DE4230826C1 - Tarnverfahren zum Schützen eines militärischen Objekts und Tarnpartikel zu seiner Durchführung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tarnverfahren zum Schützen eines mit einem Wärmebildgerät ausgerüsteten militärischen Objekts nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Tarn­ partikel zu dessen Durchführung.

Künstliche Nebel stellen eine wichtige Maßnahme zur Tarnung militärischer Ziele dar. Die in jüngster Zeit erfolgte Rea­ lisierung und der Einsatz von leistungsfähigen Wärmebildge­ räten, etwa bei Panzern, führte jedoch dazu, daß die bis dahin ausschließlich auf den sichtbaren Spektralbereich ab­ gestellten künstlichen Nebel keine ausreichende Tarnwirkung mehr gewährleisten. Es wurden deshalb neue Tarnnebel ent­ wickelt, die auch im infraroten Spektrum wirksam sind. So offenbart die DE 31 47 850 einen Breitband-Tarnnebel, der aus im sichtbaren und infraroten Spektralbereich absorbie­ renden pulver- oder tröpfchenförmigen Nebelstoffen besteht. Weiterhin ist aus der DE 30 12 405 A1 ein Tarnnebel bekannt, der Partikel aus rotem Phosphor enthält, die abgebrannt wer­ den und somit eine starke Infrarotstrahlung emittieren, die auf dem Wärmebildgerät des angreifenden Objekts das Wärme­ bild des zu schützenden Objekts überstrahlt.

Diesen bekannten Infrarot-Tarnnebeln ist jedoch, ob sie nun Infrarotstrahlen absorbierende oder emittierende Partikel aufweisen, der Nachteil gemeinsam, daß durch den eingesetz­ ten Tarnnebel nicht nur die Sicht des Angreifers sondern auch, und zwar zumindest im gleichen Maße, die eigene Sicht desjenigen, der den Tarnnebel erzeugt hat, beeinträchtigt wird. In Fig. 1 ist eine typische derartige Situation skiz­ ziert. Dabei ist mit A ein angreifender Panzer bezeichnet. Es soll nun angenommen werden, daß der Richtschütze des Pan­ zers A den Panzer B in einer typischen Entfernung von 2000 m mit seinem Wärmebildgerät erfaßt hat und Maßnahmen zu dessen Bekämpfung einleitet. Um dieser Bedrohung zu entgehen, ver­ schießt die Besatzung des Panzers B im Nahbereich einen in­ frarotwirksamen Nebel, d. h., erzeugt in einer Entfernung von beispielsweise 50 m eine Tarnwand mit Infrarotstrahlen ab­ sorbierenden oder emittierenden Partikeln. Durch diese Tarn­ maßnahme wird zwar die Sicht für den Panzer A beträchtlich beeinträchtigt, d. h., die Infrarot-Signatur des Panzers B ist auf dem Wärmebildgerät des Panzers A nicht mehr zu er­ kennen, jedoch wird damit die Sicht des Panzers B im glei­ chen Maße beeinträchtigt, d. h., auf dem Wärmebildgerät des Panzers B ist die Infrarot-Signatur des angreifenden Panzers A ebenfalls nicht mehr zu sehen. Insgesamt ist die Beein­ trächtigung für den Panzer B aufgrund des durch die Tarnwand abgedeckten Sichtwinkels sogar größer als die Beeinträchti­ gung für den Panzer A; auf der Zeichnung ist der Sichtwinkel des Wärmebildgeräts des Panzers A mit α, derjenige des Wär­ mebildgeräts des Panzers B mit β bezeichnet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die be­ kannten Infrarot-Tarnverfahren und die zum Aufbau einer In­ frarot-Tarnwand dienenden Partikel so zu verbessern, daß unter Beibehaltung einer ausreichenden Tarnwirkung das eige­ ne Wärmebildgerät nicht oder nur unwesentlich gestört wird; mit anderen Worten, es wird eine Tarnmaßnahme angestrebt, bei der die erzeugte Infrarot-Tarnwand für Wärmebildgeräte von der feindlichen Seite her möglichst undurchsichtig, von der eigenen Seite her möglichst durchsichtig ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe beim erfindungsgemäßen Tarnverfahren durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Der Patentanspruch 2 kennzeichnet vorteilhafte Wei­ terbildungen des erfindungsgemäßen Tarnverfahrens.

