[0001] Die Erfindung betrifft eine Gesamtschutzanordnung gegen Bedrohungen, und insbesondere
eine hybride polyvalente reaktive Gesamtschutzanordnung gegen das gesamte Spektrum
möglicher Bedrohungen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Alle bisher bekannten Schutzaufbauten sowohl gegen Hohlladungs (HL) - als auch gegen
Wuchtgeschoss (KE) - Bedrohungen bestehen im einfachsten Fall aus einem gegen beide
Bedrohungsarten wirksamen Schutzelement (z.B. einer hochfesten homogenen Panzerplatte
oder einer Sandwichanordnung) oder aus einer Folge von zwei Schichten, bei denen jeder
Schicht eine besondere Effektivität gegen die eine oder die andere Bedrohung zugewiesen
ist. Aus strategischen und aus operationellen Gesichtspunkten ist ein möglichst hochwertiger
Schutz bei leichteren und leichten gepanzerten Fahrzeugen (insbesondere luftverladbaren
Systemen) bis hin zu reinen Transportfahrzeugen von besonderem Interesse.
[0003] Der Schwerpunkt reaktiver Maßnahmen liegt nach wie vor auf der Abwehr von HL-Geschossen.
Die Steigerung der Schutzeffizienz wird dabei sowohl direkt gegen die auftreffende
Bedrohung als auch konstruktiv durch die der Störfläche nachfolgenden Freiräume (Dissipationszone)
erreicht. Vorgelagerte Störflächen, die die Schutztiefe, d.h. den Abstand zwischen
dem Eintritt des Strahls oder des Projektils in die Schutzzone und der Fahrzeugwand
bestimmen, sind üblicher Weise inert-dynamisch wirkende flächige Beulplatten-Anordnungen
oder Beulblech-Jalousien, Sandwich-Anordnungen oder reaktive Module. Unter einer inert-dynamisch
wirkenden Komponente wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine inerte Schutzkomponente
verstanden, die kein pyrotechnisches Medium beinhaltet und durch den Impaktvorgang
direkt oder in Verbindung mit einem durch die Impaktenergie druckaufbauenden Medium
beschleunigt wird (z.B. Beulblech-Sandwich). Ein spezieller Schutz gegen KE-Bedrohungen
ist bei bisher bekannten Lösungsansätzen zur Verbesserung der Schutzleistung über
eingebrachte Ablenkstrecken in der Regel fest eingebaut, d.h. fest mit dem zu schützenden
Objekt bzw. der Fahrzeugwand verbunden.
[0004] In den letzten dreißig Jahren wurde eine Vielzahl von reaktiven Panzerungen bekannt
und fand auch bei einer Reihe von gepanzerten Fahrzeugen weltweit Anwendung. Hierbei
handelt es sich aber ganz überwiegend um Schutzanordnungen gegen Hohlladungen. Ihre
Wirkung beruht in der Regel darauf, dass beim Aufschlag eines Geschosses über ein
pyrotechnisches Mittel (Sprengstofffolie) eine oder mehrere metallische Platten, die
gegenüber der Bedrohung einen Winkel bilden, dieser entgegen oder mit dieser beschleunigt
werden, wobei durch das seitliche Touchieren der beschleunigten Platten mit der Bedrohung
deren Effizienz durch Zerstörung oder Ablenkung des Strahls bzw. Penetrators vermindert
wird. In der Patentschrift DE 199 56 197 C2 werden hierzu einige Beispiele genannt.
[0005] Weiterhin gibt es Beispiele, bei denen ein oder mehrere Elemente mit der oben beschriebenen
Wirkungsweise in einem Gehäuse angeordnet sind. Dies kann z.B. dem Aufbau eines mehrschichtigen
reaktiven Schutzes dienen oder es können mehrere reaktive Elemente in flächenhafter
Anordnung mit oder ohne Dämpfungs-Zwischenschichten zur Ausbildung einer Schutzfläche
eingesetzt werden. Hierbei spielen Fragen des operationellen/konstruktiven Einsatzes
ebenso eine Rolle wie der Schutz der Struktur des Fahrzeugs und der Umgebung gegen
die Auswirkungen der Detonation des Sprengstoffs und der dadurch auf Geschwindigkeiten
von mehr als 300 m/s beschleunigten Schutzkomponenten (z.B. dünne Stahlbleche). Die
Patentschrift DE 199 56 197 C2 nennt auch hierfür einige Beispiele.
[0006] Weiterhin ist eine Reihe von polyvalenten Schutzanordnungen bekannt, die sowohl Hohlladungen
als auch Wuchtgeschosse mit unterschiedlicher Effektivität abwehren. Sie können als
passive oder auch als reaktive Panzerung ausgebildet sein. Einige der Ausbildungsarten
derartiger Schutzmodule sind beispielsweise in den Druckschriften EP 0 922 924 B1
und EP 0 379 080 B1 sowie DE 41 14 809 C2 und DE 195 09 899 C2 erläutert.
[0007] Es ist auch bekannt, dass insbesondere Glas die Eigenschaft besitzt, beim Durchdringen
eines HL-Strahls aufgrund seiner spezifischen Hochdruckeigenschaften und der damit
verbundenen spontanen Volumenänderungen Strahlstörungen zu verursachen und dadurch
dessen Eindringtiefe zu reduzieren. Weiterhin ist bekannt, dass dieser Effekt der
Strahlstörung dadurch erheblich zu verstärken ist, dass das Glasvolumen während des
Durchdringens eines HL-Stahls mittels einer oder mehrerer Spengstoffschichten oder
Sprengstoffkörpern (z.B. sogenannte Pillen) dynamisch verdichtet wird. Ein ähnlicher,
verstärkender Effekt tritt auch bei einer starken lateralen Verdämmung auf. Derartige
Anordnungen bedingen jedoch sehr große laterale Massen, die überwiegend Totmassen
darstellen.
[0008] Weiterhin ist eine Reihe von Lösungsvorschlägen zur Vermeidung von Gefechtsfeldbelastungen
bekannt, bei denen die beschleunigten Bleche oder Störkörper nicht in Richtung der
auftreffenden Bedrohung, sondern parallel zur Oberfläche des zu schützenden Objekts
beschleunigt werden. Derartige Anordnungen bedingen jedoch eine Sensorik mit Auslöseeinrichtung
zur Sicherstellung eines geeigneten Zündzeitpunkts.
[0009] In der Patentschrift DE 199 56 197 C2 wird ein mehrschichtiges reaktives Schutzelement
insbesondere für den Schutz leichterer Fahrzeuge beschrieben, welches beim Auftreffen
eines Geschosses detoniert. Auf der Beschussseite ist diese Anordnung zur Vermeidung
von harten Splittern mit einem hochfesten Faserverbundwerkstoff versehen. Die Schutzeinheit
ist parallel oder in einem vorgegebenen Winkel zur Außenwandung des zu schützenden
Objekts angeordnet. Kennzeichnendes Merkmal dieser Erfindung ist, dass (bis auf eine
mögliche metallische Umkleidung der Sprengstofffolie) keine metallischen Schutzplatten
eingesetzt werden. Durch die Verwendung von Faserverbundmaterial soll zusätzlich ein
Schutz gegen ballistische Geschosse kleineren Kalibers (Maschinengewehr) gewährleistet
sein.
[0010] In der Patenschrift DE 199 56 197 C2 ist auch beschrieben, dass zwischen der Außenwandung
des zu schützenden Objekts und der dazu nahe liegenden Sprengstoffschicht ein Beulblech
angeordnet sein kann. Dieses wird bei Detonation zwar gegen die Außenwandung des zu
schützenden Objekts geschleudert, es gelangen jedoch keine metallischen Splitter in
die Umgebung.
[0011] Tatsächlich haben Anordnungen, wie sie in der Patenschrift DE 199 56 197 C2 beschrieben
sind, den Vorzug, gegen Hohlladungsstrahlen bei ausreichenden Neigungswinkeln gegenüber
der durchdringenden Bedrohung gute Strahlstörungen und damit erhebliche Leistungsverminderungen
zu erreichen. Da die reaktiv wirkenden nicht-metallischen Stoffe aber nur eine geringe
Dichte bei entsprechend geringer mechanischer Festigkeit aufweisen, ist ihr Störpotential
begrenzt oder es müssen entsprechend dicke Sprengstofffolien zur Sicherstellung der
lateralen Strahlstörung eingesetzt werden. Darüber hinaus ist eine nennenswerte Schutzwirkung
gegen KE-Penetratoren auf den Bereich kleiner Kaliber beschränkt, da derartige Anordnungen
keine ausreichend großen Querkräfte zur Ablenkung oder Zerstörung von KE-Penetratoren
aufbauen können. Aber auch dann werden große Zieldicken bzw. Plattenstärken benötigt,
da die Schutzleistung der genannten Materialien gegenüber metallischen Blechen sehr
viel geringer ist. Damit sind Anordnungen, wie sie in der Patentschrift DE 199 56
197 C2 beschrieben sind, vorteilhaft als Zusatzpanzerungen (Add-On-Panzerungen) vor
einem KE-Schutz anzubringen, um z.B. die hohe Durchschlagsleistung von Hohlladungen
in der Größenordnung von mehr als 300 mm im mittleren Kaliberbereich, der sich bis
zu Ladungsdurchmessem von 80 mm erstrecken kann, zu kompensieren.
[0012] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine hybride polyvalente reaktive
Gesamtschutzanordnung möglichst geringer Gesamtmasse gegen HL-, FK- und KE-Bedrohungen
bereitzustellen, die gegen jede Art der genannten Bedrohung ein höheres Schutzpotential
als eine lediglich auf eine Bedrohungsart ausgerichtete Schutzanordnung bietet. Hierbei
sollen bei einem hohen inerten Basisschutzniveau insbesondere bei reaktiver Wirkungsweise
gegen alle Bedrohungsarten hohe Gesamtschutzleistungen erbracht und gleichzeitig unzulässige
Gefechtsfeldbelastungen und Strukturschäden am zu schützenden Objekt selbst vermieden
werden. Die Gesamtschutzanordnung soll ferner an allen in besonderem Maße zu schützenden
oder besonders exponierten Flächen, wie zum Beispiel im Turm-, Seiten- und Frontalbereich
einschließlich der Kettenschürze adaptierbar und/oder integrierbar sein.
[0013] Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Erfinder zunächst von den folgenden allgemeinen
Überlegungen ausgegangen.
[0014] Die Leistungsfähigkeit eines ballistischen Schutzes wird üblicher Weise aus seinem
Wirkungsgrad gegen eine bestimmte Bedrohung wie z.B. Hohlladungen oder KE-Penetratoren
im Vergleich zu einer Bezugs- oder Referenzpanzerung abgeleitet. Als Bezug bietet
sich eine homogene Stahlplatte bestimmter Festigkeit an. Es kann aber auch eine vergleichende
Bewertung mit jeder anderen Panzerung vorgenommen werden. Zwei Größen haben sich als
kennzeichnend für die Güte einer Panzerung eingeführt: das Verhältnis von durchschlagener
Masse in der Bezugspanzerung zur durchschlagenen Masse in der betrachteten Panzerung,
d.h. der sogenannte Masseneffektivitätsfaktor (E
m), und das Verhältnis der entsprechenden Bautiefen, d.h. Der sogenannte Raumeffektvitätsfaktor
(E
s). Ein Kriterium für die Güte einer Schutzstruktur kann dann das Produkt beider Faktoren
darstellen. Da insbesondere bei leichteren oder leichten gepanzerten Fahrzeugen die
für einen Schutz zur Verfügung stehende Masse bzw. deren Begrenzung entscheidend ist
und eine höhere Schutztiefe (bezogen auf die gesamte Anordnung einschließlich fahrzeugspezifischer
Komponenten) in der Regel eher zur Verfügung steht, ist zweckmäßiger Weise eine Wichtung
zwischen E
m und E
s vorzunehmen.
[0015] Die Steigerung des Leistungsvermögens rein reaktiver Panzerungen gegen Wuchtgeschosse
ist im Gegensatz zu Hohlladungen gegenüber leistungsfähigen inerten Panzerungen relativ
gering. Außerdem sind die einzusetzenden Massen bzw. Dicken der reaktiv beschleunigten
Bleche erheblich größer als bei Hohlladungen. Die Platten benötigen zur Abwehr schnell
auftreffender Penetratoren Lateralgeschwindigkeiten von mehreren 100 m/s. Dadurch
entsteht nicht nur eine erhebliche Belastung des Gefechtsfeldes (derartige Platten
können mehrere hundert Meter weit fliegen), sondern auch die (fahrzeugseitigen) Strukturbelastungen
nehmen entsprechend zu. Aus diesem Grund wurde bereits der Einsatz von Materialien
wie Glas, Keramik oder glasfaserartigen Stoffen im reaktiven Schutz vorgeschlagen,
die sich bei detonativer Belastung in mehr oder weniger kleine Teile zerlegen oder
delaminieren. Dass ein derartiger Schutz gegen KE- oder FK-Bedrohungen aber nur sehr
eingeschränkt möglich ist, wurde bereits erwähnt.
[0016] Ein anderer, allerdings nur begrenzt leistungsfähiger Lösungsansatz ist die ebenfalls
bekannte Bereichsdetonation, bei der die Sprengstoffschicht nicht durchdetoniert und
dadurch lediglich ein Teil einer Platte beschleunigt bzw. während des Durchdringungsvorgangs
der Bedrohung ausreichend schnell verformt wird. Auf diese Weise werden keine Platten
gegen die Folgestruktur oder in das Gefechtsfeld beschleunigt. Auf einer Bereichsdetonation
bestehende Schutzanordnungen sind aber technisch sehr anspruchsvoll und es wird auf
absehbare Zeit nicht möglich sein, ein sicheres Zünden bei unterschiedlichen Bedrohungen
zu gewährleisten.
