DE4000902A1 - Sperrwaffe mit verschiessbaren wirkkoerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrwaffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Sperrwaffe ist als Abwehrsystem mit mehreren Geschossen aus der DE-PS 23 36 040 bekannt. Für die anzustrebende Wirkung im Zielobjekt ist allerdings eine sehr genaue Ausrichtung der Richtein­ heit für ein Bündel von kleinkalibrigen Flugkörpern erforderlich, die eine untereinander parallele Startorientierung aufweisen. Das bedingt einen hohen Visier-Steuerungsaufwand sowohl im Azimut wie auch in der Elevation. Trotz praktisch rückstoßfreien Starts der relativ leichten Wirkkörper sind aber mechanische Rückwirkungen auf das Startgerät nicht ausgeschlossen, so daß z. B. nach einem Versatz des Startgerätes das Umfeld sensorisch erneut erfaßt und klassifiziert werden muß, was relativ lange Zeitspannen für das Nachrichten zum Abschuß eines anderen Projektiles auf ein weiteres Zielobjekt zur Folge hat.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sperrsystem gattungsgemäßer Art für höhere Wirkung im Ziel bei geringeren Rückwirkungen des Wirkkörper-Starts auf das Startgerät auszulegen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Sperrwaffe gattungsgemäßer Art gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgelegt ist.

Nach dieser Lösung werden vom in der Nähe des Zielgebietes positio­ nierten Startgerät diskusähnlich bis flachzylindrisch konfigurierte Wirkkörper weggeschleudert, die eine Gefechtsladung größerer Durch­ schlagskraft als kleinkalibrige Flugkörper aufweisen können und im indirekten Schuß, lediglich grob in Richtung eines zu bekämpfen­ den Zielobjektes ausgerichtet, eingesetzt werden können, weil sie mit einem projektilbildenden Gefechtskopf und mit einem Suchzünder ausgestattet sind, wie etwa in der US-PS 45 87 902 näher beschrieben.

Zwar ist es aus der DE-PS 30 42 063 bereits bekannt, einen Wirkkörper mit einem Stabilisierungs-Spin entlang einer geradlinigen Flugbahn über ein Ziel zu bewegen und dieser Bewegung eine Taumelbewegung für möglichst großflächige sensorische Abtastung des Zielgebietes zu überlagern. Problematisch ist jedoch die Erzeugung solcher über­ lagerter Rotations- und Präzessions-Bewegungen, wenn der Wirkkörper nicht als Submunition aus einem Träger von im Vergleich zum Wirkkörper sehr großer Masse, etwa gemäß DE-OS 31 27 674, ausgestoßen wird; sondern wenn der Wirkkörper von einem im Verhältnis dazu relativ leichten und je nach den Untergrund-Gegebenheiten kaum am Grund verankerten Startgerät aus beschleunigt werden soll. Bei einem nicht- stationären Träger (vgl. auch DE-OS 23 40 653), der die Wirkkörper nach Art von Streumunition abliefert, tritt im übrigen ohnehin nicht das Problem der Beibehaltung einer stationär eingemessenen Ausrichtung im Gelände auf. Auch der Abschuß mittels einer Zentrifugal-Schleuder­ einrichtung (entsprechend etwa DE-OS 28 13 840) kommt nicht in Betracht, weil ein solches Startgerät die ganz erheblichen Reaktionskräfte und -momente, die beim Fortschleudern des relativ schweren Wirkkörpers auftreten würden, nicht rückwirkungsfrei aufnehmen kann. Insofern günstiger wäre ein Start mehrerer Wirkkörper in einander bezüglich der Reaktionskräfte korrespondierenden Richtungen gemäß EP-OS 1 44 293; aber solch ein gegensinniger Ausstoß mittels vorgenannter Federn erbringt nicht die aus Stabilitäts- und Sensorik-Gründen erforder­ lichen Eigenbewegungen um die Wirkkörper-Hochachse, und der Abgang in sehr unterschiedlichen Richtungen erbringt keine effektive Be­ kämpfung eines bestimmten Zielobjektes.

