WO2004088238A1 - Minenschutzanordnung - Google Patents

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WO2004088238A1
WO2004088238A1 PCT/EP2004/003395 EP2004003395W WO2004088238A1 WO 2004088238 A1 WO2004088238 A1 WO 2004088238A1 EP 2004003395 W EP2004003395 W EP 2004003395W WO 2004088238 A1 WO2004088238 A1 WO 2004088238A1
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WO
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protection arrangement
mine protection
functional layer
mine
arrangement according
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PCT/EP2004/003395
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Gerd Kellner
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GEKE Technologie GmbH
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GEKE Technologie GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H7/00—Armoured or armed vehicles
    • F41H7/02—Land vehicles with enclosing armour, e.g. tanks
    • F41H7/04—Armour construction
    • F41H7/042—Floors or base plates for increased land mine protection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/02—Plate construction
    • F41H5/04—Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0442—Layered armour containing metal

Definitions

  • the invention relates to a polyvalent mine protection arrangement according to the preamble of patent claim 1.
  • the blast effect causes a dynamic deflection or swinging of the vehicle floor in a period of about a millisecond.
  • the amplitude is dependent on the explosive charge mass, the distance of the charge from the floor structure and the thickness of the vehicle floor or its mass.
  • this dynamic deflection is usually in the order of 200 mm to 300 mm.
  • the speed of the swinging vehicle floor can reach peak values of over 300 m / s.
  • a composite armor for armored vehicles and especially for the vehicle floor which essentially consists of seven layers and five basic materials: an outer armor steel plate, a honeycomb structure, a thin steel foil, a ballistic protective layer made of Kevlar, one second thin steel foil, balsa wood and an inner armored steel plate.
  • the honeycomb structure can be filled with materials that additionally increase the absorption capacity compared to the blast effect.
  • the balsa wood is compressed during the dynamic deflection of the composite structure due to the blast effect and thus creates a deformation space for the upstream ballistic Kevlar protective layer.
  • DE 197 34 950 C2 describes a mine protection device made of a layer structure, the main component of which is a structural element plate which, in conjunction with the other metallic and non-metallic layers, is able to reduce the dynamic deflection of a vehicle floor and its plastic deformation.
  • a composite panel for armoring vehicle interiors is known, which is formed from a structure of two armored steel plates and a filler layer made of hard foam or wood and intermediate layers made of GRP.
  • a multi-layer structure is also disclosed in DE-OS 22 01 637, in which a composite body made of steel fiber fleece and polyurethane foam is located between two steel layers.
  • the steel fibers can also be embedded in various other plastics or copolymers.
  • Polyvalent mine protection must basically combine two properties: the energy or impulse transmission caused by blast waves into the vehicle structure as far as possible, i.e. to compensate for the structure and to intercept the penetration of a projectile formed from the P-charge insert.
  • mine protection it is of course to be assumed that both the energy conservation rate and the momentum conservation rate remain valid.
  • the target counterforce should be maintained as long as possible in order to optimize the energy-absorbing effect and to stretch the momentum transmission. And all of this assuming the lowest possible dynamic and plastic bump on the inside of the vehicle to be protected. In addition to the physical / technical processes described above, the latter requirement also requires a high level of protection or structural strength on the rear.
  • Protection criteria are basically assigned to three levels of action or functional layers, which can be optimally adapted to the respective technical requirements.
  • the active components of the mine should in principle be as large as possible, either via an appropriate density or are opposed to a sufficient thickness of the material layer initially loaded.
  • the dynamic connection of the following masses or layers has to be taken into account, which usually takes place with the corresponding wave propagation speed of the materials involved.
  • the so-called acoustic impedance, the product pxc plays a key role in the transmission of the shockwaves, with p as the density of the materials involved and c as the speed of sound propagation.
  • the quotient (pixci / p 2 xc 2 ) provides information about the energy component passed on or reflected between two layers 1 and 2.
  • the speed can be halved for a steel mine plate with a certain thickness by means of an abrasion layer (first functional layer or foremost mine protection plate) made of steel with the same thickness, for example from 2,000 m / s to 1,000 m / s.
  • first functional layer or foremost mine protection plate made of steel with the same thickness, for example from 2,000 m / s to 1,000 m / s.
  • the thickness ratio of the first functional layer / impinging mine plate should be greater than 1, i.e. should be between 1 and 3 if possible due to vehicle-specific requirements. The speed of the total projectile now formed from the impinging mine projectile and the co-accelerated mass of the first functional layer is thus reduced in the same ratio.
  • Plastic work can either be done by a homogeneous component, for example a thick plate with sufficient dynamic-plastic behavior or by means of constructive measures. Plastic work can also be carried out by means of a layer structure with delaminating components or by means of introduced deformation bodies or also cavities. These processes are assigned to the central second functional layer. In it, the projectile transformed by the upstream first functional layer is intercepted, and the energy introduced is dissipated or the pulse is distributed over time. In this way, the subsequent support level (third functional layer) - possibly in conjunction with the vehicle floor - can absorb the deformation energy that is still present.
  • the polyvalent mine protection arrangement according to the invention can be connected to the vehicle stationary, as a so-called integrated solution. Alternatively, it can also be designed as an adaptable mine protection, which is only attached to a vehicle when required. This offers the advantage that the vehicle and mine protection arrangement can be treated logistically separately and the vehicles are only equipped with the mine protection arrangement when they are used in an area at risk from mines. Such a modular, adaptive design also enables a short-term
  • the mine protection according to the invention can also consist of a mixed arrangement, i.e. an externally adapted and at the same time integrated into the inner vehicle structure
  • Figure 1 shows a schematic overview
  • Figure 2 shows a section through a basic mine protection arrangement according to the invention
  • FIG. 3 shows the operation of the polyvalent mine protection arrangement
  • FIG. 4 shows a section through a mine protection arrangement as an adapted arrangement
  • FIG. 5 shows a section through a mine protection arrangement as an integrated / adapted arrangement
  • FIG. 6 shows a section through a mine protection arrangement with the vehicle trough floor as the third functional layer
  • FIG. 7 shows a section through a split mine protection arrangement.
  • FIG. 1 shows a greatly simplified structure of mine protection with the corresponding threats. Shown is a vehicle floor 1 as an example of a wall of an object to be protected facing the threat from the mines, with an upstream mine protection arrangement 2. This is acted upon by the blast wave 5 and / or the P-charge projectile 6, which from below a surface (floor) 3 lying P-charge or blast threat 4. Arrows 7 and 8 symbolize the spread of threat 5 and 6, respectively.
  • the basic structure of the mine protection arrangement according to the invention against both types of blast and P-charge mine is shown in FIG.
  • the first functional layer 9 on the loading side that is to say the outer and thus the mine wall of the mine protection arrangement 2 consists, for example, of a steel sheet.
  • This first functional layer 9 is to be selected at least as required by the system specifications for the vehicle floor, for example against stone chipping or abrasion. Sufficient wall thicknesses from 4 mm to 6 mm armored steel with a hardness of 400 to 500 HB would be sufficient for this.
