EP2603765A1 - Reaktive schutzanordnung - Google Patents

Reaktive schutzanordnung

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Publication number
EP2603765A1
EP2603765A1 EP11729924.8A EP11729924A EP2603765A1 EP 2603765 A1 EP2603765 A1 EP 2603765A1 EP 11729924 A EP11729924 A EP 11729924A EP 2603765 A1 EP2603765 A1 EP 2603765A1
Authority
EP
European Patent Office
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reactive
protective
arrangement according
protection arrangement
explosive
Prior art date
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Granted
Application number
EP11729924.8A
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English (en)
French (fr)
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EP2603765B1 (de
Inventor
Gerd Kellner
Gerhard Sailer
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GEKE Schutztechnik GmbH
Original Assignee
GEKE Schutztechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by GEKE Schutztechnik GmbH filed Critical GEKE Schutztechnik GmbH
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Publication of EP2603765A1 publication Critical patent/EP2603765A1/de
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Publication of EP2603765B1 publication Critical patent/EP2603765B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/007—Reactive armour; Dynamic armour
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer

Definitions

  • the invention relates to a reactive protection arrangement for the protection of stationary or mobile objects against threats, which is particularly effective against hollow charges (HL threats), explosive or projectile-forming charges (P-charges) and Balloons (KE ammunition).
  • HL threats hollow charges
  • P-charges explosive or projectile-forming charges
  • KE ammunition Balloons
  • the effective components In reactive systems, the effective components must be accelerated to speeds of several 100 m / s, in order to reach the up to 10 km / s impinging hollow charge jets still with laterally acting perturbation masses.
  • the accelerated target plates must basically bridge the crater formed by the jet tip in order to reach the passing beam laterally.
  • the structure of the arrangement and in particular its angle to the threat are the determining parameters here.
  • multi-layered and also highly inclined reactive protective structures are achieved as rapidly as possible and also over a relatively long period of time (or a larger jet length) effective jet disturbance. In general, however, this leads to structures with a lot of explosives and a large construction depth in relation to the covered area.
  • the proportion of construction-related areas or areal masses (dead masses) increases.
  • the protective arrangement described in EP 1 846 723 B1 itself consists of a carrier of any shape inclined in the area of impact or impact of the threat onto which pyrotechnic layers are applied on both sides. By igniting both layers, shock waves and reaction gases are formed and accelerated both against and in the direction of the penetrating threat. As a result, both the front, high-performance radiation elements and a considerable part of the total beam length are disturbed in shaped charges.
  • the pyrotechnic structure is at least approximately in a dynamic equilibrium over the entire time of action and exerts no endballistisch relevant or destructive influences on the environment.
  • the reactive protection arrangement for the protection of stationary or movable objects against threats from shaped charges, projectile-forming charges or balancing projectiles which is attached or attachable to a threat facing side of the object to be protected has at least one protective surface arranged at an angle of inclination with respect to the threat direction wherein said guard surface comprises a threat facing front cover, a back facing away from the threat and spaced from the front cover, and at least one stationary or movable reactive mid layer between the front cover and the back cover, the at least one reactive middle layer having at least two reactive faces each having at least one explosive field and wherein the reactive partial surfaces of the at least one reactive middle layer are dammed on all sides.
  • the present invention provides a protective structure / protection concept which is at least equivalent to the known arrangements in subareas, but clearly superior in its entirety.
  • the invention relates to a partially filled with explosives reactive protection arrangement in which the impending threat usually only a relatively small part of the total area triggers and thereby in particular causes no or little lateral damage.
  • Such a reactive protection device combines a very high efficiency with a minimum detonating explosive surface.
  • the reactive protection arrangement is fixedly or detachably affixed or attachable to a threat-facing side of the object to be protected, and has at least one reactive protective layer inclined with respect to the threat and having special design features.
  • This reactive protective layer in turn is delimited in the direction of the threat by a front cover (usually a planar element) and on the back by a rear cover / protective plate / dent.
  • the reactive protective layer has explosive-deposited partial fields / partial surfaces which each extend over a part of the protective layer.
  • an all-round dam is provided for the reactive occupancy / partial occupancy of the protection area (occupancy of the explosive surface or of the explosive field), whereby the nature of this accumulation is assigned specific (special, characteristic) properties.
  • the present invention relies on the manner of dam of the individual explosive-occupied active fields.
  • dam the term "dam" will be explained below.
  • the effect of the reacting explosive on its environment results from the resulting reaction gases and the impact load on the explosives surrounding body / materials or surfaces.
  • the manner of transition of the impact energy at the interface between the explosive and the boundary wall is crucial.
  • Another factor is the transport / continuation / propagation of the impact energy both in the reaction volume not yet involved in the reaction (reached from the reaction front) and in the surrounding medium.
  • the all-round dam of the reactive partial surfaces of the at least one reactive middle layer of the at least one protective surface is achieved by the front cover, the rear cover and by a lateral damming of the partial surfaces.
  • the total mass of the explosive of the reactive protection arrangement can be significantly reduced by the use of such protective elements (pyrotechnic partial surfaces) in comparison to the full-surface explosive coverage in terms of area distribution and necessary thickness of coverage.
  • the free choice of the materials used can influence the shock wave propagation and thus the dynamics of the process. Due to the partial surface coverage also materials can be used, which can not be used in conventional reactive armor due to their mechanical or dynamic properties.
  • a particular advantage of the protection arrangement according to the invention is its multihit capability, i. the effectiveness against multiple threats.
  • the triggered protective element reduces the remaining reactive protective surface according to its size, the relatively small area of this element in the ratio of a full-area explosive layer leaves the majority of the area to be protected reactively occupied and thus fully functional.
  • the explosive field can be filled with an insensitive explosive, which nevertheless thoroughly penetrated in a sufficiently short time due to the optimal containment and thus also achieves a high protective efficiency.
  • an insensitive explosive which nevertheless thoroughly penetrated in a sufficiently short time due to the optimal containment and thus also achieves a high protective efficiency.
  • the confinement between the fields may be made correspondingly thin to avoid ignition of the adjacent field.
  • the use of insensitive explosives simplifies the manufacture and handling of the protective layers and thus of the entire protection arrangement.
  • the division of the area occupied by the explosive is largely left to the user when the relevant design regulations are observed. This applies in particular to the optimal distribution of the protective fields as well as to their subdivision or field size. The distribution can be even or uneven. Also, the geometric design of the fields and the structure of the protective surfaces are largely freely selectable. In this way, for example, strip-like, checkered or otherwise designed surface assignments can be realized. Such distributions are of particular interest in coordinated multi-layer occupancies.
  • the carrier plate system-related specifications or intended further protection properties can be largely adapted.
  • they may be made of light metal, steel or a non-metallic material.
  • the lateral dam of the explosive field / explosive fields shall be designed in accordance with the parameters specific to the specific parameters.
  • the dynamic effectiveness derives both from the physical / mechanical principles and from the specific properties of the layers / interfaces involved in the passage of shock waves.
  • the interfaces between the dynamic middle layer and the internal dams and adjacent materials are crucial.
  • the pyrotechnic protective structure according to the invention consists of a carrier (rear cover) of any shape inclined in the area of impact or impact of the threat onto which the at least one pyrotechnic protective surface (reactive middle layer) is applied.
  • both the front powerful beam elements and a considerable part of the rear / remaining beam length are deflected / disturbed in shaped charges, thereby decisively reducing the penetration power of the threat.
  • the pyrotechnic structure exerts little or no end ballistic relevant or destructive influences on the environment, ie neither on the outside / the battlefield nor on the structure to be protected. It is a very simple and basic protection arrangement, which is basically subject to no limitations or restrictive technical specifications. This leads to a level of innovation that is not achieved by any previously known reactive protection arrangement.
  • the presented protective surface is suitable to effect a strong increase in the level of protection in a number of known armor both by an upstream circuit as well as by integration.
  • pyrotechnic protective surfaces according to the invention can be combined with protective arrangements against P charges or KE threats. In any case, small dead masses are needed when optimizing against several types of threats.
  • the explosive surface to be occupied and thus the expended explosive mass per protective element compared to previously known reactive armor significantly be lower.
  • the thickness of the explosive coverings can be about 50% of the mean beam diameter at an angle between the defense area and the threat of more than 45 °.
  • the explosive films or the assignments may have varying thicknesses.
  • the effectiveness of a partial surface for example to compensate for different depths of protection or jobs can be influenced.
  • very broad-band arrangements with high overall efficiency can result.
  • the influence of shock wave transmission has already been pointed out.
  • the depth of engagement can be increased, i. Multiple beam particles and thus a larger beam length in the target passage can be disturbed.
  • Known, dynamically compacted by explosives glass body affect such a structure. However, these are relatively difficult in the known arrangements not least due to the required thicknesses and associated lateral dimensions in the mass balance of armor.
  • the intermediate layers in arrangements according to the invention have other objectives and are also completely different dimensions.
  • the explosive layers required for pyrotechnic protective surfaces according to the invention have only low demands on manufacturing tolerances, surface quality and production methods. This greatly increases the scope in the design of protective elements.
  • a further improvement results from the basically known method of proving the surfaces of the pyrotechnic layers with materials of different densities and different properties up to a desired dynamic decomposition behavior.
  • Advantageous for such assignments in addition to the usual reactive arrangements for materials such as steel, titanium or duralumin, materials of lower or higher density, decomposing or delaminating materials, plastics, composite materials or ceramics are used.
  • Physically interesting substances are shock-resistant, but at relatively low deformation speeds soft materials such as rubber or polymeric materials.
  • materials of lower density than aluminum are, for example, metallic or non-metallic foams, as materials of higher density heavy metals, usually on a tungsten basis.
  • the layers of explosive and inert materials are introduced into prefabricated pockets of the protective surfaces or the protection module, whereby a simple and production-oriented adaptation of the reactive protection can be made to the object to be protected.
  • the design of the protective surface is completely free. It is preferably a substantially flat surface, but may also assume a curved or otherwise shaped shape. Required is only a sufficient inclination towards the direction of threat in the area of effect. Due to the high efficiency of the pyrotechnic coating, the minimum angles in the arrangement proposed here are to be interpreted as 10 ° to 15 ° lower in comparison to known reactive structures. Since it is assumed in sandwiches of conventional construction of a minimum inclination angle of 45 °, is in the present Arrangement a mean angle between threat and defense of 30 ° to 45 ° sufficient. However, larger angles also increase the efficiency, if feasible. The angle between the defense surface and the threat can be formed by the employment of the entire surface or by geometric modifications by technical or constructive measures.
  • pyrotechnic protection surfaces can form a continuous surface or be constructed of individual modules with gaps or other separations (for example, surface segments, blinds, separate or interlocking modules).
  • the technical design of the load-bearing element (s) or the coverings of the protective surface is in principle not subject to any restrictions (for example metallic, non-metallic, structured, single-layer or multilayer).
  • the covers may be rigid or deformable / movable, and their thicknesses may range from film thickness to a solid plate or thicker structure.
  • the middle layer has two or more reactive sides or explosive fields dammed on all sides;
  • the reactive partial surfaces of the at least one reactive middle layer are laterally blocked by means of separating layers or inner dams;
  • the rear cover has at least one buckling arrangement
  • the at least one reactive middle layer is one-sided or bilateral with one
  • the protective surface has two or more reactive middle layers
  • the reactive faces are different or the same size
  • the reactive faces have any geometry
  • the reactive partial surfaces of the at least one reactive middle layer have at least two layers with explosive fields which are laterally dammed on all sides; between the explosive fields of two such layers of the reactive
  • Partial surfaces is arranged an intermediate layer
  • the reactive sub-areas of a middle layer are the same or different from each other;
  • a surface coverage of the at least one protective surface with dammed reactive partial surfaces is about 50% to about 100%, preferably more than about 65%;
  • the angle of inclination between the at least one guard surface and the direction of threat is in the range of about 30 ° to about 70 °, more preferably in the range of about 40 ° to about 60 °; a protective thickness of an explosive field in the direction of threat is in the range of about 10 mm to about 14 mm;
  • the lateral dam of the reactive partial surfaces has an arbitrary cross-section
  • the lateral dam of the reactive partial surfaces consists essentially of a metallic or a non-metallic material
  • the lateral dam of the reactive partial surfaces is substantially homogeneous or consists of a laminate or multilayer structure
  • the insulating separating layers of the at least one reactive middle layer have geometrically shaped or inclined separating elements; between a reactive partial surface and a laterally damming separating layer is at least partially disposed an interface for influencing the boundary layer reflections;
  • the reactive partial surfaces of the at least one protective surface are substantially arranged in a checkerboard or strip pattern
  • the protective arrangement has at least two protective surfaces arranged one behind the other in the direction of threat with strip-shaped reactive partial surfaces, wherein the strips of the reactive partial surfaces of a rear protective surface are offset relative to the strips of the reactive partial surfaces of a front protective surface (in the case of two protective surfaces preferably by one strip spacing);
  • the protective arrangement has at least two protective surfaces arranged one behind the other in the direction of threat, with reactive partial areas arranged in a checkerboard pattern, the reactive partial areas of a rear protective area being substantially offset relative to the reactive partial areas of a front protective area (in the case of two protective areas, the reactive partial areas of the front protective area are preferably located essentially over the inert partial surfaces of the rear protection surface);
  • the front and the rear cover of the reactive middle layer or their reactive partial surfaces consists essentially of a metallic or a non-metallic material; the front and the rear cover of the reactive middle layer or their reactive partial surfaces are substantially homogeneous or consist of a laminate or layer structure;
  • the size of the front and the rear covers of the reactive middle layer or their reactive partial surfaces corresponds substantially to the size of the explosive fields
  • the front and the rear cover of the reactive middle layer or their reactive partial surfaces are single-layered or multi-layered (with or without intermediate layer (s));
  • the front and the rear cover of the reactive middle layer or their reactive partial surfaces can be used in combination;
  • a plurality of protective surfaces are arranged at an angle to each other;
  • an additional layer for disturbing a (residual) threat penetrating the at least one protective surface is arranged with or without distance to the object to be protected and / or to the at least one protective surface;
  • the at least one protective surface is movably arranged
  • the reactive partial surfaces of the at least one middle layer are exchangeable; the reactive partial surfaces of the at least one middle layer are rotatable or adjustable in their inclination;
  • the reactive partial surfaces and / or the explosive fields are pyrotechnically linked to one another;
  • the at least one protective surface has an enclosure or a housing; the explosive fields are provided with a pyrotechnic or mechanical ignition aid;
  • the front and / or the rear cover are at least partially thermally and / or mechanically treated on their sides facing the at least one reactive middle layer;
  • the front cover is essentially made of a material that
  • Detonation of the explosive is punched out substantially in accordance with the size of the reactive part surface
  • the at least one protective surface forms a modular unit
  • the at least one protective surface has on its front side and / or its
  • the front and / or the rear cover are connected to the at least one reactive middle layer by means of a screw connection, an adhesive connection and / or a vulcanization.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of the basic structure of a protective device according to the invention with the object to be protected 1 and a protective surface 4 and the reactive partial surfaces 4A of the reactive middle layer 11;
  • FIG. 2 shows views of the basic structure of the reactive middle layer 1 1 with the front and rear cover layers 1 1A and 1 1 B as components of the protective surface 4;
  • Fig. 3 shows the construction with a front and a rear accelerated, areal cover 5 and 9, respectively;
  • 4A to 4C show three examples of a protective arrangement with reactive surface elements / protective surfaces 4 or partial occupancy 4A and different rear / rear coverings / covers;
  • Fig. 4B back cover of the explosive-coated surface 1 1 by means of a
  • Fig. 4C back cover the explosive-coated surface 1 1 by means of a reactively accelerated plate 9 and a spaced therefrom by means of an intermediate layer 35 Beulanaku 10;
  • FIG. 5 to 8 show three schematic views of the interaction of a protective surface 4 and the partial surfaces 4A with the impending threat;
  • FIG. 5 protective surface 4 (here based on the example of FIG. 4) with the reactive partial surfaces 4A with continuous / full-surface double-sided occupancy by surfaces 5 and 9 or 10 to be accelerated;
  • Sectional view of two protective surfaces 4 and 4A with the reactive layer 1 and accelerated, partial or full-surface front elements and a back to accelerating assignments 9 with a transition layer (11 B or 17 A) between 7 and 9, with a double assignment 17 and 17A accelerated above Elements and below an intermediate layer 16 between the two explosive surfaces 7A and 7A are shown; two examples of front partial surface coverings 4A and their attachment / arrangement on double-occupied explosive fields 7, 7A, above a partial surface coverage 5A with clamping strips / fastening strips / fasteners 15 and below an arrangement as above, but with (for example glued or vulcanized) sub-elements 5A and outer Cover layer / protective layer 14 are illustrated; a sectional view of two further protective arrangements with multilayer, reactively accelerated partial surface elements and lateral dams 8, wherein above a partial surface coverage of the reactive layer 11 by means of partial surfaces 5A and a spaced 8 (and possibly also fixed) planar front cover 5 and below an arrangement according to FIG 12, but with shorter internal dams 8 for
  • a reactive protective surface / protective plane according to the invention with surfaces formed from reactive elements 4, wherein here a single-layer structure of the reactive protective surface 20 is shown from angled sub-elements 4; parallel reactive protective surfaces 21 (eg corresponding to Fig. 16); a double-layered, mirror-image arranged reactive protective surface 22 (for example, as shown in FIG. 16);
  • Protection arrangement with two protective surfaces 4 with explosive fields 4A and inert / explosive-free fields 4B in checkerboard, complementary / overlapping occupation 27;
  • FIG. 27 shows three examples of protective surfaces with differently positioned additional protective layers, walls or containers (top: upstream layer 38, which is spaced from the reactive protective zone, center: construction as above, but with an additional layer between the reactive protection zone and the target 1; bottom: double-layered arrangement between the reactive layer and the target 1).
