EP1752730A2 - Vorrichtung sowie Verfahren zum Schutz von Fahrzeugen vor Munition, insbesondere vor Hohlladungsgeschossen - Google Patents

Vorrichtung sowie Verfahren zum Schutz von Fahrzeugen vor Munition, insbesondere vor Hohlladungsgeschossen Download PDF

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EP1752730A2
EP1752730A2 EP06014774A EP06014774A EP1752730A2 EP 1752730 A2 EP1752730 A2 EP 1752730A2 EP 06014774 A EP06014774 A EP 06014774A EP 06014774 A EP06014774 A EP 06014774A EP 1752730 A2 EP1752730 A2 EP 1752730A2
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intercepting
launcher
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Andreas Blache
Michael Köpf
Michael Kunz
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Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H11/00—Defence installations; Defence devices
    • F41H11/02—Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems

Definitions

  • Antitank weapons are also currently a major threat to military emergency vehicles.
  • vehicles with ballistic protection up to 14.5 mm are unprotected against missiles capable of penetrating up to 400 mm RHA.
  • the effect of the armor-piercing weapons is based on the principle of shaped charge, as on the Internet pages http://www.isl.tm.fr/de/scientif/pages/d1/d1 d.html and http: //www.panzerlexikon. de / panzeriager2.htm readable.
  • the explosive of the shaped charge is approx. 2 - 5 Cal. By the impact of the spike. ignited in front of the vehicle wall.
  • the pressure of the detonation wave transforms the occupation of the shaped charge into a beam with a high energy density.
  • breakdown power of up to 10 cal. achieved in optimal state-off.
  • the stand-off designates the distance of the shaped charge assignment to the vehicle wall.
  • the optimal standoff is usually in the range between 5 and 7 calibers. With increasing stand-off, the breakdown power decreases almost quadratically. Thus, in a stand-still of 30 calibers, only breakdown power of 0.1 cal. and less achieved.
  • ARENA is such an active protection system developed in Russia, in which a corresponding radar contact triggers directed cargo segments and thus builds a protective cone around the tank. It is currently being developed by a German / French group of companies. (http://www.bmlv.gv.at/facts/practic/ruestung 1 4.shtml ) The aim of this active protection system is to hit the warhead about 3 - 8 m in front of the vehicle and thus defensive the explosives bring or occupy the occupancy.
  • AWISS AWISS of Diehl BGT Defense
  • One aspect of the AWISS is to provide a blast charge to the approaching shaped charge warhead ( DE 198 47 091 A1 ). Due to the pressure effect of this Blastladung the approaching warhead is deflected at a distance of about 10- 30 m in front of the vehicle, deformed or brought to deflagration, with the aim to reduce the breakdown power.
  • the invention addresses the problem of proposing a protective device or protective measure, with an approaching warhead can be made completely harmless by non-lethal means.
  • the invention is based on the idea to bring a kind of airbag, airbag or cloth bag, ie, balloon-like structure with separate compressed gases or a resulting air bubbles during firing, etc., by means of an intercepting ammunition the approaching warhead, the cloth bag just before the encounter inflates so that an igniter of the warhead is triggered or disturbed in the collision.
  • the structure may, for example, unfold in the form of a parachute.
  • Both the firing and the initiation of the intercepting ammunition are designed so that the approaching warhead impinges on this shortly after reaching the full extent of the pyrotechnic initiated and blown-out fabric bag. Due to the high kinetic energy of the approaching bullet the detonator of the warhead is activated immediately upon impact. The ignition of the hollow charge is now no longer with a distance of 2 - 3 caliber in front of the vehicle wall, but at a preferred distance of> 40 Cal. Thus, the penetration rate of the warhead is ⁇ 0.1 Cal. reduced and the vehicle wall is not penetrated.
  • coatings or a harder fabric of the fabric bag / parachute or a grid or power plug which give it a harder design. objective It should not only be to ensure the detonator, but also the ability to bullet o. The like. At least minimally disturb and thus reduce the breakdown power.
  • the variant is easily manageable and inexpensive compared to other protection systems.
