ES2658038T3

ES2658038T3 - Blindaje contra láseres

Info

Publication number: ES2658038T3
Application number: ES14746939.9T
Authority: ES
Inventors: Jürgen Weber; Norbert Keil
Original assignee: Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Current assignee: KNDS Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2034-07-08
Also published as: DE102013107370A1; WO2015003689A1; DE102013107370B4; EP3019816A1; EP3019816B1

Abstract

Blindaje contra láseres para la protección de un objeto (10), en particular de un vehículo, ante armas láser con un elemento de blindaje (2) que puede disponerse en el objeto (10), presentando el elemento de blindaje (2) una pluralidad de cuerpos activos (3, 4, 5) ópticos para perturbar la radiación láser incidente, estando configurados los cuerpos activos (3, 4, 5) para reflejar la radiación láser como cuerpos de reflexión (3), que presentan una superficie (3.1.) reflectante, caracterizado por que los cuerpos activos (3) están dispuestos como producto a granel suelto dentro de un alojamiento (2.1.) a modo de carcasa del elemento de blindaje (2).

Description

imagen1

imagen2

imagen3

imagen4

imagen5

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

En la realización de acuerdo con la Figura 2 está prevista una pluralidad de diferentes cuerpos activos 3. Los cuerpos activos 3 están configurados como cuerpos de reflexión 3 y se encuentran como producto a granel suelto en un alojamiento 2.1 en forma de caja del elemento de blindaje 2. Los cuerpos activos 3 ópticos presentan una superficie 3.1 compuesta por una capa ópticamente reflectante. La superficie 3.1 reflectante puede extenderse por todo el cuerpo activo 3 óptico o solo por subzonas del cuerpo activo 3. Los cuerpos activos 3 de acuerdo con la realización en la Figura 2 presentan varias superficies 3.1 que se extienden acodadas unas con respecto a otras, por lo que se dan planos de reflexión totalmente diferentes.

Al incidir un rayo láser se refleja este en la correspondiente superficie 3.1 del cuerpo activo 3. Tras producirse la reflexión, el rayo láser incide entonces dado el caso sobre otro cuerpo activo 3 y se refleja de nuevo. Con cada reflexión disminuye la intensidad del rayo láser que actúa sobre el objeto 10, de modo que este, en caso de atravesar el elemento de blindaje 2, solo incide con intensidad claramente reducida sobre el objeto 10. Además se desvían proporciones sustanciales del rayo láser alejándose del objeto 10.

El elemento de blindaje 2 representado en la Figura 3 se basa en otro principio de acción físico.

En el mismo está prevista, asimismo, una pluralidad de cuerpos activos 4 ópticos de geometría parcialmente diferente. Un rayo láser incidente, como está representado en la Figura 3 a modo de ejemplo en líneas continuas, se perturba por la refracción a través de los cuerpos activos 4, por lo que el rayo láser se expande y pierde por ello intensidad. Como han de ilustrar las líneas de puntos, el rayo láser no se perturba solo por los efectos de refracción, sino también por reflexiones en las superficies límite de los cuerpos activos 4. Los cuerpos activos 4 están equipados, para la refracción de la radiación láser, como cuerpos de refracción 4 ópticamente transparentes. Al incidir un rayo láser sobre una superficie del cuerpo de refracción 4 se efectúa una refracción de luz, por lo que tras pasar por varios cuerpos de refracción dispuestos uno detrás de otro se da un debilitamiento del rayo láser, de tal modo que este presenta, al abandonar el elemento de protección 2, una intensidad claramente menor. El riesgo de una destrucción del objeto 10 se reduce claramente también por estos cuerpos activos 4. El diámetro del rayo láser que incide en el lado de amenaza del elemento de blindaje 2 se expande debido al paso por los cuerpos de refracción 4 hasta un múltiplo, por lo que la intensidad de la radiación láser puede disminuirse hasta un nivel no crítico.

Los cuerpos activos 4 pueden presentar, de acuerdo con la representación esquemática, distintas geometrías. Es importante que estas presenten superficies que discurren de manera acodada unas con respecto a otras o superficies redondas, en las que se efectúa entonces la refracción de la luz.

Adicionalmente, también puede tratarse en el caso de los cuerpos activos 4 de acuerdo con la representación en la Figura 4 de los denominados divisores de haz, que permiten el paso de partes de la radiación láser con una propiedad de rayo determinada y reflejan otras partes de la radiación láser que no presentan esta propiedad de rayo. Por ejemplo, las partes de rayo con polarización p y s pueden separarse una de otra, por lo que se da, asimismo, una clara reducción de la intensidad de láser incidente. Para ello pueden estar previstos en los cuerpos activos 4, por ejemplo, filtros de polarización.