[0017] Bei der reaktiven Abwehr von Präzisionshohlladungen sind Schutzfaktoren für die Masse
von 6 bis 8 bekannt. Bei unempfindlicheren Ladungen, d.h. Ladungen mit massiverer
und kontinuierlicher Strahlausbildung, sind die erreichbaren Werte geringer und liegen
in der Größenordnung von 4 bis 5. Bei KE-Penetratoren liegen diese Faktoren je nach
Bedrohung lediglich zwischen 1,5 und 3,0. Bei Hohlladungen können aus dem Produkt
von Masse- und Raumeffektivitätsfaktoren Werte über 10 erreicht werden, bei den gegen
laterale Störungen relativ unempfindlichen Wuchtgeschossen lediglich Werte zwischen
2,0 und 4,0.
[0018] Ein weiteres, für das System entscheidendes Kriterium für die Bewertung des ballistischen
Schutzes ist dessen inertes Schutzvermögen, also seine Leistung bei Nichtdetonation
der Sprengstofffolie bzw. bei demontierter reaktiver Einrichtung oder bei abgeschalteter
Zündhilfe. Diese liegt bei speziellen Panzerungen gegen Hohlladungen bei Werten bis
3,5, bei KE-Schutzaufbauten jedoch höchstens bei 2,0.
[0019] Mit Gesamtschutzanordnungen entsprechend der Erfindung sollen nicht nur die bisher
bekannten Effizienzwerte bzw. Schutzfaktoren spezieller reaktiver Auslegungen überschritten
werden, sondern insbesondere auch die inerten Schutzleistungen bei bisher erreichbaren
Bestwerten liegen. Außerdem sollen technologische Fortschritte oder Weiterentwicklungen
in Teilbereichen unmittelbar auf die einzelnen Komponenten übertragen werden, sodass
stets eine Gesamtschutzanordnung entsprechend dem neuesten Stand der technologischen
Möglichkeiten zu realisieren ist. Und dies sowohl gegen das gesamte vorliegende, als
auch gegen das in absehbarer Zukunft zu erwartende Bedrohungsspektrum, denn bei der
Konzipierung polyvalenter Panzerungen sollte auch dem Entwicklungspotential möglicher
Bedrohungen Rechnung getragen werden.
[0020] Im Bereich der Hohlladungen sind auch bei mittleren Kalibern Tandemladungen wahrscheinlicher,
auf dem Gebiet der Flachkegelladungen sind Projektilstreckungen zu erwarten. Dies
hätte eine neue Art von Bedrohung zur Folge, die bei Gesamtschutzanordnungen zu berücksichtigen
ist. Es handelt sich dabei quasi um kurze, jedoch relativ dicke und damit gegenüber
herkömmlichen Hochleistungsstrahlen erheblich unempfindlichere Hohlladungsstrahlen,
die durchaus noch im Geschwindigkeitsbereich bekannter, gestreckter Strahlen (7 bis
8 km/s) liegen können. Bei KE-Penetratoren sind auch im Bereich mittlerer Kaliber
(20 bis 60 mm) zunehmend aerodynamisch stabilisierte Geschosse in Betracht zu ziehen.
Da dort eine Leistungssteigerung in erster Linie aus dem Schlankheitsgrad bzw. der
Penetratorlänge zu gewinnen ist, nimmt aber bei einer Steigerung der Durchschlagsleistung
auch die Empfindlichkeit derartiger Geschosse insbesondere gegen Querstörung zu.
[0021] Bei Schutzanordnungen sind also diejenigen von besonderem Interesse, die sowohl gegen
alle bekannten als auch gegen die nach dem Stand der Technik in absehbarer Zukunft
zu erwartenden Bedrohungsarten wirksam sind. Alle bisher bekannten Lösungen im Bereich
reaktiver Schutzabordnungen, die auch in mittelschweren und insbesondere leichten
Fahrzeugen einzusetzen sind, bieten lediglich gegen Hohlladungen relativ hohe Schutzleistungen.
Die bisher bekannten polyvalenten reaktiven Panzerungen basieren dabei auf mehr oder
weniger massiven, sprengstoffbeschleunigten metallischen Platten mit den entsprechenden
Belastungen sowohl des Umfeldes als auch der Struktur des Fahrzeugs selbst.
[0022] Aus all diesen Kriterien ergibt sich, dass nach dem bisherigen Stand der Technik
ein gleichermaßen sowohl gegen HL-, FK- als auch unterschiedliche KE-Bedrohungen leistungsfähiger
polyvalenter Schutz nicht bekannt ist.
[0023] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe nun durch eine Gesamtschutzanordnung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0024] Die Erfindung betrifft eine auf einer Fahrzeugstruktur oder allgemein auf einer zu
schützenden Struktur fest oder lösbar aufgebrachte oder in diese integrierte kombinierte
Gesamtschutzanordnung gegen Hohlladungen, Flachkegelladungen, drall- und aerodynamisch
stabilisierte Wuchtgeschosse und Splitter. Die Gesamtschutzanordnung besteht in ihrer
höchsten reaktiven Ausbaustufe aus zwei reaktiven Schutzzonen und einer dazwischen
liegenden inerten bzw. inert-dynamischen inneren Schutzzone. Dabei weist die der Bedrohung
zugewandte Seite der vorderen Schutzzone einen Reaktivaufbau in erster Linie zur Abwehr
von Hohlladungsbedrohungen auf. FK- und KE-Bedrohungen sollen in dieser vorderen Schutzzone
möglichst vorgestört werden bzw. Wirkungs- oder Leistungsrichtung bereits aufgefächert
werden oder eine entsprechende Störung zumindest eingeleitet werden. Die innere Schutzzone
(auch mit dynamisch wirksamen Einrichtungen) dient vor allem der Abwehr von KE-Bedrohungen.
Die hintere, fahrzeugseitige Schutzzone ist in der höchsten Ausbaustufe als reaktive
Einrichtung zum Abfangen der Restleistung von Hohlladungsstrahlen und durchdringenden
KE-Projektile ausgebildet. Die hintere Schutzzone kann auch vorteilhafter Weise aus
einer inerten, dynamisch wirkenden oder strukturierten / mehrschichtigen Zone bestehen
oder auch nur eine passive Restpanzerung darstellen. Auf der anderen Seite kann auch
die innere Schutzzone eine reaktive Komponente enthalten.
[0025] Grundsätzlich besteht die Gesamtschutzanordnung also in ihrer Endausbaustufe aus
drei bereits für sich leistungsfähigen Komponenten bzw. Schutzzonen: einer vorderen,
reaktiven Schutzzone, einer zweiten, inneren inerten oder inert-dynamischen Schutzzone
(nicht-reaktive Module, Beulblech-Anordnungen, massive, schichtartige oder strukturierte
Schutzschichten) und einer dritten, hinteren inerten, inert-dynamischen oder auch
reaktiven Schutzzone. Die einzelnen Schutzzonen ergänzen sich in ihrer Wirkung in
optimaler Weise und bilden zusammen mit der Objektwand einen adaptierten Gesamtschutz
oder durch Integration der tragenden Struktur einen strukturoptimierten Gesamtschutz.
Der hybride polyvalente Gesamtschutzanordnung ist sowohl als Turm- bzw. Waffenschutz,
Seiten- und Frontalschutz als auch als Schutz des Fahrwerks (Kettenschürze) anwendbar.
[0026] Beim Auslösen des reaktiven Schutzmechanismus werden die vordere und die (sofern
vorgesehene) hintere reaktive Schutzzone mittels der durchdringenden Bedrohung in
einem zeitlichen Abstand ausgelöst oder gezündet. Bei ähnlichen Massen- bzw. Massenbeschleunigungs-Verhältnissen
kann bei einer nachgiebigen bzw. dickenveränderlichen dynamischen Zwischenstruktur
bei maximaler reaktiver Schutzentfaltung eine gegenüber herkömmlichen reaktiven Panzerungsaufbauten
stark reduzierte Fahrzeugbelastung erreicht werden. Bei direkt an der Objekt- oder
Fahrzeugwand befestigten reaktiven Schutzanordnungen entspricht die auf die Wand wirkende
Energie bzw. der übertragene Impuls der Energie bzw. dem Impuls der nach vom in Bedrohungsrichtung
wirkenden Schutzmodule. Längere Energiedissipationswege (Vergrößerung der Schutztiefe
ohne erheblichen Massezuwachs) zur Verminderung dieses Effektes bzw. zur zeitlichen
Streckung der Belastung und damit Verminderung der Spitzenwerte sind dagegen nicht
nur mit einer erheblichen Vergrößerung der Schutzstruktur verbunden, sondern auch
gegen KE-Bedrohungen wegen deren kompakteren und damit unempfindlicheren Bauweise
nur begrenzt effektiv.
[0027] Bei reaktiven Schutzaufbauten ist generell eine minimierte Gefechtsfeldbelastung
anzustreben. Bei einem erfindungsgemäßen Schutzaufbau kann die vordere, reaktive Komponente
ohne Leistungseinbußen für die Struktur unschädlicher beschleunigt werden als bei
anderen reaktiven Schutzaufbauten, wenn eine dynamisch nachgiebige / in der Tiefe
veränderliche Auslegung der inneren, inert-dynamisch wirkenden Schutzzone erfolgt.
Zudem ist es zur Verringerung oder zur Vermeidung von Gefechtsfeldbelastungen vorteilhaft,
die vordere reaktive Schutzzone z.B. nach der in der Patentschrift DE 199 56 197 C2
beschrieben Art aus einem sich in feine Partikel zerlegenden oder einem zerstäubenden
bzw. delaminierenden Werkstoff herzustellen.
[0028] Grundsätzlich sind die drei genannten Schutzzonen hintereinander geschaltet. Sie
können jedoch auch teilweise oder vollständig kombiniert sein. Dies wird insbesondere
bei begrenzter zur Verfügung stehender Bautiefe notwendig sein. Die hintere Schutzzone
minimiert die auf das Fahrzeug einwirkenden Stoß- bzw. Schockbelastungen und die Einwirkungen
von auftreffenden vorgelagerten Schutzkomponenten. Sie kann der Fahrzeugstruktur vorgeschaltet,
mit dieser kombiniert oder direkt in diese integriert sein.
[0029] Das Ziel eines wirkungsvollen Gesamtschutzes wird bei der beschriebenen Gesamtschutzanordnung
also über mehrere, insbesondere in ihrer Kombination wirksame Schutzzonen erreicht.
Wesentlich ist der Umstand, dass bei einer erfindungsgemäßen Schutzanordnung durch
die Art der Zusammenschaltung bzw. des Zusammenwirkens der drei definierten Schutzzonen
die Steigerung des Schutzleistungsniveaus bewirkt wird. Grundsätzlich ist zwar jede
der Schutzzonen für sich wirksam, die maximale Schutzleistung wird jedoch erst durch
die auftretenden lateralen Belastungen des eintretenden und durchdringenden KE- oder
FK-Penetrators bzw. HL-Strahls beim Auslösen des reaktiven Vorgangs zumindest im vorderen
Bereich der Gesamtschutz-Anordnung bewirkt. Durch einen entsprechenden Schutzaufbau
ist auch bei starken KE-Bedrohungen eine reaktive Vorstörung mit anschließender weiterer
Penetratorablenkung bzw. Erosion möglich.
[0030] Die die Erfindung kennzeichnenden Figuren, graphischen Darstellungen und Erläuterungen
der in den unterschiedlichen Beispielen für Gesamtschutzanordnungen ablaufenden Vorgänge
bei eintretenden und durchdringenden Bedrohungen sind in der folgenden Liste zusammengestellt.
