SE529211C2 - Lätta ballistiska skydd som byggelement - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 529 211 Typiska tunna skydd är baserade på: a) hårda plåtar, tex pansarplåt eller annan metall, som skyddar genom hög hållfasthet mot stansning. Fördelarna med dessa skydd är att de är effektiva mot mjuka projektiler och upptar en liten volym. Nackdelarna är att de inte skyddar mot projektiler med hård kärna, sk pansarbrytande ammunition, om inte skyddets tjocklek markant ökar. Detta påverkar dock vikten på ett negativt sätt; b) fiberkompositer som skyddar genom att kompositens interläminära brottseghet är stor. Kombinationer där en translaminär armering införs, det vill säga armeringen ges en komponent i riktningen vinkelrätt mot armeringsskikten så att skikten därigenom binds till varandra, återfinns också på marknaden.

Fördelarna med detta skydd är att det skyddar effektivt mot mjuka projektiler och har låg vikt. Nackdelen med dessa skydd är att de inte skyddar mot projektiler med hård kärna samt att de vanligtvis är baserade på ganska dyra fibermaterial framtagna genom exempelvis 3D-vävning, 3D-flätning, stygnbondning (stitching) eller kortfiberinsättning. Effektiva skydd kräver dessutom ofta kombinatoriska lösningar med fiberbaserade och keramiska material; c) keramer som skyddar med hög hållfasthet och hårdhet. Fördelen med dessa material är att de är relativt effektiva mot proj ektiler med härd kärna. Nackdelen med skydden är att de ofta är dyra, tunga och relativt spröda som kräver kombinationer med tex fiberkompositer för praktisk hantering.

Typiska tjocka skydd är ofta baserade på sand eller betong som skyddar genom uppbromsning av projektilen eller splitter. Skydden är prisvärda men mycket tunga och volymkrävande, vilket gör det svårt att snabbt montera respektive demontera skydden.

Kombinationer av ovanstående skyddsmetoder har även använts exempelvis för bärbara kroppsskydd trots att projektilens penetrationsförmåga ofta resulterar i ökad tjocklek och därmed ökad vikt.

Gemensamt för de tunna skydden är att det måste ske en mycket snabb retardation av projektilen med stor energiavlämning under kort tid vid träffen för att skydden inte ska peneteras med genomgående häl. Således måste skydden kurma verka mot proj ektilema när de är som effektivast, det vill säga när proj ektilerna har hög hastighet och när proj ektilemas spets är riktade mot skyddet. Projektiler med hård kärna kräver därför ett tjockare och mer hållfast skydd, vilket påverkar rörligheten i de fall där kroppsnära skydd används. Ett annat problem med tunna skydd är att de har svårigheter att klara av att retardera proj ektiler som träffar i samma punkt på skyddet. 10 15 20 25 30 35 529 211 Gemensamt för de tjocka skydden ovan är att de verkar med en långsammare retardation och uppbromsningen är i huvudsak beroende av projektilens massa och hastighet. Beroende på skyddets densitet och egenskaper, samt projektilens konstruktion, kommer proj ektilen att bromsas upp på olika sätt.

Halvmantlad ammunition (jaktammunition) lärrmar av sin rörelseenergi i det tjocka skyddet genom att proj ektilen bromsas upp och retardationen beror på vilket material som skyddet är uppbyggt av.

Helrnantlad ammunition (militär ammunition och sportskytteainrnunition) kan i traditionella skydd baserade på sand, plastrnassa etc. tränga långt in och välta först när projektilen blivit instabil. Detta har dokumenterats i så kallade humanitetsunder- sökningar av ammunition utförda på mjuka tvålmaterial som därtill visar att dessa projektiler har stor förmåga att tränga djupt in och ger stor spridning i energiöverföringsmönstret mellan olika skott.

Tekniska problemet: Ett omfattande material beträffande ballistiska egenskaper hos tunna skydd såsom väv och polymerbaserade fiberkompositer har redovisats i litteraturen. Resultaten visar att polyetenfibrer verkar ge ett bättre skydd än aramidfibrer eftersom aramidfibem är spröd och därför inte kan ta last i skadat skick utan brister. Utvecklingen av nya fibrer, såsom polybenzobisoxazolfibrer, pågår alltjämt men karaktäristiskt för fiberbaserade skydd är att de endast är koncentrerade på att genom uppbromsning i lager på lager stoppa projektiler. Proj ektilen som träffar en plan yta av ett fibermaterial kan sällan tappa sin rörelseenergi genom vältning eller fragmentering eftersom projektilen går rakt fram, det vill säga fiberrnaterialet fungerar som ett stabiliserande skikt utmed proj ektilens mantel. Istället gäller det att minska rörelseenergin genom direkt uppbromsning, vilket innebär att fiberbaserade skydd ofta är anpassade för splitter och standardammunition.

