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Die Erfindung betrifft einen Flugkörper, der mittels eines Raketenmotors angetrieben wird, wobei der Raketenmotor oder ein davon ausgestoßener Strom von Verbrennungsabgasen beim Betrieb des Raketenmotors oder unmittelbar danach eine erste Infrarot (IR)-Strahlung emittiert, welche von einem ersten IR-Suchkopf detektierbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Flugkörpers.
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Beim Salvenschuss von Lenkflugkörpern, insbesondere Luft-Luft oder Boden-Luft Lenkflugkörpern, im Abstand von etwa 1 bis 1,5 Sekunden besteht das Problem, dass die IR-Abstrahlung des Lenkflugkörpers bzw. dessen Motors beim Suchkopf des jeweils nachfolgenden Lenkflugkörpers dazu führen kann, dass der vorausfliegende Lenkflugkörper als feindlicher Lenkflugkörper erkannt und infolgedessen die korrekte Feindzielsuche des nachfolgenden eigenen Lenkflugkörpers nachhaltig beeinträchtigt wird. Während der Brenndauer des Raketenmotors liefert dieser in der Regel noch eine relativ eindeutige Signatur, welche vom Suchkopf eines nachfolgenden Lenkflugkörpers gegebenenfalls erkannt und zugeordnet werden kann. Nach Brennschluss des Raketenmotors liefert dieser jedoch nur noch eine relativ unspezifische IR-Strahlung. Der nachfolgende Lenkflugkörper kann infolgedessen nicht mehr den eigenen von einem feindlichen Lenkflugkörper unterscheiden.
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Eine Möglichkeit zur Vermeidung des Problems besteht darin, das Blickfeld des Suchkopfes des nachfolgenden Lenkflugkörpers so einzuengen, dass der vorausfliegende Lenkflugkörper nicht in dieses Blickfeld fällt. Der Nachteil dieser Maßnahme besteht jedoch darin, dass dann auch feindliche Flugkörper innerhalb dieses Blickfelds nicht erkannt werden können.
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Übungsziele werden häufig mit Signaturverstärkern ausgestattet, so dass der IR-Suchkopf eines Lenkflugkörpers eindeutig das Ziel erkennen und von eigenen Lenkflugkörpern unterscheiden konnte. In einer realen Gefechtssituation gab es bisher jedoch keine befriedigende Lösung des Problems, dass eigene Lenkflugkörper als feindliche erkannt werden können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Flugkörper und dessen Verwendung anzugeben, wobei der Flugkörper so ausgestattet ist, dass er eindeutig von einem feindlichen Flugkörper unterschieden werden kann.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 13 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 12 und 14.
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Erfindungsgemäß ist ein Flugkörper vorgesehen, der mittels eines Raketenmotors angetrieben wird, wobei der Raketenmotor und/oder ein davon ausgestoßener Strom von Verbrennungsabgasen beim Betrieb des Raketenmotors oder unmittelbar danach eine erste IR-Strahlung mit einer ersten Signatur emittiert, welche von einem ersten IR-Suchkopf detektierbar ist. Die erste IR-Strahlung kann demnach sowohl die von den heißen Verbrennungsabgasen emittierte IR-Strahlung als auch die von den heißen Teilen des Raketenmotors bei und nach dem Betrieb des Raketenmotors emittierte IR-Strahlung oder jeweils nur die von den heißen Verbrennungsabgasen emittierte IR-Strahlung oder die von den heißen Teilen des Raketenmotors bei und/oder nach dem Betrieb des Raketenmotors emittierte IR-Strahlung umfassen. Der Flugkörper weist ein Kennzeichnungsmittel zur Kennzeichnung gegenüber dem ersten IR-Suchkopf oder gegenüber einem zweiten IR-Suchkopf auf. Das Kennzeichnungsmittel emittiert unabhängig vom Antrieb des Flugkörpers eine zweite IR-Strahlung, welche eine von der ersten Signatur verschiedene spezifische zweite Signatur aufweist, die vom ersten oder zweiten IR-Suchkopf detektierbar ist. „Unabhängig vom Antrieb des Flugkörpers“ bedeutet insbesondere, dass das Kennzeichnungsmittel kein Bestandteil des Antriebs, insbesondere des Treibstoffs, des Flugkörpers ist und nicht dem Antrieb des Flugkörpers dient. Ein dem Flugkörper nachfolgender weiterer Flugkörper, der den ersten IR-Suchkopf oder den ersten und den zweiten IR-Suchkopf aufweist, kann durch die spezifische zweite Signatur oder die Kombination der spezifischen zweiten Signatur mit der ersten Signatur erkennen, dass der vorausfliegende Flugkörper ein eigener und kein feindlicher Flugkörper ist. Bei dem Flugkörper und dem weiteren Flugkörper kann es sich jeweils um Lenkflugkörper handeln. Unter der Signatur einer Strahlung werden allgemein die spezifischen Eigenschaften der Strahlung, insbesondere die Wellenlänge der Strahlung und beim Vorhandensein mehrerer Wellenlängen das Spektrum der Wellenlängen der Strahlung und/oder das Verhältnis der Intensitäten der Strahlung bei den jeweiligen Wellenlängen und/oder eine zeitliche Modulierung der Strahlung, verstanden.
