DE102010019475A1 - Device for protecting an object at least against shaped charge jets - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird eine Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine der beiden Elektroden Teil einer Verbundpanzerung ist.A device is described for protecting an object at least against shaped charge rays with an electrode arrangement which provides at least one first electrode facing the object and at least one second electrode facing away from the object, between which an electrical voltage is applied. The invention is characterized in that at least one of the two electrodes is part of a composite armor.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist.The invention relates to a device for protecting an object at least against shaped charge jets having an electrode arrangement which provides at least one first object to the object and at least one second electrode facing away from the object, between which an electrical voltage is applied.
Stand der TechnikState of the art
Hohlladungsstrahlen werden bei der Detonation einer Anordnung von brisantem Sprengstoff um eine kegel- oder halbkugelförmige Metalleinlage erzeugt und sind insbesondere zum Durchschlagen von Panzerungen geeignet. Derartige Hohlladungsstrahlen zeichnen sich durch einen unidirektional gerichteten, sich im Wege der Detonation ausbildenden Materiestrahl aus. Der Hohlladungsstrahl weist an der Spitze Geschwindigkeiten im Bereich von etwa 7 km/s bis 10 km/s auf. Trifft ein derartiger Hohlladungsstrahl auf ein Hindernis, wie beispielsweise eine Panzerung, so verhalten sich die Materialien der Panzerung aufgrund des durch die hohe Strahlgeschwindigkeit auftretenden Strahldruckes in der Größenordnung von mehreren Hundert GPa, gleichsam wie Flüssigkeiten, so dass der Hohlladungsstrahl nach den Gesetzmäßigkeiten der Hydrodynamik die Schichtmaterialien durchdringt, wodurch sich letztlich die hohe Durchschlagsleistung derartiger Hohlladungsstrahlen begründet. Siehe hierzu
Neben den Bestrebungen die Durchschlagskraft von Hohlladungen zu verbessern, werden zeitgleich Schutzanordnungen entwickelt, deren Aufgabe es ist, die Zerstörungswirkung von Hohlladungsstrahlen an Objekten, wie beispielsweise Panzerungen, zu minimieren. Die weiteren Ausführungen betreffen somit den Schutz von Objekten gegen die Einwirkung vor Hohlladungsstrahlen.In addition to the efforts to improve the penetration of shaped charges, at the same time protection arrangements are developed, whose task is to minimize the destructive effect of shaped charge jets on objects, such as armor. The further embodiments thus relate to the protection of objects against the action of shaped charge jets.
In einem Beitrag von
Grundsätzlich kann sich ein elektrischer Stromfluss längs des Hohlladungsstrahls
Der elektrische Strom kann auf den Hohlladungsstrahl allerdings nur in dem kurzen Zeitabschnitt einwirken, in dem der Hohlladungsstrahl durch die Elektroden
Bei der in
Auf diesen Missstand wurde in
Der
Ferner sind Panzerungssysteme bekannt, die vor allem das Durchdringungsvermögen von Wuchtgeschossen, bspw. in Form von Projektil- oder Splittergeschossen, zu reduzieren vermögen.Furthermore, armor systems are known, which are able to reduce the Durchdringungsvermögen of balancing projectiles, for example. In the form of projectile or fragmentation projectiles.
Einen effektiven Schutz gegen derartige Bedrohungen bieten mehrlagige Panzerungen bzw. Mehrfachplattenpanzerungen, einschließlich Beulblech-Panzerungen, nicht-explosiver oder teils reaktiver Panzerungen, oder Schottpanzerungen. Eine derartige Schutzanordnung ist aus der
In der
Aus der
Panzerplattenmodule, die einen ballistischen Schutz bieten und aus einem Verbund verschiedener Schichten aus jeweils unterschiedlichen Materialien, z. B. Stahl, Leichtmetalle, Kunststoffe, Gewebe, Luft, etc., bestehen, werden als Verbundpanzerungen bezeichnet. Derartige Verbundpanzerungen ermöglichen eine deutliche Gewichtsreduzierung gegenüber massiv ausgebildeten Panzerstahlplatten mit vergleichbaren oder verbesserten Schutzeigenschaften.Armor plate modules that provide ballistic protection and made of a composite of different layers of different materials, eg. As steel, light metals, plastics, fabrics, air, etc., exist, are referred to as composite armor. Such composite armor allows a significant reduction in weight over solid armored steel plates with comparable or improved protective properties.
