DE3515792C1 - Aktive (reaktive) Panzerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aktive Panzerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß mit aktiven (oder reaktiven) Panzerungen eine Er­ höhung der Schutzwirkung sowohl gegen Hohlladungen als auch gegen Wucht­ geschosse erreicht werden kann. Dazu müssen mittels Sprengstoff insbe­ sondere metallische Platten in entsprechend kurzen Zeiten auf derart hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, daß sie mit dem gerade durch­ dringenden Körper noch in Wechselwirkung treten können und durch eine entsprechende seitliche Störung dessen Durchschlagsleistung vermindern können. Vergl. I1, 2I.

Die Sprengstoffschicht kann über eine Hilfseinrichtung oder direkt durch das auftreffende Geschoß gezündet werden. In der Regel besteht sie aus einer mehr oder weniger flexiblen Sprengstoff-Folie, hergestellt durch Mischen von Sprengstoff mit einem Binder und anschließendem Walzen. Der Einsatz gepreßter Sprengstoffe mit geringen Binderanteilen und ent­ sprechend höherer Empfindlichkeit oder gar die Verwendung von reinem Sprengstoff scheidet in der Praxis sowohl aus Handhabungs- als auch aus Sicherheitsgründen aus.

Modellversuche in den unterschiedlichsten Kalibern haben gezeigt, daß im Gegensatz zu Hohlladungen, bei denen durch die hohen Strahlgeschwindig­ keiten eine Zündung der Sprengstoff-Folien erwartet werden kann, bei Wuchtgeschossen die Sicherstellung der Zündung durch das auftreffende Geschoß selbst ein wesentliches Problem darstellt.

Die Zündschwelle hängt von einer Vielzahl von Parametern ab, wobei der Einfluß der einzelnen Größen auf das gesamte System noch nicht ausrei­ chend untersucht ist. Es kann jedoch bei dem heutigen Stand der Unter­ suchungen davon ausgegangen werden, daß sowohl mit abnehmenden Folien­ stärken als auch mit kleiner werdenden beaufschlagten Flächen die Zün­ dung erschwert und damit die Zündschwelle angehoben wird. Beide Einflüsse erschweren u. a. auch Experimente in verkleinertem Maßstab (z. B. im Labor) als auch den Einsatz derartiger aktiver Panzerungen bei rel. leichten Zielen, welche insbesondere gegen Bedrohungen im Bereich kleine­ rer Kaliber eingesetzt werden könnten.

Weitere Einflußgrößen sind die Dicke der dem Sprengstoff vorgelagerten zu beschleunigenden Platte und die Art der beteiligten Werkstoffe, wobei hier deren akustische Impedanz als entscheidende Größe angesehen wird. Vergl. I3I. Daraus folgt, daß z. B. die Zündung einer Sprengstoff-Folie mittels eines Geschosses aus Schwermetall bereits bei geringeren Auftreff­ geschwindigkeiten erfolgt als im Falle eines Geschosses aus Stahl. Vergl. I4I.

All dies bedeutet aber, daß eine für den weitgehend uneingeschränkten Einsatz geeignete Sprengstoff-Folie bei Zielen gegen Wuchtgeschosse in unterschiedlichen Kaliberbereichen bei Auftreffgeschwindigkeiten über etwa 1200 m/s sicher zünden muß. Handelsübliche Folien werden diesen An­ forderungen noch nicht in vollem Umfange gerecht. Vergl. I5I. Kann man bei Experimenten im Labor oder in besonderen Ausnahmefällen den Einsatz empfindlicher Folien oder auch reinen Sprengstoffes ins Auge fassen (wie z. B. kristallines PETN), so scheidet diese Möglichkeit sowohl bei Großversuchen als auch bei der Integration aktiver Elemente in Panzerungen grundsätzlich aus. Hier wird man also auf die Verwendung von Folien an­ gewiesen sein, die sowohl im Hinblick auf Zündwilligkeit als auch Hand­ habung einer Reihe oft gegensätzlicher Forderungen genügen müssen.