  • the first functional layer fulfills an important function of speed reduction for the protective effect of the entire mine protection arrangement (cf. the comments above). Of course, other high-strength materials can also be used.
  • the first functional layer 9 should be made of an armored steel sheet or a high-strength metal alloy with a thickness of at least the steel equivalent thickness of the insert of the projectile-forming lead 4, preferably from 4 mm to 12 mm.
  • FIG. 3 shows the mode of operation of a central second functional layer 10 and the first and third functional layers 9 and 11 (including it in connection with the vehicle floor 1) in the event of a threat by means of a P-charge project cli.
  • the energy represented by the symbolized movement arrow 8 (FIG. 2) is reduced and at the same time radially expanded (symbolized by the arrows 8A).
  • a pressure field spreads in the second functional layer 10 (arrows 8B), which transfers the energy to the radial environment and the subsequent third functional layer 11 (minus the energy portion consumed in the second functional layer 10 at the time in question).
  • the arrows 16 symbolize the dynamic / mechanical counterforce of the third functional layer 11, possibly reinforced by the supporting force of the base 1.
  • the layers 12, 13 between the functional layers 9, 10 and 11 can also be designed as sliding planes 12A, 13A.
  • Such sliding planes or sliding layers are realized either by simply placing the planes next to one another or by means of introduced substances that support sliding.
  • This second functional layer 10 consists of a material which remains plastically flowable or mechanically erosive under high dynamic loads, that is to say it has optimal end-ballistic protective performance properties.
  • Such materials can be, for example, metals or metal alloys. However, they can also be formed from olefins, oils, fats or wax.
  • thermoplastics or elastomers eg nylon, PC, PE, PP, Teflon, rubber or polymers
  • fiber-reinforced materials or amorphous materials such as glass are also suitable.
  • metallic layers made of aluminum or magnesium alloys, soft iron, copper and even tantalum are also suitable for the second functional layer 10. Cast materials can also be interesting for the second functional layer 10 due to their special properties with regard to damping and sliding behavior.
  • the introduction of special bodies (for example hollow spheres or bodies performing plastic work) into the materials of the second functional layer 10 can further improve the shock-absorbing or shock-wave-dissipating properties.
  • the second functional layer 10 can also be constructed in multiple layers and can also be formed, for example, from a combination of the materials listed above.
  • a surface connection layer 12 can be located between the first and the second functional layers 9 and 10. This is both able to connect the functional layers in such a way that these functional layers remain connected to one another during the dynamic deflection, as well as to dampen the blast effect in accordance with the above statements and to prevent the punching effect of the projectile.
  • a rubber layer 12 has proven to be advantageous with regard to the adhesion during the mine loading, the connection of the individual functional layers (here 9 and 10) being effected by vulcanization of a special CR rubber.
  • connection layer 12 In general, polymer materials as the connecting layer 12 allow a high degree of adaptability to the respective structure due to their varied recipe properties. However, other plastics such as e.g. Thermoplastics. It is also conceivable to manufacture the connection layer 12 from thin metallic or non-metallic layers / foils which have a particularly favorable impedance behavior.
  • the second functional layer 10 thus primarily fulfills the task of preventing the mine projectile from being punched or punched through and of enlarging the contaminated area as much as possible. Due to its fluidity, it distributes the load over an even larger area, especially in the case of highly dynamic loads, ie in the speed range of the P-charge projectile including the accelerated target mass of 1,000 m / s to 500 m / s. This is associated with a further reduction in the rate of penetration.
  • a third functional layer 11 serving as a support layer or further energy compensation layer is arranged (cf. the explanations above).
  • the mass, hardness and dynamic-mechanical properties of the material play a decisive role in the subsequent formation of bumps.
  • the third functional layer is preferably formed from armored steel or high-strength metal alloys and represents the vehicle-side termination of the mine protection arrangement according to the invention.
  • connection layer 13 can be arranged between the second and the third functional layers 10 and 11, which takes on a function similar to that of the connection layer 12. This would be necessary, for example, if the mine protection arrangement is to be produced as an adapted sandwich (connection layer to the subsequent third functional layer 11). Under certain circumstances, it may prove to be expedient to design the two and possibly further tension surface connection layers 12, 13 with different materials and wall thicknesses, depending on whether the greater role is assigned to the damping or the power transmission in the respective connection layer. Furthermore, the connection layers 12A and 13A can alternatively be formed from materials with good sliding properties in order to support the dissipation in the functional layer.
  • the necessary steel equivalent mass is decisive for the performance of a polyvalent construction of the mine protection arrangement due to the specified load (e.g. 8 kg TNT equivalent).
  • the floor structure 1 specified on the vehicle side can be at least partially contained in this mass.
  • mine protection arrangements 2 of the construction according to the invention were found to have clear advantages over the mine protection arrangements used previously and still in development and optimized against blast.
  • both threats with comparable dynamic values for the deflection and movement of the vehicle floor could be warded off with a total protective mass that was 1.5 to 1.8 times lower than that of a pure steel solution.
  • An increase in the threat posed by flat charge mines for example by performance-enhanced mines of the type TMRP 6 with a higher projectile speed, can also be achieved by a corresponding optimization of the mine protection arrangement 2 according to the invention, in particular the second functional layer 10, with a relatively low mass. Fend off growth. This cannot be achieved with conventional construction methods within the weight limits of armored vehicles.
  • FIG. 4 shows, in addition to FIG. 2, a section through a mine protection arrangement 2 adapted to the vehicle floor 1.
  • the connecting surface 14 between the mine protection arrangement and the vehicle floor 1 can be a layer that also transfers lateral forces or a pure separation surface between the mine protection arrangement and the vehicle floor.
  • the functional layers 9-1 1 shown in FIG. 2 are arranged in front of the vehicle floor 1.
  • Such an adapted layer structure can be firmly connected to the vehicle floor 1 or can only be attached on site by a simple mechanical center.
  • the adapted arrangement described according to FIG. 4 can also be replaced by an adapted / integrated arrangement (FIG. 5), in which a part of the functional layers behind the load side, ie behind the outer vehicle floor 1 inside the vehicle (integrated) and the remaining part of the functional layers are attached to the outside of the floor of the vehicle 1 (adapted).
  • at least the first function layer (wear layer) 9, the link layer (attenuation) 12 and the second functional layer 10 should be attached to the outside in front of the vehicle floor 1, and the third functional layer (Energiek 'ompensations für 11) be arranged downstream of the vehicle floor. 1
  • Such an arrangement is particularly advantageous if the vehicle floor made of armored steel is relatively thin and the third functional layer 11 can be introduced easily over this floor.
  • the vehicle floor 1 represents both the support level and the energy compensation level, so that the third functional layer 11 can be omitted.
  • the first functional layer is divided into an outer wear layer 9A and a subsequent inner bulkhead 9B.
  • Such an arrangement can serve to improve the co-acceleration of structural elements by preventing early punching.
