DE3624179B3

DE3624179B3 - Reactive arrangement for protecting against hollow charge blasts comprises a surface element consisting of two inactive outer plates and a pressure-initiated reactive layer

Info

Publication number: DE3624179B3
Application number: DE19863624179
Authority: DE
Inventors: Friedrich-Ulf Deisenroth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-17
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2006-07-18

Abstract

Reactive protection arrangement comprises a surface element mounted a distance away from a main armoring and consisting of two inactive outer plates (1, 2) and a pressure-initiated reactive layer arranged in between the outer plates. The reactive layer consists of at least one element having an inactive matrix (3) with embedded pellets (4) of explosive material arranged in a pattern, which are mutually pressure-initiated. An Independent claim is also included for an alternative arrangement. Preferred Features: The reactive layer consists of two elements lying behind each other and each having an inactive matrix with embedded pellets of explosive material arranged in different patterns. The matrix is made of plastic. At least the front outer plate is made of ceramic, glass ceramic, glass or plastic. At least the rear outer plate is made of metal, especially fiber-reinforced metal.

Description

Die Erfindung betrifft eine reaktive Schutzanordnung gegen Hohlladungsstrahlen in Form eines mit Abstand von einer Hauptpanzerung montierbaren Flächenelementes aus zwei inaktiven äußeren Platten und einer dazwischenliegenden druckinitiierbaren reaktiven Schicht.The invention relates to a reactive Protection arrangement against shaped charge rays in the form of a by a distance of a main armor mountable surface element from two inactive outer plates and an intermediate pressure-initiatable reactive layer.

Derartige Schutzanordnungen werden an gepanzerten Fahrzeugen zur Abwehr der obengenannten Bedrohungsarten zusätzlich appliziert oder unmittelbar integriert. Sie werden im allgemeinen unter einem Winkel von 30 ° zur Beschußrichtung angeordnet, bezogen auf die Flächennormale wird dies in der Terminologie der NATO als Winkel von 60 ° definiert. Das Prinzip einer solchen Schutzanordnung ist bereits in der DE-PS 20 08 156 beschrieben.Such protective arrangements are additionally applied to armored vehicles to ward off the types of threats mentioned above or are integrated directly. They are generally arranged at an angle of 30 ° to the direction of fire, based on the surface normal this is defined in NATO terminology as an angle of 60 °. The principle of such a protective arrangement is already in the DE-PS 20 08 156 described.

Eine Schutzanordnung der obenbezeichneten Art ist unter der Bezeichnung "Blazer" bekannt, die von der israelischen Armee am Kampfpanzer "Centurion" zum Einsatz gebracht worden ist (Military Technologie, Volume IX, Issue 4, Seite 18 ff., 1986; Mönch Publishing Group, Bonn). Ihre Wirkung besteht darin, daß die aus reinem Sprengstoff bestehende reaktive Schicht bei Einschlag eines Hohlladungsstachels durch Schockinitiierung detoniert und die aus Metall bestehenden inaktiven äußeren Platten detonativ beschleunigt werden. Die entgegengesetzt jeweils in Richtung ihrer Flächennormalen und damit unter dem genannten Winkel zur Beschußrichtung wegfliegenden Platten vermindern dabei durch Massenabtrag oder durch Auslenkung und Vernichtung des Hohlladungsstrahls in hohem Maße die Durchschlagsleistung vor dem Auftreffen auf die Hauptpanzerung. Zum verbesserten Verständnis ist darauf hinzuweisen, daß hierbei die Geschosse an den Platten aufgrund der gegenseitigen Relativbewegung Schnittlinien längs der Projektion der Beschußbahn auf die ursprünglichen Plattenlage erzeugen.A protective arrangement of the above Art is known under the name "Blazer" by the Israeli army was deployed to the Centurion main battle tank (military technology, Volume IX, Issue 4, page 18 ff., 1986; Mönch Publishing Group, Bonn). Their effect is that the Reactive layer made of pure explosives upon impact a shaped charge spike detonated by shock initiation and the metal inactive outer plates accelerated detonatively become. The opposite each in the direction of their surface normal and thus plates flying away at the named angle to the direction of fire reduce through mass loss or through deflection and destruction of the hollow charge beam to a large extent the breakdown performance before hitting the main armor. It is for better understanding to point out that this the bullets on the slabs due to the mutual relative movement Cut lines along the projection of the bombardment track to the original Generate plate position.