Tidigare försök att skapa andra typer av ballistiska skydd, så kallade tjocka skydd, har dokumenterats i bl a FR O 364 357, FR 2 649 743 samt US 5 723 807, US 5 866 839, US 3 431 818 och sedermera i patentansökan SV 0002005-7.

I FR 0364 357 har ett skydd med veckad metallyta som penetrationsyta, det vill säga den yta som projektilen först träffar, skapats för att avleda projektilen från sin ursprungliga bana. Genomslag av projektilen förutsätts men syftet är att välta proj ektilen mot den veckade ytan så att den tappar rörelseenergi innan den slår i en 10 15 20 25 30 35 529 211 4 bakomliggande betongkonstruktion. Problemet med denna typ av konstruktion är att projektilen förutsätts komma vinkelrätt mot skyddet. Detta är givetvis sällan fallet varför skyddet får en begränsad skyddande verkan. Dessutom kan skyddet genom den bakomliggande betongkonstruktionen orsaka oönskade rikoschetter. Projektiler med hård käma har också en påvisad dynamisk stabilitet vilket innebär att proj ektilen ofta helt penetrerar betongkonstruktioner med genomgående hål. Sett ur ett designtekniskt perspektiv skapar dessa veckade ytor också problem efiersom man ofta vill dölja den skyddande strukturen.

I FR 2 649 743 har ett skydd tagits fram där penetrationsytan är plan och möjlig att penetrera. Bakom denna fmns ett mellanskikt som innehåller ett granulat som är inbäddat i en vätska. Tanken är att projektilen ska träffa granulatet och därefter välta och tappa rörelseenergi på sin väg genom vätskan innan den stannar alternativt slår i en bakomliggande innervägg. Eftersom det är ett mycket starkt önskemål att kunna påverka proj ektilens vältning och/eller riktningsändring på minimalt penetrationsdjup samtidigt som efterföljande projektiler ska kunna träffa samma ingångshål utan att skyddet förstörs så innebär detta patent ingen lösning på problemet. Vätskan rinner ut när projektilen träffar och försämrar därmed möjligheten att bromsa efterföljande projektiler innan de stannar alternativt slår i den bakomliggande innerväggen. Därtill har den uppbromsande vätskan en negativ inverkan på vältningsförloppet på grund av dess täthet. Det bör påpekas att denna typ av väggkonstruktion också blir tung och svår att montera.

I US 5 723 807 beskrivs ett skydd för fordon. Skyddet är konstruerat som gardiner som välter och avleder projektilen innan den slår i fordonets väggar. Skyddet har ett specifikt utseende (mönster) där de skyddande brynjeliknande metallbrickorna byggs upp som i ett rutnät. Patentet är företrädesvis kopplat till tunga fordon och stridsvagnar med pansarplåt.

I US 5 866 839 förekommer ett liknande skydd som i US 5 723 807 men i detta fall används metallsfärer för att avleda och välta projektilen. Skyddet har ett specifikt utseende(mönster) där sfärer är placerade i vertikala rader. Även detta patent är företrädesvis kopplat till tunga fordon och stridsvagnar med pansarplåt.

I US 3 431 818 beskrivs ett liknande skydd som i FR 2 649 743. Även i detta fall beskrivs ett skydd med plan penetrationsyta som låter projektilen passera utan att i väsentlig grad deformeras och/eller bromsas upp, dels ett mellanskikt bestående av sfalriska alternativt cylindriska keramer inbäddade i en plast i syfte att skapa ett i rummet stationärt specifikt sicksackmönster med kulor altemativt cylindrar. I de fall 10 15 20 25 30 35 529 211 5 där cylindrar används föreslås också ett förstärkt stabiliserande material för att hålla cylindrarna på plats. Syfiet är även i detta fall att underlätta projektilens vältning så att den slutligen bromsas upp innan den slår i en bakomliggande panel. Eftersom önskemålet med skyddet är att kunna påverka projektilens vältning på minimalt penetrationsdjup samtidigt som efterföljande projektiler ska kurma träffa samma ingångshål, utan att skyddet därmed får en försämrad funktion så innebär detta patent ingen lösning på problemet eftersom det keramiska materialet som ska ta upp proj ektilens rörelseenergi är fixerade i rummet genom den kringliggande plastrnassan och därmed försämrar möjligheten att ta upp efterföljande projektiler som träffar de krossade keramiska kuloma/cylindrama. Därtill har den uppbromsande plastmassan mellan sfarerna/cylindrama en negativ inverkan på välmingsförloppet på grund av dess täthet.