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of the basic structure of a protective device according to the invention with the object to be protected 1 and one of these upstream / upstream reactive protective surface 4 with the reactive sub-elements / sub-areas 4A containing the explosive fields 7 of the sub-fields 4A.
  • the layer 4 or the fields 4A is / are externally dammed by the frame 6.
  • the frame 6 lends itself to the attachment of the protective surface 4 to the surface of FIG.
  • Such a frame may also constitute an independent element into which one or more explosive-deposited layers can be introduced / inserted during assembly or in a modular construction. This makes it possible to equip the protective device with explosive only in case of need.
  • the reactive protective surface 4 is inclined relative to the threat, symbolized by the arrow 3, by the angle 2. About the inclination angle 2 have already been specified.
  • the reactive middle layer 11 of the protective surface 4 (see Fig. 2) is provided either partially or over the entire surface both with front (facing the threat) and with rear coverings 5 and 9, respectively.
  • the impending threat 3 ignites the corresponding / acted explosive field 7 and accelerates the components 5 and 9.
  • a reactive layer 1 1 is shown with the front and rear cover layers 1 1A and 1 1 B as part of the protective layer 4 with reactive, dammed surface elements 4A according to the invention.
  • the layer denoted by 11 comprises both the explosive / explosive fields 7 with the inner baffles 8 (confinement between the explosive fields) as well as possibly provided front and / or rear covers / protective layers (1 1A and 1 1 B). These serve, for example, the protection of the layer 1 1 or the fields 4A in a modular design, in which such layers with the subfields 4A represent separately manageable components.
  • Shown with is the upper outer cover / outer frame 6, which is integrated in this example in the layer 1 1.
  • the layers 1 1A and 11 B should not represent independent assignments within the meaning of the components 5 or 9, but should be understood only as outer boundary layers of the explosive. Therefore, they are included in the drawings. In special cases, the layers 1 1A and 1 1B may be assigned special properties, as shown for example in FIG. 4A. With a modular construction, they can serve the mechanical stability of the layer 11. In the extreme case, they can also be regarded as the minimum containment of explosive fields 7. Likewise, the boundary layer 1 1A and / or 1 1 B on their physical properties affect the confinement of explosive field 7.
  • Fig. 3 shows a structure according to the invention with the pyrotechnic layer 1 1 and a front and a rear accelerated, areal cover 5 and 9, respectively.
  • the right part of the figure shows the top view AA.
  • the further Eindämmungen 8 A are shown, the functioning in the Do not match 8 but different dimensions or different properties (materials, structures) may have.
  • FIGS. 4A to 4C show three examples of a reactive surface element / protective layer protection layer 4 and 4A, respectively, and different reactive accelerated back (back, back) coverages.
  • the back cover of the reactive layer 1 1 consists of a plate 9 to be accelerated.
  • a covering layer 1 1 B Between 9 and the explosive plane of 1 1 there is a covering layer 1 1 B. 1 1 B can be designed such that this component together with 9 gives a buckling arrangement.
  • the back cover of the explosive-coated surface 7 consists of a previously known and applied for many years Beulplattenan Aunt / Beulpatented 10, consisting of the front plate 9, the rear plate 9A and a layer located between these plates (insert) 9B.
  • the insert 9B is made approximately the same thickness as the cover plates.
  • the layer 9B is made thick relative to the front and back components to obtain a larger, dynamically generated distance between the accelerated layers 9 and 9A as the buckling assembly is accelerated by the detonating explosive 7. In this way it should be achieved that the rear parts of the penetrating shaped charge jet are disturbed over a longer period of time.
  • the plate 9B may be adapted across the thickness and material to effectively deflect such threats. As a guide to the thickness of the plate 9B can According to experience, about 0.5 to 0.7 times the diameter of the threat serve as a guideline.
  • Fig. 4C shows an extension of the arrangement shown in Fig. 4B.
  • the back cover of the explosive-coated surface 11 with the individual fields 7 takes place here by a reactively accelerated plate 9 and a buckling arrangement 10 spaced therefrom by an intermediate layer 35.
  • the layer 35 can be assigned different properties. For example, this may have the mode of operation described in FIG. 4B for component 9B. But it can also consist of a special material or a polymeric material that has already proven itself many times to defend HL threats.
  • 35 may be made of a structure such as a louvered or fabric-like structure, for example, to have particular cushioning properties or to optimally accelerate the subsequent buckling assembly 10 such that its effectiveness on the HL-beam also extends over a particularly long period of time .
  • a structure such as a louvered or fabric-like structure, for example, to have particular cushioning properties or to optimally accelerate the subsequent buckling assembly 10 such that its effectiveness on the HL-beam also extends over a particularly long period of time .
  • Fig. 5 to 7 the effectiveness of arrangements according to the invention is also shown. They illustrate the wide range of applications of reactive structures according to the construction described above with different reactive protection arrangements. At the same time, the serious differences to known reactive arrangements become visible.
  • the illustrated examples can be extended as desired by the person skilled in the art, for example, the structures of the different, shown in the various figures Arranged arrangements in a meaningful way or combined so that optimal effects can be achieved.
  • FIGS. 5 to 7 can also be modified, for example, by applying coatings on both sides of the layer 1 1 which are punched out as fields by the detonating explosive. Also, the explosive field on one side, on both sides or on all sides superior assignments or multi-layer, partial or full-surface assignments both in the front and in the rear area are equally applicable.
  • FIG. 5 shows the interaction of a protective surface (in this case based on the example of FIG. 4) with the reactive partial surfaces 4A with continuous / full-surface coverage on both sides by surfaces 5 and 9 to be accelerated.
  • the detonation of the explosive field 7 accelerates both coating surfaces (5B or 9C) and thereby laterally touch the penetrating hollow charge jet 3.
  • the reactive acceleration or the velocity of the accelerated components is symbolized by the arrows 12.
  • the arrows are different in size and are thus intended to illustrate the different expected speeds for the various arrangements.
  • FIG. 6 shows the interaction of a protective surface 4 with segmented / partial coverage (partial area occupation) by means of the surface elements 4A of the front accelerated surfaces by the partial surfaces 5A and a continuous / full-surface rear coverage 10.
  • FIG. 5C symbolizes the partial area 5A accelerated by the detonation of the explosive field 7 .
  • the arrow 12 for the achieved speed is compared to Fig. 5 considerably larger, since not the occupation area of the non-detonating neighboring elements with accelerated or must be pulled.
  • FIG. 7 shows the interaction of a protective surface 4 with a continuous, full surface (full-area, planar) covering 5 to be punched out by the detonation of the explosive and a segmented occupancy (partial area occupancy) of the accelerated rear partial areas 9C and a further, surface-spreading partial area 41 (accelerated area 41A).
  • a protective surface 4 with a continuous, full surface (full-area, planar) covering 5 to be punched out by the detonation of the explosive and a segmented occupancy (partial area occupancy) of the accelerated rear partial areas 9C and a further, surface-spreading partial area 41 (accelerated area 41A).
  • Fig. 23 such, cross-area occupancy is described in detail.
  • the final speed of the punched-out partial area 5D will be somewhat lower than in the example in FIG. 6, since energy must be applied to form the area, which is removed from the plate 5. However, according to all experience and simulation calculations, this proportion is considerably lower than the energy required to accelerate a co-accelerated environment.
  • the energy required for punching can also be controlled by an appropriate choice of material of 9C, as well as by a Vorfragmenttechnik, for example, by linear embrittlement or by mechanical measures such as milled.
  • FIG. 8 the schematic sectional view of a protective surface 4 with the reactive layer 1 1 and geometrically shaped, damming, lateral separating elements is shown. Illustrated by way of example is an arrangement according to FIGS. 3 and 4 with wedge-shaped webs 8A for the inner dam of a continuous front, full-surface covering 5 and a rear buckling arrangement 10.
  • 8A any geometric shapes and also a plurality of Materials are used; in addition to steel, for example, light metal or plastic.
  • the decisive factor is the assumption that the detonation does not spread to the neighboring field (s).
  • the demand for inner condemnation makes it possible, within certain limits, to differentiate the effect due to the detonation of the explosive in both directions. In the example shown, contrary to the threat direction, a greater explosive effect than in the direction of the bellows arrangement or the target is to be expected.
  • Embodiments of the zone 1 1 not only allow a directional control of the explosive effect, but they can also contribute to a further reduction of the explosive to be used or detonated. This is of particular interest in connection with thicker explosive layers. Basically, it may be linear, rectangular or free designs of the explosive fields 7.
  • Fig. 9 shows a protective surface 4 with the reactive layer 11 and geometrically designed, employed / inclined damming separating elements. Shown are arrangements according to FIGS. 3 and 4A with (horizontal or vertical) damming webs 8B.
  • FIG. 10 shows the sectional view of two protective surfaces 4 and 4A with the reactive layer 11 and transition layers between the damming components and the explosive 7.
  • the upper partial image includes a front, surface transition layer 13 between 5 and 7. This layer 13 may accordingly the physical requirements of the shock wave passage (acoustic impedance) between 7 and 5 or 9 be designed.
  • the lower partial image shows a corresponding inner, lateral transitional layer 13A between 8 and 7.
  • Fig. 11 shows the sectional view of two protective arrangements 4 and 4A with the reactive layer 1 1 and accelerated, partial or full-surface front Elements and a rear side to be accelerated assignment 9 with a transition layer (1 1 B or 17 A) between 7 and 9 (upper part of the picture).
  • the lower part of the picture shows a double assignment 17 and 17A of the explosives field.
  • An intermediate layer 16 may be located between the two explosive surfaces 7A and 7B as a separation or as a reaction layer, for example in the sense of initiating the two explosive components (compare FIG.
  • FIG. 12 shows two examples of front partial surface coverings 4A and their attachment / arrangement over here double-occupied explosive fields 7, 7A.
  • the image area patch 5A with clamping strips / fastening strips / fastener 5 is fixed.
  • the lower part of the figure shows a comparable arrangement, but with (for example, glued or vulcanized) sub-elements 5A and an outer cover layer 14.
  • 14 may also be the wall of a container or housing or a carrier element (see Fig. 27).
  • FIG. 13 shows the sectional view of two further examples with multilayer, reactively accelerated partial surface elements and lateral skins 8.
  • partial surface coverage of the reactive layer 11 takes place by means of partial surfaces 5A and an areal front cover 5 (and possibly also fixed)
  • the lower part of the drawing shows an arrangement according to Fig. 12, but with shorter inner compartments 8 to allow a pressing of 5 or 5A to 7.
  • FIGS. 14 and 15 show two reactive protective surfaces with different partial surface fields.
  • 14 shows an example of the structure of a protective layer 4 of explosive-applied panels 4A having the same or different structure and an outer damming / fixing frame 6.
  • FIG. 15 shows a further example for the construction of a protective layer 4 of explosive-associated fields 4A of different size or of a different structure (for example, individually or in groups).
  • the object to be protected is preceded in principle by a reactive protective arrangement, which is employed in the impact area of the threat with respect to its direction.
  • the angular range of this inclination / employment is, as already explained, preferably between 30 ° and 45 °. However, it can be designed between 20 ° and 70 ° depending on the field size.
  • the angle or angular range to be selected results from the expected speeds of the accelerated elements and the area of the object to be protected to be covered by a surface element.
  • This reactive protection arrangement may extend as a planar structure over the entire target surface, for example in the form of the protective surface 4 shown in FIGS. 14 and 15, or composed of a plurality of individual protective surfaces 4.
  • Figs. 16 to 20 show examples thereof.
  • FIG. 16 shows an example of the structure of an arrangement of a reactive protective surface / protective plane according to the invention by means of a surface formed from reactive elements 4.
  • This is a single-surface structure 20 of angled sub-elements. 4
  • FIG. 17 shows an example according to FIG. 16, but with parallel, reactive protective surfaces 21.
  • a multiplicity of further arrangements and combinations of such partial surfaces 4 are conceivable which allow optimum adaptation to the object to be protected.
  • FIG. 18 shows a further example of the structure and the arrangement of a reactive protective surface, formed from a double-layered construction of mirror-symmetrically arranged reactive protective surfaces 22 (for example corresponding to FIG. 16).
  • the protective surface / protective plane / protection zone with the individual reactive protective components 4 has a louver-like structure 23. This makes it possible to achieve complete coverage of the target surface without inert weak points, illustrated by the two arrows symbolizing the impending threat (see also FIG. 20).
  • Fig. 20 two further examples are shown. These are protective structures with louvered, upstream reactive protective surfaces 24, formed from the reactive protective surfaces 4 in combination with the likewise reactive surfaces 25 and / or 26 to achieve a secure degree of coverage and thus a secure performance depletion regardless of the location of the threat.
  • the partial surfaces 4, 25 and 26 have a greater distance from each other, in the lower part of the image forms the partial surfaces 4, 25 and 26 together a combined protective structure.
  • Fig. 21 shows the schematic view of a protective arrangement with two protective layers 4 with explosive fields 4A and inert / explosive-free fields 4B in checkerboard, complementary / overlapping occupation 27. In this way, a full coverage of the surface is achieved with explosive surfaces, the reactive fields are surrounded by inert fields.
  • FIG. 22 A further example is shown in FIG. 22.
  • This is a protective arrangement with two protective layers 4 with explosive-coated strips 4A and inert / explosive-free strips 4B in strip-like, complementary covering 28. Since the reactive occupied subfields 4A of the present invention in comparison to conventional reactive armor can be extremely small, the importance of marginal hits or near-edge hits grows. Depending on the range of application, it is therefore advantageous for the sheets or surfaces to be accelerated to be accelerated in terms of their design and even to hits in the edge region vote. This is done in a particularly simple manner in that both accelerated components in the size of individual fields can be used as well as assignments with a larger area. However, these should be such that they do not cause any significant reduction in speed.
  • Fig. 23 shows two examples of the construction of a reactive protective layer 4 having reactive surface elements 4A with overlapping covers of the respective explosive fields.
  • overlapping front damming by means of accelerated partial surfaces 29 and 5 full occupancy is shown.
  • the lower partial image is a double-layered, overlapping front damming by means of accelerated partial surfaces 30 and a front cover layer / vulcanization layer 31 as well as a rear partial surface 9E which clearly projects beyond the field 4A.
  • Fig. 24 shows further typical examples of the arrangement of arrangements according to the invention. Shown is the schematic sectional view of two examples for the construction of a reactive protection 4 with a double-reactive protective layer (denoted by 1 1 E in analogy to FIG. 1) and a relatively thick inner layer in relation to a pure separating layer (compare FIG Separation layer 32 (upper part of the picture) or a particularly highly formed separating layer 32 (lower partial image) and double-layer / multilayer front and rear damming by means of accelerating, part-surface elements 5A and 30, both of which project beyond the surface of the explosive 7.
  • a reactive protection 4 with a double-reactive protective layer (denoted by 1 1 E in analogy to FIG. 1) and a relatively thick inner layer in relation to a pure separating layer (compare FIG Separation layer 32 (upper part of the picture) or a particularly highly formed separating layer 32 (lower partial image) and double-layer / multilayer front and rear damming by means of accelerating, part-surface elements 5A
  • Such massive components between the explosive surfaces 7 and 7A serve even better insulation of the explosive. Because massive limitations dam the detonating explosive more efficient than the self-containment of the explosive itself. By such arrangements very thin explosive fields in the order of about 1, 5 to 3 mm can be realized, while still a secure ignition occurs.
