DE3907375A1 - Mehrschichtplatte zur panzerung der wandungen von fahrzeugen, insbesondere schiffen - Google Patents

Mehrschichtplatte zur panzerung der wandungen von fahrzeugen, insbesondere schiffen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrschichtplatte zur Panzerung der Wandungen von Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, bei der die Schichten innen an der Wandung befestigt sind und flächig an­ einanderliegen und bei der die der Fahrzeugwandung benachbarte - also die in Beschußrichtung vorderste - Schicht aus einem härteren Material besteht als die übrigen Schichten, die aus sandwichartig zusammengesetzten Einzelschichten gefertigt sind.
Bei den Mehrschichtplatten dieser Art (DE-PS 29 34 050) bewirkt die vorderste Hartschicht eine Deformation oder Zerkleinerung der anfliegenden Splitter oder Geschosse, während die nachge­ schalteten sandwichartigen Einzelschichten eine gewisse Verrin­ gerung der kinetischen Energie dieser Teile verursachen.
Da diese Einzelschichten aus Hartschaum und glasfaserverstärkten Kunststoffplatten bestehen, ist der genannte Bremseffekt jedoch begrenzt, so daß als innerste Teilschicht eine relativ dicke Stahlplatte erforderlich ist, die naturgemäß die erstrebte Ge­ wichts- bzw. Kostenverminderung nur unzureichend erzielen läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Panzerplatte der vorliegenden Gattung derart weiter auszugestalten, daß auf die innerste Stahlplatte völlig verzichtet werden kann und demgemäß das Gewicht und die Kosten der Panzerung weitergehend herabge­ setzt werden können, als dies nach dem bekannten möglich ist. Ziel der Erfindung ist somit die Schaffung einer preiswerten Leichtpanzerung.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die vor­ derste der Einzelschichten durch eine oder mehrere relativ star­ ke Platten aus Polycarbonat (Makrolon) oder aus einer verklebten Struktur glatter und gewellter Stahlbleche gebildet ist und die hinter dieser liegenden Einzelschichten aus einem Laminat einer Vielzahl von Lagen, vorzugsweise 30-40, eines Kunstfasergele­ ges besteht wobei diese Lagen in eine Kunststoffmasse, vorzugs­ weise ein Epoxid- oder Phenolharz, eingebettet sind. Als Mate­ rial für die Kunstfasern wird hierbei vorzugsweise ein aroma­ tisches Polyamid (Aramid, Twaron) oder Glas herangezogen. Durch diese besondere Gestaltung der Einzelschichten und beson­ dere Materialauswahl wird der völlige Abbau der kinetischen Energie mittels Deformationsarbeit, Zertrümmerungsarbeit und Materialdehnung erzielt.
Hierbei vermag die Leichtpanzerung nach der Erfindung Splitter bis 60 g aus detonierten Gefechtsköpfen mit 150 kg Sprengstoff und 350 kg Metallbasis zu absorbieren, wenn der Detonationspunkt des Gefechtkopfes mindestens 130 m von dem Fahrzeug entfernt ist. Sie bietet auch Schutz gegen panzerbrechende Infanterie­ munition bis zu einem Kaliber von 7,62 × 51, aus jeder Entfernung.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einem Diagramm erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Wasserfahrzeug, bei dem die Außenhaut bzw. die Wandungen sensibler Bereiche des Schiffs eine Wandstärke von 4-8 mm aufweisen. Derartig geringe Wandstärken sind bei neuzeitlichen Schiffen üblich. Als anfliegender Körper ist hier ein Gefechtskopf gewählt wor­ den, der mit Überschallgeschwindigkeit anfliegt und der durch Direkttreffer beaufschlagt und zur Deflagration bzw. Detonation gebracht wurde.
Hierbei ist angenommen, daß der Direkttreffer aus einer Entfer­ nung von etwa 150 m von dem Schiff erfolgt und daß hierbei große Bruchstücke hoher kinetischer Energie auf die Außenhaut des Schiffs auftreffen.
Das dargestellte Diagramm zeigt den Verlust der Bewegungsenergie eines Splitters vom Detonationspunkt bis zum völligen Abbremsen in der innersten Schicht der sandwichartigen Einzelschichten, die der Einfachheit wegen auch mit "Komposit" bezeichnet werden können.
In dem Diagramm sind auf der Ordinate die kinetische Energie der Splitter und auf der Abzisse die Entfernung des Schiffs vom De­ tonationspunkt bzw. die Stärken der Panzerungsschichten aufge­ tragen.
Hierbei ist erkennbar, daß bereits in der Luft eine gewisse Ab­ bremsung der Splitter aufgrund ihres ungünstigen Luftwiderstands­ beiwerts vw um etwa 12% erfolgt. Beim Durchdringen der Schiffs­ haut wird die Splitterenergie nochmals reduziert, und zwar um etwa 13%. Eine weitere geringfügige Abbremsung von etwa 5% er­ folgt in der innenseitig üblicherweise angebrachten Wärmeiso­ lationsschicht, während in dem Spaltraum zwischen Isolation und Panzerung naturgemäß keine Energieaufzehrung stattfindet. In der folgenden keramischen Hartschicht findet sodann eine Abbremsung von etwa 30%, der folgenden Polycarbonatschicht von etwa 10% und in der Kompositschicht schließlich die restliche Energieaufzehrung von etwa 30% statt.
Aus dem Diagramm ist ferner zu entnehmen, daß die Dicke der er­ findungsgemäßen Panzerung nach dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel etwa 35 mm ist und die Gesamtdicke einschließlich Schiffs­ haut, Luftspalt und Isolation weniger als 130 m beträgt.