Die vorstehend beschriebene Wirkung tritt nur bei einem spitzen Winkel zwischen Beschußrichtung und Platte in vollem Maße ein, während bei einem rechtwinkligen Auftreffen des Geschosses auf die Anordnung die beiden Platten ungeachtet ihrer Bewegung in einem punktartigen Bereich und damit nahezu ungehindert durchschlagen werden. Derartige ungünstige Auftreffwinkel können jedoch nicht ausgeschlossen werden und treten beispielsweise bei einer Bekämpfung eines gepanzerten Fahrzeugs mit von oben angreifenden Waffen (Bomblets, Top-Attack-Weapons) aus mit einiger Wahrscheinlichkeit auf.The effect described above occurs only at an acute angle between the direction of fire and plate in full a while if the projectile hits the arrangement at right angles the two plates regardless of their movement in a point-like Area and thus be penetrated almost unhindered. such unfavorable Impact angles can but not be excluded and join for example a fight an armored vehicle with weapons attacking from above (bomblets, top attack weapons) out with some probability.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auch bei ungünstigen, d.h. steilen Auftreffwinkeln des Geschosses auf die äußere Plattenfläche eine ausreichende Wirkung erzielt wird, die die Geschoßenergie derart vermindert und die Geschoßform derart verändert, daß die Hauptpanzerung die Restenergie schadlos auffangen kann.The present invention lies the task based on an arrangement of the type mentioned to develop in such a way that with unfavorable, i.e. steep angles of impact of the projectile on the outer plate surface sufficient effect is achieved by the projectile energy so diminished and the shape of the bullet changed so that the main armor can absorb the residual energy without damage.

Eine erste Lösung hierfür besteht darin, daß die reaktive Schicht zumindest ein Element aus einer inaktiven Matrix mit darin nach einem Raster eingebetteten Pellets aus Sprengstoff umfaßt, die gegenseitig druckinitiirbar sind. Eine zweite Lösung ist dadurch gegeben, daß die reaktive Schicht zumindest ein Element aus einer inaktiven Matrix mit darin nach einem Raster eingebetteten Pellets aus Sprengstoff umfaßt, die durch eine dem Element mit den Pellets anliegende Sprengstoffolie initiierbar sind. Die in die Matrix eingebetteten Pellets werden unmittelbar und in der Nachfolge gegenseitig oder mittels der anliegenden Sprengstoffolie durchinitiiert und beschleunigen hierdurch zum einen die äußeren inaktiven Platten in entgegengesetzten Richtungen und geben zum anderen bei ungünstigen senkrechten Beschußwinkeln durch ihre räumliche Tiefe in der Ebene der Matrix Energie über einen längeren Zeitraum ab, die unmittelbar zerstörerisch auf den Hohlladungsstrahl oder den Wuchtkörper einwirkt und damit dessen Wirkung in günstiger Weise durch Materialabtrag und Zerbrechen beeinflußt.A first solution to this is that the reactive Layer at least one element from an inactive matrix with it Pellets of explosives embedded according to a grid, which are mutually initiatable. A second solution is given by the reactive Layer at least one element from an inactive matrix with it Pellets of explosives embedded according to a grid, which through an explosive foil attached to the element with the pellets can be initiated. The pellets embedded in the matrix become directly and in succession to each other or by means of the adjacent Explosive foil initiated and thereby accelerate on the one hand the outer inactive Plates in opposite directions and add to the other unfavorable vertical bombardment angles through their spatial Depth in the level of the matrix energy over a longer period of time, the immediate destructive acts on the shaped charge jet or the balancing body and thus its effect in cheaper Affected by material removal and breakage.

Die erwähnte Sprengstoffolie kann in Beschußrichtung vor oder hinter oder gleichzeitig vor und hinter der Matrix zwischen den äußeren Platten angeordnet sein und ist geeignet, die Pellets über eine größere Fläche relativ schnell zu initiieren. Zugleich liefert die Folie einen Beitrag zur Beschleunigung der äußeren Platten, sowie je nach Anordnung und Massenverhältnissen der Matrix als solcher, die sich damit dem Geschoß entgegen oder zur Verlängerung der Wirkungsdauer mit dem Geschoß bewegen kann. Die Matrix besteht aus nicht metallischen Werkstoffen, in bevorzugter Weise aus Kunststoff, wobei die Öffnungen für die Pellets als Sacklöcher oder aus durchgehende Bohrungen bzw. Durchbrüche ausgebildet sein können.The explosive foil mentioned can be found in fire direction in front of or behind or simultaneously in front of and behind the matrix between the outer plates arranged and is suitable to initiate the pellets relatively quickly over a larger area. At the same time, the film contributes to the acceleration of the outer plates, and depending on the arrangement and mass ratios of the matrix as such, who are thus against the floor or for extension the duration of action can move with the projectile. The matrix consists of non-metallic materials, preferably made of plastic, the openings for the Pellets as blind holes or can be formed from through bores or breakthroughs.

