DE4037787A1 - Startbahnmunition - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Startbahnmunition gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Munition ist aus WEHRTECHNIK 1/1986, Seiten 55/56, be­ kannt. Danach wird für die Bekämpfung von Flugplätzen, insbesondere zur Zerstörung ihrer Rollbahnen, mittels einer als Submunition ein­ gesetzten Abstandswaffe (Träger) eine Anzahl von Startbahnbomben als den eigentlichen Wirkteilen verbracht. Diese steigen an Fall­ schirmen hängend gebremst ab, bis jeweils beim Berühren des Bodens zwei Ladungen nacheinander initiiert werden. Zuerst soll eine Hohl­ ladung die Betonpiste durchbohren und dann eine damit eingebrachte Nachschußladung unter der Bahn detonieren, um einen möglichst großen Krater aufzuwerfen.

Das bloße Ausstreuen der am Fallschirm absteigenden Wirkteile über den Zielobjekten führt jedoch unter Umständen nicht zu der gewünschten Zerstörung, weil die Wirkung nicht zielspezifisch gestreut ist. Auch ist die Wirkung der Bohrladung unter Umständen nicht ausreichend gegen gehärtete, also hocharmierte Betonpisten. Die Ausstattung der einzelnen Wirkteile mit Sensorsteuerungen zum Erzielen wirkgün­ stigerer Treffermuster wäre jedoch technologisch problematisch und überaus kostspielig, ohne daß dadurch bereits eine bessere Wirkung gegen gehärtete Rollbahnen erzielbar wäre.

In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Startbahnmunition gattungsgemäßer Art in dem Sinne effektiver auszugestalten, daß mit ihr eine gezieltere Zerstörung selbst gehärteter Bahnen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Start­ bahnmunition gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 ausgestat­ tet ist.

Es werden also mittels eines autonom zielsuchenden, dafür mit intel­ ligenter Sensorik ausgestatteten Trägers gewissermaßen "unintelli­ gente" Wuchtgeschosse "intelligent" eingesetzt, nämlich optimiert hinsichtlich eines Treffermusters längs der Betonbahn. Die dafür individuell zielorientiert aus dem Träger ablieferbaren Penetrato­ ren sind jeweils mit einem eigenen Nachbeschleunigungs-Triebwerk ausgestattet, um nach einem "pop-up"-(Hochzieh-)Manöver des Trägers über dem Zielgebiet den daraus nach unten abzukippenden Wuchtkörper auf die notwendige Höhe zu bringen für eine Beschleunigung auf hohe kinetische Energie zum Aufbrechen durch Energieumsetzung nach dem Eindringen in die Betonpiste. Betriebsbeschränkungen wegen funk­ tionskritischer Sensoren an Bord der Wirkteile sind nun nicht mehr gegeben, weil das Angriffsmuster an Bord der als Träger dienenden Submunition optimiert wird. Da diese Submunition selbst wegen der Nachbeschleunigung ihrer Wirkteile relativ langsam, und auch noch nach erfolgtem "pop-up"-Manöver relativ tief, fliegen kann, kann bei ihr eine einfache, kostengünstige Suchsensorik Anwendung finden, deren Wirkung auch nicht besonders weit voraus reichen muß, da sie wegen der relativ niedrigen Geschwindigkeit des Trägers (Submunition) ein einmal aufgefaßtes Ziel nicht so leicht wieder verliert.

Die zielorientierte Bekämpfung der Betonbahn mit KE-Wuchtkörpern stellt also etwas anderes dar als die bloße Behinderung des Rollver­ kehrs mittels zum Steckschuß ausgestreuter Flechettes, wie aus der DE-PS 38 06 731 bekannt.

Um eine günstige Aerodynamik des Submunitions-Flugkörpers zu errei­ chen, ist es vorteilhaft, die darin transportierten Penetratoren entweder nur nebeneinander oder aber teils nebeneinander und teils übereinander (auf Zwischenräume gestaffelt) anzuordnen. Die jeweils zu wählende konkrete Anordnung ist in Einklang mit dem zu realisie­ renden Penetrator-Ausstoßmuster festzulegen.

