DE3611076B3

DE3611076B3 - Aktive Schutzanordnung gegen Hohlladungen

Info

Publication number: DE3611076B3
Application number: DE19863611076
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. Schildknecht; Johannes Bol
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 2004-12-30
Anticipated expiration: 2006-04-04

Abstract

Eine aktive Schutzanordnung gegen Hohlladungen und insbesondere gegen Mehrfachhohlladungen weist aktive Felder auf, die voneinander durch stoßentkoppelnde Wände getrennt sind. Jedes aktive Feld enthält eine Trägerplatte mit einer darauf angeordneten Sprengstoffschicht. Auf der Sprengstoffschicht werden eine Vielzahl von projektil- und/oder splitterbildenden Einlagen vorgesehen. Die Normalen zumindest der überwiegenden Anzahl der Einlagen werden unter verschiedenen Winkeln zur Normalen der Trägerplatte angeordnet, so daß die nach der Zündung der Sprengstoffschicht gebildeten Projektile und/oder Splitter die Haupthohlladung vor deren Zündung zerstören oder in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigen.

Description

Die Erfindung betrifft eine aktive Schutzanordnung gegen Hohlladungen, insbesondere gegen Mehrfachhohlladungen, mit aktiven Feldern, wobei die Größe jedes aktiven Feldes durch eine Trägerplatte definiert ist, auf welcher eine Sprengstoffschicht angeordnet ist.

Zur wirkungsvollen Bekämpfung von aktiven Panzerungen werden im allgemeinen Tandemgefechtsköpfe eingesetzt. Ein Tandemgefechtskopf besteht im wesentlichen aus zwei hintereinander angeordneten Hohlladungen, zwischen denen üblicherweise zur Wirkungsentkopplung eine Barriere angebracht ist. Zur Bekämpfung wird die Vorhohlladung in einem bestimmten Zielabstand gezündet. Der Strahl der Vorhohlladung initiiert danach den aktiven Sandwich der Panzerung, der im allgemeinen aus einer Sprengstoffschicht besteht, die beidseitig mit metallischen Platten abgedeckt ist. Der aktive Sandwich ist üblicherweise derart angeordnet, daß zwischen dessen Flächennormale und der Fahrzeughorizontalen ein Winkel zwischen 40 und 65° auftritt. Durch die Detonation des Sprengstoffes werden die Platten beschleunigt. Dabei tritt zwischen dem Strahl der Vorhohlladung und den Platten eine Wechselwirkung ein, derart, daß der Strahl der Vorhohlladung weitgehend zerstört wird. Die Haupthohlladung wird üblicherweise erst dann gezündet, wenn sich die Platten aus dem Wirkungsbereich der Hohlladungsstrahlen entfernt haben. Sie kann dann das innere Restziel ungestört durchschlagen.

Um eine hinreichende Schutzwirkung gegen solche Tandemladungen zu erzielen, müssen Panzerungen mit zwei oder mehr aktiven Schichten in Beschußrichtung verwendet werden. Diese aktiven Schutzschichten müssen einen erheblichen gegenseitigen Abstand aufweisen.

Außerdem muß im allgemeinen zwischen ihnen eine Stahlplatte angebracht werden, um zu verhindern, daß bereits der Strahl der Vorhohlladung alle aktiven Schichten auslöst. Das Wirkungsprinzip der Panzerung beruht darauf, daß die Strahlen von Vor- und Haupthohlladung nacheinander durch mindestens jeweils eine aktive Schicht zerstört werden.

Bei Verwendung mehrerer, durch Stahlplatten getrennter aktiver Schichten hat die Panzerung ein vergleichweise hohes Gewicht und eine große Ausdehnung in Beschußrichtung. Außerdem ist die Sprengstoffmenge pro Oberflächeneinheit groß, so daß die Wirkung des Sprengstoffs auf die Hauptpanzerung, d. h. die Restpanzerung, nur schwer zu beherrschen ist.