In der
So ist aus der
In der
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Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist, derart weiterzubilden, dass zusätzlich zum Schutz gegen Hohlladungsstrahlen auch ein effektiver Schutz gegenüber auf die Vorrichtung einwirkenden Wuchtgeschossen, vorzugsweise in Form von Projektilen oder Splittern, und Druck- bzw. Blastbelastungen gewährleistet sein soll. Die hierfür erforderlichen Maßnahmen sollen dem Aspekt einer technisch einfachen und kostengünstigen Realisierung Rechnung tragen und insbesondere mit möglichst geringem Gewicht realisierbar sein.The invention has for its object a device for protecting an object at least against shaped charge jets with an electrode assembly, the at least one first object to the object and at least a second object facing away from the electrode, between which an electrical voltage is applied, further such that in addition To protect against shaped charge jets and an effective protection against the device acting on balancing projectiles, preferably in the form of projectiles or splinters, and pressure or Blastbelastungen should be guaranteed. The measures required for this purpose should take into account the aspect of a technically simple and cost-effective implementation and in particular be realized with the lowest possible weight.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie im Weiteren der Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.The solution of the problem underlying the invention is specified in
Lösungsgemäß zeichnet sich eine Vorrichtung zum Schutz eines Objektes wenigstens gegen Hohlladungsstrahlen mit einer Elektrodenanordnung, die wenigstens eine erste dem Objekt zu- und wenigstens eine zweite dem Objekt abgewandte Elektrode vorsieht, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt ist, derart aus, dass wenigstens eine der beiden Elektroden Teil einer Verbundpanzerung ist, d. h. Teil einer mehrlagigen Panzerung ist, die einen polyvalenten Schutz bietet und beispielsweise in Form einer Keramikverbundpanzerung, einer Beulplattenpanzerung oder als Schottpanzerung ausgeführt sein kann.According to the solution, a device for protecting an object at least against hollow charge jets with an electrode arrangement which provides at least one first object and at least one second electrode facing away from the object, between which an electrical voltage is applied, is characterized in that at least one of the two Electrodes part of a Composite armor is, that is part of a multi-layer armor, which provides a polyvalent protection and can be performed, for example in the form of a ceramic composite armor, a Beulplattenpanzerung or as a Schott armor.
Die lösungsgemäße Vorrichtung stellt somit eine Kombination aus einer Verbundpanzerung mit einem elektrischen Panzerungssystem dar, indem wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht innerhalb der Verbundpanzerung als integraler Bestandteil des elektrischen Panzerungssystems genutzt wird. Durch die lösungsgemäße Kombination zweier bisher jeweils in Alleinstellung, d. h. getrennt voneinander eingesetzter, Schutzvorkehrungen, können die mit beiden Schutzpanzerungen verbundenen Schutzeigenschaften in synergetischer Weise genutzt werden ohne dabei eine bedeutende Gewichtszunahme im Vergleich zum Gewicht jeweils einer der beiden an sich bekannten Einzelschutzvorkehrungen in Kauf nehmen zu müssen.The device according to the invention thus represents a combination of a composite armor with an electrical armor system by using at least one electrically conductive layer within the composite armor as an integral part of the electrical armor system. By solving the combination of two previously each alone, d. H. used separately from each other, protective measures, the protective properties associated with two protective armor can be used in a synergetic manner without having to accept a significant increase in weight compared to the weight of one of the two known individual protection arrangements in purchasing.
Die meisten im Einsatz befindlichen Schutzpanzerungen bzw. Verbundpanzerungen sehen zur Verbesserung ihrer Durchschlagseigenschaften, insbesondere gegenüber Projektilbeschuss oder Splitterbelastung, massive Metalleinlagen in Form von z. B. Stahlplatten oder ähnlichen aus elektrisch leitfähigem Material bestehenden Schichten vor, die in lösungsgemäßer Weise zur Realisierung eines elektrischen Panzerschutzsystems genutzt werden.Most in use protective armor or composite armor see to improve their breakdown properties, especially against projectile bombardment or splinter loading, massive metal deposits in the form of z. As steel plates or similar existing of electrically conductive material layers, which are used in a solution according to the manner of realization of an electric armor protection system.
Hierfür kann ein bereits in einer polyvalenten Schutzpanzerung vorgesehene massive Metalleinlage in Form einer Stahlplatte oder einer ähnlichen aus elektrisch leitfähigem Material bestehende Schichten verwendet werden, bzw. ist eine polyvalente Panzerung entsprechend so zu gestalten, dass sie in lösungsgemäßer Weise zur Realisierung eines elektrischen Panzerschutzsystems genutzt werden kann.For this purpose, an already provided in a polyvalent protective armor massive metal insert in the form of a steel plate or similar consisting of electrically conductive material layers can be used, or is a polyvalent armor to make accordingly so that they are used in a solution according to the realization of an electrical armor protection system can.
