DE3140728A1 - Einrichtung zur bekaempfung von zielen, wie panzern oder dgl., mit einer auf das ziel richtbaren munition - Google Patents
Einrichtung zur bekaempfung von zielen, wie panzern oder dgl., mit einer auf das ziel richtbaren munitionInfo
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Description
Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder
dergleichen, mit einer auf das Ziel richtbaren Munition
dergleichen, mit einer auf das Ziel richtbaren Munition
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder dergleichen, gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Für die Bekämpfung von Bodenzielen, wie Panzern, Flugzeugen
oder dergleichen, ist*sogenannte Lauermunition bekannt, die am Ort des zu erwartenden Zieles ausgesetzt wird und automatisch
nach Zielerfassung die Munition in Richtung auf das Ziel abfeuert. Die Munition kann z.B. ein Werfer bzw. eine
Werferanordnung sein, der mit einer oder mehreren aus dem
Werfer abzufeuernden Geschossen bestückt ist. Mit der Munition ist eine Zielerfassungseinrichtung gekoppelt. Diese Zielerfassungseinrichtung kann auf vielfältige Weise ausgebildet werden.
Werfer abzufeuernden Geschossen bestückt ist. Mit der Munition ist eine Zielerfassungseinrichtung gekoppelt. Diese Zielerfassungseinrichtung kann auf vielfältige Weise ausgebildet werden.
Eine Möglichkeit besteht z.B. darin, die Zielerfassungseinrichtung mit einem passiven akustischen Richtungssensor aus-
*) eine
zustatten. Dieser Richtungssensor weist eine Richtmikrofonanordnung
aus z.B. vier in den Ecken eines Tetraeders angeordneten Mikrofonen auf, deren Mikrofonausgänge mit einer
Auswerteschaltung gekoppelt sind. Fallen Schallsignale auf
diese Mikrofonanordnung auf, so können die Mikrofonausgangssignale miteinander korreliert und daraus die Richtung des
zu bekämpfenden Zieles bestimmt werden. Aufgrund dieser Bestimmung wird dann der Werfer in Richtung auf das Ziel
ausgerichtet und eventuell diesem nachgeführt. Bei einem bestimmten Kriterium des Ausgangssignales der Auswerteschaltung,
das z.B. an die Intensität des Auswertesignales gekoppelt sein kann, wird das Werfergeschoß abgefeuert. Bei
einer solchen passiven akustischen Zielerfassung wird lediglich die Richtung des Zieles bestimmt. Ähnliches gilt für
' andere derartige passive Zielerfassungseinrichtungen, die auf optischer, elektromagnetischer oder anderer Basis arbeiten.
Insbesondere bei sich schneller bewegenden Bodenzielen wäre es wünschenswert, zusätzlich zu der Richtungspeilung noch
eine Entfernungsbestimmung zu ermöglichen. Aufgrund dieser Entfernungsbestimmung könnte z.B. der Werfer mit einem gewissen
Vorhalt gegen das Ziel gerichtet und das Geschoß abgefeuert werden. Hierdurch wird die Trefferwahrscheinlichkeit
der Lauermunition erhöht. Auch für eine solche Entfernungsbestimmung sind verschiedene Methoden möglich. Am
geeignetsten hierfür ist ein Laser-Entfernungsmesser, da dieser noch mit 'verhältnismäßig geringem Platzbedarf in
die Lauermunition integriert werden kann. Mit einem solchen Laser-Entfernungsmesser könnte im Prinzip, wenn er als Abtastgerät
ausgelegt wird, auch noch die Richtung des Zieles bestimmt werden.
Der Nachteil solcher aktiver Sensoren , die für ihre Funktion im Dauerbetrieb arbeiten, ist darin zu sehen, daß sie verhältnismäßig
einfach vom Gegner ausgemacht werden können und die Lauermunition anschließend unschädlich gemacht werden
kann. Außerdem spricht gegen einen Laser-Entfernungsmesser die nicht immer zuverlässige Funktion bei ungünstigen atmosphärischen
Bedingungen, so z.B. bei Nebel oder einer dichten Staubatmosphäre, wie sie oftmals auf einem Gefechtsfeld vorhanden
ist. Des weiteren muß die Lauermunition mit dem aktiven Sensor ständig mit Energie versorgt werden, die insbesondere
bei einem Laser-Entfernungsmesser die gesamte Betriebszeit der Lauermunition erheblich begrenzt. In der Regel sind derartige aktive Sensoren größer bauend als passive Sensoren, so
daß sich zusätzlich noch das Problem einer guten Tarnung ergibt. Außerdem sind die aktiven Systeme in der Regel sehr
komplex , so daß die Möglichkeit für Fehlerquellen gegenüber passiven Sensoren erhöht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zielerfassungseinrichtung
für eine Einrichtung der in Frage stehenden Art zur Bekämpfung von Bodenzielen so zu verbessern, daß ein
einfaches, relativ klein bauendes System erzielt wird, mit dem ohne großen Aufwand die Zielrichtung und die Zielentfernung"" bestimmt werden können.
