DE69006564T2 - AUTOMATIC WEAPON DEFENSE SYSTEM. - Google Patents
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Description
Der Gegenstand der Erfindung ist ein automatisches Waffensystem zum Sicherstellen der Verteidigung einer Zone, insbesondere gegen gepanzerte Fahrzeuge. Das System besteht genauer aus einer Einheit von Waffen, die auch Minen genannt sind und jeweils ein Projektil mit indirekter Zündung aufweisen.The subject of the invention is an automatic weapon system for ensuring the defense of a zone, in particular against armored vehicles. The system consists more precisely of a unit of weapons, also called mines, each of which has a projectile with indirect ignition.
Aus den bekannten Waffensystemen kann ein Antipanzerverteididungssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 genannt werden, das in dem Dokument DE-A-2 336 040 beschrieben ist; dieses System weist einen Behälter mit Projektilen auf, der eine richtbare Abschußrampe bildet. Aus dem Dokument FR-A-2 558 585 sind auch Panzerabwehrprojektile bekannt, die abwerfbare Submunitionen aufweisen; jede der Submunitionen wird nach ihrem Abwerfen so in Eigendrehung versetzt, daß die Achse des Detektors, den sie beinhaltet, den Boden im wesentlichen entlang einer Spirale abtastet.Among the known weapon systems, an anti-tank defence system according to the preamble of claim 1 can be mentioned, which is described in the document DE-A-2 336 040; this system comprises a container with projectiles which forms a directional launching ramp. From the document FR-A-2 558 585 anti-tank projectiles are also known which comprise jettisonable submunitions; each of the submunitions is set in its own rotation after being jettisoned so that the axis of the detector it contains scans the ground substantially along a spiral.
Die Aufgabe, die dem erfindungsgemäßen System gestellt ist, lautet wie folgt: Bilden eines Systems aus einer Vielzahl von Minen, die untereinander in Dialog treten können; das System muß rasch zu entfalten sein; nach der Initialisierung muß es in der Lage sein, eine Überwachung mit einer gegebenen Dauer durchzuführen und dabei die Anwesenheit von Zielen in der überwachten Zone zu erfassen, sie zu lokalisieren und sie anzugreifen; all dies aus Tarnungsgründen mit indirekter Zündung, womit der Durchgang in eine gegebene Zone untersagt wird. Darüber hinaus ist das System bei einer Variante für den gleichzeitigen Angriff auf Ziele nach einer Taktik des Hinterhalts optimiert, d.h. eines massiven Zuschlagens mit Überraschungswirkung.The task of the system according to the invention is as follows: to form a system of a large number of mines that can interact with each other; the system must be able to be deployed quickly; after initialization, it must be able to carry out surveillance for a given duration, detecting the presence of targets in the monitored zone, locating them and attacking them; all this with indirect detonation for camouflage reasons, thus prohibiting passage into a given zone. In addition, the system is designed, in a variant, to attack targets simultaneously using a tactic of Ambush optimized, i.e. a massive attack with surprise effect.
Dafür weist jede der Minen insbesondere eine Abschußrampe auf, ein Projektil mit einer militärischen Ladung, Initialisierungsmittel, die insbesondere die Positionierung der Abschußrampe und der Mittel zur Zielerfassung gewährleisten. Nach einer Ausführungsform bewirkt die Erfassung eines Ziels den Abschuß des Projektils in Richtung des Ziels. Die Mine weist Mittel auf, damit das Projektil in Eigendrehung um seine Längsachse abgeschossen wird und auf seiner Flugbahn eine konstante Fluglage einhält. Das Projektil weist Mittel zum Erfassen des Ziels auf, die bezüglich des Projektils starr befestigt und durch eine hohe Richtwirkung entlang eines in bezug auf die Drehachse geneigten Bündels charakterisiert ist, das damit eine Abtastung des Bodens in aufeinanderfolgenden Bändern (Hyperbeln) durchführt. Die militärische Ladung ist beispielsweise von der Art mit einem durch einen Sprengstoff gebildeten Kern. Die Erfassung des Ziels zieht das Abfeuern der militärischen Ladung mit sich. Deren Achse bildet mit der Längsachse des Projektils einen bestimmten Winkel, damit der Treffer am Boden maximal ist, wobei die gewünschten Werte für den Angriffswinkel auf das Ziel (bevorzugt durch das Dach) berücksichtigt werden.To this end, each of the mines comprises in particular a launching pad, a projectile with a military charge, initialisation means ensuring in particular the positioning of the launching pad and the target detection means. According to one embodiment, the detection of a target causes the projectile to be fired towards the target. The mine comprises means for the projectile to be launched in rotation about its longitudinal axis and to maintain a constant attitude along its trajectory. The projectile comprises means for detecting the target which are rigidly attached to the projectile and are characterised by a high directivity along a beam inclined with respect to the axis of rotation, which thus carries out a scan of the ground in successive bands (hyperbolas). The military charge is, for example, of the type with a core formed by an explosive. The detection of the target entails the firing of the military charge. Its axis forms a certain angle with the longitudinal axis of the projectile so that the impact on the ground is maximum, taking into account the desired values for the angle of attack on the target (preferably through the roof).
Insbesondere betrifft der Gegenstand der Erfindung ein Waffensystem zur Verteidigung einer Zone, wie im Anspruch 1 definiert.In particular, the subject matter of the invention relates to a weapon system for the defense of a zone as defined in claim 1.
Weitere Aufgaben, Besonderheiten und Ergebnisse der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die durch die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht ist; darin zeigenFurther objects, features and results of the invention will become apparent from the following description, which is illustrated by the attached drawings, in which
- Fig. 1 die verschiedenen Betriebsschritte des Waffensystems nach der Erfindung;- Fig. 1 the various operating steps of the weapon system according to the invention;
- Fig. 2a bis 2d verschiedene Phasen eines der Schritte von Fig. 1;- Fig. 2a to 2d show different phases of one of the steps of Fig. 1;
- Fig. 3 eine Ausführungsfrom des in dem Waffensystem nach der Erfindung verwendeten Projektils;- Fig. 3 shows an embodiment of the projectile used in the weapon system according to the invention;
- Fig. 4a und 4b Schemata bezüglich der Flugbahn des in dem Waffensystem nach der Erfindung verwendeten Projektils. In diesen verschiedenen Figuren beziehen sich die gleichen Bezugszeichen auf die gleichen Elemente.- Fig. 4a and 4b are diagrams relating to the trajectory of the projectile used in the weapon system according to the invention. In these different figures, the same reference numerals refer to the same elements.
