DE3442051A1 - Vorrichtung zum stoeren oder taeuschen der ortung eines u-bootes durch ein aktivsonar - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stören, Verfälschen oder Täuschen der Ortung eines U-Bootes durch eine aktiv ortende Sonareinrichtung (Aktivso­ nar), insbesondere durch ein Torpedosonar, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 33 00 067) ist der Schwimmkörper aus Gründen der Mitführung im U-Boot relativ kleinvolumig ausge­ führt. Zur Erzielung einer trotz Kleinvolumigkeit sehr hohen Schallreflexion, die vergleichbar ist mit dem Zielmaß eines U-Bootes, ist der Schwimm­ körper an seiner Oberfläche mit Luftkammern ver­ sehen, da bekanntermaßen an der Luft/Wasser-Gren­ ze der Schall extrem stark reflektiert wird.

Alternativ weist die bekannte Vorrichtung einen Schallempfänger und einen Schallsender auf, der auf Empfang von Ortungsimpulsen im Schallempfän­ ger hin Echosignale vortäuschende Schallimpulse, ggf. zeitverzögert und frequenzvariiert, aussen­ det, und so der ortenden Sonareinrichtung ein U- Boot-Ziel vorspiegelt, das sich ggf. in größerer Entfernung und in Fahrt befindet.

Häufig verfügt jedoch eine Sonareinrichtung über Möglichkeiten, ein detektiertes Ziel zu klassifi­ zieren, indem die der ortenden Sonareinrichtung zugekehrte räumliche Ausdehnung des Ziels, als aku­ stische Silhouette bezeichnet, vermessen wird. Die­ se Klassifizierungsmöglichkeit der Sonareinrich­ tung wird mit der bekannten Täuschervorrichtung nicht überwunden und damit ihre Täuschungsfunktion unvollkommen und fraglich. Außerdem ist dann, wenn die Täuschervorrichtung erst nach erstmaligem So­ narkontakt der ortenden Sonareinrichtung mit dem georteten U-Boot aus letzterem ausgestoßen wird, eine Verlagerung der Zieldetektion der ortenden Sonareinrichtung vom U-Boot weg auf die Täuscher­ vorrichtung nur sehr schwer möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art derart zu ver­ bessern, daß die Störung, Verfälschung oder Täu­ schung einer mit einer Sonareinrichtung hohen De­ tektionsstandards durchgeführten Ortung vervoll­ kommnet wird.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Stören, Verfälschen oder Täuschen der Ortung eines U-Bootes der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gat­ tung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzei­ chenteil des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die wesentliche räumliche Ausdehnung des Schwimmkörpers mit hoher Schallreflexion wird die Klassifizierungsmöglichkeit der Sonareinrichtung überwunden, indem der Sonareinrichtung eine aku­ stische Silhouette angeboten wird, wie sie übli­ cherweise bei unter bestimmten Aspektwinkeln lie­ genden U-Booten vermessen wird. Unter Aspektwinkel wird hier der Winkel zwischen der Längsachse des Ziels und der zwischen dem Schwerpunkt des Ziels und der ortenden Sonareinrichtung gezogenen Verbin­ dungslinie verstanden. Unter einer wesentlichen ho­ rizontalen Ausdehnung des Schwimmkörpers wird hier vorzugsweise eine solche Ausdehnung verstanden, die etwa 6 m und mehr beträgt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung er­ gibt sich aus Anspruch 3. Die vorgesehene Metall­ fläche verbessert nicht nur die Reflexionseigenschaf­ ten des Schwimmkörpers, sondern läßt sich im Fall ei­ nes angreifenden Torpedos, der mit einem magnetischen Zünder zur Verhinderung der Zündauslösung an Störern ausgerüstet ist, zur Vernichtung des Torpedos ein­ setzen.

