EP0602481A1 - Spektral angepasstes Infrarot-Scheinziel - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41J—TARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
- F41J2/00—Reflecting targets, e.g. radar-reflector targets; Active targets transmitting electromagnetic or acoustic waves
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-
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- F41H9/00—Equipment for attack or defence by spreading flame, gas or smoke or leurres; Chemical warfare equipment
- F41H9/06—Apparatus for generating artificial fog or smoke screens
Definitions
- the invention relates to a spectrally adapted IR dummy target.
- Infrared (IR) apparent targets are used to deflect guided missiles or ammunition that have an IR seeker head. If the protective object is only a moderately warm target, such as a boat, ship or land vehicle, then the spectral distribution of the IR emission of the apparent target must match that of the real target in order to protect against modern (SSN-2d, SSN -9, Rail) and future IR-guided missiles (Fk) with measures to suppress fake targets, since they measure the spectral distribution of an IR radiator point by point (two-color seeker) and can derive the temperature of the radiator from it. In this way it is possible for them to distinguish the moderately warm real target (0 - 30 ° C) from conventional false targets.
- SSN-2d, SSN -9, Penguin modern
- Fk future IR-guided missiles
- the IR seeker can determine the beam strengths measured close the approximate temperature of the heater, and thus distinguish a pyrotechnically produced apparent target (very high temperature) from a real target (moderately warm).
- the conventional false targets based on pyrotechnics are therefore ineffective against modern and future two-color search heads.
- the object of the invention is to propose an IR illusion target that can be co-ordinated with a conventional or future radar illusion target, and that IR radiation of only moderately warm targets, such as Sea or land vehicles is spectrally adapted so that an IR seeker cannot distinguish between the apparent target and the real target from a distance, neither by the geometry of the apparent target nor by the spectral distribution of its IR radiation.
- the apparent target effect results from the IR radiation of a powdery, heated active substance that hovers in the air over a large area.
- the required IR radiation strength is achieved with only moderate heating of the active substance through its large radiating area.
- the deflection effect is in turn given by the lateral distribution of the IR radiation of the active substance, the IR apparent target beginning within the dimensions of the real target and its radiance increasing with increasing distance from the real target.
- the active substance is blown out continuously or intermittently in a prepared form from the object to be protected.
- the components of the active substance Upon contact with atmospheric, moist air, the components of the active substance accumulate on the water in the moist air, or react in the moist environment with one another or with the water present in such a way that the enthalpy of adsorption, reaction or hydration in the form of heat and Heat radiation is released.
- the time course and the degree of heating can be determined such that the resulting cloud of the active substance according to the application rate and the total amount spent, the lateral and spectral distributions and radiation power desired for an IR apparent target which provides IR radiation.
- the parameters of the active substance and its application are adapted accordingly.
- non-metal oxides such as phosphorus oxides
- metal oxides alkali and alkaline earth oxides and peroxides, such as Al203, CaO, Na202
- anhydrous salts or salts with a low hydration level e.g. alkaline earths, especially CaCl2
- a low hydration level e.g. alkaline earths, especially CaCl2
- the speed of water absorption and thus the time course of the heating of the active substance is important for the application.
- the heating and the subsequent cooling should proceed as slowly as possible, in the range of several seconds.
- the rapid increase in the heating of a component can be dampened by admixing a suitable other component with different time behavior.
- the time profile can be set so that a maximum of heating is achieved after a certain time and the active substance then cools down very slowly.
- a combination of the active substances is advantageous for the application in such a way that two or more components are mixed into the atmosphere in a dry mixture and react with one another exothermically after the reaction with the moist air, with a time delay.
- the application of the invention to match the components of the active substance to one another in such a way that the active substance as a whole behaves in an environmentally neutral manner after reaction with the environment (air, water, soil).
- the exhaust gas containing high amounts of water vapor as an atmospheric carrier for the powder of the active substance in boats / ships, for example by blowing out the active substance within the normal exhaust plume, or by letting the warm exhaust gas or a part thereof into the atmosphere at the point where the powder emerges or in the vicinity thereof.
- the individual components of the active substance are produced or dried using known methods at elevated temperature and / or reduced pressure.
- the dry individual components are mixed in a dry environment with the exclusion of air.
- the dry and ready-mixed active substance is poured into suitable containers and stored in the absence of air.
- the dowels are e.g. To protect a sea vehicle from this vehicle continuously blown into the atmosphere, it is advisable to bring the IR active substance into the atmosphere together with the chaff in the same way so that the apparent target remains linked to the real target.
