DE19540252A1

DE19540252A1 - Verfahren zum Führen von Submunition in ein Ziel und Submunition hierfür

Info

Publication number: DE19540252A1
Application number: DE1995140252
Authority: DE
Inventors: Otto Jakob
Original assignee: Bodenseewerk Geratetechnik GmbH
Current assignee: Diehl BGT Defence GmbH and Co KG
Priority date: 1995-10-28
Filing date: 1995-10-28
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2015-10-29
Also published as: DE19540252C2

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Führen von Submunition in ein Ziel, bei welchem ein die Submunition enthaltender, unbemannter, fliegenden Träger ein Zielgebiet selbständig anfliegt und dort die Submunition ausstößt, die dann gelenkt in das Ziel geführt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin Submunition und einen fliegenden, unbemannten Träger hiefür.

Stand der Technik

Es sind luftgestützte, unbemannte, fliegende Träger bekannt, die ein Zielgebiet selbständig anfliegen und über diesem Zielgebiet Submunition ausstoßen. Der Flugkörper fliegt in ein Zielgebiet. Dort erfolgt der Ausstoß der Submunition so, daß die Submunition symmetrisch rechts und links von der Flugbahn ausgestreut wird. Es ergibt sich dann ein Einschlagmuster von etwa 250 m Breite. Bei bekannten Systemen dieser Art wird die Submunition durch ein Heißgastriebwerk ausgestoßen, das einen Balg aufbläst und dadurch die Submunition beschleunigt. Bei anderen bekannten Systemen ist an jedem Exemplar der Submunition ein Raketentriebwerk angebracht. Dieses Raketentriebwerk beschleunigt dann die Submunition und erteilt ihr eine Anfangsgeschwindigkeit. Die Submunition fliegt anschließend ballistisch. Es ist auch bekannt, die Submunition durch einen Fallschirm abzubremsen. Die geschilderten Ausstoßsysteme sind recht aufwendig.

Der Träger weist einen Sensor auf, der auf Ziele anspricht. Wenn der Sensor ein Ziel innerhalb des "Footprints" des Trägers entdeckt, gibt er ein Lenksignal auf den Träger. Der Träger sucht seine Richtung zu ändern und auf dieses Ziel hin zu fliegen. Da die Submunition nach dem Ausstoß bis zum Auftreffen oder Einschlag infolge der Geschwindigkeit des Trägers noch eine gewisse Strecke zurücklegt, muß der Ausstoß vor dem Ziel erfolgen.

Es bietet nun häufig Schwierigkeiten dem Träger nach dem Entdecken eines Ziels eine solche Querbeschleunigung zu erteilen, daß er zum notwendigen Zeitpunkt des Ausstoßes der Submunition tatsächlich schon in Richtung des Ziels fliegt und die Submunition ballistisch in das Ziel geführt wird. Im Fall einer geringen Reichweite des Sensors, langer Reaktionszeiten des Trägers oder weiter ballistischer Flugbahnen der Submunition kann eine Querbeschleunigung erforderlich werden, die dem Träger nicht erteilt werden kann. Der Träger erkennt dann zwar das Ziel, fliegt aber an dem Ziel vorbei, und entsprechend wird auch die Submunition neben dem Ziel einschlagen.

Es ist weiter bekannt, an jedem Exemplar der Submunition einen eigenen, auf das Ziel ansprechenden Suchkopf und eine davon gesteuerte Lenkeinrichtung anzubringen. Das ist aber sehr aufwendig. Der Anteil des eigentlichen Gefechtskopfes an einem solchen Submunitions-Flugkörper wird relativ gering.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß

- der Anteil des Gefechtskopfes an der Gesamtmasse erhöht werden kann,
- der Aufwand für die intelligente Führung der Submunition in das Ziel verringert wird, und
- Ziele unabhängig von der erzielbaren Querbeschleunigung des Trägers getroffen werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß

a) der Träger mit einem trägereigenen Sensor in der Nähe des Zielgebietes die Lage von Zielen erfaßt
b) die Richtung zu den Zielen von dem Träger an eine Kursreferenz der Submunition übermittelt und
c) die Submunition in einem von der Kursreferenz gesteuerten Gleitflug in das Ziel geführt wird.

Ein Sensor zum Erfassen von Zielen ist nur an dem Träger vorgesehen. Es brauchen also keine Suchköpfe an der Submunition vorgesehen zu werden. Das verringert den Aufwand und ermöglicht eine höhere Nutzlast, d. h. einen größeren Gefechtskopf an der Submunition. Die Submunition weist aber eine Richtungsreferenz, z. B. einen Kreisel und zugehörige Signalverarbeitung, auf. Eine solche ist leichter und weniger aufwendig als ein Suchkopf. Die Richtungsreferenz erhält aber von dem Sensor des Trägers die Richtung vom Ausstoßpunkt zu dem Ziel. In dieser Richtung wird dann die Submunition durch die Richtungsreferenz gesteuert. Die Submunition erreicht das Ziel in einem gesteuerten Gleitflug. Der Aufwand an dem Träger für das Ausstoßen der Submunition kann gering gehalten werden.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.