Diese Beispiele für prinzipielle Gesamtschutzanordnungen entsprechend der Erfindung
und ihre Kombinationsmöglichkeiten sind stark vereinfachte Prinzipdarstellungen. In
den Figuren zeigen:
- Fig. 1
- einen prinzipiellen Aufbau einer hybriden polyvalenten Reaktivpanzerung und ihr Bedrohungsspektrum;
- Fig. 1A
- eine in erster Näherung senkrechte adaptierte Anordnung mit den drei Schutzzonen A,
B und C vor der Restpanzerung bzw. Restleistungszone D;
- Fig. 1B
- eine geneigte Anordnung entsprechend Fig. 1A;
- Fig. 1C
- das Bedrohungsspektrum für die Gesamtschutzanordnung;
- Fig. 2
- eine Seitenansicht und eine Draufsicht eines gepanzerten Fahrzeugs (hier Kettenfahrzeug)
mit den primär zu schützenden Flächen;
- Fig. 3
- die Wirkrichtungen eines reaktiven Sandwichs;
- Fig. 4
- Positionierungs- und Aufbaumöglichkeiten reaktiver Komponenten in Verbindung mit einer
inerten Panzerung bzw. tragenden Struktur;
- Fig. 5
- laterale Störmöglichkeiten der Einzelkomponenten eines reaktiven Sandwichs: vordere
Wirkkomponente und Auswirkungen auf die Bedrohungen;
- Fig. 6
- laterale Störmöglichkeiten der Einzelkomponenten eines reaktiven Sandwichs: hintere
Wirkkomponente und Auswirkungen auf die Bedrohungen;
- Fig. 7
- die Wirkrichtungen von inert-dynamischen (Beulplatten-) Anordnungen am Beispiel der
Durchdringung eines APFSDS-Geschosses entsprechend Figur 1C;
- Fig. 8
- Beispiele für horizontale und vertikale Beulblech-Anordnungen;
- Fig. 9
- die Verminderung der Eindringleistung eines Hohlladungsstrahls in glasartigen Zielen
aufgrund des Effekts des Kraterzusammenbruchs;
- Fig. 10A
- Strahlstörung und Ausbruchkrater entsprechend Figur 9 bei zu geringer Zieldicke;
- Fig. 10B
- einen Schutzaufbau entsprechend Figur 10A mit stützender Folgeschicht;
- Fig. 11A
- ein Druckfeld entsprechend Figur 9 beim Eindringen eines P-Ladungsprojektils;
- Fig. 11B
- ein Druckfeld entsprechend Figur 9 beim Eindringen eines Pfeilgeschosses;
- Fig. 12A
- die Lateralstörung durch eine in ein homogenes oder schichtartiges Ziel eingebrachte
geneigte Sprengstoffschicht (große Folienfläche);
- Fig. 12B
- laterale, durch eine eingebrachte geneigte Sprengstoffschicht bewirkte Störungen:
unterteilte / mehrstufige Folien (kleine Folienflächen);
- Fig. 13
- Beispiele für Aufbauten reaktiver oder inert-dynamisch wirkender Sandwichs;
- Fig. 14
- Beispiele für Belegungen reaktiver Sandwichs;
- Fig. 15
- Beispiele für Zerlegungseigenschaften bzw. Zerlegungsmechanismen (betrachtet wird
lediglich die vordere Komponente);
- Fig. 16
- Beispiele für ein- oder mehrschichtige bzw. mehrteilige Sprengstoffbestückungen reaktiver
Sandwichs;
- Fig. 17
- Ausführungsbeispiele für die vordere Schutzkomponente entsprechend Figur 1A/1B, wobei
Figur 17A eine in A eingebettete pyrotechnische Belegung zeigt, Figur 17B eine rückseitige
pyrotechnische Belegung von A zeigt, Figur 7C eine in A unter einem Winkel eingebrachte
pyrotechnische Belegung zeigt, und Figur 17D ein Modifikationsbeispiel für A entsprechend
Figur 17C zeigt;
- Fig. 18
- Ausführungsbeispiele für die inerte oder inert-dynamisch wirkende Schutzzone B entsprechend
Figur 1A/1B, wobei Figur 18A eine homogene Schicht zeigt, Figur 18B einen Sandwichaufbau
zeigt, Figur 18C eine Beulblech-Jalousie zeigt, und Figur 18D eine Tandem-Beulblech-Jalousie
zeigt;
- Fig. 19
- weitere Ausführungsbeispiele für die Schutzzone B entsprechend Fig. 1A/1B in Form
von inerten homogenen, geschichteten und inert-dynamisch wirkenden Lösungen, wobei
Figur 19A parallele, inert-dynamisch wirkende Beulplatten und antiparallele Außenflächen
zeigt, Figur 19B einen jalousieartigen inert-dynamischen Beulplatten-Aufbau und antiparallele
Außenflächen zeigt, und Figur 19C parallele inert-dynamische Beulplatten und eine
nachfolgende Beulplatten-Jalousie und antiparallele Begrenzungen von B zeigt;
- Fig. 20A
- Modifikationen des Schutzaufbaus entsprechend Fig. 1A/1B, wobei der Schutzzone B eine
Restleistungszone D folgt;
- Fig. 20B
- einen reaktiven Hybridschutz entsprechend Figur 1A/1B in Form einer Schutzzone B als
erster (bedrohungsseitiger) Schutzzone, gefolgt von einer Schutzzone C mit stark unterschiedlich
geneigten Außenflächen;
- Fig. 21
- eine weitere Anordnung entsprechend Figur 1A/1B mit einer als reaktives Modul ausgebildeten
Schutzzone B mit KE-wirksamen Werkstoffen und einer Pufferschicht in C;
- Fig. 22
- eine reaktive hybride Gesamtschutzanordnung entsprechend Figur 1A/1B mit inerter Vorpanzerung,
gebildet aus den Zonen A und einer Zusammenfassung der Zonen B/C/D in einer Schutzkomponente.
- Fig. 23
- eine reaktive hybride Gesamtschutzanordnung entsprechend Figur 1A/1B mit vorgeschaltetem
/ integriertem Auslöse(Kontakt)-Gitter / Detektionseinrichtung, Zündeinrichtung für
die Sprengstofffolien, und einer Dämpfungsschicht zwischen den Zonen B und der kombinierten
Zone C/D, welche gleichzeitig als Trägerplatte dient;
- Fig. 24
- eine Gesamtschutzanordnung entsprechend Figur 1A/1B mit reaktivem, zerlegendem Vorsandwich,
Dämpfungsschicht und nachfolgender Beulplattenjalousie;
- Fig. 25
- eine Gesamtschutzanordnung entsprechend Figur 1A/1B als Einschub in eine entsprechende
Kammer / Montagevorrichtung und Auffächerungsmöglichkeit / Möglichkeit einer Abstandsveränderung
für die einzelnen Komponenten; und
- Fig. 26
- eine Gesamtschutzanordnung entsprechend Figur 1A/1B mit einschiebbaren auswechselbaren
/ austauschbaren Modulen (Schutzzonen) sowie (hier) integrierter tragender Struktur.
[0031] Figur 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen hybriden polyvalenten
reaktiven Gesamtschutzanordnung sowohl in vornehmlich senkrechter Anordnung (Figur
1A) als auch in geneigter Bauweise (Figur 1B) mit dem entsprechenden Bedrohungsspektrum
(Figur 1C). Gezeigt wird in Figur 1A eine Gesamtschutzanordnung 1A (gebildet aus den
Schutzzonen A, B, C und der tragenden Struktur D) mit einer massiven, schichtartigen
oder strukturierten KE-Abwehrzone B (4) vor einem Fahrzeug oder einer anderen zu schützenden
Struktur D (2), die auch die Funktion zum Abfangen einer eventuell noch vorhandenen
Restleistung übernehmen kann. Die KE-Abwehrzone 4 befindet sich zwischen zwei begrenzenden,
aufgelegten oder montierten Schutzzonen A (3) und C (5), wobei mindestens die Schutzzone
A, bei höchster Ausbaustufe auch die Schutzzone C und bei besonderen Aufbauten auch
die innere Schutzzone B mit einer insbesondere gegen Hohlladungen wirksamen reaktiven
Einrichtung versehen sind.
[0032] Zum besseren Verständnis der zum Teil komplexen Anordnungen ist die Gesamtschutzanordnung
in den unterschiedlichen Figuren mit einem gestrichelten Rahmen versehen, der die
eigentliche, erfindungsgemäße Schutzanordnung von der Restleistungszone im Sinne einer
zu schützenden (in der Regel tragenden) Struktur, z.B. ein gepanzertes Fahrzeug, abgrenzt.
[0033] Durch die unterschiedlichen Gestaltungsmöglichkeiten, die sowohl senkrechte oder
zumindest in erster Näherung senkrechte bis hin zu abgewinkelten bzw. schrägen Anordnungen
der Schutzzonen einschließen, ist die adaptierbare und/oder integrierbare polyvalente,
inert, inert-dynamisch und/oder reaktiv bestückte Gesamtschutzanordnung vom Auftreffwinkel
einer Bedrohung weitgehend unabhängig auszulegen.
[0034] Es kann jedoch insbesondere hinsichtlich eines einfachen oder raumsparenden Aufbaus
bzw. für die Montage an geneigten Flächen vorteilhaft sein, eine erfindungsgemäße
Gesamtschutzanordnung in einer gegenüber der Bedrohung geneigten Bauweise zu konzipieren.
Figur 1B zeigt eine derartige Gesamtschutzanordnung in der vollständigen Ausbaustufe
mit allen drei Schutzzonen entsprechend Figur 1A in einer abgewinkelten Position (gemessen
an der Fahrzeugwand). In Figur 1C sind die Bedrohungsarten Hohlladung (HL) 6, Flachkegelladung
(FK) 7, aerodynamisch stabilisierte Wuchtgeschosse 8, drallstabilisierte Geschosse
9 und Splitter 10 zusammengestellt.
[0035] Bei den Anordnungen in den Figuren 1A und 1B stützen sich die reaktiv bestückten
Schutzzonen 3 und gegebenenfalls 5 auf der als Verdämmung wirkenden KE-Abwehrzone
4 ab und erreichen damit einen hohen pyrotechnischen Wirkungsgrad, wobei die vordere
und die hintere reaktive Schutzzone 3 und 5 in der dazwischen liegenden inneren Schutzzone
(KE-Abwehrzone B) 4 durch Aufbau eines dynamischen Druckfeldes in dieser Schutzzone
einen zusätzlichen dynamischen Effekt (z.B. eine Relativbewegung von Strukturteilen
oder einen Druckaufbau in einem quasi-homogenen Medium) bewirken.
[0036] Die reaktiven Flächen sind vorzugsweise mit Strukturen und/oder Materialien belegt,
die sich bei einer Detonation der Sprengstofffolie zur Verminderung von Strukturbelastungen
und zur Vermeidung einer Gefechtsfeld-Gefährdung zerlegen oder delaminieren (vgl.
Figur 15). Alternativ können sie zur Vermeidung von Gefechtsfeld-Belastungen aus einem
Werkstoff bestehen bzw. mit einem Werkstoff belegt sein, der selbst keine oder nur
eine geringfügige endballistische Wirkung erreichen kann.
[0037] Die hintere Schutzzone C kann auch inert und/oder inert-dynamisch ausgelegt werden.
Dies unterstützt sowohl die Forderung nach einem hohen KE-Schutz und insbesondere
die Forderung nach einem hohen Inertschutz (inerten Grundschutz) als auch den Wunsch
nach einer möglichst geringen Strukturbelastung. Grundsätzlich gilt, dass die reaktive(n)
Komponente(n) zusammen mit der/den inerten Komponente(n) eine von der Auftreffrichtung
der Bedrohung weitgehend unabhängige, auch inert hochwirksame Schutzkombination darstellen.
[0038] Figur 2 zeigt die Seitenansicht und die Ansicht von oben eines gepanzerten Fahrzeugs
(hier Kettenfahrzeug) mit den primär zu schützenden Flächen. Dabei bietet die erfindungsgemäße
polyvalente hybride Gesamtschutzanordnung den Vorteil großer Variabilität und Anpassungsfähigkeit
durch Modularität, wie z.B. die Auslegungsbeispiele in den Figuren 20, 21, 22 und
24 bis 26 veranschaulichen. So kann die Gesamtschutzanordnung den jeweiligen Schutzzonen
des Fahrzeugs (Seitenflächen, Bug, Kettenschürze, Turm, Waffe) optimal angepasst werden
bzw. diese mit einbinden.
[0039] In den Figuren 3, 5 - 9 und 12 - 15 werden die wesentlichen Gesichtspunkte bei der
Abwehr von sowohl HL-, FK- als auch KE-Bedrohungen mittels reaktiver und inert-dynamischer
(Beul-)Anordnungen dargestellt. Auf weitere Schutzmöglichkeiten wird in den Figuren
9 - 11 eingegangen. Außerdem werden, in zum Teil sehr vereinfachter Darstellungsweise,
die grundlegenden Abwehrmechanismen beschrieben, welche der vorliegenden Erfindung
zugrunde liegen und von dieser in optimaler Weise einer technischen Realisierung zugeführt
werden. Ergänzend hierzu werden in den Figuren 4, 10, 11 und 16 - 19 sowohl strukturspezifische,
parametrische als auch materialspezifische Einflussmöglichkeiten aufgezeigt. Damit
wird offenbar, dass die vorliegende Erfindung bezüglich der Möglichkeiten ihrer Anpassung
sowohl an das Bedrohungsszenario, als auch an systembedingte Vorgaben universell anwendbar
ist.
[0040] Figur 3 zeigt die grundsätzlichen Wirkungsrichtungen eines reaktiven Sandwichs 13
in der üblichen Bauweise beschleunigter Schutzschichten / sprengstoffbeschleunigter
Platten/Schichten. Dargestellt sind die Bedrohungsrichtung, die vordere 14 und hintere
Belegung 15 des Schutzaufbaus 13 und die pyrotechnische / reaktive Zone / Sprengstoffschicht
16. Die Pfeile 17 und 18 symbolisieren die Bewegungsrichtung der Komponenten 14 und
15 und damit die laterale Störungsursache des in die Schutzzone eintretenden Projektils
nach Einleitung des reaktiven Ablaufs.
[0041] Einen vergleichbaren Aufbau zeigen Beulblech-Anordnungen, bei denen anstelle des
Sprengstoffs ein dynamisch einen Druck aufbauendes Material wie z.B. Gummi eingesetzt
wird (vgl. Figur 7). Der gravierende Unterschied besteht darin, dass bei inert-dynamischen
Beulblechen das allein von der durchdringenden Bedrohung initiierte Druckfeld in der
Zwischenschicht je nach eingesetztem Material relativ begrenzt bleibt, wobei in erster
Linie die in Richtung der Bedrohung rückseitige Belegung zur Wirkung kommt, während
bei reaktiven Aufbauten die Sprengstoffschicht die Sandwich-Platten in beiden Richtungen
mehr oder weniger flächenhaft auf eine technisch einstellbare Geschwindigkeit beschleunigt.
