DE4104800C2 - Einrichtung zur Echtzeit-Geländeaufklärung - Google Patents
Einrichtung zur Echtzeit-GeländeaufklärungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
Solche gattungsgemäße Einrichtung ist aus der DE-PS 33 13 648 in
Form einer Gruppe von Tochter-Flugkörpern bekannt, die von einem
Träger-Flugkörper ausgesetzt werden und dann einander benachbarte
Geländestreifen abfliegen. Die dabei aufgenommenen Aufklärungsinfor
mationen werden vom Trägerflugkörper übernommen, der als Relaissta
tion wirkt, diese Informationen also an den Empfänger einer abgesetzten
Bodenstation übermittelt. Dadurch ist eine Echtzeit-Aufklärung in
einem großen, auch von der Bodenstation aus nicht unmittelbar einseh
baren Geländebereich möglich, um etwa taktische Entscheidungen zum
Räumen oder zum Sperren dieses Geländes gestützt auf die aktuelle
Situation treffen zu können.
Anders liegen allerdings die Interessen, wenn nach der vorangegangenen
großflächigen Geländeaufklärung einer Batterie von Rohr- oder Rake
ten-Artillerie ein bestimmtes Zielgebiet zugewiesen wird, um es
mit Wirkkörpern (Minen- oder Sprengladungen) zu belegen, weil aufgrund
der vorangegangenen Voraufklärung in dem speziellen, engeren Zielge
biet interessierende Zielobjekte möglichst punktgenau zu bekämpfen
oder am Eindringen zu hindern sind. Für diese konkrete Problemstel
lung ist das großflächige Abfliegen nebeneinanderliegender Gelände
streifen wenig hilfreich und insbesondere viel zu aufwendig, da
das dadurch erfaßte Gelände um Größenordnungen größer ist, als das
konkret aus einer Artilleriestellung zu erfassende Zielgebiet. In
letzterem Falle nämlich geht es eher darum, schon den ersten scharfen
Schuß möglichst genau zu positionieren, um mit minimalem Munitions
einsatz eine optimale Wirkung zu erzielen; sowie darum, in Feuer
pausen die Artilleriegeschütze einer Batterie nach Maßgabe der Wir
kung des gerade vorangegangenen Beschusses optimal nachrichten zu
können.
In Erkenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine preiswert verfügbare und technologisch unproblemati
sche Einrichtung gattungsgemäßer Art zu schaffen, die zur Echtzeit-Ge
ländeaufklärung eines konkret unter Beschuß nehmbaren Zielgebietes
und dabei nicht nur zur Verifikation voraufgeklärter Zieldaten aus
diesem beschränkten Zielgebiet optimiert, sondern auch zur kurzfri
stigen Beschaffung von Nachricht-Informationen geeignet ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst,
daß die gattungsgemäße Einrichtung gemäß dem Kennzeichnungsteil
des Patentanspruches 1 ausgelegt ist.
Nach dieser Lösung wird auf die bewährte Technologie der Suchzünder-
Submunition für Trägergeschosse in Form von großkalibrigen Artil
lerie-Granaten zurückgegriffen, die im indirekten Schuß verbracht
werden und über dem Zielgebiet ihre autarken Suchzünder-Submunitionen
freigeben, wie etwa in der US-PS 4 753 171 näher dargestellt. Anstelle
der scharfen Submunition werden nun jedoch mittels des Trägerprojektils
Lastkörper verbracht, die mit ihren Mikrowellen- oder Bildsensoren
das Zielgebiet ähnlich wie die Suchzünder-Sensorik (vgl. US-PS
4 587 902) spiralförmig abtasten, sowie ein Relais-Lastkörper, der
nach Art eines Transponder arbeitend die Aufklärungsinformationen
über kurze Distanz vom jeweiligen Sensor aufnimmt und zur Übermitt
lung an die Batterie-Bodenstation umsetzt. Dafür ist das Relais
einerseits und der jeweilige Sensor andererseits mit unterschiedlich
dimensionierten Bremsmitteln ausgestattet, so daß der Sensor in
das nicht einsehbare Zielgebiet absinkt, während das Relais hinrei
chend lange hoch darüber und somit auch über geländebedingten Sicht
barrieren stehenbleibt, um die Nachrichtenübermittlung zur entfernten
Artilleriestellung sicherstellen zu können. Auf diese Weise ist
eine wesentlich präzisere und vielseitigere Informationsgewinnung
aus dem Aufklärungsgebiet erzielbar, als im Falle einer unmittelbar
aus hinreichender Höhe für die Nachrichtenübermittlung erfolgende
Geländebeobachtung, wie in der DE-OS 31 14 600 beschrieben.
