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Die
Erfindung betrifft eine reaktive Panzerung mit einem Hauptpanzer,
einer Einrichtung zur Beeinflussung eines Geschosses, und einer
ersten und einer zweiten Vorplatte, die eine durch das auftreffende
Geschoß ausgelöste Schaltfunktion
bereitstellen, welche die Einrichtung zur Beeinflussung des Geschosses
akiviert.
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Eine
derartige reaktive Panzerung ist beispielsweise aus der US-PS 3
893 368 bzw. aus der
DE
27 19 150 C1 bekannt und verwendet die erste und zweite
Vorplatte als Teile eines Schalters, welcher durch das auftreffende
Geschoß geschlossen wird
und eine Ladung zündet,
welche sich in Form eines flachen Blattes quer zur Richtung des
Geschosses ausbreitet und so das Geschoß so weit stört, daß es den
Hauptpanzer nicht mehr durchschlagen kann. Unterstützt wird
diese Wirkung durch sich aufgrund der Zündung der Ladung ausbreitende
Schockwellen. Gemäß der JP-3-67999
A, die nur bezüglich
der Neuheit zu berücksichtigen
ist, wird gleichermaßen vorgegangen,
nur daß statt
einer Explosivladung eine Expansionsladung eindesetzt wird, die
durch die Zufuhr elektrischer Energie zur Expansion gebracht wird.
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Allerdings
ist die Wirksamkeit der bekannten reaktiven Panzerung gegen Geschosse
hoher Durchschlagsleistung, insbesondere gegen Wuchtgeschosse, also
aerodynamisch stabilisierte Geschosse, nur gering. Versuche der
Anmelderin haben ergeben, daß die
bekannte reaktive Panzerung höchstens
bei Hohlladungsgeschossen aufgrund der Störung des Hohlladungsstrahls
eine gewisse Wirkung entfaltet.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine reaktive Panzerung
zur Verfügung
zu stellen, die nicht nur gegen Hohlladungsgeschosse, sondern auch
gegen Wuchtgeschosse wirksam ist.
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Die
obige Aufgabe wird durch eine reaktive Panzerung gemäß dem Patentanspruch
1 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Panzerung
werden durch die Unteransprüche definiert.
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Die
gemäß der Erfindung
zu erzielenden Vorteile beruhen darauf, daß ein flacher Wirkkörper durch
einen elektrischen Beschleuniger ausgelöst durch einen elektrischen
Kontaktgeber einem Geschoß entgegengeschleudert
werden kann.
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Gemäß der Erfindung
werden daher die erste und zweite Vorplatte zur Auslösung des
elektrischen Beschleunigers verwendet, welcher beim Auftreffen des
Geschosses aktiviert wird und den Wirkkörper dem Geschoß entgegenschleudert
und so das auftreffende Geschoß zumindest
derart stört,
daß dieses
nicht mehr den Hauptpanzer zu durchschlagen vermag.
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Vorzugsweise
sind der Beschleuniger als elektromagnetischer Beschleuniger und
der Wirkkörper
als elektromagnetisch beschleunigbarer Wirkkörper ausgebildet. Hierzu empfiehlt
es sich, den Beschleuniger als ein- oder mehrteiligen Flachspulenbeschleuniger
auszugestalten.
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Der
Wirkkörper
weist vorzugsweise die Form einer Platte aus, und zwar mit Flächenabmessungen, welche
denen der Vorplatten bzw. des Hauptpanzers entsprechen, um so einen
Schutz über
die gesamte Fläche
sicherzustellen.
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Der
gegebenenfalls als Platte ausgebildete Wirkkörper besteht vorzugsweise zum
Teil aus Reinaluminium, Silber oder Kupfer, also einem gut leitenden
Material, um die Beschleunigung zu unterstützen. Der restliche Anteil
des Wirkkörpers
kann grundsätzlich
aus jedem beliebigen Werkstoff bestehen, welcher daher vorzugsweise
rein unter Berücksichtigung
endballistischer Gesichtspunkte ausgewählt wird.
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Es
ist zu empfehlen, bereits die erste, äußere Vorplatte als Vorpanzer
auszubilden, welcher derart bei geeigneter Dimensionierung bereits
an sich einen Schutz gegen Witterungseinflüsse, Steinschlag, Splitter
und leichte Munition zur Verfügung
stellt. Zu diesem Zweck kann die erste Vorplatte jedoch auch einen
außen
angebrachten Vorpanzer aufweisen.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung fördert einen
Aspekt, der sich bereits bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen
bei Vorsehen geeigneter Maßnahmen zwangsläufig ergibt.