Dadurch ist bei einer einwandfreien Zündung und durchdetonierenden Folie eine laterale
Beaufschlagung der durchdringenden Bedrohung sowohl durch die hintere als auch die
vordere Komponente gewährleistet. Dabei versteht es sich von selbst, dass die Parameter
wie zum Beispiel Belegungsdicke bzw. Dichte, Neigung, Elementgröße und Sprengstoffdicke
derart ausgelegt sein müssen, dass eine möglichst lange Interaktion sichergestellt
ist.
[0042] Figur 4 zeigt Beispiele für die Positionierungsmöglichkeiten sowohl reaktiver als
auch inert-dynamischer (Beul-)Sandwich-Aufbauten in Kombination mit einer tragenden
Schutzstruktur 20, welche hier auch die wesentliche KE-Komponente darstellt. Bei dem
Aufbau von Figur 4A ist ein reaktives Schutzmodul 21 der Struktur 20 vorgelagert,
bei dem Aufbau von Figur 4B sind zwei reaktive Schutzmodule 21 als Beispiel für mehrstufige
vorgelagerte Aufbauten mit einer Zwischenschicht 23 dargestellt. Die Anzahl der Sandwich-Anordnungen
ergibt sich aus der gewünschten Leistungsverminderung bzw. den konstruktiven Möglichkeiten.
Die Effizienz der einzelnen Sandwichs nimmt dabei mit steigender Positionsnummer ab.
Grundsätzlich sind mindestens zwei reaktive oder auch inert-dynamische bzw. gemischte
Durchgänge von hoher Effizienz in einer Gesamtschutzanordnung anzustreben.
[0043] Bei dem Aufbau von Figur 4C sind zwei Schutzmodule 21 und 21C beidseitig in einem
Abstand zu 20 positioniert. Zwischen den Modulen 21 und 21 C und der Struktur 20 befindet
sich eine Struktur bzw. ein Werkstoff 23, der der Fixierung von 21 und 21C dient,
die dynamische Wirkungsweise jedoch nicht beeinträchtigt. Diese Zwischenschicht 23
kann derart ausgeführt sein, dass sie bei Annäherung der Komponenten 21 und 2C an
die Struktur 20 einen zunehmenden Widerstand entgegen setzt. Damit kann sowohl eine
Schockdämpfung erreicht werden, als auch die Belastung der Struktur 20 durch 21 und
21C reduziert werden. Für die Schicht 23 kommen beispielsweise metallische Schäume,
gitterartige Anordnungen, metallische und nicht-metallische Stoffe mit definierten
Hohlräumen, geschäumte Werkstoffe, Kunststoffe wie PE mit oder ohne Einlagen, Gewebe
und Schichtaufbauten mit unterschiedlicher Dichte und Festigkeit in Frage.
[0044] Bei dem Aufbau von Figur 4D ist ein Schutzmodul 22 flächig direkt mit der Struktur
20 verbunden bzw. auf diese aufgelegt oder in diese integriert. Es ist offensichtlich,
dass es sich hierbei um eine besonders raumsparende Anordnung handelt. Figur 4E zeigt
als letztes Beispiel eine tragende Schutzstruktur 20 mit beidseitiger reaktiver oder,
insbesondere im hinteren Teil des Aufbaus, auch inert-dynamischer Belegung 22 und
22A in flächiger, aufmontierter oder integrierter Verbindung. Eine Reihe beispielhafter
Anordnungen entsprechend der Erfindung stützen sich auf die in den Figuren 4D und
4E dargelegten Prinzipien.
[0045] Figur 5 stellt laterale Störmöglichkeiten der vorderen Komponenten eines reaktiven
Sandwichs dar (vgl. Figur 3). Der Pfeil 24 symbolisiert die Bewegungs- bzw. Wirkrichtung
der vorderen Komponenten 14. Gezeigt sind die Bedrohungsarten HL-Strahl 6A, Wuchtgeschoss
/ Pfeilgeschoss 8 und Kern 9 jeweils vor dem Eintritt in die reaktive Schutzzone 14
und nach der Interaktion mit der beschleunigten Schutzkomponente 14. In diesem Fall
findet eine Geschwindigkeitsaddition dieser reaktiv beschleunigten Komponenten 14
und auftreffenden Bedrohungen 6A, 8 oder 9 statt. Bei einem HL-Strahl 6A tritt eine
laterale Störung / ein lateral gestörter Strahlabschnitt 27 vor allem im mittleren
Bereich auf, da aufgrund der hohen Strahlgeschwindigkeit die vorderen Strahlteile
26 die Schutzkomponente bereits vor dem Beginn einer einsetzenden lateralen Strahlstörung
durchdrungen haben. Ein schlankes Pfeilgeschoss wird beim Eintreten in die Schutzzone
im mittleren Schaftbereich durch das nach oben/vorne beschleunigte reaktive Modul
(vgl. die symbolisierten Wirkpfeile 24 und 24A) mit einer Druckkraft von unten und
später von oben beaufschlagt, sodass der vordere Teil eine Richtungsänderung erfährt,
die zu einer Auslenkung aus der Achse bis hin zu einem Abscheren führt. Die selbe
Richtungsänderung erfährt ein Kern, der aufgrund seines kompakten Aufbaus in der Regel
nicht zerbricht. Bei massiven lateralen Beaufschlagungen kann aber auch hier eine
Zerlegung zumindest in mehrere Bruchstücke erreicht werden. Bei inert-dynamischen
Aufbauten ist diese Wirkrichtung nur eingeschränkt zu realisieren, da in der Regel
nur bei eindringenden HL-Strahlen ein ausreichend hohes Druckfeld mit entsprechender
Beschleunigung dieser Komponenten aufgebaut wird (vgl. Figur 7).
[0046] Es sei bereits hier darauf hingewiesen, dass allgemein bei Wuchtgeschossen nennenswerte
laterale Störungen nur bei ausreichenden Plattenmassen (Dicken bzw. Dichten) bewirkt
werden können. So sollte z.B. im Falle von Stahl als beschleunigter Komponente die
Dicke der Platte über 0,5 des Penetratordurchmessers betragen. Reaktionsgase der Sprengstoffbelegungen
können einen Penetrator im Gegensatz zu HL-Strahlen nicht stören.
[0047] In Figur 6 sind laterale Störmöglichkeiten der Einzelkomponenten eines reaktiven
(oder auch inert-dynamischen) Sandwichs beim Einsatz einer hinteren Wirkkomponente
15 mit dem Bewegungspfeil 28A gezeigt, wobei der Ablauf der Projektilstörung bei Hohlladungsstrahlen
6A und Kernen 9 umgekehrt erfolgt wie bei Figur 5. Ergänzend sind für Pfeilgeschosse
8 zwei Möglichkeiten des Ablaufs der Projektilstörung aufgezeigt. Da die hintere Komponente
in einer Relativbewegung von der Bedrohung weg beschleunigt wird, wird die Durchdringgeschwindigkeit
des Projektils durch Geschwindigkeitssubtraktion reduziert, wodurch es unter Umständen
zu einem Ablenken eines Teils des Geschosskörpers 8D kommt, da dieser die Schutzvorrichtung
in diesem Fall nicht mehr durchdringen kann (unteres Beispiel). Beim Durchdringen
des reaktiven Moduls durch das Geschoss 8 kommt es zu einer Abscherung eines Teiles
des Penetrators 8C entsprechend Figur 5, jedoch in anderer Richtung. Der restliche
Teil 8B des Geschosses 8 bleibt in diesem Falle ungestört.
[0048] Figur 7 zeigt in Ergänzung zu den obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren
3, 5 und 6 beispielhaft eine Beulblech-Anordnung 28, gebildet aus der vorderen Schicht
29, der hinteren Schicht 30 und der einen dynamischen Druck erzeugenden Zwischenschicht
31 mit durchdringendem, bereits abgelenktem Pfeilgeschoss-Segment 8E. Der Pfeil 34
symbolisiert dabei die Kraft, die von der vorderen Komponente 21 des Beulsandwichs
28 von unten auf den eindringenden Penetrator einwirkt, während der Pfeil 34A die
Kraft veranschaulicht, die die hintere Komponente 30 von oben auf den Penetrator ausübt.
[0049] Die Auswirkungen reaktiver und zum Teil auch inert-dynamischer Beulbleche auf eine
durchdringende Bedrohung wurden in den Figuren 5 - 7 erläutert. Figur 8 stellt in
Ergänzung hierzu unterschiedliche Beulblech-Positionierungen vor. In Anordnung 8A
erfolgt der HL-, FK- und KE-Schutz durch ein einstufiges Beulsandwich 21. Anordnung
8B stellt ein Tandem-Beulplatten-Sandwich mit in axialer Richtung doppelter Anordnung
(zwei vollständige Beulsandwichs) dar. Selbstverständlich können neben der Anzahl
sämtliche Beulblech-Parameter variiert werden. Auch kann sich, wie in Figur 4 dargestellt,
zwischen den Beulblech-Anordnungen eine Zwischenschicht entsprechend Figur 4, Anordnung
4B oder 4C befinden. Anordnung 8C steht für gegeneinander geneigte Beulblech-Anordnungen
oder für gemischte Anordnungen beliebiger Auftreffwinkel. Anordnung 8D zeigt ein grundsätzliches
Beispiel für eine (hier) zweistufige Beulblech-Anordnung mit jalousieartigem Aufbaut
aus den Sandwichs 21 und dem Abstandshalter / der Dämpfungsschicht 23.
[0050] Figur 9 veranschaulicht die Verminderung der Eindringleistung von Hohlladungen in
Zielen mittels des bekannten Effekts eines sogenannten Kraterzusammenbruchs bzw. einer
Kraterimplosion. Die Darstellung zeigt diesen Mechanismus, der in ausgeprägterer Form
bei Glas und glasartigen Stoffen bekannt ist und der seine Erklärung in einer Besonderheit
der entsprechenden Hugoneot-Kurve findet. In Teilbild 9A ist der beginnende Krater
36 und die sich ausbreitende Druckfeldgrenze 37 mit den entsprechenden Druckpfeilen
39A beim Eindringen eines Hohlladungsstrahls 6A in das als quasi-halbunendlich angenommene
Schutzmaterial 38 dargestellt. Teilbild 9B zeigt den sich zu einem späteren Zeitpunkt
einstellenden, nach innen deformierten Krater 36A und die sich weiter ausbreitende
Druckfeldgrenze. Aufgrund der beschriebenen Eigenschaften des Werkstoffs wird auf
den Rand des zusammenbrechenden Kraters 36A eine Kraft (symbolisiert durch die Pfeile
40) ausgeübt, die Teile des Materials 38 lateral in den durchdringenden Strahl 6A
beschleunigen und damit eine Ablenkung der einzelnen Partikel mit einer entsprechenden
Verminderung der Gesamtleistung bewirken.
[0051] Der beschriebene Effekt und damit dessen Effizienz sind an einen ausreichenden äußeren
Gegendruck und damit an eine ausreichende Materialumkleidung gebunden. Und dies insbesondere
auf der stützenden Rückseite einer Schutzschicht. So zeigt Figur 10A Strahlstörungen
bei geringerer Zieldicke als die zu erreichende Durchdringtiefe in derartigen glasartigen
Materialien 38A. Bei freien rückseitigen Oberflächen von 38 erfolgt aufgrund der zu
geringen Zieldicke ein relativ großer Kraterausbruch, symbolisiert durch die Pfeile
41. Der durchdringende HL-Strahl 6A ist im vorderen Bereich durch den lateralen Eingriff
gestört, wobei der mittlere und der hintere Teil (Stößel) aufgrund der Erosion des
Schutzmaterials ungehindert durchdringen. Dies führt zu einer signifikanten Verringerung
der Schutzleistung. Wie in Figur 10B anhand einer Anordnung 42 beispielhaft dargestellt,
kann eine derartige Leistungsminderung durch eine rückseitige Abstützung des Schutzmaterials
38 mittels einer Stützschicht 43 verhindert werden. Diesem Umstand wird in der vorliegenden
Erfindung grundsätzlich Rechnung getragen. Zusätzlich wird der Schicht 43 dabei eine
leistungsmindernde Eigenschaft aufgrund werkstoffspezifischer Daten oder konstruktiver
Ausgestaltungen entsprechend der Erfindung zugewiesen.
[0052] Figur 11A veranschaulicht das entstehende Druckfeld entsprechend Figur 9 / Teilbild
9A bei der Durchdringung eines P-Ladungs-Projektils 7A. Aufgrund der etwas geringeren
Geschwindigkeit der eindringenden Bedrohung und des größeren verdrängten Kraterdurchmessers
reicht der Effekt des Kraterzusammenbruchs nicht mehr aus, um mittels der zusammenbrechenden
Kraterwand 36B das durchdringende Projektil 7A zu erreichen bzw. dieses nennenswert
lateral zu stören.
[0053] Beim Eindringen einer KE-Bedrohung, z.B. durch ein Pfeilgeschoss 8 in einen glasartigen
Werkstoff 38, dargestellt in Figur 11B, tritt der Effekt des Kraterzusammenbruchs
nicht mehr auf, da die Durchdringgeschwindigkeit im Vergleich zu Hohlladungsstrahlen
gering ist, sich ein großer Primärkrater 36C bildet, die Druckzone 39 sich entsprechend
der zur Verfügung stehenden Zeit weit ausbreitet und der im Schutzmaterial erzeugte
Druck wesentlich geringer ist.