  • FIG. 7 finally shows a section through a split mine protection arrangement 2, in which there is an intermediate space 17 between the vehicle floor 1 and the third functional layer (energy compensation layer) 11 as an example of a general intermediate layer which absorbs or permits dynamic buckling of the third functional layer 11 ,
  • This example is representative of vehicle-related requirements.
  • Such gaps 17 are to be planned in such a way that the described overall function of the mine protection arrangement according to the present invention is not seriously disturbed. If necessary, additional constructive measures must be taken here.
  • the surface constructed from the mine protection arrangement of the invention can be formed in one or more parts.
  • the surface built up from the mine protection arrangement can be flat, curved or folded, to run parallel to the wall or the outer contour of the object or to make an angle with it, and / or to form an uneven / step-like thickness distribution.
  • Vehicle floor mine protection arrangement Soil mine threat Blast wave P-charge projectile Direction of expansion of the blast wave Direction of action of the P-charge projectile A Arrows for penetrating P-charge projectile B Arrows for 2 expanding pressure field, caused by 8A first functional layer (abrasion layer) A outer abrasion layer B inner bulkhead 0 second functional layer 1 third functional layer (support and energy compensation layer) 2 layer or area between 9 and 10 2A sliding layer between 9 and 10 3 layer or area between 10 and 1 1 A sliding layer between 10 and 11 4 separating area between 1 and 11 5 by 6 co-accelerated plate segment of 9 6 arrows, supporting effect of the vehicle floor against 2 symbolizing 7 space

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Abstract

Es wird eine polyvalente Minenschutzanordnung (2) gegen Blast (5) und gegen PLadungsprojektile (6) vorgeschlagen, die im wesentlichen aus einem drei Funktionsschichten (9, 10, 11) beinhaltenden Schichtaufbau aus metallischen, nichtmetallischen, elastomeren und/oder thermoplastischen Werkstoffen in einer solchen Anordnung und Dimensionierung besteht, dass die Bedrohung durch Minen aufgrund von Projektil und Blastwirkung kompensiert wird. Der Schichtaufbau ist zum Beispiel dem Bodenblech (1) eines Fahrzeugs bei einer adaptierten Lösung vorgeschaltet, bei einer adaptiert/integrierten Lösung vor und nach dem Bodenblech (1) angeordnet. Die für die Funktion des Minenschutzes wesentlichen Funktionsschichten umfassen eine den Bedrohungen (5) und (6) zugewandte erste Funktionsschicht (9), vorzugsweise aus Panzerstahlblech, gefolgt von einer mittleren zweiten Funktionsschicht (10) und eitler fahrzeugseitigen dritten Funktionsschicht (11). Die zweite Funktionsschicht (10) besteht aus einem energiedissipierenden und/oder energleverzehrenden Material bzw. Aufbau. Die Funktionsschichten (9, 10, 11) können jeweils mit einer Verbindungs bzw.Dämpfungsschicht (12, 13). verbunden sein oder durch Gleitschichten (12A, 13A) getrennt sein.

Description

Minenschutzanordnung
Die Erfindung betrifft eine polyvalente Minenschutzanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Der Schutz von gepanzerten Fahrzeugen und insbesondere deren Insassen sowohl gegen Blast- als auch gegen projektilbildende Minen gewinnt zunehmend an Bedeutung, da insbesondere beim Einsatz in Krisengebieten mit Panzerminen gerechnet werden muss. Es ist daher anzustreben, möglichst auch leichtere Fahrzeug-Gewichtsklassen so effizient wie möglich gegen Minenbedrohungen zu schützen. Dies gilt nicht nur für die Entwicklung neuer Fahrzeuge, sondern auch für die Nachrüstung bereits eingeführter Systeme.
Bei der Wirkung durch eine Minenexplosion sind vorrangig zwei Kriterien zu beachten: zum einen die Blast- oder Druckwelle durch die Detonation des Sprengstoffs und zum anderen die Durchschlagsleistung des bei Flachladungsminen gebildeten Projektils. Weiterhin existieren Hohlladungsminen, wie beispielsweise die deutsche Mine AT II, deren Durchschlagsleistung so hoch ist, dass der Fahrzeugboden einschließlich eines eventuell aufgebrachten Minenschutzes durchschlagen wird. Daher sollte ein guter Minenschutz gleichzeitig dazu geeignet sein, beim Durchdringen des Minenschutzes durch den HL-Strahl einen geringen Splitterkegel zu bewirken bzw. den Splitterkegel im Bereich des Fahrzeuginnenraums einzugrenzen.
Bei der Ansprengung des Bodenbereichs eines gepanzerten Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Schützen- oder Kampfpanzers, mit einer Druckmine (z.B. mit einer Sprengladung im Bereich von 5 kg bis 10 kg TNT-Äquivalent) erfolgt aufgrund der Blastwirkung eine dynamische Durchbiegung bzw. ein Durchschwingen des Fahrzeugbodens in einer Zeitspanne von etwa einer Millisekunde. Die Amplitude ist dabei von der Sprengladungsmasse, dem Abstand der Ladung von der Bodenstruktur und der Dicke des Fahrzeugbodens bzw. seiner Masse abhängig. Bei gepanzerten Fahrzeugen liegt diese dynamische Durchbiegung üblicherweise in der Größenordnung von 200 mm bis 300 mm. Dabei kann die Geschwindigkeit des durchschwingenden Fahrzeugbodens Spitzenwerte von über 300 m/s erreichen. Weiterhin zieht die dynamische Durchbiegung des Fahrzeugbodens eine entsprechende dynamische Deformation der Seitenwände nach sich, sodass daran befestigte Geräte aus den Halterungen gerissen werden und unkontrolliert durch den Innenraum fliegen. Technisch optimal wäre daher eine Schutzmaßnahme gegen derartige Minenbelastungen, welche die dynamische Durchbiegung des Fahrzeugbodens und damit auch die Belastung der Seitenwände verhindert oder zumindest ausreichend stark begrenzt.
In der US 4,404,889 wird eine Komposit-Panzerung für gepanzerte Fahrzeuge und speziell für den Fahrzeugboden beschrieben, die im wesentlichen aus sieben Schichten und fünf Grundmaterialien besteht: einer äußeren Panzerstahlplatte, einer Honeycomb- Struktur, einer dünnen Stahlfolie, einer ballistischen Schutzschicht aus Kevlar, einer zweiten dünnen Stahlfolie, Balsaholz und einer inneren Panzerstahlplatte. Die Honeycomb-Struktur kann dabei mit Materialien gefüllt sein, die zusätzlich das Absorptionsvermögen gegenüber der Blastwirkung verstärken. Das Balsaholz wird bei der dynamischen Durchbiegung des Komposit-Aufbaus infolge der Blastwirkung komprimiert und schafft somit einen Deformationsraum für die vorgeschaltete ballistische Kevlar-Schutzschicht.
In der DE 197 34 950 C2 ist eine Minenschutzvorrichtung aus einem Schichtaufbau beschrieben, deren Hauptbestandteil eine Strukturelementplatte ist, die in Verbindung mit den anderen metallischen und nichtmetallischen Schichten in der Lage ist, die dynamische Durchbiegung eines Fahrzeugbodens und seine plastische Verformung zu verringern.