Das erfindungsgemäße Tarnpartikel ist Gegenstand der Patent­ ansprüche 3 und 4.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Skizze einer Gefechtssituation, wie sie in der Praxis häufig vorkommt,

Fig. 2A und 2B Darstellungen der Abbildungen von Tarnwandparti­ keln auf der Bildfläche des Wärmebildgeräts des feindlichen Objekts (2A) bzw. des zu schützenden Objekts (2B) und

Fig. 3A und 3B Skizzen zur Erläuterung von zwei möglichen Arten von Einstellungen der Optik des Wärmebildgeräts des zu schützenden Objekts.

Befindet sich der Panzer B von Fig. 1 in der bereits beschriebe­ nen Situation, wird also von einem 2000 m entfernten Panzer A angegriffen, dann erstellt der Panzer B in einer Entfernung von etwa 50 m eine gegenüber Infrarotstrahlung wirksame Tarnwand T. Für diese Tarnwand werden vergleichsweise großflächige Partikel einer Infrarot-Strahlungsfläche von beispielsweise 1 cm² ver­ wendet, die diskret verteilt werden, derart, daß die Vertei­ lungsdichte zwischen 10 und 30 Partikeln pro m² der Tarnwand­ fläche beträgt. Die Erzeugung der Tarnwand kann auf bekannte Weise erfolgen, etwa durch eine am Panzer B befindliche Werfer­ einheit, die einen mit pyrotechnischen Wirkteilchen gefüllten Wurfkörper verschießt, dessen zentrale Zerlegerladung nach einem Flug des Wurfkörpers von etwa 50 m die Wirkkörper in einer vor­ gegebenen Höhe über dem Erdboden die bereits angezündeten Wirk­ partikel ausstößt und verteilt. Der Wurfkörper kann ein zylin­ drischer Wirkmassenbehälter einer Länge von 150 mm und eines Durchmessers von 76 mm sein. Als pyrotechnische Wirkpartikel eignen sich phosphorbeschichtete Papierstreifen oder -segmente mit einer Gesamtfläche von etwa 4 bis 10 cm². Durch Hinzufügen eines Oxidationsmittels, beispielsweise 5 bis 30% Kupferoxid, und eines Metallpulvers, beispielsweise 5 bis 20% Magnesiumpul­ ver, wird sowohl die Abbrandtemperatur als auch die Abbrandge­ schwindigkeit erhöht, wobei die Temperatur über 600°C und die während des gesamten Abbrands jeweils tatsächlich strahlende Fläche etwa 1 cm² betragen soll. Anstelle der phosphorbeschich­ teten Papierstreifen können auch andere Wirkpartikel, wie z. B. Nitrozellulosestreifen oder sehr grob granulierte pyrotechnische Sätze verwendet werden.