  • the intercepting ammunition can be fired with the cloth bag by means of conventional ammunition and fixed or directional launcher systems.
  • the device is easily adaptable and thus not only usable and retrofitted on vehicles. Thus, a use can also be made in air and sea vehicles, buildings, etc.
  • a detection and interception device 1 shows a basic structure of a detection and interception device 1, comprising at least one as a rule fire control computer 2, at least one detection device 3 and one, preferably several, at least four launcher 4.
  • the detection device 3 is in this case a sensor system
  • the launcher 4 a conventional launcher, which is for example directionable (eg. DE 10 2005 020 177.6 ).
  • rigid launchers may be used, which are mounted on the vehicle in a diversified manner and cover a main threat direction (eg. DE 692 03 560 T2 ).
  • the launcher systems 4 are electrically connected via a control electronics, not shown, with the sonar system 3.
  • the sensor system 3 is preferably radar sensors in combination with IR bolometers, four sensors are preferred for a panoramic view, which interconnect ensure this panoramic view.
  • 6 is a person firing a warhead 7 or the like, ie, possibly also a vehicle, which is at a distance D (detection distance) to the vehicle 5 spaced.
  • the sensor system 3 as well as the launcher 4 can be locally mounted on the object to be protected, such as a vehicle 5 or adapted.
  • the approach direction and speed of the battle head 7 are first determined via the fire control computer 3. (Fig.2).
  • the controller activates the launching system 4.3, which requires the least directional effort in accordance with the determined approach data (FIG. 3) and shoots the warhead 7 against an intercepting ammunition 8 (FIG. 4).
  • the interception ammunition 8 is initiated, for example, at a distance of 5 - 8 m to the vehicle 5 via a fixed pyrotechnic or via an electronic programmable delay or mechanical release.
  • a gas set 9 By initiating a gas set 9 is ignited, which inflates, similar to an airbag, a fabric bag 10 with a diameter of, for example, up to 1.5 m (Figure 5). Both firing and time initiation are designed so that the approaching warhead 7 impinges shortly before reaching the full extent of the fabric bag 10. Immediately with the impact of the detonator 11 of the warhead 7 is activated (Fig. 6), so that the shaped charge 12 is formed ( Figure 7). The remaining breakdown power is then no longer sufficient for a breakdown in the wall of the vehicle 5.
  • t 1 detection time and throw setting (for example 100 ms)
  • t 2 throwing device (for example 120 ms)

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Abstract

Es wird vorgeschlagen, eine Art Gassack, Airbag oder Stoffsack, d.h., ballonartiges Gebilde (10) mit komprimierten Gasen etc., mittels einer Abfangmunition (8) einem anfliegenden Gefechtskopf (7) entgegen zu bringen, wobei der Stoffsack (10) / Fallschirm sich kurz vor dem Zusammentreffen aufbläst, so dass ein Zünder (11) des Gefechtskopfes (7) ausgelöst wird.

Description

  • Panzerabwehrwaffen stellen auch derzeit eine große Bedrohung für Einsatzfahrzeuge von Streitkräften dar. Insbesondere Fahrzeuge mit einem ballistischen Schutz bis 14,5 mm sind gegen Geschosse mit einer Durchschlagleistung bis zu 400 mm RHA ungeschützt. Die Wirkung der panzerbrechenden Waffen beruht auf dem Hohlladungsprinzip, wie auf den Internetseiten http://www.isl.tm.fr/de/scientif/pages/d1/d1 d.html und http://www.panzerlexikon. de/panzeriager2.htm nachlesbar. Der Sprengstoff der Hohlladung wird durch das Auftreffen des Spikes ca. 2 - 5 Cal. vor der Fahrzeugwandung gezündet. Der Druck der Detonationswelle formt die Belegung der Hohlladung zu einem Strahl mit hoher Energiedichte um. Je nach Güte werden Durchschlagsleistungen von bis zu 10 Cal. im optimalen Stand -off erzielt. Der Stand -off bezeichnet den Abstand der Hohlladungsbelegung zur Fahrzeugwandung. Der optimale Stand- off liegt in der Regel im Bereich zwischen 5 - 7 Kaliber. Mit zunehmendem Stand- off nimmt die Durchschlagsleistung fast quadratisch ab. So werden in einem Stand- off von 30 Kalibern nur noch Durchschlagsleistungen von 0,1 Cal. und weniger erreicht.