- IR active mass and dowel can be fed into the common blowpipe and blown out, or the IR active mass is taken parallel to the dowel to the blow-out location, only to be there with the dowel and, if necessary, with a water mist or a substance for local elevation the humidity to mix.
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Abstract
Scheinziel zur Infrarotsimulation eines nur mäßig warmen Objekts, wie z.B. eines Land- oder Seefahrzeugs, ausgeführt als eine in der Nähe des Objekts in die Luft verbrachte, schwebende Pulverwolke einer Wirksubstanz, wobei die Wirksubstanz aus sich an (feuchter) Luft erwärmenden oder anders exotherm reagierenden Stoffen besteht.
Description
- Die Erfindung betrifft ein spektral angepaßter IR-Scheinziel.
- Infrarot (IR)-Scheinziele werden zur Ablenkung von Lenkflugkörpern oder Munitionen eingesetzt, die über einen IR-Suchkopf verfügen. Handelt es sich bei dem schützenden Objekt um ein nur moderat warmes Ziel, wie z.B. ein Boot, Schiff oder Landfahrzeug, dann muß die spektrale Verteilung der IR-Emission des Scheinzieles der des Echtzieles angepaßt sein, um Schutz vor modernen (SSN-2d, SSN-9, Penguin) und zukünftigen IR-gelenkten Flugkörpern (Fk) mit Maßnahmen zur Scheinzielunterdrückung zu bieten, da diese die spektrale Verteilung eines IR-Strahlers punktweise messen (Zwei-Farben-Suchkopf) und aus ihr die Temperatur des Strahlers ableiten können. Auf diese Weise ist es ihnen möglich, das moderat warme Echtziel (0 - 30°C) von herkömmlichen Scheinzielen zu unterscheiden. Alle zur Zeit verwendeten Scheinziele sind pyrotechnischer Art, das heißt bei ihnen wird ein Nicht-Metall (z.B. Phosphor) oder Metall (z.B. Mg) mit Hilfe eines Oxidationsmittels oxidiert (verbrannt). Die mit dieser Wirkmasse gefüllte Munition wird vom Echtziel aus abgefeuert, zerlegt sich in einiger Entfernung zum Ziel, und emittiert dann aufgrund der bei ihrer Oxidation entstehenden Wärme die ihrer Temperatur entsprechende IR-Strahlung. Die bei der Oxidation entstehenden Temperaturen sind jedoch sehr hoch (einige hundert bis zu 1000°C), entsprechend ist das Maximum der spektralen Verteilung der IR-Strahlung gegenüber der des Echtzieles stark ins kurzwellige Infrarot verschoben. Durch Messung und Vergleich der IR-Strahlstärke in zwei atmosphärischen Fenstern (z.B. 1.9 - 2.5) µm, (3 - 5) µm oder (8 - 14) µm), das heißt zwei Farben, kann der IR-Suchkopf aus den gemessenen Strahlstärken auf die ungefähre Temperatur des Strahlers schließen, und somit ein pyrotechnisch erzeugtes Scheinziel (sehr hohe Temperatur) von einem Echtziel (mäßig warm) unterscheiden. Die herkömmlichen Scheinziele auf pyrotechnischer Basis sind damit gegen moderne und zukünftige Zwei-Farben-Suchköpfe wirkungslos.
- Eine weitere Maßnahme zur Scheinzielunterdrückung ist in der Verwendung von sogenannten dual-mode Suchköpfen (mit Radar und IR-Suchkopf) zu sehen, die zwingend eine Kolokation des (herkömmlichen) Radar- und des zukünftigen IR-Scheinzieles fordert.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein IR-Scheinziel vorzugschlagen, das mit einem herkömmlichen oder zukünftigen Radarscheinziel koloziert werden kann, und das der IR-Abstrahlung von nur mäßig warmen Zielen, wie z.B. See- oder Landfahrzeugen, spektral angepaßt ist, so daß ein IR-Suchkopf aus einiger Entfernung weder durch Geometrie des Scheinzieles, noch durch die spektrale Verteilung seiner IR-Abstrahlung, zwischen Scheinziel und Echtziel unterscheiden kann.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Scheinziel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.
