DE3122367C1 - Wand zum Schutz gegen Hohlladungen und Wuchtgeschosse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wand zum Schutz gegen Hohlladungen und Wuchtgeschosse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schutzwand ist aus der DE-OS 26 41 392 be­ kannt. Sie besteht aus einer Außenwand aus Beton, einer Innenwand aus Stahl und rasterförmigen Stahlstegen, die Zwischenräume zwischen der Außen- und der Innenwand bilden. Die Zwischenräume sind mit einem mineralischen Stoff gefüllt, um einen Flammenstrahl am Durchdringen der Innenwand zu hin­ dern.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Schutzwand der genannten Art zu schaffen, die bei relativ geringem Gewicht und Material­ aufwand von Hohlladungen und Wuchtgeschossen nicht, jedenfalls nur mit geringer Restdurchschlagsleistung durchschlagen werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kenn­ zeichen des Anspruchs 1.

Die Erfindung beruht auf dem Prinzip, daß die Stoßwelle beim Eindringen beispielsweise einer Hohlladung an den Zwischenwandungen reflektiert wird und dann den vom Hohl­ ladungsstachel gebildeten Lochkanal zumindest teilweise wieder schließt, so daß der langgestreckte Hohlladungs­ stachel zumindest gestört wird.

Es sei bemerkt, daß die erfindungsgemäße Wand vor allem ge­ gen Hohlladungen Schutz bietet, da am Stachel einer Hohlladung durch die hohe Relativgeschwindigkeit beim Schließen des Lochkanals und die dünne, langgestreckte Form des Stachels Störungen relativ leicht herbeigeführt werden können. Die erfindungsgemäße Schutzwand wird deshalb in der Beschreibung in erster Linie in bezug auf eine Hohlladung erläutert. Es ist jedoch zu betonen, daß die erfindungsgemäße Schutzwand auch bei Wuchtgeschossen wirksam ist, wenn auch nicht im gleichen Ausmaß wie bei Hohlladungen.

Die Stoßwelleneinleitung erfolgt durch den Staudruck des Hohlladungsstachels. Damit die erzeugte Stoßwelle in der gewünschten Weise wirksam werden kann, müssen weiterhin folgende Bedingungen erfüllt sein: gute Stoß­ wellenausbreitung in dem Material zwischen den Zwischen­ wandungen, starke Stoßwellenreflexion an den Zwischen­ wandungen sowie eine Flüssigkeit oder ein Material zwischen den Zwischenwandungen, das eine geringe dyna­ mische Zugfestigkeit besitzt, also spröde ist, damit von der freien Oberfläche des von der Hohlladung er­ zeugten Lochkanals beim Auftreffen der an den Zwischen­ wandungen reflektierten Stoßwelle Material abplatzen kann.

Falls die Zwischenräume zwischen den Zwischenwandungen mit einer Flüssigkeit, also beispielsweise Wasser, gefüllt sind, ist zwar weder der Stoßwellendruck sehr hoch noch die Stoßwellenfortpflanzung sehr schnell, im Vergleich zu festen, beispielsweise keramischen Materia­ lien. Doch kann dieser Nachteil dadurch umgangen werden, daß man die Abstände der Zwischenwände voneinander relativ klein wählt. Hierdurch werden lange Wege und damit Dämpfungsstrecken für die Stoßwellen vermieden.

In einer Flüssigkeit bildet sich um den Hohlladungsstachel herum eine Kavitationsblase aus. Durch den Druck, den die Zwischenwandungen der erfindungsgemäßen Schutzwand der Expansion der Kavitationsblase entgegensetzen, ist dieselbe jedoch wesentlich kleiner als in einer Flüssig­ keit ohne solche Zwischenwandungen.

