DE19629394C1 - Verfahren zur Zündung von der Hubschrauberbekämpfung dienender Munition - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zün­ dung von der Hubschrauberbekämpfung dienender Munition, bei dem die Munition mit einem oder mehreren schocksensitiven Sensoren versehen ist, deren Signale in einer Schaltung verarbeitet werden, von der aus der Zündmechanismus der Mu­ nition angesteuert wird.

Unter Munition wird dabei im folgenden sowohl ein Geschoß als auch ein Lenkflugkörper verstanden, wobei letzterer mit einem eigenen Antrieb und mit einem Zielsuchkopf versehen sein kann.

Feindliche Hubschrauber stellen zunehmend eine Bedrohung eigener Verbände dar, weil sie extrem mobil sind und als Plattform für alle möglichen Waffensysteme dienen können. Ihre Bekämpfung aus einer gewissen Entfernung ist nicht leicht, da sie sich z. B. durch schnelles Abtauchen hinter Baumwipfeln dem direkten Beschuß entziehen können. Eine bevorzugte Bekämpfungsart ist daher auch der sogenannte "Angriff im Überflug (von oben)", der in der englischen Sprache "top attack" heißt und der ohne direkte Sichtver­ bindung zum zu bekämpfenden Hubschrauber ausgeführt wird, nach dem sogenannten NLOS-Verfahren (Non Line Of Sight).

Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß herkömmliche Kampfhubschrauber im unteren und seitli­ chen Bereich stark gepanzert sind, nicht dagegen im oberen Bereich, so daß derartige Hubschrauber durch einen Angriff im Überflug von oben leichter verwundbar sind.

Ein Nachteil bei der Bekämpfung eines Hubschraubers von oben ist dabei die Tatsache, daß die Munition die Ebene der rotierenden Rotorblätter paßieren muß, um ihre Wir­ kung zu entfalten. Dabei kann die Munition von einem Rotor­ blatt getroffen und beschädigt oder, schlimmstenfalls, zer­ stört werden. Die Wahrscheinlichkeit für einen solchen Treffer hängt von den Systemparametern und der entsprechen­ den Begegnungssituation ab. Legt man typische Parameterwer­ te zugrunde, so ergeben sich Trefferwahrscheinlichkeiten für die Munition im Bereich von 20 bis 40%. Die Wahr­ scheinlichkeit, daß der Gefechtskopf der Munition direkt getroffen wird, liegt bei etwa 15%.

Aus der DE-A 22 45 011 ist ein Aufschlagzünder für Spreng­ geschosse zum Beschuß fliegender Ziele bekannt, welcher mit einem Auslöseglied zum Herbeiführen des Zündvorganges bei Aueran- oder -Aufschlag des Geschosses im Ziel versehen ist. Dieser Aufschlagzünder weist einen über einen seitli­ chen oder einen querlaufenden Impuls erregbaren Fühler auf, welcher unter Einwirkung der Querkraft und/oder unter Ein­ schaltung einer Hilfskraft das Zündmittel initiiert.

Dieser Aufschlagzünder ist dahingehend konzipiert, daß er insbesondere für aus Maschinenwaffen abzuschießende Sprenggeschosse geeignet ist, wobei er bei einem extrem spitzen Auftreffwinkel von 10° und weniger ein sicheres An­ sprechen des Zünders gewährleisten soll. Dieser rein mecha­ nisch aufgebaute, ohne Mithilfe einer Schaltung initiierba­ re Aufschlagzünder, der ausschließlich dazu dient, das Ge­ schoß auch bei Auftreffen unter einem sehr spitzen Winkel auf das Ziel zur Auslösung zu bringen, weist dazu ein zen­ trisch angeordnetes quer zur Zünderachse seitlich ver­ schiebbares Fühlglied auf, welches durch die seitliche Schockwelle bzw. beim Eintreten einer Querbeschleunigung aus seiner Ruhelage auslenkbar ist und infolge der Auslen­ kung sowie/oder mittels einer bei der Seitenverschiebung des Fühlgliedes wirksam werdenden Hilfsenergiequelle das Zündmittel betätigt. Das Fühlglied ist insbesondere ein Massekörper, der durch die Querbeschleunigung ausgelenkt wird und durch die Geschoßrotation in Auslenkrichtung weiterbewegbar ist.

