DE3013698C2

DE3013698C2 -

Info

Publication number: DE3013698C2
Application number: DE19803013698
Authority: DE
Inventors: Pierre Claude Pont De La Maye Fr Betin; Michel Antoine Bordeaux Fr Maistre
Original assignee: EUROPEENNE DE PROPULSION PUTEAUX HAUTS-DE-SEINE FR Ste
Current assignee: EUROPEENNE DE PROPULSION PUTEAUX HAUTS-DE-SEINE FR Ste
Priority date: 1979-04-10
Filing date: 1980-04-10
Publication date: 1991-08-01
Also published as: NL8002091A; GB2090385A; FR2494832A1; NL185868C; GB2090385B; DE3013698A1; FR2494832B1; NL185868B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzpanzerung von mehrdirektionaler Struktur.The invention relates to protective armor from multi-directional structure.

Genauer gesagt, betrifft die Erfindung eine neuartige Ausführung von Schutzpanzerungen, Abschirmungen oder Schutzschilden, die zum Schutze von Personen bestimmt sind und diese insbesondere vor der Einwirkung von Geschossen wie Gewehrkugeln oder inerten oder explodierenden Granaten insbesondere in der Form von Hohlladungen, vor den von solchen Geschossen selbst oder den davon getroffenen Gegenständen ausgehenden Splittern, vor Explosionskörpern, wie Granaten, Minen oder Torpedos, oder vor Bruchstücken von unter Druck stehenden Apparaten und Gefäßen schützen sollen. Weiterhin ist die Erfindung befaßt mit dem Schutz von Material und Personen vor den mechanischen und physikalischen Einwirkungen von Explosionen pyrotechnischen oder nuklearen Ursprungs wie Gasdruck, Schockwellen, Röntgen- oder Gammastrahlung, Neutronenfluß u. dgl. More specifically, the invention relates to a novel embodiment protective armor, shields or protective shields, which are intended to protect people and these especially before exposure to projectiles such as bullets or inert or exploding grenades in particular in the form of shaped charges, before those of such projectiles itself or the objects it hits Splinters, in front of explosive devices such as grenades, mines or Torpedoes, or in front of fragments of pressurized Protect apparatus and vessels. Furthermore, the Invention deals with the protection of materials and people before the mechanical and physical effects of Explosions of pyrotechnic or nuclear origin such as Gas pressure, shock waves, X-ray or gamma radiation, neutron flow u. the like

Eine bekannte Methode zur Erzielung eines solchen Schutzes besteht in der Verwendung eines Schildes aus einem dichten Material, das eine hohe Festigkeit aufweist, wie beispielsweise massiver Stahl. Dieser Fall liegt beispielsweise vor bei den Panzerplatten, wie sie als Schutzeinrichtungen bei Panzerfahrzeugen, Kriegsschiffen und festen Bunkern üblich sind. Solche Schutzpanzerungen rein passiver Art widersetzen sich dem Eindringen von Geschossen dank ihrer großen trägen Masse und nehmen deren kinetische Energie im wesentlichen durch plastische Verformung auf.A well-known method of achieving such protection consists in the use of a shield from a dense Material that has high strength, such as solid steel. This is the case, for example the armor plates, as they are used as protective devices for armored vehicles, Warships and fixed bunkers are common. Such protective armor of a purely passive type resist the penetration of projectiles thanks to their large inert mass and essentially take their kinetic energy plastic deformation.

Die Wirksamkeit dieser Art von Schutzpanzerung hängt von ihrer Dicke ab. Diese muß umso größer sein, je schwerer das aufzuhaltende Geschoß ist und je größer dessen Geschwindigkeit ist. Die härtesten heute bekannten Anforderungen in dieser Hinsicht ergeben sich in Verbindung mit den Metallstrahlen, die von Hohlladungsgeschossen ausgehen, wobei deren Geschwindigkeit 10 000 m pro Sekunde erreichen kann, sowie in Verbindung mit Inertgeschossen des sogenannten kinetischen Typs oder Pfeilen, deren Geschwindigkeit 2000 m pro Sekunde erreichen kann.The effectiveness of this type of armor depends on their thickness. The heavier this has to be, the heavier it is storey to be stopped and the greater its speed is. The toughest requirements known today in this Aspects arise in connection with the metal beams, which emanate from shaped charge projectiles, their speed Can reach 10,000 m per second, as well as in Connection with inert floors of the so-called kinetic Type or arrows, the speed of which is 2000 m per second can reach.