Die beim Eindringen des Hohlladungsstachels erzeugte Stoßwelle läuft in der Flüssigkeit dann zu den Zwischen­ wandungen, wo eine Komprimierung und Reflexion erfolgt, so daß sie mit erhöhter Amplitude zur Kavitationsblase zurückläuft. Die Kavitationsblase wird dadurch kompri­ miert, wobei vom Rand der Kavitationsblase sozusagen Gischt abgelöst wird, die dann auf den Hohlladungs­ stachel auftrifft. Bei der hohen Relativgeschwindigkeit von Hohlladungsstachel und auftreffender Flüssigkeit kommt so ein Hochgeschwindigkeitsaufschlag zustande, der den Stachel zerlegt und die Stachelteile von der Schußrichtung ablenkt, so daß sie völlig zerstäubt bzw. beim weiteren Durchtritt abgetragen werden.

Damit die Hohlladung, wenn sie senkrecht auf einer Stelle der Wand auftrifft, wo sich eine Zwischenwan­ dung befindet, auch in einen Zwischenraum zwischen den Zwischenwandungen gelangt und nicht durch diese Zwischen­ wandung hindurch die Wand durchdringen kann, ist in bekannter Weise (DE-PS 58 622) gemäß Anspruch 4 und 5 vorgesehen, die Zwischenwandungen in einem flachen Winkel zur Schußrichtung der Hohlladung anzuordnen, und zwar vorzugsweise in einem Winkel von 15 bis 30° (Nato-Winkel). Statt dessen kann gemäß Anspruch 6 aber in bekannter Weise (US-PS 36 16 115) auch eine versetzte Anordnung der Zwischenwan­ dungen vorgesehen sein, insbesondere ist die Anordnung mehrerer erfindungsgemäß aufgebauten Schutzwände mit jeweils gegenüber einander versetzten Zwischenwandungen möglich.

Weiterhin sind durch Verwendung unterschiedlich großer Zwischenräume unterschiedliche Laufzeiten der Stoß allen und damit ganz bestimmte Störungen des Hohlladungs­ stachels möglich, beispielsweise Störungen an der Stachel­ spitze, im mittleren oder im hinteren Reststachelteil.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsformen der erfindungs­ gemäßen Schutzwand anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Ab­ schnitt einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 und 3 perspektivisch einen Ausschnitt einer zweiten und dritten Ausführungsform, bei der die Au­ ßenwandung der Schutzwand weggezogen ist;

Fig. 4a-c schematische Darstellungen einer vierten Aus­ führungsform;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Teil einer als Reservetank eines Panzers ausgebildeten Schutz­ wand;

Fig. 6 perspektivisch einen Teil einer weiteren Aus­ führungsform bei einem Gebäude und

Fig. 7 bis 12 perspektivisch verschiedene Ausbildungen und Anordnungen der Zwischenwandungen der Schutz­ wand bei Gebäuden.

Gemäß Fig. 1 besteht die Schutzwand aus einer Außen- und ei­ ner Innenwandung 1 bzw. 2, zwischen denen sich Zwischenwan­ dungen 3 unter Bildung von Zwischenräumen 4 erstrecken. Die Zwischenräume 4 sind mit einer Flüssigkeit oder einem sprö­ den festen Material gefüllt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bestehen die Zwischenwandungen 3 aus ebenen Platten.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, können stattdessen die Zwi­ schenwandungen 5 bzw. 6 auch im Querschnitt sechseckig auf­ gebaut sein, wodurch eine vollkommen flächendeckende Anord­ nung erreicht wird, bzw. zylindrisch ausgebildet sein, wobei die von mehreren zylindrischen Zwischenwandungen 6 einge­ schlossenen Zwischenräume 7 ebenfalls mit einer Flüssigkeit bzw. mit festem Material ausgefüllt sind.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Schutzwand sind zwei durch eine mittlere Wandung 8 voneinander getrennte Schichten 9 und 10 mit Zwischenwandungen 11 und 12 vorgesehen, in denen Zwischenräume 13 und 14 ausgebildet sind, wobei die Zwi­ schenräume 13 und 14 der Schichten 9 und 10 so gegen­ einander versetzt sind, daß auf jede Zwischenwandung 11 und 12 in Schußrichtung jeweils ein Zwischenraum 14 bzw. 13 folgt, wie dies in der schematischen Aufsicht gemäß Fig. 4b dargestellt ist, in der die Zwischenräume 13 in der Schicht 9 durchgezeichnet und die Zwischenräume 14 gestrichelt sind. Diese Zwischenräume 13, 14 können sich auch teilweise überlappen, wie dies in der ähnlichen schematischen Fig. 4c dargestellt ist.

