WO2011035841A1 - Schutzeinrichtung gegen projektil bildende ladungen - Google Patents

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Schutzeinrichtung (1), bestehend aus Werkstoffstreifen (1, 2, 3, 4) aus wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen (A, B, C), wobei die Dicke (t) der Streifen (1, 2, 3, 4) deutlich größer ist als die Höhe (h) und die Höhe (h) der Streifen (1, 2, 3, 4) mindestens halb so groß ist wie das Kaliber des EFP Flugprojektils und die beiden Werkstoffe deutlich unterschiedliche Festigkeiten aufweisen. Die Ausrichtung dieses Sandwichaufbaus (1) ist derart, dass die Werkstoffschichten übereinander liegend zur Einwirkungsrichtung weisen. Dadurch wird erreicht, dass ein in Richtung Schutzaufbau ausgebildetes Projektil abschert und nicht mehr gerade durch den Schutz hindurch gleitet.

Description

BESCHREIBUNG

Schutzeinrichtung gegen Projektil bildende Ladungen

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Schutzeinrichtung zum Schutz gegen Projektile, Munitionen und andere Geschosse.

Im Rahmen von out-of-area Einsätzen werden eine Vielzahl von leichten und mittelschweren gepanzerten Fahrzeugen eingesetzt. Die Panzerung dieser Fahrzeuge muss dabei verschiedenen Bedrohungen widerstehen können und trotzdem möglichst leicht sein. Bevorzugt werden Panzerungen, die auch an kleineren Fahrzeugen eingesetzt werden. Eine reine Lösung des Schutzes durch Panzerstahl ist nicht für alle Fahrzeuge systemverträglich. Panzerstahl ist seinerseits zu schwer, so dass eine reine Panzerstahllösung innerhalb zulässiger Fahrzeuggewichte nicht möglich ist.

Diverse andere Schutzlösungen basieren auf Kombination verschiedener Werkstoffe, insbesondere unter Verwendung von Faserverbunden auf Basis aromatischer Polyamide (Aramid) oder Polyethylen (Dyneema). Diese weisen jedoch im Vergleich zu Panzerstahl eine geringe Volumeneffizienz auf, was zu einer Überschreitung zulässiger bzw. gewünschter Fahrzeugbreiten führt.

Zu den verschiedenen Bedrohungen zählen auch die EFP - Explosively Formed Projectiles. EFP gehören zu den Penetrations-IED und wirken in der Regel seitlich auf das Fahrzeug. Man unterscheidet zwischen Monoslug-EFP, die ein einzelnes Projektil ausbilden, sowie Multislug-EFP, die durch Fragmentation der Gefechtskopfeinlage mehrere Projektile erzeugen. Hierbei unterscheidet man weiterhin Parallel-Multislug, bei den mehrere Projektile gleichzeitig an verschiedenen Fahrzeugstellen auftreffen und Seriell-Multislug, bei denen nacheinander mehrfach die gleiche Stelle getroffen wird. Die EFP durchschlagen aufgrund ihrer Masse und Geschwindigkeit oft herkömmliche Panzerungen. Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen systemverträglichen Schutz insbesondere leichter Fahrzeuge, wie Radfahrzeuge aufzuzeigen, der insbesondere gegen EFP einen ausreichenden Schutz bildet.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Anordnung von Streifen aus verschiedenen Werkstoffen, wenigstens zwei unterschiedlichen, vorzusehen, wobei die Dicke / Tiefe der (Einzel-) Streifen deutlich größer ist als die Höhe und die Höhe der Streifen vorzugsweise halb so groß ist wie das Kaliber der EFP Flugprojektils. Die nebeneinander liegenden Streifen sollten Werkstoffe deutlich unterschiedlicher Festigkeiten aufweisen. Der Abstand (gebildet durch die weicheren Streifen) zwischen den beiden härteren Streifen zueinander sollte hingegen kleiner als das Kaliber sein. Die härteren Streifen müssen dabei jedoch nicht den gleichen Werkstoff aufweisen. Die Ausrichtung dieses Sandwichaufbaus ist derart, dass die Werkstoffschichten übereinander liegend zur Einwirkungsrichtung weisen. Dadurch wird erreicht, dass wenn ein in Richtung Schutzaufbau ausgebildetes Projektil auf den Schutzaufbau auftritt, es auf Grund der unterschiedlichen Werkstoffe in den weicheren tiefer eindringt als in den daneben befindlichen härteren, dadurch abschert und nicht mehr gerade durch den Schutz hindurch gleiten kann.

Durch den Sandwichaufbau mit unterschiedlichen nebeneinander bzw. aufeinander liegenden Werkstoffen ist die Eindringgeschwindigkeit des Flugprojektils in die Streifen aus Werkstoff unterschiedlicher Festigkeiten unterschiedlich, dadurch bricht das Projektil auseinander und seine Wirksamkeit (Eindringleistung) wird deutlich reduziert. Dadurch wird ein Schutzaufbau geschaffen, der eine hohe (ausreichende) Volumen- und Masseneffizienz aufweist.

