DE19758421B4

DE19758421B4 - Pyrotechnische Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE19758421B4
Application number: DE19758421A
Authority: DE
Inventors: James Dominic Farnborough Callaway
Original assignee: UK Secretary of State for Defence
Current assignee: UK Secretary of State for Defence
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2017-04-18
Also published as: GB2387430A; ITRM980257A0; GB9707825D0; US7441503B1; GB2387430B; FR2844046B1; AU764554B1; DE19758421A1; GB9612655D0; ITRM980257A1; FR2844046A1

Abstract

Pyrotechnische, im Wesentlichen Infrarotstrahlung erzeugende Leuchtvorrichtung, die aufweist:
– einen aufreissbaren Behälter (1),
– mehrere im Behälter (1) vorgesehene pyrotechnische Scheinzielkörper, die eine pyrotechnische Zusammensetzung enthalten, die ein oxidierbares Metall und ein Oxidationsmittel enthält, das zu einer exothermen Verbrennung des Metalls befähigt ist, und
– eine Zündvorrichtung (17) zum Zünden der pyrotechnischen Scheinzielkörper (11) und ihrer Freisetzung aus dem Behälter (1),
dadurch gekennzeichnet, dass
– die pyrotechnischen Scheinzielkörper Scheinzielplatten (11) sind und
– die pyrotechnische Zusammensetzung
(a) gegenüber dem Oxidationsmittel einen stöchiometrischen Überschuss des oxidierbaren Metalls enthält und/oder
(b) als oxidierbares Metall ein erstes Metall und als Oxidationsmittel ein Oxid eines zweiten Metalls enthält, das durch die Verbrennungsreaktion zum Metall reduziert wird,
so dass nach der Verbrennungsreaktion heißes, Infrarotstrahlung emittierendes Metall verbleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine verdeckte Infrarotstrahlungseinrichtung für einmalige Verwendung und insbesondere ein verdecktes Abwehrmittel oder eine Täuschungsfackel, die imstande ist, eine IR-Störwolke zu erzeugen, um ein mit einem IR-Suchsystem ausgerüstetes anfliegendes Lenkgeschoß von seinem angesteuerten Ziel abzulenken, oder einen verdeckten IR-Schirm zu schaffen.
Bekannte Täuschungsfackeln weisen herkömmlicherweise pyrotechnische Zusammensetzungen auf, die von einem organischen Bindemittel zusammengehalten werden und zu Pellets gepreßt sind. Wenn ein anfliegendes Lenkgeschoß erkannt wird, wird ein Pellet gezündet und aus dem Ziel ausgestoßen. Das Pellet brennt auf seiner Oberfläche ab und ergibt eine Quelle für intensive Infrarotstrahlung, die das Infrarotsuchsystem des Lenkgeschosses vom Ziel weglocken kann.
Fortschritte bei Lenkgeschoßsuchersystemen und die Entwicklung 'intelligenter' Lenkwaffensysteme haben jedoch zu Suchsystemen geführt, die darauf ausgelegt sind, typische Charakteristika einer Täuschungsfackel zu erkennen und sie zu ignorieren. Einige fortgeschrittene Suchsysteme sind mit einer charakteristischen Infrarotsignatur für das gewollte Ziel programmiert, wie zum Beispiel die Abgaswolke eines Düsenflugzeugs, und ignorieren die nahezu punktartige Strahlungswolke einer herkömmlichen Täuschungsfackel.
Daher besteht Bedarf für ein Abwehrmittel, das über eine große Fläche strahlt und entweder dem Lenkwaffensystem mehr wie das gewollte Ziel erscheint oder als ein Schirm insbe sondere für größere oder sich langsamer bewegende Ziele wirkt.

Eine bekannte Täuschungsfackel, die imstande ist, eine große Wolke zu erzeugen, die im Infrarotbereich emittiert, ist in US 4 624 186 A beschrieben. Diese Fackel besitzt einen Behälter, der brennbare Plättchen und ein entzündungsförderndes Material enthält. Die brennbaren Plättchen weisen ein dünnes Grundmaterial wie Papier oder eine Metallfolie auf, auf das eine phosphorhaltige Zündpaste aufgepreßt ist. Im Einsatz wird die Fackel in die Luft katapultiert, und das entzündungsfördernde Material erzeugt einen Feuerball, der durch die brennbaren Plättchen hindurchgeht und die Zündpaste entzündet, die unter Emission von IR-Strahlung abbrennt und die Plättchen verstreut, die langsam nach unten sinken und die Störwolke erzeugen.

