WO2011157263A2

WO2011157263A2 - Panzerungseinheit und gepanzertes fahrzeug

Info

Publication number: WO2011157263A2
Application number: PCT/DE2011/001219
Authority: WO
Inventors: Rene Risch; Peter Starke
Original assignee: Eads Deutschland Gmbh
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2011-12-22
Also published as: DE102010023616B4; WO2011157263A3; DE102010023616A1

Abstract

Eine Panzerungseinheit zum Schutz gegen Projektile und/oder Druckwellen aussendende Gefahrenquellen, bestehend aus einem kompositartig aufgebauten Wandelement mit einer der Gefahrenquelle zugewandten äußeren Schutzstruktur (2), die ein Keramikmaterial aufweist, und einer auf der von der Gefahrenquelle (Q) abgewandten Seite der äußeren Schutzstruktur (2) vorgesehenen plastischen Verformungsstruktur (3; 3'), zeichnet sich dadurch aus, dass die plastische Verformungsstruktur (3; 3') zumindest eine im Querschnitt wellenartig geformte Stützschicht (30) mit Wellenbergabschnitten (31) und Wellentalabschnitten (33) sowie diese miteinander verbindende erste und zweite Wellenflanken (32, 34) aufweist, wobei die Wellenbergabschnitte (31) mit der äußeren Schutzstruktur (2) verbunden sind.

Description

Panzerungseinheit und gepanzertes Fahrzeug

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Panzerungseinheit zum Schutz gegen

Projektile und/oder Druckwellen aussendende Gefahrenquellen gemäß dem

Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft weiterhin ein Fahrzeug mit einer derartigen Panzerungseinheit, wobei dieses Fahrzeug ein Luftfahrzeug,

Landfahrzeug, Wasserfahrzeug oder Raumfahrzeug sein kann. Die Panzerung von Fahrzeugen ist allgemein sowohl aus dem militärischen Bereich, als auch aus dem zivilen Anwendungsbereich bekannt. Herkömmliche

Leichtbaupanzerungen werden zusätzlich auf die bestehende Fahrzeugstruktur aufgebracht. Dies führt zu einer erhöhten Zusatzmasse des Fahrzeugs.

Insbesondere bei nicht von vornherein als gepanzert konstruierten Fahrzeugen, die neben ihrer zivilen ungepanzerten Version auch in einer durch Panzerung

geschützten Version zur Verfügung stehen sollen, müssen aufgrund des

zusätzlichen Gewichts der auf die vorhandene Karosseriestruktur aufgebrachten Panzerung erhebliche Eingriffe in die Fahrwerkskonstruktion und gegebenenfalls auch die Motorkonstruktion vorgenommen werden. Es wäre daher erstrebenswert, wenn für derartige Zwecke eine Leichtbaupanzerung zur Verfügung stehen würde, die sowohl für den ballistischen Schutz, als auch für den Schutz gegenüber

Detonationswellen geeignet ist und zusätzlich Strukturlasten des Fahrzeugaufbaus übernehmen kann. Eine solche Leichtbaupanzerung könnte dann anstelle von herkömmlichen Karosserieblechen eingesetzt werden und müsste nicht zusätzlich zu den vorhandenen Karosserieblechen auf diese aufgebracht werden. Insbesondere in der Luftfahrttechnik wäre es auch von Vorteil, wenn diese

Leichtbaupanzerung sehr hohen Temperaturen widerstehen könnte, um dann als Triebwerksverkleidung eingesetzt werden zu können. STAND DER TECHNIK

Eine Leichtbaupanzerung mit einer äußeren Schutzstruktur aus einem

Keramikplatten aufweisenden Kompositmaterial und einer dahinter angeordneten plastischen Verformungsstruktur aus einem Honigwabenprofil ist bereits aus der US 5,349,893 A bekannt. Diese bekannte Leichtbaupanzerung ist jedoch aufgrund ihres Aufbaus nicht geeignet, hohe Druckkräfte in einer Richtung parallel zur Oberfläche zu übertragen, wie sie für die auf Karosserietafeln wirkenden Kräfte typisch sind. Aus der US 5,221 ,807 A ist eine Panzerung bekannt, mit einer äußeren

Schutzstruktur aus Keramikmaterial, einer dahinter angeordneten plastischen Verformungsstruktur in Form eines Honigwabenprofils und einer dahinter angeordneten hinteren Schutzstruktur, die ebenfalls Keramikmaterial,

