EP2806245B1

EP2806245B1 - Anordnung zum Schutz eines Objekts gegen anfliegende Projektile

Info

Publication number: EP2806245B1
Application number: EP14001632.0A
Authority: EP
Inventors: Marco Herden-Ostendorff; Klaus Schlüter
Original assignee: Diehl Defence GmbH and Co KG
Current assignee: HERDEN-OSTENDORFF, MARCO; Diehl Defence GmbH and Co KG
Priority date: 2013-05-25
Filing date: 2014-05-08
Publication date: 2017-12-20
Anticipated expiration: 2034-05-08
Also published as: US20140373707A1; EP2806245A1; EP2806245B8; CA2851799A1; DE102013008941A1; IL232092A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Schutz eines Objekts, insbesondere eines Kraftfahrzeugs wie eines gepanzerten Rad- oder Kettenfahrzeugs, gegen anfliegende Projektile.
Insbesondere militärische Fahrzeuge, beispielsweise Kampf-, Schützen- und Transportpanzer, benötigen heutzutage einen möglichst polyvalenten und flexiblen Schutz gegen anfliegende Projektile. Ziel ist es, unter Verwendung einer entsprechenden additiven Anordnung das Kraftfahrzeug gegen unterschiedliche Bedrohungsszenarien zu schützen. Einerseits ist die Bedrohung in der asymmetrischen Kriegsführung von allen Seiten möglich, womit ein möglichst guter Rundumschutz nötig ist, andererseits sollten die Fahrzeuge auch in klassischen Bedrohungsszenarien möglichst gut geschützt sein, wobei die Duellfähigkeit und damit ein starker Schutz im Bereich der Kraftfahrzeugfront wichtig ist. Zweckmäßig ist eine Schutzanordnung, die, wenn möglich, beides realisiert.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass sich die anfliegenden Projektile deutlich unterschiedlich sein können. So bilden Hohlladungen ein dünnes, sehr schnelles Projektil aus, während IED-EFPs (= improvised explosive device (IED), explosively formed projective (EFP)), große, schwere Projektile bilden, während KE-Munition (kinetische Energie (KE)) sehr dünne, lange und harte Projektile darstellen.
Besonderer Wert wird auf den seitlichen Schutz des Kraftfahrzeugs gelegt, da hier große Flächen geschützt werden müssen, zumal gerade im Falle einer asymmetrischen Kriegsführung viele verschiedene Bedrohungen aus seitlicher Richtung vorhanden sind.
Im Rahmen der unterschiedlichen Projektile sind insbesondere die IED-EFPs besonders problematisch, sie stellen die größten Anforderungen an die Panzerung derartiger Kraftfahrzeuge. Es handelt sich dabei um Sprengladungen, welche die Detonationsenergie von Sprengstoffen nutzen, um ein oder mehrere Geschosse aus einem duktilen Material zu verformen, die auf Geschwindigkeiten von 1500 bis 3000 m/s zielgerichtet beschleunigt werden. Hierbei sind Durchdringungsleistungen von über 100 mm in Panzerstahl durchaus üblich. Splitterladungen sowie sogar fokussierte Splitterladungen sind heute ebenfalls weit verbreitete Bedrohungen, diese erreichen jedoch nicht die Durchdringungsleistung der beschriebenen EFPs. Wird folglich ein wirkungsvoller Schutz gegen die IED-EFPs erreicht, ist folglich auch gleichzeitig ein sehr wirkungsvoller Schutz gegen andere Bedrohungen gegeben.
Aus DE 198 25 260 B4 ist eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei der Störkörper von einer Oberfläche oder einer Folgepanzerung des zu schützenden Objekts vorstehend angeordnet werden. Diese Störkörper sind schwingend, federnd oder biegsam gelagert. Sie sind entweder fest mit der Folgepanzerung oder der Oberfläche des zu schützenden Objekts verbunden, können aber auch angeschraubt oder anderweitig dort befestigt werden. Die Geometrie der Störkörper kann dabei unterschiedlichst sein, sie können zylindrisch, stiftförmig, kugelförmig, kegelförmig und ähnliches sein. Vorzugsweise handelt es sich um Hohlkörper, die gegebenenfalls auch mit einem Füllmedium gefüllt sein können. Über die zu schützende Fläche werden nun eine Vielzahl solcher Störkörper verteilt angeordnet. Die konkrete Wahl der Geometrie des Störkörpers respektive seiner konkreten Auslegung erfolgt letztlich abhängig von der zu schützenden Bedrohung. Auch hier sind die Störkörper aus entsprechenden Materialien zu bilden, was sie einerseits schwer, andererseits teuer macht, um den erforderlichen Masseneffizienzfaktor im Gewichtsverhältnis zu einer homogenen Panzerstahlplatte zu erreichen.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine an ein Kraftfahrzeug adaptierbare Schutzanordnung anzugeben, die im Aufbau einfach ist, gleichzeitig aber den entsprechenden Flächenschutz bietet. FR 2 747 719 A1 ist der nächstliegende Stand der Technik. US 2009/031889 A1 und US 2011/072960 A1 zeigen ebenfalls Schutzanordnungen. Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Anordnung zum Schutz eines Objekts nach Anspruch 1, insbesondere eines Kraftfahrzeugs gegen anfliegende Projektile vorgesehen, bestehend aus mehreren im Querschnitt prismenförmigen Profilstäben, die in wenigstens zwei hintereinanderliegenden und voneinander beabstandeten Reihen, in denen die jeweiligen parallel zueinander verlaufenden Profilstäbe voneinander beabstandet sind, angeordnet sind, wobei die Profilstäbe der vorderen Reihe die Lücken zwischen den Profilstäben der hinteren Reihe überdecken.