Anhand der Fig. 2A und 2B soll nun erläutert werden, wie die beschriebene Tarnwand bzw. die die Tarnwand bildenden heißen Partikel die Wärmebildgeräte der beiden Panzer A und B beein­ flussen. In Fig. 2A sollen die mit 10 bezeichneten Quadrate Bereiche der Tarnwand T darstellen, deren jeder von jeweils einem Pixel der Bildfläche des Wärmebildgeräts des Panzers A erfaßt wird. Aufgrund der großen Entfernung von 1950 m zwischen Tarnwand und Panzer A erfaßt jedes Pixel einen vergleichsweise großen Flächenbereich der Tarnwand, beispielsweise einen Bereich von zumindest 50·50 cm, mit der Folge, daß sich in jedem die­ ser Bereiche zumindest ein abbrennendes und damit Infrarotstrah­ len emittierendes Tarnpartikel 11 befindet. Jedes Pixel des Wärmebildgeräts des Panzers B empfängt also die Infrarotstrah­ lung zumindest eines Tarnpartikels, und diese Infrarotstrahlung ist bei der über 600°C liegenden Temperatur der Partikel so stark, daß damit das Pixel "überstrahlt" wird; auf der Bildflä­ che des Wärmebildgeräts des Panzers A ist somit das Wärmebild des hinter der Tarnwand T befindlichen Panzers B nicht mehr zu erkennen. Völlig anders ist die Situation auf der Bildfläche des Wärmebildgeräts des Panzers B, wobei diese Situation in Fig. 2B dargestellt ist. Aufgrund der kurzen Entfernung von nur 50 m zwischen Tarnwand T und Wärmebildgerät des Panzers B erfaßt jedes Pixel nur einen sehr kleinen Bereich der Tarnwandfläche; bei dem gewählten Beispiel (1950 m/50 m) ist der von einem Pixel des Wärmebildgeräts des Panzers B erfaßte Bereich um etwa den Faktor 40·40 = 1600 kleiner als der von einem Pixel des Wärme­ bildgeräts des Panzers A erfaßte Bereich. Dies bedeutet aber, daß nur ein geringer Prozentsatz der Pixel der Gesamtbildfläche des Wärmebildgeräts des Panzers B einen Tarnwandbereich mit strahlendem Tarnpartikel erfaßt und damit überstrahlt wird. Diese wenigen "Fehlstellen" vermögen aber das Wärmebild des Geräts nicht wesentlich zu beeinflussen, d. h., das Wärmebildge­ rät des Panzers B sieht durch die Tarnwand T hindurch.

Die Besatzung des Panzers B hat nun die Möglichkeit, den Einfluß der Tarnwand auf ihr eigenes Wärmebildgerät möglichst klein zu halten. Die eine Möglichkeit besteht darin, die Geräteoptik stark abzublenden, womit eine große Tiefenschärfe erreicht wird, und so zu fokussieren, daß sowohl der Panzer A als auch die Tarnwand T - noch - im Tiefenschärfebereich liegen. Verdeutlicht ist dies in Fig. 3A, in der mit 12 die Blende, mit 13 die Optik und mit 14 die Brennebene und damit Bildebene des Wärmebildge­ räts des Panzers B bezeichnet ist. Auf der Bildebene 14 werden somit sowohl der Panzer A als auch die Tarnpartikel 11 scharf abgebildet, d. h., der feindliche Panzer A ist klar erkennbar, und es kommt nur zu wenigen Störpunkten aufgrund überstrahlter Pixel (Fig. 2B); diese erste Möglichkeit ist anwendbar, wenn die Entfernung von Panzer A zur Tarnwand T groß, insbesondere mehr als etwa 30 m ist.

Eine weitere Verbesserung des Wärmebildes kann durch elektronische Maßnahmen erreicht werden, etwa durch Ein­ satz digitaler Bildverarbeitung unter Verwendung geeigneter Echtzeit-Algorithmen wie Median-Filterung, Fensterausblendung, Korrelation und dergleichen. Auch ist es möglich, die von den überstrahlten Pixeln abgegebenen Signale zu invertieren, womit anstelle der weißen Fehlpunkte weniger störende schwarze Fehl­ punkte im Wärmebild auftreten.

Die zweite der erwähnten beiden Möglichkeiten besteht darin, die Blende der Optik des Wärmebildgeräts des Panzers B möglichst weit zu öffnen, mit der Folge einer kleinen Tiefenschärfe, und die Optik auf den Panzer A zu fokussieren. Das Wärmebild des Panzers A wird damit scharf abgebildet, wohingegen die Tarn­ partikel unscharf und damit wesentlich größer sind. Auf diese Weise werden zwar beträchtlich mehr Pixel des Geräts des Panzers B von den Tarnpartikeln "bestrahlt", jedoch ist die Bestrah­ lungsenergie infolge der Unschärfe äußerst gering; das Wärmebild wird also im ganzen leicht "aufgehellt" bzw. mit einem leichten Grauschleier bedeckt, ohne dabei jedoch die scharfe Abbildung des feindlichen Panzers A zu überdecken. Auch hier vermag eine digitale Bildauswertung für ein kontrastreiches Bild des Panzers A zu sorgen. Zu bevorzugen ist diese zweite Möglichkeit dann, wenn die Entfernung vom Panzer B zur Tarnwand T sehr kurz, etwa unter 30 m, und zum feindlichen Panzer A sehr groß, über 2000 m, ist, die Geräteoptik also nicht mehr so stark abgeblendet werden kann, daß Tarnwand T und Panzer A in den Tiefenschärfebereich fallen.