Faserverbundmaterial und/oder Stahl aufweist. Lediglich in der Ausführung mit der Stahl aufweisenden inneren Schutzstruktur ist diese Panzerung in der Lage,

Druckkräfte in Richtung parallel zur Oberfläche aufzunehmen, jedoch erhöht die Verwendung einer Stahlplatte die Masse der Panzerung derart, dass nicht mehr von einer Leichtbaupanzerung gesprochen werden kann. Die US 6,327,954 B1 offenbart ein gepanzertes Fahrzeug, bei welchem die vorhandene ungepanzerte Karosserie mit an die Karosseriekontur angepassten geformten Panzerungselementen versehen wird. Diese Panzerungselemente, die zusätzlich zur vorhandenen Karosseriestruktur vorgesehen sind, erhöhen die Fahrzeugmasse, ohne dass dabei Einsparungen an der Fahrzeugmasse der ungepanzerten Konfiguration erzielt werden. DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Panzerungseinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, die als

Leichtbaupanzerung in der Lage ist, zusätzlich zu ihren Schutzaufgaben auch Strukturkräfte übertragen zu können. Des Weiteren ist es eine Aufgabe, ein gepanzertes Fahrzeug anzugeben, das mit einer derartigen Leichtbaupanzerung ausgestattet ist und bei welchem die Leichtbaupanzerung zumindest einen Teil der Karosserieflächen bildet.

Der auf die Panzerungseinheit gerichtete Teil der Aufgabe wird bei einer

gattungsgemäßen Panzerungseinheit durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst. Diese erfindungsgemäße Panzerungseinheit zum Schutz gegen Projektile und/oder Druckwellen aussendende Gefahrenquellen besteht aus einem kompositartig aufgebauten Wandelement mit einer der Gefahrenquelle zugewandten äußeren Schutzstruktur, die ein Keramikmaterial aufweist und einer auf der von der

Gefahrenquelle abgewandten Seite der äußeren Schutzstruktur vorgesehenen plastischen Verformungsstruktur. Diese plastische Verformungsstruktur weist zumindest eine im Querschnitt wellenartig geformte Stützschicht mit

Wellenbergabschnitten und Wellentalabschnitten sowie diese miteinander verbindende Wellenflanken auf, wobei die Wellenbergabschnitte mit der äußeren Schutzstruktur verbunden sind.

VORTEILE

Der wellblechartig geformte Aufbau der Stützschicht gestattet es, Strukturkräfte in einer Richtung parallel zur Oberfläche der Panzerungseinheit aufzunehmen, ohne dabei auf die Panzerungseinheit einwirkende Druckkräfte die aus Keramikmaterial bestehende druckempfindliche äußere Schutzstruktur zu beschädigen oder zu zerstören. Vorzugsweise verlaufen die Wellenflanken schräg zur äußeren Schutzstruktur. Dadurch können einerseits Druckkräfte quer zum Längsverlauf der Wellenrippen übertragen werden und andererseits ergibt sich dadurch ein vorteilhaftes

Verformungsverhalten beim Auftreffen eines Projektils oder einer Druckwelle auf die Panzerungseinheit.

Vorzugsweise bilden die Wellen der wellenartig geformten Stützschicht

Versteifungsrippen, die sich in einer Rippenachsenrichtung erstrecken. Diese Versteifungsrippen gestatten in besonders vorteilhafter Weise die Übertragung von Druckkräften in Rippenachsenrichtung. Vorzugsweise erstrecken sich diese

Versteifungsrippen linear.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die äußere Schutzstruktur auf ihrer der

Verformungsstruktur zugewandten Seite mit einer thermoplastischen Schicht versehen ist, die vorzugsweise einen Hochtemperatur-Thermoplasten aufweist. Diese Ausgestaltungsform der Erfindung ermöglicht den Einsatz der

Panzerungseinheit in Triebwerksnähe eines Luft- oder Raumfahrzeugs und zum Schutz der Antriebsmaschine eines Land- oder Wasserfahrzeugs. Vorzugsweise ist auf der von der äußeren Schutzstruktur abgewandten Seite der Verformungsstruktur zumindest eine weitere plastische Verformungsstruktur vorgesehen. Diese Kaskadierung von zwei oder mehr plastischen

Verformungsstrukturen erhöht die Wirksamkeit der Panzerungseinheit gegen Beschuss und Druckwellen.