Die erfindungsgemäße Anordnung, die adaptiv an einem Kraftfahrzeug wie einem Panzer oder dergleichen angeordnet werden kann, besteht aus zwei gestaffelt hintereinander angeordneten Reihen jeweils bestehend aus mehreren parallel zueinander verlaufenden Profilsstäben, die ebenfalls voneinander beabstandet sind. Die beiden Reihen sind so angeordnet, dass sie versetzt liegen, das heißt, dass die Profilstäbe der vorderen ersten Reihe die Lücken der zwischen den Profilstäben der hinteren zweiten Reihe überdecken. Es ergibt sich also, gesehen von der Seite, eine geschlossene Fläche, die jedoch geometrisch unterteilt respektive strukturiert ist. Die Profilstäbe selbst weisen einen prismenförmigen Querschnitt auf. Bevorzugt sind sie viereckig, beispielsweise rautenförmig oder quadratisch, wobei aber auch fünf- oder sechseckige Querschnittsformen denkbar sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung lässt eine gezielte Störung respektive Zerstörung der anfliegenden Projektile, insbesondere der EFPs zu. Durch die versetzte Anordnung der Profilstabreihen entstehen definierte Freiräume, in die die sich zerlegenden Projektilmassen durch wechselwirkende und aus verschiedenen Richtungen wirkende Impulskräfte bewegen können. Die Wirkungsweise beruht hier folglich nicht auf der Festigkeit des Materials, sondern auf Massenträgheit und den Impulsgesetzen in der Interaktion von Projektil und Profilstab. Denn infolge der beschriebenen Positionierung der Reihen respektive der Profilstäbe und der Schaffung der definierten Freiräume kommt es dazu, dass sich die Projektile aufprall- respektive impulsbedingt selbst zerlegen. Je schneller und damit gefährlicher die Projektile sind, umso besser ist die Störwirkung. Neben Schutz gegen EFPs ist auch ein Schutz gegen Splitterladung gegeben, da Splitterladungen deutlich geringere Durchdringungsleistungen besitzen als EFPs, wie auch Schutz gegen Pfeilgeschosse gegeben ist. Diese werden durch asymmetrische Querschnittsbelastungen zerbrochen und in einzelne Bruchstücke aufgetrennt, die sich wiederum in die Freiräume bewegen können. Wie beschrieben sind die Profilstäbe im Querschnitt bevorzugt viereckig, sie können eine quadratische Form oder Rautenform besitzen. Die Kanten können eckig oder leicht abgerundet sein.
Die Anordnung ist dabei derart, dass zumindest die Profilstäbe der ersten, vom Fahrzeug abgewandten Reihe derart angeordnet sind, dass die Kanten seitlich vorstehen. Auch die Profilstäbe der zweiten Reihe können so angeordnet sein, dass eine Kante seitlich vorsteht, das heißt, dass die Ausrichtung der Profilstäbe beider Reihen gleich ist. Die Profilstabflächen stehen folglich schräg, so dass ein auftreffendes Projektil letztlich zur Seite hin abgelenkt ist und in einen definierten Freiraum eintritt.
Die Profilstäbe der ersten und zweiten Reihe können vorzugsweise einen Querschnitt von 2 bis 200 cm² aufweisen. Die Profilstäbe der ersten Reihe weisen eine kleinere Querschnittsfläche A₁ als die (A₂) der zweiten Reihe auf. Verallgemeinernd kann man sagen, dass die Größe der Querschnittsflächen in den beiden Reihen voneinander abweichen kann, beispielsweise um ca. 10 %. Die Querschnittfläche kann um einen Faktor > 0,5 und < 1,0, insbesondere zwischen 0,7 bis 0,9 kleiner sein, also z. B. A₁ = 0,9 A₂.
Der Abstand eines Profilsstabs der ersten Reihe von einem benachbarten Profilstab der zweiten Reihe sollte zwischen 3 bis 100 mm betragen. Der konkret zu wählende Abstand hängt natürlich von der jeweiligen Querschnittsfläche der Profilstäbe der einzelnen Reihen ab, wie auch deren Abstand innerhalb der einzelnen Reihen. Der Abstand sollte so sein, dass sich hinreichend große Freiräume ergeben, in die die abgelenkten, sich zerlegenden Projektilteile nach dem ersten Aufprall auf die erfindungsgemäße Anordnung, im Rahmen dessen sie durch Zerlegung des anfliegenden Projektils aufgefächert wurden, verbunden mit dem entsprechenden Energieabbau, eindringen können.
