisen oder Stahl oder Schwermetallen. Die Körnung der Partikel liegt zwischen 0,001 mm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,3 mm. Bevorzugt werden Partikel gleicher Körnung verwendet.

Zur Steigerung der Effizienz während der Beschleunigungsphase ist vorzugsweise zwischen der Sprengstoffschicht (7) und der Gegenmasse (8) eine Metallfolie (19) oder eine dünne Platte (20) aus einem duktilen Material, vorzugsweise Metall, angeordnet. Sie verhindert ein frühzeitiges Zerlegen der Gegenmasse (8) während des Beschleunigungsvorganges.

Die Bindung der Partikel zu der Gegenplatte (8) erfolgt in einem Sinterverfahren oder Klebe- oder Zementierungsverfahren. Die Bindung ist so gewählt, daß die zwischen den Partikeln bestehenden Bindungsbrücken beim Durchlauf der Detonationswelle der Detonation des Sprengstoffs (7) zerstört werden und die Gegenplatte (8) dabei in möglichst viele Teile, vorzugsweise in die Partikel, zerfällt.

Die Gegenplatte (8) ist durch eine Abdeckplatte (9) der Panzerungskassette (1) geschützt. Die Abdeckplatte (9) besteht beispielsweise aus vergleichsweise dünnem Aluminium oder Blech. Sie kann sich auch über mehrere Panzerungskassetten erstrecken.

Die Funktionsweise der beschriebenen Panzerungskassette (1) ist etwa folgende (vgl. Fig. 2):

Bei der Zündung der Sprengstoffschicht (7) überträgt sich der entstehende Druckimpuls auf die Kollisionsplatte (6). Aufgrund von Druckreflexionen an der Gegenplatte(8) erhöht sich der auf die Kollisionsplatte (6) wirkende Druck stark, so daß die Kollisionsplatte (6) mit hoher Geschwindigkeit in Richtung (B) auf die Dämpfungsplatte (5) fliegt. Die Zündung wird so gesteuert, daß die Kollisionsplatte (6) auf ihrer Flugbahn mit einem in die Kassette eindringenden Projektil oder Penetrator zusammentrifft und zwar vorzugsweise in dessen vorderen Drittel bis vorderer Hälfte. Der Penetrator verliert dabei seine ursprüngliche Durchschlagsleistung, so daß er jedenfalls die Grundpanzerung nicht mehr durchschlagen kann. Die kinetische Energie der Kollisionsplatte (6) wird an der Dämpfungsplatte (5) absorbiert.

Bei der Detonation der Sprengstoffschicht (7), die Sprengstoffschwaden (7') bildet, zerlegt sich die Gegenplatte (8) in eine Partikelwolke (8'), wobei die Abdeckplatte (9) aufplatzt. Die Partikel fliegen in Richtung der Pfeile (C) gefächert nach außen und werden in der Luft abgebremst, so daß sie schon in einigen Metern vom Fahrzeug ungefährlich sind. Die Metallfolie (19) hat aufgrund des geringen Flächengewichts nur eine geringe Flugweite.

Die Zündung der jeweiligen Panzerungskassette (1a bis 1k) erfolgt über einen Auswahlrechner (10) (vgl. Fig. 3), der über Leitungen (10') mit den Zündelementen der Panzerungskassetten verbunden ist und der mittels eines Sensors (11) mit Antenne die Flugbahn eines anfliegenden Projektils nach Entfernung, Azimut und Elevationswinkel erfaßt und mittels eines geeigneten Algorithmusses den Auftreffpunkt und die zu zündende Kassette errechnet. Als Sensoren (11) eignen sich Radarsensoren, UV- oder IR- Sensoren, die durch entsprechende Antennenanordnungen, beispielsweise phased-array-Radarantennen oder bildgebende Sensorflächen (focal plane arrays) zur gewünschten Detektion führen. Bei der Detektion kann auch die Art des anfliegenden Projektils erkannt werden.

Die Zündung mit Hilfe eines extern angesteuerten Zündelements hat gegenüber den bisher bekannten Lösungen den Vorteil, daß ein Sprengstoff (7) mit niedriger Empfindlichkeit eingesetzt werden kann, der gegenüber einer unbeabsichtigten Auslösung eine hohe Sicherheit aufweist.