Sobald nämlich
ein auftreffendes Geschoß die
erste, äußere Vorplatte
durchschlägt,
löst das
Geschoß auf
der Rückseite
der Vorplatte zwangsläufig
einen Splitterkegel aus. Ist die zwischen der ersten und zweiten
Vorplatte angelegte Spannung, die durch das Geschoß geschaltet
werden soll, genügend
hoch, so führt
bei geeignetem Abstand der ersten von der zweiten Vorplatte der
Splitterkegel zur Zündung
eines sich zwischen der ersten und zweiten Vorplatte ausbildenden
Plasmas. Dies führt
bereits zu einem Stromfluß zwischen
der ersten und der zweiten Vorplatte, bevor das Geschoß die zweite
Vorplatte erreicht hat.
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Dieser
Effekt läßt sich
weiter fördern,
wenn zwischen der ersten Vorplatte und der zweiten Vorplatte ein
die Ausbildung eines Plasmas förderndes Material
vorgesehen ist. Hierzu empfiehlt sich beispielsweise ein Feststoff,
nämlich
ein spröder,
feinsplittrig ablatierender Stoff wie etwa Glas, Keramik oder dergleichen.
Das entsprechende Material läßt sich
auch an der ersten Vorplatte auf deren der zweiten Vorplatte zugewandten
Seite anbringen. Bei einem abgeschlossenen Raum zwischen der ersten und
der zweiten Vorplatte kann das die Ausbildung eines Plasmas fördernde
Material auch ein Gas oder ein Gasgemisch mit niedriger Ionisationsenergie sein;
derartige Gase oder Gasgemische sind aus zahlreichen Bereichen der
Technik in anderem Zusammenhang bereits bekannt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste
Vorplatte an den einen Pol einer Spannungsquelle, welcher mit Masse verbunden
ist, angeschlossen, und die zweite Vorplatte über den Beschleuniger mit dem
anderen Pol der Spannungsquelle verbunden. Auch ein induktiver Energiespeicher
läßt sich
verwenden.
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Dies
stellt zunächst
einmal sicher, daß sich dann,
wenn ein Geschoß die
erste mit der zweiten Vorplatte verbindet, die gewünschte Schaltwirkung ergibt.
Bei einer genügend
hohen, von der Spannungsquelle abgegebenen Spannung ergibt sich
jedoch bereits – wie
voranstehend erwähnt – beim Durchdringen
der ersten Vorplatte durch das Geschoß die Ausbildung eines Plasmabogens,
und der beträchtliche,
durch den Plasmabogen fließende Strom
löst bereits,
da er ebenfalls durch den elektromagnetischen Beschleuniger fließt, die
Beschleunigung des Wirkkörpers
aus. Die erste und zweite Vorplatte arbeiten demnach wie ein in
der Starkstromtechnik bekannter Funkenstreckenschalter. Daher ergeben
sich auch die mit einem derartigen Schalter erzielbaren Vorteile
bei der vorliegenden Erfindung, insbesondere das Schalten hoher
Ströme
bis in den Megaamperebereich, sowie eine Lageunempfindlichkeit derartiger
Schalter.
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Zur
Bereitstellung der hohen Spannung und der hohen Ströme für die Auslösung der
Beschleunigung des Wirkkörpers
wird als Spannungsquelle vorzugsweise ein Kondensator oder eine
entsprechende Zusammenschaltung von Kondensatoren verwendet, eine
sog. Kondensatorbatterie. Wie erwähnt, läßt sich statt dessen auch ein
induktiver Energiespeicher verwenden.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient die
erste Vorplatte nur als Schutz für
die zweite Vorplatte, welche die eigentliche Schaltfunktion bereitstellt.
Hierzu ist die zweite Vorplatte als dünne Kontaktfolie ausgebildet,
an welche Schaltmittel zur Auslösung
des Beschleunigers angeschlossen sind. Der Vorteil dieser Ausführungsform
liegt in ihrer Selektivität
in bezug auf die eindringende Bedrohung: erst bei einer schweren
Bedrohung, also etwa bei einem hinreichend schnellen und/oder langen
Stabgeschoß oder
hinreichend langen Hohlladungsstrahlen, wird durch das Geschoß bzw. den
Hohlladungsstrahl eine Kontaktgabe zwischen der Vorplatte und der
dünnen
Kontaktfolie erfolgen. Kürzere
oder langsamere Geschosse oder Hohlladungsstrahlen, die zwar die
als Vorpanzer ausgebildete erste Vorplatte durchdringen, jedoch
nicht bis zur zweiten Vorplatte, also der dünnen Kontaktfolie, gelangen,
und die daher keine ernsthafte Bedrohung darstellen, lösen daher
den Beschleuniger nicht aus. Dieser steht daher weiterhin für einen
Schutz gegen eine "ernsthaftere" Bedrohung zur Verfügung.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
der Erfindung mit der Erzeugung einer Plasmaentladung zwischen einer
ersten Vorplatte und einer zweiten Vorplatte; und
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2 eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung mit einer als dünne
Kontaktfolie ausgebildeten zweiten Vorplatte.
