-
Die Erfindung betrifft ein System
zum Schutze eines Objektes, insbesondere eines gepanzerten Fahrzeuges,
gegen die Einwirkung eines schnellen Projektiles, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
-
Aus der
DE 44 26 014 A1 ist ein
System zum Schutz eines Zieles wie eines Panzerfahrzeuges, eines
Bunkers oder dergleichen gegen Flugkörper bekannt. Dieses bekannte
Schutzsystem weist einen Abschussbehälter mit mindestens einem Abschussrohr
für eine
zugehörige
Splittergranate auf. Das Abschussrohr ist an einem Basisteil verstellbeweglich vorgesehen.
Eine Sensoreinrichtung ist zum Erfassen des zu bekämpfenden
Flugkörpers
und zur Ausrichtung des Abschussbehälters auf den zu bekämpfenden
Flugkörper
vorgesehen. Mit der Sensoreinrichtung ist über eine Signalverarbeitungseinrichtung eine
Steuerungseinrichtung für
eine Antriebseinrichtung zusammengeschaltet. Die Antriebseinrichtung dient
zum Ausrichten des Abschussbehälters
in Bezug auf das Basisteil auf den zu bekämpfenden Flugkörper. Die
mindestens eine Splittergranate weist eine spezielle Splitterbelegung
und eine Zündeinrichtung
zur Steuerung des Zündzeitpunktes
auf.
-
Aus der
DE 196 01 756 C1 ist ein
Verfahren und eine Einrichtung zum Schutz eines gepanzerten Objektes
gegen die Bedrohung durch ein schnelles Projektil, insbesondere
eines gegen Kampfpanzer eingesetzten KE-Pfeilgeschosses, bekannt.
Dieses Verfahren und diese Einrichtung beruhen darauf, die Bewegungs-
und Einsatzfähigkeit
des fahrenden Objektes nicht durch ohnehin nur in Teilbereichen
anbringbare Reaktionsplatten einzuschränken, sondern das Objekt in
Hauptbedrohungsrichtung mit winkelmäßig versetzten oder seitenrichtbaren
Abschussrohren für
leicht nachladbare Blast-Granaten auszustatten. Eine solche Blast-Granate
wird dem sensorisch erfassten angreifenden Projektil entgegen geschossen.
Beim Passieren wird der Gefechtskopf der Blast-Granate gezündet, so
dass dessen Gasschwaden- und Reaktionsdruckwelle vornehmlich auf
den Projektil-Bereich hinter dessen Schwerpunkt einwirkt und so
dessen Angriffsorientierung – vielleicht
sogar auch dessen Angriffsbahn – ändert. Ein
Treffer kann dadurch nicht unbedingt vermieden werden, aber der Treffer
würde nicht
mehr in Längsrichtung
sondern in einer für
die normale Panzerung des Objektes ungefährlichen Querrichtung erfolgen.
-
Die
DE 198 47 091 A1 beschreibt ein Verfahren
zum Schützen
eines Objektes gegen die Einwirkung eines schnellen Projektiles,
wobei zur Abwehr eines angreifenden Heckflügel-stabilisierten Projekttiles,
wie insbesondere eines KE-Penetrators,
diesem vom zu schützenden
Objekt her eine Blastgranate entgegengeschossen wird, wobei die
Gasschwaden- und Reaktionsdruck-Blastwelle
des gezündeten
Blastgefechtskopfes vorwiegend auf den Heckbereich des angreifenden
Projektiles einwirkt und dieses dadurch aus der Angriffsrichtung
heraus verschwenkt, damit das angegriffene Objekt verfehlt oder
wenigstens nicht in Längsrichtung
getroffen wird. Weil wegen der hohen Passagegeschwindigkeit nur
ein sehr kleines wirksames Einwirkungs-Zeitfenster besteht, wird für eine optimale
Blastwirkung aus der sensorisch erfassten Annäherungskinematik der Rendezvouszeitpunkt
der dichtesten Annäherung der
Blastgranate an das Heck des abzuwehrenden Projektiles extrapoliert
und der Blastgefechtskopf um systembedingte Verzugszeiten gegenüber jenem Rendezvouszeitpunkt
vorverlegt zur Zündung
angesteuert. Bei den für
die zeitliche Vorverlegung zu berücksichtigenden systembedingten
Verzugszeiten handelt es sich insbesondere um die Signalübertragungszeiten
und um die Verarbeitungszeiten zwischen Sensoren und Steuerrechner
sowie zwischen Steuerrechner und Zündeinrichtung, um die Zündverzugszeit
zwischen der Ankunft des Zündkommandos und
dem Zünden
des Blastgefechtskopfes sowie um die Laufzeit der Blastwelle über die
dann gegebene Distanz von der Blastgranate zum Heckbereich des abzuwehrenden
Projektiles.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu
Grunde, ein System der eingangs genannten Art mit einem Annäherungszünder hoher
Auflösung
in der Abwehrgranate zu schaffen, um einen optimal abstandswirksamen
Objekt- insbesondere Fahrzeugschutz zu bewirken.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Systems
zum Schutze eines Objektes, insbesondere eines gepanzerten Fahrzeuges,
gegen die Einwirkung eines schnellen Projektiles sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 gekennzeichnet.