Eine bekannte Maßnahme zur Anhebung der Empfindlichkeit von Sprengstoff- Folien in der aktiven Struktur selbst besteht darin, eine gelochte rela­ tiv dünne Platte auf die Folie aufzulegen. Vergl. I6I. Weiterhin ist es bereits aus den 40-er-Jahren bekannt, durch mechanische Hilfen (wie z. B. Spitzen) die Zündung von Sprengstoffen zu verbessern. All diese Vorschläge bedeuten aber, daß zusätzliche Vorrichtungen in den aktiven Teil einer Panzerung eingebracht werden. Dabei wird nicht nur das Gesamtsystem mit nahezu allen beteiligten Parametern verändert, sondern in vielen Fällen auch die Handhabung erschwert und/oder die Handhabungssicherheit verrin­ gert.

Eine weitere bekannt gewordene Möglichkeit besteht in der Einführung eines Luftspaltes zwischen der vorderen zu beschleunigenden Platte und der Sprengstoff-Folie. Ein Nachteil dieser Methode besteht in einem deut­ lichen Absinken der erreichbaren Plattengeschwindigkeiten. Diese ist in erster Linie auf die erhebliche Verminderung der Verdämmung zurückzu­ führen.

Die Erfindung löst die Aufgabe, die Zündwilligkeit der Sprengstoffschicht zu erhöhen, die erforderliche Sprengstoffmenge pro Flächeneinheit der Schicht zu verringern und darüberhinaus noch eine Erhöhung der Sicherheit beim Umgang mit der aktiven Panzerung zu ermöglichen.

Das wird gemäß der Erfindung durch die Weiterbildung gemäß den kennzeich­ nenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Die Sprengstoffbänder und die Ausschnitte können dabei z. B. die Form kon­ zentrischer Kreisringe haben oder die Form von konzentrischen "quadrati­ schen Ringen". Auch ist z. B. eine sternförmige Anordnung möglich. Bevor­ zugt sind die Bänder und Ausschnitte jedoch jeweils in Form eines Feldes paralleler Streifen angeordnet. Die Bänder sind dabei vorzugsweise zur Sicherstellung der Durchzündung beim Aufschlag eines Geschosses durch wenigstens ein Querband miteinander zu einer kamm-, doppelkamm- oder stabgitterförmigen Anordnung verbunden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung bei kamm- oder doppelkammförmiger Anordnung liegt darin, daß zwischen die Sprengstoffbänder Streifen aus trägem Material geschoben werden können, die einer unerwünschten Zündung beim Umgang mit der Panzerung in hohem Maße entgegenwirken.

Das Prinzip der hier vorgetragenen Erfindung besteht also darin, Folien in ihrer Formgebung so zu verändern, daß deren Zündwilligkeit verbessert und gleichzeitig auch noch eine Reihe für den Einsatz derartiger Folien wesentlicher Faktoren verbessert wird. Damit wird also sowohl die Mindest­ auftreffgeschwindigkeit der die Zündung auslösenden Projektile gesenkt als auch die gegensätzliche Forderung einer verbesserten Handhabung er­ füllt.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der in den Zeichnungen gezeigten be­ vorzugten Ausführungsformen bespielhafter näher erläutert.

Fig. 1 bis 3 zeigen schematisch Anordnungsmöglichkeiten der Sprengstoff-Folie zwischen Hauptpanzer und Vor­ platte,

Fig. 4 zeigt die Möglichkeit der Einbringung von Inert­ material zwischen die Sprengstoffbänder.

