DE19747515C1 - Einrichtung zum Schutz von mobilen Objekten, insbesondere gepanzerten Fahrzeugen, gegen Geschoßeinwirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von mobilen Objekten, insbesondere von gepanzerten Fahrzeugen gegen Geschoßeinwirkung, insbesondere Einwirkung von Flugkörpern und/oder Hochgeschwindigkeitsprojektilen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Die hauptsächlich zur Panzerbekämpfung entwickelten modernen Geschosse, wie Flugkörper und Hochgeschwindigkeitsprojektile, besitzen ein so großes Eindringvermögen in Panzerstahl, daß ein ausreichender Schutz des Panzerinnenraums durch Verstärkung der Panzerung praktisch nicht möglich ist. Man ist daher zu einer sog. aktiven Panzerung übergegangen, indem das anfliegende Geschoß im ausreichenden Abstand vor dem Panzer durch vom Panzer abgeschossene Bekämpfungsmittel zerstört oder zumindest in seiner Wirkung gehemmt wird.

Bei einer bekannten Einrichtung der eingangs genannten Art zur sog. aktiven Panzerung (DE-PS 97 79 84) werden Vorrichtungen der Funkmeßtechnik angewendet, um ein anfliegendes Geschoß auszusondern, und dem entdeckten Geschoß wird ein mehr oder weniger gerichtetes Bündel von Hohlladungen schräg zur Anflugrichtung entgegengeschickt. Die Ortungsvorrichtung umfaßt z. B. einen oder mehrere Sender und eine Mehrzahl von Empfängern, wobei jeweils einem Empfänger eine Gruppe von Hohlladungen zugeordnet ist, die gleichzeitig gezündet werden, sobald in dessen Empfangssektor ein Geschoß geortet wird.

Solche Ortungsvorrichtungen haben den Nachteil, daß durch das ständige Aussenden von elektromagnetischen Wellen das mobile Objekt sehr viel leichter und über eine sehr viel größere Distanz hin bereits ausgemacht werden kann, selbst dann, wenn es durch visuelle Mittel noch nicht erfaßbar ist. Mit dem aktiven Eigenschutz geht damit eine erhebliche Verratswahrscheinlichkeit einher. Dies könnte zwar dadurch umgangen werden, daß die Eigenschutzeinrichtung erst dann aktiviert wird, wenn unmittelbare Kampfhandlungen bevorstehen, so daß das mobile Objekt ohnehin bereits von den gegnerischen Kräften ausgemacht ist, doch ist dann das auf dem Anmarsch oder Vormarsch befindliche mobile Objekt gegen Überraschungsangriffe völlig schutzlos.

Eine bekannte Schutzvorrichtung für ortsfeste oder bewegliche Ziele, wie Bunker, Unterstände, Land- und Wasserfahrzeuge, gegen Zerstörung durch Geschosse, wie Bomben, Raketen, Artilleriegeschosse (DE-PS 9 78 036) weist ein rasterförmig angeordnetes System von Hohlsprengladungen einerseits und ein rasterförmiges System von Sender- und Empfänger einer Strahlungssperre andererseits auf, die beide mit dem Schutzobjekt fest verbunden sind. Die Strahlungssperre erfaßt das in sie eindringende Geschoß und betätigt die Zündung der Hohlladungen.

Bei einer Vorrichtung zur Bekämpfung von anfliegenden Flugkörpern (DE 196 38 968 A1) wurde bereits vorgeschlagen, zwei feststehende, parallel zueinander im Abstand angeordnete Kameras zu verwenden, die mit einem großen Sehfeld in die gleiche Sehrichtung ausgerichtet sind. Jede Kamera besteht aus vier Kameramodulen, wobei jedes Kameramodul als CCD-Kamera ausgebildet ist. Der anfliegende Flugkörper wird von den beiden Kameras erfaßt und die erfaßten Bilddaten werden dahingehend bewertet, ob der Flugkörper bekämpft werden soll oder nicht. Die Bekämpfung erfolgt mit einer Rohrwaffe.

