DE3932824C1 - Schutzvorrichtung für Ziele - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzvorrichtung für Ziele, insbesondere Kampfpanzer, gegen Geschosse, insbesondere sprenggeformte Projektile, mit einer Sandwich-Anordnung aus einer Explosivstoff-Schicht zwischen zwei Platten aus inertem Material.

Eine derartige Sandwich-Anordnung, die als aktive Panzerung bezeichnet wird, ist bekannt (vgl. DE-PS 20 08 156). Sie wird schräg zur Hauptbedrohungsrichtung angeordnet und bietet insbesondere Schutz vor Hohlladungen. Dabei fliegen, wenn der Hohlladungsstachel die Explosivstoff-Schicht zur Detonation gebracht hat, die im allgemeinen aus Stahl bestehenden Platten schräg von der Sandwich-Anordnung weg, so daß der Hohlladungsstachel die Platten nur mit einem Schnitt durchdringen kann, wodurch dessen Energie ganz, jedenfalls soweit aufgezehrt wird, daß er die Hauptpanzerung des Kampfpanzers nicht mehr durchdringen kann.

Derartige aktive Panzerungen können, wenn die Stahlplatten dicker ausgebildet werden, auch gegen KE-Penetratoren eingesetzt werden, wobei die wegfliegenden Platten mit dem Penetrator kollidieren und ihn abbrechen, deformieren oder in anderer Weise soweit unschädlich machen, daß er die Hauptpanzerung nicht mehr durchdringen kann.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bekannte aktive Panzerung gegenüber sprenggeformten Projektilen, die durch sog. projektilbildende Ladungen oder EFP-Ladungen gebildet werden, unwirksam ist. Die projektilbildenden Ladungen stellen deshalb für Kampfpanzer eine erhebliche Bedrohung dar.

Aus DE-AS 20 31 658 ist eine Panzerungswand mit Kammern bekannt, die mit einer Abdeckung verschlossen sind, die an der Innenseite mit einer Sprengstoffschicht versehen ist. Beim Eindringen eines Geschosses wird die Sprengstoffschicht initiiert, wodurch sich die Abdeckung dem Geschoß entgegenstellt. Um diesen Effekt zu verstärken, kann ferner eine Platte hinter der Abdeckung in der Kammer vorgesehen sein, die ebenfalls mit einer Sprengstoffschicht versehen ist, wobei die beiden Sprengstoffschichten durch Sprengstoffstege miteinander verbunden sind.

Bei der Schutzvorrichtung nach der DE-PS 27 19 150 wird eine Panzerplatte mit Sprengstoff schräg in die Geschoßbahn abgeschossen. Die Initiierung des Sprengstoffs wird von dem Geschoß durch ein Kontaktgitter vor der Panzerplatte betätigt.

Aus FR 23 80 528 ist es bekannt, eine Hauptpanzerung mit einer Vorpanzerplatte durch Querwände zu verbinden. An der Rückseite der Vorpanzerplatte und an den Querwänden sind jeweils Sandwichanordnungen aus einer Sprengstoffschicht zwischen zwei Metallplatten angebracht. Die Sprengstoffschichten der Sandwichanordnungen an den Querwänden sind über eine Detonationsschnur und eine Zündverzögerung mit der Sprengstoffschicht der Sandwichanordnung an der Vorpanzerplatte verbunden. Dadurch wird die Dauer der Einwirkung auf den in die Panzerung eindringenden Stachel einer Hohlladung und damit die Effizienz der Panzerung erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schutzvorrichtung, insbesondere für Kampfpanzer bereitzustellen, welche auch gegenüber projektilbildenden Ladungen wirksam ist.

Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Schutzvorrichtung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Der Erfindung liegen dabei folgende Überlegungen zugrunde:
Da sich bei einer herkömmlichen aktiven Panzerung die Detonation erst über eine gewisse Fläche der Explosivstoff-Schicht der Sandwich-Anordnung ausbreiten muß, fliegen die Platten nach dem Auftreffen des Geschosses erst nach einer gewissen Verzögerung weg, und zwar, wie Messungen ergeben haben, mit einer Verzögerung im Bereich von 20 bis 30 µ sec. Bei Hohlladungen und KE-Penetratoren führt dies dazu, daß der vordere Teil des Hohlladungsstachels bzw. des KE-Penetrators die aktive Panzerung durchdringen kann, bevor die wegfliegenden Platten ihre Wirkung entfalten. Da ein Hohlladungsstachel bzw. ein KE-Penetrator (bei letzterem liegt das Verhältnis von Länge zu Durchmesser typischerweise in der Größenordnung von 20 : 1) jedoch relativ lang ist, ist eine Wechselwirkung der wegfliegenden Platten mit dem Hauptteil des Stachels bzw. Penetrators sichergestellt, so daß der Umstand, daß der vordere Teil des Hohlladungsstachels bzw. des KE-Penetrators die aktive Panzerung mehr oder weniger ungestört durchdringen kann, praktisch ohne Belang ist.

Anders verhält es sich jedoch bei einer projektilbildenden Ladung. Bei solchen Ladungen ist die Belegungsgeometrie bekanntlich so gestaltet, daß alle Elemente der Belegung etwa gleiche Geschwindigkeit erhalten. Damit wird ein relativ kurzes Projektil gebildet, dessen Länge zum Durchmesser typischerweise 3 bis 5 : 1 beträgt. Ein solches kurzes Projektil kann nun durch eine herkömmliche, durch eine Sandwich-Anordnung gebildete aktive Panzerung hindurchtreten, bevor diese ihre Wirkung entfaltet.

Hinzu kommt, daß die Bedrohung von Kampfpanzern durch Hohlladungsgeschosse oder KE-Penetratoren hauptsächlich von vorn bis schräg von vorn (± 30° Azimut) und im allgemeinen horizontal (0° Elevation) erfolgt. Demgemäß wird die herkömmliche aktive Panzerung am Kampfpanzer so angebracht, daß sie auf diese Hauptbedrohungsrichtung ausgerichtet ist.

Die Fähigkeit, die Hauptpanzerung zu durchdringen, ist bei einem sprenggeformten Projektil jedoch geringer als bei einem Hohlladungsstachel bzw. einem KE-Penetrator. Mit einem sprenggeformten Projektil wird ein Kampfpanzer daher vorzugsweise in einem anderen Winkel angegriffen, nämlich in einem Winkel, der möglichst senkrecht auf der Hauptpanzerung steht bzw. mit einer anderen Elevation, und zwar mit einer Elevation größer als 60°, um die oberen, im allgemeinen schwächer gepanzerten Bereiche eines Kampfpanzers zu treffen.

Damit trifft das sprenggeformte Projektil aber auf die aktive Panzerung mit einem Winkel auf, der nicht mit deren optimaler Wirkungsrichtung übereinstimmt, wodurch die Schutzwirkung einer herkömmlichen für Hohlladungsgeschosse und KE-Penetratoren bestimmten aktiven Panzerung auch aus diesem Grunde gegenüber einer projektilbildenden Ladung relativ gering ist.

Erfindungsgemäß wird die bekannte, aus einer Sandwich-Anordnung gebildete aktive Panzerung mit einer Explosivstoff-Schicht detonativ verbunden, die in Flugrichtung des Projektils vor der Sandwich-Anordnung angeordnet ist. Dadurch wird die Detonation, die beim Auftreffen des Projektils auf die vorgeordnete Explosivstoff-Schicht in dieser initiiert wird, in die Explosivstoff-Schicht der Sandwich-Anordnung eingekoppelt und damit diese zur Reaktion gebracht. Um gegenüber sprenggeformten Projektilen wirksam zu sein, ist dazu weiterhin erforderlich, daß die Reaktion der Sandwich-Anordnung erfolgt, bevor das Projektil diese erreicht. Dazu werden erfindungsgemäß der Abstand der vorgeordneten Explosivstoff-Schicht gegenüber der Sandwich-Anordnung und der Laufweg der Detonation von der vorgeordneten Explosivstoff-Schicht zu der Sandwich-Anordnung so auf die Geschwindigkeit des auftreffenden sprenggeformten Projektils abgestimmt, daß die Zeitspanne, die die Detonation braucht, um sich von der vorgeordneten Explosivstoff-Schicht zur Sandwich-Anordnung fortzupflanzen, kürzer ist als die Zeitspanne zwischen dem Auftreffen des Projektils auf der vorgeordneten Explosivstoff-Schicht und dem Auftreffen auf der Sandwich-Anordnung.