Wie im Falle der Suchzünder-Submunition können die einzelnen Last
körper für den Betrieb ihrer Sensoren und ihrer Sende-Empfangs-Ein
richtungen mit Thermalbatterien ausgestattet sein, die erst in Abhän
gigkeit von der Trägerprojektil-Verbringung bzw. bei Freigabe aus
dem Träger aktiviert werden, vgl. DE-OS 37 09 742. So ist die Lagerung
dieser Lastkörper für die Echtzeit-Zielaufklärung praktisch beliebig
lange ohne Energieverlust möglich, während andererseits unmittelbar
mit dem Einsatz die Energie für die ohnehin nur wenige Minuten dauern
de Funktionszeitspanne bereitgestellt wird.
Die so aktuell ermittelbare Zielinformation ermöglicht ein Optimieren
des ungerichteten scharfen Schusses auf das tatsächlich verifizierte
Zielobjekt bzw. ein Nachrichten des Geschützes nach Maßgabe der
bisherigen Wirkung im mit gleicher Ballistik aufgeklärten engeren
Zielgebiet.
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 Zusammenfassung,
aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung
auf das Wesentliche stark abstrahiert und nicht maßstabsgerecht skiz
zierten bevorzugten Realisierungsbeispielen zur erfindungsgemäßen
Lösung.
Es zeigt:
Fig. 1 den Funktionsablauf der erfindungsgemäßen Einrichtung
zur Echtzeit-Geländeaufklärung bei Einsatz eines Träger
projektiles mit zwei Lastkörpern, von denen der eine als
Aufklärungs-Sensor und der andere als Übertragungs-Relais
ausgelegt ist,
Fig. 2 die beiden Lastkörper gemäß Fig. 1 in ihrem Trägerprojek
til, dem Geschoß einer Rohrwaffe, und
Fig. 3 ein Trägerprojektil in Form eines Flugkörpers der Rohrar
tillerie, ausgestattet mit drei Sensor-Lastkörpern zusätz
lich zum Relais-Lastkörper.
Beim Szenario gemäß Fig. 1 ist eine Artillerie-Stellung 11 vom Ziel
gebiet 12 durch eine Bergkette 13 jenseits des vorderen Randes der
Verteidigung 14 getrennt, so daß das Zielgebiet 12 nicht unmittel
bar einsehbar ist. Durch Voraufklärungsmaßnahmen (etwa mittels Sa
tellitüberwachung oder mittels Drohnenfluges) sind Informationen
über potentielle Zielobjekte 15 gewonnen worden, die sich zum Zielge
biet 12 im Aufmarsch befinden oder dort bereits stationiert sind.
Um den Verbrauch an Artillerie-Munition zu optimieren und dadurch
zu reduzieren, soll das Zielgebiet 12 jedoch nur unter Beschuß genom
men werden, wenn und insoweit dort tatsächlich aktuell Zielobjekte 15
verifizierbar sind.
Dafür wird vor dem Einsatz scharfer Munition (oder in einer Feuer
pause, die zum Nachrichten der Geschütze 16 genutzt werden soll)
aus einem der Geschütze 16 dieser Artillerie-Stellung 11 ein Träger
projektil 17 verbracht, das gleiche ballistische Eigenschaften wie
die scharfe Munition aufweist und deshalb die gleiche Flugbahn 18
beschreibt, also in praktisch identischer Relativlage für die nach
folgend verbrachte scharfe Munition das Zielgebiet 12 erreicht.
Aus diesem Trägerprojektil 17 werden für die Echtzeit-Geländeaufklä
rung nun über dem Zielgebiet 12 jedoch keine Lastkörper 19 ausge
stoßen, die als scharfe Submunition ausgelegt sind, sondern ein
als Nachrichten-Relais 19.1 und wenigstens ein als Multi-Sensor 19.2
ausgestatteter Lastkörper 19.