I patentansökan SE 0002005-7 beskrivs ett liknande skydd som i US 3 431 818 och FR 2 649 743 där mellanskiktet består av ett uppbromsande granulat av ett lämpligt elastiskt material såsom polymerer, gummi och silikongummi. Skyddet fungerar på ett liknande sätt som skyddet beskrivet i US 3 431 818 men använder ett elastiskt material som är spatialt fixerat. Problemet med detta skydd är dels att det elastiska materialet kan fatta eld med rökutveckling som följd dels att projektilen inte välter när den träffar samma ingångshål på grund av att det elastiska materialet är fixerat i mellanskiktet. Dessutom visar erfarenheter med andra elastiska material i tunna skydd, se ovan, att elastiska material företrädesvis har en uppbromsande effekt och inte välter eller fragmenterar proj ektiler på önskat sätt.

Ingen av ovanstående skyddsmetoder erbjuder ett fullgott skydd mot splitter, hel- och halvmantlade proj ektiler och rikoschetter i kombination med god hanterbarhet, rimlig vikt och konkurrenskraftigt pris. Detta gäller speciellt projektiler med hård kärna, sk pansarbrytande ammunition. För att kunna konstruera ett effektivt ballistiskt skydd med dessa egenskaper krävs att egenskaper och beteende hos de projektiler skyddet skall verka mot är väl kända så att en optimal konstruktion kan föreslås. Således finns det därför ett mycket starkt behov av att kunna påverka projektilens vältning på minimalt penetrationsdjup samtidigt som efterföljande projektiler ska kunna träffa samma ingångshål utan att skyddet därmed får en försämrad funktion.

Därtill behandlar ingen av ovanstående skyddsmetoder hur skydden ska formas eller monteras i större byggnadskonstruktioner vilket ofta är av största betydelse för att iörhlindra att soldater och civila skadas.

Hur dessa skydd ska konstrueras och hur vältningen, deformationen, riktningsändring samt fragmenteringen av projektilema ska kunna stimuleras har man således hittills inte kunnat utröna. 10 15 20 25 30 35 529 211 Beskrivning av ritningsunderlag: Figur la: Perspektiv snett framifrån över ett delelement i ett ballistiskt skydd.

Figur lb: Perspektiv snett framifrån över en byggnadskonstruktion med delelement i enligt Figur la.

Figur 1c: Perspektiv snett framifrån över en byggnadskonstruktion med rörformade ballistiska skyddselement.

Figur 1d: En typ av bottenpanel altemativt överpanel kopplat till en rörforrnig kropp.

Figur le: Beskrivning av projektilers rotation, vältning, defonnation, fragmentering samt riktningsändring.

Figur lf: Schematisk översikt av ett iörpackningsemballage formad som ballistiskt skydd.

Figur 2a: Penetrerande proj ektil i en enkel frontpanel.

Figur 2b: Frontpanel omfattande en yta med bakomliggande veckad metallyta som penetreras av en projektil.

Figur 2c: Frontpanel med bakomliggande slät mjuk fiberväv som retarderar projek- tiler.

Figur 2d: Frontpanel omfattande en yta med bakomliggande fiberväv framför en veckad metallyta.

Figur Ze: Frontpanel omfattande en yta med bakomliggande veckad mjuk fiberväv.

Figur 3a: En längdsektion genom ett parti av det ballistiska skyddet som åskådliggör ett mellanskikt med granulat.

Figur 3b: En längdsektion genom ett parti av det ballistiska skyddet som åskådliggör ett mellanskikt som avdelas i två sektioner. 10 15 20 25 30 35 529 211 7 Figur 3c: En schematisk bild över hur en projektil träffar granuler i mellanskíktet och hur projektilen deformeras och välter samtidigt som den krossar granuler.

Figur 3d: En schematisk bild över hur en projektil träffar granuler i mellanskiktet och hur projektilens rörelseenergi upptages av intilliggande granuler och hur krafterna fördelas med elterfóljande energidissipation som följd.