Fig. 1 stellt also die verschiedenen Betriebsschritte des Systems nach der Erfindung dar.Fig. 1 thus represents the various operating steps of the system according to the invention.
Das System nach der Erfindung ist aus mehreren, Minen genannten Waffen gebildet; jede der Minen weist insbesondere Mittel zum Erfassen von Zielen und Mittel zum Abschuß eines Projektils in Richtung des Ziels auf.The system according to the invention is formed of several weapons called mines; each of the mines comprises in particular means for detecting targets and means for launching a projectile in the direction of the target.
Der Betrieb dieses Systems beginnt mit einem mit 1 bezeichneten ersten Schritt des Absetzens der Minen auf einem bestimmten Gebiet, von dem aus die Verteidigung der in Frage kommenden Zone sichergestellt wird. Je nach der festgelegten Aufgabe muß das Absetzen der Minen sehr schnell geschehen. Sie wird durch jedes bekannte Mittel durchgeführt: Absetzen von Hand, Abwerfen aus einem Land- oder Luftfahrzeug (Hubschrauber oder einem Lastentransporter).The operation of this system begins with a first step, designated 1, of laying the mines in a specific area from which the defense of the zone in question is ensured. Depending on the task set, the laying of the mines must be done very quickly. It is carried out by any known means: laying by hand, dropping from a land or air vehicle (helicopter or cargo transport).
Die folgende Phase ist eine mit 2 bezeichnete Initialisierungsphase, die in mehreren Schritten abläuft: nacheinander die Entfaltung jeder der Minen (Schritt 21) und dann, bei einer bevorzugten Form, der Abgleich der lokalen Umgebungsbedingungen für jede Mine (Schritt 22).The next phase is an initialization phase, designated 2, which takes place in several steps: successively the deployment of each of the mines (step 21) and then, in a preferred form, the adjustment of the local environmental conditions for each mine (step 22).
Bei einer Ausführungsvariante weist jede der Minen Mittel auf, die es ermöglichen, daß sie aus der Entfernung aktiviert und gesperrt wird. Die Phase 2 weist dann einen (in Fig. 2 nicht dargestellten) zusätzlichen Aktivierungsschritt auf. Diese Phase der Aktivierung/Sperrung kann während der Anwendungszeit des Systems und für ein eventuelles Anheben mehrere Male wiederholt werden.In one variant, each of the mines has means that allow it to be remotely activated and blocked. Phase 2 then has an additional activation step (not shown in Fig. 2). This activation/blocking phase can be repeated several times during the system's operating time and for any lifting.
Fig. 2a bis 2d stellen die verschiedenen Phasen des Schritts 21 des Entfaltens einer Mine dar.Fig. 2a to 2d illustrate the different phases of step 21 of deploying a mine.
In Fig. 2a ist eine Mine 6 wie eine auf einen Boden S abgeworfene Mine dargestellt, der uneben sein kann.In Fig. 2a, a mine 6 is shown as a mine dropped onto a ground S which may be uneven.
Die Mine weist eine Abschußrampe, z.B. eine Rampe 6 auf, in der das (in der Figur nicht sichtbare) Projektil angeordnet ist, Hebearme 62, die längs der Rampe zurückgefaltet sind, wobei das Ganze bei dieser Ausführungsform mit einer auswerfbaren Schutzkappe 60 bedeckt ist. Diese Kappe kann vorteilhaft zum Anbau von Mitteln zum Tragen (z.B. einem Griff) oder zum Absetzen (z.B. eine aerodynamische oder pyrotechnische Bremse) verwendet werden. Die Rampe ist weiter von einem Ring 61 umgeben, der einen Reif bildet, dessen Rolle im folgenden im einzelnen erläutert wird.The mine comprises a launching ramp, e.g. a ramp 6, in which the projectile (not visible in the figure) is arranged, lifting arms 62 folded back along the ramp, the whole being covered in this embodiment by an ejectable protective cap 60. This cap can advantageously be used to attach means for carrying (e.g. a handle) or for setting down (e.g. an aerodynamic or pyrotechnic brake). The ramp is further surrounded by a ring 61 forming a hoop, the role of which is explained in detail below.
Fig. 2b stellt den Beginn der Phase des Entfaltens der Mine dar, wobei die Kappe 60 ausgeworfen ist.Fig. 2b shows the beginning of the mine deployment phase with the cap 60 ejected.
In dieser Figur sind die Rampe 63, das nunmehr sichtbare, mit 7 bezeichnete Projektil und die Hebearme 62 wieder zu finden. Das Projektil 7 weist beispielsweise in seinem vorderen Teil Antriebsdüsen 71 auf, deren Rolle später im einzelnen erläutert wird. Die Mine 6 weist einen (nicht sichtbaren) Motor auf, der insbesondere dazu verwendet wird, dem Ring 61 eine Bewegung zum unteren Teil der Rampe 63 (Pfeil 66) zu verleihen und damit die Hebearme 62 zu spreizen (Pfeile 64), wobei die Arme 62 zu diesem Zweck einen abgeschrägten Unterteil aufweisen, so daß die Bewegung des Reifs ihr Spreizen erzwingt. Diese Bewegung setzt sich fort, bis die Mine gekippt und stabil in einer im wesentlichen vertikalen Position gehalten wird, wobei das Projektil nach oben ragt, wie dies in Fig. 2c veranschaulicht ist. Zu diesem Zeitpunkt stellen (nicht dargestellte) mechanische Mittel sicher, daß der Reif von der Motoreinrichtung gleitet und blockiert wird.In this figure, the ramp 63, the projectile now visible and indicated by 7, and the lifting arms 62 can be found again. The projectile 7 has, for example, in its front part, propulsion nozzles 71, the role of which will be explained in detail later. The mine 6 has a motor (not visible) which is used in particular to impart a movement to the ring 61 towards the lower part of the ramp 63 (arrow 66) and thus to spread the lifting arms 62 (arrows 64), the arms 62 having a bevelled lower part for this purpose so that the movement of the ring forces them to spread. This movement continues until the mine is tilted and held stable in a substantially vertical position with the projectile projecting upwards, as shown in Fig. 2c. At this point, mechanical means (not shown) ensure that the frost slides off the motor assembly and is blocked.