Die aus dem Trägerprojektil 17 freigegebenen Lastkörper 19 sind
mit Abstiegs-Bremsmitteln 20 ausgestattet, die derart ausgelegt
sind, daß das Relais 19.1 wesentlich langsamer absinkt, als jeder
der Sensoren 19.2. Bei diesen Bremsmitteln 20 kann es sich um Trieb
werke handeln, die der Abstiegsbewegung teilweise entgegenwirken;
im einfachsten Falle sind die Bremsmittel 20 aber als ein sehr großer
Bremsschirm 20.1 am Relais 19.1 und als ein dagegen kleinflächiger
Bremsschirm 20.2 an jedem der Sensoren 19.2 ausgebildet. Spätestens
in Abhängigkeit von der Freigabe aus dem Träger 17 wird an Bord
der Lastkörper 19 jeweils eine Batterie 37 aktiviert, um die Aufnehmer
23 und die Nachrichtenstrecken 27, 30 in Betrieb zu nehmen.
Das Relais 19.1 und die Sensoren 19.2 werden in mehreren hundert
Metern Höhe über dem aktuell aufzuklärenden Gelände (Zielgebiet
12) aus dem Trägerprojektil 17 freigegeben. Der Sensor 19.2 ist
zweckmäßigerweise mit einer Rotationseinrichtung 21 ausgestattet,
so daß die gegenüber der Vertikalen 22 geneigt orientierten, im
optischen, Infrarot- und/oder Millimeterwellen-Bereich des elektromag
netischen Spektrums arbeitenden Aufnehmer 23 im Zuge des
Absinkens das Zielgebiet 12 längs einer spiralförmig sich einengenden
Abtastbahn 24 absuchen und dabei die interessierenden Zielobjekte
15 wenigstens einmal erfassen.
Als Rotationseinrichtung 21 kann der Sensor mit Tangential in bezug
auf die Vertikale 22 wirkenden kleinen Drall-Triebwerken ausgestattet
sein. Einfacher ist es, seinen Bremsschirm 20.2 als Rotationsschirm
auszulegen, nämlich mit derart orientierten Auslaß-Schlitzen 25,
daß, in aus der eingangs erwähnten Suchzünder-Technologie bekannter
weise, die hier beim Absinken austretende Stauluft einen Drall hervor
ruft. Wenn das Trägerprojektil 17 bereits mit Drall längs der Flug
bahn 18 verbracht wird, dem trägheitsbedingt dann auch die ausge
stossenen Lastkörper 19 folgen, kann anstelle oder zusätzlich zu
der aktiven Rotationseinrichtung 21 eine passive Rotationseinrichtung
21 in Form von Bremsklappen 26 am Sensor 19.2 vorgesehen sein, um
dessen Drehbewegung um die Vertikale 22 auf ein für die Funktion
(insbesondere Auflösung) des Aufnehmers 23 optimiertes Maß zu re
duzieren. Insbesondere ist die Rotationsgeschwindigkeit eines Sensors
19.2 vorzugsweise wesentlich geringer als bei der Suchzünder-Submunition.
Wegen der Abschattung zur Artillerie-Stellung 11 bei hinter der
Bergkette 13 niedergehendem Sensor 19.2, aber auch zum Vermeiden
zu großen Einbauvolumenbedarfs für eine leistungsstarke Sendeein
richtung, erfolgt die Übermittlung der Echtzeit-Geländeinformation
aus dem erfaßten Zielgebiet 12 zunächst vom Sensor 19.2 über eine
Nachrichtenverbindung 27 zum wesentlich langsamer absinkenden und
deshalb noch wesentlich höher stehenden Relais 19.1. Diese Nach
richtenverbindung 27 kann materiell ausgebildet, etwa über ein sich
abspulendes Lichtleiterkabel realisiert sein. Um aber Funktions
störungen aufgrund der unterschiedlichen Kinematik der Lastkörper
19 sicher zu vermeiden, ist eine immaterielle Nachrichtenverbindung
27 in der Regel zweckmäßiger. Diese ist zwar nicht so störfest wie
eine Kabelverbindung; da aber nur eine Nachrichtenstrecke von maximal
einigen hundert Metern zu überbrücken ist und da der Sensor 19.2
einerseits und andererseits das Relais 19.1 mit etwa längs der Verti
kalen 22 kegelförmig nach oben bzw. nach unten orientierten Verbin
dungs-Antennen 28 ausgestattet werden können, ist es möglich, diese
Nachrichtenverbindung vom Sensor 19.2 zum Relais 19.1 dadurch auch
immateriell relativ störfest auszulegen, daß die Trägerfrequenz
im Millimeterwellen-Spektrum (Größenordnung von 60 GHz) und damit
im Bereich hoher Dämpfung in der Sauerstoffatmosphäre gewählt wird.