Figur Se: En schematisk bild över hur fiagment av en projektil träffar granuler i mellanskiktet.

Figur 3f: En schematisk bild över hur en projektil träffar granuler i mellanskiktet som visar hur det krossade materialet från granuler-na, efter fórflyttriing genom dess egentyngd, ligger på insidan av bottenpanelen.

Figur 3 g: Visar en granul med ihålig käma.

Figur 3h: Perspektiv snett framifiån över del av ett ballistiskt skydd med en veckad strulktur som avgränsat mellanskiktet i två sektioner.

Figur 3i: En längdsektion genom ett parti av det ballistiska skyddet som beskriver hur den veckade metallytan i mellanskiktet kan fästas i front- respektive bakpanelen.

Lösningen: Det har länge varit ett önskemål att kurma konstruera ett ballistiskt skydd mot splitter, rikoschetter och andra projektiler som samtidigt är hanterbart med rimlig vikt.

Huvudändamålet med uppflnningen är således att konstruera ett uppbromsande oömt skydd för omantlade, halvmantlade och helmantlade projektiler alternativt spårljusprojektiler och handgranater som genom relativt ringa massa är lätt att montera eller flytta om så erfordras.

Enligt uppfinningen kännetecknas konstruktionen av att det ballistiska skyddet kan vara utfonnat enligt Figur la som ett element med en stomme (1) som bär upp dels en frontpanel (2) som proj ektilen passerar dels åtminstone ett mellanskikt (3), vilket tillsammans med fiontpanelen tvingar projektilen att bromsas upp dels en bakpanel (4) som slutgiltligen stoppar projektilen. Övriga paneler är bottenpanel (5), två sidopaneler (6) samt en överpanel (7) vilka konstrueras på ett sådant sätt att skyddet 10 15 20 25 30 35 529 211 8 kan monteras enligt Figur lb som delelement på en stomme (8) i en byggnadsstrulctur (9) om så erfordras.

Alternativa konstruktioner såsom beskrivs i Figur lc där en rörformig stomme (1) visas kan på liknande sätt fungera som delelement i en större byggnadsstruktur (9).

Notera att i detta fall kan stommen (1) och frontpanelen (2) vara identiska om inte exempelvis en plan frontpanel som i Figur la används för att dölja de rörformiga ytorna. I röret återfinns ovanstående nämnda mellanskikt (3) som bromsar upp proj ektilen. I de fall där byggnadsstrulrturen kan utsättas för brand kan bottenpanelen (5) :respektive överpanel (6) utgöras av ett galler enligt Figur ld i syfte att få drag i mellanskiktet (3) som därmed ftmgerar som en skorsten. Givetvis kan en mängd olika typer av konstruktioner och former förekomma men syftet är att exemplifiera kombinatoriska ändamål för skyddet.

Det signifikanta med skyddet är således att projektiler, altemativt fragment därav, stannar i skyddet oavsett projektilens ingångsvinkel genom frontpanelen vilket också minimerar risken för uppkomsten av rikoschetter vilket är vanligt vid användning av exempelvis betongbaserade skydd.

Figur le visar hur projektilen (10) kan tappa sin rörelseenergi dels genom vältning (ll) vilket innebär att projektilen välter med en viss vinkel men fortsätter på dess ursprungsbana (12) dels deformation (13) vilket innebär att projektilen defonneras genom exempelvis att dess spets trycks ihop eller rivs upp dels fragmentering (14) vilket innebär att projektilen rivs sönder och delas i flera bitar (splitter) dels genom riktningsändring (15) från sin ursprungsbana (12) vid träff av föremål utan att vältning erhålls dels genom att i de fall där projektilen har en egenrotation (16) kring sin egen axel som orsakar en gyroeffekt vid träff av hårda föremål resulterar i en energiförlust på gçnmd av att precesserande och nuterande rörelse erhålls.

Liknande anordningar är emellertid kända genom de tidigare nämnda patenten US 3 431 818 och FR 2 649 743 samt den svenska patentansökan 0002005-7. Till skillnad från dessa tre patent fokuseras uppfinningen på hur ett lättviktigt skydd ska konstrueras för att påverka projektilens vältning och deformation på minimalt penetrationsdjup samtidigt som efterföljande projektiler ska kunna träffa samma irrgärrgshål utan att skyddet därmed får en nämnvärd försärnrad funktion samtidigt som: skyddet ska kunna vara en delelement av en större byggnadskonstruktion.