  • the use of inert explosives is an advantage. Their ignition through however, the oncoming threat must be ensured.
  • the assistance of the ignition can be carried out, for example, by means of different aids, which are shown in FIG. Shown are three examples of ignition aids.
  • the device supporting the ignition In the upper part of an ignition-assisting pyrotechnic layer 33 is provided between 5 and 7.
  • the device supporting the ignition consists of a mechanical arrangement 34 between 5 and 7.
  • the ignition-supporting element (for example the squib) 35 is embedded in the explosive 7.
  • ignition elements can also be integrated in FIG. 5 or be located in a special, independent intermediate layer.
  • the ignition elements for example, to improve the handling safety modular, ie trained on and dismountable. Also shown in these examples is a shock wave transmitting or detonating effect reducing (diffusing) layer 36 which, unlike the example shown in Figure 4C, is spaced from the explosive.
  • Fig. 26 shows a structure of two offset by 90 ° reactive surfaces A and B with strip-shaped, single-layer occupancies.
  • the fields for receiving the explosive are here completely or partially milled into the plates. It should be noted at this point that the explosive fields need not be square, but may have any desired contour. It only has to be ensured that a sufficiently large area is accelerated by the corresponding explosives field.
  • Fig. 27 shows three examples of protective structures with differently positioned, additional protective layers, walls or containers.
  • the upper part of the picture shows an upstream layer 38 which is at a distance from the reactive protection zone.
  • a structure is as shown above, but with an additional layer 39 between the reactive protection zone and the target 1
  • Such means between the reactive surface 4 and the target surface may contribute to the disturbed beam of a shaped charge when penetrating the plate 39 undergoes further lateral forces and thereby deflected laterally more efficient.
  • the distance S between the reactive zone and the target can be shortened.
  • the lower part of the picture shows a further design option with the lowest possible target depth. Shown is a double-layer arrangement with the components 39 and 40 between the reactive plane 4 and the target 1.
  • the end-ballistic properties of the plate 40 can be estimated by means of already existing results with inert targets against the different threats and the plate 40 can be designed accordingly.
  • FIG. 5D is a partial area of FIG. 5 punched out by the detonation
  • FIG. 9 shows the rear, reactively accelerated cover of FIGS. 4 and 4A, respectively.
  • FIG. 9A shows the second rear reactively accelerated plate of FIGS. 4 and 4A, respectively
  • front reactive blind element formed from elements corresponding to 4A
  • rear reactive blind element formed from elements corresponding to 4A

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

Eine reaktive Schutzanordnung zum Schutz von ortsfesten oder beweglichen Objekten (1) gegen Bedrohungen (3) durch Hohlladungen, projektilbildende Ladungen oder Wuchtgeschosse ist an einer der Bedrohung (3) zugewandten Seite des zu schützenden Objekts (1) fest oder beweglich angebracht bzw. anbringbar und enthält wenigstens eine gegenüber der Bedrohungsrichtung in einem Neigungswinkel (2) angeordnete Schutzfläche (4). Diese Schutzfläche (4) weist eine der Bedrohung (3) zugewandte vordere Abdeckung (5) und eine der Bedrohung (3) abgewandte und zur vorderen Abdeckung (5) beabstandete, vorzugsweise als Beulanordnung ausgestaltete hintere Abdeckung (9, 10) auf. Zwischen diesen beiden Abdeckungen (5, 9, 10) befindet sich wenigstens eine ortsfeste oder bewegliche reaktive Mittelschicht bzw. reaktive Zone (11), die wenigstens zwei reaktive Teilflächen (4A) mit jeweils wenigstens einem Sprengstofffeld (7) aufweist, wobei die reaktiven Teilflächen (4) sowohl durch die begrenzenden Abdeckungen (5, 9, 10) als auch durch laterale Trennschichten (8) allseitig verdämmt sind.

Description

BESCHREIBUNG
REAKTIVE SCHUTZANORDNUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine reaktive Schutzanordnung zum Schutz von ortsfesten oder beweglichen Objekten gegen Bedrohungen, die insbesondere gegen Hohlladungen (HL-Bedrohungen), sprenggeformte bzw. projektilbildende Ladungen (P-Ladungen) und Wuchtgeschosse (KE-Munition) wirksam ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Bei Schutzanordnungen ist grundsätzlich zwischen gegenüber der Bedrohung senkrechten oder geneigten, homogenen (massiven) und strukturierten (aus mehreren Schutzebenen bestehenden) Anordnungen zu unterscheiden. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Art und Weise der Schutzwirkung. Hier unterscheidet man zweckmäßigerweise zwischen passiven, reaktiven, aktiven und inert-dynamischen Aufbauten. Bei Initiierung pyrotechnischer Komponenten durch die auftreffende Bedrohung werden Anordnungen als reaktiver Schutz bezeichnet, bei gesteuerter Zündung derselben als aktive Panzerung. Inert-dynamisch sind Schutzanordnungen dann, wenn der Schutz oder Teile davon allein durch die Energie der auftreffenden bzw. eindringenden Bedrohung beschleunigt werden. Ein Beispiel hierfür sind Beulanordnungen (Beulplattenanordnungen, Beulstrukturen). Seit Anfang der 1970er Jahre sind sowohl gegen Hohlladungen als auch gegen Wuchtgeschosse reaktive Anordnungen bekannt, bei denen durch pyrotechnisch beschleunigte Elemente eine laterale Störung oder Ablenkung der auftreffenden bzw. ein- oder durchdringenden Bedrohung und dadurch eine Verminderung der Durchschlagsleistung erfolgt. Ganz überwiegend handelt es sich dabei um ein- oder mehrschichtige, ein- oder beidseitige Belegungen des Sprengstoffes mit meist metallischen Platten. Derartige Anordnungen sind bei gepanzerten Fahrzeugen im Einsatz. Bei reaktiven Schutzanordnungen stellt die pyrotechnische Komponente das Hauptproblem dar, sowohl bezüglich der Handhabung als auch der unterschiedlichen Belastungen nach der Detonation auf die zu schützende Struktur oder das Gefechtsfeld (Kollateralschäden). Die Qualität eines derartigen Schutzes wird in erster Linie durch die Menge des im gesamten Ziel eingesetzten Sprengstoffes, durch den beim Auftreffen der Bedrohung detonierenden Flächenanteil und durch konstruktive Maßnahmen bestimmt.
Auf Grund ihrer sehr hohen Durchschlagsleistung stellen die mit einem Hohlladungsgefechtskopf ausgestatteten Panzerabwehrwaffen eine Hauptbedrohung insbesondere für leicht bis mittelschwer gepanzerte Fahrzeuge dar. Dabei eignen sich die Gefechtsköpfe PG 7 und Lanze als Referenz für dieses Waffensystem. Beispielweise erfordert der Schutz gegen HL-Bedrohungen mittelschwerer gepanzerter Fahrzeuge mit einem Grundschutz von ca. 30 - 50 mm Panzerstahläquivalent mit passiven Schutzsystemen ein zusätzliches Flächengewicht in der Größenordnung von 500 kg/m2. Mit bisher bekannten reaktiven Schutzsystemen wird immer noch ein zusätzliches Flächengewicht in der Größenordnung von 250 bis 300 kg/m2 benötigt. Auch durch den Einsatz erheblicher, reaktiv beschleunigter Flächenmassen ist die HL-Bedrohungen nicht vollständig abzuwehren, da nur ein begrenzter Anteil des Hohlladungsstrahls durch die Störmaßnahmen beeinflusst werden kann. Daher müssen nach dem derzeitigen Stand der Schutztechnologie noch etwa 20 bis 30% der Leistung der Hohlladungsmunition als Restleistung von der Grundpanzerung des Fahrzeuges kompensiert werden. Bei der genannten HL-Bedrohung entspricht dies noch einem erforderlichen Grundschutz in der Größenordnung von 60 bis 80 mm Panzerstahläquivalent.
Bei reaktiven Systemen müssen die wirksamen Komponenten auf Geschwindigkeiten von mehreren 100 m/s beschleunigt werden, um die mit bis zu 10 km/s auftreffenden Hohlladungsstrahlen noch mit lateral wirkenden Störmassen zu erreichen. Dazu müssen die beschleunigten Zielplatten grundsätzlich den von der Strahlspitze gebildeten Krater überbrücken, um den durchtretenden Strahl seitlich zu erreichen. Der Aufbau der Anordnung und insbesondere deren Winkel gegenüber der Bedrohung sind hier die bestimmenden Parameter. Durch mehrschichtige und auch stark geneigte reaktive Schutzaufbauten wird bei einer Reihe bekannter Ausführungsformen eine möglichst rasch einsetzende und auch über einen längeren Zeitraum (bzw. eine größere Strahllänge) wirksame Strahlstörung erreicht. In der Regel führt dies jedoch zu Aufbauten mit viel Sprengstoff und einer im Verhältnis zur abgedeckten Fläche großen Bautiefe. Außerdem erhöht sich der Anteil der konstruktiv bedingten Flächen bzw. Flächenmassen (Totmassen).
Da bei herkömmlichen Schutzanordnungen relativ große Flächen (Größenordnung 100 mm x 300 mm) zur Detonation gebracht werden, belasten diese sowohl das Umfeld als auch die sie tragende Struktur. Bei solchen reaktiven Panzerungen handelt es sich bereits um in der Fläche begrenzte Module (reaktive Flächenelemente). Bei leichteren Gefechtsfahrzeugen ist der Einsatz reaktiver Komponenten wegen der Belastung durch das reaktive System selbst stark ein- geschränkt bzw. nicht möglich.
In der EP 1 846 723 B1 betreffend die unter der Bezeichnung„ERICA" bekannte reaktive Schutzvorrichtung sind beispielhaft weitere Patentdokumente mit reaktiven Komponenten beschrieben und kritisch besprochen. Es handelt sich dabei um die Druckschriften US 5,824,951 A, DE 37 29 211 C , US 4,741 ,244 A, DE 199 56 297 C2, DE 199 56 197 A1 , US 5,637,824 A, DE 37 29 21 1 C, WO 94/2081 1 A1 , DE 33 13 208 C und DE 102 50 132 A1.
Die in EP 1 846 723 B1 selbst beschriebene Schutzanordnung besteht aus einem im Auftreff- bzw. Wirkbereich der Bedrohung geneigten Träger beliebiger Formgebung, auf den beidseitig pyrotechnische Schichten aufgebracht sind. Durch die Zündung beider Schichten werden Stoßwellen und Reaktionsgase gebildet und sowohl gegen als auch in Richtung der durchdringenden Bedrohung beschleunigt. Dadurch werden bei Hohlladungen sowohl die vorderen, leistungsstarken Strahlelemente als auch ein erheblicher Teil der gesamten Strahllänge gestört. Der pyrotechnische Aufbau befindet sich dabei über die gesamte Wirkzeit zumindest näherungsweise in einem dynamischen Gleichgewicht und übt keine endballistisch relevanten bzw. zerstörenden Einflüsse auf das Umfeld aus. AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte reaktive Schutzanordnung zu schaffen, mit welcher zum Beispiel auch mittelschwere und nur leicht gepanzerte Fahrzeuge mit entsprechend geringem Grundschutz gegen Hohlladungen geschützt werden können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch eine reaktive Schutzanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die reaktive Schutzanordnung zum Schutz von ortsfesten oder beweglichen Objekten gegen Bedrohungen durch Hohlladungen, projektilbildende Ladungen oder Wuchtgeschosse, die an einer der Bedrohung zugewandten Seite des zu schützenden Objekts beabstandet angebracht bzw. anbringbar ist, weist wenigstens eine gegenüber der Bedrohungsrichtung in einem Neigungswinkel angeordnete Schutzfläche auf, wobei diese Schutzfläche eine der Bedrohung zugewandte vordere Abdeckung, eine der Bedrohung abgewandte und zur vorderen Abdeckung beabstandete hintere Abdeckung sowie wenigstens eine ortsfeste oder bewegliche reaktive Mittelschicht zwischen der vorderen Abdeckung und der hinteren Abdeckung aufweist, wobei die wenigstens eine reaktive Mittelschicht wenigstens zwei reaktive Teilflächen mit jeweils wenigstens einem Sprengstofffeld aufweist und wobei die reaktiven Teilflächen der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht allseitig verdämmt sind.
Mit der erfindungsgemäßen reaktiven Schutzanordnung lassen sich insbesondere die folgenden Vorteile erzielen:
ein geringes Flächengewicht;
eine sehr hohe Effektivität;
- eine optimale Anpassungsfähigkeit an die Oberfläche der zu schützenden
Objekte;
eine kleinstmögliche detonierende Fläche;
die sichere und sehr rasche Zündung des beaufschlagten Feldes;
die Vermeidung einer unabsichtlichen Zündung von Nachbarfeldern; die Vermeidung einer Splitterbelastung der Fahrzeugumgebung; keine Einschränkung der Beweglichkeit des Fahrzeugs;
eine möglichst modulare Bauweise, damit gegebenenfalls Teile des Schutzsystems während der Mission an- oder abgebaut werden können;
- keine Gefährdung durch den Sprengstoff am Fahrzeug;
eine Vermeidung der Entstehung ballistisch wirksamer Splitter bzw. Belastung des Umfeldes durch die Wirkungsentfaltung der reaktiven Mittelschicht.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen Schutzvorrichtungen wird mit der vorliegenden Erfindung ein Schutzaufbau / Schutzkonzept geschaffen, das den bekannten Anordnungen in Teilbereichen mindestens gleichwertig, in der Gesamtheit jedoch deutlich überlegen ist. Die Erfindung betrifft eine partiell mit Sprengstoff belegte reaktive Schutzanordnung, bei der die auftreffende Bedrohung in aller Regel nur einen verhältnismäßig kleinen Teil der Gesamtfläche auslöst und dadurch insbesondere keine oder nur geringe Lateralschäden verursacht. Eine derartige reaktive Schutzvorrichtung verbindet eine sehr hohe Effektivität mit einer minimalen detonierenden Sprengstofffläche.
Die reaktive Schutzanordnung ist an einer der Bedrohung zugewandten Seite des zu schützenden Objekts fest oder lösbar angebracht bzw. anbringbar und weist wenigstens eine gegenüber der Bedrohung geneigte reaktive Schutzschicht mit besonderen Gestaltungsmerkmalen auf. Diese reaktive Schutzschicht wiederum wird in Richtung der Bedrohung von einer vorderen Abdeckung (in der Regel ein ebenes Element) begrenzt und auf der Rückseite durch eine hintere Abdeckung / Schutzplatte / Beulplatte. Die reaktive Schutzschicht weist sprengstoffbelegte Teilfelder / Teilflächen auf, die sich jeweils über einen Teil der Schutzschicht erstrecken.
Gemäß der Erfindung ist für die reaktive Belegung / Teilbelegung der Schutzfläche (Belegung der Sprengstofffläche oder des Sprengstofffeldes) eine allseitige Verdammung vorgesehen, wobei der Art dieser Verdämmung spezifische (besondere, kennzeichnende) Eigenschaften zugewiesen werden. Hierdurch wird im Gegensatz zu einer herkömmlichen, sich über die gesamte zu schützende Fläche erstreckende Sprengstoffbelegung eine Schutzanordnung geschaffen, die mittels Gestaltung und technischem Aufbau besondere Schutzeigenschaften aufweist.
Die vorliegende Erfindung stützt sich auf die Art und Weise der Verdammung der einzelnen sprengstoffbelegten Wirkfelder. Zum besseren Verständnis der in diesem Zusammenhang angestellten Überlegungen wird im Folgenden der Begriff „Verdammung" erläutert.
Bei der Reaktion eines Sprengstoffkörpers unterscheidet man entsprechend der auftretenden Reaktionskinetik grundsätzlich zwischen Verbrennung, Deflagration, Bereichsdetonation (auslaufende Detonation nach einer bestimmten Laufstrecke) und Detonation (durch den gesamten Körper durchlaufende Detonation). Für die sich einstellende Reaktion ist der Ablauf der Dissoziation des Sprengstoffes, d.h. seine chemische Umsetzung in die Reaktionskomponenten wichtig. Diese Umsetzung wird ganz entscheidend von äußeren Einflüssen / Parametern in Form der„Verdammung" (des Einschlusses, der räumlichen Eingrenzung / Begrenzung) des Sprengstoffkörpers beeinflusst oder bestimmt. Unter„Verdammung" ist dabei die Art und Weise des Einschlusses eines Sprengstoffvolumens im Verlaufe seiner Umsetzung zu verstehen. Hierbei ist noch zu unterscheiden zwischen einer statischen Verdämmung (keine Änderungen der reaktionsbeeinflussenden Begrenzung) und einer dynamischen Verdämmung, bei der sich die äußeren Einflussparameter während der Reaktion des Sprengstoffes verändern.
