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Zündsystem für eine Granate zur Hubschrauberbekämpfung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Zündsystem für ein Geschoß zur
Hubschrauberbekämpfung unter Berücksichtigung der Bewegung des Zieles während der
Flugzeit des Geschosses.
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Durch die DE-OS 22 37 140 ist ein Drallgeschoß mit einem Annäherungs-
oder Abstandszünder für eine Explosivladung bekanntgeworden, das vorwiegend für
die Flugabwehr geeignet ist. Hier soll das Drallgeschoß derart mit einem Annäherungszünder
versehen werden, daß von nahe am Ziel vorbeifliegenden Geschossen mehr Splitter
an das Ziel gerichtet sind. Hieru wird ein Sensor des Zünd.ers so ausgebildet, daß
er diejenige seitliche Lage feststellt, in welcher sich das Ziel gegenüber der Geschoßflugbahn
befindet, wobei dann die Zündung nach Erreichen des optimalen Annäherungsortes bzw.
des gewünschten Zielabstandes initiiert wird und zwar dann, wenn eine vorgesehene
Hauptsplitterverteilungsrichtung in Richtung Ziel gerichtet ist0 Durch die US-PS
3 926 121 ist es bekanntgeworden, ein Projektil mit einer Elektronik zu versehen,
die mit Hilfe laufender Zielentfernungsmessungen und der Abschußdaten die verbleibende
Zeit bis zum Zielaufschlag bestimmt.
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Beide vorgenannten Systeme sind für Panzer zur Bekämpfung von sie
angreifenden Hubschraubern nur schlecht und dann sehr aufwendig verwendbar. Panzer
sind durch Panzerabwehrhubschrauber für Entfernungen bis zu 5 Km gefährdet. In diesen
Entfernungen ist die Bekämpfung des hubschraubers mit Maschinenwaffen unmöglich.
Die Verwendung von Radar-Annäherungszündern ist wegen der großen Bodennähe - Baumwipfel
etc. - nur sehr schwer möglich. Ebenso stößt die Verwendung
von
IR-Zielsuchköpfen wegen der geringen IR-Emission dieser Objekte auf erhebliche Schwierigkeiten
und die Anwendung der Laserzielmarkierung erfordert relativ aufuendige Flugkörper
oder Granaten, die hierfür erst ab 15 cm Kaliber einsetzbar sind.
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Das heißt, diese Systeme sind für die Standardkampfpanzer mit ihren
12cm-Kaliber-Kanonen nicht verwendbar.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde diese
Standard-Kampfpanzer mit einer Abwehrmöglichkeit gegen Hubschrauberangriffe zu versehen
und hierzu eine spezielle Granate durch Fernzündung in geringstmöglicher Entfernung
zum Hubschrauber zur Detonation zu bringen.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen
in einfacher und zuverlässiger Weise gelöst.
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Hierbei sind im Hauptanspruch die Verfahrensmaßnahmen niedergelegt
und in den Unteransprüchen Maßnahmen für Varianten und Ausgestaltungen dieses Verfahrens
dargelegt, die in der Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert und
in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Es zeigen: Fig. 1 ein
Blockschaltbild der Granatenfernzündung; Fig. 2 ein Blockschaltbild der Granaten-Fernzündung
mit laufender Messung des Geschoß-Zielabstandes.
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Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren wird das Ziel in üblicher Weise
mittels der Zieleinrichtung des Geschützes anvisiert, wobei dieses aufgrund der
gegebenen Eingangsdaten wie - G gemessene Zielentfernung, Lufttemperatur, Luftdruck,
Munitionsart, Pulvertcmperatur, Verkantung des Panzers in seiner Lage, Rohrabnützung,
Bewegung der Visierlinie usw. - gerichrichtet
wird. Nun soll aus
diesen Eingangsdaten und der gemessenen Entfernung die Soll-Flugzeit des Geschoßes
berechnet werden.
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Diese Soll-Flugzeit - und zwar diejenige, die aus der jeweils letzten
Entfernungsmessung unmittelbar vor d.em Abschuß gemessen worden ist - wird nun mit
der seit dem Abschuß verstrichenen Ist-Flugzeit laufend verglichen. In dem Zeitpunkt,
in dem beide zur Übereinstimmung kommen, erfolgt über dme Telemetrie die Auslösung
der Detonation.
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Die Fig. 1 zeigt in einem schematischen Blockschaltbild diesen Funktionsablauf.
Entscheidend ist hier die Streuung des v -Wertes. Bei Hubschraubergeschwindigkeiten
von 0 ca 4ookm/h - 111 m/sec muß während der Flugzeit des Projektils mit Bewegungen
des Ziels von 500 - 600 m gerechnet werden. Diese Tatsache wirkt sich besonders
aus, wexin das Ziel sich senkrecht zur Visierlinie bewegt, da dann der Vorhalt sehr
groß sein muß.