[0054] Besondere Abwehreffekte quasi-homogener Zielstrukturen sowohl gegen HL-, FK- als
auch gegen KE-Bedrohungen können dadurch erreicht werden, dass ein allein schon endballistisch
wirksames Medium durch das Einbringen pyrotechnischer Elemente in seiner Effizienz
noch erheblich gesteigert wird. Wie in Figur 12A am Beispiel eines durchdringenden
HL-Strahles 6A dargestellt, kann dies etwa durch das Einbringen einer zur Durchdringrichtung
angestellten, hier durchgehenden Sprengstoffschicht 45 in einem homogenen oder quasi-homogenen
Ziel oder einer Zielkomponenten 44 geschehen. Das vor der pyrotechnischen Schicht
45 liegende Material ist mit 47, das dahinter liegende Material mit 47A bezeichnet.
Dadurch wird bei einer HL-Bedrohungen im Falle von Glas- oder glasartigen Werkstoffen
der Effekt des Kraterzusammenbruchs mit einer lateralen, durch eine Sprengstoffschicht
bewirkten Druckbeaufschlagung (symbolisiert durch die Pfeile 48 bzw. 48A) mit einer
entsprechenden Beschleunigung der Zielpartikel aus 47 und 47A gegen den durchdringenden
Strahl kombiniert.
[0055] Der mit der Geschwindigkeit v auftreffende und mit der Geschwindigkeit u, die in
grober Näherung bei den hier eingesetzten Materialien zwischen 50% und 60% der Auftreffgeschwindigkeit
v liegt, durchdringende HL-Strahl 6A zündet die schräg eingebrachte Folie 45 im Berührungspunkt
45B. Die Detonationsfront in der Folie breitet sich mit einer Geschwindigkeit aus,
die in der Größenordnung der HL-Strahlgeschwindigkeit liegt und durch die Pfeile 45A
symbolisiert wird. Damit wird in dem Werkstoff 47 bzw. 47A eine Druckfläche ausreichend
schnell aufgebaut, um den durchdringenden Strahl 6A mittels des in Richtung 48 und
48A beschleunigten Zielmaterials in Verbindung mit den Detonationsgasen lateral zu
belasten und damit aus der Achse auszulenken.
[0056] Diese laterale Beschleunigung innerhalb eines homogenen oder quasi-homogenen Werkstoffs
in einem Winkel zur durchgehenden Bedrohung eingebrachten Sprengstoffschicht ist selbstverständlich
nicht auf Glas oder glasartige Werkstoffe beschränkt. Damit können auch Materialien
eingesetzt werden, die eine gute Wirkung gegen KE- und FK-Bedrohungen besitzen. Auch
können die Vorder- und die Rückseite aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Ebenso
sind schichtartige Aufbauten denkbar, die neben einer hohen Lateralbelastung durch
ein unterschiedliches Material- bzw. Geschwindigkeitsverhalten eine besonders wirkungsvolle
instationäre Belastung der Bedrohung bewirken.
[0057] Dass der in Figur 12A beschriebene Wirkmechanismus nicht auf Hohlladungen beschränkt
bleiben soll, kommt auch in dem in Figur 12B gezeigten Beispiel eines eindringenden
Pfeilgeschosses 8 in einen Zielaufbau 49 mit eingebrachten pyrotechnischen Flächen
46 entsprechend Figur 12A zum Ausdruck. Die Anordnung 49 zeigt einen Aufbau, der aus
einer Jalousie von begrenzten Sprengstoffflächen 46 besteht. Dies ist ein Beispiel
aus der Vielzahl der Möglichkeiten des Einbringens derartiger pyrotechnischer Mittel
in eine Schutzschicht bzw. eine Schutzanordnung. Diese kann sowohl aus einem quasi-homogenen
Schutzmaterial bestehen oder, wie in Figur 12B beispielhaft dargestellt, aus verschiedenen
Schichten unterschiedlicher Werkstoffe oder auch Schutzaufbauten 50, 51 und 52.
[0058] Nachdem bisher die grundsätzlichen leistungsmindernden Mechanismen beschrieben wurden,
die bei der Gesamtschutzanordnung entsprechend der Erfindung u.a. herangezogen werden,
stellen die Figuren 13 - 15 grundsätzliche Möglichkeiten der Optimierung bzw. Auslegung
von Komponenten eines erfindungsgemäßen reaktiven (und eingeschränkt auch inert-dynamischen)
Schutzaufbaus vor. So zeigt Figur 13 Beispiele für Variationsmöglichkeiten innerhalb
des allgemein üblichen Sandwich-Aufbaus bzw. der Auslegung reaktiver oder inert-dynamischer
Sandwichs. Dabei stellt die Anordnung 13A entsprechend Figur 3 ein angestelltes Bezugssandwich
dar, und die Anordnung 13B repräsentiert die Möglichkeit der Variation des Anstellwinkels.
Anordnung 13C zeigt die Möglichkeit der Variation der Sprengstoffdicke oder der Dicke
der Beulplatteneinlage. Die Anordnung 13D zeigt ein Beispiel für die Möglichkeit der
Variation der Belegungsdicke, und Anordnung 13E steht für asymmetrisch aufgebaute
Sandwichs.
[0059] Figur 14 zeigt eine Reihe von Kombinationsmöglichkeiten von Werkstoffen für Sandwichbelegungen,
wobei Anordnung 14A repräsentativ für symmetrisch ausgelegte metallische Belegungen
mittlerer bis hoher Dichten ist. Anordnung 14B steht für asymmetrisch metallische
Belegung aus Werkstoffen geringer Dichten. Anordnung 14C zeigt eine Möglichkeit für
eine asymmetrische metallische Belegung aus Materialien unterschiedlicher Dichten
und Dicken, Anordnung 14D eine asymmetrische metallische und/oder nicht-metallische
Belegung unterschiedlicher Strukturen, Dichten und Dicken. Anordnung 14E ist als Beispiel
für eine asymmetrische oder auch mehrschichtige Belegung in Verbindung mit einem schichtartigen
Sprengstofffolien-Aufbau zu verstehen.
[0060] Figur 15 zeigt Beispiele zum Erreichen von gewünschten Zerlegungseigenschaften am
Beispiel der vorderen Belegung bzw. reaktive Zerlegungsmechanismen insbesondere unter
Berücksichtigung der Verminderung oder Vermeidung der Struktur- und Gefechtsfeldbelastung
durch einen erfindungsgemäßen Schutzaufbau. Entsprechende Überlegungen und Ausgestaltungen
gelten selbstverständlich auch für rückseitige Belegungen. Hierbei sei darauf hingewiesen,
dass es sich bei diesen und bei den folgenden Aufbauten und Mechanismen um Bausteine
handelt, die insbesondere in den Schutzzonen A und C von Gesamtschutzanordnungen entsprechend
der Erfindung Anwendung finden können.
[0061] Anordnung 15A zeigt eine homogene Belegung 53, wobei diese Belegung aus einem beliebigen
Material bestehen kann, das lediglich eine ausreichende Beschleunigungsfestigkeit
aufweisen muss. Eine derartige Schicht kann selbstverständlich auch aus einzelnen
Elementen (Kacheln) zusammengesetzt sein. Die Hauptausbreitungsrichtung wird durch
den Pfeil 53A symbolisiert. Anordnung 15B ist mit einer bei dynamischer Belastung
delaminierenden vorderen Belegung 54 versehen; die Hauptausbreitungsrichtung wird
durch den Pfeil 54A symbolisiert. Anordnung 15C zeigt eine bei dynamischer Belastung
fragmentierende vordere Belegung 55. Die entsprechend aufgefächerte Ausbreitung wird
durch die beiden Pfeile 55A demonstriert. Anordnung 15D ist mit einer sich bei dynamischer
Belastung auflösenden vorderen Belegung 56 versehen, und Anordnungsbeispiel 15E ist
mit einer bei dynamischer Belastung zerfallenden/zerstäubenden vorderen Belegung 57
ausgestattet. Die hier breitere Auffächerung der Ausbreitungsrichtungen wird durch
die Pfeile 57A symbolisiert.
[0062] Figur 16 zeigt Beispiele für eine ein- oder mehrschichtige bzw. mehrteilige Sprengstoffbelegung.
Anordnung 16A weist eine stark asymmetrische Folienbelegung auf und Anordnung 16B
zeigt einen entsprechenden Aufbau 58 mit doppelter Folienbelegung 59 und 59A, die
aufeinander gelegt oder durch eine Schicht 60 getrennt sein können.
[0063] Anordnung 16C zeigt eine doppelte Folienbestückung 62 und 63 im vorderen und hinteren
Bereich des Schutzaufbaus 61. Die Zwischenschicht 64 kann wiederum aus einem homogenen
Material, aus Werkstoffen mit besonderen Eigenschaften (endballistische Wirkung, Dämpfung)
oder einer Struktur bestehen. Selbstverständlich kann die Schicht 64 auch aus einer
mehrstufigen Anordnung bestehen oder aus Materialien mit Einschlüssen hergestellt
sein. Zum Erreichen einer hybriden Schutzleitung sollte diese Schicht 64 vorteilhaft
auch eine hohe Effizienz gegen FK- und KE-Bedrohungen aufweisen. Diese grundsätzlichen
Anordnungen finden sich in der Gesamtschutzanordnung entsprechend der Erfindung in
den Zonen A und C wieder. Dabei können die einzelnen Module auch mit Trennfugen /
Zwischenstegen zur Vermeidung einer durchlaufenden Detonation versehen sein.
[0064] Die anhand der bisherigen Figuren erläuterten, sowohl die Schichten A, C und auch
B betreffenden technischen Einzelheiten zum Aufbau und zur Wirkungsweise einzelner
Schutzstrukturen oder Schutzkomponenten stellen die wesentlichen Grundbausteine für
eine Gesamtschutzanordnung entsprechend der Erfindung dar. In den folgenden Figuren
werden die der eingangs dargelegten Aufgabenstellung der Erfindung entsprechenden
Lösungen für den Aufbau einer hybriden polyvalenten Gesamtschutzanordnung als grundsätzliche
Beispiele für derartige Aufbauten näher erläutert.
[0065] So zeigt Figur 17 Ausführungsbeispiele für die Grundstruktur der Gesamtschutzanordnung
entsprechend den Figuren 1A und 1B. Hier sind Modifikationen der reaktiven Schutzzone
A (3) im Sinne eines vorderen reaktiven Schutzmoduls dargestellt. Aufgezeigt werden
unterschiedliche Möglichkeiten des Einbringens der pyrotechnischen Einrichtung (in
erster Linie Sprengstofffolien mit und ohne Belegungen) entsprechend den Figuren 1A
und 1B im vorderen, mittleren oder hinteren Bereich der Zone A. Diese Zone kann auch
in vertikaler Richtung mehrteilig / mehrschichtig aufgebaut sein (vgl. z.B. Figuren
4B, 16B und 16C).
[0066] In Figur 17A ist die pyrotechnische Schicht 66 zwischen den Schutzkomponenten 65
und 67 eingebracht, wobei 65 das nach außen/bedrohungsseitig zu beschleunigende Schutzmodul,
67 das strukturseitig wirkende Schutzmodul bzw. die Belegung von Schutzzone A darstellt.
In dem Aufbau von Figur 17B (oberer Teil) liegt die pyrotechnische Fläche 68 unmittelbar
vor der Schutzzone B. Dadurch wird eine möglichst dicke Schicht 65 gegen die Bedrohung
beschleunigt. Außerdem wird ein Höchstmaß an Sprengstoffenergie der nachfolgenden
Zone B mitgeteilt. Im unteren Teil des Aufbaus 17B wird ein Beispiel gezeigt, bei
dem vor der Sprengstofffolie mehrere Platten mit oder ohne Zwischenraum liegen. In
Aufbau 17C ist entsprechend Figur 12A die pyrotechnische Fläche schräg in A eingebettet.
In Aufbau 17D ist ein Beispiel für die Schutzzone A entsprechend Anordnung 17C dargestellt,
wobei sich die Schutzzone A bzw. das äußere reaktive Schutzmodul 3 hier aus mehreren,
übereinander gestaffelten Einzelschutzmodulen 73 mit schräg eingelegten Sprengstofffolien
69A zusammensetzt.
[0067] Vergleichbare Überlegungen gelten auch für den Aufbau der Schutzzone C (selbstverständlich
bei gespiegelten Aufbauten) für den Fall, dass diese ebenfalls reaktiv ausgelegt werden
soll (angedeutet durch den gestrichelten Pfeil).
[0068] Figur 18 enthält, entsprechend Figur 17 für die Schutzzone A (und in übertragenem
Sinn auch auf die Schutzzone C), Ausführungsbeispiele für die Grundstruktur der Gesamtschutzanordnung
entsprechend den Figuren 1A und 1B. Es handelt sich um Modifikationen der inerten
oder inert-dynamischen Schutzzone B, die in erster Linie für die Abwehr von KE- und
FK-Bedrohungen ausgelegt ist. Als einfachste Variante zeigt Aufbau 18A eine massive
Platte bzw. eine homogene Struktur 71 aus einem metallischen oder nicht-metallischen
Material oder aus einem quasi-homogenen Werkstoffgemisch mit oder ohne Einschlüsse,
Einlagen oder eingebettete Körper. In Aufbau 18B ist das KE-Schutzmodul 4 (B) als
dreischichtiger (zwei- oder mehrschichtiger) Aufbau 75 beliebiger Zusammensetzung
ausgebildet. Hierbei kann es sich um einen losen oder festen Verbund metallischer
und/oder nicht-metallischer Materialien handeln. Aufbau 18C zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Schutzzone B. Hier ist eine Jalousie 76 aus Beulanordnungen dargestellt, die jeweils
einen inert-dynamisch wirksamen Schichtaufbau aus metallischen und/oder nicht-metallischen
Werkstoffen aufweisen. In Aufbau 18D ist dieses Konstruktionsprinzip noch erweitert,
indem zwei Beulplatten-Jalousien 76A und 76B gegenständiger Anordnung bzw. unterschiedlicher
Winkelanstellung als KE- und HL-wirksames Schutzmodul 77 zum Einsatz kommen (vgl.