Durch die DE 29 34 050 AI ist eine Verbundplatte zur Panzerung von Fahrzeuginnenräumen bekannt, die aus einem Aufbau aus zwei Panzerstahlplatten und einer Füllschicht aus Hartschaum oder Holz und Zwischenschichten aus GFK gebildet ist.
Ein mehrschichtiger Aufbau ist auch in der DE-OS 22 01 637 offenbart, bei dem sich zwischen zwei Stahlschichten ein Verbundkörper aus Stahlfaservlies und Polyurethanschaumstoff befindet. Die Stahlfasern können dabei auch in diverse andere Kunststoffe oder Mischpolymerisate eingebettet sein.
Als Stand der Technik ist somit davon auszugehen, dass Sandwichaufbauten aus unterschiedlichsten Materialien und in einer Vielzahl von Anordnungen bekannt sind. Allerdings beziehen sich diese Anordnungen allein auf die Aufgabenstellung, die Bedrohung durch eine Blastmine abzuwehren bzw. deren Wirkung auf das gepanzerte Fahrzeug zu minimieren. Demgegenüber beruht die Wirkung einer ebenfalls weit verbreiteten Art von Minen, der so genannten Flachladungsmine (FL-Mine) oder Minen aus projektilbildenden Ladungen (P-Ladungsmine) in erster Linie auf der hohen Durchschlagsleistung eines sprenggeformten Projektils, welches sich bei der Detonation einer Mine aus der Mineneinlage bildet. Diese Einlage besteht beispielsweise aus Weicheisen oder anderen metallischen Werkstoffen, die eine pyrotechnische Umformung zu einem Projektil gestatten. Bei derartigen FL-Minen oder P-Ladungsminen ist die ballistische Beaufschlagung des Fahrzeugbodens lokal ausgeprägter als bei reinen Blastminen. Die Belastung wird dabei in erster Linie von den Abmessungen, der Kontur und der Auftreffgeschwindigkeit des gebildeten Projektils bestimmt. Aufgrund der sehr hohen Projektilgeschwindigkeit in der Größenordnung von 1.800 m/s bis über 2.000 m/s versagen bei derartigen Bedrohungen herkömmliche Minenschutzanordnungen, die nur gegen die Blastbedrohung konzipiert wurden.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine polyvalente Minenschutzanordnung dergestalt zu schaffen, dass die Bedrohung durch Panzerabwehrminen sowohl mit Blast- als auch Projektilwirkung nicht nur weitgehend kompensiert wird, sondern dass auch die verformte Zielfläche möglichst gering ist und sowohl die dynamische Durchbiegung als auch die bleibende Beule minimiert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Minenschutzanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Minenschutzanordnung ist der Erfinder von den folgenden Überlegungen ausgegangen.
Ein polyvalenter Minenschutz muss grundsätzlich zwei Eigenschaften vereinen: die durch Blastwellen verursachte Energie bzw. Impulsübertragung in die Fahrzeugstruktur möglichst weitgehend, d.h. strukturverträglich zu kompensieren und die Durchschlagsfähigkeit eines aus der P-Ladungseinlage gebildeten Projektils abzufangen. Dabei ist natürlich auch beim Minenschutz davon auszugehen, dass sowohl der Energieerhaltungssatz als auch der Impulserhaltungssatz gültig bleiben.
Obige Forderungen sind grundsätzlich mit homogenen Platten mit ideal elastischplastischem Verhalten zu erfüllen, d.h. einer wachsenden Minenbedrohung müsste lediglich eine zunehmende Plattendicke (Masse) bzw. Strukturfestigkeit gegenüberstehen. Der Mangel an sich ideal verhaltenden Werkstoffen und die begrenzte Bereitstellung von Masse bei eingeschränkter Bautiefe seitens des zu schützenden Fahrzeugs bedingen technisch/physikalisch leistungsfähigere Lösungen, die insbesondere beim polyvalenten Minenschutz aufgrund der unterschiedlichen Bedrohungsarten die Beherrschung komplexer endballistischer Zusammenhänge voraussetzen. Hierbei muss auch beachtet werden, dass bei homogenen Blechen die scheibenartige Belastung seitens P-Ladungen zu sogenannten Stanzdurchschlägen führt, die nicht nur einen energetisch günstigen Panzerdurchschlag zulassen, sondern grundsätzlich auch mit sehr großen Streuungen verbunden sind. Damit wäre der eigentlich benötigten Dicke noch eine Sicherheitsmasse nachzuschalten. Da die Eindrihgtiefe bzw. Durchschlagstiefe mit der Auftreffenergie der Bedrohung mindestens linear ansteigt, scheiden homogene Lösungen entsprechend den obigen Überlegungen aus. Gleichzeitig ist auch die Bandbreite möglicher Bedrohungen beliebig groß. Ein polyvalenter Minenschutz muss daher auch weitgehend unabhängig von einzelnen bedrohungsspezifischen Parametern sein. Nicht zuletzt muss ein derartiger Minenschutz auch finanzierbar, d.h. allgemein und möglichst systemunabhängig einsetzbar sein.
Aufgaind der Massen- und Dickenbegrenzung muss ein leistungsfähiger Minenschutz also ein der homogenen Platte überlegenes dynamisches Staikturverhalten aufweisen und gleichzeitig die endballistische Durchschlagsleistung im Vergleich zu Panzerstahl ver- mindern. Zwar sind in den letzten Jahren bei der Abwehr von KE-Penetratoren relativ hohe Massefaktoren (Quotient der durchschlagenen äquivalenten Panzerstahl-Masse zur durchschlagenen Masse des betrachteten Ziels) in der Größenordnung von 2 erzielt worden, die jedoch nur eingeschränkt auf die endballistische Leistung von projektilbildenden Minen übertragen werden können. Auf der anderen Seite handelt es sich hier um extrem kurze (scheibenartige) Penetratoren, die insbesondere aufgrund ihrer hohen Auftreffgeschwindigkeit großflächige dynamische Spitzenbelastungen erzeugen. Es gilt also, dem auftreffenden P-Ladungsprojektil Geschwindigkeit zu entziehen und gleichzeitig die beaufschlagte Fläche möglichst rasch zu vergrößern. Weiterhin sollte die zielseitige Gegenkraft möglichst lange aufrechterhalten bleiben, um die energie- absorbierende Wirkung zu optimieren und um die Impulsübertragung zeitlich zu strecken. Und dies alles unter der Voraussetzung einer möglichst geringen dynamischen als auch plastischen Beule auf der Innenseite des zu schützenden Fahrzeugs. Letztere Forderung setzt also zusätzlich zu den oben beschriebenen physikalisch/technischen Vorgängen auch noch eine hohe rückseitige Schutzwirkung bzw. Strukturfestigkeit voraus.