Wenn die jeweilige wellenartig geformte Stützschicht auf ihrer der Schutzstruktur zugewandten Seite mit einer vorderen Versteifungsschicht versehen ist, wird dadurch in vorteilhafter Weise die Stabilität der plastischen Verformungsstruktur bei der Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften erhöht, die parallel zur Oberfläche der Panzerungseinheit verlaufen, und gleichzeitig wirkt die Versteifungsschicht als zusätzliche Splitterfangschicht, die die beim Auftreffen eines Projektils auf die äußere Schutzstruktur entstehenden Splitter zurückhält. Insbesondere dann, wenn mehrere hintereinander kaskadierte plastische Verformungsstrukturen vorgesehen sind und jede dieser Verformungsstrukturen auf ihrer zur Schutzstruktur gewandten Seite mit einer vorderen Versteifungsschicht versehen ist, die als Splitterfangschicht ausgebildet ist, wird dadurch die Panzerungseinheit analog zur einem„Whipple shield" so ausgestaltet, dass sie besonders wirksam Projektile und daraus entstehende Splitter auffängt.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die jeweilige wellenartig geformte

Stützschicht auf ihrer von der Schutzstruktur abgewandten Seite mit einer hinteren Versteifungsschicht versehen ist. Diese hintere Versteifungsschicht, die alternativ oder zusätzlich zur vorderen Versteifungsschicht vorgesehen sein kann, wirkt in der gleichen Weise sowohl als Splitterfangschicht, als auch zur Erhöhung der Steifigkeit der wellenartig geformten Stützschicht.

Besonders vorteilhaft ist es bei der Ausgestaltungsform der erfinderischen

Panzerungseinheit mit mehreren wellenartig geformten Stützschichten, wenn die Rippenachsenrichtungen der einzelnen Verformungsstrukturen in einem Winkel zueinander stehen. Dadurch werden mehrere Hauptachsenrichtungen geschaffen, in denen die jeweilige Verformungsstruktur eine maximale Übertragung von Zug- und/oder Druckkräften ermöglicht, so dass die gesamte Panzerungseinheit hohe Druckkräfte in mehreren Rippenachsenrichtungen übertragen kann.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die wellenartig geformte Stützschicht der von der äußeren Schutzstruktur am Weitesten abgewandten Verformungsstruktur auf ihrer von der Stützschicht abgewandten Seite offen ist und nicht mit einer Versteifungsschicht versehen ist. Diese innerste oder rückwärtige Stützschicht kann beim Auftreffen hoher explosionsbedingter Druckkräfte auf die Panzerungseinheit in einer Richtung quer zur Oberfläche der Panzerungseinheit diesen Druckstoß abfangen, indem sich die oberen Wellenabschnitte dieser letzten, inneren

Stützschicht aus ihrer Befestigung mit der vorhergehenden Stützschicht oder der vorhergehenden Versteifungsschicht lösen, wodurch dann der Druckstoß

abgefangen werden kann, indem sich die wellenartig geformte Stützschicht entfaltet, wobei die Druckenergie in Verformungsenergie umgesetzt wird. Der auf das gepanzerte Fahrzeug gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch das im Patentanspruch 1 angegebene gepanzerte Fahrzeug.

Dieses gepanzerte Fahrzeug weist zumindest eine erfindungsgemäße

Panzerungseinheit auf, die ein vorzugsweise flächiges Strukturelement des

Fahrzeugs bildet. Diese Panzerungseinheit ersetzt somit beim erfindungsgemäßen gepanzerten Fahrzeug ein herkömmliches Karosserieelement, wodurch Gewicht gegenüber dem Stand der Technik eingespart werden kann, bei welchem die Panzerungseinheit zusätzlich zur vorhandenen Karosseriestruktur vorgesehen ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen

Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Panzerungseinheit in einer Querschnittsdarstellung;

Fig. 2 die Ausführungsform aus Fig. 1 bei Einwirkung eines Projektils und einer Druckwelle;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Panzerungseinheit in einer Querschnittsdarstellung;

Fig. 3A eine Abwandlung der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform; Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Panzerungseinheit in einer Querschnittsdarstellung; Fig. 5 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Panzerungseinheit in einer Querschnittsdarstellung;

Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Panzerungseinheit in einer Querschnittsdarsteflung;

Fig. 7 eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Panzerungseinheit in einer Querschnittsdarstellung; Fig. 8 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht der

Ausführungsform aus Fig. 7;

Fig. 9 ein mit der Panzerungseinheit versehenes Luftfahrzeug und Fig. 10 eine an einem Luftfahrzeug angebrachte Panzerungseinheit.

DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Panzerungseinheit 1 dargestellt. Diese Panzerungseinheit 1 ist aufgebaut aus einer vorderen oder äußeren Schutzstruktur 2 sowie einer hinteren oder inneren plastischen

Verformungsstruktur 3. Die äußere Schutzstruktur 2 ist einer Gefahrenquelle Q zugewandt, die im gezeigten Beispiel ein Projektil P gegen die Panzerungseinheit 1 schießt. Die plastische Verformungsstruktur 3 ist auf der von der Gefahrenquelle Q abgewandten Seite der äußere Schutzstruktur 2 vorgesehen. Das Projektil P wird somit zunächst auf die äußere Schutzstruktur 2 prallen.

Die äußere Schutzstruktur 2 ist im Kern mit einer Keramikschicht 20 versehen, die auf ihrer Außenseite, also der Gefahrenquelle Q zugewandt, mit einer Schutzschicht 22 versehen ist, die die Oberfläche des Keramikmaterials der Keramikschicht 20 gegen mechanische Beschädigung, insbesondere gegen Kratzer, schützt. Auf der Rückseite, also von der Gefahrenquelle Q abgewandt, ist die Keramikschicht 20 mit einer Splitterfangschicht 24 versehen. Diese

Splitterfangschicht 24 besteht aus einem Faserverbundwerkstoff und ist dazu vorgesehen, beim Aufprall eines Projektils auf die äußere Schutzstruktur 2 entstehende Fragmente des Projektils und/oder des Keramikmaterials zu verzögern und möglichst aufzufangen.

Die Keramikschicht 20 besteht entweder aus einer Vielzahl von aneinander anliegend angeordneten monolithischen Keramikfliesen oder aus einem mit

Endlosfasern verstärkten Keramikmaterial. Als Keramikmaterial ist insbesondere Borcarbid geeignet.

Die äußere Schutzschicht 22 besteht vorzugsweise aus einem auf die

Keramikschicht 20 aufgeklebten Metall, das nicht nur die Oberfläche der

Keramikschicht 20 vor mechanischen Beschädigungen schützt, sondern darüber hinaus der Oberfläche eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, was insbesondere für Blitzschutzeigenschaften vorteilhaft ist, wenn die erfindungsgemäße

Panzerungseinheit in Flugzeugen einsetzt wird. Die auf der Rückseite der Keramikschicht 20 vorgesehene Splitterfangschicht 24 besteht aus einem vorzugsweise hochtemperaturfesten Faserverbundwerkstoff. Die dadurch erzielte Hochtemperaturresistenz ermöglicht es, die erfindungsgemäße Panzerungseinheit 1 auch im Bereich von Verkleidungen für Flugzeugtriebwerke oder zur Verkleidung von Maschinenräumen bei Land- oder Wasserfahrzeugen einzusetzen.

Die hinter der äußeren Schutzstruktur 2 gelegene plastische Verformungsstruktur 3 weist eine im Querschnitt wellenartig geformte Stützschicht 30 mit

Wellenbergabschnitten 31 , Wellentalabschnitten 33 sowie die Wellenbergabschnitte und die Wellentalabschnitte miteinander verbindende erste Wellenflanken 32 und zweite Wellenflanken 34 auf. Die zur äußeren Schutzstruktur 2 gewandten

Wellenbergabschnitte 31 sind mit einer vorderen Versteifungsschicht 35 verbunden, beispielsweise verklebt oder verlötet, die die wellenartig geformte Stützschicht 30 in einer Richtung quer zum Verlauf der Wellenberge und der Wellentäler versteift. Die vordere Versteifungsschicht 35 ist mit der Rückseite der äußere Schutzstruktur 2, hier mit der Splitterfangschicht 24, fest verbunden, beispielsweise verklebt. Obwohl die wellenartig geformte Stützschicht 30 in den Figuren mit in der

Querschnittsansicht jeweils gerade verlaufenden Wellenabschnitten 31 , 32, 33, 34 gezeigt ist, kann die wellenartige Querschnittsgestalt der Stützschicht 30 auch in Form von klassischen Wellen, beispielsweise Sinuswellen, kurvenartig geformt sein.

Das Material der wellenartig geformten Stützschicht 30 kann Metall (beispielsweise Leichtmetall oder Stahl) sein. Die wellenartige Stützschicht kann aber ebenso auch aus einem Faserverbundwerkstoff, vorzugsweise einem hochtemperaturfesten Faserverbundwerkstoff bestehen. Besonders geeignet ist hier ein Kohlefaser- Verbundwerkstoff oder ein Glasfaser-Verbundwerkstoff mit einem

hochtemperaturfesten Matrixmaterial. Es ist aber auch vorteilhaft, wenn die wellenartig geformte Stützschicht 30 aus einem Metall-Faser-Laminat oder auch aus faserverstärkter Keramik gebildet ist.