F örfarandet enligt föreliggande uppfinning är inte inskränkt till någon bestämd form för skydd förutom att den bärande stommen (1) med tillhörande paneler avgränsar 10 15 20 25 30 35 529 211 9 mellanskiktet från omvärlden. Formen kan vara en vägg, plan eller rörformig enligt Figur la-Figur ld som skyddar befmtliga husväggar alternativt bygger upp nya snabbt monterbara väggkonstruktioner (9).

Andra former finner sitt naturliga användningsområde som exempelvis förp-ackningsemballage (17), enligt Figur lf, där förpackade ömtåliga föremål såsom exempelvis vibrationskänslig elektronik ska skyddas. I dessa förpackningsrelaterade skydd kan alla sidor ses som frontpaneler (2) såsom beskrivs i Figur la. Mellanskiktet i dessa förpackningsemballage designas för att skydda föremålet som omgärdas av ett traditionellt vibrationsupptagande emballage (18) som ej är avsett för skydd mot projektiler.

Enligt uppfinningen kan frontpanelen enligt Figur 2a ha olika funktion men den enkllaste funktionen är att projektilen (10), som kan vara både trubbig och spetsig beroende på ammunitionstyp, penetrerar frontpanelens yta (19) som kan vara plan eller rörformig, tillverkad av plast, trä eller metallplåt eller kombinationer därav utan att förändra dess bana (12) eller minska dess rörelseenergi nämnvärt. Frontpanelen fungerar i detta fall endast som en bärande konstruktion för bakomliggande mellanskikt. Upptagningen av merparten av projektilens rörelseenergi förväntas ske i mellanskiktet och bakpanelen i de fall ej rörformiga skydd åsyftas.

En mer utvecklad frontpanel omfattar enligt Figur 2b en yta (19), med bakomliggande veckad metallyta (20) som erhåller ett uppfläkt hål (21) när proj ektilen penetrerar ytan. Figur 2b visar en plan konstruktion men konstruktionen kan antaga en böjd form likväl. Syftet är att underlätta projektilens (10) första vältning (l 1) samtidigt som proj ektiler med spets ska deformeras (13), innan det kommer in i mellanskiktet.

Givetvis kan frontpanelen bestå endast av en veckad, plan eller böjd, metallyta men av estetiska skäl kompletteras ofta fiontpanelens yttre skikt med en plan yta.

En annan typ av struktur för frontpanelen enligt Figur 2c omfattar likväl en plan eller böjd yta (19) men med en bakomliggande slät mjuk fiberväv (22) vars syfte är att följa med projektilen (10) och därigenom minska dess rörelseenergi innan töjningsbrott i fiberväven (23) uppstår, det vill säga endast projektilretardation, utan att deformera proj ektilens spets, förutsätts med denna lösning men att retardationen i sig möjliggör projektilens initiala vältning på grund av att den blir mer instabil när den tappar rörelseenergi.

En annan typ av fiontpanel återges i Figur 2d som omfattar en plan eller böjd yta (19) med en bakomliggande fiberväv (22) som placeras framför en bakomliggande veckad 10 15 20 25 30 35 529 211 10 metallyta (20). Syftet med denna design är huvudsakligen att proj ektilen ska retarderas maximalt innan den träffar den veckade ytan som initierar den första proj ektildeformationen och därmed påskyndar vältnirigsfórloppet. Det mjuka fiberrnaterialet expanderar således i projektilens rörelseriktning innan materialet slits sönder emedan den veckade metallytan penetreras av projektilen i det närmaste momentant efter träffen varvid projektilen välter och/eller får en annan färdriktning.

Detta erfordrar således en luftspalt (24) mellan väv och veckad yta.

I Figur Ze visas en annan typ av utvecklad fiontpanel som omfattar en plan eller böjd yta (19) men med en bakomliggande veckad mjuk fiberväv (25) vars syfte är att följa med projektilen och genom utnyttjande av den veckade strukturens variabla dragspänning i Väven få projektilens vältning att initieras redan innan penetration av fiberväven. Den veckade strukturen kan vara en väv av exempelvis polyetenfiber eller annat material med stor töjningsförmåga.

Kombinationer av strukturer beskrivna ovan kan också förekomma beroende på skyddsbehov och specifik projektilkaliber.

Det bör påpekas att frontpanelen vanligtvis inte stoppar projektiler som träffar i samma ingångshål. För dessa situationer optimeras mellanskiktet för att ytterligare stimulera vältningen, deformationen och fragmenteringen av projektilen och därmed påtvinga en snabbare minskning av dess rörelseenergi.

