EP0757224B1 - Nicht letale elektromagnetische Munition - Google Patents

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EP0757224B1
EP0757224B1 EP96111731A EP96111731A EP0757224B1 EP 0757224 B1 EP0757224 B1 EP 0757224B1 EP 96111731 A EP96111731 A EP 96111731A EP 96111731 A EP96111731 A EP 96111731A EP 0757224 B1 EP0757224 B1 EP 0757224B1
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EP
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ammunition
antenna
lethal
ammunition according
arrangement
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Johannes Feierlein
Rudolf Dr. Protz
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Airbus Defence and Space GmbH
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Daimler Benz Aerospace AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H13/00—Means of attack or defence not otherwise provided for
    • F41H13/0043—Directed energy weapons, i.e. devices that direct a beam of high energy content toward a target for incapacitating or destroying the target
    • F41H13/0068—Directed energy weapons, i.e. devices that direct a beam of high energy content toward a target for incapacitating or destroying the target the high-energy beam being of microwave type, e.g. for causing a heating effect in the target
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/36—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect for dispensing materials; for producing chemical or physical reaction; for signalling ; for transmitting information

Definitions

  • the present invention relates to a non-lethal electromagnetic ammunition to combat electronic Systems with a magneto-hydrodynamic generator Generation of strong current pulses with a magnetic field compressor, with a high frequency tube for generating Microwave pulses and with an antenna for radiation of these microwave pulses.
  • microwave pulses are transmitted with an antenna emitted, can be located in the direction of radiation electronic device, such as radar systems, Telecommunication systems, radio receivers, navigation systems, Fire control systems or automotive electronics destroyed and to be put out of operation.
  • radiation electronic device such as radar systems, Telecommunication systems, radio receivers, navigation systems, Fire control systems or automotive electronics destroyed and to be put out of operation.
  • DE-PS 35 28 338 (see the preamble of claim 1) describes a device whose Weapon effectiveness through a highly compressed magnetic field is involved, at least one propellant or explosive-powered magneto-hydrodynamic generator stage before or during magnetic field compression for power generation and Current amplification is used; the weapon effect generating magnetic field compressing amplifier uses that magnetic field generated by the MHD pre-stage as a base field.
  • the device is designed as a missile, which by a Launch device shot shortly before actual use a certain distance to the target to be fought travels during which the MHD generator gradually increases is driven at full thrust, after which by the approach or Target charge the ignition of the detonatively operated MHD generator stage he follows.
  • the object of the present invention is to provide a non-lethal electromagnetic ammunition to combat electronic To create systems that are relatively small and compact can be carried out and still high efficiency fighting, and capable of larger To bridge periods between launch and deployment, the means that is only activated when the one to be combated Electronics is switched on again.
  • so-called "ambush ammunition” created by either cannons or dispensers on the target to be fought is fired, or by Missiles are dropped as submunitions, and those with a Parachute is placed gently on the ground, after which the built-in control receiver on the Radiation characteristics, for example the frequency, the Modulation type, pulse shape etc., of the system to be controlled is programmed, the firing sequence of the ammunition is only then free there when the system to be controlled is switched on again.
  • the built-in control receiver on the Radiation characteristics for example the frequency, the Modulation type, pulse shape etc.
  • both with the gas generator for an annular support cushion can be connected, the Ammunition set up after activation, that is, in a be transferred essentially vertical position, after which the Direction to the target and the alignment of the ammunition towards the target be performed.
  • the non-lethal ammunition according to the invention is 1 designated, whereby, as the cross-section shows, in it an MHD generator 2, an explosive 3, a coaxial coil 4, a transmitter 5, a microwave tube 6, a horn antenna 7 and an arrangement 11 for transferring the ammunition into a are arranged substantially vertical position.
  • FIG. 2 is a schematic of the principle of operation of the ammunition an energy source 2, for example an MHD generator, which has a magnetic field compressor (or Capacitors) 4 controls to generate current pulses.
