DE3217977C2 - - Google Patents

Description

Zu Aufklärungszwecken werden vielfach Wärmebildgeräte be­ nutzt, welche auf die Wärmeeigenstrahlung von Menschen und Gegenständen ansprechen. Zur Tarnung und zum Schutz gegen eine Aufklärung durch (oder "durch das Gesehen werden" durch) derartige Geräte, werden Matten und Netze verwendet, welche an der Außenhaut der Objekte befestigt werden und als Reflektoren und als Abschirmung dienen ("Wehrtechnik" 4/81, Seite 64 ff (Bericht "Tarnung gegen Radar- und Wärme­ aufklärung" hier: Seite 66, 2. Spalte, Mitte)). Besonders leicht mit einem Wärmebildgerät zu orten sind Fahrzeuge und Bauten, welche Wärme emittieren, wie z. B. in Form von Ab­ gasen von Gasverbrennungsmaschinen oder erwärmte Abluft, erwärmte Teile. Um eine Aufklärung durch Wärmebildgeräte zu verhindern, werden die Austrittsöffnungen mit Luft oder Wasser gekühlt (DE-OS 29 34 974).

Durch das Deutsche Gebrauchsmuster GM 71 02 973 wird eine Vorrichtung beschrieben, welche aus Flächenheizelementen besteht, die an der Außenhaut eines zu tarnenden Objektes angebracht, das Objekt IR-mäßig der Umgebung anpassen bzw. die Konturen des Objektes verwaschen (Entgegehaltung 1 Seite 2, Pkt. 1 und 2).

Eine derartige Vorrichtung hat jedoch große Nachteile. Da­ durch, daß das zu tarnende Objekt im Zustand der Tarnung noch auf dem Wärmebildgerät, wenn auch verschwommen, durch einen geübten Betrachter erkennbar ist, wird der angestreb­ te Schutz völlig aufgehoben. Das Objekt ist somit auch bei aktivierter Tarnvorrichtung ort- und somit bekämpfbar. Eine derartige Vorrichtung ist somit praktisch wirkungslos. Die Nachteile dieses entgegengehaltenen Standes der Technik wird noch deutlicher, wenn man sich den Bekämpfungsvorgang folgendermaßen vor Augen führt. Aufgrund der auf dem Wärme­ bildgerät ausgemachten schemenhaften Kontur des Objektes wird hierauf eine Waffe gerichtet und abgefeuert. Wegen der Verschwommenheit kann es nun vorkommen, daß das Geschoß oder der Flugkörper nicht direkt das Objekt trifft, sondern in unmittelbarer Nähe und für das Objekt höchst bedrohlich einschlägt. Das Objekt sieht sich nunmehr gezwungen, einen deutlichen Stellungswechsel vorzunehmen, was zur Folge hat, daß kurzfristig, bis zur IR-Anpassung des Objektes an die neuen Umgebungsverhältnisse, das Objekt ohne IR-Tarnung operieren muß. Der Beobachter am Wärmebildgerät, welcher bei Schußabgabe den Zielort an sich schon gut ausgemacht hatte, kann das nun ungetarnte Objekt optimal orten und vernichten.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Tarn­ vorrichtung zu schaffen, welche das zu tarnende Objekt für ein Wärmebildgerät völlig unsichtbar macht und diesen Zu­ stand auch bei Bewegung des Objektes dauernd erhält.

Die Aufgabe wird, ausgehend von den Merkmalen des Oberbe­ griffes des Hauptanspruchs, erfindungsgemäß durch seine kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den großen Vorteil, daß sie das Wärmebild des Objekthintergrundes genau auf der dem Betrachter zugewandten Objektseite entstehen läßt. Für den Betrachter ist damit nicht nur das Objekt nicht erkenn­ bar, sondern er wird auch gleichzeitig durch ein Schein­ bild, nämlich durch das des jeweiligen Hintergrundes, ge­ täuscht. Das kontinuierliche Abtasten des Objekthintergrun­ des durch die Sensorteile der Bauelemente, in Verbindung mit der Aktivierung der thermischen Energiequellen der Bau­ elemente auf der dem Betrachter zugewandten Objektseite, macht es möglich, daß das Objekt vor seinem Hintergrund auch bewegt werden kann, ohne daß es seinen Tarnschutz ver­ liert, da die Vorrichtung dem Betrachter stets schnell das aktuellste Bild des Hintergrundes liefert. Eine Enttarnung ist somit nicht möglich, da die Bauelemente sehr klein und sehr zahlreich sind. Die geringe Größe der Bauelemente läßt ein schnelles Aufheizen der thermischen Energiequellen und somit eine rasche Anpassung zu.

Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dabei reichhaltig. So kann diese z. B. zur Tarnung von Fahrzeugen aller Art, militärischen Anlagen, von Schiffen, von Luftfahrzeugen wie auch in Tarnmatten eingebaut, ge­ nutzt werden.

Die Temperaturbeeinflussung wird dabei über mehrere ge­ trennte Kreise so gesteuert, daß das Bild des Objektes bei Betrachtung im Infrarotbereich dem jeweiligen Hintergrund angepaßt ist. Gleichzeitig wird dabei erreicht, daß die Kontur des Objektes verändert bzw. so aufgelöst wird, daß einem Beobachter am Wärmebildgerät die Erkennung erschwert wird. Nach der Erfindung ist diese Steuerung so wirksam, daß das zu tarnende Objekt sich fortlaufend und ohne Verzug Temperaturveränderungen seiner Umgebung anpaßt.

Die Steuerung selbst erfolgt von Hand oder automatisch über Sensoren, die - wie ein fotografischer Belichtungsmesser - direkt die Temperatur des Hintergrundes messen und so da­ durch Veränderungen durch Witterung oder Tageszeit (Tag/ Nacht) registrieren.

Die Tarnsegmente können sowohl direkt auf der Außenhaut des zu tarnenden Objektes aufgebracht werden, sie können jedoch auch auf Matten angeordnet werden, welche dann vor dem zu tarnenden Objekt direkt oder an Gestellen aufgehängt sind.

Die benötigte elektrische Energie für die Temperaturverän­ derungen wird bei Fahrzeugen aus dem Bordnetz, bei Tarnmit­ teln und Gebäuden aus externen Elektrizitätsquellen gezo­ gen.

Nach der Erfindung sind alle Systeme modular aufgebaut und universell einsetzbar.

Die pyroelektrischen Sensoren und thermischen Energiequel­ len sind in einem Baustein zu Tarnsegmenten zusammengebaut.

Die Vorrichtung ist auch dazu geeignet, mit Hilfe der ther­ mischen Wärmequellen und der Regeleinheit die Konturen eines Objektes herzustellen, so daß dem Betrachter auf dem Wärmebildgerät ein Objekt vorgetäuscht wird, was in Wirk­ lichkeit nicht vorhanden ist.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung am Bei­ spiel eines zu tarnenden Schiffes näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein zu tarnendes Schiff vor felsigem Hintergrund bei Tag,

Fig. 2 ein zu tarnendes Schiff vor felsigem Hintergrund bei Nacht,

Fig. 3 Aufbau der Tarnsegmente,

Fig. 4 Regelung und Verknüpfung der Tarnsegmente,

Fig. 5 ein durch Tarnmatten, welche mit Tarnsegmenten überzogen sind, getarntes Fahrzeug.

Fig. 1 und 2
Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Schiff 15 vor felsigem Hin­ tergrund 13, wobei Fig. 1 die Situation bei Tage und Fig. 2 die Situation bei Nacht darstellt.

Das Schiff 15 ist überzogen mit einer geometrischen Struk­ tur von Tarnsegmenten 2, welche pyroelektrische Sensoren 1 enthalten. Der Hintergrund des Vorderteiles des Schiffes 15 ist der Himmel 12, der Hintergrund des hinteren Teiles des Schiffes ist die Felsenküste 13.

Die Sensoren 1 in den Tarnsegmenten vermessen den Hinter­ grund, der hier aus Himmel 12 und Felsenküste 13 besteht, wobei die Felsenküste eine eigene Wärmestruktur hat, die in Abhängigkeit von der Witterung und der Tageszeit wechselt.

Die momentan vermessene Temperatur des Hintergrundes wird in den Tarnsegmenten der Vorderseite künstlich erzeugt.

Dadurch nimmt das Schiff 15 für einen Beobachter mit Wärme­ bildgerät die Wärmestruktur des Hintergrundes an.

Fig. 1 zeigt die Situation bei Tage.

Fig. 2 zeigt die Situation bei Nacht.

Gleichzeitig stellt sich die Außenhaut des Schiffes 15 dau­ ernd auf alle Zwischenzustände ein.