Enligt uppfinningen fylls det nämnda mellanskiktet enligt Figur 3a med granulat (26), exempelvis keramiska eller mineraliska material, som företrädesvis har komstorleken ca 5-15 mm och fortsättningsvis också benämns som granuler (27). Komstorleken kan dock variera beroende på val av material samt vilken ammunition som skyddet designats för.

Mellanskiktet, som vanligtvis har en tjocklek på ca 50-300 mm, kan delas upp i flera sektioner (28) enligt Figur 3b med olika typer av granulat (26) anpassade till sin uppgift att välta, defonnera samt bromsa upp projektilen alternativt dess fragment samtidigt som sektionema ökar skyddens stabilitet vilket är viktigt i de fall där skydden ska fungera dels vid penetration av flera på varandra följande projektiler i samma ingångshål dels som delelement i byggnadskonstruktioner (9) som beskrivs i Figur lb och Figure le.

Enligt uppfinningen placeras granulatet (26) i mellanskiktet. Granulerna (27) är inte fixerade eller orienterade på ett visst sätt i utrymmet, enligt Figur 3a och Figur 3b, 10 15 20 25 30 35 529 211 11 medl hjälp av någon kringliggande plastrnassa eller vätska som i US 3 431 818 och FR 2 649 743. Istället utgörs den volym som ej upptages av granulerna utav luft, vilket möjliggör direktkontakt mellan intilliggande granuler. Denna direktkontakt mellan granulerna är synnerligen viktig och av största betydelse för att projektilers rörelseenergi ska fördelas och upptagas på rätt sätt. Därmed förbättras möjligheten att välta (11), deformera (13), fragrnentera (14) och ändra riktning (15) på projektilen enligt Figur le på minimalt penetrationsdjup a) b) c) d) enligt Figur 3c genom att projektilen (10) deformeras (13) kraftigt vid träff av första granulen som krossas (29) vilket medför en tyngdpunktsförskjutning med ökad projektilinstabilitet och därmed vältning (11) som följd. I händelse av att proj ektilen deformeras redan vid träffen av frontpanelen medför en efterföljande träff av första granulen endast att instabilitetsförloppet påskyndas; enligt Figur 3c genom att granulerna (27) krossas och sprids i mellanskiktet.

Detta gör att de resulterande krafterna (30) som verkar på projektilen (10) påskyndar vältningen (11) pga att tätheten för lufi: är betydligt lägre och därmed icke stabiliserande jämfört med andra material såsom plastmassa eller vatten som har betydligt större täthet. Projektilens egen rörelseenergi utnyttjas därmed för att underlätta vältningen vilket ökar projektilens anslagsyta mot efterföljande granuler. I de fall när projektilen får en rotation rtmt sin egen axel (16) kommer vältningen vid träff av granul genom erhållen gyroeffekt att påskyndas ytterligare; genom att proj ektilens rörelseenergi fördelas genom energiförlust till den granul (27) som träffas enligt Figur 3d det vill säga energiförlust i form av energidissipation i projektilen (10) samt återstående rörelseenergi i de fall när projektilen inte till fullo stannar vid första träffen. Granulen som krossas (29) av projektilen är kopplad genom beröring med andra intilliggande granuler som utsätts för impulser det vill säga av krafter (31), som ej nödvändigtvis behöver vara identiska, med efterföljande energidissipation som följd när granulen träffas. Om projektilen efter första träffen av en granul fortfarande har en rörelseenergi fördelas energin på liknande sätt vid nästkommande granulträff. I ett tätare medium som plastmassa eller vätska överförs inte energi till intilliggande granuler på samma sätt; genom att granulerna är extremt hårda med vald sprödhet. Detta orsakar ofta en så stor deformation av projektilen enligt Figur 3e så att den splittras i flera mindre fragment (14) efter att projektilen träffat ett antal granuler vilket 10 15 20 25 30 35 529 211 12 givetvis ökar omkringliggande granulers (27) möjlighet att ta upp fiagmentens minskade rörelseenergi.

I och med att uppfinningen inte fixerar granulema (27) i utrymlnet fÖrbäïUaS möjligheten att bromsa upp efterföljande projektiler som penetrerar ficntpanelen genom samma ingångshål eftersom det krossade granulatet (29), som genom egentyngd transporteras nedåt till bland annat bottenpanelen (5), ersätts av ”nedrinnande” nytt granulat som fyller upp de eventuella hålnnn som tidigare proj ektiler orsakat, se Figure 3d och Figur 3f.