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Das erfindungsgemäß vorgesehene Kennzeichnungsmittel erlaubt es, einen mittels Raketenmotor angetriebenen Flugkörper verhältnismäßig einfach, preiswert, zuverlässig und an einen spezifischen IR-Suchkopf adaptierbar eindeutig zu kennzeichnen. Da die Dauer der Emission der zweiten IR-Strahlung unabhängig von der Betriebsdauer des Raketenmotors ist, erlaubt es das erfindungsgemäß vorgesehene Kennzeichnungsmittel, den Flugkörper über dessen gesamte Flugstrecke, d. h. insbesondere auch in einer Flugphase nach dem Ende des Betriebs des Raketenmotors, zu kennzeichnen. Dadurch unterscheidet sich das erfindungsgemäß vorgesehene Kennzeichnungsmittel von einem ebenfalls möglichen Kennzeichnungsmittel in Form eines Additivs zum Treibstoff des Raketenmotors. Im Gegensatz zu einem solchen Additiv mindert das erfindungsgemäß vorgesehene Kennzeichnungsmittel nicht die Leistung des Raketenmotors.
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Der erfindungsgemäße Flugkörper kann auch dadurch bereitgestellt werden, dass ein bestehender, mittels Raketenmotor angetriebener Flugkörper nachträglich mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Kennzeichnungsmittel ausgestattet wird.
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Der erfindungsgemäße Flugkörper erlaubt es, mehrere Flugkörper dicht hintereinander in dasselbe Zielgebiet abzufeuern, ohne befürchten zu müssen, dass einer der Flugkörper einen vorausfliegenden Flugkörper als zu bekämpfendes Ziel erkennt. Dadurch ist es nicht nötig, das Blickfeld des ersten IR-Suchkopfes einzuengen, damit die IR-Emission des vorausfliegenden Flugkörpers nicht vom nachfolgenden Flugkörper erfasst wird.
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Bei dem Kennzeichnungsmittel kann es sich um einen pyrotechnischen Satz oder ein IR-Strahlung mittels mindestens einer Diode emittierendes elektrisches Mittel handeln. Die von dem pyrotechnischen Satz bei dessen Abbrand abgegebene zweite Signatur kann durch geeignete Auswahl der pyrotechnischen Komponenten an den Detektionsbereich des ersten oder zweiten Suchkopfes adaptiert werden. Bei der mindestens einen Diode kann es sich um eine LASER-Diode handeln. Das elektrische Mittel muss dabei eine Stromversorgung umfassen, welche eine ausreichend starke Emission der spezifischen zweiten Signatur ermöglicht, um vom ersten oder zweiten IR-Suchkopf detektiert zu werden. Der Vorteil des pyrotechnischen Satzes gegenüber dem IR-Strahlung mittels mindestens einer Diode emittierenden elektrischen Mittel ist, dass das vom pyrotechnischen Satz emittierte Spektrum und dessen Intensitätsverlauf ohne Kenntnis der Zusammensetzung des pyrotechnischen Satzes und der Eigenschaften der dazu verwendeten Materialien und ohne Kenntnis der Form des pyrotechnischen Satzes äußerst schwer kopierbar sind. Es ist für einen potenziellen oder tatsächlichen Feind daher kaum möglich, die eigenen Flugkörper mit einem pyrotechnischen Satz mit identischen Eigenschaften wie das erfindungsgemäß vorzusehende Kennzeichnungsmittel auszustatten, um diesen Flugkörper als „nichtfeindlich“ zu kennzeichnen.