25
25
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Mit der Erfindung wird eine Kombination vorgeschlagen von
einem passiven akustischen Richtungssensor und einem aktiven akustischen Entfernungssensor, für die beide die gleiche
Mikrofonanordnung verwendet wird. Außerdem wird der aktive
-:- 3U0728
akustische Entfernungssensor erst aktiviert, wenn durch den
passiven Richtungssensor ein räumlich konzentriertes Ziel festgestellt worden ist.
Mit einer solchen Zielerfassungseinrichtung werden mehrere Vorteile erreicht. So kann durch die gemeinsame Verwendung
der Mikrofonanordnung für den passiven Richtungssensor und
den aktiven Entfernungssensor, die gesamte Anlage sehr kompakt mit Kteinem Raumbedarf aufgebaut werden. Zusätzlich zu einem
z.B. bereits vorhandenen passiven Richtungssensor braucht nur eine kleine Impulsschallquelle, so z.B. eine Platzpatrone
vorgesehen werden, die nach Zielerfassung durch den Richtungssensor gezündet wird. Außerdem muß noch eine
elektronische Schaltung für die Laufzeitmessung des Schallimpulses
von der Impulsquelle zum erfaßten Ziel und zurück · vorgesehen werden. Die Abstrahlung des Schallimpulses kann
grundsätzlich ungerichtet erfolgen; jedoch kann dieser Impuls auch in einer groben Vorzugsrichtung anhand der
passiven akustischen Richtungspeilung ausgesendet werden.
Auch ist es möglich, nicht nur einen Impuls, sondern deren mehrere auszusenden, indem Z;B. in gewissen Zeitabständen
mehrere Platzpatronen hintereinander gezündet werden.
Die von der Schallquelle ausgesandten Impulse werden von der
Mikrofonanordnung des passiven Richtungssensors erfaßt.
Eine solche Mikrofonanordnung ist z.B. eine bekannte Tetraederanordnung,
wie sie oben angegeben worden ist. Die bei dieser Entfernungsbestimmung errechneten Laufzeitunterschiede
der Mikrofonausgangssignale erlauben einen gerichteten Empfang
des von dem Ziel, z.B. dem Panzer oder dem Flugzeug reflektierten Anteiles des ausgesandten Impulses.
Eine aktive akustische Entfernungsmessung ist an sich bekannt; vgl . z.B. die DE-OS 30 38 974. Ebenso sind Tetraeder-Mikrofon-
' -:-3U0728
anordnungen in akustischen Peilsensoren z.B. aus der US-PS
.3 421 138 bekannt. Mit der Erfindung wird nur Schutz begehrt auf die in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebene
Kombination und das Zusammenwirken eines passiven und eines aktiven akustischen Sensors.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen .
aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
anhand der Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung stellen dar:
Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Einrichtung gemäß der Erfindung zur Bekämpfung
von Bodenzielen mit einem Zielerfassungsgerät;
Figur 2 ein schematisches Schaltungsdiagramm des Zielerfassungsgeräts
für die in Figur 1 gezeigte Einrichtung.
Eine Einrichtung 1 zur Bekämpfung von Bodenzielen, wie Panzern, Flugzeugen oder dergleichen, weist einen Werfer 3 auf, der
auf ein hier nur angedeutetes Stativ 5 montiert ist und auf diesem mit Hilfe von nicht dargestellten Motoren in Azimuth
und Elevation ausrichtbar ist. Der Werfer 3 weist hier .vier kurze konische Werferrohre 7 auf, in denen kleine Hohlladungspro
jektive gelagert sind, die nach Zündung auf ein nicht dargestelltes Ziel aus den Werferrohren geschleudert
werden. Auf dem Werfer ist eine Zielerfassungseinrichtung 9 montiert, die das Ziel auf akustischem Wege in Richtung und
Entfernung erfaßt. Diese Zielerfassungseinrichtung steuert die Richtbewegungen des Werfers 3 und löst auch die Zündung
der Projektile aus.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, weist die Zielerfassungseinrichtung
eine Mikrofonanordnung 11 aus vier Mikrofonen auf, die in den
Ecken eines hier gestrichelt angedeuteten Tetraeders 13 angeordnet sind. Eine etwaig notwendige Stromversorgung für die
Mikrofonanordnung 11 sowie die nachfolgende elektronische
Schaltung ist hier nicht dargestellt. Die Mikrofonausgangssignale werden zweifach bearbeitet, und zwar einmal in einem
passiven Richtungssensor 15 und zum anderen in einem aktiven Entfernungssensor 17. Die Mikrofonausgangssignale werden in
dem passiven Riehtungssensor 15 einer Korrelationsschaltung
zugeführt, in der sie in bekannter Weise korreliert werden, wie dieses z.B. in der oben angegebenen US-PS 3 421 138 beschrieben
ist. Aus dieser Korrelation kann die Richtung eines erfaßten Zieles in Azimuth und Elevation bestimmt werden.