So ist beispielsweise bekannt, daß moderne Panzerabwehrgeschosse mit Hohlladungen von einem Durchmesser von 105 mm in der Lage sind, eine Schutzpanzerung aus massivem Stahl von 60 cm Dicke zu durchschlagen. Um einen Kampfwagen gegen diese Art von Abwehrwaffen wirksam zu schützen, müßte er mit einer solchen trägen Masse an Schutzpanzerung ausgerüstet werden, daß er sich nicht mehr zu bewegen vermöchte.For example, it is known that modern anti-tank projectiles with shaped charges with a diameter of 105 mm are able to have a protective armor made of solid To cut through steel 60 cm thick. A chariot to effectively protect against this type of defense weapon he would have to be equipped with such an inert mass of protective armor that he could no longer move.

Es sind daher bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, wie die Wirksamkeit von Schutzpanzerungen vergrößert werden könnte, ohne daß deren Masse und Abmessungen mit einem Transport durch das zu schützende Fahrzeug unvereinbare Werte erreichen. Various solutions have therefore already been proposed has been increasing the effectiveness of armor protection could be without their mass and dimensions with transport incompatible with the vehicle to be protected Achieve values.

Für Schutzpanzerungen, die einen Schutz vor den wirksamsten Geschossen wie den modernen Panzerabwehrwaffen bieten sollen, ist bereits vorgetragen worden, die Masse der Panzerung in eine Mehrzahl von einander überlagerten und von einander unabhängigen Blättern aufzuteilen, wobei in eine und derselben Panzerung mehrere verschiedene Metalle wie beispielsweise Stahl und leichte Legierungen kombiniert sind und zwischen die metallischen Blätter eine oder mehrere Substanzen eingefügt werden, die wie beispielsweise Keramik oder Kunststoff andere physikalische und mechanische Eigenschaften aufweisen als das Metall.For armor that protects against the most effective Bullets like modern anti-tank weapons are supposed to offer has already been presented, the mass of armor in a plurality of superimposed and of each other split independent sheets, being in one and the same Armor several different metals such as Steel and light alloys are combined and between the metallic sheets one or more substances inserted be the ones such as ceramics or plastic others have physical and mechanical properties as the metal.

Im Falle von Schutzschilden, die speziell zum Abhalten von Inertgeschossen relativ kleinen Kalibers wie Gewehr- oder Pistolenkugeln, Schrapnellen oder verschiedenen Splittern bestimmt sind, ist es weiter grundsätzlich bekannt, ein zusammengesetztes Material von geschichteter Form mit mehreren übereinander angeordneten Gewebeschichten auf der Basis natürlicher oder synthetischer Fasern von hoher Festigkeit zu verwenden, wobei diese Gewebeschichten mit einem thermisch härtbaren Harz imprägniert sind und dadurch zusammengehalten werden. Die Wirksamkeit dieser Schilde beruht auf ihrer Fähigkeit zur Aufnahme von kinetischer Energie der Geschosse durch eine Verschiebung ihres Schichtenaufbaus in einer ausgedehnten Zone rund um die Aufschlagstelle des jeweiligen Geschosses. Manche Ausführungen solcher Schutzschilde sind an ihrer Oberfläche mit Platten aus dichtem Keramikmaterial wie gesintertem Aluminiumoxyd versehen, welche die Spitze des auftreffenden Geschosses abstumpfen oder ggf. abbrechen und auf diese Weise die Durchschlagskraft des Geschosses vermindern sollen. Derartige Schutzschilde werden beispielsweise zum Schutze der Piloten von Flugzeugen oder Hubschraubern eingesetzt. Sie sind dann ggf. in den Sitz in der Pilotenkanzel integriert.In the case of protective shields that are specially designed to hold off of inert bullets of relatively small caliber such as rifle or pistol bullets, shrapnel or various fragments are determined, it is basically known, a composite Layered form material with several stacked fabric layers on the base high strength natural or synthetic fibers to use, these layers of fabric with a thermal curable resin are impregnated and held together will. The effectiveness of these shields is based on their Ability to absorb kinetic energy from the projectiles by shifting their layer structure in an extended Zone around the impact point of each Storey. Some versions of such protective shields are on their surface with sheets of dense ceramic material like sintered aluminum oxide which cover the tip of the dull or if necessary abort the impacting floor and in this way reduce the penetration of the projectile should. Such shields are used, for example Protection of pilots used by airplanes or helicopters. If necessary, they are then integrated into the seat in the pilot's cockpit.