Diese Problematiken werden gemäß einer bevorzugten Auslegung der erfindungsgemäßen Sperrwaffe insbesondere dadurch gelöst, daß jeweils zwei Wirkkörper angenähert azimutal parallel bei gegensinniger Rota­ tion um die zur Flugbahn senkrecht orientierte Achse in eine resul­ tierende Startrichtung rückstoßfrei beschleunigt werden, deren rück­ wärtige Verlängerung etwa durch den Massenschwerpunkt des Startgerätes orientiert ist. Der Abschuß eines solchen Wirkkörper-Paares erbringt nicht nur den Vorteil einer höheren Vernichtungswahrscheinlichkeit im Zielobjekt; diese Lösung ermöglicht auch besonders einfache Beschleu­ nigung des Wirkkörper-Paares aus der Ruhelage heraus, indem ein Antrieb an beiden Wirkkörpern gleichzeitig in Startrichtung wirksam ist und gegebenenfalls dabei die Wirkkörper-Peripherien gegen kurze, zur Startrichtung parallele Richtkanal-Seitenwände andrückt, um erforderlichenfalls dort kraftschlüssig oder formschlüssig das gegen­ sinnige und dadurch einander kompensierende Drehmoment auf die beiden in Richtung der Freiflugbahn beschleunigten Wirkkörper hervorzurufen.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammenfas­ sung, aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche und nicht maßstabsgerecht skizzierten bevorzugten Realisierungsbeispielen zur erfindungsgemäßen Lösung. Es zeigt

Fig. 1 ein typisches Szenario für den Einsatz der erfindungs­ gemäß ausgelegten Sperrwaffe,

Fig. 2 eine mit einem Wirkkörper-Paar bestückte Startschiene im Querschnitt,

Fig. 3 einen Schleppantrieb für ein Wirkkörper-Paar,

Fig. 4 einen Blasstrahl-Antrieb für ein Wirkkörper-Paar,

Fig. 5 einen Schubstangen-Antrieb für ein Wirkkörper-Paar und

Fig. 6 einen abgewandelten Schubstangen-Antrieb.

Die in Fig. 1 skizzierte Sperrwaffe 11 weist ein manuell aufgestell­ tes oder luftverbracht selbstaufrichtendes Startgerät 12 für daraus verschießbare Wirkkörper 13 (13a, 13b) zur Bekämpfung abzuwehrender, insbesondere mobiler gepanzerter, Zielobjekte 14 auf. Deren Annähe­ rungs- bzw. Relativ-Position bezüglich des Startgerätes 12 wird mittels eines richtungspeilenden Sensors 15 ermittelt, bei dem es sich etwa um einen Facetten-Sensor oder um einen Gradientenpeiler handeln kann und der im akustischen, optischen, thermischen oder Mikrowellen-Bereich des Strahlungsspektrums arbeitet, um am Zielobjekt reflektierte oder vom Zielobjekt ausgehende Strahlung aufzunehmen und richtungs- sowie gegebenenfalls entfernungsmäßig auszuwerten. Eine oberhalb des Sensors 15 angeordnete Richteinheit 16 des Start­ gerätes 12 wird nach Maßgabe der Sensorinformation dann motorisch so verschwenkt, daß eine noch mit einsetzbaren Wirkkörpern 13 be­ stückte seiner Startöffnungen 17 wenigstens angenähert in den Raum­ sektor weist, in dem das zu bekämpfende Zielobjekt 14 aufgefaßt wurde. Nach Vollzug dieses Richtvorganges wird ein Antrieb 18 ak­ tiviert, um ein Wirkkörper-Paar 13a-13b abzuschießen. Die Wirkkörper 13 sind flachzylindrisch-diskusähnlich konfiguriert. Das Paar liegt quer zur Startrichtung 20 nebeneinander auf einer etwas (etwa 40°) gegenüber der Horizontalen nach oben weisenden Führungsschiene 19. Diese ist am Grunde eines U-förmig offenen oder nach Art eines Rohres mit nicht-kreisförmigem querschnitt geschlossenen Richtkanales 21 ausgebildet und mit längsrippen- oder noppenförmigen Abstandshaltern 22 zur Verringerung der schwerkraftbedingten Gleitreibung ausge­ stattet. Wenn die Schiene 19 mit Seitenwänden 24 ausgestattet ist, stützen die Wirkkörper sich abrollend gegen diese ab. Dieser quer zur Schienenachse orientierte Andruck kann durch die Wirkung der zwischen den Wirkkörpern 13a-13b angreifenden Vortriebskraft noch erhöht werden. Zweckmäßig ist dies insbesondere dann, wenn die Wirkkörper 13 ein relativ hohes Masseträgheitsmoment um ihre Hoch­ achsen aufweisen.