Die Profilstäbe sind zweckmäßigerweise aus metallischem Material. Da die erfindungsgemäße Wirkungsweise nicht auf der Festigkeit des Materials, sondern auf Massenträgheit und den Impulsgesetzen im Rahmen der Interaktion von Projektil und Profilstäben beruht, kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein kostengünstiges Material wie beispielsweise Baustahl anstelle von Panzerstahl verwendet werden.
Die Profilstäbe selbst können als Vollprofile oder als Hohlprofile ausgeführt sein, wobei grundsätzlich die Möglichkeit besteht, ein etwaiges Hohlprofil auch mit einem zusätzlichen Material zu füllen, wenn dies aus Gründen der Energiedissipation zweckmäßig ist.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen den Profilstäben einer Reihe, sich vorzugsweise zwischen die Profilstäbe der anderen Reihe fortsetzend, schräg verlaufende Beulbleche angeordnet sind. Diese integrierten Beulbleche wirken zusätzlich gegen Hohlladungsbedrohungen. Solche Hohlladungen erzeugen hochdynamische Hochladungsstachel, welche durch die integrierten Beulbleche, die als zusätzliche Prall- und Ablenkflächen dienen, stark gestört werden und dadurch eine nur geringe Resteindringungsfähigkeit in die Grundpanzerung des geschützten Fahrzeugs besitzen.
Diese Beulbleche können als einlagige Bleche oder als Sandwichbauteile, insbesondere bestehend aus einer Gummi- oder Kunststofflage und wenigstens einer Lage aus metallischem Material ausgeführt sein. Der Sandwichaufbau und die daraus resultierende Verformbarkeit ist hinsichtlich des Abbaus kinetischer Energie ebenfalls zweckmäßig.
Erfindungsgemäß sind die Metallprofile, und gegebenenfalls auch die Beulbleche, an mehreren gemeinsamen Halterungen, die sie gegebenenfalls durchsetzen, angeordnet. Die Profilstäbe weisen eine Länge von einem oder mehreren Metern auf, so dass sich die gesamte gatterartige Anordnung über eine entsprechende Fahrzeuglänge erstreckt. Je nachdem, wie hoch der zu schützende Fahrzeugbereich ist, wird die Anzahl der reihenmäßig verwendeten Profilstäbe gewählt. Um die Profilstäbe auf einfache Weise in ihrer Relativposition zueinander zu fixieren, sind entsprechende Halterungen vorgesehen, beispielsweise entsprechende Bleche oder ähnliche Träger, an denen die Profilstäbe der einzelnen Reihen angeordnet sind. Kommen beispielsweise Haltebleche zum Einsatz, so können diese mit entsprechenden Ausnehmungen, die der Querschnittsform der Profilstäbe entsprechen, versehen sein, durch welche die Profilstäbe geführt werden.
Dabei können die Halterungen von Haus aus fahrzeugseitig vorgesehen sein, das heißt, dass die Anordnung quasi fahrzeugseitig aufgebaut wird. Denkbar ist es aber auch, die Anordnung quasi als vorgefertigtes Gatter auszuführen und die Profilstäbe und gegebenenfalls auch die Beulbleche an entsprechenden separaten Halterungen anzuordnen, wobei diese Halterungen dann gleichzeitig als Befestigungselemente zur Anbringung der gesamten Anordnung am zu schützenden Kraftfahrzeug dienen können. Ist eine Anordnung nicht allzu lang, kann sie durchaus auch von zwei Mann gehoben werden und versetzt werden. Das heißt, dass beispielsweise eine Fahrzeugseite durch Nebeneinandersetzen von drei oder vier Anordnungen geschützt werden kann. Soll die Fahrzeugfront geschützt werden, ist es ohne weiteres möglich, zwei Anordnungen an der Fahrzeugfront zu positionieren, wobei dort wiederum die Fixierung über die entsprechenden Halterungen möglich ist.
Sind die Profilstäbe in fahrzeugseitig fest vorgesehenen Halterungen eingesetzt, so ist ein Umrüsten selbstverständlich ebenfalls sehr einfach möglich. Dies setzt jedoch voraus, dass bei einem Versetzen der Anordnung von der Seite zur Fahrzeugfront natürlich auch frontseitig entsprechende Halterungen vorgesehen sind.
Neben der Anordnung selbst betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, z. B. ein Kettenfahrzeug oder ein anderes gepanzertes Fahrzeug, umfassend eine oder mehrere an einer Seite oder der Front oder dem Heck angebrachte Anordnungen der zuvor beschriebenen Art. Dabei können die entsprechenden Halterungen, die die Profilstäbe und gegebenenfalls die Beulbleche tragen, bereits fahrzeugseitig fest vorgesehen sein, so dass zum Aufbau der Anordnung lediglich die einzelnen Profilstäbe und gegebenenfalls Beulbleche positioniert werden. Denkbar ist es aber auch, vorgefertigte Anordnungen als komplette Schutzelemente fahrzeugseitig zu positionieren, wobei dann jede Anordnung über entsprechende Halterungen respektive Befestigungselemente verfügt, um sie am Fahrzeug zu fixieren.