- Die Scheinzielwirkung ergibt sich aus der IR-Abstrahlung einer pulverförmigen, erwärmten Wirksubstanz, die großflächig verteilt in der Luft schwebt. Die erforderliche IR-Strahlstärke wird bei nur moderater Erwärmung der Wirksubstanz durch deren große strahlende Fläche erreicht. Die Ablenkungswirkung wiederum ist durch die laterale Verteilung der IR-Abstrahlung der Wirksubstanz gegeben, wobei das IR-Scheinziel innerhalb der Abmessungen des Echtzieles beginnt und dessen Strahlstärke mit zunehmendem Abstand vom Echtziel zunimmt. Dazu wird die Wirksubstanz vom zu schützenden Objekt aus in vorpräparierter Form kontinuierlich oder stoßweise ausgeblasen. Beim Kontakt mit atmosphärischer, feuchter Luft lagern die Komponenten der Wirksubstanz das in der feuchten Luft befindliche Wasser an, oder reagieren in der feuchten Umgebung miteinander oder mit dem vorhandenen Wasser derart, daß die Adsorptions-, Reaktions- bzw. Hydratationsenthalpie in Form von Wärme und Wärmestrahlung freigesetzt wird. Durch die erfindungsgemäße Wahl, Kombination und Vorbehandlung der Wirksubstanz können der zeitliche Verlauf und der Grad der Erwärmung so festgelegt werden, daß die entstehende Wolke der Wirksubstanz gemäß der Ausbringrate und der verbrachten Gesamtmenge, die für ein IR-Scheinziel erwünschte laterale und spektrale Verteile und Strahlungsleistung der IR-Strahlung erbringt. Je nach zu schützendem Objekt werden die Parameter der Wirksubstanz und ihrer Ausbringung entsprechend angepaßt.
- Für die beschriebene Anwendung sind grundsätzlich alle sich an Luft erwärmenden oder anders exotherm reagierenden Stoffe geeignet. Insbesonders alle hygroskopischen Stoffe mit steil ansteigenden Adsorptionsisothermen, oder andere mit der feuchten Luft reagierende Substanzen. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es von Vorteil, eine geeignete ein- oder mehrkomponentige Mischung aus Nicht-Metall-Oxiden, Metall-Oxiden und/oder Salzen einzusetzen. Zur Erzielung einer hohen spezifischen Erwärmung ist es vorteilhaft, die Komponenten der Wirksubstanz derart auszuwählen, daß sie auch bei den geringen Wasserdampfpartialdrucken der feuchten Luft eine hohe Reaktivität bzw. Hygroskopizität, oder Adsorptionsfähigkeit wie z.B. Molekularsiebe, aufweisen. Hierzu eignen sich bevorzugt Nicht-Metall-Oxide (wie z.B. Phosphoroxide), die mit der Luftfeuchte zu einer Säure, Metall-Oxide (Alkali-und Erdalkali-Oxide und Peroxide, wie z.B. Al₂0₃, CaO, Na₂0₂), die mit der Luftfeuchte zu einer Base reagieren, wasserfreie Salze oder Salze niedriger Hydratationsstufe (z.B. der Erdalkalien, insbesondere CaCl₂), die mit der Luftfeuchte höhere Hydratationsstufen bilden und wasseradsorbierende Stoffe (Molekularsiebe), wobei jeweils die Reaktions-, Hydratations-, oder Adsorptionswärme frei wird.
- Für den Anwendungsfall ist die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme und damit der zeitliche Verlauf der Erwärmung der Wirksubstanz von Bedeutung. Die Erwärmung als auch die darauf folgende Abkühlung sollte möglichst langsam, im Bereich mehrerer Sekunden, verlaufen. Dazu kann der schnelle Anstieg der Erwärmung einer Komponente durch Beimischung einer geeigneten anderen Komponente mit unterschiedlichem Zeitverhalten gedämpft werden. Durch Kombination verschiedener Komponenten kann der zeitliche Verlauf so eingestellt werden, daß nach einer bestimmten Zeit ein Maximum der Erwärmung erreicht wird und sich die Wirksubstanz danach erst sehr langsam wieder abkühlt.
- Vorteilhaft für den Anwendungsfall ist eine Kombination der Wirksubstanzen derart, daß zwei oder mehrere Komponenten trocken miteinander vermischt in die Atmosphäre ausgebracht werden und erst nach erfolgter Reaktion mit der feuchten Luft, zeitlich verzögert, miteinander exotherm reagieren.
- Weiterhin ist es für die Anwendung der Erfindung von Vorteil, die Komponenten der Wirksubstanz so aufeinander abzustimmen, daß sich die Wirksubstanz nach Reaktion mit der Umgebung (Luft, Wasser, Boden) insgesamt umweltneutral verhält.