Bei der Ausbildung der Metallfläche als Metallvor­ hang gemäß Anspruch 5 kann der Torpedo bei Versagen der Zündauslösung sich zusätzlich im Vorhang verfan­ gen und dadurch unschädlich gemacht werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dabei aus Anspruch 6. Durch diese Beschränkung der verti­ kalen Höhe des Metallvorhangs wird einem Torpedoso­ nar eine solche Zielhöhe angeboten, daß der Klassi­ fikationsschluß auf "Blasenschleier" und damit "Nicht-Ziel" vermieden wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung er­ gibt sich auch aus Anspruch 7. Durch diese Maßnahmen wird ein ggf. vor Aktivierung der Täuschervorrichtung erfolgter Sonarkontakt der ortenden Sonareinrichtung mit dem U-Boot unterbrochen, so daß die ortende So­ nareinrichtung nach Abschalten des Störgeräusches eine erneute Zielsuche vornehmen muß und dann mit größerer Wahrscheinlichkeit die Täuschervorrichtung erfaßt. Die Zeitdauer des Einschaltens der akusti­ schen Störeinrichtung ist für eine Absetzbewegung des U-Bootes vom Ort der erstmaligen Zielauffassung und vom Ort der Täuschervorrichtung ausreichend be­ messen und beträgt etwa ca. 10 s.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung er­ gibt sich auch aus Anspruch 8. Durch entsprechende Zeitverzögerung des am hinteren elektroakustischen Wandler ausgesendeten Schallimpulses gegenüber dem am vorderen elektroakustischen Wandler ausgesende­ ten Schallimpuls oder umgekehrt wird der ortenden Sonareinrichtung ein beliebig langes Ziel unter be­ liebig kleinem Aspektwinkel vorgetäuscht. Durch ent­ sprechende Bemessung der Zeitverzögerung kann somit die Vortäuschung von U-Booten selbst verschiedener Klassen sehr vollkommen realisiert werden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Stören oder Täuschen der Ortung eines U-Bootes in schema­ tischer Darstellung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer in der Vor­ richtung gemäß Fig. 1 enthaltenen elek­ troakustischen Stör- und Täuschanlage.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Stören, Verfälschen oder Täuschen der Ortung eines U-Bootes durch eine aktiv ortende Sonareinrichtung, ein sog. Aktiv-Sonar, weist einen unter Wasser schwimm­ fähigen Körper, den Schwimmkörper 10, auf, der üb­ licherweise im zusammengefalteten Zustand in oder an einem U-Boot mitgeführt wird und im Bedarfsfall aus dem U-Boot ausgestoßen oder vom U-Boot getrennt und dabei aufgeblasen wird. Der Schwimmkörper 10 hat danach einen geringen Auftrieb, wobei die den Auftrieb bewirkende Gas- oder Luftfüllung über au­ tomatisch arbeitende Entlüftungsventile gesteuert reduziert werden kann, so daß der Schwimmkörper 10 allmählich sinkt und sich langfristig damit selbst vernichtet.

Der Schwimmkörper 10, der noch mit Stabilisierungs­ flossen 11 ausgerüstet sein kann, hat eine wesent­ liche räumliche Ausdehnung. Seine horizontale Län­ ge beträgt 6 m und mehr und seine vertikale Höhe bis zu 1 m. Diese Abmessungen sind deshalb so gewählt, daß der Schwimmkörper 10 einerseits für eine orten­ de Sonareinrichtung eine akustische Silhouette vor­ gibt, die der eines unter kleinem Aspektwinkel - be­ zogen auf die Sonareinrichtung - liegenden U-Bootes gleicht, und andererseits eine wesentliche Schallre­ flexion erzeugt, die mit dem Zielmaß eines unter ei­ nem solchen Aspektwinkel liegenden U-Bootes vergleich­ bar ist.