Ein etwa im Bereich des Zielgebietes 12 arbeitender Störsender
29 müßte im gleichen stark gedämpften Frequenzbereich arbeiten,
aber eine sehr größere Entfernung überbrücken und obendrein azimu
tal einen wesentlich größeren Raumwinkel bestreichen, da das aktuelle
Niedergehen einer Relais-Sensor-Kombination 19.1-19.2 im voraus nicht
bekannt ist und dann während der gleichsweise kurzen Sinkphase des
Sensors 19.2 so schnell nicht eingepeilt werden kann. Die Informa
tionsenergiedichte längs der Nachrichtenverbindung 27 ist also wesent
lich größer als die Störenergiedichte bei der empfangenden Antenne
28'' des Relais 19.1, die unmittelbar von der - gegenüber dem Sensor-Auf
nehmer 23 geneigten - sendenden Verbindungs-Antenne 28'' erfaßt
wird.
Für die wesentlich längere Nachrichtenübermittlung 30 zur Empfangs
station 31 steht das nur sehr langsam absinkende Relais 19.1 hinrei
chend lange über der Bergkette 13. Da die Flugbahn 18 und damit
der Standort des Relais 19.1 ausreichend bekannt sind, kann die
Empfangsstation 31 relativ genau auf den Standort des Relais 19.1
eingepeilt werden, so daß das Relais 19.1 seine Rundum-Antenne 32
ebenfalls aus einem relativ schwachen Transponder-Sensor 33 speisen
kann. Wegen der längeren Übermittlungsstrecke muß die Sendefrequenz
zwar, verglichen mit den Verhältnissen in der Nachrichtenverbindung
27, auf eine weniger gedämpfte und damit weniger störunanfällige Frequenz
abgesenkt werden, vorzugsweise im oberen Mikrowellenbereich um 15 GHz;
die Störgefährdung längs der Nachrichtenübermittlung 30 ist aber
weit weniger kritisch, da die Empfangsstation relativ gut gebündelt
auf das Relais 19.1 ausgerichtet ist, während Störsender 29 in der
Umgebung des Zielgebietes 12 der Empfangsstation 31 gegenüber durch
die Geländeerhebungen (Bergkette 13) abgeschattet sind.
So kann der real-ballistisch verbrachte Sensor 19.2 unmittelbar
aus dem mittels der Artillerie-Stellung unter Beschuß nehmbaren
Zielgebiet 12 reale Zielinformationen liefern, die sich nicht nur
zur Zielaufklärung, sondern auch als Nachricht-Informationen für
die Geschütze 16 einer Artillerie-Batterie eignen. Die längs der
Abtastbahn 24 aufgenommenen Ortsinformationen können auswerteseitig,
also bei der Boden-Station 31 der Artilleriestellung 11, in Gelände
karten übertragen und so unmittelbar für den Richtschützen ausgewertet
werden. Es kann aber auch eine Richtungsinformation dadurch gewonnen
werden, daß die Peilung der Empfangsstation 31 längs der Nachrichten
übermittlung 30 zum Relais 19.1 aufgenommen und vom Relais 19.1
seinerseits über die Antenne 28'' (oder eine zusätzliche Peileinrich
tung) der Relativstandort des absinkenden Sensors 19.2 aufgenommen
und an die Empfangsstation 31 übermittelt wird, vorzugsweise zusammen
mit einer Richtungsinformation, die vom Sensor 19.2 über einer einge
bauten nordsuchenden Kompaß 38 geliefert wird. Ein wesentlich gerin
gerer Ortungsfehler ergibt sich jedoch, wenn die Position und Orien
tierung des Sensors 19.2 autark im Sensor 19.2 ermittelt und zusammen
mit den aus dem Zielgebiet 12 aufgenommenen Geländeinformationen
über das Relais 19.1 an die Stellung 11 übermittelt wird, wofür
der Sensor 19.2 zusätzlich mit einem also solchen bekannten Satel
liten-Ortungsempfänger 34 ausgestattet sein kann.
