DE2851429A1

DE2851429A1 - Panzerplatte

Info

Publication number: DE2851429A1
Application number: DE19782851429
Authority: DE
Inventors: Francis Dr Ing Jamet
Original assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Current assignee: Institut Franco Allemand de Recherches de Saint Louis ISL
Priority date: 1978-06-06
Filing date: 1978-11-28
Publication date: 1979-12-13
Also published as: FR2428226B1; FR2428226A1

Description

DR. Bc⁷RG DIPL -ING. STAPF
DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE
Postfach 860245, 8000 München 86 28 5 1 ^- 2 9

Anwaltsakte: 29 572

DEUTSCH-FRANZÖSISCHES FORSCHUNGSINSTITUT Saint-Louis/Frankreich

Panzerplatte

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(089) 988272 -r_TT* /_	t. Mauerkircherstn 45 · 8000 München 80	Banken:
988273 ^VJ-/^a	Telegramme:	Bayerische Vereinsbank München 453100
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ORiGiNAL INSPECTED

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Panzerplatte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 mit verbesserter Leistungsfähigkeit gegenüber verschiedenen Mitteln der Zerstörung.

Eine Panzerplatte kann dem Aufschlag eines klassischen Geschosses und/oder eines Hohlladungsstrahls und/oder der Explosion einer Ladung ausgesetzt werden.

In zahlreichen Fällen - ob die Platte nun durchschlagen wird oder nicht - stellt man auf der einer derartigen Einwirkung nicht ausgesetzten Rückseite der Platte einen Abplatzvorgang auf dem Metall fest, der sich in einer Splittergarbe auswirkt. Selbst wenn die Platte durchschlagen wird, stellt dieses Abplatzen einen äusserst gefährlichen zusätzlichen Sekundäreffekt dar, welcher der Reflexion der vorderseitig beginnenden Stoßwelle auf der Plattenrückseite zuzuschreiben ist.

Die vorliegende Erfindung hat die Herstellung einer
Panzerplatte zum Ziel, die diesen Abplatzeffekt nicht aufweist.

Die erfindungsgemäße Panzerplatte ist dadurch gekenn-

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OfUGlNAL

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zeichnet, daß sie eine von der Vorderseite zur Rückseite hin derart abnehmende akustische Impedanz besitzt, daß die Amplitude der durch die Reflexion der Stoßwelle auf der Rückseite induzierten Zugwelle unter der dynamischen Bruchgrenze des Materials liegt.

Der Stoßdruck ist dann bei Erreichen der Rückseite zu schwach, um das Herausreissen von Splittern zu verursachen, gleichgültig ob die Panzerplatte durchschlagen wird oder nicht.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht die Panzerplatte aus einem Material, dessen Struktur sich annähernd kontinuierlich über der Plattendicke ändert, um eine kontinuierliche Änderung der akustischen Impedanz zu erreichen.

In der Praxis kann dieses Material vorzugsweise eine unterschiedliche Porosität besitzen und z.B. gesintertes Material sein.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung besteht die Panzerplatte aus einer Anzahl von Schichten unterschiedlicher Materialien, deren akustische Impedanz von der Vorderseite der Platte her abnimmt, wobei jede wirksame Schicht eine Dicke aufweist, die mindestens gleich der Breite des Druckprofils ist. Der Unterschied der aku-

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ORIGINAL INSPEGTBD

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stischen Impedanz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichten beträgt dabei vorzugsweise höchstens 30,10

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kg/m s, um ein Abplatzen von Partikeln an der Rückseite der Vorderschicht oder einer Zwischenschicht zu vermeiden.

Bei dieser Ausführungsart kann die Platte vorzugsweise auf der Vorderseite eine Stahlschicht aufweisen. Auf der Rückseite kann eine Polyäthylenschicht oder eine andere Kunststoffschicht, z.B. aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoff, sein. Der Kunststoff kann ein Thermoplast oder ein Duroplast sein. Zwischen diesen beiden Schichten können - entsprechend verschiedenen möglichen Varianten Zwischenschichten vorgesehen sein. Man kann z.B. eine einzige Schicht aus gesintertem Stahl oder zwei Schichten aus Aluminium und Magnesium oder auch, ausgehend von der Plattenvorderseite, vier aufeinanderfolgende Schichten aus Zinn, Titan, Aluminium und Magnesium hinter der Stahlschicht anordnen.