Nach einer besonders günstigen Weiterbildung können zwei im Raster zueinander versetzte Matrizen vorgesehen sein, die selbst bei unveränderter Gesamtdicke eine verbesserte Wirkung der Pellets gegenüber senkrecht zur Plattenebene auftreffenden Geschossen herbeiführen. Eine druckinitiirbare Sprengstoffolie kann hierbei eventuell zusätzlich zwischen den Matrizen eingelegt werden.After a particularly cheap one Continuing education can two matrices offset from one another in the grid can be provided, which even with unchanged Overall thickness an improved effect of the pellets compared to vertical Bring the projectiles to the slab level. A explosive foil that can be initiated by pressure can possibly also be between the matrices are inserted.

Eine besonders günstige Wirkung läßt sich dadurch erzielen, daß die in Beschußrichtung vordere der äußeren Platten aus Keramik, Glaskeramik oder Glas gebildet wird, die beim Einschlag des Geschosses in einem Trichterbereich unter hoher Energieaufnahme zerstäuben und somit gerade bei senkrechtem Auftreffen des Geschosses eine gegenüber einer metallischen Platte bessere Wirkung erzielt. Derartige Werkstoffe stellen – bei völliger Vermeidung von metallischen Anteilen in der Schutzanordnung – eine Reduzierung der Gefahr durch Metallsplitter für die von eigenen Truppen besetzte unmittelbare Umgebung des mit der Schutzanordnung versehenen Fahrzeuges dar.A particularly favorable effect can be achieved in that the front of the outer plates made of ceramic, glass-ceramic or glass is formed in the direction of fire, which atomize when the bullet hits the bullet in a funnel area with high energy consumption and thus, when the bullet strikes vertically, one against a metallic one Plate achieves better effect. Such materials represent - with complete avoidance of metallic parts in the protective arrangement - a reduction in the risk of metal splinters for the immediate vicinity of the vehicle provided with the protective arrangement, which is occupied by the company's own troops.

Je nach Art der wahrscheinlichen Bedrohung, d.h. bei häufiger anzunehmender Beschußrichtung unter einem spitzen Winkel zur Platte können jedoch weiterhin Metalle für die inneren inaktiven Platten verwendet werden, wobei sich Stahl, Titan, Aluminium oder Magnesium anbieten, die insbesondere zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit bei steilen Auftreffwinkeln mit einer Faserverstärkung durch Bor-, SiC-, Al₂O₃ oder C-Fasern versehen sein können.Depending on the nature of the probable threat, ie if the direction of fire is more likely to be at an acute angle to the plate, metals can still be used for the inner inactive plates, steel, titanium, aluminum or magnesium being offered, which in particular increase the resistance to steep angles of incidence can be provided with a fiber reinforcement by boron, SiC, Al ₂ O ₃ or C fibers.

Einige grundsätzliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.Some basic embodiments of the present invention are illustrated in the drawings.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Elements mit einer druckinitiierbaren Sprengstoffolie auf Beschußseite, 1 1 shows a first embodiment of the element with a pressure-initiatable explosive foil on the fire side,

2 zeigt eine Anordnung mit einer druckinitiierbaren Sprengstoffolie auf Beschußgegenseite 2 shows an arrangement with a pressure-initiatable explosive foil on the opposite side of the fire

3 zeigt eine Anordnung mit druckinitiierbaren Pellets in zwei Matrizen, 3 shows an arrangement with pressure-initiatable pellets in two matrices,

4 zeigt eine Anordnung mit Pellets in zwei Matrizen und zwischengelegter druckinitiierbarer Sprengstoffolie. 4 shows an arrangement with pellets in two matrices and interposed pressure-initiatable explosive foil.