  • Mit der http://www.bwb.org/C1256DF2004FF94C/vwContentByKey/W25Y7HLU375INFODE werden Arten des Panzerschutzes aufgezeigt.
  • In der älteren Praxis werden als Schutz vor derartigen Hohlladungsgeschossen Schürzen, Metallgitter oder Sandsäcke verwendet. Neu sind hingegen aktive Schutzsysteme.
  • ARENA ist solch ein in Russland entwickeltes aktives Schutzsystem, bei dem ein entsprechender Radarkontakt gerichtete Ladungssegmente auslöst und so einen Schutzkegel um den Panzer aufbaut. Es wird derzeit von einer deutsch/französischen Firmengruppe weiterentwickelt. (http://www.bmlv.gv.at/facts/geschichte/ruestung 1 4.shtml) Das Ziel dieses aktiven Schutzsystems ist es, den Gefechtskopf etwa 3 - 8 m vor dem Fahrzeug zu treffen und damit den Sprengstoff zur Deflation zu bringen bzw. die Belegung zu treffen.
  • Weitere Schutzsysteme, wie beispielsweise AWISS der Firma Diehl BGT Defence, sind dem Beitrag http://www.arrows.newmail.ru/defense tank.htm entnehmbar. Ein Aspekt des AWISS ist, dem anfliegenden Hohlladungsgefechtskopf eine Blastladung entgegen zu stellen ( DE 198 47 091 A1 ). Durch die Druckwirkung dieser Blastladung wird der anfliegende Gefechtkopf in einer Entfernung von ca. 10- 30 m vor dem Fahrzeug abgelenkt, deformiert oder zur Deflagration gebracht, mit dem Ziel, die Durchschlagsleistung zu reduzieren.
  • Nachteilig ist, dass diese Art Schutzsysteme dem anfliegenden Gefechtskopf letal wirkende Ladungen entgegen schießen. Insbesondere im Zuge friedenserhaltender Einsätze sind Kollateralschäden unerwünscht und nicht tolerierbar.
  • Hier greift die Erfindung die Aufgabe auf, eine Schutzvorrichtung bzw. Schutzmaßnahme vorzuschlagen, mit der ein anfliegender Gefechtskopf mittels nicht letaler Mittel gänzlich unschädlich gemacht werden kann.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 sowie 8.
  • Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Art Gassack, Airbag oder Stoffsack, d.h., ballonartiges Gebilde mit separaten komprimierten Gasen oder einem beim Verschießen entstehenden Luftpolster etc., mittels einer Abfangmunition dem anfliegenden Gefechtskopf entgegen zu bringen, wobei der Stoffsack sich kurz vor dem Zusammentreffen aufbläst, so dass bei der Kollision ein Zünder des Gefechtskopfes ausgelöst oder gestört wird. Das Gebilde kann sich beispielsweise auch in Form eines Fallschirmes entfalten.
  • Sowohl der Abschuss als auch die Initiierung der Abfangmunition sind so ausgelegt, dass der anfliegende Gefechtskopf kurz nach dem Erreichen der vollen Ausdehnung des pyrotechnisch initiierten und ausgeblasenen Stoffsacks auf diesen auftrifft. Durch die hohe kinetische Energie des anfliegenden Geschosses wird der Zünder des Gefechtskopfes unmittelbar beim Auftreffen aktiviert. Die Zündung der Hohlladung erfolgt nun nicht mehr mit einem Abstand von 2 - 3 Kalibern vor der Fahrzeugwandung, sondern in einem bevorzugten Abstand von > 40 Cal. Damit wird die Durchschlagleistung des Gefechtskopfes auf < 0,1 Cal. reduziert und die Fahrzeugwandung nicht penetriert.