Ein Problem bei dieser Art von Täuschungsfackel besteht darin, daß Phosphor ein charakteristisches IR-Emissionsspektrum aufweist, das zu ignorieren einige 'intelligente' Suchsysteme programmiert werden können. Auch sind diese Typen von Täuschungsfackeln ziemlich teuer. Außerdem strahlen Täuschungsfackeln dieses Typs auch im sichtbaren und im UV-Bereich und erzeugen eine sichtbare Rauchwolke. Dies hat den Nachteil der Erkennbarkeit, daß ein Abwehrmittel eingesetzt wurde, was anzeigen kann, daß eine bestimmte Bedrohung erkannt wurde.

Einige 'intelligente' Suchsysteme benutzen ferner eine andere Strahlung, zum Beispiel die UV-Emission, für die Entscheidung, ob IR-Strahlungsquellen ignoriert werden, und werden daher durch Täuschungsfackeln, die signifikante Mengen an Strahlung im sichtbaren oder im UV-Bereich emittieren, nicht abgelenkt. Auch erfordern einige Lenkwaffensysteme, wie sie zum Beispiel häufig in bodengestützten Flugabwehrbatterien eingesetzt werden, eine anfängliche Zielzuordnung für ein bestimmtes Lenkgeschoß durch eine Bedienungsperson, bevor das IR-Suchsystem des Geschoßes dieses zum zugeordneten Ziel führt. Diese Zielzuordnung wird visuell vorgenommen, und daher ist insbesondere bei Nacht eine Beleuchtung des Ziels durch die Emission von sichtbarem Licht von der Täuschungsfackel unerwünscht.

Bei einem bekannten Typ von verdeckten Täuschungsfakkeln werden aktivierte Metallscheiben (AMDs) verwendet. Dies sind Scheiben aus Metallen, die nach einem in US 4 895 609 A beschriebenen Verfahren pyrophor gemacht sind. Die Scheiben werden in einem Speicher gehalten, der beim Ausstoßen aus dem Ziel aufreißt und die Scheiben verteilt. Da die Scheiben pyrophor sind, entzünden sie sich bei Kontakt mit der Luft und verbrennen, wobei sie als Täuschungsfackeln wirken.

Dieser Typ von Fackeln ist jedoch teuer in der Herstellung und hat wegen der pyrophoren Natur der Scheiben eine relativ große Verzögerung vor dem Wirksamwerden, da die Scheiben ausgestoßen und verteilt werden müssen, bevor die Zündung erfolgen kann. Für einige Anwendungsfälle, zum Beispiel als Täuschungsfackel für sich schnell bewegende Fahrzeuge, bedeutet dies, daß sich die Scheiben infolge des engen Gesichtsfeldes einiger moderner Suchersysteme noch vor Ablauf der Zeit, bis die Verbrennung voll im Gange ist, außerhalb des wirksamen Blickwinkels der Lenkgeschosse befinden können und daher nicht als Täuschungsfackel wirksam werden. Auch kann die Masse einer Täuschungsfackel dieses Typs erheblich größer sein als die von Standard-IR-Fackeln.

DE 42 44 682 A1 beschreibt eine von einem Flugzeug abzuschießende hochintensive pyrotechnische Infrarot-Täuschungsfackel, die zum Ablenken eines auf das Flugzeug zufliegenden Geschosses dient.

Die Täuschungsfackel weist einen aufreißbaren Behälter auf, in dem mehrere pyrotechnische Scheinzielkörper sowie eine Zündvorrichtung vorgesehen sind. Die Scheinzielkörper sind kompakte Preßkörper, die keine Scheibenform besitzen. In dieser Druckschrift ist zwar erwähnt (Spalte 5, Zeilen 57 bis 62), daß bevorzugt ein Überschuß an Metall in der pyrotechnischen Zusammensetzung enthalten ist, das jedoch mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff unter Verbrennen reagiert.

DE 690 12 956 T2 offenbart eine Infrarotstrahlung emittierende Zusammensetzung, die aus Kaliumnitrat, Calciumnitrat, Hexamin, Silicium, Bor, Eisen(III)-oxid und einem Bindemittel in konkret numerisch angegebenen Mengenverhältnissen besteht. Beim Abbrand dieser pyrotechnischen Zusammensetzung resultiert kein elementares Metall.

In US 5 472 533 ist ferner eine Kombination von zwei pyrotechnischen Zusammensetzungen für spektral ausgeglichene Infrarot-Täuschungsfackeln offenbart, wobei die erste Zusammensetzung Bor und Aluminium als Metall und Ammoniumperchlorat, Kaliumnitrat und ein Fluorelastomer enthält und die zweite Zusammensetzung aus Magnesium als Metall und PTFE mit einem anderen Fluorelastomer besteht. Auch bei der Verbrennung dieser Kombination verbleibt kein elementares Metall als nach dem Abbrand resultierende IR-Strahlungsquelle.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine pyrotechnische Leuchtvorrichtung anzugeben, die im wesentlichen Infrarotstrahlung erzeugt und zumindest einige der oben erwähnten Probleme löst.