Zweckmäßigerweise ist die jeweilige Anordnung zu einer am Kraftfahrzeug vorgesehenen Panzerung beabstandet angeordnet. Auch über diesen Abstand wird ein gewisser, für die Effektivität notwendiger Freiraum realisiert, der zwar einen Volumenaufwuchs des Schutzes gegenüber der zu schützenden Kraftfahrzeugstruktur bedingt. Dieser Freiraum muss jedoch kein Totvolumen sein, sondern kann zum Beispiel als Stauraum genutzt werden. Das Anfüllen dieses Freiraums mit verstauenden Utensilien, die als weitere "Absorptionselemente" dienen können, kann den Schutzgrad durchaus noch verbessern.
Der Abstand der zweiten Reihe der Anordnung zum Kraftfahrzeug respektive der Grundpanzerung des Fahrzeugs sollte zwischen 20 bis 2000 mm betragen. Das heißt, dass die Anordnung entweder sehr nah an der Grundpanzerung des Kraftfahrzeugs angeordnet werden kann, sie kann aber auch in deutlichem Abstand dazu angeordnet werden, wozu dann natürlich entsprechende Abstandshalter oder dergleichen bei Bedarf zu verwenden sind. Der Abstand sollte wenn möglich so bemessen sein, dass er ungefähr dem zehnfachen des Wertes der kleinsten oder durchschnittlichsten Querschnittsfläche der verwendeten Profilstäbe entspricht. Kommen also Profilstäbe mit beispielsweise 25 cm² zum Einsatz, so sollte der Abstand der Anordnung zur Grundpanzerung 250 mm betragen.
Wie bereits zur zuvor beschriebenen Anordnung ausgeführt, besteht die Möglichkeit, jede Anordnung quasi als separates, vorgefertigtes gatterartiges Bauteil auszuführen. An der oder jeder Anordnung sind dann entsprechende Befestigungselemente vorgesehen, mittels denen die Anordnung fahrzeugseitig lösbar befestigbar ist. Sind anordnungsseitig entsprechende Halterungen in Form von Halteblechen oder ähnlichem, an denen die Profilstäbe und gegebenenfalls die Beulbleche angeordnet sind, vorgesehen, so können diese Halterungen gleichzeitig als entsprechende Befestigungselemente ausgeführt sein, beispielsweise indem entsprechende Einhängehaken, mit denen die Halterungen und damit die Anordnungen an entsprechenden Abschnitten an der Fahrzeugfläche eingehängt werden können, oder entsprechend Durchbrechungen zur Ermöglichung einer Verschraubung und ähnliches vorgesehen sind.
Alternativ ist es aber auch denkbar, am Fahrzeug selbst entsprechende Halterungen vorzusehen, in denen die Profilstäbe und gegebenenfalls die Beulbleche der Anordnung lösbar befestigt sind. Das heißt, dass im Bereich der Flächen, vor welchen die Anordnung zu positionieren ist, entsprechende Halterungen vorgesehen sind, beispielsweise Halterungen, in die die einzelnen Profilstäbe eingelegt und fixiert werden, oder in die sie von der Seite her eingeschoben werden etc. Die Halterungen müssen natürlich grundsätzlich so konzipiert sein, dass beim Fahren die Profilstäbe sich nicht selbstständig lösen, sondern sicher fixiert sind.
Um in dem Fall, dass fahrzeugseitig die Halterungen vorgesehen sind, eine Umrüstung der Gestalt zu ermöglichen, dass die Anordnung beispielsweise von der Fahrzeugseite zur Fahrzeugfront umgebaut wird, sind über die Fahrzeugfläche an unterschiedlichen Positionen entsprechende Halterungen vorgesehen, so dass es ohne weiteres möglich ist, die Profilstäbe und gegebenenfalls die Beulbleche den Halterungen an der Fahrzeugseite zu entnehmen und beispielsweise in die frontseitigen Halterungen einzusetzen. Im Falle der Verwendung vorgefertigter gatterartiger Anordnungen erfolgt die Umrüstung einfach dadurch, dass die entsprechenden Anordnungen komplett vom Fahrzeug abgenommen und an anderer Position am Fahrzeug wieder befestigt werden.