-
Ein ganz besonders abstandswirksamer Fahrzeugschutz
wird auch durch ein System mit den Merkmalen des Anspruches 9 erzielt,
wofür ein selbstständiger Patentschutz
beantragt wird. Der Anspruch 10 beinhaltet eine bevorzugte Weiterbildung des
erfindungsgemäßen Systemes
gemäß 9.
-
Während
herkömmliche
Annäherungszünder keine
Informationen über
die Winkellage des jeweils zu bekämpfenden schnellen Projektiles
geben, weist das erfindungsgemäße System
eine Granate mit einem Gefechtskopf mit einem Annäherungszünder hoher
Auflösung
auf. Das gilt sowohl für
den radialen Abstand als auch für
die Winkellage des zu bekämpfenden
schnellen Projektiles in Bezug auf die Granate. Bei der Granate
kann es sich sowohl um eine Blastgranate als auch um eine Splittergranate handeln.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systemes ergibt
sich eine Optimierung des Augenblickes der Auslösung der Granate.
-
Bei den beiden Sensorsystemen, d.h.
bei den beiden Antennenarrays der erfindungsgemäßen Granate, kann es sich um
passive Sensorsysteme oder um aktive Sensorsysteme handeln. Im ersteren Falle
kann ein Infrarotsensor zur Anwendung gelangen. Im Falle eines aktiven
Sensorsystemes kommt ein Radar- oder Lasersender zur Anwendung.
Hierbei wird in vorteilhafter Weise das Primärradar des zu schützenden
Fahrzeugs als Sender, d.h. als Beleuchter, verwendet. Insbesondere
ergibt sich in vorteilhafter Weise eine optimale Entfernungs- und
Winkelinformation, d.h. eine Information über die Position der Granate
in Bezug auf die Bedrohung, d.h. das schnelle Projektil und somit
eine Verbesserung der zeitlichen Auslösung des Zündzeitpunktes der Granate.
Die Auslösung
des Zündzeitpunktes
kann auch noch dadurch weiter verbessert, d.h. optimiert werden,
dass nicht benötigte,
d.h. das zu bekämpfende Projektil
nicht erfassende Sensoren bzw. Antennenelemente abgeschaltet werden.
Hierdurch wird die Rechnerleistung entsprechend reduziert.
-
Dadurch, dass bei einer bevorzugten
Ausbildung die Granate eine Anzahl Zündelemente aufweist, die zur
Längsachse
der Granate konzentrisch und voneinander gleichmäßig beabstandet vorgesehen
sind, ergibt sich die Möglichkeit,
die Granate, bei der es sich beispielsweise um eine Blastgranate
handelt, außermittig
zu zünden
und hierdurch die Blastwirkung in Richtung des zu bekämpfenden
Projektiles gezielt zu verstärken.
Bei der Zündung
wird derjenige Zünder
ausgewählt,
der eine Richtwirkung in der Richtung ausbildet, in der das zu bekämpfende schnelle
Projektil, bei dem es sich insbesondere um einen KE-Penetrator handelt,
vorbei fliegt. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, dass bei
gleicher Sprengmasse eine größere Reichweite
der Granate erreicht werden kann bzw. in den zu bekämpfenden KE-Penetrator
bei sonst gleichem Abstand ein größerer Impuls eingeleitet werden
kann. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systemes ergibt sich somit
ein optimaler Schutz eines Objektes, insbesondere eines gepanzerten
Fahrzeuges, gegen die Einwirkung eines schnellen Projektiles wie
eines KE-Penetrators.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in
der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Systemes
zum Schutze eines Objektes insbesondere eines gepanzerten Fahrzeuges
gegen die Einwirkung eines schnellen Projektiles.
-
Es zeigen:
-
1 eine
Seitenansicht einer Granate des Schutzsystemes sowie eines zu bekämpfenden schnellen
Projektiles,
-
2 eine
Ansicht der Granate und des zu bekämpfenden schnellen Projektiles
in Blickrichtung des Pfeiles II in 1, d.h. der Granate in einer Vorderansicht
und des zu bekämpfenden
schnellen Projektiles von hinten,
-
3 eine
Blockdarstellung zur schematischen Verdeutlichung des vorderen und
des hinteren Antennenarrays in Kombination mit einer zugehörigen Auswerteelektronikeinrichtung,
und
-
4 eine
schematische Darstellung einer Ausbildung der Granate mit einer
Anzahl Zündelemente,
die zur Längsachse
der Granate konzentrisch und voneinander gleichmäßig beabstandet vorgesehen
sind.