El cuerpo activo 5 representado en la Figura 4 se basa en otro principio de acción físico.

También este puede estar introducido de acuerdo con las representaciones en la Figura 2 o 3 como producto a granel suelto en un elemento de blindaje 2. En el caso del cuerpo activo 5 representado en la Figura 4 se trata de un cuerpo de difracción 5. Este presenta varias hendiduras de difracción 5.1, en las que se difracta la luz láser incidente. Se obtienen patrones de difracción con una radiación láser menos intensa sobre la superficie del objeto 10 que va a protegerse.

De acuerdo con la representación en las Figuras 2 y 3, los cuerpos activos 3, 4, 5 pueden disponerse como producto a granel suelto siempre dentro de un alojamiento 2.1 a modo de carcasa del elemento de blindaje 2. Dentro de un elemento de blindaje 2 pueden disponerse diferentes cuerpos activos 3, 4, 5 con propiedades reflectantes, reflectantes y difractantes de manera mezclada, como producto a granel suelto.

Es ventajoso en este contexto que el alojamiento 2.1 tenga geometría en forma de caja y que por el lado de la amenaza esté dotado de una cubierta ópticamente transparente a modo de una tapa. La cubierta puede estar configurada en la zona de la radiación láser esperada en un intervalo de longitud de onda de banda estrecha de manera ópticamente transparente. Esto conduce a que el rayo láser incidente atraviese sin obstáculos la cubierta y solo se perturbe por los cuerpos activos 3, 4, 5 situados detrás. Una destrucción de la cubierta se evita de esta manera. Otro efecto positivo se produce en cubiertas que son ópticamente transparentes fuera del intervalo de longitud de onda que puede percibirse por el ojo humano. En estas, por ejemplo, un rayo láser en el intervalo IR atraviesa la cubierta, detrás de la cual se perturba entonces a través de los cuerpos activos 3, 4, 5 ópticos. Dado que esto no es perceptible por el ojo humano, el atacante en cualquier caso no puede detectar sin más estos efectos.

Se encuentra fuera del alcance de la invención que una pluralidad de cuerpos activos 3, 4, 5 esté incluida en un material de soporte, que puede aplicarse sobre el lado de amenaza del elemento de blindaje 2. De manera similar a una crema de protección solar, dentro del material de soporte pueden estar incluidos una pluralidad de cuerpos activos 3, 4, 5 más pequeños. Al detectarse un ataque con láser puede distribuirse entonces de manera dirigida el

7 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

material de soporte y, con este, los cuerpos activos 3, 4, 5 sobre el lado amenazado del objeto 10 que va a protegerse. Para ello puede estar previsto, por ejemplo, un correspondiente sistema de conducción con varias toberas de salida para la aplicación de los cuerpos activos 3, 4, 5 dispuestos en el material de soporte sobre un punto amenazado del objeto.

Una disposición adicional y que se encuentra fuera del alcance de la invención de los cuerpos activos 3, 4, 5 se representa en la Figura 5. En esta se encuentra una pluralidad de cuerpos activos 3, 4, 5 en una especie de disposición de cortina. Este tipo de cortina puede disponerse en el lado de amenaza de un objeto 10.

Al perturbarse la radiación láser incidente por una pluralidad de cuerpos activos 3, 4, 5 ópticos puede perturbarse la radiación láser incidente mediante reflexión, refracción o difracción, de tal modo que independientemente de la dirección de incidencia del rayo láser incidente se efectúa un debilitamiento de la intensidad de la radiación láser. El riesgo de un fallo de material debido a una radiación incidente muy intensa se reduce claramente.

Como se explicará a continuación mediante las representaciones en las Figuras 6 a 12, los elementos de blindaje 2 pueden estar dotados de un sistema de refrigeración 13 para la disipación de energía aportada a través de la radiación láser. Por razones de claridad, las particularidades de los cuerpos activos ópticos descritos anteriormente no están representadas en los dibujos en las Figuras 6 a 12.

Como puede reconocerse por las representaciones en las Figuras 6 a 12, los elementos de blindaje 2 individuales tienen una geometría en forma de placa y están dotados de un sistema de refrigeración 13 para la disipación del calor aportado por la radiación láser. En el caso del sistema de refrigeración 13 se trata de un sistema de refrigeración 13 activo, al que se suministra energía con el fin de la refrigeración, por ejemplo para la operación de un grupo de refrigeración o para la operación de bombas P.