Diese Richtungswerte werden einem Richtungsgeber 21 zugeführt. Der Richtungsgeber 21 liefert entsprechend des Azimuth- und
des Elevationswertes Signale an die Richtmotoren für den Werfer, die diesen auf den ermittelten Azimuth- und Elevationswert
einstellen; die Steuerschaltung, mit der dieses vorgenommen
wird, ist in Figur 2 allgemein als 23 bezeichnet. Der Werfer wird auf diese Weise auf ein Ziel, z.B. einen Panzer'
ausgerichtet, dessen Motorengeräusch von der Mikrofonanordnung 11 aufgenommen worden ist.
Allein durch diese Ausrichtung des Werfers 3 ist noch nicht sichergestellt, daß die aus den Werferrohren 7 ausgeschleuderten
Projektile das Ziel mit hoher Zuverlässigkeit treffen. Dies liegt an der begrenzten Reichweite und begrenzten Anfangsgeschwindigkeit der Projektile. Um das Ziel zuverlässig zu
treffen, ist noch eine Entfernungsmessung notwendig, aufgrund der dann der Werfer mit einer gewissen überhöhung und mit
einem Vorhalt ausgerichtet werden kann. Dieses wird durch den aktiven Entfernungssensor 17 sichergestellt.
Sobald mit dem passiven Richtungssensor 15 ein Ziel und dessen
Zielrichtung bestimmt ist, wird der aktive Entfernungssensor durch eine Startschaltung 25 aktiviert, die von der Korrelationsschaltung
19 einen Startimpuls empfängt. Von der Startschaltung 25 werden gleichzeitig zwei Auslöseimpulse abge-.geben:
mit dem einen Auslöseimpuls wird eine Impulsschallquelle 27 eingeschaltet, die einen kurzen Schallimpuls abgibt;
mit dem anderen Auslöseimpuls wird eine Laufzeitschaltung 29 aktiviert, deren Eingängen die Ausgangssignale der
Mikrofone 11 zugeführt sind. Die bei der Richtungspeilung in
der Korrelationsschaltung 19 errechneten Laufzeitunterschiede
der Signale von den vier Mikrofonen erlauben einen gerichteten Empfang des von dem Ziel, z.B. dem Panzer, reflektierten An-.teils
des von der Schallquelle 27 abgegebenen Schallimpulses.
Die aus der Laufzeitmessung ermittelte Entfernung wird einem
Entfernungsgeber 31 zugeführt. Aufgrund dieses Entfernungswertes kann dann der Werfer, wie oben angedeutet, in seiner
durch den passiven Richtungssensor 15 ermittelten Ausrichtung
korrigiert werden. Die Schußrichtung des Werfers wird aufgrund dieser Entfernungsmessung entsprechend erhöht und mit einem
gewissen Vorhaltewinkel gegenüber der Zielrichtung eingestellt. Diese Einstellung wird gemäß der schematischen Figur
ebenfalls durch die Steuerschaltung 23 vorgenommen. Durch diese Steuerschaltung werden auch ein Projektil oder mehrere
Projektile des Werfers gezündet. Diese Zündung erfolgt z.B. dann, wenn die Ausrichtung des Werfers anhand des Entfernungswertes beendet ist. Aufgrund der korrigierten Ausrichtung des
Werfers mit Hilfe des aktiven Entfernungssensors 17 ist die Trefferwahrscheinlichkeit sehr hoch.
Die Schallquelle 27 kann, wie in Figur 1 angedeutet, an der
Seite des Werfers 3 angeordnet sein. Die Schallquelle ist z.B.