Die Wirkung des reagierenden Sprengstoffes auf seine Umgebung (sein Gehäuse, seine Begrenzungen, seine Abdeckungen) ergibt sich aus den entstehenden Reaktionsgasen und der Stoßbelastung auf die den Sprengstoff umgebenden Körper / Materialien bzw. Oberflächen. Bei der Stoßbelastung wiederum ist die Art und Weise des Überganges der Stoßenergie an der Grenzfläche zwischen Sprengstoff und Begrenzungswand entscheidend. Eine weitere Einflussgröße ist der Transport / die Fortsetzung / die Fortpflanzung des Stoßes bzw. der Stoßenergie sowohl in dem noch nicht an der Reaktion beteiligten (von der Reaktionsfront erreichten) Sprengstoffvolumen als auch im umgebenden Medium. Die allseitige Verdammung der reaktiven Teilflächen der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht der wenigstens einen Schutzfläche wird erzielt durch die vorderer Abdeckung, die hintere Abdeckung sowie durch eine laterale Verdämmung der Teilflächen.
Aus obigen Begriffen und ihren Definitionen ergibt sich der besondere Vorteil von Anordnungen entsprechend der Erfindung gegenüber bisher bekannten reaktiven Schutzaufbauten. So bewirkt zum Beispiel die allseitige Verdämmung der Sprengstofffläche oder des Sprengstofffeldes unmittelbar nach dem Auftreffen des Hohlladungsstrahls dessen vollständige und optimale Umsetzung. Auf diese Weise können die zu beschleunigenden Schutzelemente in ausreichend kurzer Zeit auf derart hohe Geschwindigkeiten beschleunigt werden, dass sie in der Lage sind, den HL-Strahl seitlich zu erreichen, abzulenken und damit in seiner Wirkung entscheidend zu reduzieren. Der allseitig verdämmte Sprengstoff kann seine gesamte pyrotechnische Energie in dem jeweiligen Sprengstofffeld umsetzen und damit eine im Verhältnis zur eingebrachten Energie größtmögliche Störung der Bedrohung bewirken. Die gesamte Masse des Sprengstoffes der reaktiven Schutzanordnung kann durch den Einsatz derartiger Schutzelemente (pyrotechnischer Teilflächen) im Vergleich zur vollflächigen Sprengstoffbelegung bezüglich Flächenverteilung und notwendiger Belegungsdicke erheblich reduziert werden. Außerdem kann über die freie Wahl der eingesetzten Werkstoffe auf die Stoßwellenausbreitung und damit auf die Dynamik des Vorganges Einfluss genommen werden. Durch die Teilflächenbelegung können auch Materialien eingesetzt werden, die bei herkömmlichen reaktiven Panzerungen auf Grund ihrer mechanischen oder dynamischen Eigenschaften nicht eingesetzt werden können.
In der oben genannten EP 1 846 723 B1 werden grundsätzliche Überlegungen zu den erreichbaren Geschwindigkeiten freier und belegter Sprengstoffoberflächen über die Gurney-Gleichung für ebene pyrotechnische Flächen angestellt. Danach ergeben sich bei größerer Explosivstoffdicke und relativ dünner zu beschleunigender Schicht theoretisch Geschwindigkeiten bis über 4 km/s. Die freie Oberfläche bzw. eine geringe Belegung der Sprengstoffoberfläche entscheidet über eine Näherung an die theoretisch erreichbaren Geschwindigkeiten. Bei sehr dünnen Belegungen werden auch bei geringen Sprengstoffdicken (zum Beispiel 2 mm) noch Oberflächengeschwindigkeiten in der Größenordnung von 2 km/s erreicht. Derartige Geschwindigkeiten sind im Vergleich zu herkömmlichen Sandwich-Aufbauten sehr hoch. Bei den sich nach Gurney ergebenden Werten kommt es insbesondere auf die Flächen an, da sie für die effektive Verdammung entscheidend sind. Aufbauten entsprechend der vorliegenden Erfindung erreichen durch die optimale Verdämmung des Sprengstoffs und die Materialwahl auch bei verhältnismäßig sehr kleinen Flächen entsprechend hohe Geschwindigkeiten der Belegungen.
Neben der minimalen umgesetzten Sprengstoffmasse besteht ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Schutzanordnung in ihrer Multihitfähigkeit, d.h. der Wirksamkeit gegen mehrfache Bedrohungen. Das ausgelöste Schutzelement reduziert zwar entsprechend seiner Größe die verbleibende reaktive Schutzfläche, durch die im Verhältnis einer vollflächigen Sprengstoffschicht sehr kleine Fläche dieses Elements bleibt jedoch der überwiegende Teil der zu schützenden Fläche reaktiv belegt und damit voll funktionsfähig.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das Sprengstofffeld mit einem insensitiven Sprengstoff gefüllt werden, der auf Grund der optimalen Verdämmung dennoch in ausreichend kurzer Zeit durchdetoniert und damit ebenfalls eine hohe Schutzeffizienz erreicht. Im Fall von benachbart angeordneten Sprengstofffeldern kann bei der Verwendung derartiger Sprengstoffe die Verdämmung zwischen den Feldern zur Vermeidung einer Zündung des benachbarten Feldes entsprechend dünn ausgelegt werden. Außerdem vereinfacht die Verwendung insensitiver Sprengstoffe die Fertigung und Handhabung der Schutzschichten und damit der gesamten Schutzanordnung.
Durch die Minimierung der detonierenden Sprengstoffmassen in den Einzelfeldern ist es möglich, auch bei verhältnismäßig dünnen (nur einige Millimeter dicken) seitlichen Begrenzungen (Verdämmungen) selbst bei lebhafteren Sprengstoffen ein Übergreifen der Detonation auf die Nachbarfelder zu vermeiden. Gleichzeitig gewährleisten derart dünne Zwischenstege, dass die Schutzleistung auch bei Randtreffern bzw. Stegtreffern gleichbleibend hoch ist. Dies gilt auch für den Fall, dass die Treffer im Bereich des Zusammentreffens von drei oder vier Teilfeldern liegen. Durch eine entsprechende geometrische Gestaltung der Einzelfelder (vgl. zum Beispiel Fig. 14) können auch längere, linienhafte eventuelle Schwachstellen verhindert werden.
Die Aufteilung der sprengstoffbelegten Fläche bleibt bei Beachtung der wirkungsrelevanten Auslegungsvorschriften weitgehend dem Anwender überlassen. Dies trifft insbesondere auf die optimale Verteilung der Schutzfelder als auch auf deren Unterteilung bzw. Feldgröße zu. Dabei kann die Verteilung gleichmäßig oder ungleichmäßig sein. Auch sind die geometrische Gestaltung der Felder und der Aufbau der Schutzflächen weitgehend frei wählbar. Auf diese Weise können zum Beispiel streifenförmige, schachbrettartige oder sonstwie gestaltete Flächenbelegungen realisiert werden. Derartige Verteilungen sind insbesondere bei aufeinander abgestimmten mehrschichtigen Belegungen interessant.
Bei Einsatz von Beulplatten als beschleunigte Schutzelemente unterliegen diese keiner Einschränkung. Es können also alle bisher bekannten Beulplatten oder auch beulende Anordnungen für die Abdeckung der reaktiven Mittelschicht zum Einsatz kommen. Ebenso kann die Trägerplatte systembedingten Vorgaben oder beabsichtigten weiteren Schutzeigenschaften weitgehend angepasst werden. So können diese beispielsweise aus Leichtmetall, Stahl oder einem nichtmetallischen Werkstoff bestehen.
Die laterale Verdammung des Sprengstofffeldes / der Sprengstofffelder ist entsprechend den verdämmungsspezifischen Parametern zu gestalten. Die dynamische Wirksamkeit leitet sich sowohl aus den physikalischen / mechanischen Gesetzmäßigkeiten als auch aus den spezifischen Eigenschaften der beteiligten Schichten / Grenzflächen gegenüber dem Durchgang von Stoßwellen ab. Dabei sind die Grenzflächen zwischen der dynamischen Mittelschicht sowie den inneren Verdämmungen und den angrenzenden Materialien entscheidend. Die Eigenschaften der Grenzfläche in Bezug auf das Durchgangsverhalten der Stoßwellen werden durch den sogenannten Reflexionskoeffizient (RK) beschrieben. Dieser bestimmt den Reflexionsgrad der Stoßwellen in der Grenzfläche zwischen zwei kondensierten Medien durch das Verhältnis RK = (m-1)/(m+1) mit m > 1 als Quotient der Produkte Dichte (p) und longitudinaler Schallgeschwindigkeit / Stabwellengeschwindigkeit (c) der beteiligten Materialien.
Der Durchgang der Stoßwellen in der Grenzschicht beider Materialien erfolgt dann reflexionsfrei, wenn die Produkte (p χ c) der Komponenten gleich sind. Zur überschlägigen Abschätzung werden die Daten ausgewählter Stoffpaarungen aufgeführt (pxc beider Materialien; m; RK): St/Cu 4,1/3,3; 1 ,23; 0,11 (d.h. an der Grenzfläche zwischen Stahl und Kupfer werden etwa 1 1 % der Stoßwellenenergie reflektiert); St/AI 4,1/1 ,4; 1 1 ,7; 0,49 (Reflexionsgrad etwa 49%); St/Sprengstoff 4,1/0,12; 33,9; 0,94 (Reflexionsgrad 94%); AI/Sprengstoff 1 ,4/0,12; 11 ,7; 0,84 (Reflexionsgrad etwa 84%); St/Kunststoff 4,1/0,63; 6,54; 0,73 (Reflexionsgrad etwa 73%); Kunststoff/Sprengstoff 0,63/0,12; 5,25; 0,68 (Reflexionsgrad etwa 68%). Über die materialspezifischen Eigenschaften der lateralverdämmenden Stege und der Abdeckungen der Sprengstofffelder ist der Teil der direkt übertragenen Stoßwellenenergie entsprechend zu beeinflussen. Dieser Umstand ist mit entscheidend für die Beschleunigung der Belegungsmaterialien und auch der erreichbaren Endgeschwindigkeiten. Feldversuche mit Anordnungen entsprechend der Erfindung haben dies bestätigt. In einer bevorzugten Ausführung besteht der pyrotechnische Schutzaufbau entsprechend der Erfindung aus einem im Auftreff- bzw. Wirkbereich der Bedrohung geneigten Träger (hintere Abdeckung) beliebiger Formgebung, auf den die wenigstens eine pyrotechnische Schutzfläche (reaktive Mittelschicht) aufgebracht ist. Durch die Zündung des Elements / der Elemente werden sowohl Stoßwellen als auch Reaktionsgase gebildet, die die Belegungen sowohl gegen als auch in Richtung der auftreffenden bzw. durchdringenden Bedrohung beschleunigen. Dadurch werden bei Hohlladungen sowohl die vorderen leistungsstarken Strahlelemente als auch ein erheblicher Teil der hinteren / restlichen Strahllänge abgelenkt / gestört und dadurch die Durchschlagsleistung der Bedrohung entscheidend vermindert. Der pyrotechnische Aufbau übt dabei nur geringe oder keine endballistisch relevanten bzw. zerstörenden Einflüsse auf das Umfeld aus, d.h. weder auf den Außenbereich / das Gefechtsfeld noch auf die zu schützende Struktur. Es handelt sich um eine denkbar einfache und prinzipielle Schutzanordnung, die grundsätzlich keinen Eingrenzungen oder einschränkenden technischen Vorgaben unterworfen ist. Daraus leitet sich eine Innovationshöhe ab, die von keiner bisher bekannten reaktiven Schutzanordnung erreicht wird. Außerdem ist die vorgestellte Schutzfläche geeignet, bei einer Reihe bekannter Panzerungen sowohl durch eine Vorschaltung als auch durch Integrierung eine starke Erhöhung des Schutzniveaus zu bewirken.
Grundsätzlich können pyrotechnische Schutzflächen entsprechend der Erfindung mit Schutzanordnungen gegen P-Ladungen oder KE-Bedrohungen kombiniert werden. In jedem Falle werden bei Optimierungen gegen mehrere Bedrohungsarten geringe Totmassen benötigt.
Selbstverständlich muss trotz des grundsätzlich nicht eingeschränkten Gestaltungsspielraums ein vernünftiges Verhältnis der beteiligten Parameter eingehalten werden. Bei herkömmlichen reaktiven Panzerungen ist die Wirksamkeit entscheidend von Dimensionierungsvorgaben abhängig. Bei der vorliegenden Erfindung sind dagegen systembedingt nur wenige Voraussetzungen zu beachten. Diese gelten zwar grundsätzlich für alle reaktiven Anordnungen, sind aber bei der erfindungsgemäßen Anordnung teilweise günstiger zu gestalten. Hierzu gehören etwa die Mindestsprengstoffdicke für die Sicherstellung einer raschen Initiierung und einer mit möglichst hoher Geschwindigkeit durchlaufenden Detonation. Durch die allseitige Verdämmung können die üblichen Mindestwerte deutlich unterschritten werden. Weitere Voraussetzungen ergeben sich aus den geometrischen Gegebenheiten und aus dem Verhältnis zwischen Bedrohung und Schutzflächendimensionierung. Hierbei sind die eingesetzten Materialien wie zum Beispiel die Art des Sprengstoffes oder entsprechende Beimischungen bis hin zur Anzahl und zur Anordnung der Teilflächen oder auch der Schutzflächen zu berücksichtigen.
Auf Grund der Ausgestaltung und der hohen Wirksamkeit kann bei einer pyrotechnischen Schutzfläche entsprechend der Erfindung die zu belegende Sprengstofffläche und damit die aufzuwendende Sprengstoffmasse pro Schutzelement gegenüber bisher bekannten reaktiven Panzerungen erheblich geringer sein. Nach einer Vielzahl von Versuchen unter realistischen Verhältnissen kann davon ausgegangen werden, dass mit Teilflächen in der Größenordnung von 30 mm x 50 mm ausreichende Schutzleistungen erreicht werden. Damit ist eine Reduzierung der detonierenden Sprengstoffmasse um den Faktor 10 bis 20 gegenüber herkömmlichen reaktiven Schutzanordnungen möglich. Als Anhaltswert für die Auslegung kann gelten, dass die Dicke der Sprengstoffbelegungen bei einem Winkel zwischen Abwehrbereich und Bedrohung von über 45° etwa 50% des mittleren Strahldurchmessers betragen kann. Die Sprengstofffolien oder auch die Belegungen können veränderliche Dicken aufweisen. Dadurch kann zum Beispiel die Effektivität einer Teilfläche, etwa zur Kompensation unterschiedlicher Schutztiefen oder Anstellungen, beeinflusst werden. In Verbindung mit der Störung der schnellen Strahlteile im Spitzenbereich durch ausreichend hohe Geschwindigkeiten und durch geeignete Belegungen der reaktiven Komponenten können sich sehr breitbandig wirkende Anordnungen mit hohem Gesamtwirkungsgrad ergeben. Auf den Einfluss der Stoßwellenübertragung wurde bereits hingewiesen.
Über eine dickere tragende Schicht oder eine Trennschicht zwischen den Sprengstofffolien mit zusätzlichen physikalischen Eigenschaften (zum Beispiel bezüglich des dynamischen Verhaltens oder spezifischer Eigenschaften gegenüber Stoßwellen und deren Ausbreitung) kann die Eingriffstiefe erhöht werden, d.h. mehrere Strahlpartikel und damit eine größere Strahllänge beim Zieldurchgang können gestört werden. Bekannte, mittels Sprengstoff dynamisch verdichtete Glaskörper tangieren einen derartigen Aufbau. Diese sind jedoch bei den bekannten Anordnungen nicht zuletzt auf Grund der erforderlichen Dicken und damit verbundenen Lateralabmessungen in der Massenbilanz einer Panzerung relativ schwer. Die Zwischenschichten bei Anordnungen entsprechend der Erfindung haben andere Zielsetzungen und sind auch völlig abweichend dimensioniert.