Die Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße pyrotechnische, im wesentlichen Infrarotstrahlung erzeugende Leuchtvorrichtung weist auf:

– einen aufreißbaren Behälter,
– mehrere im Behälter vorgesehene pyrotechnische Scheinzielkörper, die eine pyrotechnische Zusammensetzung enthalten, die ein oxidierbares Metall und ein Oxidationsmittel enthält, das zu einer exothermen Verbrennung des Metalls befähigt ist, und
– eine Zündvorrichtung zum Zünden der pyrotechnischen Scheinzielkörper und ihrer Freisetzung aus dem Behälter; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß
– die pyrotechnischen Scheinzielkörper Scheinzielplatten sind und
– die pyrotechnische Zusammensetzung (a) gegenüber dem Oxidationsmittel einen stöchiometrischen Überschuß des oxidierbaren Metalls enthält und/oder (b) als oxidierbares Metall ein erstes Metall und als Oxidationsmittel ein Oxid eines zweiten Metalls enthält, das durch die Verbrennungsreaktion zum Metall reduziert wird,

so daß nach der Verbrennungsreaktion heißes, Infrarotstrahlung emittierendes Metall verbleibt.

Im Einsatz wird der Behälter in die Luft gebracht, und die Scheinzielplatten werden durch die Zündeinrichtung entzündet. Sodann wird der Behälter zum Beispiel durch Aufbauen von Druck im Behälter aufgerissen, um die Scheinzielplatten unter Bildung einer Wolke aus IR-Strahlungsquellen zu zerstreuen.

Die Verwendung einer Zusammensetzung aus einem Metall und einem Oxidationsmittel, die nach Zündung der Scheinzielplatten zu einer exothermen Verbrennungsreaktion imstande ist, ergibt eine relativ billige Fackel, die in der Lage ist, eine Materialwolke zu erzeugen, die stark im IR-Bereich emittiert.

Da die Verbrennungsreaktion in erster Linie Wärme erzeugt, die in dem heißen Metall gespeichert werden kann, das verbleibt, nachdem die Reaktion beendet ist, erzeugen die Scheinzielplatten während und nach der Verbrennung vernachlässigbare Mengen an Strahlung im sichtbaren oder im UV-Bereich. Bei Tag ist die geringe Menge an sichtbarer Strahlung bei Ausbringung der Scheinzielplatten als Schirm oder als Täuschungsfackel gegen die Hintergrundbeleuchtung nicht sichtbar. Selbst bei Nacht bedeutet das Ausstreuen der Platten, daß das Glühen der Platten im sichtbaren Bereich bei den interessierenden Entfernungen praktisch nicht zu entdecken ist. Daher kann das Abwehrmittel verdeckt ausgebracht werden. Auch ein Suchsystem eines Lenkgeschosses wird keine Strahlung im UV-Bereich sehen, die für eine Täuschungsfackel charakteristisch wäre.

Nach der Verbrennung der Scheinzielplatte vorhandenes Metall ist dank der während der Verbrennung erzeugten Wärme heiß und emittiert daher im IR-Bereich und weist nur eine vernachlässigbare sichtbare oder UV-Strahlung auf. Die Täuschung ist daher über die Dauer der Verbrennung der Scheinzielplatten hinaus wirksam, und eine Köderwolke mit relativ langer Dauer kann ohne die Notwendigkeit langsam brennender Zusammensetzungen erzeugt werden.

In Konsequenz davon kann sogar die Dauer der Verbrennungsreaktion reduziert werden, und schnell brennende Zusammensetzungen können wegen ihrer Wärmeerzeugungseigenschaften gewählt werden. Die brennbare Zusammensetzung hat auch eine kurze Entzündungszeit, und die Scheinzielplatten können vor dem Ausstreuen entzündet werden, was gewährleistet, daß die Platten innerhalb des Gesichtsfeldes der Lenkgeschosse wirksam werden. Eine Minimierung der Dauer der Entzündung der Scheinzielplatten ist auch deswegen von Vorteil, weil die Entzündungsreaktion nicht nur Wärme, sondern auch sichtbare und ultraviolette (UV) Emission erzeugt.