Es ist zu bemerken, daß diese Bewegung ohne Zeiteinschränkung abläuft und stark untersetzt sein kann: so erfordert sie im Vergleich zur Masse der Mine nicht eine sehr hohe Kraft.It should be noted that this movement takes place without time restrictions and can be very slow: it does not require a very high force in comparison to the mass of the mine.
Falls ferner die minimale Anzahl der erforderlichen Arme (62) bei drei liegt, dann kann es von Vorteil sein, über mehrere, z.B. sechs zu verfügen, damit sich die Mine selbst auf einem sehr ungleichmäßigen Boden halten kann. Sie können dann die Umhüllung der Mine bilden.Furthermore, if the minimum number of arms (62) required is three, it may be advantageous to have more, for example six, so that the mine can hold itself on very uneven ground. They can then form the casing of the mine.
In Fig. 2c ist also die Mine in vertikaler Position veranschaulicht, wobei sich der Reif 61 in der unteren Position befindet, die Arme 62 gespreizt hält und die Abschußplattform für das Projektil 7 freimacht; diese ist durch einen in der Figur durch den Reif 61 verdeckten Sockel gebildet, in dem die Erfassungs-, Steuer- und Versorgungsmittel für die Mine angeordnet sind, wobei ein um die Achse AA der Mine drehbewegliches, dem Drehkranz eines Revolverkopfes entsprechendes Teil 65 und ein Teil 66 eine Lafette für die Rampe 63 bilden.In Fig. 2c, the mine is thus shown in a vertical position, with the ring 61 in the lower position, keeping the arms 62 spread and freeing the launching platform for the projectile 7; this is formed by a base, hidden in the figure by the ring 61, in which the detection, control and supply means for the mine are arranged, a part 65 rotating about the axis AA of the mine, corresponding to the rotating ring of a turret, and a part 66 forming a carriage for the ramp 63.
Das Verfahren weist dann bevorzugt einen Schritt auf, bei dem die Achse AA der Mine in die Vertikale gebracht wird. Zu diesein Zweck sind die Hebearme 63 an einer (in der Figur nicht sichtbaren) Platte angebracht, die ihrerseits durch Einstellmittel mit dem Sockel der Mine verbunden ist; die Mine weist dann ferner einen Vertikalsensor sowie Motormittel auf, die auf die Einstellmittel wirken.The method then preferably comprises a step in which the axis AA of the mine is brought into the vertical. For this purpose, the lifting arms 63 are mounted on a plate (not visible in the figure) which is in turn connected to the base of the mine by adjustment means; the mine then further comprises a vertical sensor and motor means which act on the adjustment means.
Die folgende, in Fig. 2d veranschaulichte Phase besteht in der Durchführung des Kippens der Abschußrampe 63 mit der Achse ZZ um einen Winkel θ bezüglich einer zu der Achse AA der Mine horizontalen Achse HH, der der Feuerzielhöhenwinkel des Projektils sein wird. Der Winkel θ wird bestimmt, indem ein Kompromiß zwischen der Reichweite des Projektils, der Flugzeit und der Notwendigkeit, die Flugbahn des Projektils vom lokalen Bodenprofil abzusetzen, erreicht wird; er liegt beispielsweise zwischen 40 und 50º. Die Neigung der Rampe 63 wird beispielsweise dadurch erhalten, daß ihre Schwenkachse 67 zur Lafette 66 bezüglich ihres Schwerpunkts exzentrisch angeordnet wird, wodurch nach dem Verriegeln eine Motorik und eine Stabilisierung der Rampe durch die Schwerkraft erreicht werden.The next phase, illustrated in Fig. 2d, consists in tilting the launch ramp 63 with the axis ZZ by an angle θ with respect to an axis HH horizontal to the axis AA of the mine, which will be the projectile's firing elevation angle. The angle θ is determined by achieving a compromise between the range of the projectile, the flight time and the need to offset the projectile's trajectory from the local ground profile; it is for example between 40 and 50º. The inclination of the ramp 63 is obtained for example by tilting its pivot axis 67 is arranged eccentrically to the carriage 66 with respect to its centre of gravity, whereby after locking a motor function and a stabilisation of the ramp by gravity are achieved.
Das Projektil ist damit zum Abschuß bereit, und das erfindungsgemäße System fährt dann fort mit dem Abgleich der Umgebung (Schritt 22), insbesondere der lokalen Fortpflanzungsbedingungen. Zu diesem Zweck weist jede Mine einen oder mehrere Detektoren auf, die die gleichen sein können, die in den späteren Betriebsphasen des Systems verwendet werden, oder nicht.The projectile is then ready to be fired and the system according to the invention then proceeds to the calibration of the environment (step 22), in particular the local propagation conditions. For this purpose, each mine has one or more detectors, which may or may not be the same as those used in the later operational phases of the system.
Nach einer Ausführungsform wird der Abgleich mit Hilfe von pyrotechnischen Ladungen durchgeführt, die nach einer gegebenen Geometrie auf dem Gelände abgesetzt werden; sie werden entweder von Hand gesetzt oder bevorzugt automatisch, wobei jede Mine zu diesem Zweck eine pyrotechnische Ladung aufweist, die bei diesem Schritt ausgeworfen wird.According to one embodiment, the alignment is carried out by means of pyrotechnic charges placed on the site according to a given geometry; they are either placed manually or, preferably, automatically, each mine having a pyrotechnic charge for this purpose which is ejected during this step.