Damit sind die beim Aufbau eines polyvalenten Minenschutzes zu berücksichtigenden Kriterien definiert. Die vorliegende Erfindung setzt diese Überlegungen in technisch besonders wirkungsvoller Weise um, indem sie den einzelnen, oben beschriebenen Schutzkriterien grundsätzlich drei Wirkungsebenen bzw. Funktionsschichten zuweist, die den jeweiligen technischen Vorgaben optimal anzupassen sind.
Bei der Belastung eines Fahrzeugbodens durch den Blast einer Sprengladung oder durch das Projektil einer Flachladungsmine sind, wie oben dargelegt, die Massenträgheit der primär belasteten oder dynamisch zugeschalteten Strukturteile, die Fortpflanzung der Stoß- bzw. Schockbelastung, das plastische Arbeitsvermögen der einzelnen Schutzkomponenten, der Arbeitsweg (die Durchbiegung) des Fahrzeugbodens aufgrund der hohen Dynamik der Bewegung und die bleibende plastische Deformation die bestimmenden Parameter.
Nach den obigen Überlegungen sollte bei der Einleitung der dynamischen Belastung bzw. unmittelbar nach dem Impact sowohl bei Blast- als auch bei P-Ladungsminen den Wirkkomponenten der Mine (dem auftreffenden Teller bei P-Ladungsminen) grundsätzlich eine möglichst große Masse entweder über eine entsprechende Dichte oder eine ausreichende Dicke der zunächst beaufschlagten Materialschicht entgegenstehen.
Weiterhin ist die dynamische Zuschaltung der nachfolgenden Massen bzw. Schichten zu beachten, die in der Regel mit der entsprechenden Wellenausbreitungsgeschwindigkeit der beteiligten Materialien erfolgt. Eine Schlüsselrolle bei der Übertragung der Belastung mittels Stoßwellen spielt hierbei die so genannte akustische Impedanz, das Produkt p x c, mit p als Dichte der beteiligten Werkstoffe und c als Schallausbreitungsgeschwindigkeit. Dabei liefert der Quotient (pixci / p2xc2) eine Aussage über den zwischen zwei Schichten 1 und 2 weitergegebenen bzw. reflektierten Energieanteil.
Nach dem Impulserhaltungssatz kann also bei einem Minenteller aus Stahl mit einer bestimmten Dicke mittels einer Abriebschicht (erste Funktionsschicht bzw. vorderstes Minenschutzblech) aus Stahl mit gleicher Dicke die Geschwindigkeit in etwa halbiert werden, beispielsweise von 2.000 m/s auf 1.000 m/s. Da die Durchdringungsvorgänge zeitlich zu strecken und eine möglichst große Flächenmasse dynamisch zuzuschalten sind, sollte das Dickenverhältnis erste Funktionsschicht / auftreffender Minenteller jedoch größer als 1 sein, also aufgrund fahrzeugspezifischer Vorgaben möglichst zwischen 1 und 3 liegen. Damit wird die Geschwindigkeit des nun aus dem auftreffenden Minenprojektil und der mitbeschleunigten Masse der ersten Funktionsschicht gebildeten Gesa t- projektils im gleichen Verhältnis herabgesetzt.
Plastische Arbeit (innere Reibung) kann entweder durch eine homogene Komponente, z.B. eine dicke Platte mit ausreichend dynamisch-plastischem Verhalten, geleistet werden oder mittels konstruktiver Maßnahmen. Ferner kann plastische Arbeit mittels eines Schichtaufbaus mit delaminierenden Komponenten oder mittels eingebrachter Verformungskörper oder auch Hohlräumen erfolgen. Diese Vorgänge werden der zentralen zweiten Funktionsschicht zugeordnet. In ihr wird das von der vorgeschalteten ersten Funktionsschicht umgestaltete Projektil abgefangen und dabei die eingeleitete Energie dissipiert bzw. der Impuls zeitlich verteilt. Auf diese Weise kann die nachfolgende Stützebene (dritte Funktionsschicht) - unter Umständen in Verbindung mit dem Fahrzeugboden - die noch vorhandene Verformungsenergie aufnehmen.
Beim Abfangweg bzw. der belasteten Zieltiefe spielen die Zeit und der masseminimierte, d.h. kräfteoptimierte Einsatz der beteiligten Werkstoffe die entscheidende Rolle. Deshalb werden im Minenschutz häufig faserverstärkte Materialien insbesondere gegen P- Ladungsminen verwendet. Dabei gilt es aber zu berücksichtigen, dass sich derartige Stoffe ebenso wie polymere Materialien bei hohen Belastungsgeschwindigkeiten dynamisch sehr hart verhalten können. Dynamisch harte Stoffe erfahren in der Regel eine großflächigere Zerstörung als etwa homogene Bleche aus Panzerstahl (vgl. jedoch obige Bemerkungen zu homogenen Minenschutzaufbauten).
Die erfindungsgemäße polyvalente Minenschutzanordnung kann mit dem Fahrzeug stationär, als sogenannte integrierte Lösung, verbunden sein. Alternativ kann sie auch als adaptierbarer Minenschutz ausgebildet sein, der erst bei Bedarf an einem Fahrzeug befestigt wird. Dies bietet den Vorteil, dass Fahrzeug und Minenschutzanordnung logistisch getrennt behandelt werden können und die Fahrzeuge erst beim Einsatz in einem durch Minen gefährdeten Gebiet mit der Minenschutzanordnung ausgerüstet werden. Eine derartige modulare, adaptive Bauweise ermöglicht zudem eine kurzfristige
Anpassung bei sich ändernden Anforderungen oder technischen Neuentwicklungen. Der erfindungsgemäße Minenschutz kann aber auch aus einer gemischten Anordnung, d.h. einer außen adaptierten und gleichzeitig in die innere Fahrzeugstruktur integrierten
Anordnung bestehen, um in besonderem Maße den Gegebenheiten einer vorgegebenen Fahrzeugkonstruktion oder evtl. erforderlichen Nachrüstmaßnahmen an existierenden
Fahrzeugen gerecht zu werden.
Weitere Einzelheiten sind in der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen enthalten, die Beispiele der Erfindung darstellen. Die Figuren zeigen nur die wesentlichen Merkmale der Erfindung. Sie sind deshalb in stark vereinfachter Form gezeichnet. Es zeigen:
Figur 1 einen schematisierten Gesamtüberblick; Figur 2 einen Schnitt durch eine grundsätzliche Minenschutzanordnung gemäß der Erfindung;
Figur 3 die Funktionsweise der polyvalenten Minenschutzanordnung;
Figur 4 einen Schnitt durch eine Minenschutzanordnung als adaptierte Anordnung;
Figur 5 einen Schnitt durch eine Minenschutzanordnung als integriert/adaptierte Anordnung;
Figur 6 einen Schnitt durch eine Minenschutzanordnung mit dem Fahrzeugwannenboden als dritter Funktionsschicht;
Figur 7 einen Schnitt durch eine aufgespaltete Minenschutzanordnung.