Varios elementos de blindaje 2 pueden disponer de un sistema de refrigeración 13 común. Como alternativa, también es concebible, no obstante, que cada elemento de blindaje 2 esté equipado con un sistema de refrigeración 13 propio, véase, por ejemplo, la Figura 9.

Los elementos de blindaje 2 pueden presentar, respectivamente, una parte de un circuito de refrigeración 14. Los elementos de blindaje 2 pueden estar dispuestos distribuidos a modo de escamas sobre una superficie del objeto 10 que va a protegerse y el circuito de refrigeración 14 está guiado en forma de meandro a través de varios elementos de blindaje 2. Los elementos de blindaje 2 presentan para ello, respectivamente, piezas de tubería, que pueden unirse con correspondientes piezas de tubería de un elemento de blindaje 2 adyacente, por ejemplo mediante encaje unas en otras, para formar de esta manera un circuito de refrigeración 14 cerrado. Dentro del circuito de refrigeración 14 fluye un fluido refrigerante, que al pasar por los elementos de blindaje 2 absorbe calor y emite este en otro punto como calor residual.

El circuito de refrigeración 4 puede estar unido a través de un circuito de refrigerante que forma una especie de grupo de refrigeración con un circuito de calor residual. El circuito de refrigerante se compone habitualmente de un evaporador, en el que el fluido refrigerante calentado a través de la radiación láser desprendiendo calor conduce a una evaporación del refrigerante que fluye dentro del circuito de refrigerante. El refrigerante evaporado se guía a través de un compresor a un intercambiador de calor, en el que el refrigerante desprende su calor al circuito de calor residual. Con ello se licua el refrigerante en partes, después de lo cual se devuelve al evaporador a través de un estrangulador, donde se evapora entonces con nueva absorción de energía aportada a través de la radiación láser. Se da una disposición en la que, debido al circuito de refrigerante intercalado, pueden evacuarse grandes cantidades de calor. No obstante, como alternativa sería también concebible evacuar el calor absorbido por el fluido refrigerante de otra manera y en particular sin un circuito de refrigerante.

Además de tales realizaciones con un circuito de refrigeración 14 cerrado pueden ser ventajosas también las configuraciones en las que el fluido refrigerante 11 no circula de manera necesaria en un circuito de refrigeración 14.

En las realizaciones de acuerdo con las Figuras 6 a 8 está previsto, respectivamente, un dispositivo de pulverización

15. A través del mismo se pulveriza el fluido refrigerante 11 con una presión elevada y se aplica sobre una superficie que va a refrigerarse del elemento de blindaje 2.

En la realización de acuerdo con la Figura 6 están dispuestos los dispositivos de pulverización 15 de tal modo que se pulveriza en el lado de amenaza de los elementos de blindaje 2. Gracias a una pulverización continua, el fluido refrigerante 11, al escurrirse hacia abajo, absorbe calor y lo evacúa.

Tiene una construcción muy similar la realización de acuerdo con la Figura 8, en la que los dispositivos de pulverización 15 no están dispuestos en el lado de amenaza, sino en el lado de objeto de los elementos de blindaje

2. Los dispositivos de pulverización 15 se encuentran en una hendidura entre los elementos de blindaje 2 y el objeto 10 que va a protegerse, de modo que estos no son visibles para un atacante desde fuera.

En la realización de acuerdo con la Figura 7, los dispositivos de pulverización 15 están dispuestos en el interior de los elementos de blindaje 2. Los dispositivos de pulverización 15 se abastecen a través de una entrada 2.2 de fluido refrigerante 11. A través de los dispositivos de pulverización 15 se pulveriza el fluido refrigerante 11 al interior de los

8

imagen6

imagen7

Referencias

1 Blindaje contra láseres 2 Elemento de blindaje

2.1 Alojamiento

2.2 Entrada

2.3 Salida

2.4: Canto 3 Cuerpo activo óptico, cuerpo de reflexión

3.1: Superficie 4 Cuerpo activo óptico, cuerpo de refracción 5 Cuerpo activo óptico, cuerpo de difracción

5.1 Hendidura de difracción 10 Objeto 11 Fluido refrigerante 12 Superficie 13 Sistema de refrigeración 14 Circuito de refrigeración 15 Dispositivo de pulverización 16 Cámara 17 Placa sacrificial R1 Dirección R2 Dirección L1 Capa L2 Capa M Accionamiento S Sistema de sensores P Bomba

11

Claims

imagen1