Bei einer bekannten Einrichtung zur automatischen Zielklassifikation (DE 37 33 962 A1) wird von einem mittels eines Radargerätes erfaßten Objekt Entfernung, Höhe, Geschwindigkeit und Radarrückstrahlintensität automatisch aufgenommen und die Annäherungszeit und die Art des Objektes bestimmt und mit vorgegebenen Vergleichswerten verglichen. Ergibt diese Auswertung, daß Selbstschutzmaßnahmen sinnvoll sind, so werden diese ausgelöst, z. B. Nebelkörper ausgeworfen. Sind solche Selbstschutzmaßnahmen nicht mehr sinnvoll, so werden von einem optronischen Sensor, bestehend aus einem Periskop, einem TV-Tagsichtgerät, einem Laser-Entfernungsmesser und einem Wärmebildgerät, Entfernung, Höhe, Geschwindigkeit und eine optische oder thermische Erkennungsgröße des Objektes automatisch aufgenommen, eine Zielklassifikation vorgenommen und eine direkte Bekämpfung des Objektes initiiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie keinen Beitrag zu einer erleichterten Detektion des mobilen Objekts liefert, einen zuverlässigen Eigenschutz sicherstellt und zu günstigen Gestehungskosten erhältlich ist.

Die Aufgabe ist bei einer Einrichtung zum Schutz von mobilen Objekten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung hat den Vorteil, ausschließlich mit passiven Mitteln zu orten, die von gegnerischen Kräften nicht ausgemacht werden können. Ein anfliegendes Geschoß wird nach Auffassung oder Detektion sehr schnell bzgl. seiner Position, Flugrichtung und Fluggeschwindigkeit vermessen, so daß das Geschoß in ausreichend großem Abstand vor dem Objekt nicht nur mit Streumuniton sondern auch mit Lenkmuniton unschädlich gemacht werden kann. Die Gestehungskosten der Schutzeinrichtung werden auch dadurch gering gehalten, daß bei Anwendung der Erfindung in Panzern die eingesetzten Bildkameras auch als indirekte Sichtmittel für die Panzerbesatzung (Fahrer, Richtschützen, Kommandant) dienen, die bei Panzern der zukünftigen Generation die direkte Sicht durch Ausblickspiegel ersetzen werden, und daher nicht zusätzlich beschafft werden müssen. Bei der bevorzugten Verwendung von ungekühlten Wärmebildgeräten als Bildkameras ist nicht nur eine zuverlässige Detektion anfliegender Geschosse auch bei Nacht und hellem Sonnenlicht oder vor zum Geschoß wenig kontrastreichem Hintergrund sichergestellt, sondern wird auch durch die relativ niedrigen Beschaffungskosten solcher ungekühlter Wärmebildgeräte ein attraktiver Preis für die Schutzeinrichtung erzielt.

Zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung mit vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 Eine Draufsicht eines Kampfpanzers mit einer Einrichtung zum Schutz gegen Geschoßeinwirkung,

Fig. 2 eine Skizze des Strahlengangs in zwei benachbarten Bildkameras der Schutzeinrichtung gemäß Fig. 1 zur Erläuterung der Positionsermittlung eines anfliegenden Geschosses.

In Fig. 1 ist ein Kampfpanzer 10 in Draufsicht dargestellt, der während seines Einsatzes einer Bedrohung durch eine Panzerabwehr-Lenkrakete 11 ausgesetzt ist. Zum Schutze gegen Zerstörung durch diese Lenkrakete 11 ist der Panzer 10 mit einer Schutzeinrichtung versehen, die mit ihren wesentlichen Komponenten außen am Kampfpanzer 10 angebracht ist, wodurch bei der Nachrüstung von Panzern 10 mit solch einer Schutzeinrichtung konstruktive Änderungen am Panzer 10 selbst nicht oder nur in geringem Umfang anfallen. Die Schutzeinrichtung bietet aber auch Schutz gegen andere panzerbrechende Geschosse.