  • an energy source 2 for example an MHD generator, which has a magnetic field compressor (or Capacitors) 4 controls to generate current pulses.
  • 6 is a pulse shaping, for example by a HF tube in particular through a magnetron, and with 7 a generated microwave radiation causing antenna.
  • Figure 3 shows a practical example of use of Ammunition according to the invention, for example as submunition launched in greater numbers by one missile 9 becomes. Every non-lethal ammunition can be used with one Parachute 10 be provided for slow descent on the Ground on which there is an electronic target to be fought, for example, the fire control center 8 of an enemy Radar system is located.
  • FIG. 4 now shows that several of the invention are not lethal ammunition are distributed throughout the site, each Ammunition with an arrangement for transfer into the essentially vertical position in the form of a with a Gas generator connected inflatable cushion 11 is provided.
  • a (not shown) tripod tripod can be used.
  • FIGS. 5A and 5B show these in an enlarged representation Arrangement 11, wherein in Figure 5A the transport position or Lurking position is indicated, and in Figure 5B the inflated Position of the pillow 11, the ammunition 1 one in occupies an essential vertical position.
  • a control receiver (not shown) is provided which is based on the radiation characteristic, that is the frequency or the type of modulation, or the pulse shape etc., the electronic system to be combated in such a way is programmed that the firing sequence of the ammunition only then is released when the one to be combated, for example system shut down during an air attack, back into the returns to the active state.
  • a broadband (not shown) DF receiver in the Ammunition according to the invention is provided, both of which Antennas can rotate around the longitudinal axis of the ammunition, whereby they form an acute angle with each other.
  • the DF receiver here also the above-mentioned function of Control recipient can perform. For an exact bearing One turn of the antennas is generally sufficient.
  • the Ammunition also with a rigidly installed in the axial direction
  • Antenna 7 provided with a horn antenna
  • Directional characteristic can be, as well as with one around Longitudinal axis of the ammunition rotatable to this antenna in one Angle of about 45 ° inclined metallic reflector Radiation of the microwave energy, as is clear from Figure 2 is visible.
  • the DF antennas and the reflector are located doing so on the same axis of rotation and are rigid with each other coupled. Instead of the antenna on the localized target align, the entire submunition according to the invention into a vertical position by means of a suitable device brought, and then the rotatable reflector according to the target position determined by the direction finder on the target aligned. After alignment, the magneto-hydrodynamic Generator ignited.
  • the inventive device for transferring the Ammunition in a substantially vertical direction and to Holding the ammunition in this orientation for example be realized by a mechanically moving tripod like it is known for anti-tank directional mines, or else in that the ammunition with an inflatable, in is inflated ring-shaped pillow provided which is connected to a gas generator, which in turn is connected to the Control receiver is connected, so that the pillow only after the detection of the electronic system to be controlled is automatically inflated, which puts the ammunition in the vertical position is transferred and held in this position.

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Abstract

Die nicht letale elektromagnetische Munition zur Bekämpfung elektronischer Anlagen weist einen kompakt aufgebauten pyrotechnisch betriebenen Mikrowellengenerator mit extrem hoher Pulsleistung im Gehäuse einer Submunition auf, welche mittels Kanone oder Dispenser auf das Ziel geschossen wird, wobei in der Munition ein Kontrollempfänger vorgesehen ist, der auf die Strahlungscharakteristik der zu bekämpfenden Anlage anspricht. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine nicht letale elektromagnetische Munition zur Bekämpfung elektronischer Anlagen, mit einem magneto-hydrodynamischen Generator zur Erzeugung starker Strompulse, mit einem Magnetfeldkompressor, mit einer Hochfrequenzröhre zur Erzeugung von Mikrowellenimpulsen und mit einer Antenne zur Abstrahlung dieser Mikrowellenimpulse.