Submunition für dieses Verfahren kann so ausgebildet sein, daß

a) die Submunition einen gefalteten Wickelflügel aufweist, der sich beim Ausstoßen entfaltet,
b) an dem Wickelflügel Lenkmittel angebracht sind und
c) die Lenkmittel von einer in der Submunition enthaltenden Kursreferenz über ein Stellsystem gesteuert sind.

Der Träger ist vorzugsweise so ausgebildet, daß

a) der Träger einen Sensor aufweist, welcher auf Ziele anspricht,
b) der Träger Mittel zur Bestimmung der Richtung zu einem Ziel aus Signalen des Sensors aufweist und
c) der Träger weiterhin Mittel enthält zum Übertragen der so bestimmten Richtung auf die Submunition kurz vor dem Ausstoßen der Submunition.

Ausgestaltungen der Submunition sind Gegenstand der Unteransprüche 5 bis 9.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung und zeigt einen Träger für Submunition.

Fig. 2 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung und zeigt Submunition in zusammengefaltetem Zustand.

Fig. 3 ist eine schematisch-perspektivische Darstellung und zeigt die Submunition im entfalteten Zustand.

Fig. 4 ist eine Ansicht der Submunition von vorn bei einem Lenkkommando zum Lenken nach links.

Fig. 5 ist eine Ansicht der Submunition von vorn bei einem Lenkkommando zum Lenken nach rechts.

Fig. 6 veranschaulicht die Erzeugung eines gewünschten Einschlagmusters in einem Zielgebiet.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein unbemannter Flugkörper dargestellt, der als Träger 10 für Submunition 12 dient. Der Träger 10 weist einen Sensor 14 auf. Der Sensor 14 erfaßt Ziele. Die Signale des Sensors 14 sind auf einen Rechner 16 aufgeschaltet. Auf den Rechner 16 sind weiterhin Signale einer in dem Träger 10 vorgesehenen Trägheitssensor-Einheit 18 aufgeschaltet. Die Trägheitssensor-Einheit 18 liefert Signale, welche die Orientierung des Trägers 10 im Raum wiedergeben. Der Rechner 16 liefert an einem Ausgang 20 Signale, welche den Kurs im Raum von dem Träger 10 zu dem vom Sensor 14 erfaßten Ziel wiedergeben.

In dem Flugkörper ist die Submunition 12 ausstoßbar angeordnet. Ein Exemplar dieser Submunition ist in Fig. 2 im zusammengefalteten Zustand und in Fig. 3 entfaltet perspektivisch dargestellt. Wie aus Fig. 3 erkennbar ist, enthält die Submunition einen Körper 22. Der Körper 22 setzt sich zusammen aus einem Gefechtskopf 24 und einer Steuereinheit 26. Die Steuereinheit 26 enthält eine Kursreferenz, z. B. einen Kurskreisel, einen Rechner und eine Schnittstelle zu dem Rechner 16 des Trägers 10. Solange die Submunition 12 in dem Träger 10 gehaltert ist, ist die Steuereinheit 26 über eine "Nabelschnur" 28 mit dem Ausgang 20 des trägerseitigen Rechners 16 verbunden. Die Nabelschnur 28 weist einen Abreißstecker auf, so daß sie sich beim Ausstoßen der Submunition 12 löst.

Die Submunition 12 weist einen "Wickelflügel" 30 auf, der im zusammengefalteten Zustand von Fig. 2 u-förmig um den Körper 22 der Submunition herumgelegt ist.

Wenn die Submunition 12 ausgestoßen wird, entfaltet sich der Wickelflügel 30. Der Körper 22 hängt an dem entfalteten Flügel über vier Tragseile 32, 34, 36 und 38. Die Submunition tritt dann in einen Gleitflug nach Art eines Paragleiters ein. Dabei hält sie einen bestimmten Gleitwinkel ein, so daß sie nach einem Weg, der von der Höhe im Zeitpunkt des Ausstoßens abhängt, auf die Erde auftrifft.

Die Submunition 12 ist lenkbar mittels zweier Spoiler 40 und 42, die am rückwärtigen Rand des entfalteten Flügels um eine Ruderachse 44 schwenkbar gelagert sind. Der Spoiler 40 ist von einem Stellsystem 46 verstellbar. Der Spoiler 42 ist von einem Stellsystem 48 verstellbar. Die Stellsysteme 46 und 48 sind von der Steuereinheit 26 ansteuerbar, die mit den Stellsystemen über Kabel 50 bzw. 52 verbunden ist. Die Kabel 50 und 52 sind in den Tragseilen 32 und 34 geführt.