Bei reaktiven Panzerungen ist der Einfluss der Elementgröße bzw. der beschleunigten Fläche / Teilfläche auf die Verdammung und damit auf die von den beschleunigten Komponenten erreichbaren Geschwindigkeiten von entscheidender Bedeutung. Diese Geschwindigkeitsminderung kann in der Größenordnung von 50% liegen, sodass dieser Einfluss andere zielspezifische Parameter übersteuern kann. Bei sehr geringen Belegungsmassen oder bei freien Sprengstoffschichten wird der Einfluss der Elementgröße entsprechend geringer. Auf die Geschwindigkeit der Gasschwaden bleibt er in erster Näherung ohne Einfluss. Daraus ergibt sich ein weiterer Vorteil bei Anordnungen entsprechend der vorliegenden Erfindung. So werden insbesondere die sehr wichtigen Auslegungspunkte Modulgröße und Wirkung in Randzonen positiv beeinflusst. Durch einen mehrschichtigen Aufbau des Trägers kann dieser auch als Steuerungselement für den Energie- und Signaltransfer zwischen den einzelnen Schutzkomponenten dienen.
Die bei pyrotechnischen Schutzflächen entsprechend der Erfindung benötigten Sprengstoffschichten stellen nur geringe Ansprüche an Fertigungstoleranzen, Oberflächengüte und Fertigungsverfahren. Dies vergrößert erheblich den Spielraum bei der Gestaltung von Schutzelementen.
Eine weitere Verbesserung ergibt sich durch das grundsätzlich bekannte Verfahren, die Flächen der pyrotechnischen Schichten mit Materialien unterschiedlicher Dichte und unterschiedlicher Beschaffenheit bis hin zu einem gewünschten dynamischen Zerlegungsverhalten zu belegen. Vorteilhaft werden für derartige Belegungen neben den für reaktive Anordnungen üblichen Materialien wie Stahl, Titan oder Duraluminium, Werkstoffe geringerer oder höherer Dichte, sich zerlegende oder delaminierende Werkstoffe, Kunststoffe, Verbundmaterialien oder Keramiken verwendet. Physikalisch interessante Stoffe sind schockharte, bei relativ geringen Verformungsgeschwindigkeiten jedoch weiche Materialien wie etwa Gummi oder polymere Werkstoffe. Als Materialien niedrigerer Dichte als Aluminium eignen sich zum Beispiel metallische oder nichtmetallische Schäume, als Materialien höherer Dichte Schwermetalle, in der Regel auf Wolfram-Basis.
Durch die Anwendung der in der Ballistik eingeführten Modellregeln, insbesondere des Cranz'schen Modellgesetzes können in weiten Grenzen geometrische Übertragungen vorgenommen werden. Damit kann ein in der Praxis erprobter Aufbau mittels physikalischer und geometrischer Abbildungsvorschriften in sehr weiten Grenzen auf vergleichbare Anwendungen übertragen werden. Weitere Hilfsmittel zur Dimensionierung und Optimierung eines Schutzaufbaus bieten numerische Simulationen. Die hohe Wirksamkeit einer Anordnung entsprechend der Erfindung ist grundsätzlich nicht an ein Gehäuse gebunden. Behälter, Gehäuse oder Abdeckungen dienen in erster Linie der Fixierung oder dem Schutz der Wirkschichten gegen Umwelteinflüsse. Auch ist eine Wirkungsverbesserung in Verbindung mit zu kombinierenden weiteren Schutzkomponenten denkbar. In der Praxis ist es grundsätzlich vorteilhaft, die Wirkungsweise der Schutzanordnung mit konstruktiven Vorgaben des zu schützenden Objektes zu verknüpfen. Dies kann von einfachem Auflegen bis hin zu sich ergänzenden Schutzstrukturen reichen. Es ist auch möglich, derartige systemseitige Einrichtungen zur Verbesserung der Schutzleistung von Anordnungen entsprechend der Erfindung heranzuziehen, indem diese Komponenten zum Beispiel zur Zerlegung der Strahlteile beitragen oder diese unterstützen. Dies kann sich vorteilhaft auf die benötigte Zieltiefe auswirken. Die Materialien der Vorder- und/oder Rückseite des Gehäuses, eventuell eingebrachter tragender oder fixierender Komponenten, die aus einem oder mehreren Schichten bestehen können, sind auch hinsichtlich ihrer Wirksamkeit gegen KE-Geschosse und P-Ladungen zu optimieren.
In bevorzugter Ausführung werden die Schichten aus Sprengstoff und inerten Materialien in vorgefertigte Taschen der Schutzflächen oder des Schutzmoduls eingebracht, wodurch eine einfache und fertigungsgerechte Anpassung des Reaktivschutzes an das zu schützende Objekt vorgenommen werden kann.
Die Ausgestaltung der Schutzfläche ist vollkommen frei. Sie ist bevorzugt eine im Wesentlichen ebene Fläche, kann aber auch eine gekrümmte oder sonstwie gestaltete Form annehmen. Erforderlich ist nur eine ausreichende Neigung gegenüber der Bedrohungsrichtung im Wirkungsbereich. Auf Grund der hohen Effizienz der pyrotechnischen Belegung sind bei der hier vorgeschlagenen Anordnung die Mindestwinkel im Vergleich zu bekannten reaktiven Aufbauten um 10° bis 15° geringer auszulegen. Da bei Sandwiches herkömmlicher Bauweise von einem Mindestneigungswinkel von 45° ausgegangen wird, ist bei der vorliegenden Anordnung ein mittlerer Winkel zwischen Bedrohung und Abwehr von 30° bis 45° ausreichend. Größere Winkel erhöhen aber auch hier, soweit realisierbar, die Effizienz. Der Winkel zwischen Abwehrfläche und Bedrohung kann über die Anstellung der gesamten Fläche oder über geometrische Modifikationen durch technische oder konstruktive Maßnahmen gebildet werden. So kann zum Beispiel auch bei gegenüber einer Bedrohung für eine ausreichende Wirkung zu gering geneigter Fläche die erforderliche Neigung durch Wellung, Winkelstellung oder Lamellierung erreicht werden. Die unterschiedlichen Ausführungsformen pyrotechnischer Schutzflächen können dabei eine zusammenhängende Fläche bilden oder aus einzelnen Modulen mit Zwischenräumen oder sonstigen Trennungen aufgebaut sein (zum Beispiel Flächensegmente, Jalousien, getrennte oder ineinander greifende Module).
Die technische Ausgestaltung des tragenden Elements / der tragenden Elemente bzw. der Abdeckungen der Schutzfläche ist grundsätzlich keinen Einschränkungen unterworfen (zum Beispiel metallisch, nichtmetallisch, strukturiert, ein- oder mehrschichtig). Die Abdeckungen können starr oder verformbar / beweglich sein, und ihre Dicken können von Folienstärke bis zu einer massiven Platte oder dickeren Struktur reichen.
Folgende Merkmale und Vorzüge, die alle oder zumindest zum Teil bei der erfindungsgemäßen Schutzanordnung erzielt werden können, sollen nochmals hervorgehoben werden:
geringstmögliche Einsatzmenge von Sprengstoff bei reaktiven Zielen;
- Detonation einer minimalen Sprengstoffmasse;
höchstmögliche Handhabungssicherheit eines reaktiv bestückten Schutzes; durch die allseitige Verdämmung der Einzelfelder ist der Einsatz träger
Sprengstoffe möglich;
Möglichkeit mehrschichtiger, kombinierter Aufbauten;
- durch die allseitige Verdämmung der Einzelfelder erfolgt eine optimale Beschleunigung der Schutzelemente;
minimale Belastung sowohl des zu schützenden Objektes als auch des Umfeldes / Gefechtsfeldes;
flexible Anpassung an die Oberfläche des zu schützenden Objekts; beste Voraussetzungen für eine Nachrüstung;
modularer Aufbau, d.h. Trennung von zu beschleunigenden Komponenten und Sprengstoffschicht möglich;
geringere Neigungen / Anstellungen als bei herkömmlichen reaktiven Panzerungen möglich;
durch Teilfelder ist eine mehrschichtige, mit unterschiedlichen reaktiven Belegungen möglich;
kein oder nur geringer Leistungsverlust durch Randtreffer oder Feldrandtreffer.
Folgende bevorzugte Merkmale können einzeln oder in Kombination bei einer reaktiven Schutzanordnung gemäß der Erfindung realisiert sein:
die Mittelschicht weist zwei oder mehr allseitig verdämmte reaktive Teilflächen oder Sprengstofffelder auf;
die reaktiven Teilflächen der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht sind mittels Trennschichten bzw. innerer Verdammungen lateral verdämmt;
die hintere Abdeckung weist wenigstens eine Beulanordnung auf;
die wenigstens eine reaktive Mittelschicht ist einseitig oder beidseitig mit einer
Deckschicht versehen;
die Schutzfläche weist zwei oder mehr reaktive Mittelschichten auf;
die reaktiven Teilflächen sind unterschiedlich oder gleich groß;
die reaktiven Teilflächen haben eine beliebige Geometrie;
die reaktiven Teilflächen der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht weisen wenigstens zwei Lagen mit lateral allseitig verdämmten Sprengstofffeldern auf; zwischen den Sprengstofffeldern von zwei solchen Lagen der reaktiven
Teilflächen ist eine Zwischenschicht angeordnet;
die reaktiven Teilflächen einer Mittelschicht sind gleich oder unterschiedlich zueinander aufgebaut;
eine Flächenbelegung der wenigstens einen Schutzfläche mit verdämmten reaktiven Teilflächen beträgt etwa 50% bis etwa 100%, vorzugsweise mehr als etwa 65%;
der Neigungswinkel zwischen der wenigstens einen Schutzfläche und der Bedrohungsrichtung liegt im Bereich von etwa 30° bis etwa 70°, bevorzugter im Bereich von etwa 40° bis etwa 60°; eine Schutzdicke eines Sprengstofffeldes in Bedrohungsrichtung liegt im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 14 mm;
zwischen der reaktiven Mittelschicht und der hinteren Abdeckung ist eine Zwischenschicht angeordnet;
die laterale Verdammung der reaktiven Teilflächen weist einen beliebigen Querschnitt auf;
die laterale Verdammung der reaktiven Teilflächen besteht im Wesentlichen aus einem metallischen oder einem nicht-metallischen Material;
die laterale Verdammung der reaktiven Teilflächen ist im Wesentlichen homogen oder besteht aus einem Laminat bzw. mehrschichtigen Aufbau;
die erdämmenden Trennschichten der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht weisen geometrisch geformte oder geneigte Trennelemenete auf; zwischen einer reaktiven Teilfläche und einer diese lateral verdämmenden Trennschicht ist zumindest teilweise eine Grenzschicht zur Beeinflussung der Grenzschichtreflektionen angeordnet;
die reaktiven Teilflächen der wenigstens einen Schutzfläche sind im Wesentlichen schachbrettartig oder streifenförmig angeordnet;
die Schutzanordnung weist wenigstens zwei in Bedrohungsrichtung hintereinander angeordnete Schutzflächen mit streifenförmig angeordneten reaktiven Teilflächen auf, wobei die Streifen der reaktiven Teilflächen einer hinteren Schutzfläche gegenüber den Streifen der reaktiven Teilflächen einer vorderen Schutzfläche (im Fall von zwei Schutzflächen bevorzugt um einen Streifenabstand) versetzt angeordnet sind;
die Schutzanordnung weist wenigstens zwei in Bedrohungsrichtung hintereinander angeordnete Schutzflächen mit schachbrettartig angeordneten reaktiven Teilflächen auf, wobei die reaktiven Teilflächen einer hinteren Schutzfläche im Wesentlichen gegenüber den reaktiven Teilflächen einer vorderen Schutzfläche versetzt angeordnet sind (im Fall von zwei Schutzflächen liegen vorzugsweise die reaktiven Teilflächen der vorderen Schutzfläche im Wesentlichen über den inerten Teilflächen der hinteren Schutzfläche);
die vordere und die hintere Abdeckung der reaktiven Mittelschicht bzw. deren reaktiven Teilflächen besteht im Wesentlichen aus einem metallischen oder einem nicht-metallischen Material; die vordere und die hintere Abdeckung der reaktiven Mittelschicht bzw. deren reaktiven Teilflächen sind im Wesentlichen homogen oder bestehen aus einem Laminat bzw. Schichtaufbau;
die Größe der vorderen und die hinteren Abdeckungen der reaktiven Mittelschicht bzw. deren reaktiven Teilflächen entspricht im Wesentlichen der Größe der Sprengstofffelder;
die vordere und die hintere Abdeckung der reaktiven Mittelschicht bzw. deren reaktiven Teilflächen sind einschichtig oder mehrschichtig (mit oder ohne Zwischenschicht(en));
- die vordere und die hintere Abdeckung der reaktiven Mittelschicht bzw. deren reaktiven Teilflächen überragen die Sprengstofffelder der reaktiven Mittelschicht;
die vordere und die hintere Abdeckung der reaktiven Mittelschicht bzw. deren reaktiven Teilflächen sind kombiniert einsetzbar;
- mehrere Schutzflächen sind jalousieartig angeordnet;
mehrere Schutzflächen sind in einem Winkel zueinander angeordnet;
zwischen der wenigstens einen Schutzfläche und dem zu schützenden Objekt ist eine Zusatzschicht zum Stören einer die wenigstens eine Schutzfläche durchdringenden (Rest-) Bedrohung mit oder ohne Abstand zu dem zu schützenden Objekt und/oder zu der wenigstens einen Schutzfläche angeordnet;
die wenigstens eine Schutzfläche ist beweglich angeordnet;
die reaktiven Teilflächen der wenigstens einen Mittelschicht sind austauschbar; die reaktiven Teilflächen der wenigstens einen Mittelschicht sind drehbar bzw. in ihrer Neigung verstellbar;
die reaktiven Teilflächen und/oder die Sprengstofffelder sind pyrotechnisch miteinander verknüpft;
die wenigstens eine Schutzfläche weist eine Umhüllung oder ein Gehäuse auf; die Sprengstofffelder sind mit einer pyrotechnischen oder mechanischen Zündhilfe versehen;
die vordere und/oder die hintere Abdeckung sind an ihren der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht zugewandten Seiten zumindest teilweise thermisch und/oder mechanisch behandelt; die vordere Abdeckung besteht im Wesentlichen aus einem Material, das auf
Grund seiner Dicke und/oder seiner mechanischen Eigenschaften bei der
Detonation des Sprengstoffs im Wesentlichen entsprechend der Größe der reaktiven Teilfläche ausgestanzt wird;
die wenigstens eine Schutzfläche bildet eine modulare Einheit;
die wenigstens eine Schutzfläche weist auf ihrer Vorderseite und/oder ihrer
Rückseite eine Abdeckschicht auf;
die vordere und/oder die hintere Abdeckung sind mit der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht mittels einer Schraubverbindung, einer Klebeverbindung und/oder einer Vulkanisation verbunden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Obige sowie weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele sowie eingehender Beschreibungen der Wirkungsweise einzelner Komponenten und Erläuterungen der Vorgänge bei auftreffenden und durchdringenden Bedrohungen anhand der beiliegenden Zeichnungen (überwiegend als schematische Schnittansichten) besser verständlich. Darin zeigen:
Fig. 1 schematische Schnittansicht des Grundaufbaus einer Schutzanordnung entsprechend der Erfindung mit dem zu schützenden Objekt 1 und einer Schutzfläche 4 sowie den reaktiven Teilflächen 4A der reaktiven Mittelschicht 11 ;
Fig. 2 Ansichten des grundsätzlichen Aufbaus der reaktiven Mittelschicht 1 1 mit den vorderen und hinteren Deckschichten 1 1A und 1 1 B als Komponenten der Schutzfläche 4; Fig. 3 Ansichten des Aufbaus mit einer vorderen und einer hinteren beschleunigten, flächenhaften Abdeckung 5 bzw. 9; Fig. 4A bis 4C drei Beispiele für eine Schutzanordnung mit reaktiven Flächenelementen / Schutzflächen 4 bzw. Teilbelegungen 4A und unterschiedlichen hinteren / rückseitigen Belegungen / Abdeckungen; Fig. 4A rückseitige Abdeckung der reaktiven Mittelschicht 1 1 mittels einer zu beschleunigenden homogenen Platte 9, wobei sich zwischen der Platte 9 und der Sprengstofffläche 1 1 eine Abdeckschicht 11 B befindet;