Insbesondere im letztgenannten Fall ist es zweckmäßig, die Anordnungen entsprechend kurz auszuführen, beispielsweise mit einer Länge von 1, 1,5 oder 2 m. In diesem Fall sind dann zum Schützen einer Seite eines Fahrzeugs mehrere solcher Halterungen nebeneinander anzuordnen. Handelt es sich bei dem Fahrzeug beispielsweise um einen Panzer mit einer Länge von 6 m, so wären zum Schutz der Fahrzeugseite einschließlich des Kettenwerks beispielsweise vier Anordnungen zu verwenden, die nebeneinander positioniert werden. Soll eine Umrüstung erfolgen und soll die Panzerfront geschützt werden, so ist es ohne weiteres möglich, zwei kurze Anordnungen an der Seite zu entnehmen und frontseitig zu befestigen. Die dann gegebene gesamte Anordnungslänge von, obigem Beispiel folgend, 2, 3 oder 4 m deckt die Panzerfront entsprechend ab.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in folgendem Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:

Figur 1: eine Vorderseitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Figur 2: eine Seitenansicht der Anordnung aus Figur 1,
Figur 3: eine Seitenansicht einer Anordnung einer zweiten Ausführungsform,
Figur 4: eine Prinzipdarstellung der Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Anordnung,
Figur 5: ein Beispiel der Montage einer erfindungsgemäßen Anordnung an einem Kettenfahrzeug, und
Figur 6: eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Anordnung.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 1, die dem Schutz eines Objekts wie vornehmlich eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines gepanzerten Kettenfahrzeugs dient. Die Anordnung besteht aus mehreren, im Querschnitt prismenförmigen Profilstäben, die in zwei separaten Reihen 2, 3 (siehe Fig. 2) angeordnet sind. Die Profilstäbe 4 der ersten Reihe 2 sind übereinander liegend und parallel zueinander verlaufend, jedoch voneinander beabstandet angeordnet. In entsprechender Weise sind die Profilstäbe 5 der zweiten Reihe 3 übereinander und parallel zueinander verlaufend, jedoch ebenfalls voneinander beabstandet angeordnet. Ersichtlich sind die beiden Reihen 2, 3 derart versetzt positioniert, dass die Profilstäbe 4, gesehen von der Vorderseite 6 der Anordnung 1, die Lücken zwischen zwei dahinterliegenden Profilstäben 5 der zweiten Reihe 3 überdecken. Es bietet sich also, gesehen von der Seite, eine quasi geschlossene Front.
Die Profilstäbe 4 sind ersichtlich im Querschnitt viereckig, im gezeigten Ausgangsbeispiel quadratisch. Sie können aber auch rautenförmig sein, oder eine Querschnittsform mit noch mehr Kanten besitzen. Die Querschnittsflächen der Profilstäbe 4 der ersten Reihe 2 sind kleiner als die Querschnittsflächen der Profilstäbe 5 der zweiten Reihe 3.
Die Abstände, vertikal gesehen, zwischen zwei Profilstäben 4 respektive zwei Profilstäben 5 können zwischen 3 bis 100 mm betragen, wobei letztlich die konkret gewählte geometrische Anordnung von der Querschnittsform und der Querschnittsfläche der einzelnen Profilstäbe abhängt, da ja sichergestellt sein muss, dass die Profilstäbe 4 die Lücken zwischen zwei Profilstäben 5 überdecken.
Die Profilstäbe 4 und 5 sind aus metallischem Material, es kann sich um Vollprofile oder Hohlprofile, gegebenenfalls gefüllt (z. B. mit Sand oder ähnlichem) handeln. Sie sind bevorzugt aus einfachem Baustahl, also nicht aus teurem Panzerstahl. Dies deshalb, als sie eine hohe Schutzwirkung besitzen, die nicht auf herausragenden Festigkeitseigenschaften des verwendeten Materials beruht, sondern auf einer gezielten Schaffung von Konturen, die der Aufsplitterung eines auftreffenden Projektils dienen, das sich sodann in eine Vielzahl einzelner Teilprojektile zerlegt, die sich in definiert geschaffene Freiräume zwischen den Profilstäben 4, 5 bewegen und dort wieder an definierten Flächen aufschlagen, so dass es insgesamt zu einer hochgradigen Zersplitterung des auftreffenden Projektils kommt, verbunden mit hohen Impulsübertragungen auf die beteiligten Profilstäbe unter Vernichtung kinetischer Energie der Teilprojektile derart, dass diese Teilprojektile, wenn überhaupt, nur mit geringer Durchdringungsleistung auf die dahinterstehende Panzerung des Kraftfahrzeugs treffen und dort keinen Schaden anrichten können.
In der Seitenansicht gemäß Figur 2 ist eine Halterung 7 erkennbar, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel, siehe Figur 1, zwei solcher Halterungen 7 vorgesehen sind. Diese weisen entsprechende Durchbrechungen 8, 9 auf, die im Wesentlichen der Geometrie der Profilstäbe entsprechen, so dass diese durch die Durchbrechung 8, 9 gesteckt werden können. Die eingesteckten Profilstäbe 4, 5 können sodann in ihrer Endstellung an den Halterungen 7 verschweißt werden, so dass sich insgesamt eine vorgefertigte Anordnung 1 ergibt, die als solche komplett verbaut werden kann. Eine solche Anordnung 1 hat beispielsweise eine Länge von 1 bis 1,5 m, so dass sie noch getragen werden kann. Auch ermöglicht eine solche Bemaßung, durch nebeneinander gesetzte Anbringung mehrerer solcher Anordnung eine größere Fläche zu bedecken, beispielsweise eine komplette Seitenfläche eines Panzers. Soll die Panzerfront geschützt werden, ist es ohne weiteres möglich, beispielsweise nur zwei solcher Anordnungen 1 frontseitig anzubringen.