Selbstverständlich kann das beschriebene Ausführungsbeispiel zahlreiche Abwandlungen erfahren, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Dies gilt insbesondere für die Ausbildung und Verteilung der Tarnpartikel. So können beispielsweise wirksame Tarnpartikel auch mittels Gasgeneratoren verblasen oder mittels pyrotechnischer Sprühmechanismen ausgebracht werden. Die erwähn­ ten, mit Brandmasse beschichteten Papierstreifen sind deshalb von Vorteil, weil sie eine vergleichsweise geringe Sinkgeschwin­ digkeit, etwa weniger als 2 m/sec, aufweisen; bei höheren Sink­ geschwindigkeiten oder der Erfordernis längerer Tarnzeiten, ist die Tarnwand durch das Verschießen weiterer Wurfkörper aufrecht­ zuerhalten. Roter Phosphor als Brandmasse erbringt außerdem noch den Vorteil einer Rauchbildung, also einer Tarnung auch im sichtbaren Spektralbereich. Freilich ist es auch möglich, in den die Infrarot-Tarnpartikel beinhaltenden Wurfkörper zusätzlich übliche Nebelsätze für den sichtbaren Spektralbereich und Tarn­ sätze für den Radarbereich unterzubringen, um so eine kombinier­ te Tarnwirkung zu erreichen. Schließlich ist noch darauf hinzu­ weisen, daß das Erfindungsverfahren auch mit Infrarotstrahlen absorbierenden Tarnpartikeln durchgeführt werden kann, vorausge­ setzt es gelingt, die absorbierenden Partikel mit entsprechender Größe ihrer Absorptionsfläche gleichmäßig diskret zu verteilen.

Claims (4)

1. Tarnverfahren zum Schützen eines mit einem Wärmebild­ gerät ausgerüsteten militärischen Objekts, vorzugsweise Panzer, gegen ein feindliches, ebenfalls mit einem Wärme­ bildgerät ausgerüstetes militärisches Objekt, vorzugsweise Panzer, bei dem vom zu schützenden Objekt eine Tarnwand aus Infrarot strahlen emittierenden oder absorbierenden Partikeln erzeugt wird, und zwar in einer Entfernung vom zu schützenden Objekt, die um mindestens eine Zehnerpotenz kürzer ist als die Entfernung zum feindlichen Objekt, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tarnwand aus diskret ver­ teilten, im Vergleich zu pulver- oder tröpfchenförmigen Nebelstoffen großflächigen Partikeln mit einer Strahlungs­ fläche zwischen 1 und 4 cm² gebildet wird, die mit einer Temperatur von über 600°C abbrennen und Infrarotstrahlen emittieren; und daß die Verteilungsdichte der Partikel 10 bis 30 Partikel pro Quadratmeter der Tarnwandfläche be­ trägt.

2. Tarnverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmebild des Wärmebildgeräts des zu schützenden Objekts einer elektronischen Verarbei­ tung, insbesondere digitalen Bildverarbeitung mit einschlä­ gigen Auswertealgorithmen unterworfen wird.

3. Tarnpartikel zur Durchführung des Verfahrens bei einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Papierstreifen oder -segment einer Flächengröße von 4 bis 10 cm² und einer darauf befindlichen Brennschicht besteht, wobei die Sinkgeschwindigkeit in Luft auf < 2m/sec eingestellt ist.

4. Tarnpartikel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennschicht aus 5 bis 30% Kupferoxid, 5 bis 20% Ma­ gnesiumpulver, Rest rotem Phosphor besteht.