Um beim Ausstoß das Abkippen der Penetratoren in eine günstige Start­ fluglage zu beschleunigen, können sie an ihren Spitzen mit kleinen Flügeln versehen sein, über die der Staudruck der Umgebungs-Anströ­ mung ein Abkipp-Schwenkmoment aufbaut.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jeder Penetrator eine hier sogenannte Minimal-Logik aufweisen, nämlich eine Schaltung zur Bestimmung des günstigsten Zeitpunktes für das Zünden des Trieb­ werkes eines aus dem Träger freigegebenen Penetrators. Dieser Zünd­ zeitpunkt bestimmt sich vor allem danach, ob die für das Einsetzen der Nachbeschleunigung günstige Abkipp-Neigung gegenüber der Hori­ zontalen erreicht und ein hinreichender Sicherheitsabstand seit der Freigabe des Penetrators aus dem Träger verstrichen ist, um nicht durch das Zünden eines Triebwerks in zu dichter Nachbarschaft des Trägers dessen Funktion oder die darin noch verbliebenen Penetra­ toren zu gefährden.

Das Abliefern der Penetratoren aus dem Träger unter Abkippen in die günstigste Winkellage zum Einsetzen der Nachbeschleunigung kann auf unterschiedliche Art realisiert werden:

In einem ersten Fall bleibt der abzuliefernde Penetrator zunächst noch heckseitig an der tragenden Submunition angelenkt, und es wird nur die aus der Transporthalterung freigegebene Penetrator-Spitze nach unten gedrückt. Bei Erreichen einer funktionsspezifisch vorge­ gebenen Winkelstellung gegenüber der Horizontalen wird der Penetra­ tor auch heckseitig und damit endgültig vom Träger gelöst. Nach einer gewissen Fallstrecke, also zeitverzögert gegenüber der Freigabe aus dem Träger, erfolgt das Zünden des Nachbeschleuniger-Triebwerkes.

Im zweiten Fall wird der Penetrator im Ganzen sofort gelöst und gleichzeitig nach unten - an der Spitze mit stärkerer Beschleunigung als am Ende - gedrückt. Da hier der Penetrator aufgrund der Luftan­ strömung schneller nach unten abkippt, erfolgt hier die Zündung des Triebwerks bei der bereits obig erwähnten spezifischen Winkel­ stellung.

Als Suchsensorik kann ein einfach ausgebildeter Infrarot-Detektor Anwendung finden, der das Zielgebiet, also den Boden, abscannt. Durch das langsame und tiefe Fliegen der Submunition braucht dieser nur in einer Richtung schwenkbar sein. Ein besseres Zielerfassen wird aber durch Verschwenken in zwei Achsen erreicht.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden nachstehend bevorzugte Realisierungsbeispiele zur Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine im Schnitt gezeigte Draufsicht auf einen Submunitions­ flugkörper mit drei darin nebeneinander angeordneten Penetra­ toren,

Fig. 2a einen Querschnitt durch einen Flugkörper gemäß Fig. 1,

Fig. 2b ebenfalls einen Querschnitt durch einen Flugkörper, aber mit anderer Anordnung der Penetratoren,

Fig. 3 eine schematische Darstellung über die Wirkung bzw. den Wirkbereich der Zielsuchsensorik im Suchkopf der Submunition, einmal ein Draufsicht, einmal von der Seite und einmal von vorne (in bezug auf den Submunitionsflugkörper),

Fig. 4 einen zeitlichen Flugverlauf der Submunition im Zielgebiet bis zum Bodenaufschlag mit Darstellung des vorhergehenden Ausstoßes dreier Penetratoren,

Fig. 5 einen zeitlichen Verlauf gemäß Fig. 4, bei dem aber nur zwei Penetratoren ausgestoßen werden und der dritte mit der Submunition aufschlägt,

Fig. 6 schematisch den Ablauf für das Abkippen eines Penetrators,

Fig. 7 den schematischen Einsatz dreier Submunitionsflugkörper über einer Startbahn.

Die Startbahnmunition der vorliegenden Erfindung hat als Hauptanwen­ dung die Zerstörung von feindlichen gehärteten Flugplatzstartbahnen zum Ziel. Dabei soll in erster Linie ein "definiertes Pattern" auf der Startbahn erreicht werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist hierfür ein selbstfliegender Submunitions- Flugkörper 1 vorgesehen, welcher (je nach Abschußentfernung dessel­ ben) entweder als angetriebenes Luftfahrzeug oder als Gleitflugkörper ausgebildet und mit Tragflächen 2 und Stabilisierungsrippen 3 versehen ist. Ein derartiger Flugkörper fliegt nach Abschuß eine vorprogram­ mierte Bahn in Richtung Ziel.