Damit ist die Initialisierung erreicht und jede Mine des Systems befindet sich nun in der Überwachungsposition: Phase 3 von Fig. 1.This completes the initialization and each mine in the system is now in the monitoring position: Phase 3 of Fig. 1.
Während dieser Überwachung haben die von der Abschußplattform getragenen Detektoren die Funktion, den Einfall von Zielen in die überwachte Zone zu entdecken und ein Alarmsignal zu liefern, das dazu bestimmt ist, die Mine in die Zielerfassungsphase überzuleiten (Phase 4, Fig. 1). Die zu diesem Zweck verwendeten Sensoren sind beispielsweise omnidirektional akustisch und/oder seismisch.During this surveillance, the detectors carried by the launch platform have the function of detecting the ingress of targets into the monitored zone and of providing an alarm signal intended to transfer the mine to the target acquisition phase (phase 4, Fig. 1). The sensors used for this purpose are, for example, omnidirectional acoustic and/or seismic.
Die Energieversorgung der Minen ist so vorgesehen, daß die Überwachung während einer vorbestimmten Zeitdauer, z.B. in der Größenordnung von einigen zehn Tagen sichergestellt sein kann.The power supply of the mines is designed in such a way that monitoring can be ensured for a predetermined period of time, e.g. on the order of several tens of days.
Bei der Phase 4 der Erfassung des Ziels stellen Sensoren nach einem eventuellen Schritt der Identifizierung seines Typs die Lokalisierung des Ziels sicher. Die Lokalisierung umfaßt eine Auswertung der Entfernung des Ziels und wenigstens der Richtung der Vorbeilaufgeschwindigkeit (oder der Tangentialgeschwindigkeit) des Ziels, um das Feuern in Richtung des zukünftigen Ziels zu ermöglichen. Die verwendeten Sensoren können von verschiedener Art sein, und die Information, die sie liefern, können überlagert und korreliert werden, um ihre Diskriminierungskapazität zu verbessern.During phase 4 of target detection, sensors ensure the localization of the target after a possible step of identifying its type. Localization involves an evaluation of the distance to the target and at least the direction of the target's passing speed (or tangential speed) in order to enable firing in the direction of the future target. The sensors used can be of different types and the information they provide can be superimposed and correlated to improve their discrimination capacity.
Nach einer ersten Ausführungsform werden diese Funktionen durch akustische und/oder seismische Sensoren wahrgenommen, die die gleichen sein können, die bei der Überwachungsphase verwendet werden, oder nicht.According to a first embodiment, these functions are performed by acoustic and/or seismic sensors, which may or may not be the same as those used in the monitoring phase.
Nach anderen Ausführungsformen, die zur Verfeinerung der Maßnahmen zusätzlich zu der vorhergehenden verwendet werden können, wird die Erfasung mit Hilfe von Magnetometern oder radiometrischen Sensoren durchgeführt, wobei das System dann auf dem Gelände angeordnete Sender und einen von jeder Mine getragenen Empfänger aufweist; die Erfassungsinformation wird in diesem Fall von den Schwankungen der dem Ziel eigenen Fortpflanzungsbedingungen getragen. Die Sender sind vorteilhaft an den benachbarten Minen angeordnet.According to other embodiments that can be used to refine the measures in addition to the previous one, the detection is carried out using magnetometers or radiometric sensors, the system then comprising transmitters arranged on the site and a receiver carried by each mine; the detection information is in this case carried by the variations in the propagation conditions specific to the target. The transmitters are advantageously arranged on the adjacent mines.
Die Minen können ferner auf die gleiche Weise Mikrowellen- oder Infrarotsensoren aufweisen. Da die Sensoren in direkter Sichtweite des Ziels sein müssen, weist die Mine in diesem Fall einen Teleskopmast auf, der in der Initialisierungsphase aufgestellt und so festgestellt wird, daß der oben am Mast drehbar gelagerte Sensor nahe Hindernisse und Tarnnetze ausgleicht.The mines can also have microwave or infrared sensors in the same way. Since the sensors must be in direct line of sight of the target, the mine in this case has a telescopic mast which is set up during the initialization phase and fixed in such a way that the sensor, which is mounted on top of the mast and can rotate, compensates for nearby obstacles and camouflage nets.
Jede Mine berechnet dann mit Hilfe elektronischer Rechenmittel und ausgehend von den von dem oder den Sensoren durchgeführten Messungen die erforderlichen Elemente der Flugbahn des Ziels oder der Ziele, die optimale Richtlage ihrer Abschußrampe und den optimalen Zeitpunkt zum Abschuß des Projektils. Die Mine ist bevorzugt so programmiert, daß sie ihr Projektil erst abfeuert, wenn die Vorbeilaufgeschwindigkeit des Ziels bezüglich der Trefferbreite und der Laufzeit des Projektils (d.h. der Entfernung zwischen der Mine und dem Ziel) niedrig genug ist.Each mine then calculates, using electronic computing means and based on the measurements taken by the sensor(s), the necessary elements of the trajectory of the target(s), the optimal orientation of its launch pad and the optimal time to fire the projectile. The mine is preferably programmed to fire its projectile only when the target's passing speed is low enough in relation to the impact width and the projectile's travel time (ie the distance between the mine and the target).
Die folgende Phase ist der Einsatz an einem Ziel (Phase 5, Fig. 1), die in mehrere Schritte unterteilt ist, zunächst in den Schritt 51 des Abschusses des Projektils.The next phase is the engagement with a target (phase 5, Fig. 1), which is divided into several steps, firstly into step 51 of firing the projectile.
Da die Rampe 63 (Fig. 2) durch die Drehung des Drehkranzes 65 unter der Wirkung des Motors der Plattform in die vorher berechnete Lage gerichtet worden ist, wobei der Motor der gleiche sein kann, der den Reif 61 betätigt, wird der Antrieb des Projektils gezündet, und dieses wird mit der Zielhöhe θ auf einer Flugbahn T abgeschossen.Since the ramp 63 (Fig. 2) has been directed to the previously calculated position by the rotation of the slewing ring 65 under the action of the platform motor, which motor can be the same one that operates the ring 61, the propulsion of the projectile is ignited and this is fired at the target height θ on a trajectory T.