-
1 zeigt
ein zu bekämpfendes
schnelles Projektil 10. Hierbei handelt es sich beispielsweise um
einen KE-Penetrator, der an seinem Heck ein Stabilisierungsleitwerk 12 aufweist.
Das Projektil 10 wird mittels einer Granate 14 bekämpft, wobei
die Granate 14 insbesondere auf den Heckbereich des zu
bekämpfenden
schnellen Projektiles 10 einwirken soll und dieses dadurch
aus der Angriffsrichtung heraus verschwenkt und somit das (nicht
gezeichnete) angegriffene Objekt, insbesondere ein gepanzertes Fahrzeug,
verfehlt oder wenigstens nicht in Längsrichtung des Projektiles
getroffen wird.
-
Zu diesem Zwecke weist die Granate
einen mehrkanaligen Empfänger 16 (siehe 3) auf, der mit einem vorderen
Antennenarray 18 – siehe
auch die 1 und 2 – und mit einem hinteren Antennenarray 20 zusammengeschaltet
ist. Das vordere Antennenarray 18 weist erste Antennenelemente 22 auf,
die in Umfangsrichtung der Granate 14 äquidistant angeordnet sind.
Das hintere Antennenarray 20 weist zweite Antennenelemente 24 auf,
die ebenfalls in Umfangsrichtung der Granate 10 äquidistant
angeordnet sind.
-
Die ersten Antennenelemente 22 des
vorderen Antennenarrays 18 weisen keilförmige Antennendiagramme 26 und
die zweiten Antennenelemente 24 des hinteren Antennenarrays 20 weisen
keilförmige
Antennendiagramme 28 auf. Die keilförmigen Antennendiagramme 26, 28 weisen
beispielsweise einen Öffnungswinkel,
d.h. eine Halbwertsbreite von 40 Winkelgrad auf. Die ersten Antennenelemente 22 des
vorderen Antennenarrays 18 und die zweiten Antennenelemente 24 des
hinteren Antennenarrays 20 sind derartig vorgesehen, dass
sich die Antennendiagramme 26 des jeweiligen ersten Antennenelementes 22 und
des davon achsial beabstandeten zweiten Antennenelementes 24 in
einem schmalen Raumwinkelbereich überlappen. Dieser schmale Raumwinkelbereich
ist in 1 kreuzweise
schraffiert dargestellt und mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet.
Dieser schmale Raumwinkelbereich beträgt zum Beispiel sechs Winkelgrad.
Damit ist es folglich exakt möglich,
präzise
den Heckbereich des zu bekämpfenden
schnellen Projektiles 10 zu erfassen, so dass der in der
Granate 10 befindliche Annäherungszünder eine hohe Auflösung aufweist.
Das gilt nicht nur für
die jeweilige radiale Längsebene
gemäß 1 sondern außerdem auch
in Umfangsrichtung, d.h. für das
entsprechende Winkelsegment, das in 2 durch
den doppelt schraffierten schmalen Raumwinkelbereich 32 verdeutlicht ist.
Mit Hilfe des vorderen und des hinteren Antennenarrays 18 und 20 mit
sich innerhalb jeweils eines schmalen Raumwinkelbereiches 30 und 32 überlappenden
keilförmigen
Antennendiagrammen 26 und 28 der Antennenelemente 22 und 24 ist
also sowohl eine exakte Entfernungsdetektion als auch eine Detektion
der Winkellage des zu bekämpfenden
schnellen Projektiles 10 in Bezug auf die Granate 14 möglich, so
dass eine optimale zeitliche Auslösung des Zündzeitpunktes des Annäherungszünders der
Granate 14 möglich
ist.
-
Als System zum Beleuchten des zu
bekämpfenden
schnellen Projektiles 10 kann beispielsweise das Primärradar auf
dem zu schützenden
Fahrzeug genutzt werden. Das heißt die Granate 10 weist
kein eigenes Sendemodul auf. Vielmehr beinhaltet die Abwehrgranate 14 einen
einfachen mehrkanaligen Empfänger 16,
der mit dem vorderen und mit dem hinteren Antennenarray 18 und 20 zusammengeschaltet
ist. Das ist in 3 durch
die abgewinkelten Linien 34 und 36 für die ersten
und zweiten Antennenelemente 22 und 24 des vorderen
und des hinteren Antennenarrays 18 und 20 angedeutet.