Claims (9)

1. Mehrschichtplatte zur Panzerung der Wandungen von Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, bei der die Schichten innen an der Wan­ dung befestigt sind und flächig aneinanderliegen und bei der die der Fahrzeugwandung benachbarte - also die in Beschußrichtung vorderste - Schicht aus einem härteren Material besteht als die übrigen Schichten, die aus sandwichartig zusammengesetzten Ein­ zelschichten gefertigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderste der Einzelschichten durch eine oder mehrere relativ starke Platten aus Polycarbonat (Makrolon) oder aus einer ver­ klebten Struktur glatter und gewellter Stahlbleche gebildet ist und die hinter dieser liegenden Einzelschichten aus einem Lami­ nat einer Vielzahl von Lagen, vorzugsweise 30-40, eines Kunst­ fasergeleges bestehen, wobei diese Lagen in eine Kunststoffmas­ se, vorzugsweise ein Epoxid- oder Phenolharz, eingebettet sind.
2. Mehrschichtplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Kunstfasern aus einem aromatischen Polyamid (Aramid, Twaron) oder Glas besteht.
3. Mehrschichtplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vorderste Schicht - die Hartschicht - aus einer dünnen, vorzugsweise 1 mm starken Platte aus Hartstahl oder ei­ ner Keramikplatte, die aus einer Vielzahl schachbrettartig ver­ teilter, vorzugsweise 6 mm starker Teilplatten zusammengesetzt ist, besteht.
4. Mehrschichtplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Keramikmaterial Tonkeramik (Al2O3) oder Sonderkeramik (SiC) eingesetzt wird.
5. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderste der Einzelplatten als Poly­ carbonatschicht eine Stärke von etwa 5 mm, bei der Mehrfach­ ausführung eine entsprechende Stärke aufweist.
6. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1-5, gekenn­ zeichnet durch eine Silikonverbundfolie, die entweder zwischen die Hartschicht und die vorderste Einzelschicht und/oder zwi­ schen die vorderste Einzelschicht und die vorderste Laminat­ schicht eingefügt ist.
7. Mehrschichtplatte nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß diese in einem Abstand von vorzugsweise 8 cm hinter der Fahrzeugwandung gehaltert ist.
8. Mehrschichtplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung mittels Stehbolzen, die einerends an die Fahrzeugwandung verschweißt, anderends mit der Hartschicht verschraubt sind, bewerkstelligt ist.
9. Mehrschichtplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung mittels des (bekannten) Bolzenschweißverfah­ rens mit Hubzündung erfolgt, bei dem die Schweißschmelzwärme durch Lichtbogen erzeugt wird.
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