Die US-4 019 440 betrifft eine Vorrichtung zur Zündung von Lenkgeschossen mit einer Vielzahl von Aufschlagsensoren, die in gegebener Beziehung entlang der Längsachse verteilt sind und die ausschließlich die Aufgabe haben festzustel­ len, ob der Flugkörper Kontakt mit dem zu bekämpfenden Ziel hat oder mit einem auf seinem Wege liegenden Hindernis, wie z. B. Blattwerk, Baumwipfel oder auch Regentropfen. Dabei erfolgt eine Signalverarbeitung der von den einzelnen Füh­ lern stammenden Ausgangssignale dahingehend, daß eine Zün­ dung des Sprengsatzes nur bei Auftreffen auf das eigentlich zu bekämpfende Ziel erfolgt, wobei die elektrischen Aus­ gangssignale der einzelnen Sensoren in einer vorgegebenen Richtung erfolgen. Es wird keinerlei Unterscheidung getrof­ fen, ob es sich bei dem zu bekämpfenden Ziel, insbesondere einem Hubschrauber, um einen Impakt der sich drehenden Ro­ torblätter oder einen Impakt der Hubschrauberstruktur han­ delt und noch viel weniger, ob bei Auftreffen eines sich bewegenden Rotorblattes mit einer starken, mit einer gerin­ gen oder mit einer unwesentlichen Beschädigung der Munition zu rechnen ist.

Die US-4 819 561 bezieht sich auf einen aktiven optischen Laser Range Finder, der zur Bekämpfung von auf dem Boden ge­ parkten oder in der Nähe des Bodens befindlichen Helikoptern eingesetzt werden kann und welcher ausschließlich der Zie­ lerkennung dient, d. h. ob es sich im Falle eines Hubschrau­ bers um einen solchen handelt, wobei selbst die Bewegung der Rotorblätter dahingehend abgetastet wird, daß diese zur Er­ kennung dienen, ob es sich bei dem Ziel um einen zu bekämp­ fenden Helikopter handelt (gegebenenfalls ein Auto, ein Haus, ein Baum), nicht jedoch zur Diskriminierung zwischen den einzelnen Hubschrauberzielstrukturen wie Rotorblatt oder Hubschrauberkanzel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Zündung von der Hubschrauberbekämpfung dienender Muni­ tion, insbesondere bei einem Angriff im Überflug von oben bereitzustellen, das einen hohen Wirkungsgrad der Bekämp­ fung gewährleistet, unabhängig davon, ob die Munition die Ebene der rotierenden Rotorblätter mit oder ohne Impakt mit einem der Rotorblätter durchsetzt.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs näher genannten Art, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil einer wirksamen Bekämpfung, insbesondere von Kampfhubschraubern, bei einem Überflug von oben, wobei die Munition erkennt, ob sie beim Durchsetzen der durch die rotierenden Rotorblätter aufgespannten Ebene von einem Rotorblatt getroffen wird (Impakt) und dabei unterscheidet, an welcher Stelle der Im­ pakt zwischen Rotorblatt und Munition auftritt und derge­ stalt bei einem derartigen Impakt den optimalen Zündzeit­ punkt ermittelt, bzw. erkennt, ob die Munition unbehelligt diese Rotorblattebene durchsetzt und auf die eigentliche Hubschrauberstruktur auftrifft, wobei auch hierbei unter­ schieden wird, ob die Munition die Struktur durchdringt, an ihr zerschellt oder von ihr abgleitet. Auch in diesem Fall wird durch das erfindungsgemäße Verfahren der optimale Zündzeitpunkt ermittelt und die Zündung ausgelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der die verschiedenen Impakt-Möglichkeiten samt der dazugehörigen Auslösung des Zündmechanismus sche­ matisch dargestellt ist; es zeigen

Fig. 1 bis 3 verschiedene Arten des Impaktes zwischen Munition und Rotorblatt sowie die dazugehörigen Signale und die

Fig. 4 bis 6 verschiedene Möglichkeiten des Impaktes zwischen Munition und Hubschrauberstruktur sowie die dazu­ gehörigen Signale.