Figur 1 zeigt einen stark vereinfachten Aufbau des Minenschutzes mit den entsprechenden Bedrohungen. Dargestellt ist ein Fahrzeugboden 1 als Beispiel einer der Bedrohung durch die Minen zugewandten Wandung eines zu schützenden Objekts, mit einer vorgeschalteten Minenschutzanordnung 2. Diese wird durch die Blastwelle 5 und/oder das P-Ladungsprojektil 6 beaufschlagt, die von unter einer Oberfläche (Boden) 3 liegenden P-Ladungs- oder Blast-Bedrohung 4 verursacht werden. Die Pfeile 7 und 8 symbolisieren die Ausbreitung der Bedrohung 5 bzw. 6.
In Figur 2 ist die erfindungsgemäße Minenschutzanordnung gegen beide Bedrohungsarten Blast- und P-Ladungsmine in ihrem prinzipiellen Aufbau dargestellt. Die erste Funktionsschicht 9 auf der Belastungsseite, d.h. die äußere und damit der Mine zugewandte Wand der Minenschutzanordnung 2 besteht beispielsweise aus einem Stahlblech. Diese erste Funktionsschicht 9 ist mindestens so zu wählen, wie es die Systemvorgaben für den Fahrzeugboden beispielsweise gegen Steinschlag oder Abrieb erfordern. Ausreichend hierfür wären Wandstärken von 4 mm bis 6 mm Panzerstahl bei einer Härte von 400 bis 500 HB. Gleichzeitig erfüllt die erste Funktionsschicht jedoch eine für die Schutzwirkung der gesamten Minenschutzanordnung wichtige Funktion der Geschwindigkeitsreduzierung (vgl. hierzu obige Bemerkungen). Selbstverständlich kommen hierfür auch andere hochfeste Materialien in Frage. Es ist jedoch davon auszugehen, dass hochwertige Bleche aus Panzerstahl hier das beste Kosten/Leistungsverhältnis erbringen. Allgemein sollte die erste Funktionsschicht 9 aus einem Panzerstahlblech oder einer hochfesten Metalllegierung mit einer Dicke von mindestens der stahl- äquivalenten Dicke der Einlage der projektilbildenden Mine 4, vorzugsweise von 4 mm bis 12 mm, bestehen.
In Figur 3 ist die Wirkungsweise einer zentralen zweiten Funktionsschicht 10 und der diese einschließenden ersten und dritten Funktionsschichten 9 und 1 1 (in Verbindung mit dem Fahrzeugboden 1 ) für den Fall einer Bedrohung mittels eines P-Ladungsprojeklils dargestellt. Durch das Mitbeschleunigen des Plattenabschnitts 15 der als Erosions- bzw. Abriebschicht dienenden ersten Funktionsschicht 9 seitens des Projektils 6 wird die durch den mittels des symbolisierten Bewegungspfeils 8 (Fig. 2) dargestellte Energie vermindert und gleichzeitig radial ausgeweitet (symbolisiert durch die Pfeile 8A). Gleichzeitig breitet sich in der zweiten Funktionsschicht 10 ein Druckfeld aus (Pfeile 8B), welches die Energie an die radiale Umgebung und die nachfolgende dritte Funktionssschicht 1 1 (abzüglich des in der zweiten Funktionsschicht 10 zum betrachteten Zeitpunkt aufgezehrten Energieanteils) weitergibt. Nach dem Prinzip actio gleich reactio werden auf die eindringenden Körper etwa gleiche Verzögerungskräfte ausgeübt. Die Pfeile 16 symbolisieren die dynamisch/mechanische Gegenkraft der dritten Funktionsschicht 1 1 , eventuell verstärkt durch die Stützkraft des Bodens 1.
In einer weiteren Ausgestaltung eines Minenschutzaufbaus entsprechend der Erfindung können die Schichten 12, 13 zwischen den Funktionsschichten 9, 10 und 1 1 auch als Gleitebenen 12A, 13 A ausgebildet sein. Derartige Gleitebenen oder Gleitschichten werden entweder durch einfaches Aneinanderlegen der Ebenen oder mittels eingebrachter, ein Gleiten unterstützender Stoffe realisiert.
In der mittleren zweiten Funktionsschicht 10 erfolgt das eigentliche endballistische Abfangen des P-Ladungsprojektils bzw. des Blastes. Sie ist daher als zentrale Funktionsschicht gegen die Wirkungsweise der P-Ladung zu betrachten. Diese zweite Funktionsschicht 10 besteht aus einem Material, das unter hoher dynamischer Belastung plastisch fließ- bzw. mechanisch erosionsfähig bleibt, also optimale endballistische Schutz- leistungseigenschaften aufweist. Solche Materialien können beispielsweise Metalle oder Metalllegierungen sein. Sie können aber auch von Olefinen, Ölen, Fetten oder Wachs gebildet werden. Aufgrund der geschilderten Eigenschaft dieser zweiten Funktionsschicht 10 und ihrer relativ geringen Dichte kommen hierfür auch Thermoplaste oder Elastomere (z.B. Nylon, PC, PE, PP, Teflon, Gummi bzw. Polymere), faserverstärkte Materialien oder amorphe Stoffe wie z.B. Glas in Frage. Bei den letzen beiden Materialien kann nach erfolgter Projektilbelastung bzw. Abbremsung mittels Zerlegung oder Delamination Energie im Ziel abgebaut werden (vgl. hierzu aber obige Bemerkung bzgl. der dynamischen Härte derartiger Stoffe). Für die zweite Funktionsschicht 10 sind grundsätzlich auch metallische Schichten aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, Weicheisen, Kupfer bis hin zu Tantal geeignet. Gegossene Werkstoffe können aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften bezüglich Dämpfung und Gleitverhalten ebenfalls für die zweite Funktionsschicht 10 interessant sein. Weiterhin können durch Einbringung von speziellen Körpern (z.B. Hohlkugeln oder plastische Arbeit leistende Körper) in die Materialien der zweiten Funktionsschicht 10 die schockdämpfenden bzw. stoßwellendissipierenden Eigenschaften noch verbessert werden. Zur Vervollständigung soll noch erwähnt werden, dass die zweite Funktionsschicht 10 auch mehrschichtig aufgebaut und auch z.B. aus einer Kombination der oben aufgeführten Materialien gebildet werden kann.
Zwischen der ersten und der zweiten Funktionsschicht 9 und 10 kann sich eine Flächenverbindungsschicht 12 befinden. Diese ist sowohl in der Lage, die Funktionsschichten so zu verbinden, dass während der dynamischen Durchbiegung diese Funktionsschichten miteinander verbunden bleiben, als auch für eine Dämpfung der Blastwirkung entsprechend den obigen Ausführungen zu sorgen und den Stanzeffekt des Projektils zu unterbinden. Als vorteilhaft bezüglich der Haftung während der Minenbeaufschlagung hat sich eine Gummischicht 12 erwiesen, wobei die Verbindung der einzelnen Funktions- schichten (hier 9 und 10) durch Vulkanisation eines speziellen CR-Kautschuks erfolgt. Durch diese Flächenverbindungsschicht 12 können bei hoher dynamischer Belastung große seitliche Zugkräfte, die infolge der Durchbiegung der einzelnen Funktionsschichten entstehen, aufgenommen und damit der Zielmasse lateral dynamisch zugeschaltet werden. Generell erlauben polymere Werkstoffe als Verbindungsschicht 12 infolge ihrer mannig- faltigen Rezeptureigenschaften ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit an die jeweilige Struktur. Geeignet für diese Verbindungsschicht 12 sind jedoch auch andere Kunststoffe wie z.B. Thermoplaste. Es ist auch denkbar, die Verbindungsschicht 12 aus dünnen metallischen oder nichtmetallischen Schichten/Folien zu fertigen, die ein besonders günstiges Impedanzverhalten aufweisen.