  • Möglich sind auch Beschichtungen oder ein härteres Gewebe des Stoffsackes / Fallschirm oder ein Gitter oder Netzstecker, die diesem eine härtere Ausgestaltung geben. Zielsetzung dabei soll nicht nur die Sicherstellung der Zünderauslösung sein, sondern auch die Möglichkeit, Pfeilgeschosse o. dgl. wenigstens minimal zu stören und damit die Durchschlagsleistung zu reduzieren.
  • Vorteile dieser Idee sind, dass ein Kollateralschaden durch das Entgegenbringen nicht letal wirkender Mittel ausgeschlossen wird. Die Variante ist gegenüber anderen Schutzsystemen leicht beherrschbar und kostengünstig. Verschossen werden kann die Abfangmunition mit dem Stoffsack mittels herkömmlicher Munitionen und ortsfesten oder richtbaren Werferanlagen. Die Vorrichtung ist leicht adaptierbar und damit nicht nur auf Fahrzeugen nutz- und nachrüstbar. So kann ein Einsatz auch bei Luft- und Seefahrzeugen, Gebäuden etc. erfolgen.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen prinzipiellen Aufbau einer Detektions- und Abfangvorrichtung eines Gefechtskopfes,
    Fig. 2- 7
    den Ablauf des Verfahrens für das Abfangen des mit Fig. 1 detektierten Gefechtskopfes.
  • In Fig. 1 ist ein prinzipieller Aufbau einer Detektions- und Abfangvorrichtung 1, bestehend aus wenigstens einem in der Regel Feuerleitrechner 2, zumindest einer Detektionseinrichtung 3 sowie einer, vorzugsweise mehreren, wenigstens vier Abschusseinrichtungen 4. Die Detektionseinrichtung 3 ist in diesem Fall eine Sensoranlage, die Abschusseinrichtung 4 eine herkömmliche Werferanlage, welche beispielsweise richtbar ist (z. B. DE 10 2005 020 177.6 ). Alternativ können auch starre Werfer zum Einsatz kommen, die gefächert am Fahrzeug angebracht sind und eine Hauptbedrohungsrichtung abdecken (z. B. DE 692 03 560 T2 ). Die Werferanlagen 4 sind über eine nicht näher dargestellte Steuerungselektronik mit der Sonaranlage 3 elektrisch verschaltet. Bei der Sensoranlage 3 handelt es sich vorzugsweise um Radarsensoren in Kombination mit IR-Bolometern, wobei für eine Rundumsicht vier Sensoren bevorzugt werden, die miteinander verschaltet diese Rundumsicht gewährleisten. Mit 6 ist eine, einen Gefechtskopf 7 verschießende Person oder dergleichen, d.h., möglicherweise auch ein Fahrzeug bezeichnet, das in einer Entfernung D (Detektionsabstand) zum Fahrzeug 5 beabstandet ist.
  • Die Sensoranlage 3 als auch die Werfer 4 können örtlich wahlweise am zu schützenden Objekt, wie einem Fahrzeug 5 angebracht sein bzw. adaptiert werden.
  • Wird eine Bedrohung durch die Sensoranlage 3 detektiert, so werden über den Feuerleitrechner 3 zunächst die Anflugrichtung sowie Geschwindigkeit des Gefechtkopfes 7 ermittelt. (Fig.2). Die Steuerung aktiviert die Werferanlage 4.3, die entsprechend der ermittelten Anflugdaten den geringsten Richtaufwand erfordert (Fig. 3) und schießt dem Gefechtskopf 7 eine Abfangmunition 8 entgegen (Fig. 4). Kurz vor dem Zusammentreffen von Gefechtskopf 7 und Abfangmunition 8 wird beispielsweise im Abstand von 5 - 8 m zum Fahrzeug 5 über eine fest eingestellte pyrotechnische oder über eine elektronische programmierbare Verzögerung oder über mechanische Auslösung die Abfangmunition 8 initiiert. Durch die Initiierung wird ein Gassatz 9 gezündet, der, ähnlich einem Airbag, einen Stoffsack 10 mit einem Durchmesser von beispielsweise bis zu 1,5 m aufbläst (Fig.5). Sowohl Abschuss als auch zeitliche Initiierung sind so ausgelegt, dass der anfliegende Gefechtskopf 7 kurz vor dem Erreichen der vollen Ausdehnung des Stoffsackes 10 auftrifft. Unmittelbar mit dem Auftreffen wird der Zünder 11 des Gefechtskopfes 7 aktiviert (Fig. 6), so dass sich die Hohlladung 12 ausbildet (Fig.7). Die restliche Durchschlagleistung reicht dann für einen Durchschlag in der Wandung des Fahrzeuges 5 nicht mehr aus.