Weiter ist eine andere Art von Schutzschild bekannt, die zum individuellen Schutz von Personen bestimmt ist und meist als kugelsichere Weste bezeichnet wird. Ein derartiger Schutzschild muß hinreichend leicht und nachgiebig sein, um die Bewegung seines Trägers nicht zu behindern. Eines der neuesten und wirksamsten Modelle eines solchen Schutzschildes besteht im wesentlichen aus einem sehr dichten und kompakten Gewebe von dreidirektionaler Struktur, das ausgehend von Textilfasern sehr hoher Festigkeit gefertigt ist. Dieses Gewebe wird normalerweise ohne irgendwelche Imprägnierung verwendet.Another type of protective shield is known, which is intended for the individual protection of persons and is usually referred to as a bulletproof vest. Such one Protective shield must be sufficiently light and flexible, so as not to hinder the movement of its wearer. One of the latest and most effective models of such a protective shield consists essentially of a very dense and compact Fabric of three-way structure, starting from Textile fibers of very high strength is made. This Fabric is usually made without any impregnation used.

Schließlich ist aus der DE-OS 23 04 016 eine Schutzpanzerung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt, bei der sich vorzugsweise aus Kunststoff bestehende, ggf. mit Draht verstärkte Stäbe lotrecht, waagerecht und schräg erstrecken können und die Zwischenräume fakultativ durch Füllmaterial, z. B. Asbest oder Glaswolle oder auch spiralförmige Kunststoffschnüre bzw. Drähte, verstärkt werden.Finally, a protective armor is from DE-OS 23 04 016 with the features of the preamble of the claim 1 known, preferably made of plastic existing rods, possibly reinforced with wire, perpendicular, can extend horizontally and diagonally and the Gaps optionally through filling material, e.g. B. asbestos or glass wool or spiral plastic cords or wires, are reinforced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzpanzerung zu entwickeln, die sowohl einen weiter verbesserten Schutz von festen Anlagen oder von Fahrzeugen gegen Angriffe aller Art und insbesondere gegen panzerbrechende Waffen als auch einen weiter verbesserten individuellen Schutz gegen leichte Waffen und verschiedene Splitterwirkungen ermöglicht.The object of the invention is protective armor to develop that both further improved Protection of fixed assets or of vehicles against attacks of all kinds and in particular against armor-piercing weapons as well as a further improved individual protection against light weapons and allows different splinter effects.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Schutzpanzerung insbesondere gegen Geschosse und die mechanischen und physikalischen Einwirkungen einer Explosion, die eine regelmäßige räumliche Struktur aufweist, die aus im wesentlichen geradlinigen, starren Elementen besteht, die sich in einer Anzahl verschiedener Richtungen erstrecken, mit dem Kennzeichen, daß sich die im wesentlichen geradlinigen, starren Elemente in wenigstens vier verschiedenen Richtungen erstrecken und einander in regelmäßiger Weise unter Winkeln zwischen 30° und 90° kreuzen, wobei höchstens zwei der wenigstens vier verschiedenen Richtungen parallel zu ein und derselben Ebene verlaufen. Subject of the invention, with which this object is achieved is a protective armor especially against projectiles and the mechanical and physical effects of an explosion, which has a regular spatial structure, which consist of essentially straight, rigid elements that exists in a number of different directions extend, with the characteristic that the essentially straight, rigid elements in at least four extend in different directions and each other in regular Cross at angles between 30 ° and 90 °, with at most two of the at least four different ones Directions run parallel to the same plane.

Unter regelmäßigem Kreuzen ist in diesem Sinne eine relativ regelmäßige Anordnung der Elemente einer Orientierung im Raum und eine relativ regelmäßige Verteilung der Elemente verschiedener Orientierung in der Struktur zu verstehen.In this sense, regular crossing is one relatively regular arrangement of the elements of an orientation in space and a relatively regular distribution of the elements to understand different orientations in the structure.

Vorzugsweise ist die Struktur kompakt ausgebildet, das heißt, daß das Verhältnis zwischen dem von den Elementen selbst erfüllten Volumen einerseits und dem scheinbaren Volumen der Struktur andererseits so groß ist, wie dies für die Elemente der gegebenen Form, Abmessungen und Orientierung möglich ist.The structure is preferably compact, that means that the relationship between that of the elements self-fulfilled volume on the one hand and the apparent Volume of the structure, on the other hand, is as large as this for the elements of the given shape, dimensions and Orientation is possible.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are shown in marked the subclaims.

Der Durchmesser des Querschnitts der Elemente oder der Durchmesser des diesem Querschnitt umschriebenen Kreises kann je nach dem für die jeweilige Schutzpanzerung vorgesehenen Einsatzzweck und je nach der Art des ihre Elemente bildenden Materials variieren. Im Regelfall wird dieser Durchmesser aber zwischen einigen Zehntel Millimetern und mehreren Zentimetern, beispielsweise zwischen etwa 0,5 mm und etwa 5 cm liegen.The diameter of the cross section of the elements or the Diameter of the circle circumscribed by this cross section can be according to the one intended for the respective protective armor Purpose of use and depending on the type of its elements Materials vary. As a rule, this diameter but between a few tenths of a millimeter and several centimeters, for example between about 0.5 mm and about 5 cm lie.

