DE2829239C1 - Verfahren und Anordnung zur Erkennung eines anfliegenden Hubschraubers zum Zweck einer Abwehraktion - Google Patents

Description

65

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum

akustischen Feststellen von Bestimmungselementen sichtbarer und unsichtbarer, im An- oder Vorbeiflug befindlicher Flugzeuge zum Zweck einer Abwehraktion sowie auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens,

Ein solches Verfahren ist aus der DE-PS 7 00484 bekannt Ober die Parameter Fluggeschwindigkeit, Flughöhe und Schall wird die Flugbahn des interessierenden Rugzeuges automatisch auf einer Zeichenfläche festgehalten. Für den Fall, daß der Kurs dieses Flugzeuges eine Gefahr darstellt können entsprechende Abwehraktionen eingeleitet werden. Alle diese Maßnahmen sind lediglich auf ein Erkennen der Flugrichtung, nicht dagegen auf eine Identifizierung des Flugzeugtyps abgestellt, so daß auch eine Freund/Feind-Kennung gar nicht oder nur mit großen Fehlerquellen behaftet möglich ist Vorzeitige Abwehrreaktionen würden demnach für ein sich näherndes befreundetes Flugzeug sogar eine Gefahr darstellen. Welcher Art die Abwehrreaktionen sind, ist nicht gesagt Selbst wenn man mit diesem Verfahren eine Identifizierung des Flugzeugtyps bezweckte, wäre das Schallspektrum nur als sicheres Kriterium zu werten bei der Verwendung für Hubschrauber, wo die Triebwerkschwingungen durch die ganz charakteristischen Rotorblattschwingungen moduliert werden. Hubschrauber waren jedoch am Anmeldetag der DE-PS 7 00484 noch nicht einmal bekannt

Die Aufgabe der Erfindung wird in der Schaffung einer Möglichkeit gesehen, den Typ im An- oder Vorbeiflug befindlichen Hubschraubers möglichst frühzeitig zu erkennen und im Feindesfall eine Waffe entsprechend auszurichten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß bei der Verwendung des gattungsgemäßen Verfahrens für Hubschrauber mit dem aus Rotor- und Triebwerkschwingungen bestehenden Schallspektrum der Hubschraubertyp analysiert und im Bedarfsfall eine mit dem Analysator verbundene Waffe über die maximale Amplitude des Schallspektrums automatisch auf die Richtung des Hubschraubers eingestellt wird. Dieses Verfahren besitzt den Vorteil, daß ein im Tiefflug oft lange Zeit verdeckter Hubschrauber sicher wahrgenommen und gleichzeitig mit einem hohen Wahrscheinlichkeitsgrad identifiziert werden kann. Letzteres deshalb, weil die Freund/Feind-Kennung aus zwei Schallparametern gewonnen wird, die in ihrer Kombination bei einem anderen Hubschraubertyp kaum ein weiteres Mal vorkommt

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß ein im Brennpunkt eines Parabolspiegels angeordnetes und zusammen mit diesem auf einem verstellbaren Träger befestigtes Richtmikrophon die georteten Schallsignale einem Wiedergabegerät zuführt Letzteres besteht dabei zweckmäßigerweise aus einem Verstärker, einem Frequenzanalysator, einem Rechner sowie je einer Nachsteuerelektronik für Richtmikrophon und Waffe. Hiermit läßt sich von jedem beliebigen — festen oder beweglichen — Beobachtungspunkt aus das typengebundene Schallbild eines nahenden Hubschraubers sowie seine Fluggeschwindigkeit und Flugrichtung ermitteln. Sobald dies getan ist, sind damit automatisch auch andere interessierende technische Daten wie Größe, Rotorblattzahl, Rotordrehzahl und dgl. bekannt so daß spätestens zu diesem Zeitpunkt feststeht ob es sich um einen eigenen oder einen feindlichen Hubschrauber handelt Ober eine einfache Ja-Nein-Aussage läßt sich sodann beim Anflug eines Feindhubschraubers eine Waffe der exakten