Im in Fig. 2 dargestellten Beispielsfalle handelt es sich beim Trä
gerprojektil 17 um ein Artilleriegeschoß beispielsweise vom Kaliber
155 mm, das mit mindestens zwei kalibergleichen koaxial hintereinander
angeordneten Lastkörpern 19 bestückt ist, die nach Absprengen des
Geschoß-Bodens 35 rückwärts aus der Hülle des Trägerprojektils 17
ausgestoßen werden und dann ihre eingefalteten Fallschirme 20 öffnen
können. Wenigstens eines der im Trägerprojektil 17 untergebrachte
Lastkörper 19 ist als Relais 19.1 ausgestattet, der andere bzw.
die anderen Lastkörper 19 als Sensoren 19.2.
Im Beispielsfalle der Fig. 3 dient als Trägerprojektil 17 der wesent
lich größerkalibrige Gefechtskopf eines Flugkörpers der Raketen
artillerie, in dem nun wiederum keine Wirkladung angeordnet ist,
sondern eine Mehrzahl unterkalibriger Lastkörper 19 achsparallel
hintereinander und nebeneinander gestaffelt, wie aus der Querschnitts-
bzw. aus der Längsschnitts-Skizze in Fig. 3 ersichtlich. Auch hier
sind die Massen im Trägerprojektil 17 wieder so austariert, daß
sich gleiches flugdynamisches Verhalten wie bei einem mit scharfem
Gefechtskopf bestücktem Flugkörper ergibt, so daß die vom Sensor
19.2 aufgenommene Zielgebietsinformation wieder möglichst genau
aus dem Wirkbereich eines in gleicher Orientierung abgefeuerten
Artillerie-Flugkörpers stammt.
Claims (11)
1. Einrichtung zur Echtzeit-Geländeaufklärung mittels wenigstens
eines Sensors (19.2), der als Lastkörper (19) von einem Träger
projektil (17) nach Art von Submunition verbringbar ist und dessen
Informationen über ein Relais (19.1) an eine abgesetzte Empfangs
station (31) übertragbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Sensor (19.2) und das Relais (19.1) als mit Abstiegs-Brems
mitteln (20) ausgestattete Lastkörper (19) eines Artillerie-Träger
projektiles (17) ausgelegt sind, die nach Verschuß über ein zu
verifizierendes Zielgebiet (12) aus dem Trägerprojektil (17)
freigebbar sind, wobei das Relais (19.1) mit einem Bremsmittel
(20) für wesentlich geringere Sinkgeschwindigkeit ausgestattet
ist als der rotierend und dabei das Zielgebiet 12 spiralförmig-ein
engend abtastende Sensor (19.2).
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerprojektil (17) ein Rohrartillerie-Lastengeschoß
ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerprojektil (17) ein Raketenartillerie-Lastenflug
körper ist.
4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trägerprojektil (17) mit seinen Lastkörpern (19) gleiche
ballistische Eigenschaften wie ein entsprechendes, als scharfe
Munition verschießbares Projektil aufweist.
5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lastkörper (19) jeweils mit einer verbringungsabhängig
aktivierbaren Thermalbatterie (37) ausgestattet sind.
6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Relais (19.1) mit einer Peileinrichtung zum Erfassen
der relativen Position wenigstens eines der Sensoren (19.2) aus
gestattet ist.
7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einer der Sensoren (19.2) mit einem Satelliten-Or
tungsempfänger (34) ausgestattet ist.
8. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Relais (19.1) und jeder Sensor (19.2) mit gebündelten,
im wesentlichen vertikal nach unten bzw. nach oben orientierten
Antennen (28) und das Relais (19.1) zusätzlich mit einer Rund
um-Antenne (32) ausgestattet sind.
9. Einrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Relais (19.1) und jedem Sensor (19.2) eine Funk-Nach
richtenverbindung im Millimeterwellen-Spektrum sowie vom Relais
(19.1) zur Empfangsstation (31) eine Nachrichtenübermittlung
(30) im oberen Mikrowellenbereich vorgesehen ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Relais (19.1) und einem Sensor (19.2) als Nach
richtenverbindung (27) ein Lichtleiter und zwischen dem Relais
(19.1) und der Empfangsstation (31) eine Nachrichtenübermittlung
(30) im oberen Mikrowellenbereich des elektromagnetischen Spek
trums vorgesehen ist.
11. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Sensor (19.2) mit einem Rotations-Bremsschirm (20.2)
und das Relais (19.1) mit einem dagegen sehr viel größeren Brems
schirm (20.1) ausgestattet ist.
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