EP1335177A1 - Verfahren und Vorrichtung zur visuellen Simulation explodierender Körper - Google Patents

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EP1335177A1
EP1335177A1 EP03405054A EP03405054A EP1335177A1 EP 1335177 A1 EP1335177 A1 EP 1335177A1 EP 03405054 A EP03405054 A EP 03405054A EP 03405054 A EP03405054 A EP 03405054A EP 1335177 A1 EP1335177 A1 EP 1335177A1
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EP
European Patent Office
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liquid
heat
heat accumulator
order
evaporator
Prior art date
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EP03405054A
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English (en)
French (fr)
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EP1335177B1 (de
Inventor
Rene Lazecki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RUAG Electronics AG
Original Assignee
RUAG Electronics AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP1335177B1 publication Critical patent/EP1335177B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A33/00—Adaptations for training; Gun simulators

Definitions

  • the present invention relates to a method for visual simulation of exploding bodies according to Preamble of Claim 1. Furthermore, the Invention on a device for performing the Procedure according to the preamble of the first Apparatus claim.
  • the training troops with their simulation weapons vehicles e.g. Tanks, fight. So that the shooter, the vehicle crew and everyone else Participants learn that the vehicle has been hit a signature mounted on the vehicle, e.g. in form of Smoke, triggered.
  • a different colored smoke is often used to match different types of hits, e.g. one Mine hits.
  • Burn pyrotechnic mass This is a mass used, which burns and thereby a tight as possible Smoke developed. The ignition usually takes place over electric squibs.
  • Another known method is the ejection of fine inert powder.
  • a mug over one pyrotechnic propellant very fine inert powder filled. If the propellant is ignited, the powder becomes ejected explosively and there is a visible Powder cloud.
  • ignition an explosive gas mixture, e.g. nebulized oil is added. This is done in a controlled volume an ignitable gas mixture, e.g. Butane / air produced. to Smoke generation is added to the mixture e.g. nebulized oil added. With an electrical spark, the mixture can be ignited. With explosive combustion burns the oil and creates a visible smoke.
  • An object of the present invention is to provide a Procedure to indicate that a signature is reduced the danger to exercise participants. Another The task is to avoid a signature to produce pyrotechnic agents.
  • the signature is evaporated by a Creates liquid, the vapor when spraying one forms clearly visible fog and thus the (simulated) Explosion site marked.
  • the liquid (fluid) exists mostly from water. The others are preferred Components selected so that the fluid is not toxic.
  • the device for the evaporation essentially consists from a heat store of sufficiently high heat capacity, that after heating up to a given one Operating temperature can provide the heat that to evaporate a sufficiently large amount of fluid, to generate the signature of an explosion site.
  • the heat accumulator must not be below a temperature cool down, which still allows evaporation.
  • the Heat storage is encased in thermal insulation, so that a relatively low continuous heating output is required to keep it at operating temperature.
  • Gas is preferably used as the energy source for the heating can be stored in liquefied form, and the combustion for heat generation is more preferably flameless, e.g. in a catalytic burner.
  • Essentially liquid is used to generate smoke, preferably a water-glycol mixture (fluid) evaporates.
  • fluid water-glycol mixture
  • This Process is known and has long been used in theater, Film and discotheques used.
  • the fluid and the The steam generated is not toxic and may be harmless can even be used in closed rooms.
  • the amount of steam can be varied over a wide range because with appropriate execution (constant energy supply) that Evaporation is controllable. In this case it is Steam quantity only from the available one Fluid quantity dependent.
  • the steam level can be varied by varying the vapor pressure. Noise except for that Hissing of the steam and the noise of the pump are not generated.
  • the steam is very strong when leaving the evaporator hot (approx. 200 ° C). Because he is very much in the air cools quickly (a few centimeters after the nozzle), is condensed and thus becomes visible Safety distance to the nozzle is very small (only a few Centimeter). By applying suitable protection such a signature body with no requirement regarding Safety distance operated.
  • the known evaporators are constructed as follows: On Storage containers (usually made of plastic) for the fluid; a Pump that pumps the fluid into the evaporator; and the Evaporator.
  • On Storage containers usually made of plastic
  • a Pump that pumps the fluid into the evaporator
  • the Evaporator As for the evaporation of the liquid, which is used for The main thing is pure water, a lot of energy is needed and such a device on the normally secured Network should be operated (Switzerland: 230 V / 10 A), the amount of energy required for this is previously thermally in a solid metal body, the evaporator, which is mostly made of an aluminum alloy, temporarily stored.
  • One on the evaporator attached temperature sensor controls the heating so that heating at a temperature of typically 220 ° C is turned off.
  • the heating is switched on again. It takes time to heat up typically between 3 to 12 minutes. As a rule, it is not possible to continuously steam with such devices generate because too little energy is supplied. Much more If steam generation is only possible for a few 10 seconds, then the stored energy is used up.