Ein weiterer Vorteil ist, daß das IR-Emissionsspektrum der Scheinzielplatte, nachdem die Verbrennungsreaktion zu Ende ist, charakteristisch ist für heißes Metall, was von einem Ziel, zum Beispiel den heißen Metallteilen eines Panzermotors oder Flugzeugabgasen zu erwarten ist, und keine Komponenten enthält, die das Suchsystem als künstlich und als für ein Scheinziel charakteristisch erkennen wird.

Ferner bedeutet die elektrische Leitfähigkeit der Platten und allen nach der Reaktion vorhandenen Metalls, daß die erzeugte Wolke aus leitenden Elementen besteht, die Hochfrequenzsignale reflektieren und daher als eine große RADAR-Reflektoroberfläche wirken könnten. Die Wolke könnte dank ihrer leitenden Eigenschaf ten sowohl irgendwelche vom Ziel erzeugte Hochfrequenzsignale reflektieren und dadurch etwa nach solchen Signalen suchende Systeme stören oder alternativ etwa einfallende RADAR-Impulse streuen und damit zu einer Ablenkung eines Systems führen, das mit aktiver RADAR-Lenkung arbeitet.

Um sicherzustellen, daß das Scheinziel nach der Verbrennung effektiv funktioniert, wird die Zusammensetzung in den Scheinzielplatten vorzugsweise so gewählt, daß die Masse an nach der Verbrennung einer Scheinzielplatte Infrarotstrahlung emittierendem heißem Metall wenigstens 10 % der Masse der Scheinzielplatte vor der Verbrennung beträgt. Für ein Scheinziel, das auf nach der Reaktion verbleibendem heißem Metall beruht, sollte die Menge dieses verbleibenden Metalls wenigstens 10 % der Masse der Scheinzielplatte ausmachen, um sicherzustellen, daß die Platten effizient wirken.

Die Zusammensetzung in den Scheinzielplatten weist vorzugsweise einen Überschuß an Metall auf.

Die Zündung und Verbrennung einer Scheinzielplatte erzeugen aufgrund der Verbrennungsreaktion zwischen dem Metall und dem Oxidationsmittel Wärme. Der Überschuß an Metall unterliegt keiner Reaktion und absorbiert eine Menge der während der Reaktion erzeugten Wärme, was dazu führt, daß nach dem Ende der Reaktion heißes Metall verbleibt.

Für den Fachmann ist klar, daß sich durch Variieren des Verhältnisses von Metall zu Oxidationsmittel in der Zusammensetzung der Scheinzielplatten die Menge des nach der Reaktion verbleibenden Metalls ebenso wie die Menge der erzeugten Wärme verändern läßt.

Mit Vorteil wird die Zusammensetzung der Scheinzielplatten so ausgewählt, daß ein Reaktionsprodukt der exothermen Verbrennungsreaktion zwischen dem Metall und dem Oxidationsmittel Infrarotstrahlung emittierendes heißes Metall ist.

Durch die Erzeugung von Metall bei der Verbrennungsreaktion kann der Anteil der Scheinzielplatte, der der Reaktion unterliegt, hoch sein, wobei der Vorteil, daß nach dem Ende der Reaktion Metall vorhanden ist, erhalten bleibt. Auf diese Weise kann der Anteil an überschüssigem Metall verringert werden, was zur Erzeugung von mehr Wärme führt, während der Anteil an nach der Reaktion vorhandenem Metall erhalten bleibt.

Alternativ bedeutet die Erzeugung von Metall bei der Verbrennungsreaktion, daß das gesamte Metall der Scheinzielplatte an der Verbrennungsreaktion teilnehmen kann und dennoch am Ende der Reaktion immer noch heißes Metall vorhanden ist. Dies erlaubt es, das Metall der Platte aufgrund seiner Eigenschaften als Brennstoff auszuwählen, während das erzeugte Metall wegen seiner thermischen Eigenschaften, zum Beispiels seiner Wärmeleitfähigkeit oder seines Schmelzpunktes, ausgewählt werden kann.

Metall kann günstigerweise so erzeugt werden, daß sichergestellt wird, daß das Metall in der Scheinzielplatte ein erstes Metall und das Oxidationsmittel ein Oxid eines zweiten Metalls ist. Bei der Zündung unterliegen das erste Metall und das Oxid des zweiten Metalls einer Verbrennungsreaktion, wobei das Oxid des zweiten Metalls unter Erzeugung des zweiten Metalls zerfällt und das erste Metall mit dem abgespaltenen Sauerstoff unter Bildung eines Oxids des ersten Metalls reagiert.