In den Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugs­ zeichen versehen sind, bezeichnet 1 die Munition in Form eines Lenkflugkörpers oder einer verschossenen Munition, deren vorderer Abschnitt 4 mit einer Sprengladung gefüllt ist oder in Form eines sprengladungsgefüllten Penetrators ausgebildet ist. In der Munition 1 sind erfindungsgemäß einer oder zwei schocksensitive Sensoren 2 vorgesehen sowie eine (nicht dargestellte) Schaltung in Form einer Signal­ verarbeitungslogik, der die von den Sensoren stammenden Si­ gnale zugeführt werden. Die Sensorik besteht dabei aus ei­ nem axial wirkenden Schocksensor, der in Flugrichtung der Munition mißt und der auf Schockwellen in Längsachse der Munition reagiert, sowie aus einem radial wirkenden Schock­ sensor, der senkrecht zur Flugrichtung der Munition mißt und dabei auf Schockwellen reagiert, die senkrecht zur Längsachse der Munition auftreten. Dazu kommt eine Signal­ bewertung, die im Sinne einer Klassifikation, d. h. einer Fallunterscheidung der Sensorsignale, die vorherrschende Auftreffsituation bestimmt und eine Auswahl des dazugehöri­ gen optimalen Zündmodus vornimmt. Anstelle zweier Sensoren kann auch ein einziger Sensor vorgesehen sein, der sowohl auf axiale als auch auf radiale Schockwellen reagiert und demzufolge mehrere achsabhängige Signale abgibt.

Wird die Munition bei dem Angriff im Überflug eines Hub­ schraubers beim Durchsetzen der Rotorblattebene von einem Rotorblatt getroffen, so sind prinzipiell drei Möglichkei­ ten denkbar, die in den Fig. 1 bis 3 schematisch darge­ stellt sind.

Gemäß Fig. 1a) trifft ein Rotorblatt 3 die Munition 1 in der Nähe des Gefechtskopfes 4. Bei sofortiger Zündauslösung ist die Wahrscheinlichkeit groß, das Rotorblatt zu zerstö­ ren und damit den Hubschrauber wirksam zu bekämpfen.

Fig. 1b) zeigt das zu dem Fall von Fig. 1a) gehörende Si­ gnal 6, welches in einem Koordinatensystem eingezeichnet ist, mit zwei Schwellwerten 5 für die radialen und axialen Sensorsignale (rad, ax) gemäß der Koordinatendarstellung in Fig. 1b). Fig. 1c) stellt die Impulszeitdauer (τ) der radialen und axialen Signale dar, deren Amplitude entlang der Ordinate und deren Zeitdauer entlang der Abzisse aufge­ tragen sind.

Fig. 2a) zeigt die Möglichkeit, bei der das Rotorblatt 3 die Munition an einer vom Gefechtskopf 4 entfernten Stelle trifft. Bei diesem Impakt eines weichen Abschnitts der Mu­ nition 1, z. B. an einem Flügel oder am ausgebrannten Triebwerk, werden keine großen Kräfte von dem Rotorblatt 3 auf die Munition 1 übertragen. Das Rotorblatt bleibt im we­ sentlichen unbeschädigt und damit der zu bekämpfende Hub­ schrauber flugfähig, so daß der in Fig. 2a) dargestellte, abgetrennte Teil der Munition seinen Weg in Richtung Hub­ schrauberstruktur fortsetzt. Fig. 2b) zeigt das zugehörige Signal 6.

In Fig. 3a ist die Möglichkeit dargestellt, bei der das Rotorblatt 3 auf einen harten Abschnitt der Munition 1 trifft. Dabei werden große Kräfte übertragen und das Ro­ torblatt 3 wird beschädigt, während die Munition 1 stark abgelenkt oder sogar in Rotation versetzt wird. Das Resul­ tat dieses Impaktes ist eine unkontrollierte Situation, welche die sofortige Zündung der Munition verlangt, wie es durch die Lage des Signals 6 in Fig. 3b) dargestellt ist; mit 7 sind dabei Zwischenzustände für die Signallage ange­ deutet.