Granulerna kan ha olika form för att snabbt genom egentyngd förflyttas till områden som tidigare haft material som krossats. Ytan på granulema ska företrädesvis ha tillräcklig låg friktion för att underlätta förflyttning till områden där föregående projiektil krossat tidigare material.

Enligt uppfmningen kan granulemas hårdhet variera in mot centrum för att användas optimalt för projektilens vältning respektive uppbromsningprocess. Vilken design som väljs för granulerna är starkt kopplat till vilken typ av projektil som skyddet ska hantera.

Granulema kan vara uppbyggda med en ihålig kärna (32) enligt Figur 3g för att underlätta välmingsförloppet när projektilen träffar mantelytan alternativt homogena för att deformera alternativt splittra och bromsa upp proj ektilerna.

Enligt uppfinningen kan olika typer av granulatrnaterial samverka. En viktig komponent är sfäriska granuler, men även material formade som prolat och oblat sfäroidala ellipsoider kan förekomma. Även cylindriska och tetraediska granuler kan förekomma men medför ofiast en viktökning av skyddet samtidigt som dess förflyttning kan förhindras av dess form vilket ur ett funktionsperspektiv inte är att föredra.

I händelse av att mellanskiktet byggs upp av flera på varandra följande sektioner kan det första skiktet exempelvis innehålla granuler med ihålig kärna för att underlätta vältningsförloppet, eftersom volymen av krossat material minskar och därmed ökar den fiia volymen som kan utnyttjas för projektilens vältning, men också homogena granuler beroende av skyddets uppbyggnad och ändamål. De efterföljande skikten kan bestå av homo gena granuler för att slutligen absorbera proj ektilens rörelseenergi. 10 15 20 25 30 35 529 211 13 Enligt uppfinningen kan de olika sektionerna med granulat avgränsas av till exempel en rnetallplåt alternativt en väv av exempelvis polyetenfiber eller annat material med stor töjningsförmåga.

Enligt uppfinningen kan de olika avgränsande sektionerna enligt Figur 3h ordnas så att en 'veckad struktur (33) erhålls. Denna struktur har en sådan form att maximal deformation och vältningseffekt för den redan instabila proj ektilen uppnås genom att granulemas energidissipation avlänkas ytterligare från projektilens initiala färdväg.

Enligt uppfinningen i Figur 3i kan också element som binder alternativt faster (34) samman frontpanel (2) och bakpanel (4), en veckad yta (33) exempelvis veckad metallplåt införas på sådant sätt att granulfyllningens statiska horisontaltiyck kan upptagas utan att väsentlig deformation av front- och bakpanelen uppstår. Givetvis kan den veckade ytan (33) också fästas med bultar eller genom annan lösning.

Enligt uppfinningen kan också bakpanelen optimeras och i de fall då tunna skydd ska tillverkas förordas att bakpanelen består av en plan glasfiberyta beklädd med aramidfiber alternativt polyetenfiber eller annat lämpligt fibennaterial med stor töjningsförmåga.

Enligt uppfinningen kan också bakpanelen tillverkas som en frontpanel. Syftet med denna lösning är att vissa applikationer erfordrar skydd med dubbla ingående väggar det vill säga frontpaneler (2), se Figur 3h. Här krävs dock ofta tjockare mellanskikt i skydden för att förhindra genomgående penetration av projektilen. Skydden kan också tillverkas med två bakpaneler enligt ovan. Skydden kommer lämpligen till användning i miljöer, tex. kontorslandskap, där väggar snabbt ska installeras och skydda från två håll., Enligt uppfinningen finner ovanstående skydd också andra applikationer eftersom det kan designas för maximal ljudisolation. I dessa fall tillverkas skydden med två frontpaneler av akustikplattor av tex. pressad mineralull på liknande sätt som i Figur 3h. Mellanskiktet kan vara designat enligt ovan alternativt medelst andra material med arman dimension anpassad för ljud med specifik våglängd.

Förfarandet eller utformningen enligt föreliggande uppfinning är inte inskränkt till något av de angivna utforrrmingarna eller exempel utan hänför sig till skydd mot projektiler från handeldvapen, splitter respektive handgranater. Skyddet är en konstruktion med dels åtminstone en frontpanel, som låter projektilen passera under retardation med både begränsad deformation, riktningsändring och vältning som följd 10 15 529 211 14 utan att orsaka rikoschetter. Eftersom mellanskíkten innehåller ej fixerade granuler tvingas projektilen att träffa ytor och därigenom deformeras, välta, fragmenteras pch ändra riktning i syfie att ytterligare åstadkomma maximal rörelseenergireduktion.