In Fig. 1 ist die Panzerungseinheit 1 an Strukturelementen A und B eines Fahrzeugs angebracht und auf allgemein bekannte Weise, beispielsweise mittels Nieten oder Schrauben, befestigt. Diese Strukturelemente A und B können beispielsweise die Rumpfspante eines Luftfahrzeugs sein. Es können aber auch entsprechende Strukturelemente eines Landfahrzeugs oder eines Wasserfahrzeugs sein. Es wird aus dieser Darstellung der Fig. 1 auch ersichtlich, dass die gesamte

Panzerungseinheit 1 eine entsprechende Karosserietafel ersetzt, die bei

herkömmlichen gepanzerten Fahrzeugen zwischen den Strukturelementen A und B zusätzlich zu der vor oder hinter der Karosserietafel angebrachten Panzerung vorgesehen ist.

Fig. 2 zeigt eine Darstellung der Panzerungseinheit 1 aus Fig. 1 nach dem

Einschlag eines Projektils und dem Auftreffen einer ebenfalls von der

Gefahrenquelle Q ausgehenden Druckluftwelle auf die äußere Schutzstruktur 2. Das in die Schutzstruktur 2 einschlagende Projektil zerstört die Schutzstruktur 2 lokal, wobei Energie abgebaut und das Projektil P verformt und fragmentiert wird. Die dabei entstehende Fragmentwolke 25 aus Teilen des Projektils P und Teilen der beschädigten Keramikschicht 20 wird von der Splitterfangschicht 24 teilweise aufgefangen, zumindest jedoch gebremst, wobei auch die Splitterfangschicht 24 sowie die nachfolgende vordere Versteifungsschicht 35 lokal geöffnet werden. Der durch diese Öffnung in die wellenartig geformte Stützschicht 30 eintretende

Luftdruck der Druckwelle bewirkt, dass die Verbindungen zwischen den dem

Eintrittsort benachbarten Wellenbergabschnitten 31 ', 31 " und der vorderen

Versteifungsschicht 35 aufgerissen werden. Die wellenartig geformte Stützschicht 30 löst sich somit lokal von der vorderen Versteifungsschicht 35 und kann sich unter dem einwirkenden Luftdruck nach hinten (in Fig. 2 nach unten) ausdehnen, wobei sich die wellenartig geformte Stützschicht 30 in diesem Bereich streckt. Dabei wird die vom Luftdruck ausgeübte Energie in plastische Verformungsenergie umwandelt. Das Material der Stützschicht 30 öffnet sich dabei nicht, so dass der Luftdruck nicht in den Raum hinter der Stützschicht 30 eindringen kann.

Fig. 3 zeigt eine bezüglich der plastischen Verformungsstruktur 3' abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Panzerungseinheit. Bei dieser

Ausführungsform ist die wellenartige geformte Stützschicht 30 auf ihrer von der äußeren Schutzstruktur 2 abgewandten Seite zusätzlich mit einer hinteren

Versteifungsschicht 36 sowie mit seitlichen Abschlusswänden 37, 38 versehen, die als C-Träger ausgebildet sind und mit den Versteifungsschichten 35, 36 fest verbunden sind und so im Querschnitt ein Kastenprofil bilden, welches besonders geeignet zur Übertragung von Zug- und Druckkräften sowie Schubspannungen ist, die parallel zur Oberfläche der äußere Schutzstruktur 2, also in Richtung des Doppelpfeils X, verlaufen. Die Hohlräume im Inneren dieser kastenprofilartig ausgebildeten plastischen Verformungsstruktur 3' können entweder belüftet sein oder sie können mit einem Schaum, beispielsweise einem Metallschaum, gefüllt sein, um dadurch zusätzlich Bewegungsenergie auftreffender Projektile oder auftreffender Druckwellen vernichten zu können.