In 1a ist ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Element dargestellt, wobei zwischen zwei äußeren inaktiven Platten 1, 2 aus Metall, Keramik oder Verbundwerkstoffen eine Matrix 3 angeordnet ist, die in Hohlräumen Pellets 4 aus Sprengstoff aufnimmt. Zwischen der in Beschußrichtung (Pfeil) vorderen inerten Platte 1 und der Matrix 3 ist eine druckinitiierbare Sprengstoffolie 5 angeordnet, die ihrerseits die Pellets 4 initiiert und zugleich die Platte 1 in die dem Geschoß entgegengesetzt fliegende und die Matrix 3 und die Platte 2 in die mit dem Geschoß fliegende Richtung beschleunigt.In 1a is a cross section through an element according to the invention, wherein between two outer inactive plates 1 . 2 a matrix made of metal, ceramic or composite materials 3 is arranged in cavities pellets 4 from explosives. Between the inert plate at the front in the direction of fire (arrow) 1 and the matrix 3 is a pressure-initiating explosive foil 5 arranged, which in turn the pellets 4 initiated and at the same time the record 1 into the one opposite to the floor and the matrix 3 and the plate 2 accelerated in the direction of the bullet.

In 1b ist beispielhaft die rasterartige Anordnung der Pellets 4 in der Matrix 3 erkennbar.In 1b is an example of the grid-like arrangement of the pellets 4 in the matrix 3 recognizable.

In 2a ist ein Querschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Element dargestellt, in dem die äußeren Platten 1 und 2 sowie die dazwischen angeordnete Matrix 3 erkennbar sind, die Pellets 4 in durchgehenden Ausnehmungen aufnimmt, wobei in diesem Fall eine druckinitiierbare Folie 5 auf der Gegenseite zur Beschußrichtungs (Pfeil) zwischen der Matrix 3 und der hinteren Platte 2 angeordnet ist. Neben der Druckinitiierung und damit der Initiierung der Pellets erfüllt diese Folie 5 die Aufgabe, die vordere Platte 1 und die detonierende Matrix 3 dem Geschoß entgegengesetzt zu beschleunigen.In 2a is a cross section through another element according to the invention, in which the outer plates 1 and 2 and the matrix in between 3 the pellets are recognizable 4 in continuous recesses, in which case a pressure-initiatable film 5 on the opposite side to the direction of fire (arrow) between the matrix 3 and the back plate 2 is arranged. In addition to initiating pressure and thus initiating the pellets, this film fulfills 5 the task, the front plate 1 and the detonating matrix 3 to accelerate opposite to the projectile.

In 2b ist ein weiteres Beispiel der geometrischen Ausgestaltung der Matrix 3 mit den eingelagerten Pellets 4 dargestellt.In 2 B is another example of the geometric configuration of the matrix 3 with the stored pellets 4 shown.

In 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, in welchem die Pellets 4 in zwei Matrixschichten 3a, 3b zwischen den äußeren inerten Schichten 1 und 2 angeordnet sind und mangels einer druckinitiierbaren Folie selber und gegenseitig druckinitiierbar sein müssen.In 3 An embodiment is shown in which the pellets 4 in two matrix layers 3a . 3b between the outer inert layers 1 and 2 are arranged and, in the absence of a print-initiatable film, it must be possible to initiate the print itself and each other.

Die Raster der beiden Matrizen 3a, 3b sind erkennbar gegeneinander versetzt.The grid of the two matrices 3a . 3b are clearly offset from each other.

4 zeigt ein im wesentlichen mit der Anordnung nach 3 übereinstimmendes Ausführungsbeispiel, wobei jedoch zwischen den beiden Matrizen 3a, 3b eine druckinitiierbare Sprengstoffolie 5 eingesetzt ist, die die beiden Platten 1 und 2 zusammen mit jeweils einer der Matrizen 3a, 3b in entgegengesetzte Richtungen nach Initiierung der Detonation der Folie und der Pellets verursacht. 4 shows an essentially with the arrangement according to 3 matching embodiment, but between the two matrices 3a . 3b an explosive foil that can be initiated by pressure 5 is used, the two plates 1 and 2 together with one of the matrices 3a . 3b in opposite directions after initiation of detonation of the film and pellets.

