DE3842115A1 - Einrichtung zum schutz von zielen gegen bestrahlung durch hochenergielaser - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutz von Zielen gegen Bestrahlung durch Hochenergielaser.

Bei Einsatz von Hochleistungs- oder Hochenergielaser gegen Flugziele wird derzeit eine Zielentdeckung mit einem sog. Passiv-IR-Gerät auf etwa 15 km durchgeführt. Zwischen einer Entfernung von 5 bis 8 km erfolgt dann eine exakte Entfernungsmessung mit Radar- oder auch Laserimpulsen und auf einer Zielentfernung von weniger als 5 km kann der Hochenergielaser auf dieses Ziel aufgeschaltet werden. Der Laser richtet sich dann durch eine geschlossene Regelschleife selbst mit einer hohen Genauigkeit auf eine bestimmte Stelle der Außenhaut des Zieles aus. Um diese Stelle zu durchstrahlen und damit das Ziel zu zerstören, benötigt ein Hochenergielaser mit einer Energiedichte von 10 kW/cm² etwa 100 bis 1000 msec, jedenfalls beträgt die Abtraggeschwindigkeit bei dieser Energiedichte bei Aluminium etwa 10 mm/sec..

Die bisher bekannten Schutzeinrichtungen von Flugzeugen und anderen Fluggeräten sind darauf gerichtet, daß sie eine Deckung, Identifizierung oder Trackung verhindern oder zumindest stören. Trotz dieser zum Teil sehr aufwendigen Schutzeinrichtungen läßt deren Wirkung bei Hochenergielaser-Bestrahlung häufig zu wünschen übrig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Hochenergielaser-Bestrahlung des Zieles so wirkungslos macht, daß dessen Mission und Erhalt gesichert sind.

Dies wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Einrichtung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Erfindungsgemäß wird also das Ziel mit einem flüssigen oder festen Material versehen, welches zu einer Materialströmung an derjenigen Stelle an der Außenhaut des Zieles führt, auf welcher der Laserstrahl auftrifft. Dadurch werden neue zu durchstrahlende und abzutragende Materialien in den Laserstrahl eingeführt, die zumindest eine Minderung der Wirkung des Lasers hervorrufen oder gar ganz verhindern, daß der Laserstrahl auf die eigentlichen Zielstrukturen auftrifft.

Dieser der Erfindung zugrunde liegende Gedanke kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet werden. So kann man durch Öffnen entsprechender Ventile eine Flüssigkeit über den Bereich der Außenhaut des Zieles, beispielsweise des Flugzeuges, strömen lassen, auf welchen der Laserstrahl auftrifft. Die Steuerung der Ventile kann dabei durch ein Sensorsystem erfolgen, das erkennt, auf welcher Seite des Zieles die Laserbestrahlung auftrifft. Hier können z. B. entsprechende Infrarotdetektoren eingesetzt werden, die das eigene Flugzeug beobachten. Längs des Flugzeuges können aber auch entsprechende Hitzesensoren angebracht sein, die bei entsprechender Erwärmung eine Laserbedrohung anzeigen, um das oder die entsprechenden Ventile zu öffnen.

Durch die Flüssigkeitsschicht, die vorzugsweise der Treibstoff zum Antrieb des Flugzeuges ist, wird die bestrahlte Fläche der Flugzeugaußenhaut abgedeckt. Durch die Hitzestrahlung des Lasers wird der Treibstoff zur Reaktion gebracht, so daß er abbrennt und damit eine Reaktionswolke erzeugt, die einen Schutz für die Flugzeugaußenhaut bildet.

Besonders bevorzugt ist es jedoch, die Flugzeugaußenhaut doppelwandig auszubilden und eine Zwischenschicht aus einem Material, das die Materialströmung erzeugt, zwischen der Außenwand und der Innenwand der Flugzeugaußenhaut vorzusehen.

Wird eine solche Sandwich-Anordnung mit einem Hochenergielaser bestrahlt und dabei die Außenwand aufgerissen, kann die Materialströmung an der durchstrahlten Stelle austreten und liefert damit neues Material, das der Laser zu durchstrahlen und zu beseitigen hat, damit er auf die Innenwand der Sandwich-Anordnung und die dahinterliegenden Zielstrukturen auftreffen kann.

Bei dem die Materialströmung erzeugenden Material kann es sich um inerte, also nicht reagierende Stoffe, wie Wasser, oder um reagible Materialien handeln. Wenn nicht reagierende Stoffe verwendet werden, stehen diese vorteilhaft unter Druck, so daß an dem von dem Laserstrahl in der Außenhaut aufgerissenen Loch über längere Zeit Material entgegen der Strahlungsrichtung des Lasers austritt.