In einer Ausführungsform ist die dem Objekt abgewandte Elektrode, d. h. die zweite Elektrode integraler Bestandteil einer Verbundpanzerung derart, dass wenigstens eine weitere platten- oder schichtförmige Materialschicht an der zweiten Elektrode mittel- oder unmittelbar zumindest teilweise flächig überlappend angebracht ist. in einer anderen Ausführungsform ist die dem Objekt zugewandte Elektrode als Verbundpanzerung ausgeführt.In one embodiment, the electrode facing away from the object, i. H. the second electrode is an integral part of a composite armor such that at least one further plate-like or layer-like material layer is attached to the second electrode in a medium or direct overlapping manner at least partially. In another embodiment, the electrode facing the object is designed as a composite armor.
Die Verbundpanzerung lässt sich grundsätzlich mit allen bekannten Zusammenfügungen unterschiedlichster Schichtmaterialien realisieren, besonders bevorzugt eignen sich hierzu platten- oder schichtförmige Materialschichten aus wenigstens einer der nachfolgenden Materialschichten: perforierte Panzerplatten, Leichtmetallplatten bestehend aus Magnesium-, Aluminium- und/oder Titanlegierungen sowie auch weiteren geeigneten und dem Fachmann bekannten Metalllegierungen. Auch und insbesondere eignen sich keramische Werkstoffe für die Ausbildung von Keramikpanzerplatten, zumal keramische Werkstoffe über große Härten und Druckfestigkeiten verfügen. Auch eignen sich reaktive Schichten in Form von Elastomerschichten.The composite armor can be realized in principle with all known assemblies of different layer materials, particularly preferably suitable for this purpose plate or layered material layers of at least one of the following material layers: perforated armor plates, light metal plates consisting of magnesium, aluminum and / or titanium alloys and other suitable and Metal alloys known to the person skilled in the art. Also and in particular, ceramic materials are suitable for the formation of ceramic armor plates, especially since ceramic materials have high hardness and compressive strengths. Reactive layers in the form of elastomer layers are also suitable.
Rückseitig, d. h. dem Objekt zugewandt zur zweiten platten- oder schichtförmig ausgebildeten Elektrode, die integraler Teil der Verbundpanzerung ist, können zudem faserverstärkte Kunststoffplatten und/oder Gewebeschichten vorgesehen werden, durch die auftretende Splitter abgefangen werden können.On the back, d. H. facing the object to the second plate-shaped or layer-shaped electrode, which is an integral part of the composite armor, also fiber-reinforced plastic plates and / or fabric layers can be provided, can be intercepted by the occurring splitter.
Selbstverständlich sind Ausführungsformen denkbar, in denen auch die dem Objekt zugewandte erste Elektrode in einem Verbund mit weiteren platten- oder schichtförmigen Materialschichten mittel- oder unmittelbar steht.Of course, embodiments are conceivable in which the object facing the first electrode in a composite with other plate or layered material layers is medium or immediate.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings. Show it:
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche VerwendbarkeitWays to carry out the invention, industrial usability
In einer Ausführung besteht die dem Objekt
Untersuchungen an dem in
Selbstverständlich kann der Schichtaufbau der in
In
Optional kann zudem eine Verbundpanzerung V rückseitig an der dem Objekt
Grundsätzlich lässt sich eine Vielzahl weiterer Kombinationen aus einer polyvalenten Schutzpanzerung und einem elektrischen Panzerungssystem vorstellen, in dem jeweils die dem Objekt abgewandt angeordnete Elektrode als integraler Bestandteil der jeweiligen Verbundpanzerung aufgefasst werden kann.In principle, a multiplicity of further combinations of a polyvalent protective armor and an electrical armor system can be imagined in which the electrode arranged facing away from the object can be regarded as an integral part of the respective composite armor.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- HohlladungsstrahlShaped charge jet
- 22
- Projektil, Splitterbeschuss, BlastwirkungProjectile, shrapnel, blast effect
- 33
- Keramikschichtceramic layer
- 44
- Dem Objekt abgewandte zweite ElektrodeThe second electrode facing away from the object
- 55
- Gewebeschichttissue layer
- 66
- Dem Objekt zugewandte erste ElektrodeObject facing first electrode
- 6'6 '
- Aluminiumplattealuminum plate
- 77
- PulsstromquellePulse power source
- 88th
- Objektobject
- VV
- Verbundpanzerungcomposite armor
- 99
- Panzerplattearmor-plate
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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