Es wurden Versuche mit erfindungsgemäßen Schutzanordnungen durchgeführt, die zu folgenden Ergebnissen führten: Eine Schutzanordnung nach 1, bestehend aus einer 10 mm starken Keramikplatte, einer 3 mm starken, handelsüblichen Sprengstoffolie mit 85 % PETN, einer 25 mm Kunststoffmatrix (PVC) mit 15 mm Sprengstoffpellets (ca. 10 Pellets auf 100 cm²) und einer 3 mm Stahlplatte wurde unter einem Winkel von 30° zur Schußachse (60° NATO) mit einer Hohlladung von 67 mm Durchmesser beschossen. Die im Abstand von 80 mm hinter der Schutzanordnung liegende Stahlplatte wies eine Restleistung, d.h. eine Eindringtiefe von etwa 10 mm auf. Bei einer gleichartigen Schutzanordnung, jedoch ohne die Sprengstoffolie, lag bei gleichen Versuchsbedingungen die Restleistung bei 110 mm; bei einer weiteren Schutzanordnung gleicher Art mit einer Sprengstoffolie, jedoch ohne Sprengstoffpellets lag unter den gleichen Bedingungen die Restleistung bei 80 mm. Beim Ersatz der Schutzanordnung durch eine gewichtsgleiche Stahlplatte betrug die Restleistung in der dahin erliegenden Stahlplatte 300 mm.Experiments were carried out with protective arrangements according to the invention, which led to the following results: 1 , consisting of a 10 mm thick ceramic plate, a 3 mm thick, commercially available explosive foil with 85% PETN, a 25 mm plastic matrix (PVC) with 15 mm explosive pellets (approx. 10 pellets per 100 cm ² ) and a 3 mm steel plate was placed under one Shot at an angle of 30 ° to the firing axis (60 ° NATO) with a shaped charge of 67 mm diameter. The steel plate lying at a distance of 80 mm behind the protective arrangement had a residual power, ie a penetration depth of about 10 mm. With a similar protective arrangement, but without the explosive foil, the remaining performance was 110 mm under the same test conditions; in a further protective arrangement of the same type with an explosive foil, but without explosive pellets, the remaining capacity was 80 mm under the same conditions. When the protective arrangement was replaced by a steel plate of equal weight, the remaining power in the steel plate lying there was 300 mm.

Eine Schutzanordnung nach 3, bestehend aus einer Deckplatte aus 10 mm MI₂O₃-Keramik, zwei 25 mm Schichten einer PVC-Matrix mit eingebetteten 15 mm Sprengstoffpellets und einer Bodenplatte aus 8 mm Stahl wurde unter einem Winkel von 90° mit einer Hohlladung von 44 mm Durchmesser beschossen. In der im Abstand von 30 mm hinter der Schutzanordnung liegenden Stahl-Hauptpanzerung wurde als Restleistung eine Eindringtiefe von 8 mm gemessen. Beim Ersatz der Schutzanordnung durch eine gewichtsgleiche Panzerstahlplatte wurde beim gleichen Versuch als Restleistung eine Eindringtiefe von 190 mm in der dahinterliegenden Stahl-Hauptpanzerung ermittelt.A protection order after 3 , consisting of a cover plate made of 10 mm MI ₂ O ₃ ceramic, two 25 mm layers of a PVC matrix with embedded 15 mm explosive pellets and a base plate made of 8 mm steel was bombarded at an angle of 90 ° with a shaped charge of 44 mm diameter , A penetration depth of 8 mm was measured in the steel main armor at a distance of 30 mm behind the protective arrangement. When the protective arrangement was replaced by an armor steel plate of the same weight, a penetration depth of 190 mm was determined in the underlying steel main armor as a residual performance in the same test.

Claims

Reactive protective arrangement against shaped charge jets in the form of a surface element which can be mounted at a distance from a main armor and consists of two inactive outer plates and one in between The underlying pressure-initiatable reactive layer, characterized in that the reactive layer comprises at least one element made of an inactive matrix with pellets of explosive embedded therein according to a grid, which are mutually pressure-initiatable.

Reactive protective arrangement against shaped charge rays in the form of a mountable at a distance from a main armor surface element from two inactive outer plates and an intermediate pressure-initiatable reactive layer, thereby characterized that the reactive layer at least one element from an inactive matrix with pellets of explosives embedded in it according to a grid comprises the explosive foil attached to the element with the pellets can be initiated.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the reactive layer two elements one behind the other an inactive matrix with different ones Grid embedded pellets of explosives.

Arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the Explosive foil is inserted between the elements.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Pellets each in through holes the matrix are used.

Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Pellets each in the direction of fire open blind holes the matrix are used.

Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the Matrix consists of plastic.

Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that that at least the front of the two outer inactive Plates made of ceramic, glass ceramic or glass.

Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that that at least the front of the two outer inactive Plates made of a plastic.

Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that that at least the rear of the two outer inactive Plates made of metal, in particular fiber-reinforced metal.