Als Werkstoffkombinationen untereinander sind Stahl und Aluminium, Keramik (wie SiC, AI203, B4C) und Aluminium, Stahl und Kunststoff (Polyethylen, Polypropylen, Polyamid) oder Keramik und Kunststoff aber auch Stahl, Aluminium und Keramik etc. denkbar.

Ausgangspunkt ist, dass das Projektil auf mindestens zwei Werkstoffe unterschiedlicher Materialien auftrifft, sodass durch den weicheren Werkstoff ein schneller Eintritt des Projektils erfolgt während der härtere Werkstoff das Projektil verlangsamt, und das Projektil über die Eindringtiefe bzw. die Tiefe des Schutzes aufgehalten wird. Das Projektil bleibt hängen und bietet gegenüber den möglicherweise nachfolgenden Projektilen ein eigenständiges Hindernis.

Vor allem durch den Mechanismus des Zerschneidens des Projektils wird die Eindringleistung in die ballistisch wirksamen Werkstoffe deutlich reduziert, so dass gegenüber Panzerstahl oder anderen Schutzaufbauten die eine größere Massen- und Volumeneffizient erreicht wird.

Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung nachstehend kurz erläutert werden.

Es zeigt die einzige Figur den Aufbau einer Schutzanordnung oder Schutzeinrichtung 10 wobei mit 1 ein erster Streifen 1 aus einem Werkstoff A und mit Position 2 ein zweiter Streifen aus einem Werkstoff B gekennzeichnet ist (untere Teildarstellung in Figur). Die Tiefe der Streifen ist mit - 1 - und die jeweilige Höhe der Streifen 1 , 2 mit - h - bezeichnet. Die Be- schussrichtung ist hier von rechts nach links weisend mit dem Pfeil BR bezeichnet.

Die Tiefe und die Höhe der Streifen ist abgestimmt auf die jeweils vorliegende Bedrohung zu wählen. Bei einem Projektil 5 mit einem Kaliber 30 mm sollte die Tiefe des Schutzaufbaus ca. 30 mm bis 50 mm und die Höhe (Dicke) beispielsweise 15 mm betragen. Die Dicke der einzelnen Streifen ist im Rahmen der Vorgabe wählbar, sollte für eine einfache Herstellung des Schutzaufbaus 10 bevorzugt jedoch gleich sein.

Aufbauten von Werkstoffen A, B, C, D etc. (Streifen 3, 4) sind ebenfalls möglich (obere Teildarstellung in Figur).

Trifft das sich bildende Projektil 5 auf die Schutzanordnung 10, wird es durch den weicheren Werkstoff (A, B, C) schneller gleiten als durch den härteren Werkstoff. Das sich bildende Projektil 5 wird in seiner Eindringrichtung zerschnitten und abgefälscht und bleibt im Schutzaufbau 10 hängen. Die Idee läst sich auch gegen Mittelkaliberprojektile anwenden, da ohne größeren Aufwand eine derartige Schutzanordnung 10 zum Einsatz als beispielsweise Schutzlevel vier (4) fungieren kann.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Schutzeinrichtung 1 nicht starr, sondern verschiebbar angebracht ist. Insbesondere bei sich bewegenden Objekten hat dies den Vorteil, dass durch Eigenbeschleunigung oder diverser anderer Bewegungsänderungen die Schutzeinrichtung ihre Lage zum Fahrzeug und somit nachfolgenden Projektilen 5 verändern kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Schutzeinrichtung (10) für den Schutz eines Objektes, gekennzeichnet, durch einen Sandwichaufbau verschiedener Werkstoffe (A, B, C) wobei die Ausrichtung dieses Sandwichaufbaus derart ausgelegt ist, dass die Werkstoffschichten (1 , 2, 3, 4) neben- bzw. übereinander liegend zur Einwirkungsrichtung (BR) weisen, wobei das Projektil auf mindestens zwei Werkstoffe (A, B, C) unterschiedlicher Materialien auftrifft, so dass ein Teil des Projektils durch den einen Werkstoff schnell eindringt während ein Teil des Projektils in dem anderen Werkstoff langsamer eindringt.

Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Werkstoffstreifen (1 , 2, 3, 4) deutlich größer ist als die Höhe (h) und die Höhe (h) der Streifen (1 , 2, 3, 4) mindestens halb so groß ist wie das Kaliber der EFP Flugprojektils.

Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffe (A, B, C) deutlich unterschiedliche Festigkeiten aufweisen.

Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffschichten (1 , 2, 3, 4) aus Kombinationen von Stahl, Aluminium, Keramik, wie Siliziumcarbit oder Aluminiumoxid und Kunststoff wie Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid etc. bestehen können, wodurch zwei Schichten oder mehrere Schichten unterschiedlicher Materialien gebildet werden.