Bei dieser Mehrschichtausführung können die verschiedenen Schichten durch mechanische Mittel miteinander verbunden sein. Auch eine stoffschlüssige Verbindung ist möglich.

In der Praxis wird man nach obigem die Panzerplatte aus mehreren Schichten unterschiedlicher zur Rückseite hin abnehmender akustischer Impedanz oder einer Schicht von zur Rückseite hin abnehmender Impedanz aufbauen. 909850/0525

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Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung vorteilhafter Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Schnitt einer erfindungsgemäßen Panzerplatte in Mehrschichtausführung mit Darstellung des Aufschlagvorgangs;

Fig. 2 den Schnitt einer klassischen Stahlpanzerplatte, gleichwertig derjenigen der Fig. 1, ebenfalls mit Darstellung des Aufschlagvorgangs; und

Fig. 3 und 4 Schnitte von Platten nach der Erfindung in anderen Ausführungsformen.

Bei einer ersten (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung besteht die Panzerplatte aus einem Material, dessen Struktur sich progressiv von der Vorderseite an zur Rückseite der Platte hin ändert. Es ist bekannt, daß die akustische Impedanz eines Materials gleich dem Produkt aus der Dichte 9_ und der Schallgeschwindigkeit u in diesem Material ist.

Unter diesen Bedingungen wird der Stoßdruck, der sich aus dem Aufschlag auf der Vorderseite ergibt, fortschreitend

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mit dem Eindringen der Stoßwelle in die Platte abgeschwächt, und die Abnahme der akustischen Impedanz ist so berechnet, daß die Amplitude der durch die Reflexion der Stoßwelle an der Rückseite entstandenen Zugwelle unter der dynamischen Bruchgrenze des Materials an der Rückseite der Panzerplatte liegt. Hieraus ergibt sich, daß kein Abplatzen auftreten kann und sich keine Splitter bilden.

Die Vermeidung des Sekundäreffektes des Aufschlags, d.h. der Splitterbildung, stellt einen beachtlichen Vorteil dar, und zwar auch dann, wenn die Platte durchschlagen wird.

Die progressive Änderung der Impedanz der Platte kann die Folge einer unterschiedlichen Porosität sein, die z.B. durch differenziertes Sintern erreicht wird. Man kann auch in das Material Kugeln geringer Dichte, z.B. Mikro-Hohlkugeln oder Gasblasen eingeben.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 wird nunmehr eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Bei diesem Beispiel besteht die Platte 1, ausgehend von der dem Aufschlag ausgesetzten Vorderseite, aus:

- einer 30 mm starken Stahlschicht 2,

- einer 10 mm starken Zinnschicht 3,

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- einer 10 mm starken Titanschicht 4,

- einer 8 mm starken Aluminiumschicht 5,

- einer 6,6 mm starken Magnesiumschicht 6,

- einer 14 mm starken Polyäthylenschicht 7.

Diese Platte wurde dem Aufschlag des Strahls 8 einer 50 mm vor der Platte aufgestellten und gezündeten Hohlladung ausgesetzt. Die Fig. 1 gibt die Momentaufnahme des Vorgangs in dem Augenblick wieder, in dem der Strahl 8 die Platte 1 durchschlagen hat. Man sieht, daß lediglich ein Loch 11 aufgerissen ist und kein Splitter entsteht.

In Fig. 2 wird vergleichsweise eine Panzerplatte 12 bekannter Ausführung aus homogenem Stahl dargestellt, die unter den gleichen Bedingungen dem Aufschlag des Strahls 13 einer Hohlladung 14 ausgesetzt wurde. Die Dicke dieser Platte wurde auf 60 mm festgelegt, um derjenigen der Platte 1 zu entsprechen, d.h. damit sie definitionsgemäß die gleiche Strahllänge absorbiert.

In Fig. 2 ist ebenfalls die Momentaufnahme des Vorgangs wiedergegeben, die - ausser einem großen Aufriß 15 eine Splitterwolke 16 zeigt.

Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung rührt von der Tatsache, daß die Masse der Platte 1 pro Flächeneinheit nur 39,9 g/cm² beträgt, während sie bei der klassischen Plat-

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te 12 bei 46,8 g/cm² liegt.

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel wiedergegeben, bei dem die Panzerplatte 19, ausgehend von der dem Aufschlag ausgesetzten Fläche, aus folgenden Schichten besteht:

- einer 39 mm starken Stahlschicht 18,

- einer 14 mm starken Aluminiumschicht 19,

- einer 16 mm starken Magnesiumschicht 21,

- einer 14 mm starken Polyäthylenschicht 22.