Figur 8/8C). Die Beulplatten-Jalousien können in Tiefe, Anordnung, Anstellwinkel,
Aufbau und Anzahl der Beulbleche variieren. Selbstverständlich sind alle bisherigen
und die noch zu zeigenden Auslegungsbeispiele und Kombinationen auf Strukturen entsprechend
Figur 1B anzuwenden.
[0069] Es ist davon auszugehen, dass bei der Anwendung von Beulblech-Jalousien in der Mitte
der Gesamtschutzanordnung und bei entsprechender Schutzauslegung eine Winkeländerung
der Beulplatten während des Eindringens des durch die vordere, reaktive Komponente
verzögerten bzw. vorgestörten Projektils erfolgt. Dadurch wird ein zusätzlicher Ablenkungseffekt
erzeugt, der insbesondere bei längeren Projektilen (Pfeilgeschossen, mittlere und
hintere Teile des Hohlladungsstrahls) eine Ablenkung oder eine erhöhte Zerstörung
(Erosion) zur Folge hat.
[0070] Figur 19 veranschaulicht anhand weiterer prinzipieller Gestaltungs- bzw. Aufbaumöglichkeiten
den praktisch unbegrenzten Spielraum bei der Auslegung einer Gesamtschutzanordnung
entsprechend der Erfindung. Dargestellt sind am Beispiel der Schutzzone B Modifikationen,
die auch die äußere Gestaltung bzw. den Aufbau der Schutzzone B betreffen. Grundsätzlich
steht dieser Aufbau für Anordnungen mit gemischten Anstellwinkeln. Anordnung 19A zeigt
ein Beispiel für die Ausgestaltung der inneren Schutzzone B der Gesamtschutzanordnung
entsprechend den Figuren 1A und 1B mit einer Anordnung aus hier vier parallelen Beulblech-Anordnungen
80 im vorderen Bereich der Schutzzone A.
[0071] In Aufbau 19B erfolgt der Beulplattenschutz mittels einer jalousieartigen Anordnung
82, wobei sich im hinteren Bereich der Schutzzone B eine weitere Schutzfläche 83 befinden
kann, die z.B. auch dämpfende Funktionen zur Verminderung von Strukturbelastungen
besitzen kann. Weiterhin kann diese Schicht einen verzögernden Effekt auf den eventuell
reaktiven Vorgang in der Schutzzone C bewirken. Durch einen verzögerten bzw. zeitlich
gestaffelten Ablauf des reaktiven Vorgangs in der Gesamtschutzanordnung kann die Schutzleistung
erheblich gesteigert werden. Eine derartige zeitliche Steuerung der Auslösung reaktiver
Komponenten erfolgt zum Beispiel direkt über die durchdringende Bedrohung. Es ist
aber auch denkbar, dass ein getrenntes Ansteuern vorgesehen wird. Insbesondere bei
KE-Bedrohungen ist diese Möglichkeit interessant, weil hier ein Zünden der Sprengfolie
durch die Bedrohung nicht immer sichergestellt ist. In Aufbau 19C ist eine flächige
Beulplatten-Anordnung 84 entsprechend Fig. 19A im vorderen Bereich der Schutzzone
B mit einer Beulblech-Jalousie 82 im hinteren Bereich von B kombiniert.
[0072] Aufbau 19D zeigt ein Beispiel für eine Ausführungsform der Zone B mit einem zwischen
einer vorderen, hier zweischichtigen Beulplatten-Anordnung 86 und einer hinteren Beulblech-Jalousie
85 eingebrachten Behälter 88. Dieser kann mit einem fließ- oder rieselfähigen Medium
89 gefüllt sein. Die Befüll- und Entleereinrichtung 90 ist ebenfalls schematisiert
eingezeichnet. Zwischen der Schutzkomponenten 86 und dem Behälter 89 befindet sich
ein Zwischenraum 87, damit des hintere Beulblech / die hintere beschleunigte Platte
einen ausreichenden Bewegungsspielraum besitzt. Derartige Behälter oder Tanks 88 können
selbstverständlich eine nahezu beliebige Form besitzen und die Schutzzone B teilweise
oder ganz ausfüllen. Weiterhin kann 88 durchgehend einteilig ausgeführt sein oder
aus einer Batterie von Behältern / Tanks bestehen, die ihrerseits wieder als abgeschlossene,
bewegliche oder fest installierte Einheit ausgeführt sein können.
[0073] Es ist grundsätzlich auch eine Kombination von Beulblech-Sandwichs mit reaktiven
Sandwichs denkbar. Dies wäre auch ein Beispiel für die Kombination der Schutzzonen
A und B und evt. noch C, indem die beiden Sandwich-Varianten abwechselnd oder gemischt
in Variante 19A oder 19B eingebracht werden. Auf diese Weise kann z.B. auch eine Beulblech-Jalousie
reaktiv/inert/inert-dynamisch gemischt werden, um eine Schutzkomponente mit relativ
geringer Sprengstoffmasse, guter Dämpfung der beschleunigten Elemente und geringer
Bautiefe zu realisieren. Der Zwischenraum zwischen den einzelnen Sandwichs kann dabei
entweder mit Luft gefüllt sein oder einem Medium, welches zwar gute Dämpfungs- und
auch bestimmte mechanische Eigenschaften z.B. zum Aufbau eines eigenstabilen Körpers
bildet, die Bewegung der reaktiven oder inert-dynamischen Teile jedoch nicht behindert.
[0074] Figur 20 zeigt zwei hybride polyvalente Panzerungen 91 und 95 als Modifikationen
der Gesamtschutzanordnung entsprechend den Figuren 1A und 1B, bei denen die Schutzmodule
schräg / abgewinkelt angeordnet sind oder nicht alle oben genannten Schutzzonen in
klarer Ausprägung enthalten. Die Darstellung in Figur 20A ist dabei repräsentativ
für eine Konstellation aus Schutzzonen beliebiger Formausprägung und in beliebiger
Kombination (in diesem Fall ohne eine Schutzzone C) 91. In der Darstellung wird der
Abstand der Schutzzone B als hintere Schutzzone (vornehmlich zur KE-Abwehr) von der
Fahrzeugwand 2 durch eine Befestigung / Montageeinrichtung 93 als Abstandhalter wahrgenommen,
wobei auch eine im Winkel variierbare Montage denkbar ist. Dies kann z.B. durch eine
in Punkt 93A angebrachte Dreheinrichtung realisiert werden. Die Einrichtung 93 müsste
dann mit einer Arretierung für 91 versehen sein. Die vordere Schutzzone 92 (Zone A),
in diesem Fall aus antiparallelen Begrenzungsflächen gebildet, dient insbesondere
der HL- und FK-Abwehr und ist daher in erster Linie (aber nicht zwingend) als reaktive
Einheit zu verstehen. Durch den Verzicht auf eine dritte Schutzzone bzw. durch das
Einbringen eines Zwischenraums an dieser Position kann bei modularem Aufbau des Gesamtschutzes
ggf. die Bautiefe und das Flächengewicht der Gesamtschutzanordnung verringert und
ein der Bedrohung angepasstes Schutzverhalten/Schutzpotential geschaffen werden.
[0075] Entsprechende Überlegungen gelten für die Schutzzone C der Gesamtschutzanordnung
95 in Figur 20B, bei der der Fahrzeugstruktur 2 (Zone D) die Schutzzonen 96 als erste
bedrohungsseitige Zone (reaktiver HL-Schutz in Kombination mit inertem bzw. inert-dynamischen
KE-Schutz, Schutzzone A/B) und 97 als der Zone A/B folgende Schutzzone C mit an der
Fahrzeugstruktur anliegender Rückwand und abgewinkelter Vorderseite (reaktiver, inerter
oder inert-dynamischer Schutz) vorgeschaltet sind.
[0076] Die Beispiele in den Figuren 17 - 20 dienten der Erläuterung grundsätzlicher Ausgestaltungsmöglichkeiten
der unterschiedlichen Schutzzonen von Gesamtschutzanordnungen entsprechend der Erfindung.
In Ergänzung hierzu und auch zum Beleg für die nahezu uneingeschränkten Gestaltungsmöglichkeiten
der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Aufbauten wird in den Figuren 21
- 26 eine Reihe weiterer technischer Varianten in Verbindung mit konstruktiven Variationsmöglichkeiten
auf gezeigt.
[0077] So zeigt Figur 21 eine hybride polyvalente reaktive Gesamtschutzanordnung 98, bei
der die innere Schutzzone B ebenfalls als reaktives, insbesondere auch KE-wirksames,
Modul 99, ausgebildet ist. Es besteht aus einem inert auch allein hochwirksamen Material
bzw. einem glasartigen Stoff mit dem Effekt eines Kraterzusammenbruchs mit abgewinkelten
hinteren Flächen und anschließender pyrotechnischer Einrichtung 101 bzw. 101A und
dem beschleunigten Element 102 bzw. 102A vor einem Hohlraum 103 als Dissipationszone
(vgl. Figuren 12A und 17/17C). Das Modul 99 ist bei diesem Beispiel in zwei Komponenten
mit dazwischen liegender Dämpfung 100 unterteilt. Die Schutzzone C ist als Dämpfungsschicht
mit einer stegartigen Struktur 104, z.B. einer Blechstruktur oder auch einer gefalteten
Beulblechanordnung, ausgebildet. Diese Struktur soll eine puffernde oder Energie umsetzende
bzw. verzehrende (absorbierende) Eigenschaften besitzen.
[0078] Das Prinzip der hier dargestellten Gesamtschutzanordnungen eignet sich, wie bereits
erwähnt, in besonderer Weise zur Adaption an oder in vorgegebene Strukturen bzw. Fahrzeugoberflächen,
um deren Schutzleistung sicherzustellen oder ihren Schutz gegen weitere Bedrohungen
zu ergänzen. So setzt sich bei Figur 22 die vordere Schutzzone A der reaktiven hybriden
Gesamtschutz-Anordnung 105 entsprechend den Figuren 1A und 1B aus inerten Vorpanzerungs-Modulen
107 mit nachfolgenden reaktiven Sandwichs 106 zusammen. Zwischen 106 und 107 befindet
sich ein Freiraum, um der vorderen beschleunigten Komponenten von 106 einen entsprechenden
Bewegungsspielraum zu sichern. Diese Schutzkomponenten werden von einem Tragsystem
bzw. einer Aufhängevorrichtung 108 in Position gehalten oder bei Bedarf an der rückwärtigen
Komponente 109 angebracht. Die Schutzzonen B, C und D sind bei diesem Beispiel in
einer Schutzkomponenten 109 zusammengefasst. Diese ist so auszulegen bzw. aus einem
derartigen Material zu wählen, dass in Verbindung mit der vorderen Komponenten ein
ausreichender Gesamtschutz gewährleistet ist.
[0079] Gesamtschutzanordnungen entsprechend der Erfindung eignen sich auch für reaktive
Komponenten, welche zur Zündung eine Hilfseinrichtung (z.B. mittels Fremdzündung)
benötigen. Eine Auslösung der reaktiven Komponenten kann im einfachsten Fall durch
eingebrachte Auslösefolien oder Auslösegitter erfolgen, bei aufwendigeren Lösungen
mittels Detektoren für einen gesteuerten oder in der höchsten Ausbaustufe programmgesteuerten
Einsatz.
[0080] So zeigt Figur 23 ein Beispiel für eine hybride polyvalente Gesamtschutzanordnung
110, bei der die Zone A auf der Vorderseite oder ihrer Rückseite mit Einrichtungen
zur Fremdzündung der folgenden Sprengstofffolien versehen ist. Damit kann sowohl eine
reaktive Komponente der Zone A als auch, wie an dem vorliegenden Beispiel aufgezeigt,
eine (eventuell weitere) reaktive Einrichtung der Zone B (oder auch C) gesteuert werden.
Das vorgeschalteten Auslöse(Kontakt)-Gitter 111 oder die auf der Rückseite von A angebrachten
Einzelgitter (bei modularer Bauweise der Zone B) dient der Initiierung der Sprengstofffolien
116 (getrennt oder gruppiert) mit vorgeschalteter beschleunigter Schicht 115. Die
Schutzzone B aus einem auch KE-wirksamen Schutzmaterial 99 weist eine schräge Frontfläche
auf, sodass ein Abstand als Störraum / Dissipationszone zwischen den Zonen A und B
eingeschlossen wird. In der Darstellung befindet sich zwischen dem Schutzmaterial
99 und der hinteren Schutzzone D eine Dämpfung 117. Daran schießt sich eine kombinierte
Schutzzone C/D an.
[0081] Das Auslösen der reaktiven Komponenten kann auch mittels eines Nahsensors 112 und/oder
einer Signalleitung 109A erfolgen, die ggf. verzögerte Signale an eine modulare Auslösevorrichtung
113 oder eine Zündeinrichtung 114 sendet. Die Schutzzone A kann auch als inerte Vorpanzerung
bzw. vorgelagerte Schicht ausgebildet sein.