Die einzelnen Elemente der Struktur können hinsichtlich ihrer Länge, ihrer Form und ihrer Abmessungen insbesondere in Querschnittsrichtung konstant oder variabel gestaltet sein. The individual elements of the structure can be regarding their length, shape and dimensions in particular designed to be constant or variable in the cross-sectional direction be.

Insbesondere können die Elemente die Form von Stangen oder Stäben aus Vollmaterial aufweisen.In particular, the elements can take the form of rods or have bars made of solid material.

Es ist jedoch auch möglich, rohrförmige Elemente zu verwenden, deren Innenraum entweder leer oder mit einem anderen Material und ggf. einem aktiven Material gefüllt sein kann. Unter aktivem Material ist in diesem Zusammenhang ein Material zu verstehen, das entweder wie ein Explosivstoff aus sich selbst heraus oder in Verbindung mit einer anderen Substanz, die entweder einen Bestandteil der Schutzpanzerung bilden oder auch aus einem darauf auftreffenden Geschoß stammen kann, zu heftiger Reaktion in der Lage ist. Mögliche Kombinationen sind beispielsweise die Paare Ammonium-Magnesium-Nitrat oder Stickstoff-Titan-Peroxyd.However, it is also possible to use tubular elements whose interior is either empty or with another Material and possibly an active material can be filled. In this context, active material is a Understand material that is either like an explosive out of itself or in connection with another Substance that is either part of the protective armor form or also from a floor hitting it is able to react violently. Possible Combinations are, for example, the pairs of ammonium-magnesium-nitrate or nitrogen-titanium peroxide.

Das die Elemente der Struktur bildende Material wird in Abhängigkeit vom Einsatzzweck der Schutzpanzerung gewählt. Es kann sich dabei um ein Metall wie Stahl, Wolfram od. dgl., um ein Keramikmaterial, um Glas, um Holz, um einen Kunststoff, um ein zusammengesetztes Material, um ein im Sinne der obigen Definition aktives Material od. dgl. handeln.The material forming the elements of the structure becomes selected depending on the purpose of the protective armor. It can be a metal such as steel, tungsten or the like. a ceramic material, a glass, a wood, a plastic, a composite material, in the sense of act above definition active material or the like.

Für die Herstellung der Schutzpanzerung kann die Struktur als solche verwendet werden. Der Zusammenhalt der Struktur wird dann durch ihre Befestigung auf einem Träger in Form einer Platte oder eines Blattes gewährleistet, wobei die Enden der Elemente die Oberfläche der Struktur im Anschluß an diesen Träger definieren, oder durch die Verbindung der Elemente unter sich auf der Höhe ihrer Überkreuzungsstellen. Eine derartige Verbindung kann mit Hilfe eines Klebstoffs beispielsweise durch Eintauchen der Struktur in ein polymerisierbares Harz, Herausnehmen der Struktur und Abtropfen vor der Polymerisation des Harzes erzeugt werden.The structure can be used to make the protective armor be used as such. The cohesion of the structure is then shaped by attaching it to a support a plate or sheet, the The ends of the elements follow the surface of the structure to define this carrier, or by connecting the Elements below each other at the level of their crossover points. Such a connection can be made using an adhesive for example by immersing the structure in a polymerizable one Resin, removing the structure and draining off the polymerization of the resin.

Die Struktur kann weiter mit einem Füllstoff oder einer Matrix kombiniert werden, die den Zwischenraum zwischen den Elementen der Struktur ausfüllt. Ein derartiger Füllstoff kann beispielsweise ein Metall, ein Keramikmaterial, Glas, Zement, ein Kunststoff oder ein Kautschukmaterial, ein zusammengesetztes Material oder ein aktives Material sein.The structure can be further filled with or a filler Combine that the gap between the elements of the structure. Such a filler For example, a metal, a ceramic material, glass, Cement, a plastic or a rubber material, a composite Material or an active material.