Die vorgeordnete Explosivstoff-Schicht ist dabei vorzugsweise ihrerseits als Sandwich-Anordnung ausgebildet, also zwischen zwei Platten aus Inert-Material, d. h., in der Regel einem Metall, wie Stahl, eingeschlossen. Dies ist schon deswegen erforderlich, um der vorgeordneten Explosivstoff-Schicht eine Stütz- und Schutzstruktur zu verleihen. Wenn die vorgeordnete Explosivstoff-Schicht in Form einer Sandwich-Anordnung vorliegt, dient sie freilich auch als zusätzlicher Schutz für Hohlladungsgeschosse und KE-Penetratoren.

Nachstehend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen Fig. 1 und 2 jeweils schematisch einen Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 weist die Schutzvorrichtung eine Sandwich-Anordnung 1 auf, die aus zwei, vorzugsweise aus Metall, wie Stahl, bestehenden Platten 2 und 3 und einer von den Platten 2 und 3 eingeschlossenen Explosivstoff-Schicht 4 besteht. Die Platte 2 ist dabei der nicht dargestellten Hauptpanzerung eines Kampfpanzers zugewandt. In Richtung der durch den Pfeil 5 veranschaulichten Flugbahn des Projektils ist vor der ersten Sandwich-Anordnung 1 eine zweite Sandwich-Anordnung 6 angeordnet, die gleichfalls aus zwei Stahlplatten 8 und 9 besteht, die eine Explosivstoff-Schicht 7 einschließen. Die beiden Sandwich-Anordnungen 1 und 6 sind miteinander detonativ gekoppelt. Dazu sind sie in einem spitzen Winkel gegenüber einander angeordnet, so daß sie sich mit ihren Kanten berühren, wobei ihre Explosivstoff-Schichten oder -Folien 4 bzw. 7 über einen kurzen Explosivstoff-Schicht- oder -Folienabschnitt 10 miteinander verbunden sind.

Beim Auftreffen des Projektils auf die vorgeordnete Sandwich-Anordnung 6 wird deren Explosivstoff-Schicht 7 initiiert. Die Detonation pflanzt sich dann von der Sandwich-Anordnung 6 in Richtung des durch den Pfeil 11 angedeuteten Laufwegs über den Explosivstoff-Schichtabschnitt 10 zur Sandwich-Anordnung 1 fort und bringt diese zur Detonation.

Die Wirkung der Schutzvorrichtung besteht also darin, daß die Sandwich-Anordnung 1 detoniert, bevor das Projektil den Weg d zwischen der Auftreffstelle 12 auf die vorgeordnete Sandwich-Anordnung 6 und der Auftreffstelle 13 auf die Sandwich-Anordnung 1 zurückgelegt hat. Dies wird durch folgendes Beispiel veranschaulicht:
Die Detonationsgeschwindigkeit in einer Sprengstoff-Folie, also den Explosivstoff-Schichten 4 und 7 der Sandwich-Anordnungen 1 und 6 sowie im Explosivstoff-Schichtübergangsabschnitt 10 sei 7 km/sec., der Laufweg der Detonation in der Sprengstoff-Folie zwischen der Auftreffstelle 12 und der Auftreffstelle 13 300 mm, die Geschwindigkeit des Projektils 2 km/sec. und der Weg d des Projektils zwischen den Auftreffstellen 12 und 13, also den Sandwich-Anordnungen 1 und 6, 100 mm. Dann ergibt sich eine Laufzeit der Detonation in der Sprengstoff-Folie 4, 7 und 10, also eine Zeitspanne zwischen der Initiierung der Explosivstoff-Schicht 7 und der Bewegung der Platten 2, 3 der Sandwich-Anordnung 1 gegen das Projektil von 34 µ sec. Demgegenüber beträgt die Flugzeit des Projektils zwischen den beiden Sandwich-Anordnungen 1 und 6 50 µ sec. Die Platten 2, 3 der Sandwich-Anordnung 1 bewegen sich also bereits gegen das eintreffende Projektil und werden nicht erst beschleunigt, wenn das Projektil auf die Sandwich-Anordnung 1 auftrifft bzw. durch diese hindurchtritt.