Die Submunition 1 ist selbst als Munitionsteil ausgebildet und im Inneren mit mehreren (im Ausführungsbeispiel drei) Penetratoren 4 bestückt, die auf verschiedene Art und Weise angeordnet sein können und jeweils ein eigenes Raketentriebwerk (Booster 5) aufweisen. Die einzelnen Penetratoren 4 werden über dem Zielgebiet aufeinander abgestimmt mit Hilfe eines entsprechenden - später genauer beschrie­ benen - Ausstoßmechanismus 6 (wie in Fig. 2a angedeutet) abgekippt. Nach dem Ausstoßen werden die Booster 5 gezündet. Der Zeitpunkt der Zündung erfolgt dabei über eine in den jeweiligen Penetratoren 4 vorgesehene Minimallogik 7. Weiter weist jeder Submunitions-Flug­ körper 1 einen Zielsuchsensor in Form eines Suchkopfes 8 auf.

Die Anordnung der Penetratoren 4 ergibt sich aus der erforderlichen Aerodynamik der Submunition 1 sowie dem jeweiligen Ausstoßablauf für die Penetratoren. So zeigt Fig. 2a eine Anordnung der drei Penetratoren nebeneinander und Fig. 2b eine Anordnung, bei der zwei Penetratoren nebeneinander und der dritte in der Mitte darüber angeordnet ist. Daraus folgend ist der Querschnitt des Submunitions­ gehäuses in Fig. 2a ellipsenförmig und in Fig. 2b kreisförmig ausgebildet.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ist der Zielsuchkopf 8 der Submuni­ tion 1 mit einem Infrarot-Detektor 8a versehen. Hierbei zeigt diese Figur die Wirkung bzw. den Wirkbereich 8b dieser Zeilsuchsensorik in verschiedenen Ansichten. Bedingt durch den langsamen (und tiefen) Flug der Submunition 1 sind für die Suchsensorik 8a keine erhöhten Anforderungen notwendig, so daß es genügt, den Detektor 8a nur in einer Achse schwenkbar auszugestalten. Zur Verbesserung der Zielsuche ist der Detektor 8a im Ausführungsbeispiel aber in zwei Achsen schwenkbar. Der Infrarot-Detektor 8a tastet den Zielgebietsboden 9 ab und ist beispielsweise so programmiert, daß er aufgrund der unterschiedlichen Reflexionsgegebenheiten beim Übergang von unebener Grasfläche auf glatte Betonbahn anspricht.

Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils einen zeitlichen Flugverlauf (eine sogenannte Mission-Timeline 10) der Submunition 1 im Zielge­ biet. Hieraus ist ersichtlich, daß die Submunition 1 im Tiefflug (zwecks Radarunterfliegung) das Zielgebiet anfliegt und dann zur Erreichung einer größeren Höhe ein sogenantes "pop-up"-Manöver (Hoch­ zieh-Manöver) fliegt. Über dem Zielgebiet (Startbahn 9) werden dann nacheinander die Penetratoren 4 abgekippt und jeweils kurz nach dem Abkippen (vgl. jeweils Bezugsziffer 11) gezündet. Durch den eigenen Antrieb mit Hilfe des Boosters 5 werden die Penetratoren 4 auf eine derartige Geschwindigkeit beschleunigt, daß sie mit hoher kinetischer Energie an ihren Aufschlagpunkten 12 in den Untergrund der Startbahn 9 eindringen. Die Submunition selbst dient noch zur Bekämpfung weiterer Ziele (beispielsweise Flugzeuge, Tanks, Radar­ anlagen usw.) und schlägt dann beim Punkt 13 auf. Bei der Fig. 4 werden somit bei einer Mission drei "harte" Ziele (Startbahn) und ein "weiches" Ziel (z. B. Flugzeug) bekämpft.

Bei einer Anordnung der Penetratoren 4 gemäß Fig. 2b ist es aber auch denkbar, nur zwei (nämlich die beiden unteren nebeneinander­ liegenden) Penetratoren auszustoßen und den dritten Penetrator 4 zusammen mit der Submunition aufschlagen zu lassen. Eine derartige Mission zeigt Fig. 5.