Um eine einfache Anbringung zu ermöglichen sind im gezeigten Beispiel lediglich prinziphaft Befestigungselemente 10, hier Haken, an den Halterungen 7 dargestellt, mit denen die Anordnung 1 in entsprechende Einhängeabschnitte, die kraftfahrzeugseitig vorgesehen sind, eingehängt werden kann, wobei natürlich zusätzliche Mittel zur sicheren Befestigung noch verwendet werden können, um ein Verlieren einer Anordnung bei fahrendem Fahrzeug zu vermeiden.
Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung 1, die im Aufbau der aus den Figuren 1 und 2 entspricht. Auch dort sind zwei Reihen 2, 3 bestehend aus Profilstäben 4, 5 gebildet, die wiederum in wenigstens zwei entsprechenden Halterungen 7 aufgenommen sind. Auch hier ist der erfindungsgemäße Reihenversatz realisiert.
Ersichtlich sind hier zusätzlich Beulbleche 11 zwischen die entsprechenden Reihen gesetzt, die gegebenenfalls an den beiden Halterungen 7 in entsprechenden Aufnahmeschlitzen eingesetzt respektive fixiert sind. Bei diesen Beulblechen 11 kann es sich um einfache Metallbleche handeln, denkbar sind aber auch Sandwichstrukturen bestehend einer Metalllage und einer aufgebrachten Kunststoff- oder Gummilage oder ähnlichem. Diese Beulbleche wirken gegen zusätzliche Hohlladungsbedrohungen. Solche Hohlladungen bilden hoch dynamische Hochladungsstachel, die durch die integrierten Beulbleche stark gestört werden können. Natürlich haben diese Beulbleche auch gegenüber einem Beschuss mit beispielsweise EFP-Projektilen eine zusätzliche Schutzfunktion, da sie zwangsläufig ebenfalls impuls- respektive energievernichtend wirken.
Figur 4 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung 1, die hier nur dem Prinzip nach dargestellt ist. Gezeigt ist die Anordnung 1, die vor einer Grundpanzerung 12 eines Kraftfahrzeugs positioniert ist. Der Abstand d zwischen der hinteren Ebene der Anordnung 1 und der Grundpanzerung 12 sollte zwischen 20 mm bis 2000 mm betragen, wobei sich ein zweckmäßiger Abstand derart ermitteln lässt, dass er (in mm) wenigstens dem 10-fachen des Zahlenwerts der minimalen Querschnittsfläche eines Profilstabs entspricht, sofern alle Profilstäbe 4 oder 5 die gleiche Querschnittsfläche haben, oder dem Querschnittsflächendurchschnittswert. Besitzt also ein Profilstab beispielsweise eine Querschnittsfläche von 36 cm², so sollte der Abstand d 360 mm betragen.
Wie Figur 4 zeigt respektive auch die vorherigen Figuren zeigen, sind die Profilstäbe 4, 5 so angeordnet, dass jeweils eine Kante 13, 14 in Richtung der anfliegenden Bedrohung, hier dargestellt durch ein anfliegendes Projektil 15, gerichtet ist. Die viereckigen Profilstäbe 4, 5 sind also so ausgerichtet, dass die beiden Diagonalen horizontal und vertikal verlaufen. Das heißt, dass die jeweiligen Stabflächen 16 bzw. 17 unter einem Winkel ungleich 90° zu Horizontalen verlaufen, sie liegen (bei angenommener vertikaler Ausrichtung der Anordnung 1) im gezeigten Beispiel unter einem Winkel von 45° zur Horizontalen.
Es sei angenommen, dass das Projektil 15, beispielsweise ein EFP-Projektil, auf die Anordnung 1 trifft. Es schlägt an einem Profilstab 4 der ersten Reihe 2 auf und trifft dort im gezeigten Beispiel auf die vorspringende Kante 13. Dies führt dazu, dass zu einer hochgradigen Zersplitterung und Bildung von vielen einzelnen Teilprojektilen 18 kommt, die resultierend aus den schräg verlaufenden Flächen 16 nach oben und unten zur Seite hin abgelenkt werden. Sie bewegen sich in die definiert ausgebildeten Freiräume zwischen den einzelnen Profilstäben 4, 5 und treffen dort entweder auf die quasi innenliegenden Flächen 16 der Profilstäbe 4 der ersten Reihe 2 oder auf Kanten oder Flächen 17 der Profilstäbe 5 der zweiten Reihe 3. Auch dort kommt es zwangsläufig zu Kollisionen und folglich zu einem Impulsabbau respektive einer Energievernichtung, so dass die Teilprojektile 18 einerseits aufgrund der Zersplitterung, andererseits aufgrund dieser Abbremsung und Energievernichtung eine extrem starke Reduzierung ihrer Durchdringungsfähigkeit erfahren. Die wenigen Teilprojektile 18, die bis auf die Grundpanzerung 12 durchdringen, sind derart abgebremst, dass sie dort keinen Schaden verrichten.
