DE2547593C2 - Verfahren zur Errichtung und zum Betrieb eines Minensperrsystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Errichtung und zum Betrieb eines Minensperrsystems mit Minen, von denen jede eine über eine Zündeinrichtung auslösbare Laoung und eine, einen Empfänger und einen Signalgeber aufweiser.de D-ienübertragungseinheit aufweist und zumindest eine der Minen (Kommandomine) zur Identifizierung und Beretmung von Kursdaten eines sich nähernden Zieles mit Sensoreinheiten und einem Datenverarbeitungssystem versehen ist, welche unter Verwendung der Kursdaten eines sich nähernden Zieles mindestens eine zur Zielbekämpfung geeignete Mine vorbestimmt und die Zündung der nicht vorbestimmten Minen bei Annäherung des Zieles an diese verhindert.

Es sind Seeminen bekannt, die zur Errichtung eines Sperrsystems nach einem vorgegebenen Plan in dem zu sperrenden Gebiet verlegt werden (DE-PS 9 77 971). Beim Eindringen eines möglichen Zieles in das Sperrgebiet wird dieses mit Hilfe der Sensoreinheiten lediglich von einer sog. Kommandomine durch Schall-, Magnetfeld-, Druck- und andere zur Zielerfassung und -erkennung notwendige Messungen geortet und identifiziert. Handelt es sich aufgrund der Identifizierung um ein echtes Ziel, so wird durch die Kommandomine durch Aussenden der Kommandos »Schärfen«, »Entschärfen« und »Auslösen« eine der übrigen Minen des Sperrgebietes gesteuert.

Ein derartiges Minensystem setzt voraus, daß die Minen nach einem exakt vorgegebenen Plan verlegt werden und die Positionen aller Minen in der Kommandomine vorher gespeichert werden. Die Wirkung des Sperrsystems ist dann davon abhängig, mit welcher Genauigkeit die Minen ihre vöFbestimmte Position auch tatsächlich erreichen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Errichtung und zum Betrieb eines Minensperrsystems zu schaffen, bei dem die einzelnen Minen nicht mehr nach einem vorgegebenen Plan verlegt werden müssen und mit welchem ohne Einbuße der Wirksamkeit des Sperrsystems ein schnelles Verlegen der Minen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Minen nach dem Verlegen aller Minen jeweils mittels ihres Signalgebers nacheinander Signale aussenden, die von den Sensoreinheiten einer oder mehrerer anderer Minen geortet und die Positionsdaten der georteten Minen in der bzw. den Datenverarbeitungssystemen gespeichert werden.

lu Durch ein derartiges Verfahren können "Me Minen eines Sperrsystems rasch, z. B. nach statistischen Gesichtspunkten, ausgelegt werden, worauf erst anschließend der genaue Lageplan innerhalb einer Kommandomine erstellt wird.

is Die gespeicherte Information über den Lageplan der Minen des Sperrsystems wird insbesondere dann bedeutungsvoll, wenn die Mine das Ergebnis eines Zielidentifizierungsvorgangs an weitere Kommandominen weitergibt. Dadurch wird nur eine einmalige

-° Identifizierung eines Zieles notwendig. Ein sich sehr schnell bewegendes Ziel kann dann die erste Mine des Sperrgebietes — z. B. wegen eines zu lange dauernden Identifizierungsvorganges — überfahren, ohne daß diese oder andere in unzureichendem Abstand postierte Minen gezündet werden; jedoch trifft das Ziel dann nur noch auf »informierte« Minen des Sperrsystems, bei welchen der Zündvorgang sofort ausgelöst wird, wenn das Ziel einen geeigneten Abstand zu einer der Minen erreicht. Das Identifizierungsverfahren kann aus diesem

}° Grund auch wesentlich umfangreicher und somit genauer sein, was dazu beiträgt, daß jede Mine und somit das Sperrsystem insgesamt mit großer Genauigkeit lohnende Ziele von nichtlohnenden bzw. von Räummaßnahmen unterscheiden kann. Durch den

J5 Informationsaustausch kann somit indirekt die Wirksamkeit herkömmlicher Sensoreinheiten und somit die des gesamten Sperrsystems wesentlich erhöht werden. Durch Vorausberechnung des Zielkurses mit Hilfe des Datenverarbeitungssystems und der von den Sensoreinheiten empfangenen Daten kann von der die Zielidentifizierung und Kursberechnung vornehmenden Mine eine Zielzuweisung derart vorgenommen werden, daß nur bei der oder den aufgrund der Kursberechnung voraussichtlich am günstigsten postierten Minen der Zündvorgang zum geeignetesten Zeitpunkt ausgelöst wird. Dadurch entfällt eine Vorwarnung eines feindlichen Zieles durch Treffer mit unzureichender Wirkung und die unnötige Zündung von Minen.

