DE19536724B3

DE19536724B3 - Angetriebenes Scheinziel

Info

Publication number: DE19536724B3
Application number: DE1995136724
Authority: DE
Inventors: Dr. Obkircher Bernt; Dipl.-Ing. Kapp Rolf
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1995-10-02
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2015-10-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Scheinziel, insbesondere Infrarot-Scheinziel, zum Schutz von Luftfahrzeugen gegen anfliegende Lenkflugkörper. Erfindungsgemäß sind am Scheinziel, welches als angetriebener Flugkörper ausgebildet ist, mehrere staudruckinduzierte Bremsklappen (BK) vorhanden, die durch Wirkung einer Federkraft (SF) vom Rumpf des Scheinziels abgespreizt werden können. Das ausgestoßene Scheinziel bewegt sich durch gleichzeitiges Einwirken von Federkraft und Staudruck in Verbindung mit einem konstanten Schub des Scheinziels im wesentlichen mit derselben Geschwindigkeit fort, welche das zu schützenden Luftfahrzeug zum Zeitpunkt des Ausstosses aufwies.

Description

Die Erfindung betrifft ein angetriebenes Scheinziel, insbesondere ein Infrarot-Scheinziel, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Scheinziele im Infrarotbereich werden zum Selbstschutz von Flugzeugen gegen anfliegende Flugkörper benutzt. So sind zum Beispiel für Kampfflugzeuge Vorrichtungen zum Ausbringen von IR-Fackeln (Flares) bekannt. Als Problem ergibt sich, daß die Flares entweder, wenn sie als Spotflares auf MgF₂-Basis arbeiten, eine völlig falsche spektrale Anpassung an die IR-Abstrahlung des Flugzeugs haben und darüberhinaus unerwünschterweise stark im UV strahlen oder, wenn sie als Flächenflares auf Basis roter Phosphor arbeiten, aufgrund fehlender oder nicht der aktuellen Geschwindigkeit des Flugzeuges angepaßter Eigenbewegung als solche erkannt werden können, beziehungsweise erst ihre IR-Strahlung abgeben, wenn sie sich außerhalb des Sichtfensters des auf das Echtziel aufgeschalteten IR-Suchkopfes befinden. Darüberhinaus werden Flares gegen zukünftig zu erwartende, abbildende IR-Suchköpfe auch deshalb unwirksam sein, weil diese Scheinziele keine Konturen und Kanten im langwelligen IR aufweisen wie die Echtziele. Ein Scheinziel, welches als angetriebener Flugkörper ausgebildet ist, ist aus der DE 39 05 748 A1 bekannt.
Ein weiteres, als angetriebener Flugkörper ausgebildetes Scheinziel ist aus der DE 25 22 927 B1 bekannt. Der Antrieb des Scheinziels wird so programmiert, daß Flugbahnen und/oder Geschwindigkeiten von Scheinziel und dem zu schützenden Objekt kontinuierlich unterschiedlich werden.
In der US 3,114,315 ist ein Flugkörper mit Bremsklappen beschrieben, die sich unter Wirkung einer Federkraft vom Rumpf des Flugkörpers abspreizen. Die Kennlinie der Federn ist dabei so gewählt, daß der Flugkörper ohne Schockbelastung möglichst gleichmäßig abgebremst wird. Das bedeutet, daß die Bremsklappen bei hoher Geschwindigkeit nur leicht abgespreizt sind, während sich bei sinkender Geschwindigkeit der Abspreizwinkel kontinuierlich vergrößert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Scheinziel anzugeben, das sich nach dem Ausstoß annähernd mit der Geschwindigkeit des ausstoßenden Luftfahrzeugs und in dessen Flugrichtung weiterbewegt. Dies soll ohne aufwendige elektronische Steuer- und Regelmechanismen erreicht werden.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Scheinziel nach Anspruch 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände weiterer Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Scheinziel zum Schutz von Luftfahrzeugen gegen anfliegende Lenkflugkörper weist

– einen Antrieb mit konstantem Schub, sowie
– mehrere, spreizbare, federbetätigte Bremsklappen auf,