Weiter können in ein und derselben Schutzpanzerung unterschiedliche Materialien für die Herstellung der Elemente der Struktur und der etwaigen Matrix verwendet werden, wobei die Elemente der Struktur in den verschiedenen Teilen der Panzerung, unterschiedliche Formen und Abmessungen aufweisen können. Diese Variationen in Material, Form und Abmessungen können von einer Seite der Panzerung zur anderen gleichförmig oder auch nicht gleichförmig erfolgen. Ebenso kann die Panzerung aus mehreren Schichten bestehen, die unterschiedliche Struktur aufweisen.Furthermore, different armor can be used in the same protective armor Materials for the manufacture of the elements of the Structure and any matrix used, where the elements of the structure in the different parts of the Armor, have different shapes and dimensions can. These variations in material, shape and dimensions can be uniform from one side of the armor to the other or not be done uniformly. Likewise, the Armor consist of several layers that are different Have structure.

Gegebenenfalls können in ein und derselben Panzerung auch Schichten mit einer mehrdirektionalen Struktur im Sinne der Erfindung und in anderer Weise ausgebildete Schichten wie beispielsweise massive Panzerplatten üblicher Art abwechselnd miteinander vorgesehen sein.If necessary, in the same armor too Layers with a multi-directional structure in the sense of Invention and other layers such as for example, solid armor plates of the usual type alternately be provided together.

Wie bereits oben erwähnt, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die mehrdirektionale Struktur, welche die Basis der Panzerung bildet, durch die regelmäßige und kompakte Kreuzung von vier Bündeln von entlang vier verschiedenen Richtungen im Raum ausgerichteter geradliniger Elemente aufgebaut. Für diese Elemente kann eine gegenseitige Anordnung gewählt werden, die identisch ist mit der der Elemente, welche die Verstärkungsstruktur in einem zusammengesetzten Material bilden, wie es in der FR-PS 22 76 916 beschrieben ist. Eine derartige Struktur wird im allgemeinen als 4D-Struktur bezeichnet.As mentioned above, is in a preferred embodiment the invention the multi-directional structure, which forms the basis of the armor, through the regular and compact crossing of four bundles of along four different ones Straight lines aligned in space Elements built. For these elements, a mutual Arrangement can be selected that is identical to that of the Elements that make up the reinforcement structure in a composite Form material as in FR-PS 22 76 916 is described. Such a structure is generally referred to as 4D structure.

In einer solchen 4D-Struktur, die sich im Gleichgewicht befindet, entsprechen die vier Elementrichtungen den vier großen Diagonalen eines Würfels, so daß jede dieser vier Richtungen mit jeder der drei anderen einen Winkel von 70,5° einschließt.In such a 4D structure that is in balance the four element directions correspond to the four large diagonals of a cube so that each of these four Directions with each of the other three an angle of 70.5 ° includes.

Eine derartige Bevorzugung einer 4D-Struktur darf jedoch nicht als Ausschluß anderer Strukturen betrachtet werden. Die mehrdirektionale Struktur aus starren Elementen, welche die Basis der Panzerung bildet, kann auch eine Struktur sein, die nur drei Bündel von Elementen enthält, wie eine solche unter der Bezeichnung 3D-Struktur bekannt ist, sie kann aber auch mehr als vier Bündel von Elementen umfassen, wie dies in der DE-OS 29 17 362 oder in der FR-PS 24 27 198 beschrieben ist, oder sie kann eine Struktur sein, die aus der 4D-Struktur durch eine zunehmende Krümmung der Orientierung der Elemente abgeleitet ist, wie dies in der FR-PS 24 21 056 beschrieben ist. In jedem Falle wird die Struktur durch ein regelmäßiges Überkreuzen von starren und im wesentlichen geradlinigen Elementen gebildet.Such a preference for a 4D structure is allowed should not be viewed as an exclusion from other structures. The multi-directional structure of rigid elements, which the basis of the armor can also be a structure that contains only three bundles of elements, such as one is known as 3D structure, but it can also include more than four bundles of elements like this described in DE-OS 29 17 362 or in FR-PS 24 27 198 is, or it can be a structure that results from the 4D structure due to an increasing curvature of the orientation of the elements is derived, as in FR-PS 24 21 056 is described. In any case, the structure is through a regular crossover of rigid and essentially rectilinear elements.

Die nachstehend angegebenen Beispiele dienen der in keiner Weise einschränkenden Illustration verschiedener möglicher Ausführungsformen für eine Schutzpanzerung gemäß der Erfindung. The examples given below are used in none Restrictive illustration of various possible ways Protective armor embodiments according to the invention.

Bei der Beschreibung dieser Ausführungsbeispiele wird bezug genommen auf die Zeichnung, deren Fig. 1 bis 3 eine Ausführungsform für eine mehrdirektionale Struktur für eine Schutzpanzerung gemäß der Erfindung und zwei Anordnungen dieser Struktur zu Versuchszwecken wiedergeben.In the description of these exemplary embodiments, reference is made to the drawing, the FIGS. 1 to 3 of which show an embodiment for a multi-directional structure for protective armor according to the invention and two arrangements of this structure for experimental purposes.