Es ist ferner eine Schutzanordnung gegen normale Geschosse und Granaten bekannt ( US-PS 35 92 148 ), bei der geformte Ladungen in diskreten Halterungen angeordnet sind, die erst beim Auftreffen des Geschoßkörpers bzw. der Sprengstoffgranate ihre ursprüngliche Lage verändern. Diese Anordnung setzt jedoch voraus, daß der Geschoßkörper beim Auftreffen die Mechanik zur Ausrichtung der geformten Ladung und zu ihrer Zündung betätigt. Die bekannte Anordnung ist jedoch nicht gegen Hohlladungen geeignet. Wenn beispielsweise ein Hohlladungsstrahl auf die Anordnung auftrifft, ist die Ausrichtung der aktiven Elemente und die Zündung in der kurzen Zeit nicht möglich. Dies ergibt sich aus der sehr hohen Geschwindigkeit des Hohlladungsstrahls, der bei 7000 bis 10000 m/sec. liegt, während normale Geschosse eine Geschwindigkeit unter 1000 m/sec. aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere gegen Mehrfachhohlladungsgefechtsköpfe wirksame aktive Schutzanordnung zu schaffen, bei der der Sprengstoffbedarf und das Panzerungsgewicht erheblich reduziert sind. Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß die Sprengstoffschicht aus einer durchgehenden Schicht besteht, auf der eine Vielzahl von projektil- und/oder splitterbildenden Einlagen vorgesehen ist, wobei die überwiegende Anzahl der Einlagen vor dem Auftreffen der Hohlladung mit unterschiedlichen Winkeln zur Flächennormalen der Trägerplatte angeordnet sind, so daß nach der Zündung der Sprengstoffschicht durch den Strahl der Vorhohlladung die gebildeten Projektile und/oder die Splitter die Haupthohlladung vor deren Zündung zerstören oder in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigen.

Das erfindungsgemäße Wirkungsprinzip beruht darauf, daß bei Initiierung der Sprengstoffschicht durch den Strahl der Vorhohlladung einer Tandemladung aus den Einlagen der Sprengstoffabdeckung Projektile oder Splitter gebildet werden, die mit hoher Geschwindigkeit in einen vorgegebenen Winkelbereich fliegen, in dem sich die Haupthohlladung befindet, und welche die Haupthohlladung noch vor deren Zündung treffen. Somit wird gewährleistet, daß der auftreffende Hohlladungsstrahl, z.B. einer Vorhohlladung, in jedem Fall die Sprengstoffschicht eines aktiven Feldes zur Detonation bringt, wobei eine Splittergarbe freigesetzt wird, die auf die Haupthohlladung gerichtet ist und diese zerstört, bzw. diese in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt.

Die erfindungsgemäße Panzerung ist aus einzelnen aktiven Feldern aufgebaut, die beispielsweise durch stoßentkoppelnde Stege voneinander getrennt sind und zwar in der Weise, daß ein Überzünden zum Nachbarfeld ausgeschlossen werden kann. Es ist vorgesehen, die aktiven Felder vor einer Hauptpanzerung oder anderen Panzerungselementen im Abstand von ca. 0,1 bis 0,7m anzuordnen.

Die Größe jedes einzelnen aktiven Feldes wird durch die Trägerplatte bestimmt, die vorzugsweise aus Panzerstahl besteht. Sie ist im allgemeinen glatt, kann jedoch auch derart strukturiert sein, daß sie regelmäßig wiederkehrende Ein- und Ausbuchtungen aufweist.

Jedes aktive Feld enthält erfindungsgemäß eine Vielzahl von Einlagen, die auf der Sprengstoffschicht in einer bestimmten Weise angeordnet sind und nach Zündung des Sprengstoffs Projektile und/oder Splitter bilden. Diese Einlagen können aus Metall bestehen, vorzugsweise aus einem Metall mit guter Duktilität, z.B. Kupfer, Weicheisen oder Tantal.