Mit Hilfe einer pyrotechnischen Ladung können nach dem Prinzip des magneto-hydrodynamischen Effektes starke Strompulse erzeugt werden, welche durch Magnetfeldkompression verstärkt und in einer Hochfrequenzröhre in Mikrowellenimpulse umgewandelt werden. Werden diese Mikrowellenimpulse mit einer Antenne abgestrahlt, so kann in der Abstrahlungsrichtung befindliches elektronisches Gerät, wie zum Beispiel Radaranlagen, Telekommunikationsanlagen, Funkempfänger, Navigationsanlagen, Feuerleitsysteme oder auch Kraftfahrzeugelektronik zerstört und damit außer Betrieb gesetzt werden.
Die DE-PS 35 28 338 (siehe den Oberbegriff des Anspruchs 1) beschreibt eine Vorrichtung, deren Waffenwirksamkeit über ein hochkomprimiertes Magnetfeld mitbewirkt wird, wobei mindestens eine treibsatz- oder explosivstoffbetriebene magneto-hydrodynamische Generatorstufe vor oder bei der Magnetfeldkompression zur Stromerzeugung und Stromverstärkung verwendet wird; die die Waffenwirkung erzeugende magnetfeldkomprimierende Endstufe verwendet das durch die MHD-Vorstufe erzeugte Magnetfeld als Basisfeld. Die Vorrichtung ist dabei als Flugkörper ausgebildet, der durch ein Startgerät kurz vor dem tatsächlichen Einsatz abgeschossen wird, und bis zum zu bekämpfenden Ziel eine gewisse Strecke zurücklegt, während der der MHD-Generator stufenweise auf vollen Schub gefahren wird, wonach durch die Annäherung oder Zielaufschlag die Zündung der detonativ betriebenen MHD-Generatorstufe erfolgt.
Je weiter entfernt eine derartige Vorrichtung bei der Zündung vom zu bekämpfenden Ziel ist, desto größer muß die abgestrahlte Mikrowellenenergie sein. Dies bedingt große Generatoren und eine gerichtete Abstrahlung mittels einer Richtantenne, die auf das Ziel auszurichten ist. Wird außerdem noch vor dem tatsächlichen Einsatz einer derartigen Vorrichtung die Elektronik des zu bekämpfenden Ziels abgeschaltet, so ist deren Lokalisierung und damit wirksame Bekämpfung während dieser Ruhepause ausgeschlossen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine nicht letale, elektromagnetische Munition zur Bekämpfung elektronischer Anlagen zu schaffen, die zum einen relativ klein und kompakt ausgeführt werden kann und trotzdem einen hohen Wirkungsgrad der Bekämpfung aufweist, und die in der Lage ist, auch größere Zeiträume zwischen Abschuß und Einsatz zu überbrücken, das heißt, die erst dann aktiviert wird, wenn die zu bekämpfende Elektronik wieder eingeschaltet wird.
Ausgehend von einer Munition der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird also eine sogenannte "Lauermunition" geschaffen, die entweder mittels Kanonen oder Dispenser auf das zu bekämpfende Ziel verschossen wird, oder aber auch von Flugkörpern als Submunition abgeworfen wird, und die mit einem Fallschirm sanft auf dem Boden abgesetzt wird, wonach der eingebaute Kontrollempfänger, der auf die Strahlungscharakteristik, zum Beispiel die Frequenz, die Modulationsart, die Pulsform etc., der zu bekämpfenden Anlage programmiert ist, die Zündsequenz der Munition erst dann frei gibt, wenn die zu bekämpfende Anlage wieder eingeschaltet wird. Durch den Kontrollempfänger bzw. den mit ihm elektrisch gekoppelten Peilempfänger, die beide mit dem Gasgenerator für ein ringförmiges Stützkissen verbunden sein können, kann die Munition nach ihrer Aktivierung aufgestellt, das heißt in eine im wesentliche senkrechte Lage überführt werden, wonach die Richtung zum Ziel und die Ausrichtung der Munition zum Ziel hin durchgeführt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Munition ist trotz geringer Abmessungen eine äußerst wirksame Bekämpfung feindlicher elektronischer Anlagen, beispielsweise Feuerleitstände von Radarstellungen, möglich.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigt:
Fig. 1
schematisch einen Querschnitt durch eine nicht letale Munition zur Bekämpfung elektronischer Ziele,
Fig. 2
das Funktionsprinzip der Munition,
Fig. 3
eine Ansicht der Verwendung der Munition als Submunition,
Fig. 4
die Situation nach dem Auftreffen auf dem Boden, und
Fig. 5A, 5B
vergrößerte Darstellungen einer Anordnung zur Überführung der Munition in eine im wesentlichen senkrechte Stellung.