Um der im Gleitflug befindlichen Submunition 12 eine Kurve nach links oder rechts ausführen zu lassen, wird entweder der von vorn gesehen rechte Spoiler 42 durch das Stellsystem 48 senkrecht aufgestellt, wie in Fig. 4 dargestellt ist, oder der von vorn gesehen linke Spoiler 40 durch das Stellsystem 46, wie das in Fig. 5 dargestellt ist. Auf diese Weise kann die im Gleitflug befindliche Submunition 12 durch die Steuereinheit 26 gelenkt werden.

Die Submunition 12 wird von der Steuereinheit 26 so gelenkt, daß der Gleitflug mit einem vorgegebenen Kurs erfolgt. Dieser Kurs wird der Steuereinheit 26 vor dem Ausstoßen von dem Rechner 16 des Trägers 10 vorgegeben. Der vorgegebene Kurs, der zu dem Ziel führt, wird wiederum mittels des im Träger 10 angeordneten Sensors 14 bestimmt.

Fig. 6 veranschaulicht, wie mittels des beschriebenen Trägers 10 und der beschriebenen Submunition 12 ein gewünschtes Einschlagmuster in einem Zielgebiet 54 erzielt wird.

Der Träger 10 fliegt längs einer geraden Bahn 56 z. B. in einer Höhe von 500 m über Grund. Der Sensor (Suchkopf) 14 erfaßt Ziele in diesem Zielgebiet 54. Die Submunition 12 soll ein Muster von z. B. sieben Einschlägen 58 erzeugen, welche das Zielgebiet 54 weitgehend abdeckt. Auf einer Strecke 60 fliegt ausgestoßene Submunition 12 nach dem Ausstoßen durch den Träger 10 zunächst längs einer ballistischen Flugbahn, die sich aus der Geschwindigkeit des Trägers 10 ergibt. Auf dieser Strecke entfaltet sich dann der Wickelflügel oder Gleitschirm 30. Der Körper 22 der Submunition 12 pendelt sich ein. Am Ende der Strecke 60 ist der Flügel oder Gleitschirm 30 voll entfaltet. Die Submunition 12 befindet sich dann in einer Höhe von z. B. 300 m. Es beginnt dann ein Gleitflug mit vorgegebenen Kurswinkeln δ₁ bis δ₇. Der Gleitflug erfolgt jeweils über eine im wesentlichen vorgegebene Strecke von z. B. 900 m. Diese Strecke ergibt sich aus der Höhe bei Beginn des Gleitflugs und dem Gleitwinkel. Um die verschiedenen Einschläge 58 des Einschlagmusters zu erzielen, werden die einzelnen Exemplare der Submunition 12 zu bestimmten, unterschiedlichen Zeitpunkten T₁ bis T₇ ausgestoßen. Die einzelnen Exemplare der Submunition 12 erhalten dabei von dem Träger 10 unterschiedliche Kurswinkel δ₁ bis δ₇, die von den Steuereinheiten 26 nach durchfliegen der "ballistischen" Strecke 60 in der beschriebenen Weise eingeregelt werden.

Die Zeitpunkte T₁ bis T₇ des Ausstoßens und die Kurswinkel δ₁ bis δ₇ werden wie folgt bestimmt: Der Sensor 14 bestimmt einen gewünschten Einschlagpunkt im Zielgebiet 54. Von dem gewünschten Einschlagpunkt, z. B. 58, aus wird ein Kreis mit der Länge der Gleitbahn geschlagen. Dieser Kreis schneidet die Bahn 56 des Trägers in einem Punkt "7". Die Strecke S₇ von dem gewünschten Einschlagpunkt zu dem Schnittpunkt "7" liefert den Kurswinkel δ₇. Von dem Punkt "7" aus wird die "ballistische" Strecke 60 auf der Bahn 56 nach rückwärts abgetragen. Das ergibt einen in Fig. 6 mit "T₇" bezeichneten Punkt. Zu dem Zeitpunkt T₇, wo der Träger 10 diesen Punkt erreicht, wird das betreffende Exemplar der Submunition ausgestoßen.

Die Berechnung der Zeitpunkte T₁ bis T₇ und der Kurswinkel δ₁ bis δ₇ erfolgt im Rechner 16 des Trägers 10. Dieser Rechner steuert das Ausstoßen und gibt der Submunition 12 die jeweiligen Kurswinkel mit.

Bei diesem Verfahren braucht der Träger 10 beim Erkennen eines Ziels oder Zielgebietes 54 nicht seinen Kurs zu ändern und auf das Ziel hinzufliegen. Der Träger 10 kann auf seinem geraden Kurs 56 bleiben. Das Ziel wird aber von dem einzigen Sensor 14 im Träger 10 entdeckt. Die Submunition 12 erhält nur eine Kursinformation von dem Träger 10.