Geeignete metallische Brennstoffe setzen bei der Verbrennungsreaktion große Mengen an Wärme frei; zu ihnen gehören Aluminium, Eisen, Calcium, Titan, Silicium und Bor, wobei es für den Fachmann auf der Hand liegt, daß auch andere Metalle verwendet werden können. Das Oxidationsmittel muß selbstverständlich von solcher Art sein, daß es bei der Verbrennungsreaktion reduziert wird und hinreichend Wärme freisetzt, und der Fachmann kann leicht passende Oxidationsmittel für einen gegebenen metallischen Brennstoff bestimmen. Für Aluminium sind zum Beispiel geeignete Oxidationsmittel unter anderem Eisen(III)-oxid, Calciumoxid, Wolframdioxid, Wolframtrioxid, Mangandioxid und Natriumchlorat.

Eine vorteilhafte Zusammensetzung für eine Scheinzielplatte enthält Eisen als Metall und Kaliumperchlorat als Oxidationsmittel. Diese Zusammensetzung ist billig und zuverlässig und verbrennt unter Erzeugung von Kaliumchlorid und Eisenoxiden. Vorzugsweise sind 82 bis 88 Gewichts-% der Scheinzielplatte Eisen und 18 bis 12 Gewichts-% der Scheinzielplatte Kaliumperchlorat. Dieses Verhältnis ist optimiert, um dank des Überschusses an Eisen vor, während und nach der Verbrennung maximale thermische und elektrische Leitfähigkeit zu erzielen.

Eine alternative Zusammensetzung, bei der Metall erzeugt wird, enthält Aluminium als Metall und Eisen(III)-oxid als Oxidationsmittel. Diese Zusammensetzung verbrennt unter Bildung von Eisen und Aluminium oxid. Bevorzugt wird eine nahezu stöchiometrische Zusammensetzung aus Aluminium und Eisen(III)-oxid benutzt, um die Wirksamkeit zu maximieren.

Eine weitere Zusammensetzung, die verwendet werden kann, um Metall zu erzeugen, enthält Titan als Metall und Mangandioxid als Oxidationsmittel. Diese Zusammensetzung verbrennt unter Bildung von Mangan und Titanoxiden. Für den Fachmann liegt es jedoch auf der Hand, daß auch andere solche Zusammensetzungen verwendet werden können.

Vorzugsweise enthalten die Scheinzielplatten eine gepreßte Zusammensetzung aus einem teilchenförmigen Metall und einem teilchenförmigen Oxidationsmittel.

Verpressen der Zusammensetzung zur Erzeugung der Scheinzielplatten stellt eine billige und einfache Herstellungsmethode mit zuverlässigen Ergebnissen dar. Die Größe der Teilchen hat Auswirkung auf die Reaktionswärme und kann für unterschiedliche Anwendungsfälle variiert werden, obwohl es für den Fachmann auf der Hand liegt, Teilchengrößen zu wählen, die nicht zu groß sind, daß sie zu ineffektiver Verbrennung oder Problemen bei der Zündung führen, aber auch nicht zu klein sind, daß sie zu Problemen mit der Sicherheit und Steuerbarkeit führen, weil die Platten zu empfindlich sind. Die Preßdrücke werden gleichfalls so gewählt, daß ein guter Kontakt des Metalls mit dem Oxidationsmittel gewährleistet ist.

Mit Vorteil kann die Zusammensetzung der Scheinzielplatte außerdem ein Bindemittel enthalten, um die Stabilität der Platten zu verbessern und die thermischen Eigenschaften der Platten zu modifizieren.

Die Dicke der Scheinzielplatten wird vorteilhaft derart ausgelegt, daß im Betrieb wenigstens einige der Scheinzielplatten beim Ausstreuen aus dem aufreißbaren Behälter zerbrechen. Der Stoß beim Ausstoßen aus dem aufreißbaren Behälter in die Atmosphäre läßt dünne Platten beim Ausstoßen zerbrechen. Dies führt zu einer Wolke, die IR-Strahlung emittierende Stücke unterschiedlicher Größe enthält. Die unterschiedlich großen Stücke haben verschiedenen Luftwiderstand, was dazu beiträgt, die Wolke über ein großes Gebiet zu verbreiten. Auch können die unterschiedlich großen Stücke wegen ihrer Leitfähigkeitseigenschaften ein größeres Reflexionspotential für RADAR haben.

Sehr zweckmäßig weisen die Scheinzielplatten über ihre Oberfläche verlaufende Nuten auf. Nuten unterstützen das Zerbrechen der Platten, speziell nach der Verbrennungsreaktion zwischen dem Metall und dem Oxidationsmittel, und können entweder eine Ergänzung oder eine Alternative zu dünnen Platten sein. Nuten ergeben mehr Kontrolle über die Größe der erzeugten Stücke, die an die Wellenlängen der wahrscheinlichen RADAR-Signale genau angepaßt werden können. Die Hinzufügung von Nuten zu den Scheinzielplatten beschleunigt auch die Entzündungszeiten der Platten, da sich die heißen Zündgase entlang der Nuten fortbewegen können.