Durch ständiges Wiederholen der Kursberechnung kann eine Kursänderung des Zieles erfaßt werden und ggf. so lange eine erneute Zielzuweisung erfolgen, bis das Ziel in den Wirkungsbereich einer Mine des Sperrsystems gelangt, wodurch bei dieser Mine in bekannter Weise — z. B. durch Annäherungszünder — der Zündvorgang ausgelöst wird.

Eine andere mit Vorteil anwendbare Möglichkeit zur Steuerung des Zündvorganges besteht darin, daß die Mine, welche die Zielzuweisung vorgenommen hat, die Zünc¹ einrichtung der vorbestimmten Mine auslöst.

Anhand zweier in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele soll die Funktionsweise des Minensperrsystems erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild einer für das Sperrsystem geeigneten Mine, die als Seemine ausgebildet ist;

Fig.2 ein Prinzipschaltbild einer Kommandomine nach Fig. 1, die mit anderen, einfacher ausgerüsteten Seeminen in Verbindung steht.

Im ersten Beispiel sind von der in F i g. 1 schematisch

20

25

dargestellten Seemin" M eine Anzahl η gleicher Ausführungen zu einem Minenfeld verlegt. Nach dem Verlegen der Minen schaltet ein Zeitschaltwerk / das Datenverarbeitungssystem D VS ein, welches in einfach ster Weise als Mikroprozessor unter Verwendung von i Festwertspeichern (ROM) ausgebildet ist.

Der erste vom DVS durchgeführte Programmablauf betrifft das gegenseitige Orten eier Minen im Minenfeld nach dein Verlegen. Ein solches Programm kann z. B. wie folgt ablaufen: in

Das Datenübe. tragungssystem DÜS einer ersten vorbestiT.'r.jen Mine sendet eine, eine Adresse und ein Schaltsignal enthaltende Nachricht aus, welche von dem DÜS einer zweiten, der Adresse zugeordneten Mine empfangen und in deren DVS verarbeitet wird. Das Schaltsignal bewirkt, daß bei der zweiten Mine durch das Datenverarbeitungssystem ein Signalgeber Sig in Funktion gesetzt wird. Dieser sendet akustische Signale aus, welche von dem entsprechenden Akustiksensor S_A der ersten Mine wahrgenommen wird. Der Akustiksensor Sa ist in der Lage, den Abstand ρ und den Winkel φ einer Schallquelle in einem vorgegebenen Koordinatensystem zu messen. — Der Signalgeber könnte jedoch auch magnetische, elektromagnetische oder Signale anderer Art aussenden, die von einem der a^f den jeweiligen Signaltyp ansprechenden Sensoren Sj, z. B. Magnetiksensor Sm oder Drucksensor Sa leicht empfangen werden und durch welche die Position der das Signal aussendenden Mine leicht ermittelt werden kann. — Die durch diesen Ortungsvorgang erhaltenen Daten (οι und φι) werden im Datenverarbeitungsiystem der ersten Mine gespeichert. Danach sendet die erste Mine eine neue Nachricht aus, durch welche eine dritte Mine des Minenfeldes angesprochen und zur Aussendung eines Signals zum Zwecke der Ortung veranlaßt ji wird. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die nte Mine des Minenfeldes geortet ist. Die erste Mine hat dann im Datenverarbeitungssystem in Form von Polarkoordinaten ρι, φι ... Q_n, φ_η einen Lageplan aller Minen des Minenfeldes gespeichert. Anschließend wird entweder in einem vorgegebenen Zeitabstand oder durch ein von der ersten Mine stammendes Kommando in einer nächsten Mine des Minenfeldes der für den Ortungsvorgang notwendige, eben beschriebene Programmablauf ausgelöst. Diese Mine ortet und speichert dann in gleicher Weise wie die erste Mine die Lage der übrigen Minen des Minenfeldes.