Die zweite Funktionsschicht 10 erfüllt somit primär die Aufgabe, das Durchstanzen oder Durchschlagen des Minenschutzes durch das FL-Projektil zu verhindern und die belastete Fläche möglichst weiter zu vergrößern. Sie verteilt aufgrund ihrer Fließfähigkeit insbesondere bei hochdynamischer Belastung, d.h. im Geschwindigkeitsbereich des P- Ladungsprojektils einschließlich mitbeschleunigter Zielmasse von 1.000 m/s bis 500 m/s, die Last auf eine noch größere Fläche. Dies ist mit einem weiteren Abbau der Durchdringungsgeschwindigkeit verbunden. Nach der ersten und der zweiten Funktionsschicht 9 und 10 (mit den Verbindungsschichten 12 und 13 bzw. 12A und 13A) ist eine als Stützschicht bzw. weitere Energiekompensationsschicht dienende dritte Funktionsschicht 11 angeordnet (vgl. obige Erläuterungen). Hierbei spielen die Masse, die Härte und die dynamisch-mechanischen Eigenschaften des Materials eine entscheidende Rolle für die nachfolgende Beulenbildung. Die dritte Funktionsschicht wird vorzugsweise aus Panzerstahl oder hochfesten Metalllegierungen gebildet und stellt den fahrzeugseitigen Abschluss der erfindungsgemäßen Minenschutzanordnung dar.
Zwischen der zweiten und der dritten Funktionsschicht 10 und 11 kann eine zweite Verbindungsschicht 13 angeordnet sein, die eine gleichartige Funktion wie die Verbindungsschicht 12 übernimmt. Dies wäre beispielsweise erforderlich, wenn die Minenschutzanordnung als adaptiertes Sandwich hergestellt werden soll (Verbindungsschicht zur nachfolgenden dritten Funktionsschicht 11). Es kann sich unter Umständen als zweckmäßig erweisen, die beiden und ggf. weitere Zugflächen- Verbindungsschichten 12, 13 mit unterschiedlichen Materialien und Wandstärken auszuführen, je nachdem, ob der Dämpfung oder der Kraftübertragung in der jeweiligen Verbindungsschicht die größere Rolle zugeordnet wird. Weiterhin können die Verbindungsschichten 12A und 13A alternativ von Werkstoffen mit guten Gleiteigenschaften gebildet werden, um die Dissipation in der Funktionsschicht zu unterstützen.
Bestimmend für die Leistungsfähigkeit eines polyvalenten Aufbaus der Minenschutzanordnung ist aufgrund der vorgegebenen Belastung (z.B. 8 kg TNT-Äquivalent) die notwendige stahläquivalente Masse. In dieser Masse kann die fahrzeugseitig vorgegebene Bodenstruktur 1 zumindest teilweise enthalten sein. Aufgrund von experimentellen Leistungswerten konnten für Minenschutzanordnungen 2 der erfindungsgemäßen Bauweise deutliche Vorteile gegenüber den bisher verwendeten und noch in der Entwicklung befindlichen, gegen Blast optimierten Minenschutzanordnungen festgestellt werden. So konnten bei entsprechenden Experimenten mit außen angebrachten (adaptierten) Minen- schutzaufbauten beide Bedrohungen mit vergleichbaren dynamischen Werten für die Durchbiegung und Bewegung des Fahrzeugbodens mit um den Faktor 1,5 bis 1,8 geringeren Gesamtschutzmassen gegenüber einer reinen Stahllösung abgewehrt werden.
Auch eine Erhöhung der Bedrohung durch Flachladungsminen, beispielsweise durch leistungsgesteigerte Minen vom Typ TMRP 6 mit höherer Projektilgeschwindigkeit, lässt sich durch eine entsprechende Optimierung der erfindungsgemäßen Minenschutzanordnung 2, insbesondere der zweiten Funktionsschicht 10, mit relativ geringem Masse- Zuwachs abwehren. Dies ist mit herkömmlichen Bauweisen im Rahmen der Gewichtslimits gepanzerter Fahrzeuge nicht zu erreichen.
Figur 4 zeigt in Ergänzung zu Figur 2 einen Schnitt durch eine an den Fahrzeugboden 1 adaptierte Minenschutzanordnung 2. Die Verbindungsfläche 14 zwischen der Minenschutzanordnung und dem Fahrzeugboden 1 kann dabei eine auch laterale Kräfte übertragende Schicht sein oder eine reine Trennfläche zwischen Minenschutzanordnung und Fahrzeugboden darstellen. Die in Figur 2 gezeigten Funktionsschichten 9-1 1 sind in diesem Falle vor dem Fahrzeugboden 1 angeordnet. Ein solcher adaptierter Schichtaufbau kann fest mit dem Fahrzeugboden l verbunden sein oder erst vor Ort durch einfache mechanische Mitte befestigt werden.
Grundsätzlich kann die gemäß Figur 4 geschilderte adaptierte Anordnung auch durch eine adaptiert/integrierte Anordnung (Figur 5) ersetzt werden, bei der ein Teil der Funktions- schichten hinter der Belastungsseite, d.h. hinter dem äußeren Fahrzeugboden 1 im Innern des Fahrzeugs (integriert) und der übrige Teil der Funktionsschichten außen am Boden des Fahrzeugs 1 (adaptiert) angebracht sind. In diesem Falle sollten mindestens die erste Funktionsschicht (Abriebschicht) 9, die Verbindungsschicht (Dämpfung) 12 und die zweite Funktionsschicht 10 außen vor dem Fahrzeugboden 1 angebracht und die dritte Funktionsschicht (Energiek'ompensationsschicht 11) dem Fahrzeugboden 1 nachgeordnet sein. Eine solche Anordnung ist dann besonders vorteilhaft, wenn der Fahrzeugboden aus Panzerstahl relativ dünn ist und über diesem Boden die Einbringung der dritten Funktionsschicht 11 problemlos erfolgen kann.
Sämtliche in den Figuren dargestellten und in der Beschreibung erläuterten Einzelheiten sind für die Erfindung wichtig. Dabei ist es ein Merkmal der Erfindung, dass alle geschilderten Einzelheiten in beliebiger Weise einfach oder mehrfach kombiniert werden können und dadurch jeweils einen individuell angepassten polyvalenten Minenschutz ergeben.
