DE102009030868B4

DE102009030868B4 - Anzünd- bzw. Aktivierungseinheit zum Anzünden von Rot-Phosphor-Flares mittels Laser

Info

Publication number: DE102009030868B4
Application number: DE200910030868
Authority: DE
Inventors: Dr. Jung Markus; Jürgen Hofmann; Dr. Gowin Michael; Eric Ten Have; Nenad PRELIC
Original assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Current assignee: Rheinmetall Waffe Munition GmbH
Priority date: 2009-06-26
Filing date: 2009-06-26
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2029-06-27
Also published as: DE102009030868A1; WO2010149291A1

Abstract

Anzünd- bzw. Aktivierungseinheit (100) von Rot-Phosphor-Flares bzw. Wirkkörpern mittels Laserstrahlung, gekennzeichnet durch • eine Brennkammer (1) sowie mehrere Adapter (3) zur Aufnahme diverser Laseroptiken (2), sodass • ein Anzünden eines einzelnen RP-Flares oder Wirkkörpers mittels Laserstrahlung berührungslos im Durchflug durch die Brennkammer (1) erfolgt. • die Laseroptiken (2) umfänglich gleichmäßig am Gehäuse (10) und zueinander beabstandet derart angebracht sind, dass ein gleichmäßiges Anzünden des RP-Flares bzw. Wirkkörpers realisiert wird.