Die Zwischenwandungen 3, 5, 6, 11, 12 weisen eine Wand­ stärke von mindestens 0,5 mm auf, damit eine hinreichende Stoßwellenreflexion zustande kommt. Die seitlichen Begren­ zungswandungen der gesamten Schutzwand sollen Wandstärken von min­ destens 3 mm, vorzugsweise jedoch 10 mm aufweisen, damit die Schutzwand an diesen Begrenzungswandungen nicht aufreißt oder sich ausbeult und dadurch eine kräftige Stoßwellenreflexion verhindert. Die Außen- und Innenwandungen 1 und 2 sind ebenfalls entsprechend kräftig auszulegen, damit sie bei Beschuß nicht zu leicht durch die Stoßwellen aufreißen oder ausgebeult werden und somit eine zu schnelle Druck­ entlastung zulassen. Für die Außen- und Innenwandung 1 bzw. 2 ist daher eine Wandstärke von mindestens 5 mm notwendig, wenngleich Panzerstahlplatten in den Stärken von 10 bis 30 mm vorzuziehen sind. Für die mittlere Wandung 8 gemäß Fig. 4 genügt wiederum eine Wandstärke von mindestens 0,5 mm. Der Durchmesser der einzelnen Zwischenräume 4, 7, 13, 14 soll größer als 3 cm sein, jedoch 10 cm nicht wesentlich überschreiten, jedenfalls nicht größer als 30 cm sein.

Durch eine schräge Anordnung der Zwischenwandungen 3, 5, 6, 11, 12 können unterschiedliche Abstände zwischen dem Hohlladungsstachel und den Zwischenwandungen 3, 5, 6, 11,12 geschaffe werden, so daß der Hohlladungsstachel mehr­ fach gestört wird.

Bei Verwendung für Motorfahrzeuge, insbesondere Kampf­ panzern, werden vorzugsweise flüssigkeitsgefüllte Zwischen­ räume 4, 7, 13, 14 verwendet. Als Flüssigkeit sind dabei Wasser oder Treibstoff vorteilhaft, da Wasser als Kühl­ flüssigkeit und Treibstoff als Reservetankfüllung einge­ setzt werden kann. Das Kühlwasser oder der Treibstoff be­ deuten dabei keinerlei zusätzlichen Ballast. Beides muß auch nicht in einem geschützten Raum untergebracht werden.

Es ist zu betonen, daß bei Verwendung der erfindungsge­ mäßen Schutzwand als Treibstofftank durchaus die Mög­ lichkeit einer Inbrandsetzung bei Beschuß mit einer Hohl­ ladung besteht. Damit die dann auslaufende Treibstoff­ menge nicht zu groß ist, wird die in Fig. 5 gezeigte An­ ordnung getroffen, bei der die Schutzwand bzw. der Re­ servetank durch Trennwände 15, 16 in einzelne Sektionen 17, 18 unterteilt ist.

Zum Boden jeder Sektion 17, 18 reicht eine Saugleitung 19, 20, die zu einer Hauptleitung 21 führt. Die Zwischen­ wandungen 22 sind mit Durchlässen 23 beispielsweise in Form von Querbohrungen versehen, damit der Treibstoff zur Saugleitung 19 bzw. 20 abfließen kann. Die Sauglei­ tungen 19, 20 sind am unteren Ende mit einem Schwimmer­ ventil 24, 25 versehen, um nach dem Entleeren durch ein von einem Treffer geschlagenes Leck in einer Sektion 17, 18 die Treibstoff-Förderung aus anderen Sektionen nicht zu unterbinden. Die Sektionen 17, 18 können mit einer dich­ tenden Gummiauskleidung 26 versehen sein, wie sie bei Flug­ zeugtanks verwendet wird.