  • evaporators usually with insulating materials thermally insulated. The evaporator is hollow on the inside. To the The cavity is usually to enlarge the surface spirally formed. On one side of the The fluid pump is connected to the evaporator others the steam nozzle. The fluid is evaporated into the pumped hot evaporator. The fluid draws from that Vaporizer heat and evaporate. The steam escapes under Pressure through the steam nozzle.
  • a battery-powered heat storage is out of the question because even with very good thermal insulation amount of energy needed to maintain the temperature Too long for the desired autonomy of 7 days is. Rather, the heating of the heat storage must an energy source that is very high Has energy density.
  • butane, propane, or a mixture of butane and Propane gas used. Furthermore, the gas becomes catalytic, i.e. burned flameless. This prevents that unwanted substances that are on the heat storage could ignite (leaves, grass).
  • the heat storage is also the evaporator. The mass is measured that it, heated to the operating temperature of approx. 220 ° C, approx. 1 ml / sec of the fluid during max. Evaporate for 5 seconds can, cooling down to approx. 200 ° C.
  • the evaporator is in the exemplary embodiment executed in two parts.
  • the round insert is one spiral groove 2 cut, both the beginning as the end of the groove over the entire circumference by approx. groove width is cut free 6, 11.
  • the insert 1 is in that Pressed in outer part 3, the dimensions are selected so that the areas between the groove between insert 1 and Outer part 4 are tight and that in particular the use is tight against the outer part on the nozzle side. This will there a suitable sealant, e.g. an O-ring 5, used.
  • the free cut 6 is on the nozzle side Spiral groove through a transverse bore 7 with the nozzle bore 8 connected.
  • a nozzle 9 is in the nozzle bore screwed.
  • a hole 10 (feed hole) in the outer part at height of the cut 11 of the spiral groove.
  • the fluid is pumped out of the bore with a pump 12 Reservoir 13 pumped into the evaporator. Is the Evaporator to operating temperature, the fluid evaporates immediately and leaves the evaporator in vapor form through the Jet.
  • check valve 14 screwed in.
  • the gas is from a gas tank 16 via an electrical Valve 17 fed to the gas burner. The gas is ignited with an electric spark that with a small one High voltage generator 19 generated in a spark gap 18 becomes.
  • the whole evaporator is the whole evaporator, except on the side of the burner, with a thermally insulating Fabric 20, e.g. Rock wool, covered. About the rock wool is a housing 21 made of e.g. stainless Stainless steel turned over (stainless steel is a bad one Heat conductor).
  • the whole facility comes with one Microprocessor 22 controlled. In order to operate one To ensure immediate use, the Microprocessor 22 the temperature of the evaporator so that it is always in the range of approx. 200 to 220 ° C. To do this he with the temperature sensor 24, the temperature of Evaporator and opens and closes the electrical Gas valve 17. If necessary, it ignites the gas using the High voltage generator 19 and the spark gap 18th
  • the electrical energy for this is from an accumulator 23 taken. If the microprocessor 22 is e.g. about a connected radio module triggered a steam cloud generate, he starts the pump 12. The fluid arrives from the storage container into the hot evaporator, where it evaporates instantaneously and through the steam nozzle 9 is expelled.
  • the device In addition to the essentials for the function In terms of facilities, the device still has the usual precautions against unauthorized operating conditions such as pressure relief valve, Gas cut-off in case of overheating, protection against intrusion of liquid gas if the device is installed at an angle.
  • the device can be used as follows:
  • the device will be at the predetermined location placed in the field and switched on.
  • the microprocessor checks the various sensors (temperature, inclination), whether they are in the permitted range. If so, open it he ignites the gas valve and ignites the gas. The successful ignition is monitored with the corresponding sensor. With the on known 2-point control, the temperature of the Evaporator always kept between approx. 200 and 220 ° C. If the microprocessor receives e.g. the command over the radio, a To generate a cloud of steam, he starts the pump. In one the higher-level program section will be all security elements measured continuously and if necessary reacted immediately in the Usually with the gas valve closed and the pump switched off.
  • the device If the device is mounted on a vehicle, it must also be used appropriate measures are taken to ensure that no LPG can get into the burner.
  • a steam jet nozzle 30 (FIG. 3) can be used.
  • the function and execution of Steam jet nozzles are generally known. In this particular Execution is the substance sucked in by the steam jet, which is in a reservoir 27, liquid Food coloring. The strong coloring food coloring it colors the steam. Because food coloring is not is now toxic, the now colored vapor remains non-toxic.
  • the reservoir 27 is connected via a line 32 to the Suction part 33 of the nozzle 30 connected.
  • the color e.g. electrical valve 26 installed can the coloring can be controlled arbitrarily in order to do so to produce different colored steam.