[0082] In Figur 24 ist eine Gesamtschutzanordnung 118 entsprechend den Figuren 1A und 1B
mit reaktiver, zerlegender Schutzzone A, ausgelegt als reaktives Sandwich, dargestellt,
bei der der Wirksamkeit einer nachfolgenden erweiterten Dissipationszone Rechnung
getragen wird. Der durch die pyrotechnische Einrichtung / Sprengstofffolie 116 beschleunigten
vorderen Schicht 119 folgt eine delaminierende und/oder fragmentierende innere Belegung
120 innerhalb der Schutzzone A, sodass sich die in Figur 5 und Figur 6 dargestellten
Mechanismen bezüglich der Schutzleistung ergänzen, während das Projektil in die Dissipationszone
121 eintritt. Für diese ist eine Schicht 122 zur Unterstützung oder Zerlegung / Ablenkung
und zur Dämpfung eingebracht. Als Restwirkungszone vor der tragenden Struktur 2 ist
in diesem Fall eine Beuljalousie 123 vorgesehen.
[0083] Das Prinzip eines modularen Aufbaus, auch in Verbindung mit einer erweiterten Dissipationszone
wird u.a. auch in Figur 25 verfolgt. Es handelt sich hierbei um eine hybride polyvalente
Gesamtschutzanordnung 124 in vollständig aufgelöster Bauweise. So enthält diese Schutzanordnung
124 die Möglichkeit der Abstanderweiterung / Einstellung mittels eines Schiebemechanismus
125 für die vorderen Schutzmodule 126 und 127 (die inert oder inert-dynamisch ausgebildet
sein können) in einer kastenartigen Vorrichtung 131. Die Verschieberichtung wird durch
die Pfeile 128 dargestellt. Die kasten- oder rahmenartige Tragstruktur ergibt zudem
eine weitere Möglichkeit der Abstandsänderung innerhalb der Schutzvorrichtung, die
durch die Pfeile 129 angedeutet wird. An die Schutzkomponenten 126 und 127 schließt
sich als Dissipationszone ein sich entsprechend veränderlicher Freiraum 130 an. Die
gesamte Schutzanordnung kann zudem als modularer Vorbau ausgebildet sein, indem sie
an den Befestigungselementen 132 erst bei Bedarf montiert wird.
[0084] Über einen möglichst langen Zeitraum tragfähige Schutzkonzepte, insbesondere bei
leichteren oder leichten gepanzerten Fahrzeugen, müssen nicht nur ein möglichst breites
Spektrum denkbarer Bedrohungen abfangen, sondern auch ein Höchstmaß an Flexibilität
und Nachrüstmöglichkeiten aufweisen. Ein Lösungsansatz zur Erfüllung dieser Forderungen
besteht darin, die Fahrzeuge nur im Falle eines bevorstehenden Einsatzes z.B. reaktiv
zu bestücken. Dieses Prinzip kann auch auf massereiche Panzerungskomponenten ausgedehnt
werden, um die Schutzmasse eines Fahrzeugs außerhalb der Einsatzzeiten gravierend
zu senken. Auch für den Transport, insbesondere den Lufttransport, kann dies sehr
vorteilhaft sein. Bei begrenzter Bautiefe ist es bei einer Reihe hier gezeigter Beispiele
möglich, die hintere Schutzzone C mit der fahrzeugseitigen Zone D zu kombinieren (vgl.
z.B. Figuren 7, 8, 10-12, 22-23). Eine modulare, aufgelöste Form des Einsatzes von
Schutzkomponenten entsprechend der Erfindung ermöglicht aber auch eine rasche Anpassung
an sich ändernde Schutzanforderungen oder neue Technologien.
[0085] So zeigt Figur 26 eine Anordnung 133 entsprechend den Figuren 1A und 1B mit einschiebbaren
/ auswechselbaren Modulen als weitere grundsätzliche konzeptionelle Ausführungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Gesamtschutzanordnung. Die Schutzzone C ist hier als tragende
Struktur 140 für die Schutzzonen A, B und D ausgebildet, die in diesem Beispiel durch
eine modulare reaktive Vorpanzerung (Schutzzone A) und eine nachfolgenden Beulblechjalousie
(Schutzzone B) gebildet werden. In der Darstellung ist die Panzerung mit Aufnahmefächern
bzw. Trennwänden / Einschüben 136, 137 und 139 für die einzelnen Schutzmodule versehen.
Diese bestehen z.B. aus einer vorderen, reaktiven Zone 134 mit den reaktiven Modulen
134A, einem als inert-dynamischen Modul (z.B. einer Beulblechjalousie) ausgelegten
Einschub 138 und einer hinteren Restleistungszone 141. Die reaktiven Module 134A können
zusätzlich durch Dämpfungsschichten 135 voneinander getrennt sein. Selbstverständlich
ist die Kombination dieser Elemente entsprechend dem Einsatzszenario variabel. Derartige
Anordnungen gestatten es, in den ganz überwiegenden Zeiten, bei denen das Fahrzeug
nicht mit reaktiven oder auch massereichen Modulen bestückt sein muss, im Verhältnis
zum Schutzniveau extrem leichte Strukturen zu ermöglichen. Dieses Konzept bietet auch
die Möglichkeit, auf ein veränderliches Bedrohungsspektrum mit entsprechenden Modulen
zu reagieren. Dabei sind nur die Schutzmodule einzusetzen, die für die Realisierung
eines Schutzniveaus oder die Erfüllung einer bestimmten Mission benötigt werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0086]
- 1A
- hybride polyvalente Gesamtschutzanordnung mit vornehmlich vertikalen Zonen
- 1B
- hybride polyvalente Gesamtschutzanordnung mit abgewinkelten Zonen
- 1C
- hybride polyvalente Gesamtschutzanordnung mit teilweise abgewinkelten Zonen
- 2
- Fahrzeug / Objektwand / Restwirkungszone
- 3
- vordere (reaktive) Schutzzone
- 4
- innere Schutzzone (inert, inert-dynamisch, reaktiv)
- 5
- hintere Schutzzone (inert, inert-dynamisch oder reaktiv)
- 6
- Hohlladungsbedrohung (HL)
- 6A
- HL-Strahl
- 7
- Bedrohung durch projektilbildende Ladungen (FK)
- 7A
- P-Ladungs-Projektil
- 8
- Bedrohung durch aerodynamisch stabilisierte Wuchtgeschosse (APFSDS)
- 8A
- in Beulanordnung 30 abgelenktes Geschoss 8 nach Lateralbeschleunigung durch 14
- 8B
- ungestörtes Restprojektil
- 8C
- zerstörter / abgelenkter Teil von 8 nach Durchdringen von 15
- 8D
- an 15 abgelenktes Geschoss 8
- 8E
- in 28/29 abgelenktes Geschoss
- 9
- Bedrohung durch drallstabilisierte Wuchtgeschosse (AP, APDS)
- 9A
- durch 14 abgelenktes (zerstörtes) Kerngeschoss
- 9B
- durch 15 abgelenktes (zerstörtes) Kerngeschoss
- 10
- Bedrohung durch Splitter
- 11
- Seitenansicht eines Fahrzeugs mit schutzrelevanten Flächen
- 12
- Ansicht von oben eines Fahrzeugs mit schutzrelevanten Flächen
- 13
- reaktives Sandwich
- 13A
- ursprüngliche Position von 13
- 14
- vordere Schutzkomponente von 13
- 15
- hintere Schutzkomponente von 13
- 16
- pyrotechnische Belegung / Sprengstoff / Sprengstofffolie
- 17
- Bewegungsrichtung von 14
- 18
- Bewegungsrichtung von 15
- 19
- beschleunigte Platten
- 20
- tragende Schutzstruktur
- 21
- vorgelagertes reaktives Sandwich entsprechend 13
- 21 A
- vorderes Sandwich einer 20 vorgelagerten Tandem-Reaktivanordnung
- 21 B
- hinteres Sandwich einer 20 vorgelagerten Tandem-Reaktivanordnung
- 21 C
- hinter 20 angeordnetes Reaktiv-Sandwich
- 22
- vorderes aufgelegtes / in 20 integriertes reaktives Sandwich
- 22A
- hinteres aufgelegtes / in 20 integriertes reaktives Sandwich
- 23
- Verbindungsschicht / Befestigungsschicht / Dämpfungsschicht / Abstandhalter
- 24
- Wirkpfeil der Lateralstörung durch 14
- 24A
- Wirkpfeil der Lateralstörung bei mitlaufender Platte 15
- 25
- Stößel von 6A
- 26
- ungestörte Strahlspitze
- 27
- abgelenkter mittlerer Strahlteil von 6A bei gegenläufiger Platte 14
- 27A
- abgelenkter Strahlteil bei 15
- 27B
- in 38A abgelenkter Strahlteil
- 28
- Beulplattenanordnung mit abgelenktem Geschoss 8E
- 29
- vordere Wirkkomponente von 28
- 30
- hintere Wirkkomponente von 28
- 31
- Beuleinlage
- 32
- durch 31 beschleunigter Kraterrand von 29
- 33
- durch 31 beschleunigter Kraterrand von 30
- 34
- laterale Störkraft von 32 symbolisierender Pfeil
- 34A
- laterale Störkraft von 33 symbolisierender Pfeil
- 35
- Beulblech-Jalousie aus zwei Sandwichs 21
- 36
- von 6A erzeugter Krater
- 36A
- zusammenbrechender Krater
- 36B
- Krater bei Eindringen einer P-Ladung
- 36C
- Krater bei Eindringen einer KE-Bedrohung
- 37
- den Krater 36 umgebendes Druckfeld in 38
- 38
- quasi halbunendlicher glasartiger Werkstoff
- 38A
- glasartiger Werkstoff begrenzter Dicke
- 38B
- durch 43 rückseitig gestützte Komponente 38A
- 39
- Druckfeldgrenze
- 39A
- Ausbreitungsrichtung der Druckfeldgrenze 39
- 40
- Implosionsdruck symbolisierende Pfeile
- 41
- Ausbreitungsrichtung des ausbrechenden Kratermaterials
- 42
- Zielaufbau, gebildet aus einem glasartigen Werkstoff 38A mit Abstützung 43
- 43
- Stützschicht
- 44
- Festkörper-Modul mit schräg eingebrachter pyrotechnischer Fläche
- 45
- Sprengstoffschicht / Detonationsfolie in 44
- 45A
- Ausbreitungspfeil für Detonationsfront in 45
- 45B
- Berührungspunkt zwischen 6A und 45
- 46
- Sprengstofffolien-Elemente entsprechend 45
- 47
- quasi homogenes Zielmaterial vor Sprengstoffschicht 45
- 47A
- quasi homogenes Zielmaterial hinter Sprengstoffschicht 45
- 48
- Wirkpfeil für laterale Bedrohungsbelastung durch 45 in Kombination mit 47
- 48A
- Wirkpfeil für laterale Bedrohungsbelastung durch 45 in Kombination mit 47A
- 49
- Beispiel für mehrschichtigen Aufbau mit integriertem Modul entsprechend 44
- 50
- jalousieartige Sprengstoffelemente in 49
- 51
- 50 vorgelagerte Schutzfläche
- 52
- 50 nachfolgende Schutzfläche
- 53
- vordere Komponente eines reaktiven Sonderaufbaus
- 53A
- Hauptausbreitungsrichtung von 53
- 54
- delaminierende vordere Komponente eines reaktiven Sonderaufbaus
- 54A
- Ausbreitungsrichtung von 54
- 55
- fragmentierende vordere Belegung eines reaktiven Sonderaufbaus
- 55A
- Ausbreitungsrichtung von 55
- 56
- sich auflösende vordere Belegung eines reaktiven Sonderaufbaus
- 56A
- Ausbreitungsrichtung von 56
- 57
- zerstäubende vordere Belegung eines reaktiven Sonderaufbaus
- 57A
- Ausbreitungsrichtung von 57
- 58
- Schutzanordnung mit doppelter Sprengfolie
- 59
- vordere Sprengfolie in 58
- 59A
- hintere Sprengfolie in 58
- 60
- Trennschicht zwischen 59 und 59A
- 61
- Schutzaufbau mit zwei Sprengfolien und dicker Zwischenschicht 64
- 62
- vordere Sprengfolie in 61
- 63
- hintere Sprengfolie in 61
- 64
- Zwischenschicht zwischen 62 und 63
- 65
- gegen die Bedrohung beschleunigtes Schutzmodul von 3
- 66
- Sprengfolie
- 67
- fahrzeugseitig / in Richtung 4 und/oder 5 beschleunigte Komponente
- 68
- an 4 anliegende Sprengfolie / innen angeordnete Sprengfolie von 3
- 69
- schräg angeordnete Sprengfolie in 3
- 69A
- schräg angeordnete Sprengfolie bei modularer Bauweise
- 70
- 69 vorgelagertes Material von 3
- 71
- hintere Belegung von 69
- 72
- modularer Aufbau von 3
- 73
- einzelne, übereinander angeordnete Module von 72
- 74
- inertes Schutzmodul (Platte)
- 75
- 4 als mehrschichtiges inertes KE-Schutzmodul
- 76
- 4 als Beulblech-Jalousie
- 76A
- vordere Beulblechjalousie von 77
- 76B
- hintere Beulblechjalousie von 77
- 77
- 4 als zwei gegenläufig / gegenständig angeordnete Beulblech-Jalousien
- 78
- Trennfläche zwischen 76A und 76B
- 79
- inneres Schutzmodul in Anordnung 1C mit nicht parallelen Außenflächen
- 80
- mehrstufiger (hier vierstufiger) Beulplattenbereich in 79
- 81
- Hohlraum in 79
- 82
- Jalousie aus Beulplatten in 79
- 83
- hinteres Schutzmodul/Dämpfungsvorrichtung/Dissipationszone in 79
- 84
- vorderer, dreistufiger Beulplattenbereich in 79
- 85
- hintere Beulplattenjalousie in 79
- 86
- zweistufiger vorderer Beulplattenbereich in 79
- 87
- Zwischenraum zwischen 86 und 88
- 88
- Innenbehälter, Tank
- 89
- Liquid, rieselfähige Füllung
- 90
- Befüll / Entleereinrichtung
- 91
- hybride polyvalente Reaktivpanzerung, abgewinkelt angeordnete Schutzmodule beliebiger
Formausprägung und Kombination (hier ohne Schutzzone C)
- 92
- vorderes Schutzmodul / Schutzzone von 91, mit nicht parallelen Flächen
- 93
- Befestigungsvorrichtung für 91
- 93A
- Drehpunkt / Drehachse / bewegliche Befestigung
- 94
- Hohlraum
- 95
- hybride polyvalente Reaktivpanzerung mit abgewinkelt angeordneten Schutzmodulen beliebiger
Formgebung und Kombination (hier ohne Schutzzone A)
- 96
- kombinierte Schutzzone A/B in 95
- 97
- Schutzzone C in 95
- 98
- Gesamtschutz-Anordnung mit reaktiver Zone B und Zone C als Dämpfung
- 99
- Hohlladungen, Flachkegelladungen und KE-Geschosse abwehrendes Material
- 100
- Trennfläche, Schockdämpfungsschicht zwischen 99 und 99A
- 101
- Sprengstofffolie
- 101A
- Sprengstofffolie
- 102
- Blech / beschleunigte Schicht
- 102A
- Blech / beschleunigte Schicht
- 103
- Freiraum hinter reaktiver Komponente
- 104
- gefaltete Blechstruktur / Beulblechanordnung / Dämpfungszone
- 104A
- Kassette für 104
- 105
- Beispiel für eine hybride polyvalente reaktive Gesamtschutz-Anordnung mit modularer
Schutzzone A und inerter Vorpanzerung sowie einer kombinierten Schutzzone B/C/D
- 106
- reaktives Sandwich in 105
- 107
- Vorpanzerung
- 108
- Befestigung / Aufhängevorrichtung
- 109
- B/C/D repräsentierende Schutzplatte
- 109A
- Zündleitung / Signalleitung
- 110
- Gesamtschutzanordnung mit Auslösevorrichtung für die reaktive Komponente und einfacher