Anflugsrichtung nachsif.iiern, wobei die hierfür vorgesehene Nachsteuerelektronik selbstverständlich auch vom übrigen Wiedergabegerät getrennt angeordnet sein kann.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist das Richtmikrophon im Brennpunkt des Parabolspiegels beweglich gelagert, so daß ein horizontales und vertikales Abtasten der Scballrichtung möglich ist Da nur die Spitzen der vorwärtslaufenden Rotorblätter die Schallgeschwindigkeit und damit z. B, auch den Überschallknall erzeugen, kann durch einen Vergleich der gegenüberliegenden Werte die Nachführrichtung des Richtmikrophons bestimmt werden.

Wenn ein solches Warnsystem auf einem Fahrzeug montiert werden soll, so ist es von Vorteil, wenn der Träger des Mikrophons aus wenigstens zwei an ihrem einen Ende über ein Gelenk miteinander verbundenen Armen besteht, deren andere Enden einmal an Bodenstation bzw. Fahrzeug und zum anderen an Parabolspiegel und/oder Richtmikrophon nach Art eines Scherensystems gelenkig befestigt sind. Dadurch ist es möglich. Gerät und Gestänge normalerweise in einer zur Fahrzeugebene parallelen, zusammengeklappten und dadurch raumsparenden Form mit sich zu führen und es nur im Bedarfsfall so weit wie erforderlich auszuschwenken.

Was die weitere konstruktive Ausbildung eines solchen Trägers anbetrifft, so ist es vor allem wegen der seitlichen Stabilität angebracht, wenn beide Arme des Trägers im wesentlichen U- oder V-förmig ausgebildet sind. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, daß der eine Arm U- und der andere V-Form besitzt In diesem Zusammenhang kann es darüber hinaus von Vorteil sein, wenn Richtmikrophon und Parabolspiegel in einem am Träger abnehmbar befestigten, stromlinienförmig ausgebildeten Gehäuse untergebracht sind. Neben dem beim Verschwenken geringen Luftwiderstand, werden auf diese Weise die kostspieligen Geräte auch vor Witterungseinflüssen und mechanischen Einwirkungen geschützt Das Gehäuse ist hierbei entweder relativ zum Träger unbeweglich ausgebildet und dann in Höhe des Richtmikrophons mit einer Öffnung versehen oder aber es bewegt sich zusammen mit dem Richtmikrophon und besitzt eine der Größe des Richtmikrophons entsprechende, ihm gegenüberliegende Öffnung. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Parabolspiegel die der öffnung gegenüberliegende Rückwand des Gehäuses ersetzen oder an derselben innenseitig befestigt sein.

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wobei die in den einzelnen Figuren einander entsprechenden Teile dieselben Bezugszahlen aufweisen. Es zeigt

Fig.l einen in gedeckter Stellung stehenden Panzer, auf dessen Turm mii Hilfe eines ausgefahrenen Trägers ein Richtmikrophon befestigt ist — in Vorderansicht

F i g. 2 Richtmikrophon und halbausgefahrenen Träger gemäß F i g. 1 — in Seitenansicht und

F i g. 3 Richtmikrophon und zusammengeklappten Träger gemäß F i g. 2 — in Seitenansicht

F i %, 1 zeigt ein Fahrzeug 1 — im vorliegenden Fall einen Panzer — in gedeckter Stellung vor einem sich im Tiefflug nähernden, mit zwei Rotorblättern 2 bestückten Hubschrauber 3. Am Turm 4 dieses Panzers ist ein scherenförmiger Träger 5 befestigt, an dessen freiem Ende ein slrömungsgüngstig ausgebildetes Gehäuse 6 montiert ist, das einen Parabolspiegel 7 und — in dessen Brennpunkt beweglich — ein Richtmilcrophan 8 beinhaltet Letzteres ist mit der Außenwelt über ejne dem Richtmikrophon gegenüberliegende öffnung 9 und mit dem im Inneren des Panzers 1 untergebrachtem Wiedergabegerät 10 über ein Kabel 17 funktionell verbunden. Im vorliegenden Fall ist das Gehäuse 6 an die Nachsteuervorgänge des Richtmikrophons 8 gekoppelt Es ist aber auch denkbar, daß das Gehäuse feststehend und nur das Richtmikrophon im Brennpunkt