Bei einer Ausführungsvariante wird dem Projektil 7 die Anfangsantriebsenergie in Kanonenwirkung von der Abschußplattform vom Mörsertyp verliehen.In one variant, the projectile 7 is given its initial propulsion energy in cannon effect by the mortar-type launch platform.
Die Stabilität des Projektils 7 auf seiner Flugbahn wird durch seine Drehung um seine Längsachse ZZ sichergestellt, die mit der Abschußachse zusammenfällt, sowie bevorzugt durch eine äußere Geometrie und einen Massenmittelpunkt, die so eingestellt sind, daß sie bei jedem Einfallswinkel das aerodynamische Längsmoment minimieren. Dieser Eigendreheffekt wird entweder mit Hilfe der Züge der Rampe 63 oder mit Hilfe einer geeigneten Orientierung der durch den Antrieb des Projektils erzeugten und durch die Düsen 71 austretenden Gasstrahlen erhalten.The stability of the projectile 7 on its trajectory is ensured by its rotation about its longitudinal axis ZZ, which coincides with the launch axis, and preferably by an external geometry and a center of mass adjusted to minimize the aerodynamic longitudinal moment at any angle of incidence. This self-rotation effect is obtained either by means of the grooves of the ramp 63 or by means of a suitable orientation of the gas jets generated by the propulsion of the projectile and exiting through the nozzles 71.
Fig. 4a ist ein Schema zur Veranschaulichung der Flugbahn des Projektils 7 sowie seiner Position zu verschiedenen Zeitpunkten.Fig. 4a is a diagram illustrating the trajectory of the projectile 7 and its position at different times.
Daraus eribt sich, daß das Projektil 7 aufgrund seiner Stabilisierung durch Drehung auf seiner Flugbahn T eine konstante Lage einhält, d.h. daß seine Achse ZZ zu sich selbst Parallel bleibt. Dieser Schritt des Projektilflugs bildet den zweiten Schritt (52) der Einsatzphase (5).This means that the projectile 7 maintains a constant position on its flight path T due to its stabilization by rotation, i.e. its axis ZZ remains parallel to itself. This step of the projectile flight forms the second step (52) of the deployment phase (5).
Der letzte Schritt (53) der Einsatzphase ist das Abfeuern der in dem Projektil enthaltenen militärischen Ladung. Vor der Beschreibung dessen Ablaufs wird zunächst Fig. 3 beschrieben, die schematisch eine Ausführungsform des Projektils 7 darstellt.The last step (53) of the deployment phase is the firing of the military charge contained in the projectile. Before describing the process, Fig. 3 is first described, which schematically shows an embodiment of the projectile 7.
Das Projektil 7 besteht aus einer im wesentlichen zylindrischen Verkleidung 70 mit einer Achse ZZ, die an ihrem Vorderteil die Düsen 71 trägt. Diese bilden beispielsweise mit der Achse ZZ des Projektils einen gegebenen Winkel (der in Fig. 3 nicht dargestellt ist), damit die Eigendrehung des Projektils um die Achse ZZ sichergestellt ist. Die Düsen sind ferner bevorzugt im vorderen Teil des Projektils angeordnet, um parasitäre Reaktionen auf der Abschußplattform zu begrenzen. Die Zahl der Düsen beträgt bei dieser Ausführungsform mindestens zwei, aber ihre Zahl liegt bevorzugt darüber, so daß mögliche Konstruktionsasymmetrien gehandhabt werden können. Im Inneren der Verkleidung 70 und hinter den Düsen 71 ist die mit 8 bezeichnete militärische Ladung angeordnet; sie besteht beispielsweise aus einer Kernladung, d.h. einer Sprengladung 81, die an ihrer Vorderseite mit einer konkaven Metallschicht 80 überdeckt ist, die unter der Wirkung der Explosion einen Kern bildet, der mit hoher Geschwindigkeit entlang der Längsachse YY der Ladung 8 ausgeworfen wird. Das Projektil 7 weist ferner Zielerfassungsmittel auf, die beispielsweise aus aktiven und/oder passiven elektromagnetischen Mitteln in den Infrarot- und Millimeterfrequenzbändern bestehen; beispielhaft sind Infraroterfassungsmittel 91 sowie eine Antenne 90 dargestellt, die beispielsweise vor der Abdeckung 80 angeordnet ist; die Antenne ist dann z.B. aus einem sehr leichten Material hergestellt, so daß sie nicht den Kern der militärischen Ladung stört, also ein expandierter Schaumstoff mit einer Oberflächenmetallisierung. Das Projektil weist ferner Mittel zum Abfeuern der Ladung 8 und möglicherweise (nicht dargestellte) Ausgleichsmassen auf, die dazu geeignet sind, seine Trägheitsverteilung nach den Stabilitätserfordernissen symmetrisch zu gestalten.The projectile 7 consists of a substantially cylindrical casing 70 with an axis ZZ, which carries nozzles 71 on its front part. These nozzles form, for example, a given angle (not shown in Figure 3) with the axis ZZ of the projectile so as to ensure the projectile's rotation about the axis ZZ. The nozzles are also preferably arranged in the front part of the projectile so as to limit parasitic reactions on the launch platform. The number of nozzles in this embodiment is at least two, but their number is preferably higher so that possible design asymmetries can be managed. Inside the casing 70 and behind the nozzles 71, the military charge designated 8 is arranged; it consists, for example, of a nuclear charge, i.e. an explosive charge 81, covered on its front side with a concave metal layer 80 which, under the effect of the explosion, forms a core which is ejected at high speed along the longitudinal axis YY of the charge 8. The projectile 7 further comprises target detection means, which consist for example of active and/or passive electromagnetic means in the infrared and millimeter frequency bands; for example, infrared detection means 91 and an antenna 90 are shown, which is arranged for example in front of the cover 80; the antenna is then made for example of a very light material so that it does not disturb the core of the military charge, i.e. an expanded foam with a Surface metallization. The projectile also comprises means for firing the charge 8 and possibly balancing masses (not shown) suitable for making its inertia distribution symmetrical according to stability requirements.