In einer vorteilhaften Ausführung wird die Treibstoffzusammensetzung des Scheinziels mit Sauerstoff unterbilanziert, wobei die Abgastemperatur unter 1000°C liegt. Durch die Sauerstoff-Unterbilanzierung entsteht ein erhöhter Anteil von CO, welches aufgrund seiner Emission im MIR für die IR-Simulation erwünscht ist. Außerdem wird eine Strahlung im UV-Bereich vermieden bei gleichzeitig relativ geringer Strahlung im NIR.
Vorteilhaft enthalten die Abgase des Scheinziel-Triebwerks neben dem erhöhten Anteil an CO auch HCl und/oder HBr.
Das erfindungsgemäße Scheinziel kann in den infrage kommenden atmosphärischen Fenstern des IR (1,9 bis 2,5 µm; 3–5 µm; 8–14 µm Wellenlänge) mit hinreichender Genauigkeit ein Flugzeug simulieren. Es ist im Infrarot spektral angepasst und weist dort durch seine Form Konturen auf.
Das erfindungsgemäße Scheinziel kann in einer bevorzugten Ausführungsform als kompakter, kleiner Verlustflugkörper ausgebildet sein, der drei Hauptkomponenten umfaßt:

– ein Triebwerk,
– Trag- und Leitwerk sowie
– staudruckinduzierte Bremsklappen.

Das Triebwerk erfüllt zwei Aufgaben: Es verleiht dem Scheinziel den notwendigen Schub, mit dem die maximal bei dem zu schützenden Flugzeug auftretende Geschwindigkeit erreicht werden kann und erzeugt die gewünschte Infrarot-Abstrahlung.
Eine O₂-unterbilanzierte Treibstoffrezeptur ohne schuberhöhende Metallbestandteile wie z. B. Al sorgt für eine niedrige Abgastemperatur unter 1000°C und für eine spezielle Abgaszusammensetzung mit Gasen, die ihre Hauptemissionsbanden im mittleren Infrarot (MIR 3–5 μm) haben. Die niedrige Abgastemperatur von unter 1000°C bewirkt, daß keine unerwünschte UV-Eigenstrahlung auftritt und daß die Eigenstrahlung im nahen Infrarot (NIR 1,9–2,5 μm) so niedrig ist, daß kein IR-Suchkopf, der die Zielstrahlung im MIR und NIR vermisst, durch Verhältnisbildung oder Schwellwertbildung das Scheinziel vom Echtziel diskriminieren kann.
Die im Abgas besonders erwünschten Gasbestandtelle mit Hauptemissions- banden im MIR, können neben dem in jedem Fall vorhandenen CO₂und CO vor allem HCl und/oder HBr sein. Die Abgasbestandteile HCl und/oder HBr werden erzeugt durch im Treibstoff eingebrachtes Ammoniumperchlorat und/oder Ammoniumbromid. Durch die bereits erwähnte O2-unterbilanzierte Treibstoffzusammensetzung wird ein besonders hoher CO-Gehalt im Abgas erzeugt. Diese Maßnahmen sorgen insgesamt für niedrige Abgastemperaturen, relativ geringe IR-Abstrahlung im NIR und hohe IR-Abstrahlung im MIR.
Durch eine geeignete Düsenanordnung z. B. durch mehrere Düsen, die eine radial nach außen gerichtete Komponente haben, oder durch eine entsprechende Düsenform kann eine großflächige Abgasplume erreicht werden.
Trag- und Leitwerk des Scheinziels sorgen für eine stabile Flugbahn, so daß wegen des erzeugten Auftriebs keine Abwärtsbewegung nach unten auftritt, anhand derer das Scheinziel erkennbar sein könnte. Damit das Scheinziel in einem großen Geschwindigkeitsbereich einsetzbar ist, ist es vorteilhaft, daß für jede Geschwindigkeit Auftrieb und Trimmung so eingestellt wird, daß sich eine stabile, annähernd horizontale Flugbahn ergibt. Die mechanische Stellgröße für die Einstellung von Trag- und/oder Leitwerk kann von den in folgenden beschriebenen Bremsklappen abgenommen werden.
Die staudruck-induzierten Bremsklappen sorgen, dafür, daß die Fluggeschwindigkeit des Scheinziels mit der aktuellen Geschwindigkeit des Flugzeugs beim Ausstoß übereinstimmt: Die Bremsklappen sind vor dem Ausstoß gegen Federkraft am Scheinziel angeklapp und beim Ausstoßvorgang wird eine Verriegelung gelöst, so daß die Bremsklappen durch die Federkraft nach außen geklappt werden. Dem wirkt jedoch der Staudruck entgegen, der der je- weiligen Anfangsgeschwindigkeit beim Aussetzen des Scheinziels entspricht, so daß sich bei entsprechender Auslegung der Federn automatisch eine Klappenstellung ergibt, die gerade so viel aerodynamischen Widerstand erzeugt, daß beim Einsetzen des Schubs nach Zünden des Triebwerks die Geschwindigkeit des Scheinziels annähernd konstant bleibt. Damit wird erreicht, daß das Scheinziel konstante Geschwindigkeiten zwischen 50 und 300 m/s fliegen kann, obwohl der Schub des Triebwerks immer konstant und nicht regelbar ist. Bei hohen Geschwindigkeiten sind die Klappen fast ganz anliegend und bei niedrigen Geschwindigkeiten maximal ausgeklappt. Bei mehreren Klappen können diese durch eine Vorrichtung mechanisch so miteinander verbunden werden, daß sich für alle Klappen derselbe Spreizwinkel ergibt, so daß Ungenauigkeiten in der Fertigung oder unstationäre Strömungsbedingungen beim Aussetzvorgang nicht zu unterschiedlichen Spreizwinkeln der Klappen führen können, was das Scheinziel unstabil machen und/oder aus dem vorteilhaften Trimmbereich bringen würde. Die genannte Vorrichtung kann auch dazu benutzt werden, um die für die jeweilige Geschwindigkeit notwendige Pfeilung von Trag- und/oder Leitwerk einzustellen.
Nach dem Aussetzen übernimmt das Scheinziel Flugrichtung und Fluggeschwindigkeit des Flugzeuges, während letzteres direkt nach dem Ausstoß seine Flugrichtung und Fluggeschwindigkeit ändert, indem es z. B. eine enge Kurve fliegt und dabei die Antriebsturbinen bzw. Antriebsmotoren für die Zeit von einigen Sekunden auf Leerlauf stellt.
In einer bevorzugten Ausführung wird das Scheinziel als Verlustflugkörper vom zu schützenden Flugzeug ausgestossen, wenn das Flugzeug mit einem Flugkörperwarngerät eine aktuelle Bedrohung durch einen anfliegenden Flugkörper festgestellt hat.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann das soweit beschriebene Scheinziel zusätzlich einem Radar-Störsender als ”Nutzlast” an Bord haben, der einige Sekunden lang arbeitet und einen Schutz des Flugzeuges auch im Radarbereich bewirkt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird anhand einer Figur näher beschrieben. Sie zeigt ein Scheinziel im senkrechten Schnitt durch eine Rumpfebene (a) sowie in Draufsicht (b) und von vorn (c). Das Scheinziel ist als kompakter Verlustflugkörper ausgebildet. Er umfaßt neben dem Antrieb ein Tragwerk TW und ein Leitwerk LW. Man erkennt außerdem die staudruckinduzierten Bremsklappen BK, die über einen Spiralfederantrieb SF am Rumpf des Scheinziels angeordnet sind. Die hier gezeigte Ausführungsform umfaßt insgesamt acht Bremsklappen BK, die über den Umfang des Scheinziel-Rumpfs verteilt angeordnet sind. Darüberhinaus sind natürlich auch eine beliebige andere Anzahl von Bremsklappen möglich. Die Länge der Klappen BK kann zum Zweck des Momentenausgleichs unterschiedlich sein, um eine annähernd horizontale Flugbahn zu erzielen.