  • Durch ein Zeitbudget von
    t1= Detektionszeit und Werfereinstellung (beispielsweise 100 ms)
    t2= Werfereinrichtung (beispielsweise 120 ms)
    t3= Interaktionszeit der Abfangmunition (beispielsweise 80 ms)
    ergeben sich Detektionsabstände > 50 m bei Flugkörpern 7 mit v = 150 m/s und > 250 m bei Flugkörpern 7 mit v = 600 m/s.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Schutz von Objekten (5) vor Gefechtsköpfen (7), aufweisend wenigstens eine Detetkionseinrichtung (3), wenigstens eine Abschusseinrichtung (4) zum Verschießen einer Abfangmunition (8), wobei Detektionseinrichtung (3) und Abschusseinrichtung (4) mit einem Rechner (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfangmunition (8) ein ballonartiges oder fallschirmartiges Gebilde (10) besitzt, wobei das Gebilde (10) im Abstand zum Objekt (5) in eine Funktionsstellung zum Abfangen des Gefechtskopfes (7) gebracht wird, um seinen Zünder (11) zu aktivieren und / oder seinen ordnungsgemäßen Funktionsablauf zu stören.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (2) ein Feuerleitrechner ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abschusseinrichtung (4) eine Werferanlage ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranlage (3) aus Radarsensoren oder IR- Bolometern oder UV-Warnern oder durch Kombinationen selbiger besteht.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren benutzt werden, die miteinander verschaltet eine Rundumsicht gewährleisten.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ballonartige Gebilde (10) / Fallschirm in seiner Funktionsstellung einen Durchmesser von 0,5 bis 2 m besitzt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere starre oder richtbare Abschusseinrichtungen (4.1 -4.4) eingebunden sind.
  8. Verfahren zum Schutz von Objekten (5) vor Gefechtsköpfen (7), unter Nutzung wenigsten einer Detektionseinrichtung (3), wenigstens einer Abschusseinrichtung (4) zum Verschießen einer oder mehrerer Abfangmunitionen (8), wobei Detektionseinrichtung (3) und Abschusseinrichtung (4) mit einem Rechner (2) verbunden sind, wobei bei Detektion des Gefechtskopfes (7) durch die Detektionseinrichtung (3) der Rechner die Anflugrichtung sowie Geschwindigkeit des Gefechtskopfes (7) ermittelt, danach die wenigstens eine Werferanlage (4) die Abfangmunition (8) gerichtet dem Gefechtskopf (7) entgegen bringt, welche über eine fest eingestellte Verzögerung die Abfangmunition initiiert und das Gebilde (10) aufgeblasen wird, so dass der Gefechtskopf (7) auf diesen auftrifft und sein Zünder (11) aktiviert und / oder dessen ordnungsgemäßer Funktionsablauf gestört wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zünder (11) aktiviert oder gestört oder dessen ordnungsgemäßer Funktionsablauf gestört wird und eine Ladung (12) sich ausbildet.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung pyrotechnisch, elektronisch oder die Auslösung mechanisch erfolgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der anfliegende Gefechtskopf (7) etwa bei Erreichen der vollen Ausdehnung des aufgeblasenen Gebildes (10) auftrifft.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Initiierung der Abfangmunition (8) in einem Abstand von 4 - 12 m zum Objekt (5) erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Abschusseinrichtungen (4.1- 4.4) die aktiviert wird, die entsprechend den ermittelten Anflugdaten den geringsten Richtaufwand erfordert.
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