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Bewegt sich das Ziel jedoch in Richtung der Visierlinie, also ist
in Angriffspasition, so ist die seitliche Ablage nur relativ gering und die Eingabe
der momentanen Ziel entfernung erhöht erheblich die Trefferwahrscheinlichkeit.
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Bei einem Wert von v = 1000 m/sec + 1o m/sec resultiert in 0 einer
Entfernung von 5000 m eine Unsicherheit von ca + 50 m.
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Diese Unsicherheit läßt sich durch die weiterhin vorgeschlagene Maßnahme
der Messung der vo vermindern.
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Eine weitere Variante der vorgeschlagenen Maßnahmen zeigt in schematischer
Darstellung die Fig. 2 und zwar wird hier die Entfernung der Granate zum Ziel laufend
gemessen und mit dem Sollwert der Entfernung verglichen. Aufgrund der kleinen Querschnittsfläche
ist die von der Granate bzw. dem Geschoß
remittierte Laserenergie
im Vergleich zum Streulicht vom Boden etc. zu gering, um den Abstand messen zu können.
Daher schlägt die Erfindung vor, daß an der Rückseite des Geschoßes ein Winkelspiegelarray
angeordnet ist und so das rückgestreute Signal verstärkt und damit auch die aktuelle
bzw. augenblickliche Entfernung des Geschoßes problemlos bestimmt werden kann. Hierdurch
ist auch die Unsicherheit der v eliminiert.
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0 Da zwischen Geschoß und Ziel erhebliche Differenzen in der rückgestreuten
Laserlichtleistung anzunehmen sind, empfiehlt es sich Maßnahmen zur Störunterdrückung
zu treffen, beispielsweise dadurch, daß das Ziel vor dem Abschuß in ein variables
Entfernungsfenster eingeschlossen wird, d.h. alle Echos, die einer anderen Entfernung
entsprechen, werden elektronisch unterdrückt.
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Bei einer Meßfrequenz von ca. 1o Hz kann der genaue Zündzeitpunkt
durch Interpolation bestimmt werden. Da sich Visierlinie und Geschdart erst in der
Endphase decken, kann bei einem größeren Vorhalt ein optisches System erforderlich
sein, das einen Teil der Laserenergie in Geschoßrichtung lenkt.
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(Rohrorientierung). Wegen der starken Remission des Geschoßes sind
hier die Anforderungen an die Lichtbündelung geringer.
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Die Zündauslösung erfolgt über Telemetrie. Hier eignet stich ein Halbleiterlaserarray
mit einer Leistung von ca 100 W n;i Sender und eine Avalanche-Photodiode als Empfänger.
l)urit läßt sich in 5000 m Entfernung eine Fläche von loo x Ioo m mit ca. 10-5 W/m²
ausleuchten, was den zusätzlichen Vorteil erbringt, daß der Empfänger nicht durch
die Pulse dos K-Messers gestört werden kann. Durch relativ enge Bünd@lung sowohl
der Sendeoptik, als derjenigen des Empr.ingors oxg,itt sich eine hohe Störsicherheit.
Selbstverständlidi ist diese
Bündelung im wesentlichen durch den
Auftreffwinkel des Projektils vorgegeben. Der Sender muß fest mit der Visierlinie
gekoppelt sein und das Geschoß ist mit einem Bodenzünder zu versehen, in den der
optische Empfänger integriert ist, der beim Abschuß gesondert geschützt ist, beispielsweise
durch einen Käfig oder einen Deckel etc.
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2 Bei einer Fläche der Empfangsoptik von 5 cm ( ß =1,3 cm) ergibt
sich damit eine Pulsleistung in der Spitze von 5.lo W. Betrachtet man die NEP-Werte
der Avalanchediode mit 3 . 1c 3 W/ Hz und einer Sperrschichtdiode mit 3 . wo 14
W/ Hz, so liegt die rauschäquivalente Signalleistung damit bei einer Grenzfrequenz
von 1MHz bei -11 3 . 1c 10 W bzw. 3 . 10 W und damit erheblich unter der zu erwartenden
SignalleistungO Zur Ausschaltung von Störlicht schlägt die Erfindung den Einsatz
eines schmalbandigen Interferenzfilters vor.
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Der Zündsignalimpuls muß innerhalb einer Zeit von 10 msec - was einer
Flugstrecke von 10 m entspricht - übertragen werden. Bei einer Sendefrequenz von
1o kHz stehen also rund loo Pulse zur Verfügung und damit eine Anzahl, die ausreicht,
die Störsicherheit durch geeignete Codierung wesentlich zu erhöhen, als auch die
Informationsübertragung d.urch Redundanz sicherer zu machen.
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Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen nach der Erfindung ist nun ein
Zündsystem für Panzerfahrzeuge geschaffen, die es ihnen erlaubt, als angreifende
Hubschrauber mit hoher Trefferwahrscheinlichkeit zu bekämpfen.
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