Example 1

Die Panzerung wird aufgebaut mit Hilfe einer ins Gleichgewicht gebrachten 4D-Struktur 10, wie sie in Fig. 1 veranschaulicht ist. Diese Struktur 10 wird durch Stäbe 1, 2, 3, 4 gebildet, die parallel zu den vier großen Diagonalen eines Würfels ausgerichtet sind. Dabei schließen die unterschiedlich ausgerichteten Stäbe jeweils einen Winkel von 70,5° miteinander ein.The armor is built using a balanced 4D structure 10 , as illustrated in FIG. 1. This structure 10 is formed by rods 1, 2, 3, 4 , which are aligned parallel to the four large diagonals of a cube. The differently aligned rods each enclose an angle of 70.5 °.

Die dargestellte Struktur 10 ist kompakt ausgebildet und besteht aus Metallstäben mit einem kreisförmigen Querschnitt von 2 mm Durchmesser aus Stub-Stahl. Sie hat eine volumetrische Masse von 5300 kg/m³. Diese Struktur wird als solche, das heißt ohne Matrix, einem Perforationsversuch mit einer Hohlladung unterzogen, um ihre Wirksamkeit gegenüber einer herkömmlichen Schutzpanzerung aus massivem Stahl mit einer volumetrischen Masse von 7800 kg/m³ abzuschätzen.The structure 10 shown is of compact design and consists of metal rods with a circular cross section of 2 mm diameter made of stub steel. It has a volumetric mass of 5300 kg / m³. As such, ie without a matrix, this structure is subjected to a perforation test with a hollow charge in order to estimate its effectiveness compared to conventional protective armor made of solid steel with a volumetric mass of 7800 kg / m³.

Der Perforationsversuch besteht darin, daß die zu prüfende Panzerung einem zu ihrer Oberfläche senkrechten Angriff durch eine Hohlladung vom Kaliber 62 mm ausgesetzt wird, deren Stirnseite 12,4 cm von der Oberfläche der Schutzpanzerung entfernt angeordnet ist. Unter diesen Bedingungen wird massiver Stahl bis zu einer Tiefe von 40 cm durchbohrt.The attempt at perforation is that the one to be tested Armor an attack perpendicular to its surface exposed by a shaped charge of 62 mm caliber, the Front 12.4 cm from the surface of the protective armor is located remotely. Under these conditions solid steel drilled to a depth of 40 cm.

Für diesen Versuch wurde die 4D-Struktur 10, deren Dicke nur 5 cm betrug, gemäß der Darstellung in Fig. 2 vor einem Stahlblock 20 angeordnet, der zur Masse der für den Fall einer vollständigen Perforation der Struktur 10 verbleibenden Strahlenergie der Hohlladung 21 bestimmt war. Die Ausrichtung der Struktur war so, daß die Richtung von zwei der vier Bündel aus Metallstäben parallel zu der der Hohlladung 21 ausgesetzten Oberfläche verlief, während die Richtung der beiden anderen Stabbündel mit dieser Oberfläche einen Winkel von 54,75° einschloß.For this experiment, the 4D structure 10 , the thickness of which was only 5 cm, was arranged in front of a steel block 20 , as shown in FIG. 2, which was intended for the mass of the beam energy of the shaped charge 21 remaining in the case of a complete perforation of the structure 10 . The orientation of the structure was such that the direction of two of the four bundles of metal rods was parallel to the surface exposed to shaped charge 21 , while the direction of the other two rod bundles was at an angle of 54.75 ° with this surface.

Nach dem Abschießen der Hohlladung 21 war der 4D-Struktur 10 vollständig durchbohrt, und der massive Stahlblock 20 wies einen Einschuß bis zu 23,5 cm Tiefe auf. Dieses Ergebnis zeigt, daß 5 cm der Schutzpanzerung mit der 4D-Struktur 10 die gleiche Wirkung haben wie 16,5 cm aus massivem Stahl, daß also diese Schutzpanzerung einen dicken Gewinn von 70% gegenüber massivem Stahl zur Folge hat und dank ihrer geringeren volumetrischen Masse einen Gewinn an Oberflächenmasse 79% bedeutet. Unter Oberflächenmasse einer Schutzpanzerung ist in diesem Zusammenhang das Verhältnis zwischen der volumetrischen Masse der Schutzpanzerung und ihrer Dicke zu verstehen, was gleichbedeutend ist mit der je Oberflächeneinheit für den Schutz aufzuwendender Masse an Schutzpanzerung.After the hollow charge 21 had been fired, the 4D structure 10 was completely pierced and the solid steel block 20 had a bullet depth of up to 23.5 cm. This result shows that 5 cm of the protective armor with the 4D structure 10 has the same effect as 16.5 cm from solid steel, that is to say this protective armor results in a thick gain of 70% over solid steel and thanks to its lower volumetric mass a gain in surface mass 79%. In this context, the surface mass of a protective armor is to be understood as the ratio between the volumetric mass of the protective armor and its thickness, which is synonymous with the mass of protective armor to be used for each surface unit for the protection.