Fig. 4B rückseitige Abdeckung der sprengstoffbelegten Fläche 1 1 mittels einer
Beulplattenanordnung / Beulstruktur 10, bestehend aus der vorderen
Platte 9, der hinteren Platte 9A und einer Zwischenschicht 9B;
Fig. 4C rückseitige Abdeckung der sprengstoffbelegten Fläche 1 1 mittels einer reaktiv beschleunigten Platte 9 und einer zu dieser mittels einer Zwischenschicht 35 beabstandeten Beulanordnung 10;
Fig. 5 bis 8 drei schematische Ansichten der Interaktion einer Schutzfläche 4 und der Teilflächen 4A mit der auftreffenden bzw. eindringenden Bedrohung; Fig. 5 Schutzfläche 4 (hier in Anlehnung an das Beispiel von Fig. 4) mit den reaktiven Teilflächen 4A mit durchgehender / vollflächiger beidseitiger Belegung durch zu beschleunigende Flächen 5 und 9 bzw. 10;
Fig. 6 Schutzfläche 4 mit segmentierter Belegung (Teilflächenbelegung) mittels der Flächenelemente 4A und einer segmentierten Belegung der vorderen beschleunigten Flächen durch die Teilflächen 5A sowie einer durchgehenden / vollflächigen rückseitigen Belegung 9, 10;
Fig. 7 Schutzfläche 4 mit durchgängiger, mittels der Detonation des
Sprengstoffes zu durchstanzenden vorderen, ganzflächigen Belegung 5 und einer segmentierten Belegung der beschleunigten rückwärtigen Teilflächen 9C sowie einer den Sprengstoff abdeckenden Teilflächenschicht 11 C; Schnittansicht einer Schutzfläche 4 mit einer reaktiven Schicht 11 und geometrisch gestalteten, erdämmenden lateralen Trennelementen, wobei hier die Anordnung entsprechend Fig. 3 und 4 mit keilförmigen Stegen 8A, einer durchgehenden vorderen Belegung 5 und einer Beulanordnung 10 als hintere Belegung versehen ist;
Schnittansicht einer Schutzfläche 4 mit einer reaktiven Schicht 1 1 und geometrisch gestalteten, verdämmenden Trennelementen, wobei hier die Anordnung entsprechend Fig. 3 und 4A mit angestellten / schräg stehenden (horizontalen oder vertikalen) verdämmenden Stegen 8B versehen ist;
Schnittansicht von zwei Schutzflächen 4 bzw. 4A mit der reaktiven Schicht 11 und Übergangsschichten zwischen den verdämmenden Komponenten und dem Sprengstoff 7, wobei oben eine vordere, flächenhafte Übergangsschicht 13 zwischen 5 und 7 und unten eine innere, laterale Übergangsschicht 13A zwischen 8 und 7 gezeigt sind;
Schnittansicht von zwei Schutzflächen 4 bzw. 4A mit der reaktiven Schicht 1 und beschleunigten, teilflächigen oder vollflächigen vorderen Elementen sowie einer rückseitigen zu beschleunigenden Belegungen 9 mit einer Übergangsschicht (11 B oder 17A) zwischen 7 und 9, wobei oben eine Doppelbelegung 17 und 17A beschleunigter Elemente und unten eine Zwischenschicht 16 zwischen den beiden Sprengstoffflächen 7A und 7A gezeigt sind; zwei Beispiele für vordere Teilflächenbelegungen 4A und deren Befestigung / Anordnung über doppelbelegten Sprengstofffeldern 7, 7A, wobei oben eine Teilflächenbelegung 5A mit Klemmstreifen / Befestigungsstreifen / Befestigungselementen 15 und unten eine Anordnung wie oben, jedoch mit (zum Beispiel geklebten oder vulkanisierten) Teilelementen 5A und äußerer Deckschicht / Schutzschicht 14 veranschaulicht sind; eine Schnittansicht von zwei weiteren Schutzanordnungen mit mehrschichtigen, reaktiv beschleunigten Teilflächenelementen und lateralen Verdammungen 8, wobei oben eine Teilflächenbelegung der reaktiven Schicht 11 mittels Teilflächen 5A und einer mittels 8 beabstandeten (und ggf. auch fixierten) flächenhaften vorderen Abdeckung 5 und unten eine Anordnung entsprechend Fig. 12, jedoch mit kürzeren inneren Verdämmungen 8 zum Ermöglichen einer Anpressung von 5 bzw. 5A auf 7 gezeigt sind; einen Aufbau einer Schutzfläche 4 gemäß der Erfindung aus sprengstoffbelegten Feldern 4A mit gleichem oder unterschiedlichem Aufbau und einer äußeren Verdammung / einem äußerer Befestigungsrahmen 6; ein weiteres Beispiel für den Aufbau einer Schutzfläche 4 aus sprengstoffbelegten Feldern 4A unterschiedlicher Größe oder auch unterschiedlichem Aufbau (zum Beispiel einzeln oder in Gruppen zusammengefasst);
Aufbau und Anordnung einer reaktiven Schutzfläche / Schutzebene gemäß der Erfindung mit aus reaktiven Elementen 4 gebildeten Flächen, wobei hier ein einschichtiger Aufbau der reaktiven Schutzfläche 20 aus abgewinkelten Teilelementen 4 gezeigt ist; parallele reaktive Schutzflächen 21 (z. B. entsprechend Fig. 16); eine doppelschichtige, spiegelbildlich angeordnete reaktive Schutzfläche 22 (zum Beispiel entsprechend Fig. 16);
Schutzfläche / Schutzebene / Schutzzone mit jalousieartigem Aufbau;
Fig. 20 Schutzaufbau mit jalousieartiger vorgelagerter reaktiver Schutzfläche
24, gebildet aus den reaktiven Schutzflächen 4 in Kombination mit den ebenfalls reaktiven Flächen 25 und/oder 26 (oben: Teilflächen 4, 25 und 26 mit größerem Abstand zueinander; unten: die Teilflächen 4, 25 und 26 bilden zusammen eine kombinierte Schutzschicht);
Schutzanordnung mit zwei Schutzflächen 4 mit sprengstoffbelegten Feldern 4A und inerten / sprengstofffreien Feldern 4B in schachbrettartiger, sich ergänzender / überlappender Belegung 27;
Ansicht einer Schutzanordnung mit zwei Schutzflächen 4 mit sprengstoffbelegten Feldern Streifen 4A und inerten / sprengstofffreien Feldern 4B in streifenförmiger, sich ergänzender Belegung 28; zwei Beispiele für den Aufbau einer reaktiven Schutzfläche 4 mit reaktiven Flächenelementen 4A (oben: doppelschichtige, überlappende vordere Verdämmung mittels beschleunigter Teilflächen 29 und vollflächiger Belegung 5; unten: doppelschichtige, überlappende vordere Verdämmung mittels beschleunigter Teilflächen 30 und einer vorderen Deckschicht / Vulkanisationsschicht 31);
Aufbau aus zwei um 90 Grad versetzten reaktiven Flächen A und B mit streifenartiger, einschichtiger Belegung; zwei Beispiele des Aufbaus eines reaktiven Schutzes 4 entsprechend der Erfindung mit einer doppelreaktiven Schutzschicht 11 E mit innerer Trennschicht 32 und doppelschichtiger / mehrschichtiger vorderer und hinterer Verdämmung mittels zu beschleunigender teilflächiger Elemente 5A und 30; drei Beispiele für Zündhilfen (oben: zündunterstützende pyrotechnische Schicht 33 zwischen 5 und 7; Mitte: zündunterstützende mechanische Anordnung 34 zwischen 5 und 7; unten: zündunterstützendes Element (zum Beispiel Zündpille) 35, eingebettet in 7 (kann auch in 5 integriert sein oder in einer besonderen Zwischenschicht)), wobei bei diesen Beispielen eine stoßübertragende oder auch die Detonationswirkung vermindernde (streuende) Schicht 36 zwischen Sprengstoff und Beulanordnung 10 vorgesehen ist; und
Fig. 27 drei Beispiele für Schutzflächen mit unterschiedlich positionierten, zusätzlichen Schutzschichten, Wandungen oder Behältern (oben: vorgelagerte, gegenüber der reaktiven Schutzzone beabstandete Schicht 38; Mitte: Aufbau wie oben, jedoch mit einer zusätzlichen Schicht zwischen der reaktiven Schutzzone und dem Ziel 1 ; unten: doppelschichtige Anordnung zwischen der reaktiven Schicht und dem Ziel 1).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht des Grundaufbaus einer Schutzanordnung entsprechend der Erfindung mit dem zu schützenden Objekt 1 und einer dieser vorgelagerten / vorgeschalteten reaktiven Schutzfläche 4 mit den reaktiven Teilelementen / Teilflächen 4A, die die Sprengstofffelder 7 der Teilfelder 4A enthalten. Die Schicht 4 bzw. die Felder 4A ist / sind durch den Rahmen 6 außen verdämmt. Für die äußere Verdämmung durch 6 gelten die gleichen physikalischen Regeln und konstruktiven/systembedingten Überlegungen wie für die inneren Verdammungen 8, die im Folgenden erläutert werden. Gleichzeitig bietet sich der Rahmen 6 für die Befestigung der Schutzfläche 4 an der Oberfläche von 1 an. Ein derartiger Rahmen kann auch ein eigenständiges Element darstellen, in das bei der Montage oder bei einer modularen Bauweise eine oder mehrere sprengstoffbelegte Schichten eingebracht / eingeschoben werden können. Damit ist die Möglichkeit gegeben, nur im Bedarfsfall die Schutzanordnung mit Sprengstoff zu bestücken.
Die reaktive Schutzfläche 4 ist gegenüber der Bedrohung, symbolisiert durch den Pfeil 3, um den Winkel 2 geneigt. Über den Neigungswinkel 2 wurden bereits nähere Angaben gemacht. Die reaktive Mittelschicht 1 1 der Schutzfläche 4 (vgl. Fig. 2) ist entweder teilweise oder ganzflächig sowohl mit vorderen (der Bedrohung zugewandten) als auch mit hinteren Belegungen 5 bzw. 9 versehen. Die auftreffende Bedrohung 3 zündet das entsprechende / beaufschlagte Sprengstofffeld 7 und beschleunigt die Komponenten 5 und 9. Es ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass diese trotz der geringen detonierenden Sprengstoffmengen neben einer einflächigen / einschichtigen hinteren Abdeckung sowohl mehrflächige / mehrschichtige Abdeckungen als auch Schutzkombinationen mit besonderen ballistischen Eigenschaften wie etwa Beulplatten oder Beulanordnungen 10 (vgl. Fig. 4) vorsieht, die dynamisch im Vergleich zu herkömmlichen reaktiven Schutzaufbauten voll wirksam sind.
In Fig. 2 ist der grundsätzliche Aufbau einer reaktiven Schicht 1 1 mit den vorderen und hinteren Abdeckschichten 1 1A und 1 1 B als Teil der Schutzschicht 4 mit reaktiven, verdämmten Flächenelementen 4A entsprechend der Erfindung dargestellt. Die mit 11 bezeichnete Schicht umfasst sowohl den Sprengstoff / die Sprengstofffelder 7 mit den Innenverdämmungen 8 (Verdämmung zwischen den Sprengstofffeldern) als auch eventuell vorgesehene vordere und/oder hintere Abdeckungen / Schutzschichten (1 1A und 1 1 B). Diese dienen zum Beispiel dem Schutz der Schicht 1 1 oder der Felder 4A bei einer modularen Bauweise, bei der solche Schichten mit den Teilfeldern 4A getrennt handhabbare Komponenten darstellen. Mit eingezeichnet ist die obere äußere Abdeckung / der äußere Rahmen 6, der in diesem Beispiel in die Schicht 1 1 integriert ist. Die Schichten 1 1A und 11 B sollen keine eigenständigen Belegungen im Sinne der Komponenten 5 oder 9 darstellen, sondern nur als äußere Begrenzungsschichten des Sprengstoffs verstanden werden. Daher werden sie in die Zeichnungen aufgenommen. In besonderen Fällen können den Schichten 1 1A und 1 1 B besondere Eigenschaften zugewiesen werden, wie zum Beispiel in Fig. 4A dargestellt. Bei modularer Bauweise können sie der mechanischen Stabilität der Schicht 11 dienen. Im Grenzfall können sie auch als minimale Verdämmung der Sprengstofffelder 7 betrachtet werden. Ebenso kann die Grenzschicht 1 1A und/oder 1 1 B über ihre physikalischen Eigenschaften die Verdämmung des Sprengstofffeldes 7 beeinflussen.
Fig. 3 zeigt einen Aufbau entsprechend der Erfindung mit der pyrotechnischen Schicht 1 1 sowie einer vorderen und einer hinteren beschleunigten, flächenhaften Abdeckung 5 bzw. 9. Der rechte Figurenteil zeigt die Aufsicht A-A. In dieser Ansicht sind die weiteren Verdämmungen 8A dargestellt, die in ihrer Funktionsweise den Verdämmungen 8 entsprechen, jedoch andere Dimensionierungen oder auch unterschiedliche Eigenschaften (Materialien, Strukturen) aufweisen können. Damit soll veranschaulicht werden, dass das innere verdämmende Gitter oder die inneren verdämmenden Streifen oder sonstige geometrischen Anordnungen grundsätzlich frei und voneinander weitgehend unabhängig gestaltet werden können. Sie müssen lediglich der Forderung nach einer möglichst kleinen Einzelfeldgröße bei optimaler Funktionsfähigkeit genügen.
Zur Verringerung einer Energieübertragung durch Stoßwellen in die Nachbarfelder kann es zweckmäßig sein, in die Stege 8 Luftzwischenräume einzubringen.
Fig. 4A bis 4C zeigen drei Beispiele für eine Schutzschicht mit reaktiven Flächenelementen / Schutzschichten 4 bzw. 4A und unterschiedlichen, reaktiv beschleunigten hinteren (rückseitigen, rückwärtigen) Belegungen / Abdeckungen. So besteht im Beispiel von Fig. 4A die rückseitige Abdeckung der reaktiven Schicht 1 1 aus einer zu beschleunigenden Platte 9. Zwischen 9 und der Sprengstoffebene von 1 1 befindet sich eine Abdeckschicht 1 1 B. 1 1 B kann derart ausgeführt sein, dass diese Komponente zusammen mit 9 eine Beulanordnung ergibt. Bei der Darstellung in Fig. 4B besteht die rückseitige Abdeckung der sprengstoffbelegten Fläche 7 aus einer bereits bekannten und seit vielen Jahren angewandten Beulplattenanordnung / Beulstruktur 10, bestehend aus der vorderen Platte 9, der hinteren Platte 9A und einer zwischen diesen Platten befindlichen Schicht (Einlage) 9B. Üblicherweise wird die Einlage 9B etwa gleich stark wie die Abdeckbleche ausgeführt. Im vorliegenden Beispiel ist die Schicht 9B jedoch im Verhältnis zu den vorderen und hinteren Komponenten dick gestaltet, um bei der Beschleunigung der Beulanordnung durch den detonierenden Sprengstoff 7 eine größere, dynamisch erzeugte Distanz zwischen den beschleunigten Schichten 9 und 9A zu erhalten. Auf diese Weise soll erreicht werden, dass die hinteren Teile des durchdringenden Hohlladungsstrahls über einen längeren Zeitraum gestört werden. Im Falle eines durchdringenden Wuchtgeschosses kann die Platte 9B über die Dicke und den Werkstoff angepasst sein, um auch derartige Bedrohungen wirksam abzulenken. Als Anhaltswert für die Dicke der Platte 9B kann erfahrungsgemäß etwa die 0,5 bis 0,7-fache Stärke des Durchmessers der Bedrohung als Richtwert dienen.
Für die folgenden Beispiele werden die Anordnungen, die grundsätzlich zu den Beulplatten oder Beulanordnungen zu zählen sind, also die Komponenten 9, 9A und 9B in einer beulfähigen Anordnung enthalten, in Pos 10 zusammengefasst.
Fig. 4C zeigt eine Erweiterung der in Fig. 4B dargestellten Anordnung. Die rückseitige Abdeckung der sprengstoffbelegten Fläche 11 mit den Einzelfeldern 7 erfolgt hier durch eine reaktiv beschleunigte Platte 9 und einer zu dieser durch eine Zwischenschicht 35 beabstandeten Beulanordnung 10. Der Schicht 35 können unterschiedliche Eigenschaften zugewiesen werden. So kann diese etwa die Wirkungsweise haben, die in Fig. 4B für die Komponente 9B beschrieben ist. Sie kann aber auch aus einem besonderen Material bestehen oder einem polymeren Werkstoff, der sich zur Abwehr von HL-Bedrohungen bereits vielfach bewährte. Weiterhin kann 35 aus einer Struktur wie zum Beispiel einer jalousieartigen oder gewebeartigen Struktur bestehen, um etwa besondere Dämpfungseigenschaften aufzuweisen oder um die nachfolgende Beulanordnung 10 in optimaler Weise derart zu beschleunigen, dass sich ihre Wirksamkeit auf den HL-Strahl ebenfalls über einen besonders langen Zeitraum erstreckt. Bei einer Bedrohung durch Wuchtgeschosse kann eine derart beschleunigte Anordnung 10 eine einer homogenen Platte vergleichbare Wirkung erzielen, indem die Bedrohung die Kombination 10 nicht zu durchdringen vermag und durch die zeitliche Streckung dort abgelenkt und damit die endballistische Leistung entscheidend vermindert wird.