Die Sektionen 17, 18 können am Bug oder an der Seitenpan­ zerung des Panzers angebracht werden. Besonders bevorzugt ist jedoch die Anbringung an den Schürzen des Panzers, da dann eine die Schutzwand durchdringende Hohlladung nicht zu einer Leckage von Treibstoff ins Innere des Panzers führt. Besonders zweckmäßig ist die Anbringung der Schutz­ wand in den Vorschotten, um möglichst frühzeitig eine Störung der Hohlladung herbeizuführen und sie dann mit weiteren Schutzplatten aufzufangen. Derart ausgeführte Vorschotten zusammen mit einer Nachpanzerung stellen ei­ nen Schutz dar, der erheblich größer ist als derjenige gleich schwerer homogener Materialien.

Als spröde Materialien zum Auffüllen der Zwischenräume 4, 7, 13, 14 sind Beton, Gips und gebrannte Ziegel ge­ eignet, da sie die Eigenschaft besitzen, bei Stoßwellen­ reflexionen großer Amplitude an der freien Oberfläche abzuplatzen. Damit dieser Abplatzeffekt auftritt, soll die Körnung des Betons 3 mm jedoch nicht überschreiten.

In Fig. 6 ist eine Betonwand 27 dargestellt, bei der die Zwischenräume 28 zwischen den als ebene Platten ausgebildeten Zwischenwandungen 29 mit Beton ausgefüllt sind. Die Platten (29) sind wiederum in Schußrichtung, die in Richtung des Pfeiles 30 verläuft, ausgerichtet. Die Zwischenwandungen bzw. Platten 29 sind aus Stahl und können gleichzeitig die Betonarmierung darstellen.

Damit eine Hohlladung, deren Schußrichtung parallel zu den Platten 29 verläuft, beim Auftreffen auf eine Platte 29 nicht durch dieselbe hindurchtritt, sondern in einen der Zwischenräume 28 zwischen den Platten 29 gelangt, werden gemäß Fig. 7 zwei Plattenreihen 31, 32 mit versetzt zueinander angeordneten Platten 29 an­ gebracht.

Auch ist es möglich, die Platten 29 überkreuz oder rauten­ förmig anzuordnen, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist, oder, wie in Fig. 9 gezeigt, statt ebener Platten 29 gewellte Platten 33 einzusetzen. Auch können, wie in Fig. 10 dargestellt, die Zwischenwandungen 34, 35 durch Quer­ träger (34) gebildet sein, oder gemäß Fig. 11 Bogensegmente (35) verwendet werden. Die gewellten Platten 33 u. 35 nach Fig. 8 u. 11 weisen dabei den Vorteil auf, daß an den weiten Stellen eine gewisse Konzentrierung der Stoßwellenreflexion ein­ tritt und an den engen Stellen die Abstände relativ klein sind d. h. eine sehr starke Zerteilung des Hohlladungs­ stachels erfolgt.

Zu beachten ist, daß die Zwischenwandungen so angeordnet sind, daß der Beton gut eingefüllt werden kann, d. h. die Luft beim Füllen von unten nach oben gut entweichen kann, was beispielsweise bei der in Fig. 12 gezeigten Anordnung der Fall ist.

Die Breite der Zwischenwandungen 29, 33, 34 und 35 in Schußrichtung, also in Richtung des Pfeiles 30 nach Fig. 5, soll wenigstens 5 cm betragen, wobei eine Breite zwischen 25 und 35 cm vorgezogen wird. Die Stärke der Zwischenwandungen 29, 33, 34 und 35 soll mindestens 3 mm, vorzugsweise jedoch mehr als 5 mm betragen. Die Zwischenwandungen 29, 33, 34 und 35 bestehen zweck­ mäßigerweise aus Stahl. Bei einer Betonwand von 2 m werden die Zwischenwandungen 29, 33, 34 und 35 nach einer Schicht von 0,3 m eingebracht, jedoch können sie auch unmittelbar an der Einschußseite angeordnet werden.

