EP2284474A2 - Schutzsystem für Fahrzeuge und andere Objekte - Google Patents

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EP2284474A2
EP2284474A2 EP10007604A EP10007604A EP2284474A2 EP 2284474 A2 EP2284474 A2 EP 2284474A2 EP 10007604 A EP10007604 A EP 10007604A EP 10007604 A EP10007604 A EP 10007604A EP 2284474 A2 EP2284474 A2 EP 2284474A2
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protective
rubber
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element according
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Frank Hass
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Rheinmetall Landsysteme GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0492—Layered armour containing hard elements, e.g. plates, spheres, rods, separated from each other, the elements being connected to a further flexible layer or being embedded in a plastics or an elastomer matrix

Definitions

  • the invention relates to a protective device for protection against projectiles, ammunition and other projectiles.
  • the object of the protection concept is to cover a surface to be protected with many small plates, but their attachment is designed so unstable that a single plate is not penetrated by bombardment but accelerated by the projectile.
  • the plate absorbs the kinetic energy transmitted by the projectile or brakes the projectile. Both are then collected by a second layer of plates or other conventional protection.
  • the protective plate depending on the material break, kink or tear. This will transform energy.
  • Out-of-area operations will employ a variety of light and medium armored vehicles.
  • the armor of these vehicles must be able to withstand various threats while still being as small as possible. Preference is given to armor, which are also used on smaller vehicles. Other threats include EFP Explosive Formed Projectiles.
  • the EFP often penetrate conventional armor due to their mass and speed.
  • multislug -EFP such protection is not sufficient because the projectiles penetrate the armor at this point.
  • a protective cover of many is the DE 10 2007 026 545 A1 refer to. This is detachably einbindbar on a vehicle wall.
  • the DE 10 2004 044 541 B4 suggests a pressurized gas container and a bullet-proof jacket for use in an aircraft.
  • the kinetic energy of the projectile is absorbed by deformation of the shell and diverted in the circumferential direction, so that destruction of the container is prevented.
  • the jacket is in turn spaced from the container.
  • the invention has the object to provide a protective element or protection system, in particular for the protection of multi-flight -EFP, which allows use on light and medium-heavy vehicles and other objects.
  • the invention is based on the idea to cover a surface to be protected with many (small) plates, etc., but whose attachment is designed so unstable that a single plate in shelling (or exposure to a mine) not penetrate but from the floor or the Fragments (including the mine) is accelerated.
  • the plate absorbs the kinetic energy transmitted by the projectile or brakes the projectile. Both are then collected by a second layer of plates or other conventional protection.
  • the protective elements are high-strength plates, preferably of composite material, such as Dyneema, etc. It can also be organic material, such as biobeton (corn-based) are used. These plates are stored in a rubber blast blown, for example, with compressed air or the like.
  • the basic principle of the protection concept is thus the storage of the protective plates in each one filled with air, etc. Gummiblase per protective plate.
  • the rubber bladder filled with (compressed) air has a stable shape and carries the protective plate.
  • the rubber bubble can be stuck together with other rubber bubbles (as long as the pressure is over).
  • these means for mating voluminous be molded to the rubber bladder, for example as rubber elements.
  • Rubber bubbles with protective plates arranged side by side and one above the other result in a (protected) area. In several levels one behind the other and preferably staggered rubber bubbles allow in continuation of the invention, a protective coverage of 100%.
  • the weight of the protective elements is very low at 12 kg / m 2 per shift. As an interface to the vehicle pan or other object would be sufficient a lightweight frame of aluminum sheets.
  • Fig. 1 is an AMPA ((Air Mounted Protection Array) protection elements 1 shown that a kind of rubber bubble 2 as a housing ( Fig. 2 ), in which a protective plate 3 ( Fig. 3 ) is received and stored.
  • Several protective elements 1 can in turn be connected to a protection system 10 (FIG. Fig. 3 ) or the like. Due to the rubber bubbles 2, the protective plates 3 are stored labile, so that no reaction forces are built up conditionally from a solid storage and only the inertia of the individual plates 3 must be overcome.
  • AMPA Air Mounted Protection Array
  • each individual protective plate 3 consisting of a fiber composite material, is placed in a filled with example, air and under pressure rubber bladder 2.
  • the rubber bubble 2 holds the protective plate 3 and allows correspondingly shaped means, such as lugs 5 and grooves 6, the mating of several protective elements 1 side by side and in multiple (protective) layers 7, 8.
  • the layers 7, 8 are preferably arranged offset, so no ballistic "holes" arise. If needed, alternatively or in addition to mating Velcro or the like can be used.
  • the shaped means 5, 6 are filled with air, the mating takes place under pressure.
  • molded rubber-like or similar means having a similar shape as the shaped means 5, 6th
  • the individual protective elements 1 are each provided with a conventional air valve and are filled separately.
  • the material of the rubber bladder 2 must absorb the loads during driving without occupation, but suddenly burst when bombarded. Therefore, a thin-walled structure of abrasion-resistant, elastic material is preferably provided.
  • FIG. 5 Another view is in Fig. 5 shown. With 20 mounting plates (additional or the vehicle's own wall / wall) are marked on which the AMPA 1 are attached.
  • the type of attachment - for example, clamping the AMPA 1 between two projections 21, 22 - can be designed individually. It should only be noted that the rubber bubbles are not destroyed during cultivation.