Wesentlicher Bestandteil der Schutzeinrichtung ist eine Vorrichtung zur Ortung anfliegender Geschosse 11, die mehrere als Bildkameras 12 ausgebildete Sensoren aufweist, die über den Kampfpanzer 10 derart verteilt angeordnet sind, daß im Abstand vom Panzer 10 um den Panzer 10 herum ein geschlossener Überwachungsschirm aufgespannt ist. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind an jeder Längsseite des Panzers 10 drei Bildkameras 12 und an der Front- und Heckseite des Kampfpanzers 10 jeweils zwei Bildkameras 12 angeordnet. Die Sichtwinkel der Bildkameras 12, die in Fig. 1 mit β bezeichnet sind, und der Abstand der Bildkameras 12 voneinander, der in Fig. 1 mit a bezeichnet ist, sind so aufeinander abgestimmt, daß sich die Sichtwinkel ß₁ ß₂ benachbarter Bildkameras 121, 122 überlappen. Der Überlappungsbreich ist so festgelegt, daß er außerhalb eines Mindestabstandes vor dem Kampfpanzer 10 liegt, der für die erfolgreiche Geschoßbekämpfung erforderlich ist. Als Bildkameras 12 werden bevorzugt ungekühlte Wärmebildgeräte eingesetzt, mit denen anfliegende Geschosse sehr gut erkannt werden können, da diese sich infolge ihrer großen Wärme sehr kontrastreich von dem übrigen Hintergrund unterscheiden. Darüber hinaus haben diese ungekühlten Wärmebildgeräte den Vorteil, bereits zu recht günstigen Preisen am Markt erhältlich zu sein. Zusätzlich werden diese ungekühlten Wärmebildgeräte auch als indirekte Sichtmittel für die Panzerbesatzung (Fahrer, Richtschütze, Kommandant) zum Fahren und zur Nahfeldaufklärung verwendet, so daß aufgrund der Doppelfunktion der Wärmebildgeräte die Gestehungskosten für die Schutzeinrichtung niedriger anzusetzen sind.

Den Bildkameras 12 ist eine Bildverarbeitungseinheit zugeordnet, die aus den Koordinaten der Geschoßabbildung in den beiden Bildebenen benachbarter Bildkameras 121, 122 und dem gegenseitigen Abstand a der Bildkameras 12 fortlaufend die Geschoßposition bestimmt sowie aus den Positionsveränderungen und der Abtastfrequenz der Bildkameras die Geschoßgeschwindigkeit berechnet. Zur Erläuterung des Verfahrens zur Bestimmung der Geschoßposition ist in Fig. 2 eine Prinzipskizze der Strahlengänge in zwei benachbarten Bildkameras 121, 122 dargestellt. Darin sind mit 131, 132 die optischen Achsen, mit 141, 142 die Bildebenen, mit 151, 152 die Linsenebenen und mit 161, 162 die Brennpunkte der beiden Bildkameras 121, 122 bezeichnet, b₁ bzw. b₂ ist die Bildweite jeder Bildkamera 121, 122, 11 ist die Lenkrakete und 11' die Abbildung der Lenkrakete 11 in den Bildebenen 141, 142 der Bildkameras 121, 122. x₁ und x₂ sind die jeweiligen Ablagen der Abbildung 11' der Lenkrakete 11 auf der x-Kordinate der Bildebene 141 bzw. 142. Eine gleiche Darstellung gilt für die um 90' gedrehte y-Kordinate in der Bildebene 141, 142 der beiden Bildkameras 121, 122. Mittels der Ablage x₁ bzw. x₂ der Abbildung 11' der Lenkrakete 11 in der Bildebene 141 bzw. 142 läßt sich der Peilwinkel ϕ₁ bzw. ϕ₂ im Azimut zur Lenkrakete 11 berechnen, und mittels des bekannten Abstands a zwischen den optischen Achsen 131, 132 der Bildkameras 121, 122 lassen sich aus den Peilwinkeln ϕ₁, ϕ₂ die in den Azimut projizierten Entfernungen r₁ bzw. r₂ zum Geschoß 11 aufgrund bekannter trigonometrischer Beziehungen berechnen. Mit den gleichen Größen in der y-Kordinate der Bildebene 141 bzw. 142 lassen sich die Projektionen der Entfernungen zur Lenkrakete 11 in Elevation errechnen. Aus den jeweils beiden Entfernungskomponenten wird die Entfernung jeder Bildkamera 121, 122 zur Lenkrakete 11 im Raum ermittelt und damit die Position der Lenkrakete 11 im Raum bestimmt. Die Abtastfrequenzen der beiden Bildkameras 121, 122 sind miteinander synchronisiert, so daß sich mit jeder Aufnahme der Bildkameras 121, 122 die neue Position der Lenkrakete 11 bestimmen läßt. Aufgrund der Positionsveränderungen der Lenkrakete 11 läßt sich deren Flugbahn und unter Zuhilfenahme der Abtastfrequenz der Bildkameras 121, 122 deren Fluggeschwindigkeit hochgenau bestimmen.