Example 2

Eine ins Gleichgewicht gebrachte und kompakte 4D-Struktur wurde mit Hilfe von Stäben von kreisförmigem Querschnitt mit 8 mm Durchmesser aus weichem Stahl hergestellt. Sie hatte eine volumetrische Masse von 5000 kg/m³. Diese Struktur wurde in ein flüssiges Epoxyharz eingetaucht, das anschließend zu einer Matrix auspolymerisiert wurde, so daß sich eine kombinierte Schutzpanzerung mit einer volumetrischen Masse von 5650 kg/m³ ergab. Ein Block dieses Materials wurde einem Perforationsversuch mit einer Hohlladung vom Kaliber 62 mm unterzogen.A balanced and compact 4D structure was made using rods of circular cross-section with 8 mm diameter made of soft steel. they had a volumetric mass of 5000 kg / m³. This structure was immersed in a liquid epoxy resin, which was then was polymerized into a matrix so that a combined protective armor with a volumetric mass of 5650 kg / m³ resulted. A block of this material became one Perforation test with a shaped charge of 62 mm caliber subjected.

Bei diesem Versuch war die Orientierung in der Struktur 10 so, daß alle vier Stabbündel den gleichen Winkel in bezug auf die Oberfläche des Blocks aufwiesen, also alle Bündelrichtungen mit dieser Oberfläche (Fig. 3) einen Winkel von 35,25° einschlossen.In this experiment, the orientation in structure 10 was such that all four bundles of rods had the same angle with respect to the surface of the block, that is to say all bundle directions with this surface ( FIG. 3) included an angle of 35.25 °.

Unter diesen Bedingungen ergab das kombinierte Schutzpanzerungsmaterial einen Gewinn von 18% an Oberflächenmasse gegenüber massivem Stahl.Under these conditions, the combined protective armor material resulted a gain of 18% in surface mass compared to solid steel.

Example 3

Eine ins Gleichgewicht gebrachte und kompakte 4D-Struktur wurde mit Hilfe von Stäben mit einem kreisförmigen Querschnitt von 7 mm Durchmesser aus Wolfram hergestellt. Nach der Einführung einer Matrix aus Epoxyharz hatte dieses zusammengesetzte Schutzpanzerungsmaterial eine volumetrische Masse von 13 400 kg/m³.A balanced and compact 4D structure was made using rods with a circular cross-section of 7 mm diameter made of tungsten. After the introduction a matrix of epoxy resin had this compound Protective armor material a volumetric mass of 13 400 kg / m³.

Ein Block aus diesem Material wurde einem Perforationsversuch mit einer Hohlladung vom Kaliber 62 mm unterzogen. Bei diesem Versuch wurde die Struktur in der gleichen Weise angeordnet wie der Block im Beispiel 2.A block of this material was attempted to perforate subjected to a shaped charge of 62 mm caliber. With this The structure of the experiment was arranged in the same way like the block in example 2.

Unter diesen Bedingungen ergab die Schutzpanzerung einen Gewinn von 42% an hinsichtlich der Dicke im Vergleich zu massivem Stahl, die Oberflächenmasse war jedoch wegen der größeren volumetrischen Masse dieser Schutzpanzerung gleich der von Stahl. Under these conditions, the protective armor gave one 42% gain in thickness compared to solid steel, however, the surface mass was due to the larger volumetric mass of this protective armor that of steel.

Example 4

Eine ins Gleichgewicht gebrachte und kompakte 4D-Struktur wurde mit Hilfe von Stäben mit kreisförmigem Querschnitt von 7 mm Durchmessern aus Glas hergestellt. Nach Einführung einer Matrix aus Epoxyharz hatte das zusammengesetzte Schutzpanzerungsmaterial eine volumetrische Masse von 2000 kg/m³.A balanced and compact 4D structure was made using rods with circular cross-section made of glass with a diameter of 7 mm. After introduction a matrix of epoxy resin had the composite Protective armor material a volumetric mass of 2000 kg / m³.