Die in den Figuren gezeigten Bandbreiten von 2,5 mm bzw. 3 mm in Fig. 4 eignen sich für einen Durchmesser (D) der auftreffenden Labor-Projektile von 4 mm bis 5 mm. Die hier genannten geometrischen Verhältnisse ergaben sich aus den bisher durchgeführten Experimenten und dienen als Anhalts­ werte. Zwischenzeitlich durchgeführte Versuche haben diese Verhältnisse auch für größere Projektildurchmesser bestätigt.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind hier in die 2 mm dicke Sprengstoff- Folie 1 parallele Schlitze 2 eingebracht, die zwischen sich Sprengstoff­ bänder 3 stehen lassen. Deren Breite sollte nach durchgeführten Experimen­ ten in der Größenordnung des halben Projektildurchmessers (D/2) liegen. Die Breite der Bänder 3 zwischen den Schlitzen 2 entspricht bei der als Beispiel gewählten Anordnung etwa der Breite der Schlitze. Der der Über­ tragung der Detonation dienende, die Bänder 3 verbindende Randstreifen 4 sollte nach entsprechenden Experimenten etwas breiter als die Bänder ge­ staltet werden. Dieser Streifen erfüllt gleichzeitig auch in bestimmten Grenzen eine Verdämmungsfunktion. Außerdem gewährleistet er eine sichere Durchzündung. Prinzipiell sollte das günstigste Verhältnis zwischen Steg­ breite und Spalt jedoch experimentell ermittelt werden. Dies gilt insbe­ sondere bei größeren Kalibern.

Die hier und im folgenden vorgeschlagenen Anordnungen vermindern die einzu­ setzenden Sprengstoffmassen erheblich. Im Gegensatz zu kreisförmigen Aus­ sparungen, bei denen eine Einsparung von höchstens etwa 20% bei Funktions­ sicherheit noch denkbar ist, können hier Einsparungen in der Größenord­ nung von 40% realisiert werden.

Fig. 2 zeigt eine weitere Möglichkeit der Einbringung von derartigen die Zündung begünstigenden Schlitzen 7. Es handelt sich um eine Version 5 mit mäanderförmigem Verlauf des Sprengstoffbandes. Als günstiges Ver­ hältnis zwischen Bandbreite 6 und Schlitz 7 erwies sich hier 3 mm/2mm für Projektile mit einem Durchmesser von 4 bis 5 mm.

Prinzipiell ist mit einem derartigen durchlaufenden Sprengstoff-Band jede andere geometrische Belegung (wie etwa bei Fußbodenheizungen) möglich.

Mit Hilfe der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Anordnungen konnte eine Zündung der Sprengstoff-Folie durch Laborprojektile aus Schwerme­ tall oberhalb Geschwindigkeiten von 1100 m/s sichergestellt werden. Für Laborgeschosse aus Stahl konnte die Detonation der Folie bei Ge­ schwindigkeit ab 1300 m/s nachgewiesen werden.

Da bei einer Aktivierung einer aktiven Panzerung möglichst nur ein ge­ troffener Teilbereich reagieren soll, ist die Unterteilung der Panzerung in 8 Einzelfelder erforderlich. Dabei ist das übergreifen der Detonation von einem Feld zum anderen zu unterbinden. Dazu werden z. B. die Struk­ turen nach Fig. 1 wie in Fig. 3 dargestellt, durch zwischengelegte Strei­ fen 10 aus Inertmaterial, vorzugsweise aus Stahl, voneinander isoliert.

Während das Einfügen von Luftspalten 9 mit im Beispiel der Breite 2 mm das Durchlaufen der Detonation durch die Folie 8 nicht unterbindet, be­ wirkt der Stahlstreifen 10 eine Beschränkung der Detonation auf das getroffene Teilfeld rechts oder links von ihm.

Daraus ergibt sich die Möglichkeit, mit einfachsten Mittel und konform mit der vorgeschlagenen Konzeption die Zündung der Folie zu regeln: Ausfüllen der Hohlräume durch Inertstoffe verhindern die Detonation - Entfernen des Inertstoffes begünstigt hingegen die Detonation.