Da die Stör- oder Täuschvorrichtung einerseits insbe­ sondere gegen intelligente Torpedos eingesetzt wird, also solche Torpedos, die eine aktive Sonaranlage für die Zieldetektion und Zielsteuerung und eine Klas­ sifizierungseinrichtung für die Zielerkennung und -klassifikation aufweisen, und andererseits diese Torpedos mitunter über magnetische Zünder verfügen, weist der Schwimmkörper 10 eine Metallfläche 12 auf, deren Größe auf die Ansprechschwelle eines solchen Magnetzünders abgestimmt ist. Auf diese Weise wird der Torpedo durch die Stör- und/oder Täuschvorrichtung zuverlässig gezündet und damit vernichtet. Eine solche Metallfläche kann als me­ tallischer Oberflächenüberzug des Schwimmkörpers 10 ausgeführt werden. In dem beschriebenen Ausführungs­ beispiel ist anstelle eines solchen Oberflächenüber­ zuges ein von der Unterseite des Schwimmkörpers 10 herabhängendes Netz 13 aus Metallbändern oder -tros­ sen 14 vorgesehen. Dies hat neben der erwähnten Zünd­ auslösung des Torpedo-Magnetzünders den Vorteil, daß der von der Stör- und Täuschvorrichtung angelockte Torpedo bei Versagen seiner Zündung sich vorzugswei­ se mit seinen Antriebsschrauben im Netz verfängt, da­ mit beschädigt und für das U-Boot unschädlich wird. Anstelle des Netzes 13 kann auch ein Vorhang aus pa­ rallel herabhängenden Metallbändern verwendet werden, die wiederum mit Tentakeln zum Verfangen in der Schraube besetzt sein können.

In dem Schwimmkörper 10 ist weiterhin eine elektro­ akustische Stör- und Täuschanlage 15 integriert, die als Blockschaltbild in Fig. 2 dargestellt ist. Die­ se Anlage 15 hat eine Empfangsantenne 16 und eine Sendeantenne 17, die jeweils einen oder mehrere Wand­ ler aufweisen. Die Sendeantenne 17 ist räumlich auf­ geteilt, wobei jeweils mindestens ein elektroakusti­ scher Wandler 18, 18′, 19, 19′ möglichst nahe dem vorderen oder hinteren Ende des Schwimmkörpers 10, und zwar beidseitig, angeordnet ist. In Fig. 1 sind lediglich die beiden Wandler 18, 19 der linken Sei­ te zu sehen.

Die Empfangsantenne 16 ist mit einer Empfangsein­ richtung 20 verbunden, in welcher die über die Emp­ fangsantenne 16 empfangenen Ortungsimpulse eines Ak­ tivsonars einer Frequenzanalyse unterzogen werden, um daraus die Mittenfrequenz f₀ und evtl. die Län­ ge t des Sendeimpulses zu bestimmen. Die Mittenfre­ quenz f₀ wird einer Steuervorrichtung 21 zugeführt, die ihrerseits einen Sendeimpulsgenerator 22 derart einstellt, daß von ihm Sendeimpulse vorgebbarer Län­ ge mit dieser Mittenfrequenz f₀ abrufbar sind. Der Zeitpunkt des Abrufs eines Sendeimpulses vom Sende­ impulsgenerator 22 und die Länge des Sendeimpulses werden ebenfalls von der Steuervorrichtung 21 gesteu­ ert. Sobald die Empfangseinrichtung 20 über die Emp­ fangsantenne 16 einen Ortungsimpuls der ortenden So­ nareinrichtung, z. B. eines Torpedosonars, empfängt, wird dessen Mittenfrequenz bestimmt und ein gleich­ artiger Sendeimpuls entweder unmittelbar oder nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung τ an die Sende­ einrichtung 23 abgegeben. Die Wandler 18, 18′ bzw. 19, 19′ senden einen, der ortenden Sonareinrichtung ein Echosignal vortäuschenden Schallimpuls aus. Ent­ sprechend der Wahl der Verzögerungszeit τ erkennt die ortende Sonareinrichtung den tatsächlichen Ort der Signalreflexion am Schwimmkörper 10 oder einen vorgetäuschten, weiter entfernt liegenden fiktiven Reflexionsort. Damit gelangt die ortende Sonarein­ richtung bereits hinsichtlich der Zielentfernung zu falschen Ergebnissen.