Sind die Daten der Lenkrakete 11 auf diese Weise ermittelt, so wird eine Vorrichtung zur Bekämpfung der Lenkrakete 11 aktiviert, welche Bekämpfungsmittel ausstößt und der Lenkrakete entgegenschickt, so daß diese noch im ausreichenden Abstand vom Kampfpanzer 10 durch Zerstörung oder Ablenkung unschädlich gemacht wird. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 hat die Bekämpfungsvorrichtung beispielhaft eine Anzahl von Ausstoßtrichtern 17 für Hohlladungen oder Splittermuniton, die über den Kampfpanzer 10 verteilt angeordnet sind und jeweils einen bestimmten Sektor abdecken. Von der Ortungsvorrichtung wird nunmehr derjenige Ausstoßtrichter 17 angesteuert, in dessen Bekämpfungssektor die Flugbahn der Lenkrakete 11 gerichtet ist. Dringt die Lenkrakete 11 in einen Bereich ein, in dem die Vernichtungswirkung der von dem Ausstoßtrichter 17 abgeschossenen Munition maximal ist, so wird der entsprechende Ausstoßtrichter 17 gezündet.

Anstelle der sektorselektiv wirkenden Ausstoßtrichter 17 für Hohlladungen oder Splittermuniton kann die Bekämpfungsvorrichtung auch über gelenkte Antiraketen verfügen, die, mit entsprechenden Daten eines vorausberechneten Treffpunkts der Lenkrakete 11 eingestellt, abgefeuert werden.

Claims (3)

1. Einrichtung zum Schutz von mobilen Objekten, insbesondere gepanzerten Fahrzeugen (10), gegen Geschoßeinwirkung, insbesondere Einwirkung von Flugkörpern oder Hochgeschwindigkeitsprojektilen, mit einer Vorrichtung zur Ortung des anfliegenden Geschosses (11), die mehrere Sensoren aufweist, die über das Objekt (10) derart verteilt angeordnet sind, daß im Abstand vom Objekt (10) um das Objekt (10) herum ein geschlossener Überwachungsschirm aufgespannt ist, und mit einer von der Ortungsvorrichtung aktivierbaren Vorrichtung zum Abfeuern von Geschoß- Bekämpfungmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren Bildkameras (12) mit miteinander synchronisierten Abtastfrequenzen sind, die mit Abstand (a) voneinander am Objekt (10) so angeordnet sind, daß sich jeweils die Sichtwinkel (β₁, β₂) benachbarter Bildkameras (121, 122) von einem für die Geschoßbekämpfung erforderlichen Mindestabstand vor dem Objekt (10) an überschneiden, und daß eine Bildverarbeitungseinheit aus den Koordinaten (x₁, x₂) der Geschoßabbildung (11') in den beiden Bildebenen (141, 142) der benachbarten Bildkameras (121, 122) und dem gegenseitigen Abstand (a) der Bildkameras (121, 122) fortlaufend die Geschoßposition bestimmt, sowie aus den Positionsveränderungen und der Abtastfrequenz der Bildkameras (12) die Geschoßgeschwindigkeit berechnet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bildkamaras (12) ungekühlte Wärmebildgeräte eingesetzt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildkameras (12) zusätzlich als indirektes Sichtmittel für Fahrer, Richtschützen und/oder Kommandant eines Panzerfahrzeugs (10) eingesetzt sind.