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Der pyrotechnische Satz kann so im Bereich einer Düse des Raketenmotors angebracht sein, dass eine Wärmeabstrahlung eines aus der Düse ausgestoßenen Stroms von Verbrennungsabgasen eine Entzündung des pyrotechnischen Satzes bewirkt. Zur leichteren Entzündbarkeit des pyrotechnischen Satzes kann dieser so ausgeformt sein, dass er eine(n) in den Strom der Verbrennungsabgase reichende(n) Ausstülpung oder Fortsatz, beispielsweise in Form einer Anzündnase, aufweist.
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Der pyrotechnische Satz kann als Pressling oder als erstarrter Gießkörper ausgestaltet sein. In beiden Fällen kann er exakt an die Form der Düse oder eines Bauteils der Düse des Raketenmotors angepasst werden.
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Der pyrotechnische Satz kann mindestens eine Verbindung oder ein Salz von Brom und/oder eine Verbindung oder ein Salz eines Alkalimetalls, insbesondere Kalium, Rubidium oder Cäsium, umfassen oder daraus bestehen. Brom und die Alkalimetalle emittieren IR-Strahlung einer definierten Wellenlänge oder zumindest eines sehr engen Wellenlängenbereichs, die sich sehr gut von der üblicherweise von einem Raketenmotor emittierten IR-Strahlung differenzieren lässt. Die übliche IR-Strahlung eines Raketenmotors ist vor allem durch die von H2O und OH verursachte IR-Emission im Wellenlängenbereich von 1.700 nm bis 2.300 nm und die von CO2 verursachte IR-Emission im Wellenlängenbereich von 4.000 nm bis 5000 nm gekennzeichnet. Kalium verursacht dagegen eine IR-Emission im Wellenlängenbereich von 760 nm, Rubidium im Wellenlängenbereich von 790 nm, Cäsium im Wellenlängenbereich von 800 nm bis 900 nm und Brom im Wellenlängenbereich von 3.300 nm.
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Bei dem Salz kann es sich um ein Nitrat handeln.
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Der pyrotechnische Satz kann weiterhin ein Bindemittel, insbesondere ein Silikon und/oder ein Epoxidharz, enthalten. Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Kennzeichnungsmittel so ausgestaltet, dass sich eine Emission der zweiten IR-Strahlung durch das Kennzeichnungsmittel nach einem Ende eines Betriebs des Raketenmotors fortsetzt. Dazu kann der pyrotechnische Satz so bemessen sein, dass dessen Brenndauer eine Brenndauer des Raketenmotors übersteigt. Dadurch erlaubt das Kennzeichnungsmittel auch noch nach dem Ende des Betriebs des Raketenmotors ein Erkennen des Flugkörpers als eigenen Flugkörper. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil der Flugkörper üblicherweise nach dem Ende des Betriebs des Raketenmotors seinen Flug fortsetzt und der Raketenmotor nur noch unspezifische IR-Strahlung emittiert.
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Bei der Auswahl der Komponenten des pyrotechnischen Satzes kann eine beim Abbrand keinen oder zumindest keine wesentliche Menge an Rauch freisetzende Zusammensetzung gewählt werden. Dadurch wird eine Absorption oder Streuung der zweiten IR-Strahlung durch Rauch zumindest weitgehend vermieden und die Erkennbarkeit der zweiten Signatur der von dem pyrotechnischen Satz emittierten zweiten IR-Strahlung verbessert.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung ist das Kennzeichnungsmittel zu einem solchen Teil verdeckt am Flugkörper angebracht, dass die vom Kennzeichnungsmittel emittierte zweite IR-Strahlung nur innerhalb eines definierten Winkels zur Flugrichtung des Flugkörpers, insbesondere innerhalb eines Winkels von höchstens +/- 90°, insbesondere +/- 45°, abgestrahlt wird und daher auch nur in einem solchen Winkel detektierbar ist. Dadurch kann erreicht werden, dass ein direkt auf den Flugkörper zufliegender gegnerischer Lenkflugkörper allein auf Grund seiner Flugrichtung selbst dann als feindlich erkannt wird, wenn er die zweite IR-Strahlung emittiert und ein quer zur Flugrichtung oder in gleicher Flugrichtung fliegender Lenkflugkörper nur dann bekämpft wird, wenn er die zweite IR-Strahlung nicht emittiert. Die Sicherheit der Erkennbarkeit eines eignen gegenüber einem fremden Flugkörper wird dadurch weiter verbessert.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung ist das Kennzeichnungsmittel so ausgestaltet, dass die von ihm emittierte zweite IR-Strahlung zeitlich moduliert emittiert wird oder - nach deren Emission - zeitlich moduliert wird. Die zeitlich modulierte Emission kann z. B. bei dem elektrischen Mittel elektronisch erreicht werden. Die nach der Emission erfolgende zeitliche Modulation kann z. B. durch ein Retikel erreicht werden. Bei dem Retikel handelt es sich um eine rotierende Scheibe mit Öffnungen, wobei die emittierte IR-Strahlung nur durch die Öffnungen abgestrahlt werden kann. Die zeitlich modulierte IR-Strahlung bewirkt, dass die spezifische zweite Signatur eine zeitliche Modulation umfasst. Das Kennzeichnungsmittel wird dadurch noch sicherer gegenüber einer Kopie durch einen potentiellen oder tatsächlichen Gefechtsgegner. Der erste oder der zweite Suchkopf kann in einem solchen Fall, insbesondere in Verbindung mit einer Datenverarbeitungseinheit, so ausgestaltet sein, dass er die spezifische zeitliche Modulation erkennt.