Bei der sogenannten Zwei-Schalen-Bauweise bei Kernreaktoren bietet es sich an, die erfindungsgemäße Schutzwand in den Zwischenraum zwischen der inneren und der äußeren Schale einzubringen.

Es können auch Wandelemente mit den Zwischenwandungen 29, 33, 34 und 35 hergestellt werden, wobei ein poren­ freies Einbringen des Betons mit Rüttlern erfolgen kann.

Claims (14)

1. Wand zum Schutz gegen Hohlladungen und Wuchtgeschosse, insbesondere für Fahrzeuge und Gebäude, mit einer Vielzahl von sich in Schußrichtung etwa parallel zwischen einer Außen­ wandung und einer Innenwandung erstreckenden Zwischenwandun­ gen und, wobei die Zwischenräume zwischen den Zwischenwandun­ gen mit einer Flüssigkeit oder mit einem festen Material, das eine geringe Zugfestigkeit sowie eine andere Stoßwellenimpe­ danz als die Zwischenwandungen aufweist, gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zwischenwan­ dungen (3, 5, 6, 11, 12, 22, 29, 33, 34, 35) voneinander so bemessen ist, daß ein durch die Hohlladung bzw. das Wuchtge­ schoß erzeugter Lochkanal in der Flüssigkeit bzw. dem festen Material durch die an den Zwischenwandungen (3, 5, 6, 11, 12, 22, 29, 33, 34, 35) reflektierte Stoßwelle von der Flüssigkeit bzw. dem festen Material zumindest teilweise geschlossen wird bevor die Hohlladung bzw. das Wuchtgeschoß aus dem Zwischen­ raum (4, 7, 13, 14, 28) mit dem Lochkanal wieder austritt.

2. Schutzwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stoßwellenimpedanz der Flüssigkeit bzw. des fe­ sten Materials kleiner ist als die Stoßwellenimpedanz der Zwi­ schenwandungen (3, 5, 6, 11, 12, 22, 29, 33, 34, 35).

3. Schutzwand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand der Zwischenwandungen (3, 5, 6, 11, 12, 22, 29, 33, 34, 35) voneinander 2 bis 30 cm, vor­ zugsweise 3 bis 10 cm beträgt.

4. Schutzwand nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenwan­ dungen (3, 5, 6, 11, 12, 22, 29, 33, 34, 35) in bekannter Weise in einem flachen Winkel zur Schußrichtung der Hohl­ ladung bzw. des Wuchtgeschosses angeordnet sind.

5. Schutzwand nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkel 15 bis 30° beträgt.

6. Schutzwand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwandungen (11, 12, 29) in bekannter Weise versetzt angeordnet sind (Fig. 4 und 7).

7. Schutzwand nach einem der vorstehenden Ansprüche für Panzerfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit in bekannter Weise Wasser oder Treibstoff verwendet wird.

8. Schutzwand nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wand durch senkrechte Trennwände (15, 16) in einzelne Sektionen (17, 18) unterteilt ist und eine Saugleitung (19, 20) zum Boden jeder Sektion (17, 18) reicht.

9. Schutzwand nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ende jeder Saugleitung (19, 20) am Boden der Sektionen (17, 18) mit einem Schwimmerventil (24, 25) versehen ist.

10. Schutzwand nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Schürzen des Panzer­ fahrzeuges bildet.

11. Schutzwand nach Anspruch 1 bis 6 für Gebäude, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Material durch Beton, Gips oder gebrannte Ziegelsteine gebildet wird.

12. Schutzwand nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Beton eine Körnung von höchstens 3 mm aufweist.

13. Schutzwand nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Zwischenwandungen (29, 33, 34, 35) im wesentlichen senkrecht erstrecken.

14. Schutzwand nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zwischenwan­ dungen durch Querträger (34) gebildet sind.