Wenn also vom Antrieb 18 auf die einander zugewandten Bereiche der Peripherien 23a, 23b der Wirkkörper 13a, 13b eine Kraftkomponente in Startrichtung 20 und damit in Längsrichtung des Richtkanales 21 wirkt, werden sie unter gegensinniger Drehbewegung um ihre einander parallel orientierten Hochachsen vorgetrieben, wobei sie sich gege­ benenfalls längs der Seitenwände 24a, 24b abwälzen. Jedenfalls er­ fahren sie nicht nur eine Beschleunigung in Startrichtung 20, sondern darüberhinaus eine dieser Bewegungskomponente überlagerte gegensinnige Rotation um ihre zur Startrichtung 20 senkrecht orientierte jeweilige Drehachse 25a, 25b. Die Flugbahn 25′ nach Freigabe von der Führungs­ schiene 19 verläuft deshalb, wie in Fig. 1 skizziert, schleifenförmig­ gegensinnig. Eine wünschenswerte Flugbahn-Auffächerung ergibt sich durch gezielte Unwuchten bei der Auslegung der Wirkkörper 13. Insbe­ sondere können dadurch auch überlagerte Präzessionsbewegungen zur Vergrößerung des Absuchbereiches des Suchzünders 26, der unter dem jeweiligen Wirkkörper 13 ins Zielgelände 27 orientiert ist, hevor­ gerufen werden, wie in der DE-OS 33 45 601 für eine bevorzugte Aus­ legung eines solchen Suchzünder-Wirkkörpers 13 mit projektilbildender Gefechtskopf-Belegung näher beschrieben.

Wenn zur Förderung der gegensinnigen Drehbewegungen die Führungs­ schiene 19 mit Seitenwänden 24 ausgestattet ist, dann können ihre Innenflächen, und/oder die Wirkkörper-Peripherien 23, mit einem Material und einer Oberflächengestaltung hohen Reibkoeffizienten (wie etwa aufgerautem Gummi) ab Reibschluß 28 (Fig. 2) zur Förderung der Abrollenbewegung ausgestattet sein; oder sie sind für einen formschlüssigen wechselseitigen Eingriff mit einer Verzahnung 29 ausgestattet (Fig. 5).

In Fig. 3 ist berücksichtigt, daß es zur Vermeidung eines zu sper­ rigen Startgerätes 12 in der Verbringungsphase zweckmäßig sein kann, die gegenseitig unterschiedlich orientierten Führungsschiene 19 über z. B. ein Klappscharnier 30 an die Richteinheit 16 des Start­ gerätes 12 anzulenken. Erst in der aufgestellten Position des Start­ gerätes 12 klappen dann die Richtkanäle 21 aus einer aufgerichteten Parallelstellung in die leicht angestellte Arbeitsstellung (Fig. 3). Um den aufgrund kleiner Abgangsschwierigkeit großen Einfluß der Schwerkraft auf die Startkinematik möglichst gut zu kompensieren, kann darüberhinaus dann eine teleskopartige Verlängerung 31 wenigstens der Führungsschienen 19 manuell herausgezogen oder motorisch heraus­ gefahren werden, um eine längere Abgangs-Unterstützung zu gewähr­ leisten.

Im Beispielsfalle der Fig. 3 (bei der zur Vereinfachung der Darstel­ lung die Führungsschiene 19 mit den darauf ruhenden Wirkkörpern 13a, 13b aus der Horizontalen in die Vertikale verschwenkt dargestellt ist), ist ein ziehender Antrieb 18.1 in Form eines Marschtriebwerkes 32 vorgesehen, das über eine Zugeinrichtung 33 in Form von Stangen oder Seilen an den Wirkkörper-Drehachsen 25 angreift. Der Triebwerks- Gasstrahl 34 tritt durch den Engpaß zwischen dem Wirkkörper-Paar 13a-13b hindurch und versetzt diese dadurch in gegensinnige Drehbe­ wegung (gegebenenfalls unter gleichzeitig abrollenden Andruck gegen Richtkanal-Seitenwände 24), ehe er in einen Austrittskanal 35 des Startgerätes 12 übertritt. Zugleich setzt sich dieser rückstoßfreie Antrieb 18.1, gegebenenfalls unter Einfluß einer Flügelführung 36 zwischen den Richtkanal-Seitenwänden 24 oder stabilisiert durch ein an einer Halterung nach hinten verlegten Heckleitwerk (nicht dargestellt) in Startrichtung 20 in Bewegung und zieht die sich drehenden Wirkkörper 13 hinter sich her. Über ein mechanisches, elektrisches oder pyrotechnisches Zeitwerk bzw. aufgrund Austritts aus den Richtkanal-Seitenwänden 24 wird eine Trenneinrichtung 37 aktiviert, die die Zugeinrichtung 33 zwischen Marschtriebwerk 32 und Wirkkörpern 13 kappt, so daß die Wirkkörper 13 dann in ihre Freiflugbahnen 25′a, 25′b übergehen (Fig. 1).

