DE3140728C2

DE3140728C2 - Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder dgl.

Info

Publication number: DE3140728C2
Application number: DE3140728A
Authority: DE
Inventors: Wolf D. Dr.-Ing. 8014 Neubiberg Schuck
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1985-02-07
Also published as: FR2514486A1; GB2108246A; GB2108246B; FR2514486B1; DE3140728A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern, Flugzeugen od.dgl., mit Hilfe sogenannter Lauermunition. Diese Lauermunition weist z.B. einen richtbaren Werfer (3) auf, der mit einem Zielerfassungsgerät (9) gekoppelt ist, welches die Ausrichtbewegungen des Werfers und die Auslösung der aus diesem geschleuderten Projektile steuert. Die Zielerfassungseinrichtung weist einen passiven akustischen Richtungssensor (15) sowie einen aktiven akustischen Entfernungssensor (17) auf. Für beide Sensoren wird eine gemeinsame Richtmikrofonanordnung (11) verwendet. Sobald mit dem passiven Richtungssensor ein Ziel erfaßt ist, wird der aktive Entfernungssensor (17) eingeschaltet und ein kurzer Schallimpuls von einer Schallquelle (27) ausgesendet. Der von dem Ziel reflektierte Anteil dieses Schallimpulses wird von der gerichteten Mikrofonanordnung (11) aufgenommen und in einer Laufzeitschaltung (29) zur Bestimmung der Entfernung ausgewertet. Der Werfer wird aufgrund der Richtungssignale des passiven Richtungssensors (15) und der Entfernungssignale des aktiven Entfernungssensors (17) ausgerichtet. In der günstigten Position des erfaßten Zieles werden dann ein Projektil oder mehrere Projektile aus dem Werfer (3) in Richtung auf das Ziel fortgeschleudert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder dergleichen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-AS 23 36 040 ist eine derartige Einrichtung bekannt. Diese Einrichtung arbeitet als sogenannte autonome Lauermunition, die am Ort des zu erwartenden Zieles ausgesetzt wird und automatisch nach Zielerfassung die Munition in Richtung auf das Ziel abfeuert. Diese bekannte Lauermunition ist mit einem in Azimut und Elevation ausrichtbaren Munitionsbehälter für mehrere Geschosse, einem passiven Zielerfassungssensor, üblicherweise einem Mikrophon und einem durch das Mikrophon nach Erfassen eines Zieles einschaltbaren passiven oder aktiven Ziclsensor ausgerüstet. Wird von dem Mikrophon ein von dem Ziel abgegebenes Geräusch, z. B. das Motorengeräusch eines Panzers erfaßt, so wird der Zielerfassungssensor eingeschaltet Im Falle eines passiven Zielerfassungssensors weist dieser z. B. einen die Umgebung zeilenweise über einen Spiegel abtastenden Sensor oder eine zylinderförmige Facetten-Linsen-Anordnung auf, deren Einzelbilder auf eine Detektormatrix abgebildet werden. Mit einem derartigen passiven Sensor können lediglich die Winkellage des Zieles in horizontaler und vertikaler Richtung sowie seine Bewegungsgeschwindigkeit ermittelt werden. Eine Bestimmung der Zielentfernung ist hiermit jedoch nicht möglich. Gerade die Zielentfernung ist jedoch ein Kriterium für die Ausrichtung des Werfers, insbesondere in der Elevation.
Wenn mit dieser bekannten Lauermunition zusätzlich die Zielentfernung bestimmt werden soll, so muß ein aktiver Zielerfassungssensor verwendet werden, z. B. ein Radar- oder Laserser.sor.

Das Mikrophon der bekannten Lauermunition muß den aktiven Zielerfassungssensor relativ bald nach Auffangen eines Zielgeräusches freigeben, da der Munitionsbehälter allein durch den aktiven Zielsensor ausgerichtet wird. Durch diese frühzeitige Freigabe des aktiven Zielerfassungssensors ist das — wenn auch geringe — Risiko der Entdeckung der Lauermunition durch den Gegner verbunden. Auch der Energieverbrauch der genannten aktiven Zielerfassungssensoren ist relativ hoch. Bei ungünstigen atmosphärischen Bedingungen, so z. B. bei Nebel oder einer dichten Staubatniosphäre, ist im wesentlichen von den vorgeschlagenen Ausführungsformen aktiver Zielerfassungssensoren ein aktiver Radarsensor möglich, der jedoch in der Konstruktion und Baugröße recht aufwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur autonomen Abwehr von Zielen der in Rede stehenden Art so zu verbessern, daß ein einfaches, relativ klein bauendes System erzielt wird, mit dem ohne großen Aufwand Zielrichtung und Zielentfernung auch unter ungünstigen Verhältnissen bestimmt werden können.