Fig. 4b ist ein perspektivisches Schema zur Veranschaulichung der Flugbahn und der Art der Geländeabtastung durch die Erfassungsmittel des Projektils 7.Fig. 4b is a perspective diagram illustrating the trajectory and the type of terrain scanning by the detection means of the projectile 7.
In Fig. 4b ist ein orthonormierter Bezugspunkt OVRH dargestellt, wobei die Achse OV die Vertikale und die Ebene OHR die Horizontale darstellt, wobei die Achse OR die Projektion der Flugbahn T des Projektils 7 auf den Boden beinhaltet.In Fig. 4b, an orthonormal reference point OVRH is shown, where the axis OV represents the vertical and the plane OHR represents the horizontal, the axis OR containing the projection of the trajectory T of the projectile 7 onto the ground.
Es ist auch ein Erfassungsbündel 92 mit einer Achse BB dargestellt, die der Achse YY der Ladung 8 benachbart ist; das Bündel wird durch die Erfassungsmittel des Projektils ausgesendet und/oder empfangen, wobei seine Bewegung mit derjenigen des Bündels fest verbunden ist. Da sich das Projektil 7 in Drehung um seine Achse ZZ befindet, ergibt sich, daß das Bündel 92 einen Kegel beschreibt, dessen Spur am Boden mit 93 bezeichnet ist. Aufgrund der kombinierten Verschiebungs- und Drehbewegung des Projektils wird der Boden in Bändern abgetastet, die zueinander und zu der Spur 93 parallel sind. Die Kurve 93 ist der Schnitt eines Kegels durch eine Ebene, d.h. im allgemeinen Falle eine Hyperbel. Die Breite des die Spur 93 umgebenden Bandes hängt selbstverständlich von der Breite des Bündels 92 ab, das vorteilhaft relativ fein gewählt werden sollte, um die Genauigkeit der Erfassung zu verbessern. Die Entfernung zwischen den aufeinanderfolgenden Spuren 93 hängt von der Geschwindigkeit des Projektils 7 auf seiner Flugbahn T und seiner Winkelgeschwindigkeit um seine Achse ZZ ab. Da die Winkelgeschwindigkeit konstant ist und die Projektion der Geschwindigkeit des Projektils auf den Boden dies in etwa ist, ist der Abstand der Spuren 93 im wesentlichen konstant. Diese verschiedenen Parameter sind so gewählt, daß im wesentlichen die gesamte überflogene Zone unter Berücksichtigung der Annäherungsgeschwindigkeit des Ziels abgetastet wird.A detection beam 92 is also shown with an axis BB adjacent to the axis YY of the charge 8; the beam is emitted and/or received by the detection means of the projectile, its movement being integral with that of the beam. As the projectile 7 is rotating about its axis ZZ, the beam 92 follows a cone whose trace on the ground is indicated by 93. Due to the combined translation and rotation of the projectile, the ground is scanned in bands parallel to each other and to the trace 93. The curve 93 is the section of a cone through a plane, that is to say, in the general case, a hyperbola. The width of the band surrounding the trace 93 obviously depends on the width of the beam 92, which should advantageously be chosen to be relatively fine in order to improve the accuracy of the detection. The distance between the successive tracks 93 depends on the speed of the projectile 7 on its trajectory T and its angular velocity about its axis ZZ. Since the angular velocity is constant and the projection of the speed of the projectile on the ground is approximately the same, the distance between the tracks 93 is essentially constant. These various parameters are chosen so as to cover essentially the entire area flown over, taking into account the approach speed of the target is sensed.
Wenn das Bündel 92 ein Ziel identifiziert, dann senden die Erfassungsmittel ein Signal zu den Mitteln zum Abfeuern der Ladung 8; der aus der Abdeckung 80 gebildete Kern wird dann längs der Achse YY ausgeworfen.When the bundle 92 identifies a target, the detection means send a signal to the means for firing the charge 8; the core formed by the cover 80 is then ejected along the axis YY.
Es ist zu bemerken, daß die Erfassungsachse BB bezüglich der Feuerachse leicht voraus liegen muß, die die Achse YY der militärischen Ladung ist, d.h. vor der Achse YY auf ein Ziel verlaufen muß, um die Analyse und die Verarbeitung der Erfassungssignale zu ermöglichen.It should be noted that the detection axis BB must be slightly ahead of the firing axis, which is the YY axis of the military load, i.e. it must be ahead of the YY axis on a target, in order to enable the analysis and processing of the detection signals.
Je mehr sich das Bündel 92 im übrigen bezüglich der vertikalen Ebene OVR neigt, desto weiter entfernt sich die Achse YY der militärischen Ladung von der vertikalen Ebene und desto stärker nimmt die Wirksamkeit der Ladung gegen ein Ziel ab. Dies führt zur Definition einer Zone E der Wirksamkeit des Projektils 7 am Boden, die Treffer genannt und in Fig. 4b veranschaulicht ist, wobei die Zone E eine Lanzettenform mit variabler Breite aufweist, die der Höhe der Flugbahn proportional ist. Der Winkel, den die Achse der Ladung (YY) mit der Längsachse (ZZ) des Projektils bildet, ist so bestimmt, daß die Trefferfläche für einen Angriffswinkel auf das Ziel maximal ist, der der Vertikalen so nahe wie möglich ist (z.B. Vertikale ± 30º).Moreover, the more the bundle 92 inclines with respect to the vertical plane OVR, the further the axis YY of the military charge moves away from the vertical plane and the more the effectiveness of the charge against a target decreases. This leads to the definition of a zone E of effectiveness of the projectile 7 on the ground, called the hit and illustrated in Fig. 4b, the zone E having a lancet shape with a variable width proportional to the height of the trajectory. The angle formed by the axis of the charge (YY) with the longitudinal axis (ZZ) of the projectile is determined so that the hit area is maximum for an angle of attack on the target as close to the vertical as possible (e.g. vertical ± 30º).
