DE3706531C1

DE3706531C1 - Capacitor battery arrangement of an electromagnetic cannon

Info

Publication number: DE3706531C1
Application number: DE19873706531
Authority: DE
Inventors: Artur Dr Knoth
Original assignee: Dornier GmbH
Current assignee: Dornier GmbH
Priority date: 1987-02-28
Filing date: 1987-02-28
Publication date: 1988-09-15

Description

Die Erfindung betrifft einen Energiespeicher nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.

Aus "Magnetic Artillery Kills with Smart Rocks" in der Zeit schrift "Machine Design", Heft 4, 26. Februar 1987 sind elektromagnetische Kanonen bekannt, bei denen die erforder liche elektrische Energie in Kondensatoren bereitgestellt wird, von denen mehrere zu Batterien zusammengeschlossen werden.

Aus dem DE-GM 72 11 879.7 ist eine beschußsichere Panzerung aus Platten oder Formteilen aus thermoplastischen Misch polymerisaten oder Kondensaten bekannt, bei der die Kunst stoffplatten mit einer Vielzahl von nebeneinander angeord neten Platten aus einem oxydkeramischen Werkstoff armiert sind und diese Panzerung ein- oder beidseitig von Stahl platten abgedeckt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zur Energie speicherung bei einer elektromagnetischen Kanone notwendi gen Kondensatoren-Batterien platzsparend und sicher unter zubringen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung nach Hauptanspruch und Unteransprüchen gelöst.

Der Einsatz elektromagnetischer Kanonen erfordert die Ver wendung großer Kondensatoren-Batterien, die der Speicherung elektrischer Energie dienen. Da diese Kondensatoren raum bedarfsintensiv sind und insbesondere bei selbstfahrenden Lafetten wenig Raum zur Verfügung steht, existiert ein gros ser Bedarf an raumgünstiger Unterbringung der Kondensatoren. Zudem bieten die Kondensatoren, die vorwiegend als Keramik kondensatoren in gewickelter Bauweise verwendet werden, auch für sich eine gute Festigkeit gegen Beschuß oder Splitter. Bei den bis in kleinste Abmessungen hinein hergestellten Keramikkondensatoren wird als Dielektrikum eine keramische Masse, zumeist ein Ferroelektrikum, mit hoher Dielektrizi tätskonstante verwendet, auf die die metallischen Schichten meist aufgebrannt sind. Die Wicklungsschichten haben dabei etwa µ-Dicke. Diese gewickelten Kondensatoren werden erfin dungsgemäß in die Struktur der Panzerung mit eingebunden und bilden einen Teil von ihr. Dabei sind die einzelnen Konden satoren so geschaltet, daß der Ausfall eines Kondensators, beispielsweise durch Einschuß, die Wirkungsweise der anderen Kondensatoren nicht beeinflußt. Die Gesamtkapazität wird zwar um die Kapazität des beschädigten Kondensators, der im Schadensfall augenblicklich von der restlichen Schaltung durch vorgeschaltete Sicherungen getrennt wird, vermindert, dennoch bleibt die Restkapazität dem System erhalten. Die Einsatzfähigkeit und Feuerfähigkeit der Kanone wird leicht eingeschränkt, aber nicht aufgehoben.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Panzerung im Schnitt,