ίο des Parabolspiegels beweglich bzw. nachsteuerbar ausgebildet ist In einem solchen Fall muß das Gehäuse ringsum mit einer öffnung versehen sein.

Das Wiedergabegerät 10 — das bei einem anderen, zeichnerisch nicht dargestellten Ausführungsbeispiel zusammen mit den Elementen 5 bis 9 auch Teil einer unbeweglichen Bodenstation sein kann — besteht im wesentlichen aus dem Verstärker 11, dem Frequenzanalysator 12 sowie der Nachsteuerelektronik 13 für das Richtmikrophon 8 und gegebenenfalls auch für das Gehäuse 6. Eine weitere Nachsteuerelektronik 14, die wegen der Ausbaumöglichkeit der Wiedergabeeinheit 10 getrennt angeordnet ist dient der- Nachführen der Waffe 15. IinrBedarfsfal! können beide Narfsführelektroniken zu einem Waffensystem gekoppelt werden, so daß dann die Waffe 15 automatisch auf die maximale Amplitude des vom Richtmikrophon georteten Schalls eingestellt und nach Identifizierung »Feind« beim Eintritt des Hubschraubers in die Reichweite der Waffe abgefeuert wird.

Die F i g. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Richtmikrophon 8 und dor zugehörige Parabolspiegel 7 ohne ein Gehäuse direkt an dem Träger 5 befestigt sind. Der untere Teil des Trägers ist U- und der obere V-förmig ausgebildet Bei anderen Ausführungsbeispielen ist auch eine umgekehrte Ausbildung oder eine Ausbildung mit zwei U- oder zwei V-förmigen Trägerteilen denkbar.

Was nun die Funktion dieses Waffensystems anbetrifft so sind vor allem zwei Einsatzmöglichketten denkbar: Bei ausgeschaltetem Motor des Fahrzeugs oder wenn die Anlage auf einer Bodenstation montiert ist wird ein sich nahender Hubschrauber in der Regel von ilen menschlichen Sinnen frühzeitig wahrgenommen. Es kommt dann im anstehenden Zusammenhang noch darauf an, den Typ des Hubschraubers festzustellen, um eine Freund/Feind-Kennung durchzuführen und die Anflugrichtung exakt zu orten, um bedarfsweise die Waffe in Schußrichtung zu bringen. Wenn sich jedoch eine solche Anlage auf einem im Einsatz befindlichen

so Fahrzeug befindet — vor allem ist hierbei an einen Panzer gedacht — so übertönt das vom eigenen Fahrzeug herrührende Geräusch alle übrigen Geräusche. Ein sich im Tiefflug unter Ausnutzung der sich bietenden Deckungsmöglichkeiten nähernder Hubschrai'bcr wird dann meist zu spät erkannt Für die Besatzung eines solchen Fahrzeugs ist es daher geradezu lebensnotwendig, die Ortung feindlicher Hubschrauber einer Automatik zu überlassen. Es wird dann das mit der Wiedergabeeinheit 10 funktionell gekoppelte Richtmikrophon 8 aus der in Fig.3 gezeichneten Ruhelage — entsprechend der Erfordernissen — mehr oder weniger weit ausgefahren, wie dies aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht Anschließend wird die Nachsteuerelektronik 13 eingeschaltet., so daß das für den Schallpegel von Hubschraubern ausgelegte Richtmikrophon automatisch seine Lage verändert bzw. sich nach derjenigen Ricntung ausrichtet, aus der das .lern Hubschrauber eigentümliche Geräusch kommt. Das