  • the three Primary colors and valves 26 which can be regulated as desired, any color can be created.

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Abstract

Die Detonation z.B. einer Granate oder eines anderen Explosivkörpers wird durch Verdampfen einer Flüssigkeit und nachfolgendes Ausstossen durch eine Düse (9) simuliert, wobei sich eine Nebelwolke am Detonationsort bildet. Die Vorrichtung umfasst einen Verdampfer, der beispielsweise elektrisch geheizt wird. Die Heizung (15) ist ausgelegt, die Wärme zu produzieren, um eine kontinuierliche Verdampfung einer Flüssigkeit im Verdampfer zu bewirken. Als Flüssigkeit wird eine Mischung von Ethylenglykol in Wasser bevorzugt. Es ist damit möglich, Handhabung und Einsatz zu vereinfachen und das Gefahrenpotential zu reduzieren. Durch die Anordnung eines Vorratsbehälter (27) mit flüssiger Farbe kann farbigen Dampf ernueugtwerden. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur visuellen Simulation explodierender Körper gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Oberbegriff des ersten Vorrichtungsanspruchs.
Bei der Simulation von Gefechten in Manövern werden unter anderem auch Bogenschusswaffen (Artillerie, Minenwerfer) simuliert eingesetzt. Zur Simulation werden vorgängig im Zielgebiet rasterförmig Signaturkörper ausgelegt. Signaturkörper sind Träger von Rauchgeneratoren. Die Rauchgeneratoren können gezielt in der Regel per Funk ausgelöst werden. Soll das Wirken von Bogenschusswaffen dargestellt werden, so berechnet ein Rechner den Einschlagort der Geschosse und löst per Funk die entsprechenden Rauchgeneratoren in den Signaturkörpern im Feld aus. Die beübte Truppe erkennt daraus die Gefährdung und kann entsprechend reagieren.
Im Weiteren ist es möglich, dass die übenden Truppen mit ihren Simulationswaffen Fahrzeuge, z.B. Panzer, bekämpfen. Damit der Schütze, die Fahrzeugmannschaft und alle übrigen Teilnehmer erfahren, dass das Fahrzeug getroffen wurde, wird eine auf dem Fahrzeug montierte Signatur, z.B. in Form eines Rauches, ausgelöst. Ein andersfarbiger Rauch wird oft verwendet, um verschiedene Trefferarten, z.B. einen Minentreffer, anzuzeigen.
Zum Erzeugen einer solchen Signatur oder Markierung sind verschiedene Verfahren bekannt. Eine Möglichkeit ist das Abbrennen pyrotechnischer Masse. Dabei wird eine Masse eingesetzt, die abbrennt und dabei einen möglichst dichten Rauch entwickelt. Die Zündung erfolgt in der Regel über elektrische Zündpillen.
Ein anderes bekanntes Verfahren ist das Ausstossen von feinem inertem Pulver. In einem Becher wird über einem pyrotechnischen Treibsatz sehr feines inertes Pulver eingefüllt. Wird der Treibsatz gezündet, wird das Pulver explosionsartig ausgestossen und es entsteht eine sichtbare Pulverwolke. Ein weiteres bekanntes Verfahren ist das Zünden eines explosiven Gasgemisches, dem z.B. vernebeltes Oel beigemischt ist. Dazu wird in einem kontrollierten Volumen ein zündfähiges Gasgemisch, z.B. Butan/Luft hergestellt. Zur Raucherzeugung wird dem Gemisch z.B. vernebeltes Oel beigemischt. Mit einem elektrischen Funken kann das Gemisch gezündet werden. Bei der explosionsartigen Verbrennung verbrennt das Oel mit und erzeugt einen sichtbaren Rauch.
Alle bekannten Verfahren haben unerwünschte Eigenschaften. Pyrotechnische Verfahren sowie das Verbrennen von Oel erzeugen mehr oder weniger toxische Produkte. Pyrotechnische Verfahren können in der Darstelldauer nicht beeinflusst werden. Explosionen erzeugen starken Lärm. Abbrände und Explosionen erzeugen grosse Hitze. Deswegen muss von solchen Signaturkörpern ein Sicherheitsabstand eingehalten werden. Dies ist für die übende Truppe eine kaum durchführbare Auflage, insbesondere wenn nachts geübt wird. Toxizität ist insbesondere in Hinsicht auf die übenden Personen und auch bezüglich des Umweltschutzes nicht akzeptabel. Im Weiteren ist die pyrotechnische Darstellung sehr teuer. Das Hantieren mit Explosivstoffen oder Gasen darf nur von speziell ausgebildetem Personal vorgenommen werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, das eine Signatur unter Verringerung der Gefährdung von Übungsteilnehmern erzeugt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Signatur unter Vermeidung pyrotechnischer Mittel zu erzeugen.