Die Zusammensetzung der Scheinzielplatten kann auch so ausgelegt sein, daß wenigstens ein Teil des nach der Verbrennung einer Scheinzielplatte verbleibenden heißen Metalls geschmolzen ist. Durch Auswählen der Zusammensetzung der Scheinzielplatten derart, daß das erzeugte heiße Metall einen Schmelzpunkt hat, der niedriger liegt als die durch die exotherme Verbren nungsreaktion erreichte Temperatur, ist wenigstens etwas von dem produzierten Metall geschmolzen.

Geschmolzenes Metall strahlt im IR-Bereich und kühlt sich schnell genug ab, um sich in unterschiedlichen Formen zu verfestigen, von Tropfen bis zu verformten Platten, je nach dem Anteil an Metall, das anfänglich geschmolzen war. Die so erhaltenen Formen sind wirksamer für die Streuung einfallender RADAR-Strahlung und haben einen größeren Bereich von Reflexionseigenschaften.

Zweckmäßig sind zwischen den Scheinzielplatten Schichten aus brennbarem Gewebematerial eingeschaltet. Das Gewebe kann als ein Abstandshalter wirken, um das Gewicht des Scheinziels zu reduzieren, und kann zur Verteilung der Scheinzielplatten beitragen, indem es die Tendenz der Platten zum Zusammenkleben vermindert. Auch trägt brennbares Gewebe zur Wirksamkeit des Scheinziels bei und kann so gewählt werden, daß es vernachlässigbare sichtbare oder UV-Strahlung erzeugt.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend lediglich beispielhaft und unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, worin zeigen:
1 eine Schnittansicht einer Täuschungsfackel gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine zur Verwendung in der in 1 gezeigten Täuschungsfackel geeignete Scheinzielplatte,
3 eine Darstellung der relativen Intensität der Infrarotstrahlung für die Zündung einer typischen, für einen Einsatz in einer Täuschungsfak kel gemäß der vorliegenden Erfindung geeigneten Scheinzielplatte über der Zeit.
In der Darstellung in 1 hat ein aufreißbarer Behälter, der allgemein mit 1 bezeichnet ist, ein zylindrisches Gehäuse 3 mit einem offenen Ende, das mit einem Deckel 5 verschlossen ist. Der Deckel 5 wird an seinem Platz gehalten, indem die Ränder 7 des offenen Endes des Gehäuses 3 leicht in eine Nut 9 im Deckel 5 hinein umgebördelt sind. In dem Gehäuse 3 sind mehrere Scheinzielplatten 11 übereinander gestapelt.
Ein Typ einer für einen Einsatz in dieser Täuschungsfackel geeigneten Scheinzielplatte ist in 2 gezeigt. Die Scheinzielplatte hat die Form einer Scheibe 11, die mit einem zentralen Loch 13 versehen ist. Die Scheibe 11 hat einen Durchmesser von etwa 45 mm und eine Dicke von 0,6 mm, wobei das zentrale Loch 13 einen Durchmesser von 6 mm hat. Nuten 15 erstrecken sich radial von dem zentralen Loch 13 zum Rand der Scheibe, wobei die Nuten etwa 1 mm breit und 0,4 mm tief sind.
Bei einer speziellen Ausführungsform besteht die Scheibe 11 aus einer teilchenförmigen Zusammensetzung von 86 Gewichts-% Eisen (Fe) und 14 Gewichts-% Kaliumperchlorat (KClO₄), die unter einem Druck von etwa 100 MPa verpreßt ist. Die Eisenteilchen sind etwa 5-15 μm groß, und die Kaliumperchlorat-Teilchen sind größer als 45 μm. Nach Zündung unterliegen das Eisen und das Kaliumperchlorat einer Verbrennungsreaktion, bei der Eisenoxide und Kaliumchlorid entstehen, wobei die Grundgleichung wie folgt ist: 3 Fe + KClO₄ → KCl + Fe₃O₄ + Wärme (1).
Da das Atomgewicht von Eisen etwa 56 und das Molgewicht von Kaliumperchlorat etwa 90 betragen, ist ersichtlich, daß das stöchiometrische Gemisch aus etwa 65 Gewichts-Eisen mit 35 Gewichts-% Kaliumperchlorat besteht.
Daher ist offensichtlich, daß annähernd 60 Gewichts-% der Scheibe als überschüssiges Eisen vorliegen. In der Praxis kommt es jedoch zur Bildung auch anderer Eisenoxide, und die Reaktion wird komplettiert durch Sauerstoff in der Atmosphäre, so daß die tatsächliche Menge an überschüssigem Eisen kleiner wird. Die von einer solchen Scheibe typischerweise erreichte Temperatur wäre rund 1000 °C bei einer Brenngeschwindigkeit von etwa 10 cm/s.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Scheibe 11 eine verpreßte teilchenförmige Zusammensetzung aus Aluminium (Al) und Eisen(III)-oxid (Fe₂O₃) auf. Nach Zündung dieser Mischung unterliegen das Aluminium und das Eisen(III)-oxid einer Verbrennungsreaktion unter Bildung von Eisen und Aluminiumoxid, wobei die Grundgleichung wie folgt ist: 2 Al + Fe₂O₃ → 2 Fe + Al₂O₃ + Wärme (2).