Bei einem blasenden Schubantrieb 18.2 nach Fig. 4 dagegen ist ein Triebwerk 32.2 stationär im Bereich des Überganges von der Startgerät- Richteinheit 16 zur Führungsschiene 19 angeordnet, dessen Reaktions­ gasstrahl 34 nun (entgegen den Verhältnissen nach Fig. 3) in der Startrichtung 20 zwischen den beiden Wirkkörpern 13a-13b hindurch­ tritt. So werden die Wirkkörper 13 hier über den Gasstrahl 34 zugleich in Rotation und in Startrichtung in Bewegung gesetzt (und gegebe­ nenfalls wieder gegen Richtkanal-Seitenwände 24 abrollend angedrückt). Mit dem Austritt aus den Seitenwänden 24 bzw. mit dem Verlassen der teleskopförmigen Verlängerung 31 der Richtkanal-Führungsschiene 19 treten die Wirkkörper 13 wieder in ihre gestreckt-schleifenförmigen Freiflugbahnen 25′ (Fig. 1) über.

Ein formschlüssiger Schubantrieb 18.3 gemäß Fig. 5 wirkt analog dem kraftschlüssigen, blasenden Schubantritt 18.2 nach Fig. 4. Der Bewegungsmittlung vom Triebwerk 32 zu den Wirkkörpern 13 im (hier extrem kurz skizzierten) Richtkanal 21 dient nun eine doppelseitige Zahnstange 38, die in Startrichtung 20 zwischen die Wirkkörper 13 mit Peripherie-Verzahnung 39 eingreift und ebenfalls reibungsarm auf der Richtkanal-Führungsschiene 19 geführt ist. Das vor einem Austrittskanal (entsprechend 35 in Fig. 3) gelegene rückstoßfreie Triebwerk 32 beschleunigt z. B. eine Kolbenstange 40, die im Interesse axial gedrängten Aufbaues wie skizziert teleskopartig in eine rück­ wärtige Zahnstangen-Sackbohrung 41 koaxial eingreifen kann.

Die Freiflugbahnen 25′ erfahren eine günstige gegenseitige Auffäche­ rung, wenn die Anlage der Wirkkörper-Peripherien 23 gegen Richtka­ nal-Seitenwände 24 beendet ist, ehe die Zahnstange 38 (oder im Falle der Fig. 4 die Wirkung des Abgasstrahles 34) außer Eingriff mit den einander zugewandten Wirkkörper-Peripherien 23 gelangt, so daß dann kurzzeitig zusätzlich eine Kraftkomponente quer zur Startrichtung wirksam wird.

Fig. 6 skizziert eine weitere Variante für einen Antrieb 18, bei dem eine Zahnstange 38 entsprechend derjenigen nach Fig. 5 nicht mittelbar über eine Kolbenstange in Bewegung gesetzt wird, sondern selbst (frontseitig, oder wie hier) rückseitig mit einem Beschleunigungs-Triebwerk 32 ausgestattet ist, das nach dem konstruktiv vorgegebenen Verzahnungs-Abrollweg zwischen dem Wirk­ körper-Paar 13a-13b austritt. Die Zahnstange 38 wird hier vom Ra­ ketenrohr 42 getragen, das seinerseits (quer zur Zeichenebene) von einer gehäusefesten Gleitzange geführt wird.