typengebundene Schallbild 18 erscheint sodann auf dem Bildschirm des Frequenzanalysators 12 und wird von der Besatzung oder über einen alle charakteristischen Hubschrauberdaten befreundeter und feindlicher Hubschrauber enthaltenden Rechner ausgewertet und in Form eines Ja/Nein-Kommandos an die die Waffe 15 nachfahrende Nachsteuerelektronik 14 weitergegeben. Auch der Abschuß selbst kann automatisiert sein und erfolgen, sobald der Hubschrauber in die Reichweite der eigenen Waffe gelangt ist.

Für den scherenartigen Träger wird dabei insofern Elementenschutz beansprucht, als derselbe neben dem vorbeschriebenen Richtmikrophon auch als Träger für ein Tagesziel- und/oder Infrarot- oder Bildwandlerziel- und/oder Wärmebild- und/oder Geschoßlenk- und/oder Laserentfernungsmeß- und/oder Laserzielbeleuchtergerät mit oder ohne Beobachtungsgerät in Frage kommt. Wie dargelegt, kann ein solcher Träger an einem Fahrzeug oder einer Bodenstation befestigt sein. Für beide Möglichkeiten ist dabei von Bedeutung, daß sie einen Einsatz des jeweiligen Gerätes aus gedeckter Stellung — beispielsweise einer Mulde oder einer Waldschneise — ermöglichen, weil das Gerät nur im Bedarfsfall ausgefahren wird, während der Schütze bzw. Beobachter das Schirmbild eines Wiedergabegerätes, auf das die empfangene Information weitergegeben wird, in gedeckter .Stellung betrachten kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum akustischen Feststellen von Bestimmungselementen sichtbarer und unsichtbarer, im An- oder Vorbeiflug befindlicher Flugzeuge zum Zweck einer Abwehraktion, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung für Hub-, schrauber (3) mit dem aus Rotor- und Triebwerkschwingungen bestehenden Schallspektrum der Hubschraubertyp analysiert und im Bedarfsfall eine mit dem Analysator (12) verbundene Waffe (15) über die maximale Amplitude des Schallspektrums automatisch auf die Richtung des Hubschraubers eingestellt wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Brennpunkt eines Parabolspiegels (7) angeordnetes und zusammen mit diesem auf einem verstellbaren Träger (5) befestigtes Richtmikrophon (8) die georteten Schallsignale einem Wiedergabegerät (10) zuführt

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiedergabegerät (10) aus einem Verstärker (11), einem Frequenzanalysator (12), einem Rechner (19) sowie je einer Nachsteuerelektronik (13 bzw. 14) für Richtmikrophon (8) und Waffe (15) besteht

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Richtmikrophon (8) im Brennpunkt des Parabolspiegels (7) beweglich gelagert ist

5. Anord; -mg nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (5) des Richtmikrophons (8) aus wenigstens zwei an ihrem einen Ende über ein Gelenk (16) miteinander verbundenen Armen besteht, vieren andere Enden einmal an Bodenstation bzw. Fahrzeug (1) und zum anderen an Parabolspiegel (7) und/oder Richtmikrophon (8) nach Art eines Scherensystems gelenkig befestigt sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme des Trägers (5) im Querschnitt U- oder V-förmig ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Richtmikrophon (8) und Parabolspiegel (7) in einem am Träger (5) abnehmbar befestigten, stromlinienförmig ausgebildeten Gehäuse (6) untergebracht sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) relativ zum Träger (5) so unbeweglich ausgebildet und in Höhe des Richtmikrophons (8) ringsum mit einer Öffnung (9) versehen ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6) eine der Größe des Richtmikrophons (8) entsprechende, diesem gegenüberliegende öffnung (9) aufweist und zusammen mit diesem beweglich ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabolspiegel (7) die der w Öffnung (9) gegenüberliegende Rückwand des Gehäuses (6) ersetzt oder an derselben innenseitig befestigt ist