Passiert die Munition 1 die Rotorblattebene ohne Impakt, so muß der zugehörige Gefechtskopf an der Hubschrauberstruk­ tur 8 von der Zündsensorik 2 ausgelöst werden. Wird ein Di­ rekttreffer mit einem sprengladungsgefülltem Penetrator (Fig. 4a) als Gefechtskopf angestrebt, so muß die Zündsensorik 2 den Impakt erkennen, wobei wiederum drei un­ terschiedliche Auftreffsituationen möglich sind: zum einen durchdringt der Penetrator 1′ das Ziel, d. h. die Hub­ schrauberstruktur 8, wobei eine zeitverzögerte Zündung wün­ schenswert ist, um eine wirksame Bekämpfung des Hubschrau­ bers zu gewährleisten; dies wird durch die Lage des Signals 6 gemäß Fig. 4b) ermöglicht.

Fig. 5a zeigt die Möglichkeit, bei der die Hubschrauber­ struktur zu hart ist, so daß der Penetrator 1′ diese Struktur nicht durchdringt, sondern an ihr zu zerschellen droht, wobei eine sofortige Auslösung der Zündung erforder­ lich ist; dies wird durch die Lage des Signals 6 gemäß Fig. 5b ermöglicht; gemäß Fig. 6a) trifft die Munition mit dem Penetrator 1′ unter einem großen Winkel auf die zu bekämpfende Struktur 8 des Hubschraubers, so daß eine Ver­ formung und ein Abgleiten von der Struktur zu erwarten ist; auch in diesem Fall ist eine sofortige Auslösung der Zün­ dung erforderlich, wie es durch die Lage des Signals 6 in der graphischen Darstellung von Fig. 6b) ermöglicht wird.

Die nicht dargestellte Schaltung, d. h. die Signalbewer­ tungslogik verknüpft, wie man anhand der Fig. 1 bis 6 erkennt, die aufbereiteten, von der Sensorik 2 stammenden Signale und interpretiert die Begegnungssituation. Hierbei können neben reinen Sensorsignaleparametern, wie die Si­ gnalzeitdauer, auch relevante Flugkörperparameter, wie z. B. die Datenbusunterbrechung für die logische Verknüpfung und Interpretation mit ausgewertet werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Zündung von der Hubschrauberbekämpfung die­ nender Munition, bei dem die Munition mit einem oder meh­ reren schocksensitiven Sensoren versehen ist, deren Signa­ le in einer Schaltung verarbeitet werden, von der aus der Zündmechanismus der Munition angesteuert wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Sensoren minde­ stens ein schocksensitiver Sensor die in Axialrichtung, d. h. in Flugrichtung der Munition auftretenden Schockwellen mißt, und daß wenigstens ein schocksensitiver Sensor die in Radialrichtung, d. h. im wesentlichen senkrecht zur Flugrichtung auftretenden Schockwellen mißt, daß bei Ver­ wendung eines Sensors dieser sowohl die in Radialrichtung auftretenden als auch die in Axialrichtung auftretenden Schockwellen mißt und mehrere achsabhängige Signale abgibt und daß die Schaltung zur Erzeugung des optimalen Zündsi­ gnals bestimmte Signalparameter als Funktion der Impakte mit einem Rotorblatt oder mit der Hubschrauberstruktur be­ rücksichtigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Impakt des Rotorblattes mit der Munition in einem Bereich mit harter Munitionsstruktur, insbesondere im Be­ reich des Gefechtkopfes, eine unverzügliche Auslösung der Zündung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Impakt des Rotorblattes mit der Munition in einem Bereich mit weicher Munitionsstruktur, insbesondere im Be­ reich der Flügel oder des ausgebrannten Triebwerkes, eine zeitverzögerte Auslösung der Zündung erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Impakt der Hubschrauberstruktur mit der Munition bei Durchdringung der Struktur eine zeitverzögerte Auslösung der Zündung erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Impakt der Hubschrauberstruktur mit der Munition und deren Verformung eine unverzügliche Auslösung der Zündung erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Impakt der Hubschrauberstruktur mit der Munition und deren Abgleiten von der Hubschrauberstruktur eine unver­ zügliche Auslösung der Zündung erfolgt.