Hier ist zu sehen, daß bei der Reaktion Eisen entsteht; die Zündung der Scheibe 11 führt so zur Entstehung von rotglühendem Eisen. Die Scheibe hat ein nahezu stöchiometrisches Verhältnis von Aluminium zu Eisen(III)oxid, wobei 30 Gewichts-% der Scheibe aus Aluminium bestehen.
Bei einer dritten Ausführungsform kann die Scheibe 11 eine verpreßte teilchenförmige Zusammensetzung aus Titan (Ti) und Mangandioxid (MnO₂) enthalten, die bei Zündung einer Verbrennungsreaktion unter Bildung von Mangan und Titanoxiden unterliegt, wobei eine der Grundgleichungen wie folgt ist: Ti + MnO₂ → Mn + TiO₂ + Wärme (3).
Für den Fachmann ist natürlich offensichtlich, daß auch andere geeignete metallische Brennstoffe und Oxidationsmittel eingesetzt werden können.
Wie 1 zeigt, sind die Platten 11 aufeinandergestapelt, wobei eine Zündschnur 17 aus der Nachbarschaft des Deckels 5 durch die Mitte der Scheinzielplatten 11 hindurch verläuft und am geschlossenen Ende des Gehäuses 3 einen Wickel 19 bildet. Das Ende 21 der Zündschnur 17 befindet sich nahe einem Verzögerungszünder 23 im Deckel 5. Ein Kolben 25 wie zum Beispiel eine Scheibe aus Karton, Kunststoff oder Aluminium mit einem Durchmesser, der gleich oder gerade kleiner ist als der des Gehäuseinneren, ist zwischen dem Ende 21 der Zündschnur 17 und dem Stapel der Scheinzielplatten 11 angeordnet.
Für bestimmte Anwendungsfälle können die Scheinzielplatten unter Zwischenlage von brennbarem Gewebe (nicht gezeigt) gestapelt werden, um die Tendenz der entzündeten Platten zum Zusammenkleben und die Menge der Platten im Stapel und damit das Gewicht des Scheinziels zu vermindern.
Im Betrieb wird die pyrotechnische Mischung 26 beispielsweise durch einen elektrischen Zünder in Standardausführung (nicht gezeigt) gezündet, und der aufreißbare Behälter wird in die Luft ausgestoßen. Sobald der aufreißbare Behälter aus seinem Gehäuse heraus ist, wird die Feder 27 freigegeben und ermöglicht es, daß der Zündungsimpuls in dem Rohr 29 nach unten wandert, um den Verzögerungszünder 23 zu zünden. Der Verzögerungszünder ermöglicht es, daß die Fackel sich von ihrem Gehäuse entfernt, bevor das Ende 21 der Zündschnur 17 gezündet wird. Sollte der aufreißbare Behälter sich verklemmen, verhindert die Feder 27 die Fortpflanzung des Zündimpulses und verhindert damit, daß die Täuschungsfackel innerhalb ihres Gehäuses gezündet wird.
Die Entzündung des Endes 21 der Zündschnur 17 bringt die Schnur zum raschen Abbrennen, wobei die Scheinzielplatten 11 gezündet werden, wenn der Brand entlang der Zündschnur nach unten läuft. Die bei dieser Verbrennung entwickelten Gase und die Entzündung der Scheinzielplatten 11 lassen im Gehäuse einen Druckaufbau entstehen, der ausreicht, um den Deckel 5 auszustoßen. Die ersten wenigen Scheinzielplatten 11 fallen wahrscheinlich aus dem Gehäuse heraus. Inzwischen erzeugt die Verbrennung des Wickels 19 der Zündschnur 17 eine große Menge Gas, um die entzündeten Scheinzielplatten 11 auszustoßen.
Generell kann die Streuung der Scheinzielplatten 11 dadurch geändert werden, daß eine Zündschnur gewählt wird, die mehr oder weniger Gas entwickelt. Eine brauchbare Zündschnur kann beispielsweise eine Magnesium/Viton/Teflon (MTV)-Zündschnur sein, die brauchbare Mengen an Gas erzeugt, um die Platten über eine große Fläche zu verstreuen.
Die typische Variation in der Intensität der Gesamt-IR-Strahlungsemission einer Scheinzielplatte, die eine Oberfläche ohne Nuten aufweist, ist in 3 gezeigt. Die gezündete Platte war eine 0,5 mm dicke Scheibe aus 86 % Eisen und 14 % Kaliumperchlorat mit einem Durchmesser von 47 mm.
Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß die Scheibe sogar ohne Nuten in der Oberfläche eine sehr schnelle Anstiegszeit von der Zündung bis zur Maximalintensität zeigt, die sicherstellt, daß das Scheinziel innerhalb des Gesichtsfeldes des Lenkgeschosses zu arbeiten beginnt. Die Scheitelintensität fällt relativ schnell ab, aber die Intensität bleibt dank der Anwesenheit von strahlendem Metall nach der Reaktion über eine lange Zeitdauer mäßig hoch. Außerdem strahlt das Scheinziel, während die anfängliche Zündung eine Abwehreinrichtung triggern und das Lenkgeschoß veranlassen kann, sein Leitsystem während einer kurzen Zeitspanne zu ignorieren, dann, wenn die Lenkung wieder in Betrieb geht, immer noch und wirkt als Scheinziel, aber ohne eine verräterische Kennung wie bei bekannten Scheinzielen.