Bei einer Ausführungsvariante weist das Projektil ferner Mittel zum Sperren der Zündung auf, wenn die Achse YY der Ladung aufgrund der Eigendrehung nicht den Treffer E schneidet. Dies wird beispielsweise durch die Schaffung von Zeitfenstern realisiert, während derer die Zündung untersagt (oder zugelassen) ist, indem beispielsweise die Modulation der Erfassungssignale am Boden aufgrund der zyklischen Entfernungs- und Orientierungsschwankungen bezüglich der Vertikalen verwendet wird.In a variant embodiment, the projectile further comprises means for blocking ignition when the axis YY of the charge does not intersect the impact point E due to its own rotation. This is achieved, for example, by creating time windows during which ignition is prohibited (or permitted), for example by using the modulation of the detection signals on the ground due to the cyclical variations in distance and orientation with respect to the vertical.
Im vorhergehenden wurde eine Mine beschrieben, die autonom bis zum Abschuß des Projektils arbeitet, das sie enthält. Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante des Systems nach der Erfindung sind die Minen mit Mitteln ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, miteinander in Dialog zu treten.In the foregoing, a mine has been described which operates autonomously until the projectile it contains is fired. In a preferred variant of the system according to the invention, the mines are equipped with means enabling them to communicate with one another.
Das System weist dann mehrere Minen, bevorzugt wenigstens vier oder fünf auf, die so am Boden abgesetzt werden, daß sie voneinander typischerweise einige hundert Meter entfernt sind, wenn die von jeder Mine überwachte Zone von der gleichen Größenordnung ist. In dem Falle, in dem das System aus einer höheren Zahl von Minen gebildet ist, können diese in Gruppen aus einigen Einheiten (z.B. 4 oder 5) zusammengefaßt sein, die nur zwischen Einheiten ein und derselben Gruppe in Dialog treten.The system then comprises several mines, preferably at least four or five, which are placed on the ground so that they are typically a few hundred meters apart from each other if the area monitored by each mine is of the same size. In the case where the system is made up of a larger number of mines, these can be grouped together in groups of a few units (e.g. 4 or 5) which only enter into dialogue between units of one and the same group.
Die Minen weisen außerdem einen Sender/Empfänger auf, der den Dialog z.B. in Form von codierten und intermittierenden Funkverbindungen sicherstellt. Sie weisen auch jeweils einen Taktgeber und Mittel zur Synchronisierung der Taktgeber untereinander auf. Der Austausch wird nach einer vordefinierten Prozedur verwaltet, z.B. eine omnidirektionale Sendung nach gegebener Reihenfolge und Dauer. Die Prozedur der Haltekommunikation kann auch die Bezeichnung einer Hauptmine beinhalten oder nicht, die den Austausch organisiert, sowie deren Ersatz bei Betriebsausfall. Die Initialisierungsphase kann ferner einer Phase der Zuordnung eines Identifizierers zu jeder der Minen aufweisen.The mines also have a transmitter/receiver that ensures the dialogue, for example in the form of coded and intermittent radio links. They also each have a clock and means for synchronizing the clocks with each other. The exchange is managed according to a predefined procedure, e.g. an omnidirectional transmission according to a given order and duration. The procedure for maintaining communication may or may not include the designation of a main mine that organizes the exchange, as well as its replacement in the event of a failure. The initialization phase may also include a phase for assigning an identifier to each of the mines.
Bei einer Ausführungsvariante wird die Vielzahl der Minen, die in Dialog treten können, dazu verwendet, um eine oder mehrere telemetrische (akustische, seismische) Basen mit großen Abmessungen bezüglich denen der überwachten Zone zu bilden, wodurch die Trennleistung der Sensoren verbessert werden kann und/oder die Anwesenheit von Tarnnetzen auf dem Gelände umgangen werden kann, die parasitäre Echos hervorrufen können. Zu diesem Zweck ist bei der Phase der Initialisierung und der ersten Aktivierung für jede Mine ein zusätzlicher Schritt der Lokalisierung der anderen Minen des Systems vorgesehen. Diese Lokalisierung kann beispielsweise mit Hilfe eines akustischen Kennzeichens realisiert werden, das von jeder der Minen vertikal abgegeben wird. Die Entfernung zwischen den Minen und ihre Winkelposition wird dann von der Fortpflanzungszeit der von dem Kennzeichen ausgesendeten Schallwelle zwischen diesem und jeder der Minen abgeleitet.In one variant, the large number of mines capable of dialogue is used to form one or more telemetric (acoustic, seismic) bases of large dimensions compared to those of the monitored area, thus improving the separation performance of the sensors and/or bypassing the presence of camouflage nets on the ground that can cause parasitic echoes. To this end, during the initialisation and first activation phase, an additional A step is provided for the localization of the other mines in the system. This localization can be achieved, for example, by means of an acoustic marker emitted vertically by each of the mines. The distance between the mines and their angular position is then deduced from the propagation time of the sound wave emitted by the marker between it and each of the mines.
Die von jedem Kennzeichen ausgesendete Schallwelle weist bevorzugt eine spezielle Unterschrift auf oder ist codiert, um seine Identifizierung zu erleichtern. Dadurch, daß von jeder der Minen ein Kennzeichen abgefeuert wird, wird eine Redundanz eingeführt, die es ermöglicht, die Präzision der Messungen zu verbessern.The sound wave emitted by each marker preferably has a special signature or is coded to facilitate its identification. By firing a marker from each of the mines, a redundancy is introduced which makes it possible to improve the precision of the measurements.
Die Möglichkeit der Kommunikation der Minen untereinander ermöglicht es auch, jedes Ziel einer genauen Mine zuzuordnen, wenn sich mehrere Ziele gleichzeitig in der überwachten Zone präsentieren.The ability of the mines to communicate with each other also makes it possible to assign each target to a specific mine if several targets present themselves simultaneously in the monitored zone.