Da in den meisten Fällen der Schwimmkörper 10 erst bei unmittelbarer Bedrohung des U-Bootes durch ein mit einem Aktivsonar ausgerüstetes Feindfahrzeug aus­ gestoßen wird, hat in vielen Fällen bereits vor Ein­ schalten der akustischen Stör- und Täuschanlage 15 das Feindfahrzeug Sonarkontakt mit dem U-Boot. Sen­ det nunmehr die Stör- und Täuschanlage 15, so ist es für die Sonareinrichtung häufig möglich, das Auf­ treten eines zweiten Zieles, nämlich des Schwimmkör­ pers 10, zu erkennen, so daß die Täuschung nur un­ vollkommen gelingt. Um dem entgegenzutreten, ist in dem Schwimmkörper 10 noch eine akustische Störein­ richtung 24 vorgesehen, die für eine vorgebbare Zeitspanne unmittelbar nach Aussetzen des Schwimm­ körpers 10 ein akustisches Geräusch mit sehr hohem Geräuschpegel erzeugt und über die Sendeeinrich­ tung 23 und die Sendeantenne 15 ausstrahlt. Hierzu ist ein Geräuschgenerator 25 vorgesehen, der über einen Verstärker 26 und einen vorzugsweise elektro­ nischen Umschalter 27 mit der Sendeeinrichtung 23 verbunden ist. Unmittelbar mit Inbetriebnahme der akustischen Stör- und Täuschanlage 15 nach Aus­ stoßen des Schwimmkörpers 10 nimmt der Umschalter 27 die in Fig. 2 dargestellte Stellung ein und verbin­ det den Geräuschgenerator 25 mit der Sendeeinrich­ tung 23. Über die Wandler 18, 18′ bzw. 19, 19′ wird ein akustisches Geräusch sehr hohen Pegels abge­ strahlt, das die ortende Sonareinrichtung des Feind­ fahrzeugs sozusagen blind macht. Ein Zeitschalter 28 sorgt nach einer vorgebbaren Zeitspanne von bei­ spielsweise 10 s für die Umsteuerung des Umschal­ ters 27, so daß nunmehr der Geräuschgenerator 25 abgeschaltet und der Sendeimpulsgenerator 22 mit der Sendeeinrichtung 23 verbunden ist. Die Stör­ und Täuschanlage 15 arbeitet dann wie vorstehend beschrieben.

Der Vorteil dieser akustischen Störeinrichtung 24 in der Stör- und Täuschanlage 15 besteht darin, daß durch das starke akustische Geräusch der Sonarkon­ takt der ortenden Sonareinrichtung zum U-Boot unter­ brochen wird. Nach Abschaltung des Geräuschgenera­ tors 25 muß die ortende Sonareinrichtung das Ziel neu detektieren und wird sehr viel leichter den Schwimmkörper 10 als das ursprüngliche Ziel "U-Boot" detektieren, als dies bei bestehendem Sonarkontakt zum U-Boot der Fall wäre. Die Zeitspanne von 10 s, in welcher durch das hohe akustische Geräusch der Sonarkontakt unterbrochen wird, ist ausreichend für eine Absetzbewegung des U-Bootes vom ausgestoßenen Schwimmkörper 10, so daß das U-Boot mit geringer Wahrscheinlichkeit abermals von der Sonareinrich­ tung detektiert wird.

Durch entsprechende Zusammensetzung des Frequenz­ spektrums des von der Sendeeinrichtung 23 abgege­ benen Sendeimpulses kann den von den Wandlern 18, 18′ bzw. 19, 19′ ausgesendeten Schallimpulsen noch ein Doppler aufgeprägt sein, so daß der ortenden Sonareinrichtung ein sich bewegendes Ziel vorge­ täuscht wird, das den Klassifikationsschluß auf ein U-Boot noch verstärkt.