In Fig. 5 bis 7 ist ebenfalls die Wirksamkeit von Anordnungen entsprechend der Erfindung dargestellt. Sie veranschaulichen den großen Anwendungsbereich von reaktiven Strukturen nach der oben beschriebenen Bauweise bei unterschiedlichen reaktiven Schutzanordnungen. Gleichzeitig werden die gravierenden Unterschiede zu bekannten reaktiven Anordnungen sichtbar. Die dargestellten Beispiele können dadurch beliebig erweitert werden, indem der Fachmann zum Beispiel die Aufbauten der unterschiedlichen, in den verschiedenen Figuren gezeigten Anordnungen in sinnvoller Weise derart einsetzt bzw. kombiniert, sodass optimale Wirkungen erzielt werden können.
Die in Fig. 5 bis 7 beschriebenen Anordnungen können zum Beispiel auch dadurch modifiziert werden, dass auf beiden Seiten der Schicht 1 1 Belegungen aufgebracht werden, die durch den detonierenden Sprengstoff als Felder ausgestanzt werden. Auch sind die das Sprengstofffeld einseitig, beidseitig oder allseitig überragenden Belegungen oder mehrschichtige, teilflächige oder vollflächige Belegungen sowohl im vorderen als auch im hinteren Bereich gleichermaßen einsetzbar.
Fig. 5 zeigt die Interaktion einer Schutzfläche (hier in Anlehnung an das Beispiel von Fig. 4) mit den reaktiven Teilflächen 4A mit durchgehender / vollflächiger, beidseitiger Belegung durch zu beschleunigende Flächen 5 und 9. Durch die Detonation des Sprengstofffeldes 7 werden beide Belegungsflächen beschleunigt (5B bzw. 9C) und touchieren dadurch seitlich den durchdringenden Hohlladungsstrahl 3. Die reaktive Beschleunigung bzw. die Geschwindigkeit der beschleunigten Komponenten wird durch die Pfeile 12 symbolisiert. In Fig. 5 bis 7 sind die Pfeile verschieden groß und sollen damit die unterschiedlichen zu erwartenden Geschwindigkeiten für die verschiedenen Anordnungen verdeutlichen.
Fig. 6 zeigt die Interaktion einer Schutzfläche 4 mit segmentierter / teilflächiger Belegung (Teilflächenbelegung) mittels der Flächenelemente 4A der vorderen beschleunigten Flächen durch die Teilflächen 5A sowie einer durchgehenden / vollflächigen rückseitigen Belegung 10. 5C symbolisiert die durch die Detonation des Sprengstofffeldes 7 beschleunigte Teilfläche 5A. Der Pfeil 12 für die erreichte Geschwindigkeit ist im Vergleich zu Fig. 5 erheblich größer, da hier nicht die Belegungsfläche der nicht detonierenden Nachbarelemente mit beschleunigt bzw. mitgezogen werden müssen. Die Erfindung ist zwar grundsätzlich durch die Belegung der reaktiven Fläche 11 mittels der Teilfelder 4A gekennzeichnet, jedoch sind Anordnungen mit beschleunigten Teilflächen 5A (alternativ oder auch in Kombination mit entsprechenden Teilfeldern auf der Rückseite von 1 1 ) auf Grund der sehr raschen Beschleunigung und sehr hohen Plattengeschwindigkeit insbesondere gegen Hohlladungen sehr wirkungsvoll. Fig. 7 zeigt die Interaktion einer Schutzfläche 4 mit durchgängiger, mittels der Detonation des Sprengstoffs durchzustanzenden vorderen, ganzflächigen (vollflächigen, flächenhaften) Belegung 5 und einer segmentierten Belegung (Teilflächenbelegung) der beschleunigten rückwärtigen Teilflächen 9C sowie einer weiteren, flächenübergreifenden Teilfläche 41 (beschleunigte Fläche; 41A). In Fig. 23 ist eine derartige, flächenübergreifende Belegung näher beschrieben.
Die Endgeschwindigkeit der ausgestanzten Teilfläche 5D wird gegenüber dem Beispiel in Fig. 6 etwas geringer sein, da zur Bildung der Fläche Energie aufgebracht werden muss, die der Platte 5 entzogen wird. Dieser Anteil ist jedoch nach aller Erfahrung und auch nach Simulationsberechnungen erheblich geringer als der für die Beschleunigung eines mitbeschleunigten Umfeldes benötigten Energie. Die zum Ausstanzen benötigte Energie kann auch durch eine entsprechende Materialwahl von 9C gesteuert werden, ebenso durch eine Vorfragmentierung, beispielsweise durch linienhafte Versprödungen oder durch mechanische Maßnahmen wie Einfräsungen.
Durch die in Fig. 6 und 7 beschriebenen Anordnungen werden im Vergleich zu flächenhaften Belegungen sehr viel höhere Störplattengeschwindigkeiten erreicht und damit entsprechend höhere Schutzleistungen. Das in Fig. 5 gezeigte Beispiel ist, was die Geschwindigkeiten der beschleunigten Flächen angeht, eher mit herkömmlichen reaktiven Schutzanordnungen zu vergleichen. Allerdings sind die eingesetzte und insbesondere die detonierende Sprengstoffmasse ungleich geringer. Dennoch sind mittels Anordnungen entsprechend der Erfindung vergleichbare Schutzleistungen zu erreichen, weil üblicherweise die mit beschleunigten äußeren Flächenanteilen nicht mit der Bedrohung in Interaktion treten.
In Fig. 8 ist die schematische Schnittansicht einer Schutzfläche 4 mit der reaktiven Schicht 1 1 und geometrisch gestalteten, verdämmenden, lateralen Trennelementen dargestellt. Beispielhaft aufgezeigt ist eine Anordnung entsprechend Fig. 3 und 4 mit keilförmigen Stegen 8A zur inneren Verdammung einer durchgehenden vorderen, vollflächigen Belegung 5 und einer hinteren Beulanordnung 10. Es können für 8A beliebige geometrische Formen und auch eine Vielzahl von Werkstoffen eingesetzt werden; neben Stahl zum Beispiel auch Leichtmetall oder Kunststoff. Ausschlaggebend ist allein die Voraussetzung, dass ein Übergreifen der Detonation auf das oder die Nachbarfelder nicht stattfindet. Die Forderung nach der inneren Verdammung erlaubt es, in bestimmten Grenzen die Wirkung durch die Detonation des Sprengstoffs in beiden Richtungen unterschiedlich zu gestalten. Beim gezeigten Beispiel ist entgegen der Bedrohungsrichtung eine größere Sprengstoffwirkung als in Richtung der Beulblechanordnung bzw. des Ziels zu erwarten.
Ausgestaltungen der Zone 1 1 erlauben nicht nur eine Richtungssteuerung der Sprengstoffwirkung, sondern sie können auch zu einer weiteren Verminderung des einzusetzenden bzw. detonierenden Sprengstoffs beitragen. Dies ist insbesondere in Verbindung von dickeren Sprengstoffschichten von Interesse. Grundsätzlich kann es sich um linienhafte, rechteckige oder auch freie Gestaltungen der Sprengstofffelder 7 handeln.
Fig. 9 zeigt eine Schutzfläche 4 mit der reaktiven Schicht 11 und geometrisch gestalteten, angestellten / schräg stehenden verdämmenden Trennelementen. Dargestellt sind Anordnungen entsprechend Fig. 3 und 4A mit (horizontalen oder vertikalen) verdämmenden Stegen 8B.
In Fig. 10 bis 13 werden weitere Ausgestaltungen von Anordnungen entsprechend der Erfindung aufgezeigt. So zeigt Fig. 10 die Schnittansicht von zwei Schutzflächen 4 bzw. 4A mit der reaktiven Schicht 11 und Übergangsschichten zwischen den verdämmenden Komponenten und dem Sprengstoff 7. Das obere Teilbild enthält eine vordere, flächenhafte Übergangsschicht 13 zwischen 5 und 7. Diese Schicht 13 kann entsprechend den physikalischen Erfordernissen des Stoßwellendurchgangs (akustische Impedanz) zwischen 7 und 5 bzw. 9 ausgelegt sein. Das untere Teilbild zeigt eine entsprechende innere, laterale Übergangsschicht 13A zwischen 8 und 7.
Fig. 11 zeigt die Schnittansicht von zwei Schutzanordnungen 4 bzw. 4A mit der reaktiven Schicht 1 1 und beschleunigten, teilflächigen oder vollflächigen vorderen Elementen sowie einer rückseitigen zu beschleunigenden Belegung 9 mit einer Übergangsschicht (1 1 B oder 17A) zwischen 7 und 9 (oberes Teilbild). Im unteren Teilbild ist eine Doppelbelegung 17 und 17A des Sprengstofffeldes dargestellt. Zwischen den beiden Sprengstoffflächen 7A und 7B kann sich eine Zwischenschicht 16 als Trennung oder als Reaktionsschicht zum Beispiel im Sinne einer Initiierungshilfe der beiden Sprengstoffkomponenten befinden (vgl. Fig. 25).
Fig. 12 zeigt zwei Beispiele für vordere Teilflächenbelegungen 4A und deren Befestigung / Anordnung über hier doppelbelegten Sprengstofffeldern 7, 7A. Im oberen Teilbild ist die Teilflächenbelegung 5A mit Klemmstreifen / Befestigungsstreifen / Befestigungselement 5 fixiert. Das untere Teilbild zeigt eine vergleichbare Anordnung, jedoch mit (zum Beispiel geklebten oder vulkanisierten) Teilelementen 5A und einer äußeren Deckschicht 14. Bei 14 kann es sich auch um die Wand eines Behälters oder Gehäuses oder ein Trägerelement handeln (vgl. Fig. 27).
Fig. 13 zeigt die Schnittansicht von zwei weiteren Beispielen mit mehrschichtigen, reaktiv beschleunigten Teilflächenelementen und lateralen Verdämmungen 8. Im oberen Teilbild erfolgt eine Teilflächenbelegung der reaktiven Schicht 11 mittels Teilflächen 5A und einer mittels 8 beabstandeten (und gegebenenfalls auch fixierten), flächenhaften vorderen Abdeckung 5. Das untere Teilbild zeigt eine Anordnung entsprechend Fig. 12, jedoch mit kürzeren inneren Verdämmungen 8 zur Ermöglichung einer Anpressung von 5 bzw. 5A auf 7. Aus den beschriebenen geometrischen Eigenschaften von Schutzflächen gemäß der Erfindung folgt, dass der Gestaltung von derartigen reaktiven Schutzflächen nahezu keine Grenzen gesetzt sind. Der Schutz kann jeder Oberflächenform angepasst werden. Auch ist die Ausgestaltung einer Schutzfläche mit unterschiedlichen Teilelementen möglich.
Fig. 14 und 15 zeigen zwei reaktive Schutzflächen mit unterschiedlichen Teilflächenfeldern. Fig. 14 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer Schutzschicht 4 aus sprengstoffbelegten Feldern 4A mit gleichem oder unterschiedlichem Aufbau und einer äußeren Verdämmung / einem Befestigungsrahmen 6. Fig. 15 zeigt ein weiteres Beispiel für den Aufbau einer Schutzschicht 4 aus sprengstoffbelegten Feldern 4A unterschiedlicher Größe oder auch unterschiedlichem Aufbau (zum Beispiel einzeln oder in Gruppen zusammengefasst).
Bei Schutzflächen entsprechend der Erfindung wird dem zu schützenden Objekt grundsätzlich eine reaktive Schutzanordnung vorgeschaltet, die im Auftreffbereich der Bedrohung gegenüber deren Richtung angestellt ist. Der Winkelbereich dieser Neigung/Anstellung liegt, wie bereits erläutert, bevorzugt zwischen 30° und 45°. Er kann jedoch je nach Feldgröße zwischen 20° und 70° ausgelegt werden. Der zu wählende Winkel oder Winkelbereich ergibt sich aus den zu erwartenden Geschwindigkeiten der beschleunigten Elemente und der von einem Flächenelement abzudeckenden Fläche des zu schützenden Objekts.
Diese reaktive Schutzanordnung kann sich als ebene Struktur über die gesamte Zieloberfläche erstrecken, etwa in Form der in Fig. 14 und 15 gezeigten Schutzfläche 4, oder aus mehreren einzelnen Schutzflächen 4 zusammengesetzt sein. Fig. 16 bis 20 zeigen hierfür Beispiele.
So ist in Fig. 16 ein Beispiel für den Aufbau einer Anordnung einer reaktiven Schutzfläche / Schutzebene entsprechend der Erfindung mittels einer aus reaktiven Elementen 4 gebildeten Fläche dargestellt. Es handelt sich hier um einen einflächigen Aufbau 20 aus abgewinkelten Teilelementen 4.
Fig. 17 zeigt ein Beispiel entsprechend Fig. 16, jedoch mit parallelen, reaktiven Schutzflächen 21. Es ist eine Vielzahl weiterer Anordnungen und Kombinationen aus derartigen Teilflächen 4 denkbar, die eine optimale Anpassung an das zu schützende Objekt gestatten. So zeigt Fig. 18 ein weiteres Beispiel für den Aufbau und die Anordnung einer reaktiven Schutzfläche, gebildet aus einem doppelschichtigen Aufbau aus spiegelbildlich angeordneten reaktiven Schutzflächen 22 (zum Beispiel entsprechend Fig. 16). ln Fig. 19 hat die Schutzfläche / Schutzebene / Schutzzone mit den einzelnen reaktiven Schutzkomponenten 4 einen jalousieartigen Aufbau 23. Damit lässt sich eine vollständige Abdeckung der Zielfläche ohne inerte Schwachstellen realisieren, veranschaulicht durch die beiden die auftreffende Bedrohung symbolisierenden Pfeile (vgl. auch Fig. 20).
In Fig. 20 sind zwei weitere Beispiele dargestellt. Es handelt sich um Schutzaufbauten mit jalousieartigen, vorgelagerten reaktiven Schutzflächen 24, gebildet aus den reaktiven Schutzflächen 4 in Kombination mit den ebenfalls reaktiven Flächen 25 und/oder 26 zur Erzielung eines sicheren Überdeckungsgrades und damit einer sicheren Leistungsabschöpfung unabhängig vom Auftreffort der Bedrohung. Im oberen Teilbild haben die Teilflächen 4, 25 und 26 einen größeren Abstand zueinander, beim unteren Teilbild bilden die Teilflächen 4, 25 und 26 zusammen einen kombinierten Schutzaufbau.
Es ist ein besonderer Vorzug der reaktiven Teilflächen, dass sie auf optimale Weise bei mehrschichtigen Anordnungen kombiniert werden können. Dadurch ist auch der Einsatz von reaktiven Schutzflächen mit besonders geringem Sprengstoffgehalt bzw. einer geringen Sprengstoffbelegung möglich. So zeigt Fig. 21 die schematische Ansicht einer Schutzanordnung mit zwei Schutzschichten 4 mit sprengstoffbelegten Feldern 4A und inerten / sprengstofffreien Feldern 4B in schachbrettartiger, sich ergänzender / überlappender Belegung 27. Auf diese Weise wird eine volle Abdeckung der Fläche mit sprengstoffbelegten Flächen erreicht, wobei die reaktiven Felder von inerten Feldern umgeben sind.
Ein weiteres Beispiel zeigt Fig. 22. Es handelt sich hier um eine Schutzanordnung mit zwei Schutzschichten 4 mit sprengstoffbelegten Streifen 4A und inerten / sprengstofffreien Streifen 4B in streifenförmiger, sich ergänzender Belegung 28. Da die reaktiv belegten Teilfelder 4A der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen reaktiven Panzerungen außerordentlich klein sein können, wächst die Bedeutung von Randtreffern oder randnahen Treffern. Es ist daher je nach Einsatzspektrum von Vorteil, die zu beschleunigenden Bleche oder Flächen in ihrer Gestaltung auch auf randnahe Treffer oder sogar auf Treffer im Randbereich abzustimmen. Dies erfolgt auf besonders einfache Weise dadurch, dass sowohl beschleunigte Komponenten in der Größe von Einzelfeldern zum Einsatz kommen können als auch Belegungen mit größerer Fläche. Diese sollen jedoch so bemessen sein, dass sie keine wesentliche Verminderung der Geschwindigkeit bewirken.