-ΙΟ-
eine Platzpatrone. Um mehrere Entfernungsmessungen vornehmen zu können, entweder um ein Ziel genauer zu bestimmen oder um
nacheinander mit dem Werfer mehrere Ziele zu bekämpfen, können mehrere Platzpatronen als Schallquellen verwendet werden, die
dann zu beiden Seiten des Werfers in entsprechenden Gehäusen 33 angeordnet sind. Diese Gehäuse 33 können so ausgebildet
sein, daß dem ausgelösten Schallimpuls eine zumindest grobe Vorzugsrichtung gegeben wird, die in Zielrichtung, d.h. in
der durch den passiven Riehtungssensor 15 bestimmten Ausrichtung
liegt. Aufgrund der Korrelation der Signale ist es selbstverständlich auch möglich, den Schallimpuls ungerichtet
auszusenden.
Um die Signale für die Entfernungsmessung möglichst weitgehend von Hintergrundgeräuschen abzuheben, die auf einem
Gefechtsfeld vorhanden sind, können Schallquellen verwendet werden, deren Frequenzbereich zumindest teilweise außerhalb
der auf dem Gefechtsfeld herrschenden Frequenzen liegt. Auf diese Weise kann ein hoher Störabstand für die Entfernungsmessung
erreicht werden. In der Laufzeitschaltung wären dann entsprechende Frequenzfilter vorhanden, die den
für die Laufzeitmessung relevanten Frequenzbereich ausblenden.
Als Schallquellen z.B. für den Ultraschallbereich kommen etwa Piezoschwinger mit hoher Ausgangsleistung in
'Frage, ebenso wie kleine Sprengladungen mit Ultraschallanteilen in dem Detonationsknall. Ausreichend für einen genügenden
Störabstand gegen den herrschenden Gefechtsfeldlärm ist bereits ein relativ hoher Schallfrequenzbereich
der Signalquelle, da Gefechtsfeldlärm im wesentlichen bei niedrigen Frequenzen liegt und zu höheren Frequenzen hin
abfällt. Ferner ist es möglich, durch spezielle, z.B. trichterförmige Ausgestaltung der Gehäuse 33, in denen die
Platzpatronen bzw. Sprengladungen gelagert sind, dem ausge-
sandten Schallimpuls eine charakteristische Signatur , d.h.2.B,
einen charakteristischen kmplitudenverlauf aufzuprägen. Mit
Hilfe von angepaßten Filtern in der Laufzeitschaltung 29
können dann diese charakteristisch geprägten Schallimpulse
aus dem Hintergrundgeräusch herausgefiltert werden. Der
können dann diese charakteristisch geprägten Schallimpulse
aus dem Hintergrundgeräusch herausgefiltert werden. Der
Empfang des von dem Ziel reflektierten ausgesandten Schal1-impulses
bzw. mehrerer Schallimpulse erfolgt gerichtet über die Mikrofonanordnung 11, wobei diese Zielrichtung durch das
Korrelationsmaximum aus der Richtungspeilung mit dem passiven Richtungssensor 15 abgeleitet wird.
*) Frequenz- oder
, -4t: Leerseite
Claims (5)
1. Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder
dergleichen,mit einer Munition, die aufgrund von Signalen
einer Zielerfassungseinrichtung auf das erfaßte Ziel ausrichtbar und auslösbar ist, dadurch g e k e η η zeichnet
, daß die Zielerfassungseinrichtung (9) zur Bestimmung der Zielrichtung einen passiven akustischen
Peilsensor (15) mit einer, Schallsignale von dem Ziel aufnehmenden
Mikrofonanordnung (11) sowie zur Bestimmung
der Zielentfernung einen , nach der Zielerfassung durch den Richtungssensor einschäLibaren und eine Schallquelle
(27) sowie eine Mikrofonanordnung (11) aufweisenden aktiven akustischen Entfernungssensor aufweist, und daß
für den Richtungssensor (15) und den Entfernungssensor
(17) eine einzige gemeinsame Mikrofonanordnung (11) verwendet
wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsame Mikrofonanordnung (11) eine Anordnung aus
vier Mikrofonen vorgesehen ist, die in den Ecken eines Tetraeders (13) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden-Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Schallquelle (27) pyrotechnische Mittel , z.B. Platzpatronen, vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Frequenzbereiches
der Schallquelle (27) außerhalb des Frequenzbereiches des Hintergrundgeräusches liegt,und daß in der
Zielerfassungseinrichtung Filter (29) zum Ausfiltern
dieses Frequenzbereiches vorgesehen sind.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (33) vorgesehen sind,
um dem von der Schallquelle (27) ausgesandten Schallimpuls eine charakteristische Signatur aufzuprägen, und
daß in der Zielerfassungseinrichtung (9) angepaßte Filter (29) zur Ausfilterung der solcherart gekennzeichneten
Signale vorgesehen sind.
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ID=6144045
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