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Die 1 zeigt
eine schematisch stark vereinfachte erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In
der Reihenfolge von außen
nach innen, bezogen auf die Auftreffrichtung eines Geschosses 7 (in
der 1 von links nach rechts) sind eine erste Vorplatte 1,
eine zweite Vorplatte 2, ein Wirkkörper 3, ein Flachspulenbeschleuniger 5 und
ein Hauptpanzer 4 vorgesehen.
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An
der Rückseite
der ersten Vorplatte 1 ist ein Material angebracht, welches
die Ausbildung eines Plasmas fördert,
also etwa eine Glas- oder
Keramikbeschichtung.
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Der
Minuspol einer schematisch dargestellten Spannungsquelle 6,
beispielsweise einer Kondensatorbatterie, ist mit der ersten Vorplatte 1 sowie Masse
verbunden. Damit bietet die erste Vorplatte im elektrotechnischen
Sinne einen Berührungsschutz.
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Der
Pluspol der Spannungsquelle 6 führt zu einem Anschluß des Flachspulenbeschleunigers 5, dessen
anderer Anschluß mit
der zweiten Vorplatte 2 verbunden ist. Selbstverständlich läßt sich
die Spannungsquelle 6 auch mit umgekehrter Polarität einsetzen.
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Die
Wirkungsweise der erfindungsgemäßen reaktiven
Panzerung ist wie folgt:
Sobald ein auftreffendes Geschoß 7 den
ersten Vorpanzer 1 durchschlagen hat, führt dieser Vorgang zur Auslösung eines
Splitterkegels 8 auf der Rückseite der ersten Vorplatte 1.
Bereits dieser Splitterkegel führt
zur Zündung
einer Plasmaentladung zwischen der ersten Vorplatte 1 und
der zweiten Vorplatte 2, also bereits bevor das Geschoß 7 die
in der Figur angegebene Stellung erreicht hat, nämlich die zweite Vorplatte 2 berührt.
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Spätestens
im letztgenannten Zeitpunkt jedoch wirkt das Geschoß 7 als
Verbindungsstück
zwischen den beiden Vorplatten 1, 2 und führt damit
zu einem weiteren Stromfluß in
erheblicher Höhe.
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Hierzu
wird angemerkt, daß typische
Geschoßwerkstoffe,
beispielsweise Schwermetallegierungen, dieselben Werkstoffe sind,
wie sie als Schaltbolzen in Hochleistungsschaltern der Elektrotechnik Verwendung
finden.
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Aus
der voranstehenden Funktionsbeschreibung wird auch deutlich, daß die reaktive
Panzerung gemäß der Erfindung
auch einen hervorragenden Schutz gegen Hohlladungsgeschosse zur
Verfügung stellt.
Sobald nämlich
durch den Splitterkegel 8 und/oder den Hohlladungsstrahl
der Plasmalichtbogen zwischen der ersten und zweiten Vorplatte 1, 2 ausgelöst wird,
unterliegt der Hohlladungsstrahl unverzüglich der thermomechanischen
Belastung durch das Plasma. Die entscheidende mechanische Schutzwirkung
wird durch den Wirkkörper 3 bereitgestellt,
welcher sich, da der Flachspulenbeschleuniger 5 gleichzeitig
ausgelöst wird,
dem Hohlladungsgeschoß und
dem Hohlladungsstrahl entgegen bewegt und somit die entscheidende
mechanische Schutzwirkung schafft.
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Bei
einem Versuchsaufbau einer derartigen reaktiven Panzerung wurde
im Modell bereits die vorteilhafte Wirkung der Panzerung bestätigt. Selbst
bei derartig kleinen elektrischen Energien von nur 120 J wurden
kleine Hohlladungen des Kalibers 20 mm in ihrer Wirkung erheblich
gestört,
was sich beispielsweise in einer Reduzierung der Resteindringtiefe
um etwa 30 % bemerkbar machte.
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Ein
besonders gewichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen reaktiven Panzerung ergibt
sich aufgrund der Tatsache, daß kein
kompliziert aufgebautes Sensorsystem zur Erfassung des Geschosses
erforderlich ist und darüber
hinaus ein komplizierter Hochleistungsschalter entfallen kann. Dies
führt zu Ersparnissen
bezüglich
Gewicht, Volumen, elektrischer Verluste und Anlagekosten, und darüber hinaus
wird, da keine Verschleißteile
vorgesehen werden müssen,
die Langzeitkonstanz der erfindungsgemäßen reaktiven Panzerung gewährleistet.