Fig. 23 zeigt zwei Beispiele für den Aufbau einer reaktiven Schutzschicht 4 mit reaktiven Flächenelementen 4A mit übergreifenden Abdeckungen der jeweiligen Sprengstofffelder. Im oberen Teilbild ist eine doppelschichtige, überlappende vordere Verdämmung mittels beschleunigter Teilflächen 29 und vollflächiger Belegung 5 dargestellt. Beim unteren Teilbild handelt es sich um eine doppelschichtige, überlappende vordere Verdämmung mittels beschleunigter Teilflächen 30 und einer vorderen Deckschicht / Vulkanisationsschicht 31 sowie einer das Feld 4A deutlich überragenden hinteren Teilfläche 9E.
Fig. 24 zeigt weitere kennzeichnende Beispiele für die Ausgestaltung von Anordnungen entsprechend der Erfindung. Dargestellt ist die schematische Schnittansicht von zwei Beispielen für den Aufbau eines reaktiven Schutzes 4 mit einer doppelreaktiven Schutzschicht (in Analogie zu 1 1 mit 1 1 E bezeichnet) und einer im Verhältnis zu einer reinen Trennschicht (vgl. Fig. 1 1 ) relativ dicken inneren Trennschicht 32 (oberes Teilbild) bzw. einer besonders stark ausgebildeten Trennschicht 32 (unteres Teilbild) und doppelschichtiger / mehrschichtiger vorderer und hinterer Verdämmung mittels zu beschleunigender, teilflächiger Elemente 5A und 30, die beide die Fläche des Sprengstoffs 7 überragen.
Derart massive Komponenten zwischen den Sprengstoffflächen 7 und 7A dienen einer noch besseren Verdämmung des Sprengstoffs. Denn massive Begrenzungen verdämmen den detonierenden Sprengstoff effizienter als die Eigenverdämmung des Sprengstoffs selbst. Durch derartige Anordnungen können sehr dünne Sprengstofffelder in der Größenordnung von etwa 1 ,5 bis 3 mm realisiert werden, wobei immer noch eine sichere Durchzündung erfolgt.
Aus anwendungsspezifischen Gründen und im Hinblick auf eine möglichst sichere Handhabung ist der Einsatz träger Sprengstoffe von Vorteil. Deren Zündung durch die auftreffende Bedrohung muss jedoch sichergestellt sein. Die Unterstützung der Zündung kann zum Beispiel über unterschiedliche Hilfsmittel erfolgen, die in Fig. 25 dargestellt sind. Gezeigt werden drei Beispiele für Zündhilfen. Beim oberen Teilbild ist eine zündunterstützende pyrotechnische Schicht 33 zwischen 5 und 7 vorgesehen. Beim mittleren Teilbild besteht die zündunterstützende Einrichtung aus einer mechanischen Anordnung 34 zwischen 5 und 7. Beim unteren Teilbild ist das zündunterstützende Element (zum Beispiel die Zündpille) 35 in den Sprengstoff 7 eingebettet. Derartige Zündelemente können aber auch in 5 integriert sein oder sich in einer besonderen, eigenständigen Zwischenschicht befinden. Die Zündelemente können zum Beispiel zur Verbesserung der Handhabungssicherheit modular, d.h. zu- und abmontierbar ausgebildet sein. Ebenfalls gezeigt ist bei diesen Beispielen eine stoßwellenübertragende oder auch die Detonationswirkung vermindernde (streuende) Schicht 36, die im Gegensatz zu dem in Fig. 4C gezeigten Beispiel vom Sprengstoff beabstandet angeordnet ist.
Fig. 26 zeigt einen Aufbau aus zwei um 90° versetzten reaktiven Flächen A und B mit streifenförmigen, einschichtigen Belegungen. Die Felder zur Aufnahme des Sprengstoffs sind hier ganz oder teilweise in die Platten eingefräst. An dieser Stelle sei darauf verwiesen, dass die Sprengstofffelder nicht quadratisch ausgeführt sein müssen, sondern jede beliebige Kontur aufweisen können. Es muss lediglich sichergestellt sein, dass eine ausreichend große Teilfläche durch das entsprechende Sprengstofffeld beschleunigt wird.
Zur Charakterisierung der Erfindung wurden bisher Beispiele für Anordnungen gezeigt, die ohne Berücksichtigung der tragenden Elemente, der Befestigungselemente und weiterer Komponenten wie zum Beispiel Gehäuse oder sonstige Wandungen ausgelegt sind. Es kann aber für das Gesamtsystem vorteilhaft sein, wenn derartige Elemente zur gesamten Schutzwirkung beitragen. Fig. 27 zeigt drei Beispiele für Schutzaufbauten mit unterschiedlich positionierten, zusätzlichen Schutzschichten, Wandungen oder Behältern. Das obere Teilbild zeigt eine vorgelagerte, gegenüber der reaktiven Schutzzone beabstandete Schicht 38. Im mittleren Teilbild ist ein Aufbau wie oben dargestellt, jedoch mit einer zusätzlichen Schicht 39 zwischen der reaktiven Schutzzone und dem Ziel 1. Eine derartige Einrichtung zwischen der reaktiven Fläche 4 und der Zieloberfläche kann dazu beitragen, dass der gestörte Strahl einer Hohlladung beim Durchdringen der Platte 39 weitere laterale Kräfte erfährt und dadurch noch effizienter seitlich abgelenkt wird. Dadurch kann zum Beispiel bei gleicher Schutzleistung die Strecke S zwischen reaktiver Zone und Ziel verkürzt werden. Das untere Teilbild zeigt eine weitere Auslegungsmöglichkeit mit einer möglichst geringen Zieltiefe. Dargestellt ist eine doppelschichtige Anordnung mit den Komponenten 39 und 40 zwischen der reaktiven Ebene 4 und dem Ziel 1 . Die endballistischen Eigenschaften der Platte 40 können mit Hilfe bereits vorliegender Ergebnisse mit inerten Zielen gegen die unterschiedlichen Bedrohungen abgeschätzt werden und die Platte 40 entsprechend ausgelegt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 zu schützendes Objekt / Ziel
2 Winkel zwischen Bedrohungsrichtung und reaktiver Schutzanordnung
3 Bedrohung / Bedrohungsrichtung
4 Schutzanordnung / Schutzfläche, gebildet aus den Einzelfeldern 4A
4A reaktives Schutzfeld / reaktives Teilfeld / reaktive Teilfläche
4B inerte Teilfläche
5 vordere Abdeckung / Schutzplatte / Trägerplatte bzw. vordere,
bedrohungsseitige reaktiv beschleunigte Platte
5A vordere Teilflächenbelegung (entsprechend 5)
5B reaktiv beschleunigte Platte 5
5C reaktiv beschleunigte Platte 5A
5D durch die Detonation ausgestanzte Teilfläche von 5
5E reaktiv beschleunigte (den Steg 8 ) teilweise überdeckende Teilfläche
6 Außenverdämmung / Randschicht / äußere Begrenzung von 4 bzw. 4A
7 Sprengstofffeld / pyrotechnisches Element / pyrotechnische Zone
7A vorderes Sprengstofffeld / vorderes pyrotechnisches Element (bei
Doppelbelegung)
7B hinteres Sprengstofffeld / hinteres pyrotechnisches Element (bei
Doppelbelegung)
8 Innenverdämmung zwischen den Sprengstofffeldern / Trennschicht
8A geometrisch gestaltete Innenverdämmung zwischen den Sprengstofffeldern 8B abgewinkelte / angestellte horizontale (oder vertikale) Innenverdämmung
9 hintere, reaktiv beschleunigte Abdeckung bzw. Platte von 4 bzw. 4A 9A zweite hintere reaktiv beschleunigte Platte von 4 bzw. 4A
9B Schicht zwischen 9 und 9A
9C reaktiv zu beschleunigendes Element / zu beschleunigende Platte 9
9D beschleunigtes Element 9C
9E Sprengstofffeld mit die inneren Verdämmungen überlappender Teilfläche
10 Beulplatte / Beulkombination / Beulanordnung (gebildet aus 9, 9A und 9B)
11 Mittelschicht / reaktive Zone / reaktive Fläche / reaktives Flächenelement 11 A vordere Abdeckung / vordere Deckschicht von 11
11 B hintere Abdeckung / hintere Deckschicht von 11
11 C reaktiv beschleunigtes Element 11 C
11 D reaktiv beschleunigtes Element 11 C
11 E doppelreaktive Schicht
12 Geschwindigkeitspfeil
13 Zwischenschicht zwischen 5 und 7
13A seitliche Begrenzungsschicht von 7 in Verbindung mit 8
14 äußere Deckschicht / Vulkanisationsschicht / Sprengstoffabdeckung
15 Haltestreifen / Befestigungselement / Klemmelement / kraft- oder
formschlüssige Halterung
16 Trennschicht / Zwischenschicht zwischen 7A und 7B
16A reaktiv beschleunigte Komponente von 4A / reaktiv beschleunigte Teilfläche
17 Zwischenschicht zwischen 7 und 16A
18 Abstand zwischen 5 und 5A
19 Rahmen / Außenbegrenzung der Schutzfläche 4
20 reaktive Schutzzone mit abgewinkelten Einzelfeldern 4A
21 reaktive Schutzzone, gebildet aus zwei parallelen Schutzelementen
entsprechend 20
22 reaktive Schutzzone mit zwei gespiegelten Schutzelementen entsprechend 20
23 reaktive Jalousie, gebildet aus den Elementen 4 bzw. 4A
24 reaktive Jalousie, gebildet aus unterschiedlichen Elementen 4 bzw. 4A
25 vorderes reaktives Jalousieelement, gebildet aus Elementen entsprechend 4A 26 hinteres reaktives Jalousieelement, gebildet aus Elementen entsprechend 4A
27 schachbrettartige Belegung der Flächen 4 mit Sprengstofffeldern 4A und inerten Feldern
28 streifenförmige Anordnung von Sprengstofffeldern entsprechend 4
29 vordere / bedrohungsseitige Teilabdeckung
30 reaktiv beschleunigtes hinteres Teilflächenelement (Sprengstofffeld 7
überlappend)
31 äußere Abdeckung / Abdeckfolie
32 Trennplatte / Trägerplatte
33 flächenhafte Zündhilfe
34 mechanische Zündhilfe
35 örtliche / pillenartige Zündhilfe
36 Schicht zwischen 7 und 10
37 Schutzzone entsprechend der Erfindung mit (hier drei) sprengstoffbelegten Streifenelementen
37A zweites reaktives Element, um 90° gegenüber 37 gedreht
38 Vorblech / vordere Gehäusewand / Vorziel
39 vor 1 positioniertes Schutzelement / hintere Gehäusewand
39A jalousieartige Ablenkschicht / Schockminderungsschicht
40 Schicht
41 zweite, rückseitige reaktiv beschleunigte (überlappende) Teilfläche

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Reaktive Schutzanordnung zum Schutz von ortsfesten oder beweglichen Objekten (1) gegen Bedrohungen (3) durch Hohlladungen, projektilbildende Ladungen oder Wuchtgeschosse, die an einer der Bedrohung (3) zugewandten Seite des zu schützenden Objekts (1) beabstandet angebracht bzw. anbringbar ist, mit wenigstens einer gegenüber der Bedrohungsrichtung in einem Neigungswinkel (2) angeordneten Schutzfläche (4), wobei die Schutzfläche (4) eine der Bedrohung (3) zugewandte vordere Abdeckung (5), eine der Bedrohung (3) abgewandte und zur vorderen Abdeckung (5) beabstandete hintere Abdeckung (9, 10) sowie wenigstens eine ortsfeste oder bewegliche reaktive Mittelschicht (11) zwischen der vorderen Abdeckung (5) und der hinteren Abdeckung (9, 10) aufweist, wobei die wenigstens eine reaktive Mittelschicht (11) wenigstens zwei reaktive Teilflächen (4A) mit jeweils wenigstens einem Sprengstofffeld (7) aufweist und wobei die reaktiven Teilflächen (4A) der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht (11) allseitig verdämmt sind.
Schutzanordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die reaktiven Teilflächen (4A) der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht (11) mittels Trennschichten (8) lateral verdämmt sind.
Schutzanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die hintere Abdeckung (9, 10) eine Beulanordnung (10) aufweist.
Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine reaktive Mittelschicht (11) einseitig oder beidseitig mit einer Deckschicht (11 A, 11 B) versehen ist.
5. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die reaktiven Teilflächen (4A) der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht (1 1) wenigstens zwei Lagen mit lateral allseitig verdämmten Sprengstofffeldern (7A, 7B) aufweisen.
6. Schutzanordnung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen den Sprengstofffeldern (7A, 7B) von zwei Lagen der reaktiven Teilflächen (4A) eine Zwischenschicht (16) angeordnet ist.
7. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Flächenbelegung der wenigstens einen Schutzfläche (4) mit verdämmten reaktiven Teilflächen (4A) etwa 50% bis etwa 100% beträgt.
8. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Neigungswinkel (2) zwischen der wenigstens einen Schutzfläche (4) und der Bedrohungsrichtung im Bereich von etwa 30° bis etwa 70° liegt.
9. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Schutzdicke eines Sprengstofffeldes (7, 7A, 7B) in Bedrohungsrichtung im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 14 mm liegt.
10. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der reaktiven Mittelschicht (1 1 ) und der hinteren Abdeckung (9, 10) eine Zwischenschicht (36) angeordnet ist.
11. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die verdämmenden Trennschichten (8) der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht (11) geometrisch geformte oder geneigte Trennelemente (8A, 8B) aufweisen.
12. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen einer reaktiven Teilfläche (4A) und einer diese lateral verdämmenden Trennschicht (8) zumindest teilweise eine Grenzschicht (13) zur Beeinflussung der Grenzschichtreflexionen angeordnet ist.
13. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die reaktiven Teilflächen (4A) der wenigstens einen Schutzfläche (4) im Wesentlichen schachbrettartig oder streifenförmig angeordnet sind.
14. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schutzanordnung wenigstens zwei in Bedrohungsrichtung hintereinander angeordnete Schutzflächen (4) mit streifenförmig angeordneten reaktiven Teilflächen (4A) aufweist, wobei die Streifen der reaktiven Teilflächen einer hinteren Schutzfläche gegenüber den Streifen der reaktiven Teilflächen einer vorderen Schutzfläche versetzt angeordnet sind.
15. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schutzanordnung wenigstens zwei in Bedrohungsrichtung hintereinander angeordnete Schutzflächen (4) mit schachbrettartig angeordneten reaktiven Teilflächen (4A) aufweist, wobei die reaktiven Teilflächen einer hinteren Schutzfläche im Wesentlichen gegenüber den reaktiven Teilflächen einer vorderen Schutzfläche versetzt angeordnet sind.
16. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Schutzflächen (4) jalousieartig angeordnet sind.
17. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere Schutzflächen (4) in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
18. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der wenigstens einen Schutzfläche (4) und dem zu schützenden Objekt (1) eine Zusatzschicht (39, 40) zum Stören einer die wenigstens eine Schutzfläche (4) durchdringenden (Rest-)Bedrohung (3) mit oder ohne Abstand zu dem zu schützenden Objekt (1) und/oder zu der wenigstens einen Schutzfläche (4) angeordnet ist.
19. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Schutzfläche (4) beweglich angeordnet ist.
20. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die reaktiven Teilflächen (4A) der wenigstens einen Mittelschicht (11) austauschbar sind.
21. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die reaktiven Teilflächen (4A) der wenigstens einen Mittelschicht (11) drehbar bzw. in ihrer Neigung verstellbar sind.
22. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die reaktiven Teilflächen (4A) und/oder die Sprengstofffelder (7) pyrotechnisch miteinander verknüpft sind.
23. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schutzfläche (4) eine Umhüllung oder ein Gehäuse aufweist.
24. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sprengstofffelder (7) mit einer pyrotechnischen oder mechanischen Zündhilfe versehen sind.
25. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vordere und/oder die hintere Abdeckung (5, 9, 10) an ihren der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht (11) zugewandten Seiten zumindest teilweise thermisch und/oder mechanisch behandelt sind.
26. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vordere Abdeckung (5) im Wesentlichen aus einem Material besteht, das auf Grund seiner Dicke und/oder seiner mechanischen Eigenschaften bei der Detonation des Sprengstoffs im Wesentlichen entsprechend der Größe der reaktiven Teilfläche (4A) ausgestanzt wird.
27. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Schutzfläche (4) eine modulare Einheit bildet.
28. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine Schutzfläche (4) auf ihrer Vorderseite und/oder ihrer Rückseite eine Abdeckschicht (31) aufweist.
29. Schutzanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die vordere und/oder die hintere Abdeckung (5, 9, 10) mit der wenigstens einen reaktiven Mittelschicht (1 1 ) mittels einer Schraubverbindung, einer Klebeverbindung und/oder einer Vulkanisation verbunden sind.
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