Fig. 3A zeigt eine abgewandelte Variante der Ausführungsform gemäß Fig. 3. Diese abgewandelte Panzerungseinheit 1 weist lediglich die kastenprofilartig ausgebildete plastische Verformungsstruktur 3' auf. Die äußere Schutzstruktur fehlt bei dieser Ausführungsform. Statt dessen ist die vordere Versteifungsschicht 35' verstärkt ausgebilde Diese Variante schützt zwar nicht in dem Maße gegen

Projektilbeschuss wie die in Fig. 3 gezeigte Variante, doch liefert die in Fig. 3A gezeigte Ausführungsform einen wirksamen Schutz gegen beispielsweise von Minenexplosionen ausgehende Druckwellen, wobei sich die kastenartige

Formungsstruktur in analoger Weise verhält, wie dies im Beispiel der Fig. 2 gezeigt ist.

Die in Fig. 4 gezeigte alternative Ausführungsform entspricht im Grundsatz der Ausführungsform aus Fig. 3, wobei die Panzerungseinheit jedoch auf ihrer rückwärtigen Seite, also auf der von der Gefahrenquelle Q abgewandten Seite, eine weitere Schutzstruktur 4 aufweist, die in ihrem Aufbau im Wesentlichen der äußeren Schutzstruktur 2 entspricht und eine Keramikschicht 40 aufweist. Diese

Keramikschicht 40 ist auf ihrer rückwärtigen Seite mit einer äußeren Schutzschicht 42 versehen, die der Schutzschicht 22 der äußeren Schutzstruktur 2 entspricht und die Keramikschicht 40 vor mechanischer Beschädigung schützt.

In Fig. 5 ist eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Panzerungseinheit im Querschnitt dargestellt, bei der ausgehend von der in Fig. 3 gezeigten Variante auf der Rückseite der kastenartigen Verformungsstruktur 3' eine weitere plastische Verformungsstruktur 5 mit einer wellenförmigen Stützschicht 50 vorgesehen ist. Diese Verformungsstruktur 5 entspricht der in Fig. 1 gezeigten Verformungsstruktur 3 und ist auf der Rückseite offen, also nicht mit einer rückwärtigen

Versteifungsschicht versehen.

Durch diese Kaskadierung der beiden plastischen Verformungsstrukturen 3', 5 wird sowohl gegen das Eindringen von Projektilen, als auch gegen

Drucklufteinwirkungen („blast"), die von Explosionen herrühren, eine zusätzliche Sicherheit geschaffen. Dabei kann die vordere plastische Verformungsstruktur 3' einerseits Strukturlasten, wie beispielsweise Zug- oder Druckkräfte oder

Schubspannungen, parallel zur Oberfläche der Panzerungseinheit übernehmen und andererseits durch Verformung der wellenartigen Stützschicht 30 kinetische Energie aufnehmen und in Verformungsenergie umwandeln. Die rückwärtige wellenartig geformte Stützschicht 50 kann dabei, wie dies in Verbindung mit Fig. 2 gezeigt und beschrieben worden ist, den Luftdruck der Druckwelle auffangen, die von außen auf die Panzerungseinheit einwirkt und bis in die Hohlräume der hinteren Stützschicht 50 eindringt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wellen der beiden wellenartig geformten Stützschichten 3, 5, wie in Fig. 6 gezeigt ist, Versteifungsrippen 30'

beziehungsweise 50' bilden, die sich jeweils in einer Rippenachsenrichtung V beziehungsweise W linear erstrecken. Die Rippenachsenrichtungen V, W der einzelnen Versteifungsrippen 30', 50' verlaufen dabei in einem Winkel α zueinander, der im gezeigten Beispiel etwa 45° beträgt. Auf diese Weise wird für die gesamte Panzerungseinheit eine erhöhte Druckfestigkeit in beiden Rippenachsenrichtungen V, W erzielt. Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Panzerungseinheit, bei der die äußere Schutzstruktur 2 sowie die vordere plastische Verformungsstruktur 3' genauso aufgebaut sind, wie bei der in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsform. Auf der Rückseite der kastenartigen Verformungsstruktur 3' ist eine weitere Verformungsstruktur 5' vorgesehen, die ebenfalls kastenartig ausgebildet ist. Dazu ist die weitere wellenförmig ausgebildete Stützschicht 50 mit ihren Wellenbergabschnitten 51 an der Rückseite der hinteren Versteifungsschicht 36 der kastenartigen Verformungsstruktur 3' befestigt, zum Beispiel verklebt. Auch die weitere kastenartige Verformungsstruktur 5' ist auf ihrer Rückseite mit einer hinteren Versteifungsschicht 56 sowie mit seitlichen Abschlusswänden 57, 58 versehen, die zusammen mit der hinteren Versteifungsschicht 56 der weiteren kastenartigen Verformungsstruktur 5' sowie der hinteren Versteifungsschicht 36 der vorderen kastenartigen Verformungsstruktur 3' ein Kastenprofil bildet. Auf der Rückseite der weiteren kastenartigen Verformungsstruktur 5' ist, in gleicher Weise wie dies beim in Fig. 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel der Fall ist, eine rückwärtige Schutzstruktur 6 angebracht, die eine Keramikschicht 60 aufweist, welche auf ihrer rückwärtigen Seite mit einer äußeren Schutzschicht 62 versehen ist, die der Schutzschicht 42 im Beispiel der Fig. 4 entspricht. Auch bei der in Fig. 7 gezeigten fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Panzerungseinheit können die Versteifungsrippen 30' beziehungsweise 50' in einem Winke! zueinander verlaufen, wie dies in Verbindung mit Fig. 6 gezeigt und beschrieben worden ist.