Durch das Zusammenwirken der aktiven Panzerung mit dem Sensor und dem Auswertealgorithmus des Auswahlrechners (10) ist es möglich, die zum Unschädlichmachen des anfliegenden Projektils geeignete Kassette auszurichten. Dadurch wird, gegenüber heutigen Anordnungen, bei denen die Initiierung des Sprengstoffs (7) durch den Impuls des Geschosses erfolgt, vermieden, daß im Falle eines ungünstigen Auftreffpunkts, z. B. im oberen Bereich der Kassette (1), die Kollisionsplatte (6) keine Schutzwirkung entfaltet. Der Auswertealgorithmus kann den Zündzeitpunkt so steuern, daß eine für die Störung oder Zerstörung des anfliegenden Projektils optimale Begegnungssituation zwischen diesem und der Kollisionsplatte (6) erreicht wird.

Vorzugsweise wird ein Radarsensor verwendet, der unter Ausnutzung des Dopplereffekts die Geschwindigkeit des anfliegenden Projektils mißt, durch den schwenkbaren Strahl einer phased-array-Antennenanordnung die Winkelrichtung des Projektils in Elevation und Azimut ermittelt und über Laufzeit- bzw. Phasenmessungen bei verschiedenen Frequenzen die Entfernung des Projektils erfaßt. Durch die Information über Geschwindigkeit, Rückstrahlquerschnitt und Rückstrahlsignatur kann das anfliegende Projektil klassifiziert werden, wodurch eine unnötige Auslösung von Panzerungskassetten vermieden werden kann.

Fig. 4 zeigt ein Einsatzbeispiel. Für einen angreifenden Penetrator (P) ist bei der gezeigten Flugrichtung (F) ein Auftreffpunkt (T) berechnet, der am Rand der Panzerungskassette (1c) liegt. Gezündet wird im geeigneten Zeitpunkt in diesem Fall nicht die Panzerungskassette (1c), sondern die danebenliegende Panzerungskassette (1b), wobei der Penetrator (P) die Panzerungskassette (1c) im Eckbereich durchschlägt und dann auf die in der Panzerungskassette (1b) beschleunigte Kollisionsplatte (6) trifft, an der seine Durchschlagleistung verbraucht wird.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist außer den beschriebenen Panzerungskassetten eine weitere Panzerung (12) an der Front eines Panzerfahrzeugs gezeigt. Diese Panzerung (12) weist wie die Panzerungskassette (1) zwischen einer Kollisionsplatte (6) und einer Gegenplatte (8) eine Sprengstoffschicht (7) auf, die wie oben beschrieben gestaltet sind und wirken. Die Kollisionsplatte (6) ist in einem an der Unterseite des Fahrzeugs bzw. zum Erdboden offenen Schacht (13) angeordnet. Die Dämpfungsplatte (5) erübrigt sich hier. Bei der Zündung fliegt die Kollisionsplatte (6) durch den Schacht(13) und verläßt diesen nach unten. Das Fahrzeug wird dabei kaum durch die kinetische Energie der Kollisionsplatte (6) belastet. Die nach unten herausfliegende Kollisionsplatte (6) stellt keine Gefährdung für die Mannschaft dar.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen bildet die aus gebundenen Partikeln aufgebaute Platte (8) die Gegenmasse zur Kollisionsplatte (6). Bei einer anderen Ausführung besteht die Kollisionsplatte selbst - wie oben beschrieben - aus gebundenen Partikeln. In diesem Falle wird die Grundpanzerung (3) als Gegenmasse verwendet, wobei die Sprengstoffschicht (7) zwischen der Grundpanzerung (3) und der aus gebundenen Partikeln bestehenden Kollisionsplatte angeordnet ist. Die Bindung der Partikel der Kollisionsplatte wird dabei bei der Herstellung so eingestellt, daß die Kollisionsplatte erst in ihre Partikel zerfällt, wenn das Projektil die Kollisionsplatte durchschlagen hat oder dessen Durchschlagleistung derart abgebaut hat, daß es die Grundpanzerung nicht mehr durchschlagen kann. Auch in diesem Fall kann eine Kassettenanordnung ähnlich wie in Fig. 3 vorgesehen sein, bei der die Kassetten einzeln zündbar sind.