In Figur 6 stellt der Fahrzeugboden 1 sowohl die Stütz- als auch die Energiekompensationsebene dar, sodass die dritte Funktionsschicht 1 1 entfallen kann. In diesem Beispiel ist die erste Funktionsschicht in eine äußere Abriebschicht 9A und eine nachfolgende innere Vorschotte 9B aufgeteilt. Eine derartige Anordnung kann zur Verbesserung der Mitbeschleunigung von Strukturelementen dienen, indem ein frühes Stanzen verhindert wird. Figur 7 zeigt schließlich einen Schnitt durch eine aufgespaltete Minenschutzanordnung 2, bei der sich zwischen dem Fahrzeugboden 1 und der dritten Funktionsschicht (Energiekompensationsschicht) 1 1 ein Zwischenraum 17 als Beispiel einer allgemeinen Zwischenschicht, die eine dynamische Beulung der dritten Funktionsschicht 11 aufnimmt oder zulässt, befindet. Dieses Beispiel ist repräsentativ für fahrzeugseitig bedingte Vorgaben. Solche Zwischenräume 17 sind derart einzuplanen, dass die geschilderte Gesamtfunktion der Minenschutzanordnung entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht gravierend gestört wird. Gegebenenfalls müssen hier konstruktive Zusatzmaßnahmen ergriffen werden.
Es ist ferner möglich, zwischen den Funktionsschichten Zwischenräume vorzusehen, in denen bevorzugt stützende Einrichtungen oder Schichten/Materialien vorgesehen sind, um die Leistungsfähigkeit der Minenschutzanordnung weiter zu verbessern.
In allen oben beschriebenen Ausfuhrungsformen kann die aus der Minenschutzanordnung der Erfindung aufgebaute Fläche ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Außerdem besteht die Möglichkeit, die aus der Minenschutzanordnung aufgebaute Fläche eben, gekrümmt oder abgekantet auszubilden, zu der Wandung oder der Außenkontur des Objekts parallel verlaufen oder mit dieser einen Winkel einschließen zu lassen, und/oder mit einer ungleichen/stufenartigen Dickenverteilung zu bilden.
Liste der Bezeichnungen
Fahrzeugboden Minenschutzanordnung Boden Minenbedrohung Blastwelle P-Ladungsprojektil Ausbreitungsrichtung der Blastwelle Wirkrichtung des P-Ladungsprojektils A Pfeile für eindringendes P-Ladungsprojektil B Pfeile für sich in 2 ausbreitendes Druckfeld, bedingt durch 8A erste Funktionsschicht (Abriebschicht) A äußere Abriebschicht B innere Vorschotte 0 zweite Funktionsschicht 1 dritte Funktionsschicht (Stütz- und Energiekompensationsschicht) 2 Schicht bzw. Fläche zwischen 9 und 10 2A Gleitschicht zwischen 9 und 10 3 Schicht bzw. Fläche zwischen 10 und 1 1 A Gleitschicht zwischen 10 und 11 4 Trennfläche zwischen 1 und 11 5 durch 6 mitbeschleunigtes Plattensegment von 9 6 Pfeile, Stützwirkung des Fahrzeugbodens gegenüber 2 symbolisierend 7 Zwischenraum

Claims

Patentansprüche
1. Minenschutzanordnung (2), bestehend aus einem Schichtaufbau mehrerer Schichten, zum Schutz eines Objekts gegen eine Bedrohung durch Minen (4), die an einer der Bedrohung zugewandten Wandung (1) des Objekts angebracht ist bzw. anbringbar ist, gekennzeichnet durch eine der Bedrohung zugewandte erste Funktionsschicht (9) aus einem Panzerstahlblech oder einer hochfesten Metall-Legierung mit einer Dicke von mindestens der stahläquivalenten Dicke der Einlage der projektilbildenden Mine, eine mittlere zweite Funktionsschicht (10) aus einem Material, das unter dynamischer Belastung plastisch fließfähig bzw. mechanisch erosionsfähig bleibt, und eine nachfolgende dritte Funktionsschicht (11) aus einem Panzerstahlblech oder einer stahläquivalenten Anordnung aus verschiedenen Materialen einer solchen Dicke, dass die dritte Funktionsschicht (11) zusammen mit der Wandung (1) des Objekts eine stahläquivalente Dicke von mindestens 25 mm besitzt.
2. Minenschutzanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Minenschutzanordnung (2) mit dem zu schützenden Objekt bzw. dessen Wandung (1) fest verbunden bzw. integriert ist.
3. Minenschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Minenschutzanordnung (2) zumindest teilweise als separates Bauteil gefertigt ist und mit dem zu schützenden Objekt bzw. dessen Wandung (1) fest oder lösbar verbindbar ist.
Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die komplette Minenschutzanordnung (2) an der der Bedrohung zugewandten
Seite der Wandung (1) angebracht ist bzw. anbringbar ist.
Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (11) der Minenschutzanordnung (2) an der der Bedrohung abgewandten Seite der Wandung (1) und ein anderer Teil (9, 10) an der der Bedrohung zugewandten Seite der Wandung (1) angebracht ist bzw. anbringbar ist.
6. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, die zweite und die dritte Funktionsschicht (9, 10, 11) durch elastomere, Zugkräfte übertragende Verbindungs- bzw. Dämpfungsschichten (12) und (13) verbunden sind.
7. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Funktionsschichten (9, 10, 11) Gleitschichten (12A, 13A) vorgesehen sind.
8. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Funktionsschicht (10) aus metallischen Werkstoffen, faserverstärkten Materialien, gegossenen metallischen Werkstoffen, elastomeren Stoffen oder aus thermoplastischen, flüssigen oder pastösen Materialien oder einer Kombination mehrerer dieser Werkstoffe gebildet ist.
9. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Funktionsschicht (10) stoßdämpfende und/oder stoßwellen- dissipierende, hohle oder massive Körper enthält.
10. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsschicht (9) und die zweite Funktionsschicht (10) ein- oder mehrschichtig ausgebildet sind.
11. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Funktionsschicht (11) aus Stahl, Leichtmetall oder einem anderen
Material hoher dynamischer Steifigkeit besteht.
12. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dritten Funktionsschicht (11) und der Wandung (1) des zu schützenden Objekts eine Zwischenschicht (17) vorgesehen ist, die eine dynamische Beulung der dritten Funktionsschicht (11) aufnimmt oder zulässt.
13. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Funktionsschichten Zwischenräume befinden.
14. Minenschutzanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Zwischenräumen stützende Einrichtungen oder Schichten/Materialien vorgesehen sind.
15. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Minenschutzanordnung (2) aufgebaute Fläche ein- oder mehrteilig ausgebildet ist.
16. Minenschutzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Minenschutzanordnung (2) aufgebaute Fläche eben, gekrümmt oder abgekantet ist, zu der Wandung (1) oder der Außenkontur des Objekts parallel verläuft oder mit diesem einen Winkel einschließt, und/oder eine ungleiche/ stufenartige Dickenverteilung aufweist.
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