Abstract

Vorgeschlagen wird, eine zu schützende Fläche mit vielen kleinen Platten (3) etc. abzudecken, deren Befestigung aber so labil ausgelegt ist, dass eine einzelne Platte (3) bei Beschuss bzw. Beaufschlagung nicht durchschlagen sondern vom Geschoss beschleunigt wird. Das Schutzsystem (10) besteht dabei aus Schutzplatten (3), wobei zumindest jeweils eine Schutzplatte (3) in einer Gummiblase (2) eingebunden sind, und die Gummiblasen (2) die über Mittel (5, 6) miteinander verbindbar sind. Dadurch können mehrere Schutzschichten (5, 6) aufgebaut und über eine einfache Befestigung an einem Fahrzeug oder zu schützenden Objekt angebracht werden.

Description

  • Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Schutzeinrichtung zum Schutz gegen Projektile, Munitionen und andere Geschosse. Gegenstand des Schutzkonzeptes ist, eine zu schützende Fläche mit vielen kleinen Platten abzudecken, deren Befestigung aber so labil ausgelegt ist, dass eine einzelne Platte bei Beschuss nicht durchschlagen sondern vom Geschoss beschleunigt wird. Dabei nimmt die Platte die vom Geschoss übertragene kinetische Energie auf bzw. bremst das Geschoss. Beide werden danach von einer zweiten Schicht Platten oder einem anderen konventionellen Schutz aufgefangen. Dabei kann die Schutzplatte, je nach Material brechen, knicken oder einreißen. Dadurch wird Energie umgewandelt.
  • Im Rahmen von out-of-area Einsätzen werden eine Vielzahl von leichten und mittelschweren gepanzerten Fahrzeugen eingesetzt. Die Panzerung dieser Fahrzeuge muss dabei verschiedenen Bedrohungen widerstehen können und trotzdem möglichst klein sein. Bevorzugt werden Panzerungen, die auch an kleineren Fahrzeugen eingesetzt werden. Zu den verschiedenen Bedrohungen zählen auch die EFP- Explosive Formed Projectiles. Die EFP durchschlagen aufgrund ihrer Masse und Geschwindigkeit oft herkömmliche Panzerungen. Für EFP, die aus einzelnen Projektilen bestehen, so genannte "Monoslug -EFP", besteht theoretisch die Möglichkeit, durch dickere Panzerungen einen wirksamen Schutz zu schaffen. Bei EFP, die aus mehreren, nacheinander an der gleichen Stelle einschlagenden Projektilen bestehen, so genannte "Multislug -EFP", ist ein derartiger Schutz nicht ausreichend, da die Projektile die Panzerung an dieser Stelle durchschlagen.
  • Eine Schutzverkleidung von vielen ist der DE 10 2007 026 545 A1 zu entnehmen. Diese ist lösbar an einer Fahrzeugwand einbindbar.
  • Die DE 10 2004 044 541 B4 schlägt einen Druckgasbehälter sowie einen beschussfesten Mantel dafür vor zur Anwendung bei einem Flugzeug. Die Bewegungsenergie des Geschosses wird durch Verformung des Mantels aufgenommen und in Umfangsrichtung umgeleitet, sodass eine Zerstörung des Behälters verhindert wird. Der Mantel ist seinerseits vom Behälter beabstandet.
  • Hier stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Schutzelement bzw. Schutzsystem insbesondere zum Schutz von Multislug -EFP aufzuzeigen, das einen Einsatz an leichten und mittelschweren Fahrzeugen und anderen Objekten ermöglicht.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw.10. Vorteilhafte Ausführungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen aufgeführt.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine zu schützende Fläche mit vielen (kleinen) Platten etc. abzudecken, deren Befestigung aber so labil ausgelegt ist, dass eine einzelne Platte bei Beschuss (oder Beaufschlagung durch eine Mine) nicht durchschlagen sondern vom Geschoss bzw. den Fragmenten (auch der Mine) beschleunigt wird. Dabei nimmt die Platte die vom Geschoss übertragene kinetische Energie auf bzw. bremst das Geschoss. Beide werden danach von einer zweiten Schicht Platten oder einem anderen konventionellen Schutz aufgefangen.
  • Dadurch werden zwei wichtige Eigenschaften durch den ballistischen Schutz erfüllt, die Fragmente werden abgebremst und bereits das erste Fragment versetzt das vereinzelte Schutzelement in Bewegung. Für das Abbremsen ist es wichtig, dass die Schutzelemente nicht zu schwer und nicht zu stabil gelagert bzw. gehalten sind, damit die kinetische Energie von den Fragmenten an die Schutzelemente abgegeben werden kann. Damit bereits das erste Fragment das / die Schutzelement(e) in Bewegung versetzen kann, ist es ebenfalls wichtig, dass die Lagerung der Schutzelemente möglichst wenige Reaktionskräfte aufbauen kann. Die Schutzelemente sind hochfeste Platten, vorzugsweise aus Verbundmaterial, wie Dyneema etc. Es kann auch organisches Material, wie z.B. Biobeton (auf Mais-Basis) eingesetzt werden. Diese Platten werden in einer beispielsweise mit Pressluft ausgeblasenen Gummiblase oder dergleichen gelagert. Das Grundprinzip des Schutzkonzeptes ist somit die Lagerung der Schutzplatten in je einer mit Luft etc. gefüllten Gummiblase pro Schutzplatte. Die mit (Press-)Luft gefüllte Gummiblase hat eine stabile Form und trägt die Schutzplatte. Die Gummiblase lässt sich mit weiteren Gummiblasen zusammen stecken (solange die unter Überdruck steht). Alternativ können diese Mittel zum Zusammenstecken voluminös an der Gummiblase angeformt sein, beispielsweise als Gummielemente. Neben- und übereinander angeordnete Gummiblasen mit Schutzplatten ergeben eine (geschützte) Fläche. In mehreren Ebenen hintereinander und vorzugsweise versetzt angeordnete Gummiblasen ermöglichen in Weiterführung der Erfindung einen Schutzdeckungsgrad von 100 %.