Innerhalb eines jeden Feldes können die Einlagen gleiche oder unterschiedliche Formen aufweisen. Sie können plattenförmig, z.B. in Draufsicht quadratisch oder rechteckig sein. Bevorzugt werden insbesondere kalottenförmige oder ähnliche Formen.

Wesentlich für eine optimale Schutzwirkung durch Projektil- und Splitterbildung ist die geeignete Anordnung der einzelnen Einlagen innerhalb des aktiven Feldes. Die optimale Schutzwirkung wird insbesondere durch eine definierte Flugrichtung und hohe Fluggeschwindigkeiten der Projektile und Splitter bestimmten. Außerdem müssen sie in einem geeigneten Raumwinkel der Tandemladung entgegenfliegen.

Eine gewünschte Flugrichtung der aus den Einlagen gebildeten Splitter oder Projektile kann erfindungsgemäß dadurch erzielt werden, daß

1. die Normale der Einlage unter einem Winkel zur Normalen der Trägerplatte angeordnet wird, so daß sich für die verschiedenen Stellen unterhalb der Einlage unterschiedliche Sprengstoffdicken ergeben, und/oder
2. die einzelnen Einlagen selbst an den verschiedenen Stellen unterschiedliche Dicken aufweisen und die Dicke der Einlage bezogen auf deren Mittelpunkt keine Rotationssymmetrie aufweist.

Durch die in dieser Weise vorbestimmte Flugrichtung läßt sich jede gewünschte Projektil- oder Splitterkeule einstellen. Die Flugrichtung der Projektile oder Splitter wird von der Laufrichtung der Detonationswelle in der Sprengstoffschicht nur geringfügig beeinflußt, so daß die Form der Projektil- oder Splitterkeule nahezu unabhängig vom Initiierungspunkt und Auftreffpunkt des Strahls der Vorhohlladung ist.

Die in unterschiedlicher Schrägheit in bezug auf die Trägerplatte auf der Sprengstoffschicht angeordneten Einlagen können in ihrer Position durch verschiedene Maßnahmen stabilisiert werden. Eine Möglichkeit besteht z.B. darin, sie in eine Deckschicht einzubetten, derart, daß ein direkter Kontakt zwischen den Einlagen und der Sprengstoffschicht gewährleistet ist. Die Deckschicht kann z.B. aus einem Material geringer Dichte bestehen. Sie ist vorzugsweise aus Kunststoff, z.B. Hartschaum, gefertigt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die einzelnen Einlagen mittels Halterungen zusammengehalten. Die Halterungen werden vorzugsweise so ausgebildet, daß das dann entstehende, aus Halterungen und Einlagen bestehende Gebilde die Sprengstoffschicht lückenlos bedeckt. In diesem Fall kann auf eine Deckschicht auch verzichtet werden.

Die Halterungen sind vorzugsweise als eine Art Matrix zur Aufnahme der einzelnen Einlagen ausgebildet und bestehen aus einem Material mit vergleichsweise geringer Dichte, um nach der Detonation des Sprengstoffs eine Behinderung der gebildeten Projektile und Splitter durch die Wechselwirkung mit Teilen der Matrix zu verhindern. Matrix und Einlage können für besondere Anwendungen auch aus dem gleichen Material als ein einziges Formteil hergestellt werden, wobei in an sich bekannter Weise Sollbruchstellen zwischen Einlage und Matrix angebracht werden, um ein Aufreißen an den vorgesehenen Stellen zu gewährleisten.

Durch das erfindungsgemäß erzielte Wirkungsprinzip lassen sich der für die Abwehr der Hohlladungsstrahlen einer Hohlladung, insbesondere einer Tandemladung erforderliche Sprengstoffbedarf und das erforderliche Panzerungsgewicht im Vergleich zu einer mehrfach hintereinander angeordneten bekannten aktiven Panzerung drastisch reduzieren.

Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung sowie der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 im Schnitt senkrecht zum aktiven Feld eine Ausführungsform der Erfindung;
2 und 3 zwei Ausführungsmöglichkeiten für die Einlagenform;
4 ein Ausführungsbeispiel für ein aktives Feld in Draufsicht und
5 und 6 ein mit der erfindungsgemäßer Anordnung gepanzertes Fahrzeug in Seitenansicht und in Draufsicht.
In 1 ist ein Schnitt durch ein spezielles Ausführungsbeispiel der Panzerung dargestellt. Ein aktives Feld besteht hier im wesentlichen aus einer Trägerplatte 1, einer Sprengstoffschicht 2 und einer Abdeckung 3, die in diesem Beispiel aus der Matrix zum Halten oder Aufnehmen der projektil- oder splitterbildenden Einlagen, den projektil- oder splitterbildenden Einlagen 5 und der Deckschicht 6 aufgebaut ist.
Die der Haupthohlladung unter verschiedenen Winkeln zur Plattennormalen aus einem einzelnen aktiven Feld entgegenfliegenden Projektile oder Splitter werden mit Hilfe des Sprengstoffs 2, der sich zwischen dem Träger 1 und der Abdeckung befindet, aus der Abdeckung gebildet.
Die Projektilbildung mit Hilfe des Sprengstoffs 2 erfolgt im wesentlichen nach dem allgemein bekannten Funktionsprinzip einer projektilbildenden Hohlladung. Die Geschwindigkeit der Projektile oder Splitter läßt sich über die mittlere Sprengstoffbelegung einstellen. Typische Werte für die Geschwindigkeit liegen im Bereich zwischen 800 m/s und 1600 m/s.
Um gleichermaßen eine Wirkung gegen Tandemhohlladungsgefechtsköpfe zu erzielen, die aus einer horizontalen Richtung 7, unter einem "Dive-Winkel" 8 oder aber von oben 9 angreifen, müssen die Splitter oder Projektile eines aktiven Feldes vorzugsweise in unterschiedliche Richtungen 10 zur Normalen des aktiven Feldes 11 fliegen.
Die gewünschte Flugrichtung 10 der Splitter oder Projektile, die mit der Normalen 11 des aktiven Feldes jeweils einen Winkel 12 bilden, wird, wie oben erläutert, erzielt, wenn die Normale 13 der Einlage unter einem Winkel 14 zur Normalen 11 des Trägers angeordnet wird, so daß unterhalb jeder einzelnen Einlage 5 die Sprengstoffdichte ungleichmäßig ist. Um die gewünschte Wirkung zu erzielen, müssen die einzelnen Projektile und Splitter darüber hinaus in einem geeigneten Raumwinkel und unterschiedlicher Geschwindigkeiten der Hohlladung entgegenfliegen. Am Ausführungsbeispiel in 1 kann z. B. ersehen werden, wie der Flugwinkel 12 innerhalb einer Spalte des aktiven Felds von links nach rechts größere Werte annimmt.
Alternativ oder zusätzlich zu den oben genannten Maßnahmen können die Einlagen 5 an verschiedenen Stellen unterschiedliche Dicken aufweisen, wie es in 2 und 3 dargestellt ist. Die Einlagen können wie in 2 plattenförmig ausge bildet sein. Für diesen Fall ergeben sich plattenförmige Projektile. Die Einlagen sind jedoch vorzugsweise kalottenförmig oder haben eine Form, die dieser Form ähnelt. Aus derartigen Einlagen lassen sich bekannterweise Projektile formen. In 3 ist dazu ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Die innere 17 und äußere Oberfläche 18 sind Kugelausschnitte, deren Radien 19 und 20 unterschiedliche Werte und deren Mittelpunkte 21 und 22 einen gegenseitigen Abstand 23 aufweisen können.
Ein aktives Feld enthält erfindungsgemäß eine Vielzahl der oben beschriebenen Einlagen 5, 4 zeigt schematisch ein typisches Ausführungsbeispiel für ein aktives Feld in Draufsicht. Die Halterungen zwischen den Einlagen 5 sind als Striche 4 dargestellt. Daraus geht hervor, daß die Halterungen 4 im Beispiel der 4 im wesentlichen senkrecht zu der Trägerplatte verlaufen. So entsteht durch die schräge und in verschiedenen Ebenen erfolgte Anordnung der Einlagen 5 eine ungleichmäßige Oberfläche. Das in 4 dargestellte Feld enthält 169 Einlagen 5 in dreizehn Zeilen 24 und dreizehn Spalten 25. Durch allgemein bekannte Maßnahmen, z. B. durch einen stoßentkoppelnden Trennstreifen 26, wird ein Überzünden zum Nachbarfeld verhindert.
In 5 und 6 ist der Wannenbug eines gepanzerten Fahrzeuges in Seitenansicht und in Draufsicht dargestellt, bei welchem die zu schützende Fläche mit den erfindungsgemäßen aktiven Feldern 27 belegt ist. Für eines der aktiven Felder ist beispielhaft die von diesem Feld ausgehende Projektil- oder Splitterkeule, die von den sprengstoffbeschleunigten Einlageelementen dieses Feldes erzeugt wird, dargestellt. Hierbei stellt die 5 einen vertikalen und 6 einen horizontalen Schnitt durch die Splitterkeule dar.
Mit der dargestellten Splitterkeule werden Tandemhohlladungen, die aus horizontaler Richtung von vorn, unter einem "Dive-Winkel" oder von oben angreifen, bis zu einem Seitenwinkel von ± 30° zur Fahrzeugachse abgewehrt.