Die verschiedenen Schichten sind miteinander durch Ankerbolzen 23 verbunden, aber hier könnte auch - wie in den anderen beschriebenen Fällen - jedes andere die Schichten ausreichend zusammenhaltende mechanische Mittel verwendet werden.

Die Platte 17 ist der klassischen Platte 12 gleichwertig, und die erhaltenen Ergebnisse sind praktisch genau so gut wie bei der Platte 1.

In einem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) setzt sich eine Panzerplatte 25, ausgehend von der Vorderseite, zusammen aus:

- einer 30 mm starken Stahlschicht 26,

- einer 30 mm starken Schicht 27 aus Sinterstahl, deren

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-/12

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Dichte 60 % derjenigen des Stahls beträgt,

- einer 12 mm starken Polyäthylenschicht 28.

Auch hier ist die Platte 25 noch der Platte 12 gleichwertig, und die Ergebnisse sind noch mit denjenigen der Platte 1 vergleichbar.

Die beschriebenen Ausführungen stellen selbstverständlich nur Beispiele dar, und es könnten zahlreiche andere Schichtkombinationen konzipiert werden. Abgesehen von der Tatsache, daß jede Kombination so gestaltet sein muß, daß der Stoßdruck geschwächt wird, damit die von der Reflexion des Stosses auf der Hinterseite induzierte Zugwellenamplitude unter die dynamische Bruchgrenze fällt, hat man jedoch festgestellt, daß zwei Bedingungen zu erfüllen sind:

- die Dicke jeder Schicht muß mindestens gleich der Breite des Stoßwellenprofils sein, die einige Millimeter beträgt,

- die Differenz der akustischen Impedanz zweier aufeinanderfolgender Schichten darf höchstens 30,10 kg/jn s betragen, um zu vermeiden, daß die Stoßwelle an der Grenzfläche reflektiert wird und ein Absplittern sowie die Trennung der Schichten verursacht.

Es versteht sich, daß eine Platte nach der Erfindung vor-909850/0525 -/13

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zugsweise auf der Vorderseite eine Stahlpanzerschicht relativ großer Dicke aufweisen sollte, damit ein Durchschlagen der Platte vermieden wird. So sollte die Panzerstahlschicht auf der Vorderseite zweckmässig ein Drittel bis die Hälfte der Gesamtplattendicke betragen.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche i

[ 1 .yInhomogene Panzerplatte, deren Vorderseite dem Aufschlag von Geschoßen und/oder der Explosion von Ladungen ausgesetzt ist, die auf diese Seite einen vorgegebenen Stoßdruck ausüben, der sich als Stoßwelle bis zur Rückseite der Platte fortpflanzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Material dieser Platte eine von der Vorderseite zur Rückseite hin abnehmende akustische Impedanz besitzt, wobei die Impedanz in einer Weise abnimmt, daß die Amplitude der durch die Reflexion der Stoßwelle an der Rückseite entstandenen Zugwelle unter der dynamischen Bruchgrenze des Materials liegt.
2. Platte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ihre akustische Impedanz wenigstens annähernd kontinuierlich von der Vorderseite zur Rückseite abnimmt.
3. Platte gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Material eine unterschiedliche Porosität aufweist.

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ORIGINAL IiSISPECTED

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4. Platte gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Material ein gesinterter Werkstoff ist.
5. Platte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Anzahl Schichten verschiedener Materialien enthält, deren akustische Impedanz von der Vorderseite der Platte an abnimmt, wobei jede Schicht eine Dicke aufweist, die mindestens gleich der Breite des Druckprofils ist und die Differenz der akustischen Impedanz zweier aufeinanderfolgender Schichten höchstens gleich 30,10 kg/m s ist.
6. Platte gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß sie auf der Vorderseite eine Stahlschicht und auf der Rückseite eine Polyäthylenschicht besitzt.
7. Platte gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Zwischenschicht aus Sinterstahl aufweist.
8. Platte gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie - ausgehend von der Vorderseite - aufeinanderfolgende Zwischenschichtin aus Zinn, Titan, Aluminium und Magnesium besitzt.

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9. Platte gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie - ausgehend von der Vorderseite - aufeinanderfolgende Zwischenschichten aus Aluminium und Magnesium aufweist.
10. Platte gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die aufeinanderfolgenden Schichten mit Hilfe mechanischer Mittel miteinander verbunden sind.

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