Fig. 4 zeigt verschiedene Möglichkeiten zum Ausfüllen der Schlitze der Folie zur Verhinderung einer durchlaufenden Detonation der Folie 11. Im linken Teil 12 sind die Schlitze 13 durch einen Inertstoff (z. B. Polycarbonat/Makrolon, Stahl etc.) aufgefüllt. Im Teil 14 sind die Hohlräume 15 der mäanderförmigen Version ausgefüllt. Entsprechende Ex­ perimente konnten belegen, daß in beiden Anordnungen eine Zündung ver­ hindert werden konnte.

In Fig. 4 ist weiter rechts für die mäanderförmige Version 14 und für eine kammartige Sprengstoffbelegung 16 eine einfache Möglichkeit zur Erleichterung bzw. Verhinderung der Zündfähigkeit aufgezeigt; Es handelt sich um kammförmige Inertstoff-Elemente 17, die je nach Bedarf einge­ schoben oder herausgezogen werden können. Dies ist ein entscheidender Vorteil bei der Handhabung von Sprengstoffen bei aktiven (reaktiven) Panzerungen (z. B. Transport, außerhalb von Gefechtssituationen, War­ tungsarbeiten). Sind die Schlitze von der Seite nicht zugänglich, so können Inertstoff-Masken eine entsprechende Funktion übernehmen. Ein wesentlicher Vorteil der hier gewählten Hohlraumform besteht darin, daß mittels einfachster Maßnahmen die Zündung von Sprengstoff-Folien ermög­ licht oder verhindert werden kann.

Bei der Erfindung handelt es sich also um eine Einrichtung zur Erhöhung der Zündfreudigkeit von Sprengstoff-Folien und zur Erschwerung einer unerwünschten Detonation derselben. Die Erhöhung der Zündfreudigkeit wird durch das Aussparen von vorzugsweise länglichen Spalten erreicht. Das einwandfreie Durchzünden kann durch einen umlaufenden Rahmen oder ein durchlaufendes Sprengstoffband sichergestellt werden.

Die Handhabungssicherheit (Verhinderung ungewollter Detonation) wird durch das Einbringen von metallischen oder nicht-metallischen Inertstoff- Elementen erreicht.

Claims (10)

1. Aktive Panzerung mit wenigstens einer Panzerplatte, einer auf deren Außenseite vorgesehenen Sprengstoffschicht und einer über dieser befind­ lichen Vorplatte, die beim Auftreffen eines Geschosses durch die hierbei detonierende Sprengstoffschicht von der Panzerplatte weg beschleunigt wird, um die Durchschlagsleistung des Geschosses zu vermindern, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sprengstoffschicht langgestreckte schmale Ausschnitte ausgespart sind, die zwischen sich langgestreckte schmale Sprengstoffbänder stehen lassen.

2. Aktive Panzerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Breite der Ausschnitte und die Breite der Sprengstoff­ bänder etwa gleich sind.

3. Aktive Panzerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Breite der Sprengstoffbänder etwa gleich dem halben Durchmesser der zu beeinflussenden auftreffenden Projektile ist.

4. Aktive Panzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dicke der Sprengstoffschicht 2 bis 6 mm beträgt.

5. Aktive Panzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sprengstoffbänder miteinander ver­ bunden sind.

6. Aktive Panzerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere parallele Sprengstoffbänder durch wenigstens ein Querband miteinander verbunden sind.

7. Aktive Panzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes Teilfeld der in mehrere Teilfelder unterteilten aktiven Panzerung von einer gesonderten Vorplatte bedeckt ist,und daß die Sprengstoffschicht jedes Teilfeldes von der jedes benach­ barten Teilfeldes einen Abstand hat, der mindestens gleich der Breite der Ausschnitte, besser etwas, z. B. 20% breiter ist als dieses.

8. Aktive Panzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die freien Bereiche zwischen den Spreng­ stoffschichten der Teilfelder mit einem trägen Material, wie z. B. einem Duroplast oder einem unedlen Metall gefüllt sind.

9. Aktive Panzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausschnitte mit einem trägen Material füllbar oder gefüllt sind.

10. Aktive Panzerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dicke der Sprengstoffbänder etwa 20 bis 40% der mittleren Breite der Sprengstoffbänder beträgt.