Dabei wird ein an sich bekanntes „Sequential Lobing/Parallel
Beam"-Antennensystem
genutzt, d.h. es wird das vordere Antennenarray 18 und
das hintere Antennenarray 20 genutzt, wobei zwei benachbarte
Antennendiagramme 26 und 28 relativ großer Antennenhalbwertsbreite
ausgenutzt werden und die kombinierte Winkelauflösung durch die schmalen Raumwinkelbereiche 30 und 32 deutlich
verbessert wird. Es erfolgt also eine Einteilung der Blickrichtung
der ersten und zweiten Antennenelemente 22 und 24 des vorderen
und des hinteren Antennenarrays 18 und 20 in eine
entsprechende Anzahl Sektoren mit teilweise Überlappung entsprechend den
schmalen Raumwinkelbereichen 30 und 32 zur Verbesserung
der Auflösung
innerhalb jedes Radialelementes.
-
Beispielsweise kommen jeweils zehn
Antennenelemente 22 und 24 des vorderen und des
hinteren Antennenarrays 18 und 20 zur Anwendung,
die jeweils eine Halbwertsbreite von 40 Winkelgrad besitzen. Durch
Summen- bzw. Differenzbildung der sektorbezogenen Antennencharakteristika
der keilförmigen
Antennendiagramme 26 und 28 wird die Gesamtgenauigkeit
sowohl in der Entfernungsmessgenauigkeit (siehe 1) als auch in der Winkelmessgenauigkeit
(siehe 2) deutlich,
d.h. beispielsweise um einen Faktor 2 bis 5, gesteigert.
-
Die 4 verdeutlicht
schematisch eine Ausbildung der Granate 14 mit einer Anzahl
Zündelemente 38,
die zur Längsachse 40 der
Granate konzentrisch und voneinander gleichmäßig beabstandet vorgesehen
sind. Den Zündelementen 38 ist
eine Zündelektronikeinrichtung 42 zugeordnet,
die zur Berechnung eines passenden Zeitverzugs und zur Auswahl mindestens
eines passenden Zündelementes
in Bezug auf das zu bekämpfende
schnelle Projektil 10 (siehe 1 und 2j dient. Durch die passende außermittige
Zündung
mindestens eines Zündungselementes 38 wird
beispielsweise eine nicht konzentrische Ausformung der Blastwirkung
erzielt, wenn es sich bei der Granate 14 um eine Blastgranate
handelt. Diese Blastwirkung wirkt in der Richtung verstärkt, in
der das passend angewählte
Zündelement bezüglich der
Längsachse 40 der
Granate 14 liegt. Bei der Zündung wird dasjenige Zündelement 38 ausgewählt, das
in der Richtung, in der das zu bekämpfende Projektil 10 vorbei
fliegt, eine Richtwirkung ausbildet. Damit ist es möglich, bei
gleicher Sprengmasse der Granate 14 beispielsweise eine größere Reichweite
der Granate 14 zu erzielen bzw. bei ansonsten gleichem
Abstand in das zu bekämpfende
schnelle Projektil 10 gezielt einen größeren Impuls einzuleiten.
-
Die Zündelektronikeinrichtung 42 ist
außerdem
dazu vorgesehen, einen Zeitverzug nach Triggerung durch die ersten
und zweiten Antennenelemente 22 und 24 bzw. den
damit zusammengeschalteten mehrkanaligen Empfänger 16 zu berechnen und
dasjenige Zündelement 38 auszuwählen, das eine
gezielte Wirkung in der Richtung bewirkt, die von den entsprechenden
Antennenelementen 22 und 24, die den dem Projektil 10 entsprechenden
schmalen Raumwinkelbereich 30 und 32 ausbilden,
sensiert wurde. Die Zündelektronikeinrichtung 42 kann
außerdem
durch geeignete Kopplungselemente vor dem Verlassen der Abschussanlage
der Granate 14 mit solchen Parameterdaten versorgt werden,
die es erlauben, den Zündverzug
passend zu verändern und/oder
die Richtwirkung durch Zünden
eines oder mehrerer Zündelemente 38 passend
zu beeinflussen.
-
- 10
- zu
bekämpfendes
Projektil
- 12
- Stabilisierungsleitwerk
(von 10)
- 14
- Granate
- 16
- mehrkanaliger
Empfänger
(von 14)
- 18
- vorderes
Antennenarray (von 14)
- 20
- hinteres
Antennenarray (von 14)
- 22
- erste
Antennenelemente (von 18)
- 24
- zweite
Antennenelemente (von 20)
- 26
- keilförmige Antennendiagramme
(von 22)
- 28
- keilförmige Antennendiagramme
(von 24)
- 30
- schmaler
Raumwinkelbereich (zwischen 26 und 28)
- 32
- schmaler
Raumwinkelbereich (zwischen 26 und 28)
- 34
- abgewinkelte
Linie (zwischen 22 und 16)
- 36
- abgewinkelte
Linie (zwischen 24 und 16)
- 38
- Zündelemente
(von 14)
- 40
- Längsachse
(von 14)
- 42
- Zündelektronikeinrichtung
(in 14 für
38)