Description

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Anzündung von Rot-Phosphor-Flares (RP-Flares), insbesondere munitionsfreier Wirkmassen bzw. Wirkkörpern beispielsweise zum Bilden von IR-Scheinzielen, mittels Laser.
Seit langer Zeit wird Roter Phosphor (RP) für militärische Zwecke verwendet, z. B. in Nebelhandgranaten, Flares etc. Der Zweck des Ausstoßens von Flares dient der Ablenkung von anfliegenden Lenkflugkörpern. Die Anzündung der RP-Einheiten erfolgt dabei in der Regel über eine Anzünd- bzw. Zerlegeladung, die dafür sorgt, dass die RP-Einheiten für den jeweiligen Zweck optimal verteilt und angezündet werden.
Der Einsatz von derartigen Scheinzielen im zivilen Luftverkehr ist aufgrund des Munitionsanteils nicht möglich, da Explosivstoffe in diesem Zusammenhang nicht akzeptiert werden und internationale Sicherheitsabkommen etc. einzuhalten sind.
Aufgrund dessen wurde ein neues Zündkonzept entwickelt, das ohne explosive und/oder pyrophore Stoffe zur Zündung von RP-/NC-Flares auskommt.
Dieses neue Zündkonzept wird in der DE 10 2006 004 912 A1 näher beschrieben. Aus ihr ist ein System zum Schutz insbesondere großer fliegender Plattformen, wie Flugzeugen, vor IR bzw. Radar gelenkter Bedrohungen bekannt. Dabei erfolgt die Aktivierung bzw. Anzündung der Wirkkörper bevorzugt berührungslos. Das Ausstoßen der Wirkkörper wird dann pneumatisch oder mechanisch durchgeführt. Die Wirkkörper selbst sind munitionsfreie Pakete, die mittels Heißluft oder einem Laser angezündet werden.
Die US 4,391,195 A betrifft ein System zur Detonation von insbesondere zueinander beabstandeten Sprengladungen mittels Laser und optischen Faser-Leitungen.
Diesen Gedanken weiter verfolgend stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Anzündvorrichtung bzw. Aktivierungseinheit für munitionsfreie Wirkkörper/Wirkmassen aufzuzeigen.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Ausgehend von dem Gedanken, dass bei einer Anzündung mittels Heißluft bekanntlich eine weitere Wärmequelle geschaffen wird, auf die die Hitze suchenden Lenkflugkörper ansprechen können, konzentriert sich der eigene Weg auf eine Anzündung mittels Laser, obwohl eine thermische Anzündquelle Wärme isoliert ausgeführt werden könnte und es Maßnahmen gibt, die es ermöglichen, die notwendige Aufwärmzeit der thermischen Quelle zu beschleunigen. Jedoch vermeidet die Anzündung der Flares mittels Laser prinzipiell die Schaffung einer weiteren Wärmequelle an der Außenseite eines Flugzeugs, Fahrzeugs etc.
Daher liegt der Erfindung die Idee einer Laseranzündung bzw. Aktivierung mittels Laser zugrunde. Ein großer Vorteil bei einer Laseranzündung liegt darin, dass sich in einfacher Art und Weise eine zeitlich definierte Energiemenge exakt dosieren lässt. Dies ermöglicht eine zeitliche Auflösung des Zündvorganges im bereich < 1 μs und gewährleistet so einen optimalen Wirkungsgrad der Zündvorrichtung.
Die RP-Flares werden also mittels Laserstrahlung mit einer ausreichend hohen Leistungsdichte auf ihrer Oberfläche beaufschlagt. Durch eine Absorption der Laserstrahlung erhöht sich die Temperatur der RP-Flares, was eine Entzündung mit selbst erhaltender Verbrennung mit sich bringt. Für eine ideale Zündung (Aktivierung) der Flares wird die Laser-Energie auf einen größtmöglichen Anteil der Oberfläche gerichtet. Dazu wird die Laserstrahlung durch entsprechende Optiken so geformt, dass eine optimale Verteilung auf der Oberfläche erreicht wird.
Diese Lösung ermöglicht neben den bereits genannten Vorteilen, wie eine schnelle Reaktionszeit ohne notwendige Vorlaufzeiten oder einen genau definierten Energieeintrag eine extrem flexible Anzündkonfiguration.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
1 eine Seitendarstellung einer Aktivierungseinheit,
2 eine Draufsichtdarstellung auf die Einheit aus 1, und
3 eine Schnittdarstellung zur Darstellung der Brennkammer aus 1.
In den Figuren ist eine Anzünd- bzw. Aktivierungseinheit mit 100 gekennzeichnet, bestehend aus einer Brennkammer 1 und Adapter (sechs) 3 zur Aufnahme für diverse (sechs) Laseroptiken 2 sowie einer Verteilerplatte 4 für vorzugsweise einen Druckluftverteiler 5. Beide können über Zylinderschrauben befestigt werden. Für die Belüftung ist die Brennkammer 1 mit einer Anzahl von Belüftungskanälen 9, zumindest jedoch einen, versehen, welche über Winkel (sechs) 8 mit Druckluft aus dem Verteiler 5 beaufschlagt werden. Nicht verwendete Öffnungen können mit Blindstopfen oder Senkschrauben verschlossen werden. Mit 10 ist ein Gehäuse der Einheit 100 bezeichnet, dass über eine Platte 11 an einem Objekt, Fahrzeug etc. angebaut werden kann.
Die Funktion des Anzündens bzw. Aktivierens ist wie folgt:
Ein Flare-Pakt besteht in einer ersten Variante aus ca. 150, beispielsweise gestapelten Einzelflares (RP-Flareblättchen), die mit einer Angelschnur im Zentrum (Loch ca. 5 mm) zusammengebunden sind.
Der Durchmesser des Flare-Pakets beträgt ca. 30 mm. Die Blättchen werden durch beispielsweise drei Bögen Angelschnur zusammengehalten. Damit die Angelschnur bei der Bewegung an der Laser-Quelle vorbei auf jeden Fall aufgetrennt wird, wird die Angelschnur auf der Anzündfläche zur Längsachse vorzugsweise verdreht. Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Flare-Paket so verdreht wird, dass die Angelschnur nicht parallel zur Längsachse des Flare-Pakets verläuft. Um nach erfolgter Trennung ein optimales Zerfallen zu gewährleisten, sollte die Schnürung ausschließlich auf der Oberfläche des Flare-Pakets geführt werden. Eine innen liegende Schnürung ist zu vermeiden.
Das/die Flare-Paket(e) werden durch den Mittelkanal (1) der Anzündeinheit 100 (Gehäuse 10) geschoben und werden seitlich mit bis zu sechs Laserstrahlungen durch die Optiken 2 bestrahlt. Diese Laserstrahlung zünden die einzelnen Flare-Blättchen an und trennen die Angelschnur auf. Der flächige Energieeintrag der Laserstrahlung beschleunigt den Zündvorgang des Flare-Pakets und gewährleistet so eine hinreichend schnelle Anstiegsflanke der Strahlleitung des IR-Scheinzieles.
Die Gasspülung unterstützt zum einen den Anzündvorgang und verhindert zum anderen die Verschmutzung der Laseroptiken 2 durch Abbrandprodukte. Die Laserquelle(n) und -steuerung sind räumlich von der Brennkammer 1 getrennt, die Laserstrahlung wird vorzugsweise über Lichtleitkabel oder dergleichen zur Brennkammer 1 transportiert und mit einer Strahlführung versehen, die mit Hilfe der Adapter 3 mit der Brennkammer 1 verbunden werden. Um zu vermeiden, dass eine gegenseitige Beeinflussung der Laserstrahlung den Anzündvorgang verschlechtert, weisen die Strahlengänge einen seitlichen Versatz aus dem Zentrum des Mittelkanals der Brennkammer 1 auf.
Alternativ kann das Flare-Paket durch eine vollständig verbrennbare Hülle (nicht näher dargestellt) gekapselt sein. In diesem Fall erfolgt die Anzündung der verbrennbaren Hülle bzw. des Flare-Paket von außen über die Ober-Seitenfläche der Hülle. In der Hülle kann sich zudem zusätzlich eine Anzündhilfe zur Unterstützung der Flareanzündung befinden.