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Das Kennzeichnungsmittel kann so ausgestaltet sein, dass die von ihm emittierte zweite IR-Strahlung ein Spektrum mindestens zwei verschiedener definierter IR-Strahlungen umfasst. Zumindest zwei der verschiedenen definierten IR-Strahlungen können sich dabei in ihrer Intensität unterscheiden. Sowohl die verschiedenen definierten IR-Strahlungen als auch die verschiedenen Intensitäten lassen sich elektronisch, beispielsweise durch eine Kombination unterschiedlicher Dioden, oder pyrotechnisch, beispielsweise durch eine Kombination einzelner Blöcke unterschiedlicher pyrotechnischer Sätze, realisieren, wobei jeder der Blöcke bei seinem Abbrand ein anderes Strahlungsspektrum emittiert. Der Flugkörper kann dadurch z. B. mit einem Binärcode aus einzelnen Blöcken kodiert werden. Die Blöcke erscheinen aus der Entfernung wie ein einzelner Punktstrahler im Suchkopf. Im Suchkopf können dann die verschiedenen Wellenlängen mit Hilfe von Filtern getrennt erfasst und dadurch erkannt werden.
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Sowohl durch das Spektrum mindestens zwei verschiedener definierter IR-Strahlungen als auch durch die unterschiedlichen Intensitäten lassen sich weitere von einem potentiellen oder tatsächlichen Gefechtsgegner nur schwer zu kopierende spezifische zweite Signaturen erzeugen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen Flugkörpers in Kombination mit einem weiteren Flugkörper, wobei der weitere Flugkörper einen ersten IR-Suchkopf aufweist, wobei der erste IR-Suchkopf so ausgebildet ist, dass er sowohl die erste Signatur der von dem Raketenmotor des Flugkörpers und/oder von einem davon ausgestoßenen Strom von Verbrennungsabgasen beim Betrieb des Raketenmotors emittierten ersten IR-Strahlung als auch die zweite Signatur der vom Kennzeichnungsmittel emittierten zweiten IR-Strahlung detektieren kann, wobei dem ersten IR-Suchkopf eine Datenverarbeitungseinheit nachgeschaltet ist. Es ist auch möglich, dass stattdessen der weitere Flugkörper einen ersten und einen zweiten IR-Suchkopf aufweist, wobei der erste IR-Suchkopf so ausgebildet ist, dass er die erste Signatur von dem Raketenmotor des Flugkörpers und/oder von einem davon ausgestoßenen Strom von Verbrennungsabgasen beim Betrieb des Raketenmotors emittierten ersten IR-Strahlung detektieren kann und der zweite IR-Suchkopf so ausgebildet ist, dass er die zweite Signatur der vom Kennzeichnungsmittel emittierten zweiten IR-Strahlung detektieren kann, wobei dem ersten und dem zweiten IR-Suchkopf eine Datenverarbeitungseinheit nachgeschaltet ist.