Fig. 8 zeigt schließlich eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Panzerungseinheit, die jener der Fig. 7 ähnelt, wobei jedoch zwischen den beiden plastischen Verformungsstrukturen 3' und 5' eine mittlere Schutzstruktur 7 vorgesehen ist. Dazu ist die vordere kastenartige Verformungsstruktur 3^* in der gleichen Weise aufgebaut, wie dies in Verbindung mit Fig. 3 beziehungsweise Fig. 4 beschrieben worden ist. Die hintere plastische Verformungsstruktur 5' ist ebenfalls eigenständig kastenartig aufgebaut und weist dazu neben der wellenförmig ausgebildeten Stützschicht 50 eine vordere Versteifungsschicht 55, eine hintere Versteifungsschicht 56 sowie die beiden seitlichen Abschlusswände 57, 58 auf. Die mittlere Schutzstruktur 7 enthält wie die anderen Schutzstrukturen 2, 4, 6 eine

Keramikschicht 70, die auf ihren beiden Oberflächen jeweils mit einer Schutzschicht 72, 74 versehen ist. Diese mittlere Schutzstruktur 7 ist an der Rückseite der hinteren Versteifungsschicht 36 der vorderen kastenartigen Verformungsstruktur 3' sowie an der vorderen Versteifungsschicht 55 der hinteren kastenartigen Verformungsstruktur 5' befestigt, beispielsweise verklebt.

Fig. 9 zeigt beispielhaft eine Anwendung der erfindungsgemäßen

Panzerungseinheit als Teil der Rumpfhaut eines Kampfflugzeugs 8. Dort ist die Rumpfunterseite im Bereich des Triebwerks von einer Mehrzahl von unmittelbar an der Rumpfstruktur angebrachten Panzerungseinheiten 1 gebildet. Die

erfindungsgemäßen Panzerungseinheiten 1 sind an Rumpfspanten 80, 82 befestigt und aufgrund ihres Aufbaus und der damit verbundenen Belastbarkeit in der Lage, parallel zur Oberfläche verlaufende Zug- und Drucklasten und somit Strukturlasten zu übernehmen, so dass die Rumpfhaut in diesem Bereich von den

erfindungsgemäßen Panzerungseinheiten ohne zusätzliche Rumpfhautbleche gebildet ist. Fig. 10 zeigt eine Panzerungseinheit gemäß Fig. 3, die an der Unterseite eines Kampfflugzeugs 8 gemäß Fig. 9 angebracht ist. Der Einfachheit halber ist die in Fig. 10 gezeigte Panzerungseinheit als ebene Platte dargestellt; sie kann jedoch genauso gut entsprechend der äußeren Form der Rumpf Unterseite des

Kampfflugzeugs 8 eine gekrümmte oder gewölbte Form einnehmen. Die

Panzerungseinheit 1 ist auf dem Fachmann bekannte Weise, beispielsweise durch Nieten, im Bereich ihrer im Querschnitt C-förmigen seitlichen Abschlusswände 37, 38 der plastischen Verformungsstruktur 3' mit den Rumpfspanten 80, 82 verbunden. Die äußere Schutzstruktur 2 ist somit auf der Außenseite, nach unten gerichtet, angeordnet und schützt so das Kampfflugzeug 8 vor Beschuss von unten.

Obwohl in der vorstehenden Beschreibung die Anwendung der erfindungsgemäßen Panzerungseinheit an Fahrzeugen beschrieben worden ist, kann die

Panzerungseinheit selbstverständlich auch zum Schutz von stationären

Einrichtungen, wie beispielsweise Gebäuden oder Containern, eingesetzt werden.

Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

Bezugszei che n I iste

Es bezeichnen:

1 Panzerungseinheit

2 äußere Schutzstruktur

3 plastische Verformungsstruktur

3' vordere kastenartige Verformungsstruktur

4 Schutzstruktur

5 plastische Verformungsstruktur

5' hintere kastenartige Verformungsstruktur

6 rückwärtige Schutzstruktur

7 mittlere Schutzstruktur

8 Kampfflugzeug

20 Keramikschicht

22 Schutzschicht

24 Splitterfangschicht

25 Fragmentwolke

30 wellenartige Stützschicht

30' Versteifungsrippen

31 Wellenbergabschnitt

31 ' Wellenbergabschnitt

31 " Wellenbergabschnitt

32 erste Wellenflanke

33 Wellentalabschnitt

34 zweite Wellenflanke

35 vordere Versteifungsschicht

37 seitliche Abschlusswand

38 seitliche Abschlusswand

40 Keramikschicht

42 äußere Schutzschicht

50 wellenartige Stützschicht 50' Versteifungsrippen

55 vordere Versteifungsschicht

56 hintere Versteifungsschicht

57 seitliche Abschlusswand 58 seitliche Abschlusswand

60 Keramikschicht

62 äußeren Schutzschicht

70 Keramikschicht

72 Schutzschicht

74 Schutzschicht

80 Rumpfspant

82 Rumpfspant

Projektil

Gefahrenquelle

Rippenachsenrichtung Rippenachsenrichtung Richtung des Doppelpfeil

Claims

Patentansprüche

Panzerungseinheit zum Schutz gegen Projektile und/oder Druckwellen aussendende Gefahrenquellen, bestehend aus einem kompositartig aufgebauten Wandelement mit

einer der Gefahrenquelle zugewandten äußeren Schutzstruktur (2), die ein Keramikmaterial aufweist, und

einer auf der von der Gefahrenquelle (Q) abgewandten Seite der äußeren Schutzstruktur (2) vorgesehenen plastischen

Verformungsstruktur (3; 3'),

dadurch gekennzeichnet,

dass die plastische Verformungsstruktur (3; 3') zumindest eine im Querschnitt wellenartig geformte Stützschicht (30) mit

Wellenbergabschnitten (31 ) und Wellentalabschnitten (33) sowie diese miteinander verbindende erste und zweite Wellenflanken (32, 34) aufweist, wobei die Wellenbergabschnitte (31 ) mit der äußeren Schutzstruktur (2) verbunden sind.

Panzerungseinheit nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die ersten und zweiten Wellenflanken (32, 34) schräg äußeren Schutzstruktur (2) verlaufen.

Panzerungseinheit nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Wellen der wellenartig geformte Stützschicht (30)

Versteifungsrippen (30') bilden, die sich in einer

Rippenachsenrichtung (V), vorzugsweise linear, erstrecken. Panzerungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die äußere Schutzstruktur (2) auf ihrer der

Verformungsstruktur (3; 3') zugewandten Seite mit einer

thermoplastischen Schicht versehen ist, die vorzugsweise

Hochtemperatur-Thermoplasten aufweist.

Panzerungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass auf der von der äußeren Schutzstruktur (2) abgewandten Seite der Verformungsstruktur {3; 3') zumindest eine weitere plastische Verformungsstruktur (5; 5') vorgesehen ist.

Panzerungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die jeweilige wellenartig geformte Stützschicht (30; 50) auf ihrer der Schutzstruktur (2) zugewandten Seite mit einer vorderen Versteifungsschicht (35; 55) versehen ist.

Panzerungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die jeweilige wellenartig geformte Stützschicht (30; 50) auf ihrer von der Schutzstruktur (2) abgewandten Seite mit einer hinteren Versteifungsschicht (36; 56) versehen ist.

Panzerungseinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Rippenachsenrichtungen (V; W) der einzelnen

Verformungsstrukturen (30; 50) in einem Winkel (oc) zueinander, vorzugsweise in einem Winkel von 30° bis 60°, weiter vorzugsweise 45°, zueinander stehen. Panzerungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die wellenartig geformte Stützschicht (30; 50) der von der äußeren Schutzstruktur (2) am weitesten abgewandten

Verformungsstruktur (3; 5) auf ihrer von der äußeren Stützschicht (2) abgewandten Seite offen ist und nicht mit einer

Versteifungsschicht versehen ist.

Gepanzertes Fahrzeug mit zumindest einer Panzerungseinheit (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die zumindest eine Panzerungseinheit (1 ) ein vorzugsweise flächiges Strukturelement des Fahrzeugs bildet.