  • Trifft ein EFP- Fragment auf eine so geschützte Fläche, wird als erstes die getroffene Gummiblase platzen. Das führt dazu, dass die zugehörige Schutzplatte keine Lagerung mehr besitzt. Nur noch die eigene Massenträgheit hält sie für kurze Zeit in Position. Die Schutzplatte wird durch das Fragment beschleunigt, da keine Reaktionskräfte aus einer Lagerung aufgebaut werden. Dadurch können nachfolgende Fragmente einer Multislug -EFP zwangsläufig nicht auf dieselbe sondern auf eine andere Stelle der in Bewegung befindlichen bzw. versetzten Platte auftreffen.
  • Das Gewicht der Schutzelemente liegt bei 12 kg/m2 pro Schicht sehr niedrig. Als Schnittstelle zur Fahrzeugwanne oder einem anderen Objekt würde dabei ein leichter Rahmen aus Aluminiumbleche ausreichen.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
    • Fig. 1
    ein AMPA-Schutzelement,
    Fig. 2
    das Schutzelement aus Fig. 1 mit einer transparent dargestellten Gummiblase und einer innen liegenden Schutzplatte,
    Fig. 3
    ein aufgetrenntes Schutzelement aus Fig. 2,
    Fig. 4
    ein möglicher Schutzaufbau mit den Schutzelementen aus Fig. 1 oder Fig. 2,
    Fig. 5
    eine Art weiter Darstellung (seitlich oder von oben) auf die Schutzplatten.
  • In Fig. 1 ist ein AMPA ((Air Mounted Protection Array) Schutzelemente 1 aufgezeigt, dass eine Art Gummiblase 2 als Gehäuse (Fig. 2) umfasst, in dem eine Schutzplatte 3 (Fig. 3) aufgenommen und gelagert wird. Mehrere Schutzelemente 1 können ihrerseits zu einem Schutzsystem 10 (Fig. 3) zusammengesteckt oder dergleichen werden. Durch die Gummiblasen 2 werden die Schutzplatten 3 labil gelagert, sodass keine Reaktionskräfte bedingt aus einer festen Lagerung aufgebaut werden und lediglich die Massenträgheit der einzelnen Platten 3 überwunden werden muss.
  • Vorzugsweise jede einzelne Schutzplatte 3, bestehend aus einem Faserverbundmaterial, wird in eine mit beispielsweise Luft befüllte und unter Überdruck stehende Gummiblase 2 eingelegt. Die Gummiblase 2 hält die Schutzplatte 3 und erlaubt über entsprechend ausgeformte Mittel, wie Nasen 5 und Nuten 6 das Zusammenstecken mehrerer Schutzelemente 1 nebeneinander und in mehreren (Schutz-)Schichten 7, 8. Die Schichten 7, 8 werden dabei bevorzugt versetzt angeordnet, sodass keine ballistischen "Löcher" entstehen. Bei Bedarf kann alternativ oder auch zusätzlich zum Zusammenstecken Klettband oder ähnliches verwendet werden.
  • Für das Zusammenfügen der Gummiblasen 2 werden die ausgeformten Mittel 5, 6 mit Luft befüllt, das Zusammenstecken erfolgt unter Überdruck. Für eine Alternative sorgen beispielsweise seitlich (auch vorne und hinten) an der Gummiblase 2 angeformt vollgummiartige oder dergleichen Mittel mit ähnlicher Form wie die ausgeformten Mittel 5, 6.
  • Die einzelnen Schutzelemente 1 sind jeweils mit einem konventionellen Luftventil versehen und werden separat befüllt. Das Material der Gummiblase 2 muss die Belastungen im Fahrbetrieb ohne Beschäftigung aufnehmen, jedoch bei Beschuss schlagartig zerplatzen. Vorgesehen ist daher bevorzugt ein dünnwandiger Aufbau aus abriebfestem, elastischem Material.
  • Sobald das erste Fragment eines nicht näher dargestellten, beispielsweise Multislug-EFP auf die Gummiblase 2 tritt, zerplatzt diese. Die dazugehörige Schutzplatte 3 wird nicht mehr im System 10 gehalten und kann auf den Boden fallen. Vorher jedoch erreicht das aufschlagende Fragment die noch frei schwebende Schutzplatte 3 und beschleunigt diese, wobei das Fragment gebremst wird. Zumindest ein Teil der nachfolgenden Fragmente treffen auf dieselbe Schutzplatte 3, jedoch an anderen Stellen. Nicht aufgefangene Fragmente werden zumindest durch die nachfolgende Schicht 8 aufgehalten.
  • Eine weitere Ansicht ist in Fig. 5 dargestellt. Mit 20 sind Befestigungsplatten (zusätzliche oder die fahrzeugeigene Wand / Wandung) gekennzeichnet, an denen die AMPA 1 befestigt werden. Die Art der Befestigung - beispielsweise Einklemmen der AMPA 1 zwischen zwei Vorsprüngen 21, 22 - ist individuell gestaltbar. Beachtet werden sollte nur, dass die Gummiblasen nicht beim Anbau bereits zerstört werden.