Claims

Scheinziel, zum Schutz von Luftfahrzeugen gegen anfliegende Lenkflugkörper, das – einen Antrieb mit konstantem Schub, sowie – mehrere, spreizbare, federbetätigte Bremsklappen aufweist und – sich nach dem Ausstoss annähernd mit der Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges und in dessen Flugrichtung weiterbewegt, wobei die Kennlinie der einzelnen Feder derart ausgestaltet ist, dass sich ein, von der jeweiligen Geschwindigkeit des ausstossenden Luftfahrzeuges abhängiger aerodynamischer Widerstandsbeiwert einstellt.
Scheinziel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsklappen (BK) untereinander gekoppelt sind, so daß sich für alle Bremsklappen (BK) derselbe Spreizwinkel ergibt.
Scheinziel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibstoffzusammensetzung des Antriebes mit Sauerstoff unterbilanziert ist und die Abgastemperatur unter 1000°C liegt.
Scheinziel nach dem vorangehenden Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase des Antriebes auch HCl und/oder HBr enthalten.
Scheinziel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadruch gekennzeichnet, daß der Treibstoff des Antriebes Ammoniumperchlorat und/oder Ammoniumbrombid enthält.
Schienziel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anordnung oder Formgebung der Triebwerksdüsen eine radiale Verteilung der Triebwerksabgase erreicht wird.
Scheinziel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheinziel einen oder mehrere Radar-Störsender mitführt.
Scheinziel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem Flugkörperwarngerät angesteuert wird.