Claims

Aktive Schutzanordnung gegen Hohlladungen, insbesondere gegen Mehrfachhohlladungen, mit aktiven Feldern, wobei die Größe jedes aktiven Feldes durch eine Trägerplatte (1) definiert ist, auf welcher eine Sprengstoffschicht (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprengstoffschicht (2) aus einer durchgehenden Schicht besteht, auf der eine Vielzahl von projektil- und/oder splitterbildenden Einlagen (5) vorgesehen ist, wobei die überwiegende Anzahl der Einlagen (5) vor dem Auftreffen der Hohlladung mit unterschiedlichen Winkeln zur flächennormalen (11) der Trägerplatte (1) angeordnet sind, so daß nach der Zündung der Sprengstoffschicht (2) durch den Strahl der Vorhohlladung die gebildeten Projektile und/oder die Splitter die Haupthohlladung vor deren Zündung zerstören oder in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigen.
Aktive Schutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (5) mit einer Deckschicht (6) verbunden sind.
Aktive Schutzanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Einlagen (5) Halterungen (4) angebracht sind.
Aktive Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einlagen (5) und Halterungen (4) ein zusammenhängendes Formteil bilden und daß zwischen Einlagen (5) und Halterungen (4) Sollbruchstellen vorgesehen sind.
Aktive Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (5) innerhalb eines aktiven Feldes die gleiche oder eine unterschiedliche Form aufweisen und vorzugsweise kalottenförmig und/oder plattenförmig ausgebildet sind.
Aktive Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der einzelnen Einlagen (5) nicht konstant ist und daß dieselbe rotationsasymmetrisch zum Mittelpunkt der einzelnen Einlagen (5) ist.
Aktive Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines aktiven Feldes die einzelnen Einlagen (5) derart angeordnet sind, daß die Projektile und Splitter mit ihren unterschiedlichen Flugrichtungen einen vorbestimmten Raumwinkel ausfüllen.
Aktive Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Dicke der Sprengstoffschicht (2) unterhalb der Einlagen (5) unterschiedlich ist, so daß die Projektile und Splitter unterschiedliche und vorbestimmte Fluggeschwindigkeiten aufweisen.