- Zur Unterstützung der zeitlich verzögerten Erwärmung ist es auch möglich, zusätzlich oder zusammen mit der Wirkmasse eine Substanz an den gewünschten Wirkort zu verbringen, die dort die Wasserkonzentration in der Luft so verändert, daß das Zeitverhalten der Wirksubstanz sich zugunsten der Scheinzielwirkung verändert bzw. die Erwärmung insgesamt verstärkt wird. Dies kann z. B. durch Anreichern der Luft mit Wasserdampf oder Versprühen eines Wassernebels, bei dem die Sprührate, -geschwindigkeit und -geometrie an die Ausbringparameter der Wirksubstanz angepaßt sind, erreicht werden. Ebenso ist es möglich, bei Booten/Schiffen das hohe Wasserdampfmengen enthaltende Abgas als atmosphärischen Träger für das Pulver der Wirksubstanz zu verwenden, indem man z.B. die Wirksubstanz innerhalb der normalen Abgasfahne ausbläst, oder indem man das warme Abgas oder einen Teil davon an der Stelle, wo das Pulver austritt, oder in der Nähe davon, in die Atmosphäre treten läßt.
- Zur Erzielung einer möglichst großen Wasseraufnahme beim Kontakt mit atmosphärischer Luft ist es günstig, die Wirksubstanz vor der Anwendung zu entwässern und bis zum Einsatz unter Ausschluß jeglicher Feuchtigkeit zu lagern. Die Herstellung bzw. Trocknung der Einzelkomponenten der Wirksubstanz erfolgt mit bekannten Methoden bei erhöhter Temperatur und/oder reduziertem Druck. Die Vermischung der trockenen Einzelkomponenten geschieht in trockener Umgebung unter Luftabschluß. Die trockene und fertig abgemischte Wirksubstanz wird unter Luftabschluß in geeignete Behälter eingefüllt und gelagert.
- Zur Ausbringung des Scheinzieles sind unterschiedliche Methoden anwendbar. Im Falle der kombinierten Anwendung von Radarscheinziel (Düppel) und IR-Scheinziel empfiehlt es sich, Düppel und IR-Wirkmasse zusammen auszubringen, damit sich die gewünschte Kolokation von Radar- und IR-Scheinziel ergibt.
- Werden die Düppel z.B. zum Schutze eines Seefahrzeuges von Bord dieses Fahrzeuges aus kontinuierlich in die Atmosphäre geblasen, so empfiehlt es sich, die IR-Wirksubstanz auf dieselbe Weise zusammen mit den Düppeln in die Atmosphäre zu verbringen, damit das Scheinziel an das Echtziel gekoppelt bleibt. Dazu ist es vorteilhaft, die Wirksubstanz in Druckbehältern, ähnlich des Prinzips der Dauerdruck-Feuerlöscher, zu lagern, und sie mit angepaßtem Druck, Ausströmrate und Geschwindigkeit zusammen mit den Düppeln auszubringen. Dazu können IR-Wirkmasse und Düppel in das gemeinsame Blasrohr eingespeist und ausgeblasen werden, oder die IR-Wirkmasse wird parallel zu den Düppeln zum Ausblasort verbracht, um sich erst dort beim Ausblasen mit den Düppeln und gegebenenfalls mit einem Wassernebel oder einer Substanz zur lokalen Erhöhung der Luftfeuchte, zu mischen.
Claims (7)
- Scheinziel zur Infrarotsimulation eines nur mäßig warmen Objekts, wie z.B. eines Land- oder Seefahrzeugs, ausgeführt als eine in der Nähe des Objekts in die Luft verbrachte, schwebende Pulverwolke einer Wirksubstanz, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirksubstanz aus sich an (feuchter) Luft erwärmenden oder anders exotherm reagierenden Stoffen besteht.
- Scheinziel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wirksubstanz aus trocken gelagerten, hygroskopischen Nichtmetalloxiden wie z.B. Phosphoroxid, aus Metalloxiden wie Alkali-, Erdalkali- oder Peroxiden oder aus Salzen oder einer Mischung davon besteht.
- Scheinziel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es durch kontinuierliches oder intermittierendes Ausblasen dauerhaft an das Objekt gekoppelt ist.
- Scheinziel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirksubstanz aus einer Mischung von Einzelsubstanzen besteht, die jede für sich mit der Luft oder der Luftfeuchtigkeit zu Zwischensubstanzen reagieren, die sich dann exotherm zu einer Endsubstanz verbinden.
- Scheinziel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es die Wirksubstanz eines Radarscheinziels enthält.
- Scheinziel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Substanz zur lokalen Erhöhung der Luftfeuchtigkeit enthält.
- Scheinziel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirksubstanz zusammen mit Wasserdampf, einem Sprühnebel oder dem eine hohe Feuchtigkeit enthaltenden Abgas des Objekts ausgebracht wird.
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