An diesem Material wurden zwei Perforationsversuche mit einer Hohlladung vom Kaliber 62 mm durchgeführt.Two perforation tests were carried out on this material carried out with a shaped charge of 62 mm caliber.

Beim ersten Versuch hatte die Struktur eine solche Anordnung, wie sie für den Block von Beispiel 1 beschrieben worden ist.The first time the structure was arranged, as described for the block of Example 1.

Unter diesen Bedingungen ergab die Panzerung gegenüber massivem Stahl einen Gewinn von 78% an Oberflächenmasse, wegen ihrer sehr viel geringeren volumetrischen Masse betrug der Gewinn an Dicke jedoch nur 13%.Under these conditions, the armor revealed solid steel has a gain of 78% in surface mass, because of their much lower volumetric mass was the Gain in thickness, however, only 13%.

Im zweiten Versuch wurde die Struktur in der gleichen Weise angeordnet wie der Block im Beispiel 2.In the second attempt, the structure was the same arranged like the block in example 2.

Unter diesen Bedingungen betrug der Gewinn an Oberflächenmasse 78% und der Gewinn an Dicke 13% wie bei dem ersten Versuch.Under these conditions, the gain in surface mass was 78% and the gain in thickness 13% as in the first Attempt.

Example 5

Für ein insbesondere zum Schutze gegen bei einer Kernexplosion auftretende Röntgen-Strahlung bestimmtes Material wurde eine 4D-Struktur aus einem zusammengesetzten Kohlenstoffmaterial mit einer volumetrischen Masse von 2000 kg/m³ hergestellt, wobei von gezogenen Stäben mit 1 mm Durchmesser aus durch Imprägnierung und Karbonisierung verdichtetem gepreßtem Teerpech ausgegangen wurde. Dieses zusammengesetzte Material wurde sehr heftigen Schockwellen ausgesetzt, die durch ein Explosionsmaterial erzeugt wurden, und gleichzeitig wurde die Einwirkung simuliert. Das Material zeigte eine außergewöhnliche Beständigkeit im Vergleich zu anderen für diesen Zweck vorgesehenen Materialien.For a protection against a nuclear explosion in particular occurring x-ray radiation certain material was a 4D structure made of a composite carbon material manufactured with a volumetric mass of 2000 kg / m³, being from drawn rods with 1 mm diameter made of impregnated and carbonized pressed tar pitch. This compound Material was exposed to very violent shock waves, which were created by an explosive material, and at the same time the action was simulated. The material showed an extraordinary Consistency compared to others for this Purpose provided materials.

Example 6

Für den Schutz von Personen gegen Geschosse und Splitter wurde eine mehrdirektionale Struktur mit n verschiedenen Richtungen (nD-Struktur), und zwar vorzugsweise eine 4D-Struktur oder eine 6D-Struktur verwendet, wie sie in Fig. 6 der FR-PS 24 24 888 dargestellt ist. Diese Struktur läßt sich mit Stäben von einem Durchmesser von 1 mm oder weniger herstellen, die aus einem eindirektionalen Material als Kern in einer Matrix aus einem Epoxyharz oder einem Elastomeren bestehen. Diese Struktur kann mit einem Überzug aus Keramik kombiniert werden.A multi-directional structure with n different directions (nD structure), and preferably a 4D structure or a 6D structure, as used in FIG. 6 of FR-PS 24 24 888, was used for the protection of persons against projectiles and fragments is shown. This structure can be made with rods 1 mm or less in diameter, which consist of a unidirectional material as the core in a matrix of an epoxy resin or an elastomer. This structure can be combined with a ceramic cover.

Claims

1. Protective armor, in particular against projectiles and the mechanical and physical effects of an explosion, which has a regular spatial structure consisting of essentially straight, rigid elements which extend in a number of different directions, characterized in that the substantially straight , Rigid elements extend in at least four different directions and cross each other in a regular manner at angles between 30 ° and 90 °, at most two of the at least four different directions running parallel to one and the same plane.

2. Protective armor according to claim 1, characterized in that that the straight, rigid elements in the big ones Diagonals of a cube extend in parallel directions.

3. protective armor according to claim 1 or 2, characterized in that the elements of the structure are circular or have a polygonal cross section.

4. Protective armor according to one of claims 1-3, characterized characterized in that the diameter of the circumference of the cross section of the elements of the structure between 0.5 mm and 5 cm is.

5. Protective armor according to one of claims 1-4, characterized characterized in that the structure has tubular elements.

6. Protective armor according to claim 5, characterized in that that the tubular elements with one of their material different material are filled.

7. protective armor according to any one of claims 1-6, characterized characterized in that they consist of several different layers exists, at least one of which is the multidirectional structure having.