In Figur 1 ist die erfindungsgemäße nicht letale Munition mit 1 bezeichnet, wobei, wie der Querschnitt erkennen läßt, in ihr ein MHD-Generator 2, ein Explosivstoff 3, eine Koaxialspule 4, ein Übertrager 5, eine Mikrowellenröhre 6, eine Hornantenne 7 und eine Anordnung 11 zur Überführung der Munition in eine im wesentlichen senkrechte Stellung angeordnet sind.
Figur 2 ist ein Schema des Funktionsprinzips der Munition, die also eine Energiequelle 2, zum Beispiel einen MHD-Generator, aufweist, welche einen Magnetfeldkompressor (oder auch Kondensatoren) 4 ansteuert zur Erzeugung von Stromimpulsen. Mit 6 ist eine Impuls formung bezeichnet, zum Beispiel durch eine HF-Röhre insbesondere durch ein Magnetron, und mit 7 eine die erzeugte Mikrowellenabstrahlung bewirkende Antenne.
Figur 3 zeigt ein praktisches Einsatzbeispiel der erfindungsgemäßen Munition, die beispielsweise als Submunition in einer größeren Anzahl von einem Flugkörper 9 ausgestoßen wird. Jede nicht letale Munition kann dabei mit einem Fallschirm 10 versehen sein zum langsamen Absinken auf dem Boden, auf dem sich ein zu bekämpfendes elektronisches Ziel, beispielsweise der Feuerleitstand 8 einer gegnerischen Radaranlage befindet.
Figur 4 zeigt nun, daß mehrere der erfindungsgemäßen nicht letalen Munitionen im Gelände verteilt sind, wobei jede Munition mit einer Anordnung zur Überführung in die im wesentlichen senkrechte Lage in Form eines mit einem Gasgenerator verbundenen aufblasbaren Kissens 11 versehen ist. An Stelle der Kissen 11 kann auch ein (nicht dargestelltes) dreibeiniges Stativ verwendet werden.
Figuren 5A und 5B zeigen in vergrößerter Darstellung diese Anordnung 11, wobei in Figur 5A die Transportstellung bzw. die Lauerstellung angedeutet ist, und in 5B die aufgeblasene Stellung des Kissens 11 , n der die Munition 1 eine im wesentlichen senkrechte Stellung einnimmt.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß innerhalb der Munition 1 ein (nicht dargestellter) Kontrollempfänger vorgesehen ist, der auf die Strahlungscharakteristik, das heißt die Frequenz oder die Modulationsart, oder die Pulsform etc., der zu bekämpfenden elektronischen Anlage dergestalt programmiert ist, daß die Zündsequenz der Munition erst dann freigegeben wird, wenn die zu bekämpfende, beispielsweise während eines Luftangriffs abgeschaltete Anlage, wieder in den aktiven Zustand zurückkehrt.
Eine weitere Leistungssteigerung der erfindungsgemäßen Munition wird dadurch erzielt, daß eine gerichtete Abstrahlung der Mikrowellenenergie erfolgt, wobei zu diesem Zweck ein breitbandiger (nicht dargestellter) Peilempfänger in der erfindungsgemäßen Munition vorgesehen ist, dessen beide Antennen um die Längsachse der Munition rotieren können, wobei sie einen spitzen Winkel miteinander einschließen. In an und für sich bekannter Weise kann dabei über die Antennendiagramme die Richtung zum Ziel festgestellt werden, wobei der Peilempfänger hierbei auch die obenerwähnte Funktion des Kontrollempfängers durchführen kann. Für eine exakte Peilung genügt im allgemeinen eine Umdrehung der Antennen.
