DE4416848C1

DE4416848C1 - Verfahren zum Bestimmen eines Minendetonationsortes

Info

Publication number: DE4416848C1
Application number: DE19944416848
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Freercks; Walter Mielke
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Current assignee: Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2014-05-14

Description

Gegenstand der Erfindung ist das Bestimmen eines See-Minen detonationsortes, wobei die zugehörige Detonation durch ein Simulationsmittel, das einem Räummittel zuge ordnet ist, ausgelöst wurde.

Bekannte Minenräumverfahren sehen es vor, von zu räumenden Seeminen zu bekämpfende Objekte mittels magneti scher oder akustischer Simulationseinrichtungen zu simu lieren, um die unschädliche Auslösung der Seeminen zu provozieren.

Die besonderen Eigenschaften der zu räumenden Mine sind dabei zunächst noch unbekannt. Die Parameter der Räum simulation werden dabei nach groben Erfahrungswerten ge wählt.

Weil moderne Minenzünder über eine ausgeklügelte Zünder technik verfügen, ist es bisher nicht möglich, die opti malen Einstellungen an dem Räumsimulatoren gezielt vor zunehmen. Erst nach einigen erfolgreichen Minenauslösun gen läßt sich, auf bloßes Abschätzen gestützt, die Wir kung der Räumsimulation auf die zu räumenden Objekte op timieren. Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist bisher die schwierige und ungenaue Bestimmung des wirklich mi nenfreien Fahrwassers.

Weil die Maximierung des Räumerfolgs nach dieser Praxis nur vom Können und der Erfahrung der Minensuchmannschaft abhängt, stellt sich die Erfindung die Aufgabe, verfah rensmäßig zu erlauben, daß nach einer ersten ausgelösten Minendetonation genaue Rückschlüsse von den angewendeten Simulationsmitteln auf den Minentyp möglich sind, um so fort die optimalen Parameter der Simulationsmittel aus wählen zu können. Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich durch Verfahren mit den im Anspruch 1 bzw. 2 ange gebenen Merkmalen.

Verfahrensgemäß werden typische Druckschwankungen, die von einer Unterwasserminendetonationsstelle ausgehen, an mindestens zwei verschiedenen Orten außerhalb, und zwar in einem Mindestabstand von einem Meter zum Räummit tellrumpf, gemessen. Nach Versuchen der Anmelderin weisen diese Druckschwankungen über die Zeit bestimmte charak teristische Merkmale auf, die Rückschlüsse auf die Sprengstoffmasse der Mine zulassen.

Mittels eines besonderen Algorithmusses ist es dann nach dem Verfahren der Anmelderin möglich, die genaue Posi tion der ausgelösten Mine zu bestimmen. Aus den dann be kannten Randbedingungen läßt sich an den Beziehungen von Simulation und Wirkung eine genaue Optimierung der Simu latorwirkung erreichen. Eine sichere Minenauslösung wird so in maximaler Entfernung vom Räummittel erreicht. Suchaufwand, Gefährdung der Räummannschaft und des Räum mittels werden stark minimiert.

Die Festlegung eines verläßlich minenfreien Fahrwassers ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.

Die Ausgestaltung der Erfindung entsprechend dem An spruch 2 ist auch dann an wendbar, wenn bei geringen Wassertiefen und gleichzeitig großen Sprengstoffmassen keine Gasblasenschwingung zu stande kommt (der Gasblasenradius ist größer als die Wassertiefe).

In diesem Fall wird der maximale Gasblasenradius der Wassertiefe gleichgesetzt.

Der Anspruch 3 ermöglicht die wirtschaftliche Einbezie hung des meist auf Wasserfahrzeugen ohnehin vorhandenen Echolots, in das Verfahren.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Hilfe von Figuren nach folgend beispielhaft erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen typischen Druck/Zeitverlauf, wie er von einem Drucksensor gemessen wird,

Fig. 2 eine Darstellung des Räummittels,

Fig. 3 eine Darstellung eines Dritten, zur Seitenbestimmung gedachten Drucksensors.

Das vorgeschlagene Verfahren sieht es vor, an verschie denen Orten außerhalb des Räummittelrumpfes 1, die Drucktransienten einer nach Erfahrungswerten ausgelösten Minendetonation aufzunehmen und über die Zeit darzustel llen. Das Zeitinterval zwischen den markanten Stellen des Spitzendrucks der Schockwelle und dem Maximum des 1. Gasblasenkollapses (Gasblasenschwingperiode des 1. Gas blasenkollapses) wird festgestellt. In der Fig. 1 ist der typische Druckverlauf, der an einem beliebigen Ort im Umkreis um eine Minendetonation entsteht, darge stellt. Gleichzeitig mit der Feststellung von T wird die aktuelle Tiefe des Gewässerbodens mit Hilfe eines Echo lotes oder ähnlichem Gerät ermittelt. Diese Werte sind die Grundlagen dafür, aus dem der Fachwelt bekannten Nomogramm NSWC-WOL-TR76-116 die Sprengstoffmasse, be zogen auf jeden Druckaufnehmer, der gerade detonierten Mine unter der Annahme, es habe sich um den bekannten Sprengstoff TNT gehandelt, entnehmen zu können. Mit der Annahme von TNT wird auch für andere Sprengstoffe auf grund des fehlertoleranten Verfahrens ein gutes Verfah rensergebnis erreicht. Weil die Drucksensoren mit den nachfolgenden Verarbeitungskanälen bestimmte Verstär kungsfaktoren aufweisen, ist eine Korrektur, abhängig von diesen Einflüssen der ermittelten Sprengstoffmassen, notwendig. Des weiteren ist eine Reduzierung der Spreng stoffmasse bei seebodennahen Detonationen auf die Hälfte vorgesehen. Mit Hilfe des in eigenen Versuchen gefundenen Algorithmusses