Die Submunition 12 kann einen "intelligenten" Zünder aufweisen, der den Gefechtskopf 24 zündet, wenn die Submunition 12 in geringem Abstand an einem Ziel, z. B. einem Panzer, vorbei- oder über diesen hinwegfliegt. Erforderlichenfalls kann die Submunition 12 auch in eine der ursprünglichen Flugrichtung entgegengesetzte Richtung gelenkt werden.

Claims

1. Verfahren zum Führen von Submunition (12) in ein Ziel, bei welchem ein die Submunition (12) enthaltender, unbemannter, fliegenden Träger (10) ein Zielgebiet (54) selbständig anfliegt und dort die Submunition (12) ausstößt, die dann gelenkt in das Ziel geführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Träger (10) mit einem trägereigenen Sensor (14) in der Nähe des Zielgebietes (54) die Lage von Zielen erfaßt,
(b) die Richtung (δ₁ bis δ₇) zu den Zielen von dem Träger (10) an eine Kursreferenz (26) der Submunition (12) übermittelt und
(c) die Submunition (12) in einem von der Kursreferenz (26) gesteuerten Gleitflug in das Ziel geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) sich auf einer im wesentlichen geraden, von der Lage des Ziels nicht beeinflußten Bahn (56) bewegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Einschlagmusters in dem Zielgebiet (54) einzelne Exemplare der Submunition (12) von dem Träger (10) nacheinander zu Zeitpunkten (T₁ bis T₇) und in Richtungen (δ₁ bis δ₇) ausgestoßen werden, die sich aus der Länge der Gleitbahn (S₁ bis S₇) der Submunition (12) und der Lage der Einschlagpunkte (58) des Einschlagmusters ergeben, derart, daß jedes Exemplar der Submunition (12) nach Durchlaufen der Gleitbahn (S₁ bis S₇) einen der Einschlagpunkte erreicht.

4. Submunition (12), die durch einen unbemannten Träger (10) in ein Zielgebiet gebracht und dort ausgestoßen wird und die dann gesteuert in das Ziel fliegt,
dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Submunition (12) einen gefalteten Wickelflügel (30) aufweist, der sich beim Ausstoßen entfaltet,
(b) an dem Wickelflügel (30) Lenkmittel (40, 42) angebracht sind und
(c) die Lenkmittel (40, 42) von einer in der Submunition (12) enthaltenden Kursreferenz (26) über ein Stellsystem (46, 48) gesteuert sind.

5. Submunition nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ein die Kursreferenz (26) und einen Gefechtskopf (24) enthaltender Körper (22) der Submunition (12) über Tragleinen (32, 34, 36, 38) an dem Wickelflügel (30) angehängt ist, so daß die Submunition (12) mit dem Wickelflügel (30) einem Gleitpfad nach Art eines Paragleiters folgt.

6. Submunition nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkmittel von Spoilern (40, 42) gebildet sind, die an den Wickelflügeln (30) angelenkt und durch Stellmotoren des Stellsystems (46, 48) herausschwenkbar sind.

7. Submunition nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellsystem (46, 48) über in den Tragleinen (32, 34, 36, 38) verlaufende Daten- und Steuerleitungen (50, 52) mit dem die Kursreferenz (26) enthaltenden Körper (22) der Submunition (12) verbunden ist.

8. Submunition nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (22) der Submunition über eine lösbare Nabelschnur (28) mit dem Träger (10) verbunden ist, über welche von dem Träger (10) nach Maßgabe der Signale eines trägerfesten Sensors (14) vor dem Ausstoßen der Submunition (12) Richtungssignale auf die Kursreferenz (26) der Submunition (12) aufschaltbar sind.

9. Submunition nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Submunition (12) einen Zünder enthält, durch welches bei Überfliegen einer Zielstruktur eine Zündung eines Gefechtskopfes (24) der Submunition (12) auslösbar ist.

10. Fliegender, unbemannter Träger (10) zum Führen von Submunition (12) in ein Ziel, welcher ein Zielgebiet selbständig anfliegt und dort die Submunition (12) ausstößt, die dann gelenkt in das Ziel geführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß

(a) der Träger (10) einen Sensor (14) aufweist, welcher auf Ziele anspricht,
(b) der Träger (10) Mittel (16, 18) zur Bestimmung der Richtung (δ₁ bis δ₇) zu einem Ziel aus Signalen des Sensors (14) aufweist und
(c) der Träger (10) weiterhin Mittel enthält zum Übertragen der so bestimmten Richtung (δ₁ bis δ₇) auf die Submunition (12) kurz vor dem Ausstoßen der Submunition (12).