Samtidigt kan efterföljande projektiler träffa samma ingångshål eftersom granulema som fmns ovanför de tidigare krossade granulema faller nedåt genom dess egentyngd.

Skyddet omfattar också en bakpanel som slutligen stoppar projektilen alternativt fungerar som en frontpanel i händelse av att skyddet optimeras för projektilpenetration från. två håll Ett exempel på det sistnämnda är väggar och andra avgränsningar 1 kontorslandskap.

Skyddet omfattar också en bottenpanel, åtminstone två sidopaneler om ej rörformade konstruktioner används, och en överpanel som möjliggör montering av konstruktionen som. del i en större byggnadsstrukttir.

Claims (4)

1. l to 15 20 25 i p30 35 5-29 211 PArENTKRAv I 1. Preielellskyee ter att steppa eleiele sa sem preleltliler fràn handeldvanen éller Snlilßf från granater, bestående av , _ , - åtminstone en frontpanel (2) anpassad så att nämnda objekt kan passera. - en eakpanel (4) anpassad för att slullleen sienna nämnda nbieh. - en neilenpanel (s), atrninstene tva sieenaneler (6) een en everpanel (1). samt - atrninsteneeu mellanskrle (s) sem ai- fyllt med ett granulat (26) för àfl fillsäfflflïêfis frontpanelen (2) uppnâmnda objekt. _ i ltânneteoknatavatt: _ v __ ~ t i -- nämnda glanulat (26) består av granuler (27) som år rörllgt anordnade i förhållande lill g varandra. där volymen som inte upptas av granlller (27) UTQÖIS av lUfi fö' alí NÖIÜQQÖPG .A direktkontakt mellan intilliggande granuler. - nämnda graneler (27) nar mekaniska egenskaper som innebär än en erflnul (27) V krossas och sprids i mellanskiktet (3) vid träff av ett objekt samtidigt som intilliggande i eranuler (21) utsatts mr impulser men enerfelganrle enereldlsslnefion. så att nblekl °°h fragment dårav stannar l skyddet med en minskad risk för rikoschetter. ~

2. Projeklilskydd enligt krav 1, känneteoknat av att: A . i nämnda granuler (21) nar lag ytfriklien far att underlätta tarllytlrtlng av sranulßf (21) till g områden där ett objekt krossat tidigare på plats förekommande graflulfif (27)- s.

3. Prelïelntilskyee enligt krav 1-2. kånneteoknatavatt: _ _ _! - _ ._ att mellanskiktets granuler år gjorda av keramiskt eller minerallskt material. vilket år l tillraekliet nan een sprett far att ge eeiekiet en tvneepunklsförsltlumlns ökad inslflbllllel sem felie vllket trneerlattar eess vällning een fragmenterlng.

4. Preieleilskyee enllgt krav 1-s,l kånnetecknat av att: ' mellanskiktets granuler har en variabel hårdhet in mot centrum för att ge objektet en lyngdpunktsförskjutlting med ökad lnstabilitet som fölid vilket underlättar objekllets vältrlingslürlopp. “ 10 15 529 211 sr Projèkfilskydd errfig: krav 1-4, ' kåånnetecknatiav att: r mrellarrskimefs granuler har en ihålig kärna far au ge Ongame: en ryngdrårrnkrsförsldumins med ökad lnstabllitet som följd vilket underlättar objaklets vållningsförlopp- _ . s.. Projelrulsrryaa mig: kravrfll-s, f kåänneteckrlat av att: ' funnen pa mellanskncrers *grarruler år syrrmuisk eller asyrnrrserrlsk sfärisk. ouar sfarøiilal l “ ellipsold. prolat sfåroldal ellipsold. cyllndrisk, tetraedisk för befrämjande av inbördes rörelsal mellan granulerna för att maximerà objektels eller dess fragment: enèrgldlssipafiorl. “ * z. Prolelrulslkydd enlig: krav íq-s. r kånnetecknat av att: 4* bakpanelerl år tillverkad av milisl tvâ skikt fiberamerad pla_st för att säkersátâlla en_ slutlig ulpptagnlng av objektets eller dess fragmenls rñrelseerlergr. 1