Claims

Anzünd- bzw. Aktivierungseinheit (100) von Rot-Phosphor-Flares bzw. Wirkkörpern mittels Laserstrahlung, gekennzeichnet durch • eine Brennkammer (1) sowie mehrere Adapter (3) zur Aufnahme diverser Laseroptiken (2), sodass • ein Anzünden eines einzelnen RP-Flares oder Wirkkörpers mittels Laserstrahlung berührungslos im Durchflug durch die Brennkammer (1) erfolgt. • die Laseroptiken (2) umfänglich gleichmäßig am Gehäuse (10) und zueinander beabstandet derart angebracht sind, dass ein gleichmäßiges Anzünden des RP-Flares bzw. Wirkkörpers realisiert wird.
Anzündeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilerplatte (4) für wenigstens einen Druckluftverteiler (5) zur Gasspülung eingebunden ist.
Anzündeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Belüftung die Brennkammer (1) mit wenigstens einem Belüftungskanal versehen ist, welche über Winkel (8) mit Druckluft aus dem Verteiler (5) versehen werden.
Anzündeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlengänge einen seitlichen Versatz aus dem Zentrum des Mittelkanals der Brennkammer (1) aufweisen.
Anzündeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sechs Laseroptiken (2) eingebunden sind.
RP-Flare bzw. Wirkkörper, die durch eine Anzünd- bzw. Aktivierungseinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gezündet werden, gekennzeichnet durch mehrere, beispielsweise gestapelten Einzelflares zw. RP-Flareblättchen, die mit einer Angelschnur im Zentrum zusammengebunden sind.
RP-Flare bzw. Wirkkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blättchen durch beispielsweise drei Bögen Angelschnur zusammengehalten werden.
RP-Flare nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Angelschnur auf der Anzündfläche zur Längsachse vorzugsweise verdreht wird, sodass die Angelschnur nicht parallel zur Längsachse des Flare-Pakets verläuft.
RP-Flare bzw. Wirkörper nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnürung ausschließlich auf der Oberfläche des Flare-Pakets geführt wird.
RP-Flare oder Wirkkörper, die durch eine Anzünd- bzw. Aktivierungseinheit (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gezündet werden, gekennzeichnet durch eine vollständig verbrennbare Hülle, in der diese gekapselt sind.