In allen Fällen des zentral zwischen zwei Wirkkörpern 13a-13b in oder gegen die Startrichtung 20 angreifenden Antriebes 18 ist si­ chergestellt, daß das Startgerät 12 praktisch keine Reaktionskräfte und Reaktionsmomente aufgrund des Wirkkörper-Startes aufnehmen muß. Dadurch ist ein Versatz des Startgerätes als Reaktion auf den Abschuß auch bei nicht gut verankerter Aufstellung bzw. bei geringer Masse des Startgerätes, und somit auch ein durch Startgerät-Versatz hervor­ gerufener Abgangsfehler, praktisch ausgeschlossen. Die geschilderte Einleitung der Translations- und Rotationsbewegungen erfolgt stets rückstoßfrei, so daß sich Massekräfte und Antrieb gerade kompensieren: Die entgegengesetzt gleichen Rotationsbeschleunigungen des Wirkkör­ per-Paares 13a-13b erbringen kein resultierendes Reaktionsmoment auf die Start-Führungsschiene 19 an der Richteinheit 16; und Reak­ tionskräfte auf die Beschleunigung in Startrichtung 20 treten hier nicht auf, da der Antrieb 18 als ein kleines Raketentriebwerk ausge­ bildet ist, welches über die Beschleunigungsstrecke nur relativ geringe Kräfte aufbringen muß.

Claims (10)

1. Sperrwaffe (11) mit einem in der Nähe eines Zielgeländes (27) aufstellbaren Startgerät (12), welches mit wenigstens einem Sensor (15) zu ziellageabhängiger Orientierung seiner Richteinheit (16) für daraus gegen das Zielobjekt (14) verschießbare Wirkkörper (13) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Richteinheit (16) mit gegeneinander azimutal unterschied­ lich orientierten Startöffnungen (17) für diskusähnlich-flachzy­ lindrische Wirkkörper (13) mit zum Zielgelände (27) weisenden Suchzündern (26) ausgestattet ist, die in Richtung auf das vom Startgerät-Sensor (15) aufgefaßte Zielobjekt (14) unter Rotation um ihre Hochachse (25) in eine flache, gestreckt-schleifenförmige Flugbahn (25′) über das Zielgelände (27) verschießbar sind.

2. Sperrwaffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus jeder Startöffnung (17) ein Wirkkörper-Paar (13a-13b) unter gegensinniger Rotation um ihre zueinandern parallelen Hoch­ achsen (25) rückstoßfrei beschleunigbar ist.

3. Sperrwaffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Wirkkörper-Paar (13) ein gemeinsamer Antrieb (18) vorgesehen ist, der, koaxial mit der Startrichtung (20) aus der Startöffnung (17) in die freie Flugbahn (25′), im Bereich zwischen den beiden einander benachbarten Wirkkörper-Peripherien (23) an diese angreift.

4. Sperrwaffe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotations-Angriff an das Wirkkörper-Paar (13a-13b) durch den Abgas-Strahl (34) eines kleinen Raketen-Triebwerks (32) er­ folgt.

5. Sperrwaffe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbewegung des Wirkkörper-Paares (13a-13b) durch eine von einem Raketen-Triebwerk (32) in Startrichtung (20) be­ wegte Stange (38) erfolgt, die form- oder reibschlüssig mit den Wirkkörper-Peripherien (23) in Wirkverbindung steht.

6. Sperrwaffe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein ziehender Antrieb (18.1) vor dem Wirkkörper-Paar (13a-13b) vorgesehen ist, der mit den Wirkkörpern (13a-13b) über eine auf­ trennbare Zugeinrichtung (33) verbunden ist.

7. Sperrwaffe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Startrichtung (20) koaxiale Eingriff des Antriebs (18) zwischen das Wirkkörper-Paar (13a-13b) mit einer quer dazu orientierten Kraftkomponente die diametral gegenüberliegenden Bereiche der Wirkkörper-Peripherien (23) zu reib- oder formschlüs­ sigem Abrollen gegen parallel zur Startrichtung (20) orientierte Seitenwände (24) andrückt.

8. Sperrwaffe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereiche der Startöffnung (17) eine in Startrichtung (20) orientierte Führungsschiene (19) vorgesehen ist, wobei jeder Wirkkörper (13) über im Querschnitt kleinflächige Abstandshalter (22) von der Führungsschiene (19) getragen wird.

9. Sperrwaffe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (19) mit Abroll-Seitenwänden (24) und mit einer teleskopartigen Schienen-Verlängerung ausgestattet ist.

10. Sperrwaffe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschiene (19) aus einer Verbringungsstellung in eine Startstellung klappbar an die Richteinheit (16) des Startge­ rätes (12) angelenkt ist.