Fig. 3
Die Fig. 3 zeigt eine Anzahl von Tarnsegmenten 2, welche in diesem Fall sechseckig ausgebildet sind, wobei jedoch auch jede andere geometrische Form denkbar ist. Die Tarnsegmente 2 sind durch Steckverbindungen 3 mitein­ ander verbunden.

Die Seitenansicht der Fig. 3 zeigt die einzelnen Schich­ ten, aus welchen die Tarnsegmente 2 zusammengesetzt sind.

Der pyroelektrische Sensor 1 ist auf dem Sensorträger 7, welcher gleichzeitig eine Tarnfarbe für den sichtbaren Be­ reich trägt, befestigt. Dahinter liegt eine aufheizbare und kühlbare Schicht 6, welche als thermische Energiequelle dient.

Eine daran anschließende Wärmeisolierung 5 trennt die auf­ heizbare und kühlbare Schicht 6 von der Außenhaut 4 des zu tarnenden Objektes.

Die Tarnsegmente 2 können in beliebiger Stückzahl über Steckverbindungen 3 miteinander verbunden werden, wobei die Steckverbindungen 3 die Energiezufuhr für Erwärmung und Kühlung sicherstellen und die Meßsignale der Sensoren 1 an die Elektronik 8 (Fig. 4) leiten.

Dadurch wird erreicht, daß das Sensorsignal von der einen Seite des zu tarnenden Objektes auf der gegenüberliegenden Seite eine bestimmte Temperatur auf der Außenhaut 4 in den dort befindlichen Tarnsegmenten 2 erzeugt und dadurch einem Beobachter mit Wärmebildgerät die Wärmestruktur des Hinter­ grundes auf dem Objekt erscheint, d. h. die typische Kontur des zu tarnenden Objektes wird unsichtbar.

Fig. 4
Die Fig. 4 zeigt den Verlauf der von den pyroelektrischen Sensoren 1 aufgenommenen Meßwerte sowie deren weitere Ver­ arbeitung.

Die hierfür notwendige Einrichtung besteht aus der elektro­ nisch ausgebildeten Regeleinheit 8, kurz Elektronik ge­ nannt. An diese Elektronik 8 ist ein Bediengerät 9 ange­ schlossen, welches die Bedienung der Einrichtung von Hand gestattet und ferner eine Anzeige für das Sensorsignal 10 und eine Anzeige für die Wärmestruktur 11 beinhaltet. Beide Anzeigen dienen auch zur Überwachung der Signale bei auto­ matischem Betrieb. Über die Elektronik 8 und das Bedien­ gerät 9 läßt sich die aufheizbare und kühlbare Schicht 6 der Tarnsegmente 2 ansteuern.

Eine bestimmte Wärmestruktur wird über pyroelektrische Sen­ soren 1 vermessen (die Temperatur des Hintergrundes wird gemessen).

Der Meßwert wird in der Elektronik 8 weiterverarbeitet, und zwar so, daß die Tarnsegmente 2 auf der Außenhaut eines Ob­ jektes 4 gekühlt bzw. erwärmt werden, bis sie ebenfalls die Temperatur der gleichzeitig vermessenden Wärmestruktur er­ halten. Dadurch wird durch die Tarnsegmente 2 mosaikartig diese Wärmestruktur so erzeugt, daß sie - durch ein Wärme­ bildgerät betrachtet - einem Beobachter das Bild der Wärme­ struktur vorspiegelt.

Das Bild der Wärmestruktur kann von Hand über ein Bedien­ gerät 9 eingestellt werden oder es wird automatisch erzeugt und über ein Kontrollgerät mit Anzeige 10/11 überwacht. Diese Idee ist für die Tarnung zu verwenden, wenn z. B. ein gepanzertes Fahrzeug mit einer Außenhaut aus Tarnsegmen­ ten 2 überzogen wird und wenn die Sensoren 1 in diesen Seg­ menten 2 den Hintergrund (z. B. Wald) hinter dem Fahrzeug vermessen und dann die Wärmestruktur dieses Hintergrundes auf der Vorderseite nachbilden.

Mit Hilfe der Elektronik 8 und dem Bediengerät 9 kann bei Bedienung von Hand und Ausschalten der Sensoren 1 die auf­ heizbare und kühlbare Schicht 6 der Tarnsegmente 2 so ange­ steuert werden, daß für den Betrachter mit Wärmebildgerät ein Objekt vorgetäuscht wird, was in Wirklichkeit gar nicht vorhanden ist. Zu derartigen Täuschungszwecken läßt sich die Vorrichtung auf jeden beliebigen Untergrund wie z. B. Tarnmatten, Platten usw. aufbringen und an beliebigen Orten im Gelände zu Täuschungszwecken aufstellen. Die vorzutäu­ schende Objektkontur kann entweder von Hand mit dem Bedien­ gerät 9 vorgegeben werden oder mittels vorprogrammierter Elektronik 8 erzeugt werden.