Fig. 6 zeigt einen möglichen Ablauf eines Ausstoß- bzw. Zündvorgangs beim Abkippen eines Penetrators 4. Hierbei wird zuerst die Spitze 4a des Penetrators 4 um das am Träger 1 festgehaltene Ende 4b nach unten gedrückt (vgl. Pfeil 14). Infolge der Luftanströmung (vgl. Pfeile 15) wird der Penetrator 4 weiter ausgeschwenkt. Bei Erreichen eines spezifisch vorgegebenen Ausschwenkwinkels a wird das festge­ haltene Penetratorende 4b von der Submunition 1 gelöst und der Pene­ trator 4 endseitig im Ganzen weiter nach unten gedrückt (vgl. Pfeil 16). Nach erfolgtem Abkippen des Penetrators 4 wird dieser dann mit einer gewissen Zeitverzögerung (gesteuert aus der Minimallogik 7 im Penetrator 4) gezündet.

Bei einer weiteren Abkippmöglichkeit (in der Zeichnung nicht darge­ stellt) wird der Penetrator 4 sofort im Ganzen gelöst und nach unten (an der Spitze mit stärkerer Beschleunigung als am Ende) gedrückt, wobei der Penetrator 4 unter einem Winkel zur anströmenden Luft ausgestoßen und durch die Anströmung weiter nach unten gedrückt wird. Wird der spezifisch vorgegebene Winkel a erreicht, erfolgt die Zündung des Triebwerks 5.

Der Penetrator 4 besitzt in beiden Fällen eine einfache Sensorik (beispielsweise ein Neigungsmeßgerät) zur Winkellagebestimmung bezogen auf den inertialen Horizont. Diese Sensorik ist ebenfalls Teil der Minimallogik 7.

Es ist noch zu erwähnen, daß die Penetratoren 4 zum beschleunigten Abkippen an der Spitze 4a mit Flügeln 17 versehen sein können.

Daß mit der beschriebenen Startbahnmunition ein "definiertes Pattern" einer Startbahn und somit ein langfristiger Ausfall derselben erreich­ bar ist, ergibt sich aus der Fig. 7. Unter Einsatz von drei versetzt fliegender Submunitions-Flugkörper 1 wird die gesamte Breite der Startbahn 9 systematisch mit Penetrator-Einschlägen 12 belegt, in denen die Umsetzung der hohen kinetischen Energie zum kraterförmigen Aufbruches der Rollbahn 9 führt.

Claims (9)

1. Startbahnmunition in Form von vorprogrammiert selbstfliegender Submunition mit Suchkopf zum Abliefern von Wirkteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkteile als suchkopflose Penetratoren (4) aus der Sub­ munition (1) aufeinander abgestimmt abkippbar und mit jeweils einem eigenen Triebwerk (5) zur Nachbeschleunigung ausgestattet sind.

2. Startbahnmunition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Penetratoren (4) im Gehäuse der Submunition (1) in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind.

3. Startbahnmunition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Penetratoren (4) im Gehäuse der Submunition (1) teils nebeneinander, teils übereinander zwischen zwei unteren Penetra­ toren versetzt angeordnet sind.

4. Startbahnmunition nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Penetratoren (4) zum beschleunigten Abkippen an der Spitze (4a) mit Flügeln (17) versehen sind.

5. Startbahnmunition nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Penetrator (4) als Minimallogik (7) einfache Sensoren zum Bestimmen der Winkelneigung des abkippenden Penetrators (4) gegenüber der Horizontalen und zum Messen der Zeit vom Lösen des Penetrators (4) aus der Submunition (1) aufweist.

6. Startbahnmunition nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Penetratoren (4) an der Submunition (1) angelenkt sind, die Lösung der Anlenkung jeweils in Abhängigkeit eines bestimmten, funktional vorgegebenen Ausschwenkwinkels (a) des Penetrators (4) erfolgt und ein zeitverzögertes Zünden des Triebwerks (5) vorgesehen ist.

7. Startbahnmunition nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem sofortigen Lösen des gesamten Penetrators (4) die Zündung des Triebwerks (5) bei Erreichen des funktional vor­ gegebenen Neigungswinkels (a) erfolgt.

8. Startbahnmunition nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zielsuchkopf (8) der Submunition (1) mit einem Infra­ rot-Detektor (8a) ausgestattet ist.

9. Startbahnmunition nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarot-Detektor (8a) in einer oder zwei Achsen schwenk­ bar ist und das Zielgebiet (9) abscannt.