DEFLAG-SICHERE DEFLAGRATION VON KAMPFMITTELN DURCH LASERTECHNOLOGIE

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1 DEFLAG-SICHERE DEFLAGRATION VON KAMPFMITTELN DURCH LASERTECHNOLOGIE Dr.-Ing. Jörg Hermsdorf Laser Zentrum Hannover, Germany

2 VERBUNDPARTNER LASER on demand GmbH (LOD) Feuerwehr Hamburg / Kampfmittelräumdienst (KRD) Laser Zentrum Hannover e.v. (LZH) 2 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

3 SICHERE DEFLAGRATION VON KAMPFMITTELN DURCH LASERTECHNOLOGIE Ausgangssituation ca. 1,3 Millionen Tonnen Bomben wurden in den Weltkriegen auf das Bundesgebiet abgeworfen Blindgängerquote zwischen 12% und 25% Weniger als 60% dieser Bombenblindgänger sind bereits geräumt Quelle: bezreg-muenster.nrw.de Jährlicher werden durchschnittlich 25 großkalibrige Blindgänger in Berlin und 300 in Nordrhein-Westfalen gefunden 3 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

4 DETONATION / DEFLAGRATION Detonation: Ausbreitung der chemischer Reaktion ist an eine Stoßwelle gekoppelt ein Verdichtungsstoß, der Druck und Temperatur sind stark erhöht Detonationsgeschwindigkeit liegt oberhalb der Schallgeschwindigkeit Fortpflanzung durch enorme Dichte und Temperatur Deflagration: schnelle Verbrennungsvorgänge Druck entsteht nur durch ausdehnende Gase Geschwindigkeit liegt unterhalb der Schallgeschwindigkeit Fortpflanzung durch Reaktion freiwerdender Wärme 4 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

5 SICHERE DEFLAGRATION VON KAMPFMITTELN DURCH LASERTECHNOLOGIE Ziel des Vorhabens Erarbeitung eines Verfahrens auf Lasertechnologie mit dem im Fall einer unabwendlichen Sprengung die Gefährdung der Umwelt erheblich herabgesetzt wird. Rest einer Weltkriegsbombe nach einer Deflagration Teile des Sprengstoffs wurden nicht vollständig umgesetzt Quelle: KRD Hamburg 5 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

6 IDEE ZUM PROJEKT 6 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

7 ERGEBNISSE ZUM UNTERWASSERSCHNEIDEN Parameter Materialstärke 20 mm Materialstärke 30 mm Materialstärke mm Laserleistung 4 kw 4 kw 4 kw Schnittgeschwindigkeit 2mm/sec 1mm/sec 0,5mm/sec Prozessgas und Druck O 2 / 5 bar O 2 / 5 bar O 2 / 5 bar Draufsicht Rückseite 7 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

8 INTERESSANTEN ERGEBNISSE Kein vollständiges Trennen des Materials Fehlschnitt Gezielte Schwächung der Kampfmittelhülle Auslösung einer Deflagration 8 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

9 EINSATZTAKTISCHE VORTEILE AUS DER VERWENDUNG DER LASERTECHNIK Schneller Aufbau der Technik Technisch einfacher Aufbau der Gerätschaften Rückstoßfrei, ohne mechanische Energieeinkopplung in das Kampfmittel abseits des Laserstrahls Zeitplan Arbeitspaket AP1: Spezifikation AP2: Laserprozess AP3: Lasersystemtechnik AP4: Mobilität AP5: Zündung AP6: Automatisierung AP7: Demonstration 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

10 ARBEITSPAKETE 1+2 Spezifikation (Feuerwehr Hamburg - KRD) Detaillierte Spezifikation des Anwendungsszenarios für das zu entwickelnde Verfahren Anforderungen an die Umgebungsbedingungen am Fundort eines Sprengkörpers Material, Materialstärke und Oberflächengeometrie der Sprengkörper Laserprozess (Laser Zentrum Hannover - LZH) Ziel ist die Erstellung von Fugen zur gezielten Schwächung der Hülle eines Kampfmittels mittels Laserstrahlung Umfangreiche Kenntnisse über Prozessparameterfenster Einbringen von definierten Fugen mit eine geringe Restdicke der Hülle lokale Zündtemperatur an der Unterseite Einfluss der Gasströmung kurze Bearbeitungsdauer 10 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

11 ARBEITSPAKETE 3+4 Lasersystemtechnik (Laser on Demand - LOD) Spezielle optische Komponenten der einzusetzenden Laseranlage für die Nutzung am Einsatzort des Sprengkörpers (Verschmutzung, Feuchtigkeit) Lichtleitfaser Optischen Einrichtung zur Strahlformung Schutzgaszuführung Mobilität (Laser on Demand - LOD) Bereitstellung einer Plattform zum Aufbau am Fundort Achssystem zur Positionierung der optischen Komponenten Hochpräzise Vermessung des Arbeitsabstands zur Feinpositionierung Dickenbestimmung 11 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

12 ARBEITSPAKETE 5+6 Zündung (Laser Zentrum Hannover - LZH) Ermittlung einer optimalen Methode zum Anzünden der Deflagration mittels Laserstrahlung Ermittlung der Prozessparameter (nah und fern) Zündung am schwächsten Querschnitt etwa im Schnittpunkt zweier Fugen ggf. auch mit Mitteln des KRD Automatisierung (Laser Zentrum Hannover - LZH) Bereitstellung der Softwarekomponenten zur Steuerung des Laserbearbeitungsprozesses Ergebnisse aus AP3 (bspw. Abstands und Dickenmessung) Schnittstellendefinition Durchführung der Bearbeitungsplanung 12 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

13 ARBEITSPAKET 7 Demonstration (Laser Zentrum Hannover - LZH) Eignungsnachweis des entwickelten Verfahrens Test an bereits entschärften real Bauteilen in simulierten Fundsituationen Test auf einem Sprengplatz mit Unterstützung des KRD Ich wünsche uns und den Partnern viel Erfolg bei diesem Projekt! 13 INNOVATIVE RETTUNGS- UND SICHERHEITSSYSTEME

14 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT. Dr.-Ing. Jörg Hermsdorf Laser Zentrum Hannover, Germany