Fig. 5
Die Fig. 5 zeigt ein zu tarnendes Objekt, in diesem Fall ein Fahrzeug, welches unter einer mit Tarnmatten 17/18 be­ hängten Spanneinrichtung 16 für Tarnmatten steht.

Die Tarnmatten 17/18 sind mit Tarnsegmenten überzogen, welche durch die Elektronik 8 und das Bediengerät 9 ver­ knüpft sind. Die Tarnmatte 17 fungiert als Tarnwand, die Tarnmatte 18 als Meßwand.

Die Meßwand 18 tastet mit Hilfe ihrer in den Tarnsegmen­ ten 2 enthaltenen pyroelektrischen Sensoren 1 den Hinter­ grund, in diesem Falle ein Waldstück, ab, und aktiviert dann über die Elektronik 8 die thermischen Energiequellen 6 in den Tarnsegmenten 2 der Tarnwand 17. Auf diese Weise nimmt die Tarnwand 17 die Temperaturverteilung des Wald­ stückes an und das zu tarnende Objekt wird durch ein Wärme­ bildgerät nicht mehr detektiert.

Neben der automatischen Regelung ist auch hier eine Rege­ lung von Hand über das Bediengerät 9 möglich.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß

• a) das zu tarnende Objekt orts- und zeitunabhängig tarnbar ist,
• b) das zu tarnende Objekt mit der Tarnvorrichtung jeder­ zeit nachrüstbar ist,
• c) das Verfahren und die Vorrichtung auch zur Täuschung des Gegners verwendbar ist.

Bezugszeichenliste

1 Pyroelektrischer Sensor, wärmeempfindlicher Sensor
2 Sensorträger und Tarnsegment (wabenförmig oder recht­ eckig)
3 Steckverbindung
4 Außenhaut des zu tarnenden Objektes
5 Wärmeisolierung
6 Aufheizbare oder kühlbare Schicht (thermische Energie­ quellen)
7 Sensorträger
8 Elektronik, Regeleinheit
9 Bediengerät für Betrieb von Hand
10 Anzeige für Sensorsignal
11 Anzeige für Wärmestruktur
12 Himmel bei Nacht bzw. Tag
13 Felsenküste
14 Baumhintergrund
15 Schiff
16 Spanneinrichtung für Tarnmatten
17 Tarnmatten als "Tarnwand" (Tarnsegment im Betrieb)
18 Tarnmatte als "Meßwand"

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Tarnung von Objekten gegen eine Aufklä­ rung durch Wärmebildgeräte mittels Erzeugung von Scheinbildern unter Verwendung von miteinander verbun­ denen wärmeempfindlichen Sensoren und thermischen Ener­ giequellen, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die wärmeempfindlichen Sensoren (1) und die ther­ mischen Energiequellen (6) zu einem Tarnsegment (2) zusammengefaßt sind,
• - das zu tarnende Objekt von diesen Tarnsegmenten (2) überzogen ist,
• - jedem wärmeempfindlichen Sensor (1) eines Tarnseg­ ments (2) auf der einen Objektseite eine thermische Energiequelle (6) eines Tarnsegmentes (2) auf der gegenüberliegenden Objektseite zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermischen Energiequellen (6) aus Energie­ quellen des zu tarnenden Objektes betrieben werden.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermischen Energiequellen (6) durch Fremd­ energie versorgt werden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermischen Energiequellen (6) Kühlvorrich­ tungen und/oder Heizvorrichtungen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den wärmeempfindlichen Sensoren (1) und den thermischen Energiequellen (6) eine elektronische Regeleinheit (8) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tarnsegment (2) in jeder beliebigen geometri­ schen Form ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tarnsegment (2) aus einem pyroelektrischen Sensor (1), welcher auf einem Sensorträger (7) ange­ ordnet ist, besteht, wobei der Sensorträger (7) selbst sich auf einer aufheiz- oder kühlbaren als thermische Energiequelle fungierenden Schicht (6) befindet und diese über eine Wärmeisolierung (5) an der Außenhaut (4) des zu tarnenden Objektes befindet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tarnsegmente (2) über Steckverbindungen (3) miteinander verbunden sind.