Während im oberen Teil von Figur 4 keine Beulbleche 11 gezeigt sind, sind im unteren Teil der Figur 4 exemplarisch zwei Beulbleche 11 dargestellt. Diese dienen als weitere Aufprall- oder Ablenkflächen für die Teilprojektile 18. Das heißt, dass auch an diesen Beulblechen 11, die beim Aufprall der Teilprojektile 18 deformiert werden, die Teilprojektile 18 abgebremst werden, auch dort wird Energie vernichtet.
Während Figur 4 exemplarisch den Aufschlag eines EFD-Projektils zeigt, das wirkungsvoll zerstört und damit in seiner Durchdringungsfähigkeit reduziert werden kann, ist die erfindungsgemäße Anordnung auch wirksam gegen Hohlladungen oder gegen KE-Pfeilmunition. Gegen Hohlladungen ist insbesondere die Integration der Beulbleche zweckmäßig. In Verbindung mit den verkippt angeordneten Profilstäben 4, 5 ist es gleichzeitig auch möglich, den vorderen Stachel der Hohlladung zu stören. Ähnlich ist die Schutzfunktion auch in Bezug auf KE-Pfeilmunition, auch hier beruht die Wirkung gegen diese dünnen, langen Projektile auf einer asymmetrischen Querschnittsbelastung. Denn das anfliegende lange Projektil erfährt beim Aufprall hohe Scher- und Biegekräfte, die das Projektil zerbrechen, so dass es auch hier zu einer Zersplitterung kommt.
Figur 5 zeigt in einer Prinzipdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 19, das hier nur ausschnittsweise darstellt ist. Gezeigt ist die seitliche Grundpanzerung 20 (entsprechend der Grundpanzerung 12 aus Figur 4) mit davor befindlichem Kettenwerk 21. Die gezeigte erfindungsgemäße Anordnung 1 ist vor die Grundpanzerung gesetzt und über das Kettenwerk 21 gezogen. Die Anordnung 1 ist wie in Figur 3 dargestellt ausgeführt, also bestehend aus zwei Reihen 2, 3 aus Profilstäben 4, 5, die in vertikalen Reihen parallel verlaufend übereinander beabstandet in den jeweiligen Reihen 2, 3 angeordnet sind, wobei die Reihen 2, 3 versetzt positioniert sind. Ebenfalls vorgesehen sind hier die Beulbleche 11, die zwischen die Profilstäbe 4 respektive 5, sich bis in den Bereich der jeweiligen anderen Reihe erstrecken, angeordnet sind.
Bei der in Figur 5 gezeigten Anordnung 1 kann es sich um eine vorgefertigte Anordnung im Sinne der Figuren 1 bis 3 handeln, bei der also die Profilstäbe 4, 5 und gegebenenfalls die Beulbleche 11 fest mit den Halterungen 7 verbunden sind, so dass die gesamte Anordnung 1 als einstückiges Bauteil am Fahrzeug befestigt werden kann. Zum Schutz einer kompletten Fahrzeugseite, also beispielsweise einer Seite des Panzers, sind beispielsweise drei oder vier solcher Anordnungen 1 nebeneinander zu positionieren. Ändert sich die Fahrzeughöhe, nimmt also die Fahrzeughöhe zur Front hin ab, ist es denkbar, eine solche vorgefertigte Anordnung auch dieser Geometrie entsprechend auszubilden.
Grundsätzlich denkbar ist es aber auch, die Anordnung 1 quasi erst am Kraftfahrzeug, also beispielsweise im Panzer, selbst aufzubauen. Ein solches Beispiel ist in Figur 6 dargestellt. Figur 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 19, bei dem an einer Fahrzeugseite bereits eine erfindungsgemäße Anordnung 1, die sich über einen Teil der Fahrzeugseite erstreckt, dargestellt ist. Im vorderen Seitenbereich ist keine Anordnung gezeigt, vielmehr sind dort lediglich mehrere am Fahrzeug entweder lösbar montierte oder fest angeordnete Halterungen 22 dargestellt, deren Funktion letztlich der der Halterungen 7 entspricht, mit dem Unterschied, dass an ihnen die Profilstäbe 4, 5 und gegebenenfalls die Beulbleche 11 nicht fest und unlösbar montiert werden.
Die Halterungen 22 weisen ebenfalls entsprechende Durchbrechungen 23, 24 auf, die der Aufnahme der Profilstäbe 4, 5 dienen und die natürlich entsprechend der geometrischen Anordnung respektive Ausrichtung der Profilstäbe 4, 5 in Reihenform und mit dem erfindungsgemäßen Reihenversatz ausgebildet sind. In diese werden nun bei Bedarf die Profilstäbe 4, 5 eingeschoben und über geeignete Haltemittel (z. B. Zapfen, Steckbolzen, Klammern etc.) fixiert, wie dies bei der bereits verbauten Anordnung 1 erfolgt ist. Sind alle Profilstäbe 4, 5 und gegebenenfalls die Beulbleche 11 gesetzt, ist die Anordnung 1 aufgebaut, die Fahrzeugseite ist geschützt.