Die Wirkungsweise ist bei dieser alternativen Ausführung etwa folgende:

Durch die Zündung der Sprengstoffschicht wird die Kollisionsplatte vom Fahrzeug weg in die Flugbahn des anfliegenden Projektils beschleunigt, wobei die Grundpanzerung als Gegenmasse wirkt. Wenn dann das Projektil auf die Kollisionsplatte trifft oder diese durchschlägt, zerfällt die Kollisionsplatte in Partikel oder Teile, die bei ihrem Flug in der Luft derart abgebremst werden, daß sie schon nach einigen Metern Flugstrecke keine ernsthafte Bedrohung mehr darstellen.

Claims (12)

1. Reaktive Panzerungseinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, die von dem zu schützenden Objekt beabstandet angeordnet ist, und durch externe Sensoren aktiviert wird,
bestehend aus einer objektseitigen Kollisionsplatte,
einer aussenseitigen Gegenplatte und
einer zwischen diesen Platten angeordneten Sprengstoffschicht,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gegenplatte (8) eine körnige, aus durch Sintern, Verkleben, Zementie­ ren oder auf andere Weise miteinander verbundenen Partikeln mit hohem spezifischen Gewicht bestehende Struktur aufweist.

2. Panzerungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sprengstoffschicht (7) und der Gegenplatte (8) eine Metall­ folie (19) oder eine dünne Platte (20) aus duktilem metallischem Material an­ geordnet ist.

3. Panzerungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenplatte (8) derart angeordnet ist, daß ihre Partikel bei der Deto­ nation der Sprengstoffschicht (7) vom Fahrzeug wegfliegen.

4. Panzerungseinheit nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Kollisionsplatte (6) derart angeordnet ist, daß sie bei der Detonation der Sprengstoffschicht (7) über einen Abstand (A) auf eine Grundpanzerung (3) des Fahrzeugs zufliegt.

5. Panzerungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dämpfungsplatte (5) am Fahrzeug derart angeordnet ist, daß die Kol­ lisionsplatte (6) auf sie auftrifft.

6. Panzerungseinheit nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollisionsplatte (6) derart in einem Schacht (13) des Fahrzeugs ange­ ordnet ist, daß sie bei der Detonation der Sprengstoffschicht (7) nach unten aus dem Fahrzeug austritt.

7. Panzerungseinheit, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einer Kollisionsplatte und einer zwischen dieser und einer Gegenmasse angeordneten Sprengstoff­ schicht, wobei durch die Detonation der Sprengstoffschicht die Kollisionsplat­ te in die Flugbahn eines anfliegenden Projektils beschleunigbar ist, und die Ge­ genmasse Reaktionskräfte aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kollisionsplatte (6) als auch die Gegenmasse (8) eine körnige, aus Partikeln mit hohem spezifischen Gewicht bestehende Struktur aufweist, in der die Partikel derart gebunden sind, daß sich die Kollisionsplatte nach dem Zusammentreffen mit dem Pro­ jektil zerlegt.

8. Panzerungseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundpanzerung (3) des Fahrzeugs die Gegenmasse bildet und die Kollisionsplatte derart angeordnet ist, daß sie bei der Detonation der Spreng­ stoffschicht vom Fahrzeug wegfliegt.

9. Panzerungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel aus Wolfram, seinen Legierungen, Stahl oder Schwermetallen bestehen.

10. Panzerungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel eine Körnung zwischen 1 mm und 0,001 mm, vorzugsweise zwischen 03, mm und 01, mm, aufweisen.

11. Panzerungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Partikeln aufgebaute Platte und die Sprengstoffschicht (7) jeweils in am Fahrzeug festlegbaren Kassetten (1a bis 1k) angeordnet sind, wobei die Sprengstoffschichten mittels Zündelementen einzeln zündbar sind.

12. Panzerungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Panzerungskassette (1) außenliegende, aus den Partikeln aufge­ baute Platte (8) mittels einer Abdeckplatte (9) geschützt ist.