Verbundvorhaben: Laserinduzierte Unterwasser Low-Order-Detonation zur effizienten Entschärfung von Kampfmitteln im Meer (UnLowDet); Teilvorhaben: Prozessentwicklung und -analyse zur laserinduzierten Low-Order-Detonation von Kampfmitteln unter Wasser

Abstract

Das Verbundvorhaben „Laserinduzierte Unterwasser Low-Order-Detonation zur effizienten Entschärfung von Kampfmitteln im Meer - UnLowDet“ hatte zum Ziel ein effizientes Verfahren zur Entschärfung von Kampfmitteln unter Wasser bereitzustellen, das neben den Aspekten Sicherheit und Umweltschutz auch Potenzial zur Kostenersparnis bietet. Hierbei soll das Kampfmittel durch die Laserstrahlung zunächst gezielt geschwächt und anschließend eine Deflagration ausgelöst werden, die schließlich zum Aufbrechen des Kampfmittels führen soll. Im Teilvorhaben 03SX550B wurde in diesem Rahmen der Fokus auf die Prozessentwicklung und -analyse gelegt, die durch die Ermittlung der benötigten Parameter die Basis für den zu untersuchenden Entschärfungsprozess bildet. Der Laserstrahl dient hierbei als Werkzeug, um unter Wasser eine definierte Schwächung in die Kampfmittelhülle einzubringen. Dies geschieht durch Einkerben mit einer Kerbtiefe von 2/3 des Grundmaterials. In diesem Zuge wurden intensive Untersuchungen zum Kerben für die Wandstärken 4 und 10 mm durchgeführt und anhand von Wärmebildaufnahmen hinsichtlich der entstehenden Temperaturen an der Innenseite der Kampfmittel hin untersucht. Anschließend wurden die Parameter erfolgreich auf die vom Projektkonsortium definierten Materialstärken von 4 – 20 mm übertragen. Während sechs mehrwöchiger Demonstrationsversuche konnte die Machbarkeit des laserbasierten Low-Order-Entschärfungsprozesses an unterschiedlichen Probentypen mit 0,2 bis 2,25 kg Sprengladung validiert werden. Hierbei kam es bei 15 zur Verfügung stehenden Objekten zu 11 Low-Order-Umsetzungen, unbeabsichtigte High-Order-Umsetzungen sind im Projekt nicht aufgetreten. Durch Referenzproben die konventionell zur Detonation gebracht wurden, konnten vergleichende Hydrophonaufnahmen angefertigt werden. Diese ergaben, gemessen in ca. 300 m Entfernung, eine Reduzierung des Schallbelastungspegels um 15 dB re µPa²s beim Einsatz von 2,25 kg Objekten. The joint project “Laser-induced underwater low-order detonation for the efficient defusing of explosive ordnance in the sea – UnLowDet” aimed to provide an efficient method for defusing explosive ordnances underwater that, in addition to safety and environmental protection aspects, also offers potential for cost savings. The idea is to first weaken the explosive ordnance in a targeted manner using laser radiation and then trigger a deflagration, which should ultimately cause the explosive ordnance to break open. In subproject 03SX550B, the focus was on process development and analysis, which forms the basis for the defusing process to be investigated by determining the required parameters. The laser beam serves as a tool to weaken the shell of the explosive ordnance underwater. This is done by notching with a notch depth of 2/3 of the base material. During this, intensive investigations were carried out on notching for wall thicknesses of 4 and 10 mm and examined on the basis of thermal images with regard to the temperatures generated on the inside of the explosive ordnance. The parameters were then successfully transferred to the material thicknesses of 4–20 mm which were defined as relevant by the project consortium. During six demonstration tests, the feasibility of the laser-based low-order defusing process was demonstrated on different sample types with 0.2 to 2.25 kg of explosives. Of the 15 objects available, 11 low-order events occurred while no unintended high-order events took place during the project. Comparative hydrophone recordings were made using reference samples that were detonated conventionally. Measured at a distance of approximately 300 m, these recordings showed a reduction in sound exposure level of 15 dB re µPa²s using 2.25 kg objects.