Wenngleich hier entsprechende Halterungen 22 nur an der Seite des Fahrzeugs 19 dargestellt sind, ist es selbstverständlich denkbar, entsprechende Halterungen auch im Bereich der Fahrzeugfront und des Fahrzeughecks vorzusehen, so dass die Möglichkeit besteht, auch dort entsprechende Profilstäbe 4, 5 anzubringen.
Die dargestellten Halterungen 22 sind lediglich exemplarischer Natur. Selbstverständlich kann die konkrete Geometrie oder Ausgestaltung einer solchen Halterung auch anders sein. Sie muss lediglich in der Lage sein, die entsprechenden Profilstäbe 4, 5 und gegebenenfalls die Beulbleche 11 in der erfindungsgemäß vorgesehenen räumlichen Anordnung sicher haltern zu können, so dass die entsprechenden Profilstabreihen mit dem erfindungsgemäßen Reihenversatz ausgebildet werden können. Auch ist grundsätzlich die Anbringung einer Anordnung respektive Positionierung fahrzeugseitiger Halterungen nicht auf die beiden Seiten und die Front-Heckpartie begrenzt. Vielmehr ist auch eine Anordnung auf entsprechenden Oberseiten- oder Dachflächen denkbar, um gegen anfliegende Projektile von oben einen wirksamen Schutz zu bieten.

Claims

Anordnung zum Schutz eines Objekts, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gegen anfliegende Projektile, bestehend aus mehreren im Querschnitt prismenförmigen Profilstäben (4, 5), die in wenigstens zwei hintereinander liegenden und voneinander beabstandeten Reihen (2, 3), in denen die jeweiligen parallel zueinander verlaufenden Profilstäbe (4, 5) voneinander beabstandet sind, angeordnet sind, wobei die Profilstäbe (4) der vorderen Reihe (2) die Lücken zwischen den Profilstäben (5) der hinteren Reihe (3) überdecken,
wobei zumindest die Profilstäbe (4) der vorderen, vom Fahrzeug abgewandten Reihe (2) derart angeordnet sind, dass eine Kante (13) seitlich vorsteht,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Profilstäbe (4) der vorderen Reihe (2) einen kleineren Querschnitt als die Profilstäbe (5) der hinteren Reihe (3) aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass auch die Profilstäbe (5) der hinteren Reihe (3) derart angeordnet sind, dass eine Kante (14) seitlich vorsteht.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Profilstäbe (4, 5) im Querschnitt viereckig, insbesondere rautenförmig oder quadratisch sind.
Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kanten (13, 14) der Profilstäbe (4, 5) abgerundet sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Profilstäbe (4, 5) einen Querschnitt von 2 bis 200 cm² aufweisen.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Querschnitt der Profilstäbe (4) der vorderen Reihe (2) um einen Faktor > 0,5 und < 1,0, insbesondere zwischen 0,7 bis 0,9 kleiner ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand eines Profilstabs (4) der vorderen Reihe (2) von einem benachbarten Profilstab (5) der hinteren Reihe (3) 3 bis 100 mm beträgt.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Profilstäbe (4, 5) aus metallischem Material sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Profilstäbe (4, 5) Vollprofile oder Hohlprofile sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den Profilstäben (4, 5) einer Reihe (2, 3), sich vorzugsweise zwischen die Profilstäbe (4, 5) der anderen Reihe (2, 3) fortsetzend, schräg verlaufende Beulbleche (11) angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beulbleche (11) als einlagige Bleche oder als Sandwichbauteile, insbesondere bestehend aus wenigstens einer Gummi- oder Kunststofflage und wenigstens einer Lage aus metallischem Material, ausgeführt sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Profilstäbe (4, 5), und gegebenenfalls auch die Beulbleche (11), an mehreren gemeinsamen Halterungen (7, 22), diese gegebenenfalls durchsetzend, angeordnet sind.
Anordnung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Halterungen (7) gleichzeitig als Befestigungselemente (10) zur Anbringung der Anordnung (1) am zu schützenden Kraftfahrzeug (19) dienen.
Kraftfahrzeug, insbesondere Kettenfahrzeug, umfassend eine oder mehrere an einer Seite oder der Front oder dem Heck angebrachte Anordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anordnung (1) beabstandet zu einer am Kraftfahrzeug (19) vorgesehenen Panzerung (12, 20) angeordnet sind.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand (d) 20 bis 2000 mm beträgt.
Kraftfahrzeug nach einem der Anspruche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die oder jede Anordnung (1) Befestigungselemente (10) aufweist, mittels denen die Anordnung (1) fahrzeugseitig lösbar befestigt ist.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass fahrzeugseitig Halterungen (22) vorgesehen sind, an oder in denen die Profilstäbe (4, 5) und gegebenenfalls die Beulbleche (11) der Anordnung (1) lösbar befestigt sind.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass an einer Seite des Kraftfahrzeugs (19) zwei oder mehr Anordnungen (1), die aneinander anschließen, vorgesehen sind.