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In beiden Fällen entscheidet die Datenverarbeitungseinheit bei einem Detektieren der ersten Signatur ohne die zweite Signatur, dass der Flugkörper ein feindlicher Flugkörper ist, und bei einem gleichzeitigen Detektieren der ersten Signatur und der zweiten Signatur, dass der Flugkörper ein eigener Flugkörper ist. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung kann die Emission der zweiten IR-Strahlung durch das Kennzeichnungsmittel nach dem Ende eines Betriebs des Raketenmotors fortgesetzt werden. Dadurch kann der eigene Flugkörper auch nach dem Ende des Betriebs des Raketenmotors noch als eigener Flugkörper erkannt werden. Nach Brennschluss des Raketenmotors besteht eine besonders hohe Gefahr der fehlerhaften Erkennung als feindlicher Flugkörper, weil die IR-Abstrahlung des nach Brennschluss noch heißen Raketenmotors sehr unspezifisch ist.
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Durch die vorliegende Erfindung ist es auf sehr preiswerte, unkomplizierte und zuverlässige Art möglich, einen Flugkörper über die gesamte Flugstrecke des Flugkörpers mit einer eindeutigen und adaptierbaren Signatur so zu kennzeichnen, dass sich dessen IR-Signatur von allen fremden Flugkörper-Signaturen unterscheidet und er damit zu jedem Zeitpunkt sicher als eigener Flugkörper erkannt werden kann. Die vorgeschlagene erfindungsgemäße Lösung lässt sich auch gut bei bestehenden Flugkörpern nachrüsten.
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In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist das Kennzeichnungsmittel durch metallische Zusätze, insbesondere durch Zusatz von gedruckten Schaltungen so ausgelegt, dass ein eigenes Bodenradar in der Lage ist, die Trajektorie des eigenen Lenkflugkörpers zuverlässiger verfolgen und - insbesondere bei Schwarmsituationen - besser von gegnerischen Flugkörpern unterscheiden zu können.
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Des Weiteren kann auch ein eigenes Flugzeug mit dem erfindungsgemäßen signaturgebenden Merkmal ausgestattet werden, was insbesondere für eigene in einem Verband (beispielsweise in einer Alarmrotte) fliegende Flugzeuge einen höheren Sicherheitsgrad gegenüber versehentlichem Eigenbeschuss bietet. Für diesen Fall könnte das Magazin des üblicherweise vorhandenen Flare Dispensers genutzt werden, um nach Initiierung durch den Missile Approach Warner die Zündung einer erfindungsgemäßen pyrotechnischen Ladung zu bewirken, welche dem Suchkopf des anfliegenden eigenen Lenkflugkörpers ein Signal zum Missionsabbruch vermitteln kann. Hierzu kann die besagte aus dem Flare Dispenser ausbringbare pyrotechnische Ladung als Einzelladungen ausgelegt und so gezündet werden, dass dabei durch zeitliche Staffelung dem Suchkopf ein kodiertes Gesamtsignal vermittelt werden kann und alleine hierdurch bereits der Missionsabbruch des Lenkflugkörpers erfolgen wird. Der Begriff „Missionsabbruch“ beinhaltet in vorliegenden erfindungsgemäßen Fall auch den Abbruch der Zielverfolgung durch den Flugkörper und die Suche nach einem anderen Ziel.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- 1 zeigt den hinteren Teil eines Flugkörpers mit einem Raketenmotor.
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An der Düse 16 des Raketenmotors des Flugkörpers 12 werden die beiden Kennzeichnungsmittel 14 jeweils durch Einkleben in eine der Form der Kennzeichnungsmittel 14 jeweils entsprechende Ausnehmung in einem das Ende der Düse 16 bildenden Ring 18 befestigt. Bei dem Kennzeichnungsmittel 14 handelt es sich um einen als Pressling ausgestalteten pyrotechnischen Satz. Beide Presslinge weisen eine Anzündnase 20 auf. Die Presslinge werden so an dem Ring 18 befestigt, dass die Anzündnase 20 jeweils in den Strömungskanal des ausgestoßenen Stroms von Verbrennungsabgasen hineinreicht.
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Der pyrotechnische Satz kann dabei aus Silikon, Hexamethylentetramin, Epoxidharz und einem Alkalimetallnitrat, beispielsweise Kaliumnitrat, Cäsiumnitrat oder Rubidiumnitrat, zusammengesetzt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 12
- Flugkörper
- 14
- Kennzeichnungsmittel
- 16
- Düse
- 18
- Ring
- 20
- Anzündnase