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 Peilsensor zur Bestimmung der Zielrichtung und einem aktiven akustischen Entfernungssensor, für die beide die gleiche Mikrophonanordnung als Empfänger verwendet wird. Der aktive akustische Entfernungssensor wird erst aktiviert, wenn durch den passiven Peilsensor ein räumlich konzentriertes Ziel in einer bestimmten Richtung festgestellt worden ist, und auch erst dann, wenn die mit dem passiven Peilsensor erfaßte Zielamplitude einen ausreichend hohen Schwellwert überschreitet. Bereits während der Zielerfassung durch den passiven Peilsensor wird der Munitionsbehälter in Zielrichtung ausgerichtet. Durch die gemeinsame Verwendung der Mikrophonanordnung für die beiden Sensoren kann das gesamte System sehr kompakt mit kleinem Raumbedarf aufgebaut werden. Für den aktiven Entfernungssensor wird eine kleine Impulsschallquelle, wie eine Platzpatrone vorgesehen, die durch den Peilsensor gezündet wird, wenn die Zielamplitude den Schwellwert überschreitet. Die Abstrahlung des Schallimpulses kann grundsätzlich ungerichtet erfolgen; jedoch kann dieser Impuls auch in

b^ri einer groben Vorzugsrichtung anhand der passiven akustischen Richlungspeilung ausgesendet werden. Auch ist es möglich, nicht nur einen Impuls, sondern deren mehrere auszusenden, indem /.. B. in gewissen Zeitabständen

mehrere Platzpatronen hintereinander gezündet werden.

Die von der Schallquelle ausgesandten Impulse werden von der Mikrophonanordnung des passiven Peilsensors erfaßt Die Mikrophone sind z. B, wie an sich bekannt, in den Ecken eines Tetraeders angeordnet Zur Auswertung der Mikrophonsignale ist für den passiven Peilsensor eine Korrelationsschaltung zur Messung der Laufzeitunterschiede vorgesehen, mit deren Hilfe die Zielrichtung ingegeben wird. Der aktive Entfernungssensor weist dann eine Schaltung zur Laufzeitmessung der Schallimpulse von der Impulsquelle zum erfaßten Ziel und zurück auf.

Eine aktive akustische Entfernungsmessung ist an sich bekannt; vgL z. B.: die DE-OS 30 38 974. Ebenso sind Tetraeder-Mikrophonanordnungen in akustischen Peilsensoren z. B. aus der US-PS 34 21 138 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 stellt dar

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Einrichtung gemäß der Erfindung zur Bekämpfung von Bodenzielen mit einem Zielerfassungsgerät;

Fig.2 ein schematisches Schaltungsdiagramm de-· Zielerfassungsgeräts für die in F i g. 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 Azimut und Elevation ausrichtbar ist. Der Werfer 3 weist hier vier kurze konische Werferrohre 7 auf, in denen kleine Hohlladungsprojektite gelagert sind, die nach Zündung auf ein nicht dargestelltes Ziel aus den Werferrohren geschleudert werden. Auf dem Werfer ist eine Zielerfassungscinrichtung 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 F i g. 2 hervorgeht, weist die Zielerfassungseinrichtung 9 eine Mikrofonanordnung 11 aus vier Mikrofonen auf, die in den Ecken eines hier gestrichelt angedeuteten Tetraeders 13 angeordnet sind. Eine etwaige 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 Richtungssensor 15 einer Korrelationsschaltung 19 zugeführt, in der sie in bekannter Weise korreliert werden, wie dieses z. B. in der oben angegebenen US-PS 34 21 138 beschrieben ist. Aus dieser Korrelation kann die Richtung eines erfaßten Zieles in Azimut und Elevation bestimmt werden. Diese Richtungswerte werden einem Richtungsgeber 21 zugeführt. Der Richtungsgeber 21 liefert entsprechend des Azimut- und des Elcvationswertes Signale an die Richtmotoren ^für den Werfer, die diesen auf den ermittelten Azimut- und Elcvationswert einstellen; die Steuerschaltung, mit der dieses vorgenommen wird, ist in F i g. 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

]5 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 abgegeben: 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 Anteils 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 F i g. 2 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 F i g. 1 angedeutet, an der Seite des Werfers 3 angeordnet sein. Die Schallquelle ist z. B. 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 Richtungssensor 15 bestimmten Ausrichtung liegt Aufgrund der Korrelation der Signale ist es selbstverständlich avh möglich, den Schallimpuls ungerichtet auszusenden.

b5 Um die Signale für die Entfernungsmessung möglichst weilgehend von Hintergrundgeräuschen abzuheben, die auf einem Gefechtsfeld vorhanden sind, können Schallquellen verwendet werden, deren Frequenzbe-

reich 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 29 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 Siprengladungen 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 ausgesandten Schallimpuls eine charakteristische Signatur, d. h. z. B. einen charakteristischen Frequenz- oder Amplitudenverlauf aufzuprägen. Mit Hilfe von angepaßten Filtern in der Laufzeitschaltung 29 können dann diese charakteristisch geprägten Schallimpulse aus dem Hintergrundgeräusch herausgefiltert werden. Der Empfang des von dem Ziel reflektierten ausgesandten Schallimpulses 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder dergleichen, mit einem richtbaren Munitionsbehälter, mit einer Zielerfassungseinrichtung aus einem passiven Zielerfassungssensor und einem durch diesen nach Erfassen eines Zieles einschaltbaren aktiven Zielsensor, ferner mit einer durch die Zielerfassungseinrichtung gesteuerten Ausrichteinrichtung für den Munitionsbehälter und einer Zündschaltung für die in dem Munitionsbehälter aufgenommene Munition, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

der passive Zielerfassungsgenerator ist ein akustischer Peilsensor (15) mit einer Mikrophonanordnung (11) zur Bestimmung der Zielrichtung;
der aktive Zielsensor ist ebenfalls ein akustischer Sensor (17) mit einer bei Einschalten dieses Sensors einschaltbaren Schallquelle (27) und einer Mikrophonanordnung (11) als Empfänger zur Bestimmung der Zielentfernung;

für beide Sensoren (15,17) dient die gleiche Mikrophonanordnung (11) als Empfänger.

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.