D_n - direkte Entfernung Mine-Drucksensor in [m]
P_n - Spitzendruck [bar]
C_p - Sprengstoffkonstante für die Schockwelle
W - korrigierte Ladungsmasse

ist es möglich, die direkte Entfernung von Räummittel 1 bis zur ausgelösten Mine 3 zu errechnen. Um diese di rekte Entfernung als Positionsangabe in der Ebene des Räummittels benutzen zu können, ist vorgesehen, die di rekte Entfernung D_n vom Drucksensor 2 zur Mine 3 in die Ebene des Räummittels 1 als projizierte Entfernung D_nH gemäß

wobei W_T die Detonationstiefe verkörpert, zu transfor mieren. Die so gefundenen Entfernungen (bezogen auf je den Drucksensor) brauchen dann nur noch zur Ermittlung des genauen Detonationsortes als Umkreise um die zugehö rigen Drucksensoren 2 zum gegenseitigen Schnitt gebracht zu werden. Bei nur zwei Drucksensoren 2 ist es, falls die visuelle Wahrnehmung der von der detonierten Mine 3 verursachten Wasserfontäne als nicht ausreichend angese hen wird, notwendig, zur genauen Festlegung, ob die De tonation backbord- oder steuerbordseitig erfolgt ist, mit Hilfe eines zusätzlichen Drucksensors 5, der auf gleicher Höhe und in gleicher Bug-Heckentfernung wie einer der Drucksensoren 2 montiert ist, die Ankunftzeiten der Druckwellen an den Drucksensoren 2, 5 miteinander zu vergleichen. Der jeweils früher von der Druckwelle über strichene Sensor zeigt die Seitenrichtung an.

Bei relativ geringen Wassertiefen und großen Minen sprengstoffmassen kann unter Umständen eine Gasblasen schwingung ausbleiben. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht in diesem Fall vor, die Wassertiefe dem maximalen Gasblasenradius gleichzusetzen. Mit dieser Annahme ist es möglich, aus dem erwähnten Nomogramm NSWC die nicht korrigierte Sprengstoffmasse zu entnehmen.

Die Wassertiefe kann dazu einer aktuellen Echolottiefen messung entnommen werden.

Bezugszeichenliste

1 Räummittel (-Rumpf)
2 Drucksensoren
3 Seemine
4 Simulationseinrichtung
5 zusätzlicher Drucksensor

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen eines See-Minendetonations ortes, bei dem

a) an mindestens zwei Orten mittels zweier Druck sensoren (2) die Druck-Zeitverläufe als Drucksignale einer entfernt ausgelösten Minendetonation festge stellt und gespeichert werden und mittels eines wei teren Drucksensors (5), der in einem Abstand von mindestens 1 m von der Verbindungsstrecke zwischen den zwei Orten angeordnet ist, ein weiteres Druck signal erfaßt wird, um die zeitliche Reihenfolge des Eintreffens der Drucksignale bei den Drucksensoren zu erfassen,
b) aus den festgestellten Druck-Zeitverläufen an den zwei Orten die Zeitpunkte der Spitzendrücke und der zugehörigen Gasblasenkollapse ermittelt werden, um aus deren zeitlichen Abfolgen die Gasblasen-Schwing periode des jeweils 1. Gasblasenkollapses zu er mitteln und
c) die wahrscheinliche Detonationstiefe aus einer aktuellen Tiefenmessung ermittelt und gespeichert wird, so daß
d) aus der wahrscheinlichen Detonationstiefe und den jeweils ermittelten ersten Gasblasenschwingperioden die Sprengstoffmasse der detonierten Mine, bezogen auf jeden der beiden Drucksensoren, bestimmbar ist,
e) die ermittelten Sprengstoffmassen, abhängig von den Verstärkungsfaktoren der benötigten elektronischen Meßmittel sowie von dem Unterschied einer am Boden stattgefundenen Detonation, korrigierbar sind,
f) die jeweils direkte Entfernung von der Mine (3) zu den beiden Drucksensoren (D_n) gemäß mit
P_n: - Spitzendruck (sensorbezogen [bar]),
C_p: - Sprengstoffkonstante für die Schockwelle und
W: - korrigierte Sprengstoffmasse [kg]
errechenbar ist und
g) der jeweilige Abstand D_n von der Mine zu den beiden Drucksensoren verwendbar ist, um jeweils aus dem Wert von D_n die in die Ebene eines Räum mittels (1) projizierte Entfernung D_nH von der Mine zum Drucksensor gemäß mit
W_T: - Detonationstiefe

zu bestimmen.

2. Verfahren zum Bestimmen eines See-Minendetonations ortes mit den Merkmalen a), b), c), e), f) und g) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Sprengstoffmasse der maximale Gasblasenradius der Wassertiefe gleichgesetzt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die aktuelle Tiefenmessung mittels eines Echolotes durchgeführt wird.