Ein anderes, schneller ablaufendes Programm zur gegenseitigen Ortung der Minen kann z. B. folgendes sein:

Eine erste Mine sendet als Kennung ihre Eigenadresse an die übrigen Minen des Minenfeldes und anschließend ein Peilsignal. Die angesprochenen Minen orten nun gleichzeitig dieses Peilsignal und ordnen die daraus erhaltenen Positionsdaten der Adresse der ersten Mine zu. Anschließend führt eine nächste Mine — zeit- oder kommandogesteuert — diesen Erkennungsvorgang aus usw.

Wenn in jeder Mine der Ortungsvorgang abgeschlossen ist, erfolgt in vorprogrammierter Weise die M) Scharfmachung der Minen. Danach ist der Aufbau des Sperrsystems abgeschlossen. Die Minen schalten dann den Betrieb der Sensoren 5^, 5a/. Six, ... 5, bis auf eine jeweilige Wachschaltung W sowie alle in der Ruhestellung nicht benötigten Teile des Datcnverarbeitungssy- b"> stems ab, um ihre Stromversorgung / so wenig wie möglich zu belasten.

Empfängt die Wachschaltung W einer Mine ein Signal, so wurden sämtliche Sensoren sowie aiu Datenverarbeitungssystem erneut I;« Betrieb gesetzt und ein vorprogrammiertes <"tiTjngn und !d^i,tif':zieningsverfahren ausgelöst. uieic!u-:'>'.ij; wini de. Alarm an die übrigen Minen weitergegeben, in welchen ebenfalls die abgeschalteten Teile aktiviert werden. Γ/, iiib: das Ideniifizierungsverfahren, daß es sich be; den empfangenen Signalen um die Betriebsgeräusche eines sich nähernden Schiffes handelt, dann wird dur^i, Vorausberechnung des Kurses dieses Schiffes unter Verwendung des gespeicherten Lageplanes für das Minenfeld diejenige Mine ermittelt, weiche vom Schiff als erste in einem Abstand passiert wird, bei dem eine entscheidende Wirkung der Explosion dieser Mine zu erwarten ist. Diese Mine wird dann von der Mine, welche die Identifizierung vorgenommen hat, über die Datenübertragungseinheit »informiert«. Gleichzeitig werden ebenfalls über die Datenübertragungseinheit die Zündeinrichtungen aller anderen Minen gesperrt. Die »informierte« Mine übernimmt dann die weitere Zielortung ur.d Kursberechnung so lange, bis das Schiff ihren Wirkungsbereich erreicht hat. Bf.: erreichen eines vorbestimmten Mindestabstandes zwiscne ι Schiff und Mine wird von dem Datenübertragungssystem die Zündeinrichtung Z ausgelöst, welche die Ladung L zur Explosion bringt. Kurz vor dem Ansteuern der Zündeinrichtung .Zwird von der Datenübertragungseinheit ein Signal ausgesendet, welches die Zündung der Mine anzeigt und im Datenverarbeitungssystem der anderen Minen die Position dieser Mine löscht sowie die Zündsperre aufhebt. So wird nach jeder Explosion einer Mine der Lageplan für das Minenfeld in den Datenverarbeitungssystemen der restlichen Minen korrigiert.

Falls das in das Minenfeld eindringende Schiff jedoch vor Erreichen der vorbestimmten Mine eine Kursänderung vornimmt, dann wird von dieser Mine aufgrund eines ständig ablaufenden Zielortungs- und Kursberechnungsprogramms mit Vergleich der Kursdaten eine erneute Zielzuweisung vorgenommen, falls aufgrund des neuen Kurses das Schiff den Wirkungsbereich dieser Mine verlassen und den einer anderen Mine erreichen

Falls das in das Minenfeld eindringende Schiff aufgrund seiner hohen Geschwindigkeit den Wirkungsbereich der ersten, die Identifizierung und Ortung vornehmenden Mine zwar durchfahren hat, der geeignete Zündzeitpunkt für die Explosion jedoch wegen des zu lange dauernden Identifizierungsverfahrens verpaßt wurde, dann wird von dieser Mine anstelle des Auslösens der Explosion eine neue Zielzuweisung vorgenommen, die bei der angesprochenen Mine nur noch den Programmablauf für die Zielortung und Kursberechnung sowie für die Zündung der Ladung bei Erreichen eines vorbestimmten Mindestabstandes auslöst.

Durch Übertragen der für das Ziel charakteristischen Daten von einer Mine auf die andere ist nur ein einziger Identifizierungsvorgang notwendig, der trotz eines damit verbundenen Zeitverlustes wesentlich genauer und somit sicherer sein kann, da der Zeitverlust durch die sehr schnell ablaufende Datenübertragung auf die anderen Minen um ein Vielfaches wieder eingeholt wird.

Bei einem zweiten, in F i g. 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Mine / vollständig, ähnlich wie die des ersten Ausführungsbeisp'<;k ausgerüstet. Über das Dntenübertraguiipsysteni sieht diese Mine ·' mit weiteren Minen 1 ■ .τ in Verbindur.,,

die lediglich je eine Ladung L\ bei L_n mit einer Zündeinrichtung Zi bis Z_n und je einen Signalgeber Sig\ bis Sign besitzen. Da diese Minen 1 bis η keine Sensoren und kein Datenverarbeitungssystem beinhalten, besteht das Datenübertragungssystem dieser Minen im wesentlichen aus je einer F.mpfangseinheit F.\ bis E₁₁. Diese Minen sind also auch wesentlich billiger in der Herstellung, als die Mine /. Sämtliche Minen werden wie im ersten Beispiel zu einem Minenfeld verlegt, welches je nach Ausdehnung eine oder mehrere Mimen des Typs /und diesen jeweils zugeordnete Minen des Typs 1 bis π aufweist. Dabei sollten die Minen 1 bis η von der ihnen zugeordneten Mine / nicht weiter als 200 — JOOm entfernt sein. Nach dem Verlegen läuft in jeder der vollständig ausgerüsteten Minen / ein Programm zur Ortung der Minen 1 bis η ab, so wie es im ersten Beispiel beschrieben wurde. Nach Beendigung des Ortungsvorgangs »kennen«, in diesem Fall jedoch nur die Minen /, die Position der ihnen zugeordneten Minen I bis n. Die Minen / übernehmen auch allein die Ortung, Kursberechnung und Identifizierung eines sich nähernden Zieles. Erreicht ein als feindliches Schiff identifiziertes Ziel einen aus den Zicldaten und dem gespeicherten Lageplan ermittelten Mindestabstand zu einer der. der Mine / zugeordneten Minen I bis n, so wird von der Mine / ein Signal ausgesendet, welches über die Empfangseinheit E der betreffenden Mine deren Zündeinrichtung Z auslöst und deren Ladung L zur Explosion bringt. Gleichzeitig wird im Daunverarbeitungssystem der Mine / die Position der gezündeten Mine gelöscht. Die Ladung der Mine /kann erst dann gezündet werden, wenn die Minen 1 bis η verbraucht sind oder wenn ein Fremdeingriff bemerkt wird.

Die erfindungsgemäße Mine kann selbstverständlich auch an Land zur Errichtung \< >n Sperrsystemen verwendet werden. Dazu können auch andere .Sensoreinheiten, als die obenerwähnten — ζ. Β. Infrarot-Sensoren — eingesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Errichtung und zum Betrieb eines Minensperrsystems mit Minen, von denen jede eine über eine Zündeinrichtung auslösbare Ladung und eme, einen Empfänger und einen Signalgeber aufweisende Datenübertragungseinheit aufweist und zumindest eine der Minen (Kommandomine) zur Identifizierung und Berechnung von Kursdaten eines sich nähernden Zieles mit Sensoreinheiten und einem Datenverarbeitungssystem versehen ist, welche unter Verwendung der Kursdaten eines sich nähernden Zieles mindestens eine zur Zielbekämpfung geeignete Mine vorbestimmt und die Zündung der nicht vorbestimmten Minen bei Annäherung des Zieles an diese verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß die Minen nach dem Verlegen aller Minen jeweils mittels ihres Signalgebers nacheinander Signale aussenden, die von den Sensoreinheiten einer oder mehrerer anderer Minen geortet und die Positionsdaten der georteten Minen in der bzw. den Datenvevarbeitungssystemen gespeichert werden.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommandomine die Zündeinrichtung der vorbestimmten Mine auslösen kann.