Claims (14)

  1. Schutzelement (1) mit zumindest einer Schutzplatte (3) gekennzeichnet dadurch, dass die Schutzplatte (3) in einer Gummiblase (2) eingebunden ist.
  2. Schutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatten (3) aus Faserverbundmaterial bestehen.
  3. Schutzelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummiblase (2) mit Luft oder dergleichen befüllt ist.
  4. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (5, 6) Nasen und Nute sind.
  5. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (5, 6) in der Gummiblase (2) ausgeformt oder an ihr angeformt sind.
  6. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummiblase (2) aus einem abriebfesten sowie elastischen Material besteht.
  7. Schutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummiblasen (2) mit wenigstens einem Luftventil versehen und separat befüllt werden.
  8. Schutzelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befüllung ein Überdruck eingestellt wird.
  9. Schutzelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck der Gummiblase (2) bei ca. 1-2 bar liegt.
  10. Schutzsystem (10), bestehend aus mehreren Schutzelementen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  11. Schutzsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mehreren Schichten (7, 8) gebildet wird, wobei keine ballistischen "Löcher" entstehen.
  12. Schutzsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten (7, 8) versetzt angeordnet sind.
  13. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zum Schutz gegen Beschuss oder Minen oder dergleichen.
  14. Schutzsystem nach einem der Ansprüche 10 bis 12 zum Schutz vor insbesondere Multislug-EFP.
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