Für die Abstrahlung der erzeugten Mikrowellenimpulse ist die Munition ferner mit einer in axialer Richtung starr eingebauten Antenne 7 versehen, die eine Hornantenne mit Richtcharakteristik sein kann, sowie mit einem um die Längsachse der Munition drehbaren, zu dieser Antenne in einem Winkel von etwa 45° geneigten metallischen Reflektor zur Abstrahlung der Mikrowellenenergie, wie es aus Figur 2 deutlich sichtbar ist. Die Peilantennen und der Reflektor befinden sich dabei auf der gleichen Drehachse und sind starr miteinander gekoppelt. Anstatt nun die Antenne auf das lokalisierte Ziel auszurichten, wird erfindungsgemäße die gesamte Submunition mittels einer geeigneten Vorrichtung in eine vertikale Position gebracht, und der drehbare Reflektor sodann nach Maßgabe der vom Peilempfänger ermittelten Zielposition auf das Ziel ausgerichtet. Nach erfolgter Ausrichtung wird der magneto-hydrodynamische Generator gezündet.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung zur Überführung der Munition in eine im wesentlichen senkrechte Richtung und zum Festhalten der Munition in dieser Ausrichtung kann zum Beispiel durch ein mechanisch bewegtes Stativ realisiert werden, wie es für Panzerabwehr-Richtminen bekannt ist, oder aber auch dadurch, daß die Munition mit einem aufblasbaren, im aufgeblasenen Zustand Ringform annehmenden Kissen versehen ist, das mit einem Gasgenerator verbunden ist, der wiederum mit dem Kontrollempfänger verbunden ist, so daß das Kissen erst nach der Detektion der zu bekämpfenden elektronischen Anlage automatisch aufgeblasen wird, wodurch die Munition in die senkrechte Lage überführt und in dieser Lage festgehalten wird.

Claims (8)

  1. Nicht letale elektromagnetische Munition (1) zur Bekämpfung elektronischer Anlagen, mit einem magneto-hydrodynamischen Generator (2) zur Erzeugung starker Strompulse, mit einem Magnetfeldkompressor, mit einer Hochfrequenz-Röhre (6) zur Erzeugung von Mikrowellen-Impulsen, und mit einer Antenne (7) zur Abstrahlung dieser Mikrowellen-Impulse, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht letale Munition (1) einen Kontrollempfänger aufweist, der auf die Strahlungcharakteristik der zu bekämpfenden Anlage anspricht und die Zündung der Munition erst frei gibt, wenn die zu bekämpfende Anlage aktiv ist.
  2. Munition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Peilempfänger aufweist, dessen Antennen um die Längsachse der Munition drehbar gelagert sind.
  3. Munition nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer in axialer Richtung starr eingebauten Antenne zur Abstrahlung der Mikrowellen-Impulse und mit einem um die Längsachse der Munition drehbaren Reflektor versehen ist, der unter einem Winkel von im wesentlichen 45° zur Abstrahlungsantenne geneigt ist.
  4. Munition nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Peilantenne und der Reflektor koaxial angeordnet und starr miteinander gekoppelt sind.
  5. Munition nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Fallschirm (10) versehen ist, sowie mit einer Anordnung (11), die sie nach dem Aufsetzen auf dem Boden in eine im wesentlichen senkrechte Stellung überführt und festhält.
  6. Munition nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung ein Stativ ist.
  7. Munition nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung ein ringförmiges Kissen und ein Gasgenerator ist.
  8. Munition nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösemechanismus des Gasgenerators mit dem Kontrollempfänger elektrisch gekoppelt ist.
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