Die zeitliche Präzision
bezüglich
des Auftreffzeitpunktes eines Geschosses ergibt sich aus den voranstehend
genannten Gründen
ohnehin.
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Da
die Reaktion der erfindungsgemäßen Panzerung
räumlich
exakt an der Stelle ausgelöst wird,
an welcher die Bedrohung angreift, kann die zu schützende Fläche aus
kleineren Modulen bestehen, und dies führt entweder zu einer Verminderung
der bereitzustellenden Energie oder aber bei vorgegebener Energie
der Spannungsquelle zu einem höheren dynamischen
Schutz.
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Selbstverständlich sind,
da die beiden Vorplatten 1 und 2 einen Teil eines "Hochleistungsschalters" darstellen, die
beiden Vorplatten aus elektrisch möglichst gut leitenden Werkstoffen
herzustellen. Eine zusätzliche
Panzerung kann, wie angegeben, zusätzlich außen aufgebracht werden.
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Weiterhin
ist hervorzuheben, daß die
erfindungsgemäße reaktive
Panze rung eine verhältnismäßig kompakte
Bauweise aufweist. Dies liegt daran, daß bei einer elektromagnetischen
Beschleunigung verhältnismäßig sehr
kurze Beschleunigungswege ausreichend sind. Beispielsweise bei Durchmessern
der Spulen des elektromagnetischen Beschleunigers von 100 mm ist
der gesamte Beschleunigungsvorgang nach etwa 20 mm abgeschlossen, d.h.,
daß der
beschleunigte Wirkkörper
seine Endgeschwindigkeit erreicht hat. Damit ist eine sehr kurze Beschleunigungszeit
von deutlich unter 100 Mikrosekunden verbunden. Die reaktive Panzerung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist daher auch zum Schutz gegen Geschosse mit sehr hohen
Auftreffgeschwindigkeiten geeignet.
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Bei
der in 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist eine als Vorpanzer ausgebildete erste Vorplatte 11 in
einem vorbestimmbaren Abstand vor – in Flugrichtung eines Geschosses 17 – einer
als dünne
Kontaktfolie ausgebildeten zweiten Vorplatte 12 angeordnet.
Das Material und die Materialstärke
der ersten Vorplatte 11 sowie der Abstand der ersten Vorplatte 11 von
der zweiten Vorplatte 12 sind so gewählt, daß ein die erste Vorplatte 11 durchschlagendes
Geschoß 17 (oder
ein entsprechender Hohlladungsstrahl) dann, wenn es bzw. er eine
ernsthafte Bedrohung darstellt, die zweite Vorplatte 12 erreicht.
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In
entsprechendem Abstand hinter der zweiten Vorplatte 12 liegen,
wie bei der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform,
ein Wirkkörper 13, ein
Flachspulenbeschleuniger 15 und ein Hauptpanzer 14.
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Die
erste Vorplatte 11 ist bei der in 2 gezeigten
Ausführungsform
an Masse angeschlossen. Die als Kontaktfolie dienende zweite Vorplatte 12 ist mit
einem Anschluß einer
Steuerelektronik 21 verbunden, die einen zweiten, mit dem
Betätigungsanschluß eines
Schalters 20 verbundenen Anschluß aufweist.
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Der
Flachspulenbeschleuniger 15 ist mit einem Anschluß des Schalters 20 verbunden,
dessen anderer Anschluß an
den Minuspol einer schema tisch dargestellten Spannungsquelle 16,
beispielsweise einer Kondensatorbatterie, angeschlossen ist. Der
Pluspol der Spannungsquelle 16 führt zu dem anderen Anschluß des Flachspulenbeschleunigers 15.
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In 2 ist
anhand eines auftreffenden Geschosses 17 der Fall einer
ernsthaften Bedrohung dargestellt. Das Geschoß 17 erreicht nach
Durchschlagen der ersten Vorplatte 11 die zweite Vorplatte 12 und
führt dadurch
dazu, daß die
zweite Vorplatte 12 über
das Geschoß 17 an
Masse gelegt wird, da die erste Vorplatte 11 auf Massepotential
liegt. Dies wird von der Steuerelektronik 21 festgestellt,
die daraufhin den Betätigungsanschluß des Schalters 20 aktiviert,
und der Schalter 20 schaltet die Verbindung zur Spannungsquelle 16 durch.
Dies führt
zur Aktivierung des Flachspulenbeschleunigers 15 und somit zum
Wegschleudern des Wirkkörpers 13 in
Richtung auf das Geschoß 17.