Wenn bei der Vorrichtung nach Fig. 1 die Flugbahn des Projektils derart ist, daß der Laufweg der Detonation gegenüber dem Abstand d groß wird, wie durch den gestrichelten Pfeil 14 angedeutet, kann die Wirkung der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung gegenüber sprenggeformten Projektilen verlorengehen. D.h., die Wirkung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Schutzvorrichtung ist richtungsabhängig.

In Fig. 2 ist nun eine solche Ausführungsform dargestellt, die einen relativ richtungsunabhängigen Schutz gewährt. Dazu ist eine im wesentlichen unveränderte Sandwich-Anordnung 1 vorgesehen, auf der eine konvexe bzw. halbkugelförmige Sandwich-Anordnung 6′ mit ihrer Basis angeordnet ist, wobei die zwischen den Platten 8′, 9′ der Sandwich-Anordnung 6′ eingeschlossene Explosivstoff-Schicht oder -Folie 7′ mit der Explosivstoff-Schicht oder -Folie 4 der Sandwich-Anordnung 1 verbunden ist.

Statt der in Fig. 2 dargestellten halbkugelförmigen Ausbildung kann eine weitgehend richtungsunabhängige Schutzwirkung auch durch eine pyramiden- oder dachförmige Ausbildung der vorgeordneten Explosivstoff-Schicht bzw. Sandwich-Anordnung erreicht werden.

Auch ist es möglich, die beiden Sandwich-Anordnungen im Abstand voneinander parallel anzuordnen, wobei ihre Explosivstoff-Schichten entlang einer oder mehrerer Außenseiten der Box verbunden sein können, mit der die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung im allgemeinen an einem Kampfpanzer befestigt wird.

Wie erwähnt, ist die Durchschlagsfähigkeit von sprenggeformten Projektilen relativ gering. Da ein Kampfpanzer an seiner Oberseite im allgemeinen schwächer gepanzert ist, erfolgt deshalb der Angriff mit solchen Projektilen im allgemeinen mit einer Elevation größer als 60°, also von oben bzw. schräg von oben. Demgemäß wird die dem Panzer benachbarte Sandwich-Anordnung 1, die die Zerstörung des Projektils bewirken soll bzw. die Box, in der die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung angeordnet ist, am Kampfpanzer derart befestigt, daß ein optimaler Schutz in dieser Hauptbedrohungsrichtung gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung, die einen Schutz gegen sprenggeformte Projektile gewährleistet, bietet selbstverständlich auch Schutz vor anderen Geschossen, insbesondere KE-Penetratoren und Hohlladungsgeschossen.

Claims (3)

1. Schutzvorrichtung für Ziele, insbesondere Kampfpanzer, gegen Geschosse, insbesondere sprenggeformte Projektile, mit einer Sandwich-Anordnung aus einer Explosivstoff-Schicht zwischen zwei Platten aus Inert-Material, dadurch gekennzeichnet, daß in Flugrichtung des Geschosses bzw. Projektils (5) vor der Sandwich-Anordnung (1) eine Explosivstoff-Schicht (7, 7′) angeordnet ist, welche mit der Explosivstoff-Schicht (4) der Sandwich-Anordnung (1) detonativ verbunden ist, wobei der Abstand der vorgeordneten Explosivstoff-Schicht (7, 7′) von der Sandwich-Anordnung (1) und der Laufweg (11) der Detonation von der vargeordneten Explosivstoff-Schicht (7, 7′) zu der Explosivstoff-Schicht (4) der Sandwich-Anordnung so aufeinander abgestimmt sind, daß die beim Auftreffen des Projektils in der vorgeordneten Explosivstoff-Schicht (7, 7′) initiierte Detonation zur Reaktion der Explosivstoff-Schicht (4) der Sandwich-Anordnung (1) führt, bevor das Projektil auf die Sandwich-Anordnung (1) auftrifft.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeordnete Explosivstoff-Schicht (7, 7′) dach- oder pyramidenförmig oder konvex ausgebildet ist und mit ihrer Basis mit der Explosivstoff-Schicht (4) der Sandwich-Anordnung (1) detonativ verbunden ist.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeordnete Explosivstoff-Schicht (7, 7′) ihrerseits durch Anordnung zwischen zwei Platten (8, 9; 8′, 9′) aus Inert-Material eine Sandwich-Anordnung (6, 6′) bildet.