Claims

Pyrotechnische, im Wesentlichen Infrarotstrahlung erzeugende Leuchtvorrichtung, die aufweist: – einen aufreissbaren Behälter (1), – mehrere im Behälter (1) vorgesehene pyrotechnische Scheinzielkörper, die eine pyrotechnische Zusammensetzung enthalten, die ein oxidierbares Metall und ein Oxidationsmittel enthält, das zu einer exothermen Verbrennung des Metalls befähigt ist, und – eine Zündvorrichtung (17) zum Zünden der pyrotechnischen Scheinzielkörper (11) und ihrer Freisetzung aus dem Behälter (1), dadurch gekennzeichnet, dass – die pyrotechnischen Scheinzielkörper Scheinzielplatten (11) sind und – die pyrotechnische Zusammensetzung (a) gegenüber dem Oxidationsmittel einen stöchiometrischen Überschuss des oxidierbaren Metalls enthält und/oder (b) als oxidierbares Metall ein erstes Metall und als Oxidationsmittel ein Oxid eines zweiten Metalls enthält, das durch die Verbrennungsreaktion zum Metall reduziert wird, so dass nach der Verbrennungsreaktion heißes, Infrarotstrahlung emittierendes Metall verbleibt.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überschuss des oxidierbaren Metalls mindestens 10 % der Masse der Scheinzielplatte (11) vor der Verbrennung beträgt.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall unter Aluminium, Eisen, Calcium, Titan, Silicium und Bor ausgewählt ist.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Aluminium ist und das Oxidationsmittel unter Eisen(III)-oxid, Calciumoxid, Wolframdioxid, Wolframtrioxid, Mangandioxid und Natriumperchlorat ausgewählt ist.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel Natriumperchlorat oder Kaliumperchlorat ist.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Eisen und das Oxidationsmittel Kaliumperchlorat ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheinzielplatte (11) zu 82 bis 88 Gew.-% aus Eisen und zu 18 bis 12 Gew.-% aus Kaliumperchlorat besteht.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Aluminium und das Oxid des zweiten Metalls Eisen(III)-oxid ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Titan und das Oxidationsmittel Mangandioxid ist.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheinzielplatten (11) eine gepresste pyrotechnische Zusammensetzung aus einem stückigen Metall und einem stückigen Oxidationsmittel enthalten.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnische Zusammensetzung ferner ein Bindemittel enthält.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Scheinzielplatten (11) so ausgelegt ist, dass im Einsatzfall wenigstens einige der Scheinzielplatten (11) beim Ausstreuen aus dem Behälter (1) zerbrechen.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheinzielplatten (11) über ihre Oberfläche verlaufende Nuten (15) aufweisen.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrotechnische Zusammensetzung so ausgelegt ist, dass im Einsatzfall wenigstens ein Teil des nach der Verbrennungsreaktion verbleibenden heißen Metalls geschmolzen ist.
Leuchtvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Scheinzielplatten (11) Lagen aus einem brennbaren Gewebematerial vorgesehen sind.