Reagible Materialien, d. h. Flüssigkeiten oder Feststoffe, die bei Einwirkung der Laserstrahlung unter Gasbildung reagieren, werden besonders bevorzugt. Als ein solches Material ist z. B. ein Flüssig- oder Festtreibstoff anzusehen. Bei Durchstrahlung der Außenwand der Sandwich-Anordnung durch den Laserstrahl wird dann der Treibstoff entzündet. Das daraus gebildete Gas entweicht dann unter hohem Druck, also mit hoher Geschwindigkeit, aus dem von dem Laserstrahl in der Außenwand der Sandwich-Anordnung gebrannten Loch dem Laserstrahl entgegen, so daß er über längere Zeit ständig neues Material zu durchstrahlen hat.

Um die Gasbildung unter Kontrolle halten zu können bzw. nur kleine Mengen des Treibstoffs bei einer Laserbestrahlung zu verbrauchen, sind die reagiblen Materialien segmentiert, d. h. es sind Segmente des Materials zwischen der Außenwand und der Innenwand der Außenhaut vorgesehen, welche jeweils in Zellen eingeschlossen sind, die durch Zwischenwände zwischen der Außenwand und der Innenwand gebildet werden.

Die vom Treibstoff erzeugte Gaswolke kann im übrigen auch dazu dienen, das Tracking-System irrezuführen.

Als Flüssigtreibstoff bietet sich insbesondere der Treibstoff an, den das Flugzeug zum Antrieb benötigt. Das heißt, ein Teil des Treibstoffs zum Antrieb des Flugzeugs wird in den Zellen in der Außenhaut des Flugzeugs, die durch die Außen- und Innenwand sowie die Zwischenwände gebildet werden, aufbewahrt. Der Treibstoff in diesen Zellen wird jedoch von der Treibstoffzufuhrvorrichtung des Flugzeugantriebs erst dann entnommen, wenn der Treibstoff in dem normalen Flugzeugtank verbraucht ist. Das heißt, die Treibstoffschicht in der Außenhaut des Flugzeugs stellt einen Reservetank zur Entnahme des letzten Treibstoffs dar und sichert somit eine sichere Rückkehr von der Mission.

Nachstehend ist eine Auführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Fig. eine Ansicht auf einen Abschnitt einer Flugzeugaußenhaut mit weggebrochenen Teilen zeigt.

Danach weist die Flugzeugaußenhaut 1 eine Außenwand 2, eine Innenwand und sich von der Außenwand 2 zur Innenwand 3 erstreckende Längszwischenwände 4, 5 und Querzwischenwände 6 und 7 auf. Dadurch entstehen geschlossene Zellen 8, 9, welche mit Treibstoff 10 gefüllt sind.

Wenn ein Laserstrahl die Außenwand 2 der Außenhaut 1 unter Bildung eines Loches 11 durchstrahlt, beginnt der Treibstoff 10 in der betreffenden Zelle 7 zu reagieren und brennt beispielsweise ab. Durch den Abbrand wird laufend Gas erzeugt, welches durch das Loch 11 in der Außenwand 2 aus und als Gasstrahl der Laserstrahlung entgegenströmt, um sie zumindest teilweise zu absorbieren.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Schutz von Zielen gegen Bestrahlung durch Hochenergielaser, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ziel angebrachte Einrichtung ein flüssiges oder festes Material abgibt, wodurch eine Materialströmung an derjenigen Stelle erzeugt wird, an der der Laser auf die Außenwand (1) des Zieles auftrifft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhaut (1) des Zieles eine Außenwand (2), eine Innenwand (3) und eine Zwischenschicht aus dem die Materialströmung erzeugenden Material zwischen Außen- und Innenwand (2, 3) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht durch sich von der Außenwand (1) zur Innenwand (3) erstreckende Zwischenwände (4 bis 7) in Segmente (8, 9) unterteilt ist.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Materialströmung erzeugende Material bei Einwirkung der Laserstrahlung unter Gasbildung reagiert.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ziel eine Antriebseinrichtung aufweist und das unter Gasbildung reagierende Material zumindest einen Teil des Treibstoffs (10) für die Antriebseinrichtung bildet.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Entnahme des Treibstoffs (10) aus der Zwischenschicht für die Antriebseinrichtung nach Verbrauch des übrigen Treibstoffs.