(A) / doppelter reaktiver Anordnung (A und B)
- 111
- Auslöse- / Kontaktgitter
- 112
- Nahsensor
- 113
- modulare Auslösevorrichtung
- 114
- Zündeinrichtung
- 115
- Blech / beschleunigte Schicht
- 116
- Sprengstofffolie
- 117
- Dämpfungsschicht
- 118
- Beispiel für eine hybride polyvalente reaktive Gesamtschutzanordnung mit reaktiver
Vorstufe, mittlerem Schutzblech und Abfangstruktur / Beulblech-Jalousie
- 119
- zerlegende / delaminierende / fragmentierende vordere Abdeckung
- 120
- zerlegende / delaminierende / fragmentierende hintere Abdeckung
- 121
- Hohlraum
- 122
- in 121 eingebrachte Schutz / Dämpfungsschicht
- 123
- Trennfläche bei adaptierbaren Schutzzonen
- 124
- Beispiel für eine hybride polyvalente reaktive Gesamtschutzanordnung mit verschiebbaren
Zonen / Komponenten und lösbarer, verschiebbarer Montagevorrichtung
- 125
- Verschiebe- / Haltevorrichtung für die reaktiven oder inerten bzw. inert-dynamischen
Komponenten 126 und 127
- 126
- vordere Schutzkomponente von 124
- 127
- innere Schutzkomponente von 124
- 128
- Bewegungsrichtung von 125
- 129
- Bewegungsrichtung der Einzelkomponenten 126 und 127 in 125
- 130
- veränderlicher Freiraum
- 131
- Kasten / Rahmen für 125 oder 126 bzw. 127
- 132
- Befestigungsvorrichtung
- 133
- Gesamtschutz mit Einschubvorrichtungen (Boxen) für die Schutzkomponenten und innen
liegender Tragstruktur 140
- 134
- reaktive Zone
- 134A
- reaktives Modul vor 134
- 135
- Trenn- bzw. Dämpfungsschicht
- 136
- vordere Kammer / Box / Montageeinrichtung für 134A
- 137
- Trennwand
- 138
- Einschub, z.B. gebildet aus einer Beulblech-Jalousie
- 139
- Kammer / Box / Montageeinrichtung für 141
- 140
- Tragstruktur für 133
- 141
- Einschub für 139
1. Gesamtschutzanordnung (1A, 1B, 1C) gegen Bedrohungen (6-10), wie Hohlladungen, Flachkegelladungen,
Wuchtgeschosse und Splitter, die an einer zu schützenden Struktur (2) aufgebracht
oder in diese integriert werden kann,
wobei die Gesamtschutzanordnung (1A, 1B, 1C) aus einem vom Auftreffwinkel der Bedrohung
weitgehend unabhängigen Schichtaufbau besteht, der eine innere inerte oder inert-dynamische
Schutzzone (4) gegen KE-Bedrohungen und eine vordere reaktive Schutzzone (3) gegen
HL-Bedrohungen auf der der zu schützenden Struktur (2) abgewandten Seite der inneren
Schutzzone (4) mit einem pyrotechnischen Schutzmechanismus (16) aufweist, wobei sich
die vordere Schutzzone (3) auf der inneren Schutzzone (4) abstützt und mit dieser
gegen die Bedrohungen zusammen wirkt.
2. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schichtaufbau der Gesamtschutzanordnung ferner eine hintere Schutzzone (5) auf
der der zu schützenden Struktur (2) zugewandten Seite der inneren Schutzzone (4) aufweist,
wobei die hintere Schutzzone (5) als reaktive Schutzzone oder als inerte oder inert-dynamische
Schutzzone ausgebildet ist.
3. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzzonen (3, 4, 5) hintereinander geschaltet sind oder zumindest teilweise
gleichzeitig wirken.
4. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtschutzanordnung wenigstens teilweise in die Umhüllung der zu schützenden
Struktur (2) integriert oder wenigstens teilweise lösbar mit dieser verbunden ist.
5. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzzonen (3, 4, 5) der Gesamtschutzanordnung parallel oder in einem Winkel
zur Oberfläche bzw. Wand der zu schützenden Struktur (2) angeordnet sind.
6. Schutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzzonen (3, 4, 5) ganz oder teilweise fest oder lösbar miteinander verbunden
sind.
7. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtschutzanordnung Teil einer Schutzfläche bzw. einer tragenden Struktur ist.
8. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) eine massive/homogene Platte, ein Sandwich oder eine Beulplattenanordnung
darstellt.
9. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der vorderen Schutzzone (3) und der inneren Schutzzone (4) eine Zwischenschicht
mit energiekompensierender Wirkung vorgesehen ist.
10. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) aus einer Struktur besteht, die eine oder mehrere zur Oberfläche
parallele / nicht-parallele, ein- oder mehrteilige pyrotechnische Schicht(en) / Sprengstofffolie(n)
enthält.
11. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) einen Zwischenraum (87) enthält, in dem reaktiv gegeneinander
beschleunigte Elemente zusammentreffen.
12. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zwischenraum (87) in der inneren Schutzzone mit dämpfenden Materialien / Elementen
/ Strukturteilen gefüllt ist.
13. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzzonen (3, 4, 5) modular aufgebaut sind.
14. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzzonen (3, 4, 5) gemischt aufgebaut sind.
15. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gesamte Gesamtschutzanordnung oder Teile davon beweglich sind.
16. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzzonen (3, 4, 5) ineinander übergreifen.
17. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in die vordere und/oder hintere reaktive Schutzzone (3, 5) eingebrachten pyrotechnischen
Schutzmechanismen schräg angeordnete Sprengstofffolien oder -schichten (69, 69A) sind.
18. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die pyrotechnischen Schutzmechanismen der vorderen und/oder hinteren reaktiven Schutzzone
(3, 5) Sprengstofffolien oder -schichten sind, die ein- oder beidseitig mit einer
metallischen oder nicht-metallischen Schicht belegt sind.
19. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus durch die auftreffende bzw. durchdringende Bedrohung
(6-10) gezündet wird.
20. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus über eine Zündeinrichtung (114), einen Kontakt,
ein Auslösegitter (111) oder einen Sensor (112) initiiert wird.
21. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zu schützende Struktur (2) mit einem Detektionssystem ausgestattet ist.
22. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtschutzanordnung elektrische oder pyrotechnische Signalleitungen (109A)
aufweist.
23. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus die gesamte Schutzzone (3) überdeckt oder in
Einzelflächen mit oder ohne Zwischenraum / Trennwand unterteilt ist.
24. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus aus gleich oder unterschiedlich dicken Sprengstofffolien
oder ―schichten aufgebaut ist.
25. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus aus einer geometrischen Struktur besteht bzw.
eine ungleiche Dickenverteilung aufweist.
26. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus aus mehreren parallel oder nichtparallel angeordneten
Sprengstofffolien oder -schichten aufgebaut ist.
27. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Belegung des pyrotechnischen Schutzmechanismus ein- oder mehrschichtig, mit oder
ohne Zwischenschicht ausgeführt ist.
28. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus ein- oder beidseitig mit einer ein- oder mehrschichtigen
metallischen Struktur / einem metallischen Schaum / einem einoder mehrschichtigen
Gitter belegt ist.
29. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem pyrotechnischen Schutzmechanismus und der Belegung in Richtung der auftreffenden
Bedrohung (6-10) eine das Initiieren unterstützende Schicht in Form einer mit Bohrungen
oder Rillen versehenen, metallischen oder nicht-metallischen Schicht vorgesehen ist.
30. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 29,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus aus wenigstens einer Sprengstofffolie oder -schicht
aufgebaut ist, die auf der der Mitte der Gesamtschutzanordnung zugewandten Seite mit
einer dünneren (1 mm bis 3 mm) oder dickeren (3 mm 8 mm) metallischen oder nicht-metallischen
Schicht versehen ist.
31. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 30,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus aus ebenen, gewellten, abgewinkelten oder anderweitig
geformten Flächen / Schutzflächen aufgebaut ist.
32. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 31,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus einschiebbar, entfernbar, beweglich und/oder
austauschbar ist.
33. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 32,
dadurch gekennzeichnet,
dass der pyrotechnische Schutzmechanismus aus einem zwei- oder mehrschichtigen Verbund
gleichartiger oder unterschiedlicher Materialien besteht.
34. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 33,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schichten des Verbunds lose aufeinander gelegt, verklebt, zusammenvulkanisiert,
verschweißt oder lösbar miteinander verbunden sind.
35. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 34,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) aus einem homogenen oder strukturierten, metallischen oder
nicht-metallischen Material, einem Gemisch oder Gemenge, einer gitterartigen Struktur,
einem Gelege oder einem Presskörper aufgebaut ist.
36. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 35,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) aus einer offenen oder geschlossenen Struktur besteht.
37. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) aus einem dynamisch kompressiblen Stoff (z.B. Glas, Polymer,
metallischer oder nicht-metallischer Schaum, Presskörper, Kunstholz, Gewebe) besteht
oder einen solchen Stoff enthält.
38. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) aus einem keramischen Werkstoff besteht oder einen solchen
Werkstoff enthält.
39. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 36,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) aus einem plastisch verformbaren oder flüssigkeitsähnlichen
Stoff besteht oder mit einem Liquid oder einem rieselfähigen Medium gefüllt ist.
40. Gesamtschutzanordnung nach einem der Anspruch 1 bis 39,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) aus einer Beulbleche enthaltenden ein- oder mehrschichtigen
Struktur besteht.
41. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,
dass die innere Schutzzone (4) aus einer ein- oder mehrschichtigen Beulblech-Jalousie
(66, 67) besteht.
42. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 40 oder 41,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beulblechanordnungen parallel zu dem pyrotechnischen Schutzmechanismus verlaufen
oder mit diesem einen Winkel einschließen.
43. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 40 bis 42,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Flächen / Volumina zwischen den Beulblechanordnungen / der Beulblech-Jalousie
offen / leer / gefüllt oder geschlossen (leer oder gefüllt) sind.
44. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 43,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Füllung aus einem stoßdämpfenden Material (z.B. metallischer oder nicht-metallischer
Schaum, Gewebe, gitterartige Struktur) besteht.
45. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 44,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtschutzanordnung eine tragende Struktur enthält oder selbst eine tragende
Struktur darstellt.
46. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 45,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtschutzanordnung sich in einem nicht-metallischen / metallischen, geschlossenen
/ offenen Behälter / Gehäuse befindet.
47. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 46,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzzonen (3, 4, 5) mit Elementen zur Winkeländerung, Drehung und/oder Abstandsvergrößerung
versehen sind.
49. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 48,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtschutzanordnung oder Teile davon drehbar / schwenkbar / kippbar / verschiebbar
angeordnet sind.
50. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 49,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtschutzanordnung oder Teile davon fest oder lösbar miteinander verbunden
sind.
51. Gesamtschutzanordnung nach Anspruch 50,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindung mittels Verschrauben, Kleben, Schweißen oder Vulkanisieren erfolgt.
52. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 51,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gesamtschutzanordnung oder Teile davon austauschbar ausgebildet ist bzw. sind.
53. Gesamtschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 51,
dadurch gekennzeichnet,
dass die reaktiv bescheunigten Stoffe oder Schichten aus Materialien bestehen, die selbst
keine oder nur eine minimale endballistische Wirkung besitzen.