Außerdem ist es möglich, die vorderen Sendewandler 18, 18′ und die hinteren Sendewandler 19, 19′ mit glei­ chen Sendeimpulsen zeitverzögert anzusteuern. Bei ge­ eigneter Wahl dieser Zeitverzögerung zwischen den beiden Sendeimpulsen wird einer Sonareinrichtung, die über Klassifikationsmöglichkeit von georteten Zielen, z. B. aufgrund der Bestimmung eines sog. Schlankheitsmaßes, verfügt, eine sehr viel größere Länge des Zieles vorgetäuscht, als die horizontale Ausdehnung des Schwimmkörpers 10 beträgt. Die So­ nareinrichtung wird dadurch mit sehr hoher Wahr­ scheinlichkeit zu dem Klassifizierungsschluß ge­ langen, daß aufgrund der empfangenen Sonarechos das detektierte Ziel ein unter kleinem Aspektwin­ kel liegendes U-Boot ist.

Alle diese Maßnahmen der Täuschung, Störung und Ver­ fälschung dienen dazu, einer Sonareinrichtung, die über Klassifikationsmöglichkeiten der detektierten Ziele verfügt, möglichst vollkommen das Ziel eines U-Bootes vorzutäuschen, um somit den nachfolgenden Angriff auf den Schwimmkörper 10 und damit weg vom U-Boot zu lenken. Alle Maßnahmen sind so getroffen, um die Klassifizierungsergebnisse der getäuschten Sonareinrichtung möglichst eindeutig als ein U-Boot erscheinen zu lassen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Stören, Verfälschen oder Täuschen der Ortung eines U-Bootes durch eine aktiv orten­ de Sonareinrichtung (Aktivsonar), insbesondere durch ein Torpedosonar, mit einem unter Wasser schwimmfähigen Körper mit hoher Schallreflexion, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (10) eine wesentliche räumliche Ausdehnung dergestalt aufweist, daß seine durch die ortende Sonarein­ richtung vermessene akustische Silhouette der eines ggf. unter kleinem Aspektwinkel liegenden U-Bootes gleicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die horizontale Ausdehnung des Schwimm­ körpers (10) mindestens 6 m beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Schwimmkörper (10) eine Metallfläche (12) vorgesehen ist, deren Größe auf die Ansprechschwelle eines Magnetzünders ei­ nes das Torpedosonar tragenden Torpedos so abge­ stimmt ist, daß eine Zündauslösung zuverlässig hervorgerufen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Metallfläche (12) von einem metal­ lischen Oberflächenüberzug des Schwimmkörpers (10) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metallfläche (12) von einem an der Unterseite des Schwimmkörpers (10) her­ abhängenden Vorhang (13) aus parallel aufge­ reihten oder netzartig verknüpften Metallstrei­ fen oder Metalltrossen (14) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die vertikale Höhe des Metallvorhangs (13) 3 m nicht übersteigt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Schwimmkörper (10) eine akustische Störeinrichtung (24) zum Erzeu­ gen und Aussenden eines akustischen Geräusches mit sehr hohem Geräuschpegel und eine Zeitschalt­ vorrichtung (28) vorgesehen sind, die die Stör­ einrichtung (24) unmittelbar nach Aussetzen des Schwimmkörpers (10) für eine vorgebbare Zeitdauer einschaltet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper (10) eine Empfangsvorrichtung (16, 20) zum Empfangen der Aktivimpulse der ortenden Sonareinrichtung und eine Sendevorrichtung (17, 23) zum Aussenden von Sonarechos vortäuschenden Schallimpulsen auf­ weist, die am Schwimmkörper (10) mindestens nahe seiner beiden Enden angeordnete elektroakustische Wandler (18, 19) aufweist, die mit gleichen Sen­ deimpulsen zueinander zeitverzögert derart ange­ steuert werden, daß der ortenden Sonareinrich­ tung ein kleiner Aspektwinkel vorgetäuscht wird.