Fig. 2 und 3 vorteilhafte Ausführungsformen,

Fig. 4 eine Schaltungsskizze der Anordnung.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Panzerung einer La fette mit elektromagnetischer Kanone. Die Panzerung 2 weist auf der Außenseite, die dem Aufschlag der Geschosse ausge setzt ist, eine normale Panzerungsplatte 4 beliebiger Dicke und beliebigen Panzerungsmaterials, beispielsweise hochwer tigen Stahls. An dieser Platte 4 befestigt ist eine breitere ballistische Schutzschicht 6. Diese Schutzschicht 6 besteht vorzugsweise aus Keramik, keramischem Verbundwerkstoff oder aus anderem faserverstärktem Material mit geringer Schicht spaltungsenergie, das aus Fasern besteht, die mittels Binde mittel - wie Harz vom Typ Polyester oder einem natürlichen oder künstlichen Elastomer - miteinander verbunden sind oder in einem Polymer eingebettet sind. Voraussetzung dieser Schutzschicht 6 ist, daß sie neben dem ballistischen Schutz effekt auch elektrisch isolierend ist. In diese Schicht 6 hinein sind elektrische Kondensatoren 8 eingebettet, deren Metallaußenwände 10 direkt an der Schutzschicht 6 anliegen und von dieser untereinander isoliert werden. Die Kondensa torfüllungen sind als normale Wickelkondensatoren oder als neuartiger "Chemical Double Layer"-Typ ausgeführt, aber auch jede andere Kondensatorenform hoher Kapazität ist denkbar. Das Metallgehäuse 10 und der Aufbau der Kondensatorfüllung 12 bieten einen zusätzlichen ballistischen Schutz, da sie mit zum Abbau der kinetischen Energie der einschlagenden Geschosse beitragen. Den Abschluß der Panzerung 2 zur Innen seite hin bildet eine weitere, dünnere Panzerplatte 14, die ebenfalls aus Metall oder einer ballistischen Schutzschicht bestehen kann und das Bedienungspersonal noch vor weiter durchgehenden Geschossen schützt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen vorteilhafte Ausführungen der Panzerung. In Fig. 2 sind die Kondensatoren 8 in zwei und in Fig. 3 in drei Schichten hintereinander angeordnet. Die versetzte Anordnung der Kondensatoren 8 bietet eine weitere ballistische Schutzwirkung.

Fig. 4 zeigt die Schaltungsskizze einer Kondensatoranord nung in erfindungsgemäßem Energiespeicher. Die einzelnen Kondensatoren 8 werden erfindungsgemäß parallel geschaltet und jeweils einzeln durch eine Sicherung 16, vorzugsweise eine schnellabschaltende Schmelzsicherung, abgesichert. Die Verbindungsleitungen 18 führen auf Sammelschienen 20 und 22, die dann zum weiteren elektrischen Netz, das hier nicht ge zeigt ist, gehen.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die beschriebenen Beispiele, sondern das erfinderische Prin zip ist in jeder Variante, die die grundlegende Idee bein haltet, denkbar.

Claims

1. Energiespeicher aus parallelgeschalteten Kondensatoren für elektromagnetische Kanonen auf gepanzerten Abschuß einrichtungen, insbesondere auf Selbstfahrlafetten, gekennzeichnet durch Einbindung der Kondensatoren in die Struktur der Panzerung.

2. Energiespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Panzerung aufgebaut ist aus

a) einer äußeren Platte (4) aus hochwertigem Panzerungsmaterial,
b) einer elektrisch isolierenden ballistischen Schutzschicht (6),
c) in die ballistische Schutzschicht (6) einge lassene Kondensatoren (8) und
d) einer inneren Panzerungsplatte (4).

3. Energiespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Platte (4) aus hochwertigem Panzerstahl besteht.

4. Energiespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Schutzschicht (6) aus Keramik besteht.

5. Energiespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Schutzschicht (6) aus einem keramischen oder anderen faserverstärkten Verbund werkstoff besteht.

6. Energiespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten Kondensatoren (8) in wenigstens zwei Schichten hintereinander angeordnet sind.

7. Energiespeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten Kondensatoren (8) versetzt ange ordnet sind.

8. Energiespeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten Konden satoren (8) keramische Kondensatoren sind.

9. Energiespeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten Konden satoren (8) Wickelkondensatoren sind.

10. Energiespeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten Konden satoren (8) "Chemical Double Layer"-Kondensatoren sind.

11. Energiespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Platte (14) aus hochwertigem ballisti schen Schutzmaterial besteht.

12. Energiespeicher nach den Ansprüchen 2 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Platte (14) aus hochwer tigem Panzerstahl besteht.

13. Energiespeicher nach den Ansprüchen 2 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Platte (14) aus einem keramischen oder anderen faserverstärkten Verbundwerk stoff besteht.

14. Energiespeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten Konden satoren (8) an Sammelschienen (20) und (22) ange schlossen sind.

15. Energiespeicher nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kondensator (8) und Sammelschiene (20) oder (22) wenigstens eine Sicherung (16) eingebaut ist.