Jede Mine ist zu diesem Zweck mit Speichermitteln ausgestattet, die die Informationen enthalten, die eine ausreichende Charakterisierun der Oberfläche ihres globalen Interventionsgebiets, der Trefferfläche ihres Projektils, des Typs seiner Flugbahn sowie eines orientierten Bezugs der Lagewinkel ermöglichen. Diese Informationen werden der Mine schon bei der Herstellung und teilweise kurz vor dem Absetzen mitgegeben, beispielsweise durch die Aufnahme einer Identifikationsspeicherkarte, die mehrere Optionen aufweisen kann. Am Ende der Initialisierungsphase enthalten die Speichermittel ferner die Position der anderen Minen des Systems und in der Folge die Abdeckzonen der Abfangflächen jeder Mine relativ zu dem Lagewinkel der Abschußrampe in der Überwachungsphase.For this purpose, each mine is equipped with storage means containing the information that allows sufficient characterization of the surface of its global intervention area, the impact area of its projectile, the type of its trajectory and an oriented reference of the attitude angles. This information is already given to the mine during manufacture and sometimes shortly before it is deployed, for example by incorporating an identification memory card that can have several options. At the end of the initialization phase, the storage means also contain the position of the other mines in the system and subsequently the coverage areas of the interception surfaces of each mine relative to the attitude angle of the launch pad in the monitoring phase.
Wird in der Überwachungsphase die Anwesenheit eines oder mehrerer Ziele erfaßt, dann sendet jede Mine nach der programmierten Kommunikationsprozedur Informationen zur Identifizierung jedes Ziels (gegebenenfalls) sowie zum Lagewinkel und zum Spektrum des Ziels. Bei Empfang dieser Informationen führt jede Mine eine Verarbeitung des Typs der Ausschaltung der parasitären Echos, der Klassifizierung der Lagewinkel pro Spektrum, wodurch die Lokalisierung der Ziele und ihre Zuordnung und die Bestimmung des Einsatzzeitpunkts nach vordefinierten Kriterien ermöglicht wird.If the presence of one or more targets is detected during the surveillance phase, each mine transmits information identifying each target (if any) as well as its attitude angle and to the spectrum of the target. Upon receipt of this information, each mine performs processing of the type of elimination of parasitic echoes, classification of attitude angles per spectrum, which allows localization of targets and their classification and determination of the time of use according to predefined criteria.
Bei einer Ausführungsform teilt jede Mine nach der Messung der Richtungen der von ihr erfaßten Ziele diese Richtungen den anderen Minen mit. Jede Mine, die diese Richtungsinformationen empfängt und im übrigen die Position der anderen Minen kennt, berechnet die Position der Ziele, wählt für sich selbst das nächste Ziel aus und führt diese Zuordnung für jede der anderen Minen durch. Jede Mine leitet daraus die Zahl der möglichen Einsätze ab und vergleicht sie mit einem vordefinierten, für alle Minen identischen Schwellenwert. Ist dieser Schwellenwert erreicht, dann feuert jede beteiligte Mine ihr Projektil ab. Auf diese Weise wird ein Simultanfeuer erreicht, das von jeder Mine autonom entschieden wird.In one embodiment, each mine, after measuring the directions of the targets it has detected, communicates these directions to the other mines. Each mine, receiving this directional information and knowing the position of the other mines, calculates the position of the targets, selects the next target for itself and carries out this assignment for each of the other mines. Each mine derives the number of possible deployments from this and compares it with a predefined threshold value that is the same for all mines. If this threshold value is reached, each mine involved fires its projectile. In this way, simultaneous fire is achieved, which is decided autonomously by each mine.
Dieser globale Ansatz des Einsatzes ermöglicht es, ein massives und simultanes Feuern mit einem Überraschungseffekt nach einer Taktik des Hinterhalts zu realisieren. Bei dieser Betriebsart ist das Feuern jeder Mine aufgeschoben, bis ein optimaler Anteil der in der durch die Minengruppe gedeckten Zone anwesenden Ziele angegriffen wird.This global approach to deployment makes it possible to carry out massive and simultaneous firing with a surprise effect using an ambush tactic. In this mode of operation, the firing of each mine is delayed until an optimal proportion of the targets present in the zone covered by the mine group are attacked.
Darüber hinaus erlaubt die Kommunikationsmöglichkeit, daß die Zuverlässigkeit der Fernsteuerung der Aktivierung/Sperrung, d.h. die Anwendungssicherheit des Systems durch einen reziproken Sperrprozeß erhöht wird. Nach einer Ausführungsform löst zu diesem Zweck jede Mine ihr Feuer erst nach dem Erhalt einer Aktivierungsbestätigung eines vorbestimmten Anteils der anderen Minen der Gruppe aus.In addition, the communication option allows the reliability of the remote control of activation/blocking, i.e. the application security of the system, to be increased by a reciprocal blocking process. According to one embodiment, for this purpose, each mine only initiates its fire after receiving an activation confirmation from a predetermined proportion of the other mines in the group.
Die vorstehende Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend, und verschiedene Ausführungsvarianten können an ihr vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So können die Minen des Systems inbesondere übliche Sicherheitseinrichtungen aufweisen, besonders Einrichtungen, die ihr Anheben (z.B. durch Explosion der Ladung) untersagen, oder Einrichtungen, die z.B. am Ende der maximal vorgesehenen Überwachungsdauer ihre Selbstzerstörung sicherstellen. So ist die Überwachungsphase auch nicht unbedingt für den Betrieb des Systems erforderlich; dieses kann direkt von der Initialisierungsphase zu der Erfassungsphase übergehen.The above description is given by way of example and not by way of limitation and various embodiments may be made without departing from the scope of the invention. In particular, the mines in the system may incorporate standard safety devices, in particular devices that prohibit their lifting (eg by exploding the charge) or devices that ensure their self-destruction, for example at the end of the maximum monitoring period provided. The monitoring phase is therefore not absolutely necessary for the operation of the system; the system can go directly from the initialization phase to the detection phase.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |