DE19617701C2 - Verfahren zum Bereitstellen eines Scheinziels - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen eines Scheinziels zum Schutz von Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugen oder dergleichen vor Flugkörpern nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine Bedrohung durch moderne, autonom operierende Flugkörper wird deutlich zunehmen, da selbst Flugkörper mit modernsten Zielsuchsystemen durch den Zusammenbruch der ehe­ maligen Großmacht Sowjetunion sowie durch großzügige Exportbestimmungen insbesondere asiatischer Staaten große Verbreitung finden. Die Zielsuchsysteme derartiger Flugkörper ar­ beiten hauptsächlich im Radarbereich (RF) und im Infrarotbereich (IR). Dabei werden sowohl das Radarrückstreuverhalten sowie die Abstrahlung spezifischer Infrarotstrahlung von Zielen, wie z. B. Schiffen, Flugzeugen, Panzern etc., zur Zielfindung und Zielverfolgung genutzt. Bei modernsten Flugkörpern geht die Entwicklung eindeutig in Richtung multispektraler Ziel­ suchsysteme, die gleichzeitig oder auch seriell im Radar- und Infrarotbereich arbeiten, um eine verbesserte Falschzielunterscheidung durchführen zu können. Multispektrale IR- Zielsuchköpfe arbeiten mit zwei Detektoren, die im kurz- und langwelligen Infrarotbereich empfindlich sind, zur Falschzielunterscheidung. Sogenannte Dual Mode-Zielsuchköpfe ar­ beiten im Radar- und Infrarotbereich. Flugkörper mit derartigen Zielsuchköpfen werden in der Anflug- und Suchphase radargesteuert und schalten in der Verfolgungsphase auf einen IR- Suchkopf um oder schalten ihn dazu. Ein Zielkriterium von Dual Mode-Zielsuchköpfen ist die Co-Location der RF-Rückstreung und des IR-Strahlungsschwerpunktes. Durch den möglichen Zielkoordinatenvergleich können Falschziele (z. B. Clutter, wie Täuschkörper alter Art) besser ausgesondert werden. Die Co-Location von RF- und IR-Wirksamkeit ist demnach eine zwingende Voraussetzung für einen Dual Mode-Täuschkörper, um moderne Dual Mode- Zielsuchköpfe wirksam täuschen zu können, d. h. von einem zu schützenden Objekt auf ein Scheinziel zu lenken. Dabei ist lediglich die kleinstmögliche Auflösungszelle des Zielsuch­ kopfes (RF und IR) für die Co-Location relevant.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist, beispielsweise, aus der DE 38 35 887 A1 bekannt. Dabei kommen Kornerreflektoren als RF-Wirkmasse zum Einsatz, die eine schlechte Schwebefä­ higkeit aufweisen. Nach Zündung des elektrischen Zünders kommt es gemäß dem bekannten Verfahren zunächst zu einem Ausstoßen einer Patrone zur Scheinzielerzeugung über eine Ausstoßladung, dann zur Zündung einer Übertragungsladung, die wiederum Sprengladungen für die Wirksätze initiiert, wobei die Sprengladungen für die unterschiedlichen Wirkmassen, die abwechselnd hintereinander angeordnet sind, unterschiedlich dimensioniert sind, um die Verteilung derselben zu verbessern.

Aus der DE 30 48 595 A1 ist ein Gefechtskopf für Tarn- und/oder Täuschzwecke bekannt, bei dem über eine Zerlegerladung ein Berstrohr zerstört, anschließend Nebelkörper radial ausein­ andergetrieben und durch die wegfliegenden Nebelkörper radial zum Berstrohr um dieselben herum angeordnete Düppelladung mitgerissen und von der Luftströmung verteilt wird.

In der DE 26 38 920 A1 ist eine Vorrichtung zum Verteilen von strahlenreflektierendem und/oder -emittierendem Material bekannt, das zwischen einem zentralen axialen Rohr und einer dieses umgebenden unter Druckgaswirkung axial verschiebbaren Hülle angeordnet ist, so daß über Druckgas aus dem Rohrinneren Material nach Freigabe durch die verschiebbare Hülle radial verteilt wird.

Ferner sind im Stand der Technik zahlreiche Geschosse zum Ausbringen von Düppel in Form von Reflektoren gut bekannt. So ist, beispielsweise, das Ausbringen von Düppel aus Drallge­ schossen in der DE 34 03 936 A1 sowie der EP 0 055 139 A1 offenbart. Spezielle Vertei­ lungs- und Ausstoßvorgänge für Düppel sind ferner in der EP 0 029 078 A1 und EP 0 086 708 A1 offenbart.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß gattungsgemäße Verfahren derart weiterzu­ entwickeln, daß IR- und/oder RF-gelenkte Flugkörper sicher von einem eigentlichen Ziel, daß heißt einem zu schützenden Objekt, weggelenkt und auf ein Scheinziel hingelenkt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 11 beschreiben bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsge­ mäßen Verfahrens.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch Versetzen des Ge­ schosses in Rotation zum einen das Geschoß in der Flugbahn stabilisiert wird und nach Aus­ stoßen aus der Geschoßhülse beim Erreichen des Zielorts durch die Zentrifugalkraft eine wirksame Verwirbelung und Zerlegung der Wirkmassen gewährleistet wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der beigefügten Ansprü­ che und der nachfolgenden Beschreibung, in der der grundsätzliche Verfahrensablauf sowie ein Ausführungsbeispiel für einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Täuschkörper anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipskizze zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Täuschkörpers; und

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer RF-Wirkmasse des Täuschkörpers von Fig. 2.

Fig. 1 dient zur Veranschaulichung des prinzipiellen Verfahrensablaufes gemäß einer beson­ deren Ausführungsform der Erfindung. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich am besten an dem zeitlichen Verlauf von dem Abschuß eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Täuschkörpers bis zur Verteilung der Wirkmassen darstellen. Der zeitliche Ver­ lauf läßt sich grob in vier Phasen einteilen:

Phase I Abschuß eines Täuschkörpers
Phase II drallstabilisierte Flugphase des Täuschkörpers
Phase III Ausstoß der IR- und RF-Wirkmasse und
Phase IV Aktivierung und Verteilung der Wirkmassen

Fig. 1 gibt die Phasen II bis IV schematisch wieder. Die Zündung und der Abschuß gemäß Phase I geht entsprechend dem Stand der Technik vonstatten. In der Phase II weist der Täuschkörper eine drallstabilisierte Flugphase auf, um hierdurch eine definierte Anströmung der RF- und IR-Wirkmasse zu erreichen. Der Drehimpuls bleibt bis zur Verteilung der Wirk­ massen weitgehend erhalten und wird auf die Wirkmassen übertragen, was wiederum eine verbesserte Verteilung der Wirkmassen zur Folge hat. In der Phase III werden die Wirk­ massen einschließlich eines Aktivierungs- und Verteilungsmechanismus während des Fluges aus der Geschoßhülse des Tarnkörpers ausgestoßen, um eine nachfolgende Verteilung der Wirkmassen ohne Verdämmung zu erzielen, womit der Vorteil verbunden ist, daß bei der Verteilung der Wirkmassen kein überhöhter Druck auf die Wirkmassen einwirkt. Dies führt dazu, daß die Verteilung der IR-Wirkmasse, aber insbesondere die Verteilung der RF- Wirkmasse nachhaltig verbessert wird. In der Phase IV wird eine effektive Wirkmassenver­ teilung durch Rotation und Luftanströmung sowie ein zentrales Ausblasen erzielt.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Täuschkörper, der gemäß der in Fig. 1 skizzierten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeitet. Mit 1 ist ein kom­ pletter Sekundärteil zur induktiven Zündenergieaufnahme von einem Primärteil gekennzeich­ net. Der Sekundärteil 1 besteht aus magnetischem Material, vorzugsweise Eisen. In einer Se­ kundärspule 2 wird die Zündenergie induziert. Die Wicklungen der Sekundärspule 2 bestehen aus mit Isolierlack behandeltem Kupferdraht. Die Anzahl der Wicklungen entspricht vor­ zugsweise derjenigen einer Primärspule, wobei aber eine Transformation prinzipiell möglich ist. Ein vorzugsweise aufgebördelter Bodendeckel 3 dient als unterer Sicherungsabschluß des Täuschkörpers. Der Bodendeckel 3 besteht vorzugsweise aus Metall. Eine Ausführung aus glas- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff ist aber auch möglich. Den äußeren Abschußkör­ per bildet eine Gehäusehülse 4, die vorzugsweise aus Reinaluminium mit einem Aluminiu­ manteil von mehr als 99% besteht. Die Gehäusehülse 4 verbleibt im Magazin. Ein Bodenring 5 stellt eine Distanz zu einer Druckkammer 6 her. Die Druckkammer 6 nimmt das Treibgas auf, das bei einem Abbrand einer Treibladung 8 zum Ausstoßen des Täuschkörpergeschosses entsteht. Darüber hinaus ist die Druckkammer 6 notwendig, um einen abgeschlossenen Druckraum zur Anzündung eines Rotationsmotors zu bilden. Die Treibladung 8 wird mittels einer Zündpille 7 gezündet und besteht vorzugsweise aus einem Pulvertreibsatz, vorzugsweise Schwarzpulver oder schwarzpulverähnliche Treibsätze wie Nitrocellulosepulver. Eine Rotati­ onsladung 9 besteht vorzugsweise aus verpreßtem Pulvertreibstoff mit zusätzlichem Binder zur mechanischen Stabilisierung, wie z. B. Schwarzpulver mit Kunststoffbinder, oder aus ei­ nem handelsüblichen Feststoffraketentreibsatz. Dichte, Form, Oberfläche und Tiefe der Rota­ tionsladung 9 bestimmen die Abbrandparameter wie Abbranddauer und Impuls/Zeiteinheit. Der spezifische Impuls ist durch die Wahl des Treibsatzes festgelegt. Die Rotationsladung 9 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und vorzugsweise in eine Brennkammer (vergleiche Bezugszeichen 10) eingepreßt. Dieses Einpressen der Rotationsladung 9 dient hauptsächlich zur Stabilisierung des Abbrandverhaltens, da die dem Metall und nicht der Brennkammer zu­ gewandten Flächen der Rotationsladung 9 nicht brennen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, das Abbrandverhalten durch eine Passivierung der Flächen zu steuern. Eine weitere Möglich­ keit zur Steuerung des Abbrandverhaltens besteht in dem bekannten Verfahren der Formge­ bung, wie z. B. Sternbrenner. Die Menge der Rotationsladung 9 ist abhängig vom Abbrand­ verhalten und dem gewünschten Impuls-Zeit-Verhalten. Für dieses Ausführungsbeispiel wur­ de eine Abbrandzeit von ca. 1,5 Sekunden realisiert. Das Bezugszeichen 10 kennzeichnet Rotationsdüsen einschließlich der bereits oben erwähnten Brennkammer. Die Rotationsdüsen bestehen aus einem Düsenhals und einem Düsenkonus, die beide vorzugsweise aus einem vollen Aluminiumgußteil gefräßt bzw. gebohrt werden. Der Düsenkonus weist vorzugsweise eine Steigung von ca. 10° bis 20° von der Düsenachse aus auf. Die Düsenhalslänge ist vor­ zugsweise kleiner als die Düsenkonuslänge. Die Brennkammer ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet. Die Düsenachse ist radial zum Geschoß geneigt. Vorzugsweise sollte die Dü­ senachse um mehr als 30° zum Radius des Geschosses geneigt sein, da ansonsten der Impuls nur wenig zur Erzeugung der Rotation beiträgt. Winkel größer als 80° zum Radius bewirken zu große Turbulenzen am Übergang der Brennkammer zum Düsenhals und somit eine Ab­ schwächung des Schubes. Ein Anzündverzögerer 11 dient zur Festlegung der Flugstrecke bis zum Ausstoß einer IR-Wirkmasse 19 und einer RF-Wirkmasse 21. Der Anzündverzögerer 11 ist pyrotechnisch ausgeführt und hat eine Durchbranddauer von 2 Sekunden. Derartige An­ zündverzögerer sind im Handel erhältlich. Denkbar ist aber auch die Verwendung eines frei programmierbaren elektronischen Anzündverzögerers zur variablen Festlegung der Flugdau­ er. Ein Verbindungsteil 12 verbindet den Rotationsmotor mit einem Ausbringteil 14 für die Wirkmassen 19 und 21. Das Verbindungsteil 12 enthält den Anzündverzögerer 11 und eine Ausstoßtreibladung 13 zum Ausstoß des Ausbringteiles 14. Das Verbindungsteil 12 ist vor­ zugsweise aus Metall gefertigt. Die Ausstoßtreibladung 13 umfaßt einen Pulvertreibsatz, vor­ zugsweise Schwarzpulver oder schwarzpulverähnliche Treibsätze wie Nitrocellulose. Das Ausbringteil 14 dient als Treibspiegel für die Ausstoßtreibladung 13 und ist derart ausgeführt, daß es als Halterung für einen Anzündverzögerer 15 und für ein Ausblasrohr 16 dient. Das Ausbringteil 14 ist vorzugsweise aus einem Aluminiumguß- oder Frästeil gefertigt. Der An­ zündverzögerer 15 umfaßt ein pyrotechnisches Verzögerungsstück, das einen Anzünd- /Zerlegersatz 18 zündet, wenn das Ausbringteil 14 die Geschoßhülse verlassen hat. Der An­ zündverzögerer 15 hat eine Brenndauer von ca. 0,1 Sekunden. Das Ausblasrohr 16 dient als Aufnehmer für den Anzünd-/Zerlegersatz 18 und zur Steuerung der Ausblasgeschwindigkeit. Die Ausblasgeschwindigkeit ist abhängig von der Länge des Ausblasrohres 16 und von dem Verhältnis des Gesamtquerschnittes von Ausblasöffnungen 17 zur Menge des Anzünd- /Zerlegersatzes 18. Allgemein läßt sich sagen, daß, je höher die Menge des Anzünd- /Zerlegersatzes 18 und je kleiner der Gesamtquerschnitt der Ausblasöffnungen 17 ist, um so größer die Ausblasgeschwindigkeit ist. In dem Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis vor­ zugsweise so gewählt, daß eine Ausblaszeit von 0,1 Sekunden erreicht wird. Das Ausblasrohr 16 muß so gefertigt werden, daß möglichst keine plastische Verformung während des Aus­ blasvorgangs eintritt. Bei dem Ausführungsbeispiel wurde das Ausblaßrohr 16 aus Stahl ge­ fertigt. Die Ausblasöffnungen 17 müssen derart angebracht werden, daß eine gleichmäßige Verteilung der RF- und IR-Wirkmassen 19 und 21 erreicht wird. Dies wird vorzugsweise der­ art erreicht, daß jeweils eine Ausblasöffnung 17 auf eine Lage der RF-Wirkmasse 21 trifft. Der Anzünd-/Zerlegersatz 18 umfaßt einen pyrotechnischen Satz, der als Abbrandprodukt eine vergleichbar große Menge an Gas liefert. Vorzugsweise werden hierzu Magnesium- Bariumnitrat oder Aliminium-Perchlorat verwendet. Die Menge des Anzünd-/Zerlegersatzes 18 ist abhängig vom Ausblasrohr 16. Die IR-Wirkmasse 19 enthält die aus dem deutschen Patent DE 43 27 976 C1 bekannte IR-Wirkmasse mit MWIR-Flares. Grundsätzlich sind je­ doch alle IR-Wirkmassen verwendbar, die sich durch eine Anzündladung aktivieren lassen. Bei dem Ausführungsbeispiel werden scheibenförmige MWIR-Flares mit 1/3-Teilung ver­ wendet. Eine Trennscheibe 20 schützt die RF-Wirkmasse 21 vor den brennenden MWIR- Flares der IR-Wirkmasse 19. Die Trennscheibe 20 kann aus Metall oder vorzugsweise aus feuerresistenter Folie gefertigt sein. Die Ausführung der RF-Wirkmasse 21 ist ausführlicher in Fig. 3 dargestellt. Als RF-Wirkmasse 21 werden aus Hitzeschutzgrüriden zusammengerollte Radar-Düppel mit Dipolen aus Aluminium- oder Silber-beschichteten Glasfaserfäden mit ei­ ner Dicke im Bereich von etwa 10 bis 100 µm verwendet. Die Dipollänge beträgt 17,9 mm. Es sind aber auch Dipollängen ab ca. 1 mm bis ca. 25 mm möglich und vorgesehen. Die An­ zahl der Umwicklungen der einzelnen Dipol-Pakete (Chaff-Pakete) ist variabel von 1 auf­ wärts. Vorzugsweise werden für die Pakete drei Wicklungen verwendet. Der Ausstoß der Wirkmassen vor der Aktivierung und Verteilung sowie die geeignete "Verpackung" der Di­ pole dient dazu, ein Verklumpen und Verschmelzen zu vermeiden und einen Abstand von Dipol zu Dipol von etwa 7 bis 10 λ und somit einen hohen Radarrückstreuquerschnitt zu er­ zeugen. Die Verpackung muß grundsätzlich flexibel genug sein, die Dipole ohne äußere Ein­ wirkung selbständig freizugeben und sie vor der Hitzeeinwirkung durch die Anzünd- und Ausblasladung zu schützen. Zudem ist die Verpackung der Dipole auf das Verteilungsprinzip abgestimmt, d. h. die verpackten Dipole sind so angeordnet, daß sie sich beim Ausblasen un­ mittelbar öffnen. Als Material für die Wicklungen und die durch die ganze RF-Wirkmasse durchgehenden Schutzfolien 31 und Schutzfolien 32 gegen das Ineinanderrutschen der Dipole wird vorzugsweise Capton© oder Milinex® verwendet. Als Zwischenfolien 32 können auch Aluminiumfolien verschiedener Stärke verwendet werden. Eine dünne Aluminiumhülle 33 bewirkt, daß sich die RF-Wirkmasse 21 nach dem Ausstoß aus der Geschoßhülse nicht sofort verteilt, sondern solange zusammenbleibt, bis die Anzünd-/Zerlegerladung 18 abbrennt. Da­ durch wird gewährleistet, daß die Gesamtenergie der Ladung auf die RF-Wirkmasse 21 ein­ wirken kann. Ein Deckel 23 dient zum Abschluß einer Geschoßhülse 22 und fixiert von oben das Ausblasrohr 16. Der Deckel 23 kann aus schweren Metallen, wie z. B. Gußeisen oder Messing, gefertigt werden, um den Schwerpunkt des Täuschkörpers möglichst weit nach vor­ ne zu verschieben. Dadurch kann zusätzlich zur Rotation eine Stabilisierung des Fluges er­ reicht werden. Der Deckel 23 wird durch einen Dichtring 24 zu der Geschoßhülse 22 abge­ dichtet, die vorzugsweise aus Aluminium mit einem Reinheitsgrad von über 99% gezogen ist. 25 stellt ein Verschlußstück des Ausblasrohres 16 dar und gewährleistet, daß die relativ ge­ fährliche Zerlegerladung als letzter Arbeitsgang in den Täuschkörper eingeführt werden kann.

Die in der vorangehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offen­ barten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (11)

1. Verfahren zum Bereitstellen eines Scheinziels zum Schutz von Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugen oder dergleichen vor Flugkörpern, die einen im Infrarot (IR)- oder Radar (RF)-Bereich oder einen in beiden Wellenlängenbereichen gleichzeitig oder seriell operierenden Zielsuchkopf aufweisen, bei dem eine im IR-Bereich Strahlung aussendende (IR-Wirkmasse) und eine RF-Strahlung rückstreuende Masse (RF- Wirkmasse) in der richtigen Position als Scheinziel simultan zur Wirksamkeit ge­ bracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. nach Zündung und Abschuß die Wirkmassen durch ein in Rotation versetztes Täuschkörpergeschoß aus einem Geschoßbecher positioniert werden,
• 2. in einer drallstabilisierten Flugphase mit definierter Anströmung der Wirkmassen die Wirkmassen einschließlich einer Aktivierungs- und Verteilungseinrichtung mittels eines Ausbringteils gemeinsam aus der Geschoßhülse ausgestoßen werden, und
• 3. über die Aktivierungs- und Verteilungseinrichtung in Form einer mittig angeord­ neten Anzünd- und Ausblaseinheit, um die die Wirkmassen in Längsrichtung des Ausbringteils hintereinander eingeordnet sind, dann die IR-Wirkmasse aktiviert und verteilt sowie die RF-Wirkmasse in Form von zusammengerollten Radar- Dipolen (Düppel) aus aluminium- oder silberbeschichteten Glasfaserfäden mit ei­ ner Dicke im Bereich von etwa 10 bis 100 µm verwirbelt und verteilt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschoß durch einen pyrotechnischen Rotationsmotor in Rotation versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschoß mittels entsprechend gestalteter Züge in dem Geschoßbecher in Rotation versetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geschoß durch entsprechend gestaltete Luftleitflächen des Geschosses in Rotati­ on versetzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausstoßen des Ausbringteils eine Ausstoßtreibladung verwendet wird, die durch einen pyrotechnischen Anzündverzögerer gezündet wird, der durch den Abbrand ei­ ner Treibladung für das Täuschkörpergeschoß gezündet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anzünden und Ausblasen eine pyrotechnische Ladung verwendet wird, die durch einen Anzündverzögerer gezündet wird, der durch den Ausbrand der Ausstoß­ treibladung für das Ausbringteil gezündet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Ladung der Anzünd- und Ausblaseinheit innerhalb eines mittig in dem Ausbringteil angeordneten Rohres mit definierten Ausblasöffnungen abgebrannt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Dipolpakete verwendet werden, die derart angeordnet sind, daß sie sich beim Ausblasen unmittelbar öffnen.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Dipolpakete verwendet werden, die durch mindestens einen Hitzeschild vor der Aus­ blashitze geschützt sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Hitzeschild(e) jeweils mindestens eine elastische Folie verwendet wird/werden, die sich durch die gesamte RF-Wirkmasse erstreckt/erstrecken.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dipolpakete zum Schutz vor einem Ineinanderrutschen durch jeweils mindestens eine hitzebeständige Folie voneinander getrennt werden.