Ein Verfahren, das wenigstens die erstgenannte Aufgabe löst, ist im Anspruch 1 angegeben. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausführungen sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens an.
Demgemäss wird die Signatur durch Verdampfen einer Flüssigkeit erzeugt, wobei der Dampf beim Versprühen einen deutlich sichtbaren Nebel bildet und damit den (simulierten) Explosionsort markiert. Die Flüssigkeit (Fluid) besteht dabei überwiegend aus Wasser. Bevorzugt werden die sonstigen Komponenten so gewählt, dass das Fluid nicht toxisch ist.
Die Vorrichtung für die Verdampfung besteht im Wesentlichen aus einem Wärmespeicher hinreichend hoher Wärmekapazität, dass er nach Aufheizen auf eine vorgegebene Betriebstemperatur die Wärme zur Verfügung stellen kann, die zum Verdampfen einer hinreichend grossen Menge Fluid genügt, um die Signatur eines Explosionsortes zu erzeugen. Dabei darf sich der Wärmespeicher nicht unter eine Temperatur abkühlen, die noch eine Verdampfung erlaubt. Der Wärmespeicher ist in eine thermische Isolation eingehüllt, so dass eine relativ geringe Dauerheizleistung benötigt wird, um ihn auf Betriebstemperatur zu halten.
Als Energieträger für die Beheizung dient bevorzugt Gas, das in verflüssigter Form speicherbar ist, und die Verbrennung zur Wärmeerzeugung erfolgt weiter bevorzugt flammenlos, z.B in einem katalytischen Brenner.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Figuren erläutert werden.
  • Fig. 1: Schema eines Verdampfers im Schnitt
  • Fig. 2: Schema einer möglichen Anordnung
  • Fig. 3: Schema eines Dampfstrahlinjektors zum Einfärben des Dampfes
    • Zur Raucherzeugung wird im Wesentlichen Flüssigkeit, bevorzugt ein Wasser-Glykolgemisch (Fluid) verdampft. Dieses Verfahren ist bekannt und wird schon seit langem in Theater, Film und Discotheken eingesetzt. Das Fluid und der entstehende Dampf ist nicht toxisch und darf unbedenklich sogar in geschlossenen Räumen eingesetzt werden.
    Die Dampfmenge kann in weiten Bereichen variiert werden, da bei entsprechender Ausführung (stetige Energiezufuhr) das Verdampfen kontrollierbar ist. In diesem Fall ist die Dampfmenge nur noch von der zur Verfügung stehenden Fluidmenge abhängig. Die Dampfhöhe kann variiert werden, indem der Dampfdruck variiert wird. Lärm wird bis auf das Zischen des Dampfes und das Geräusch der Pumpe nicht erzeugt. Der Dampf ist beim Verlassen des Verdampfers sehr heiss (ca. 200 °C). Da er sich an der Luft jedoch sehr schnell abkühlt (wenige Zentimeter nach der Düse), kondensiert und damit sichtbar wird, ist der Sicherheitsabstand zur Düse sehr klein (nur wenige Zentimeter). Durch Anbringen eines geeigneten Schutzes kann ein solcher Signaturkörper ohne Auflage bezüglich Sicherheitsabstand betrieben werden.
    Um auch bei Nacht den Dampf sichtbar zu machen, kann er mit in den Signaturkörper eingebauten Leuchtmitteln (Blitzlampe, LED, Halogenstrahler) beleuchtet werden. Soll der Signaturkörper auch noch Geräusche (Explosionsknall) von sich geben, kann dies kontrolliert über Lautsprecher erfolgen. Weitere Vorteile dieser Erfindung sind: Das Hantieren mit dem Fluid ist für jedermann möglich, es gibt keine Auflagen bezüglich Transport und Lagerung des Fluid. Nicht zuletzt kostet die Simulation eines Schusses nur ungefähr ein Zehntel bis ein Fünfzigstel der bekannten Ausführungen.
    Die bekannten Verdampfer sind wie folgt aufgebaut: Ein Vorratsbehälter (meist aus Kunststoff) für das Fluid; eine Pumpe, die das Fluid in den Verdampfer pumpt; und der Verdampfer. Da zum Verdampfen der Flüssigkeit, die zur Hauptsache aus reinem Wasser besteht, sehr viel Energie benötigt wird und ein solches Gerät am normal abgesicherten Netz betrieben werden können soll (Schweiz: 230 V/10 A), wird die dazu benötigte Energiemenge vorgängig thermisch in einem massiven Metallkörper, dem Verdampfer, der meist aus einer Aluminiumlegierung besteht, zwischengespeichert. Dazu sind im Verdampfer Heizkörper im Leistungsbereich von typisch 700 bis 1500 W eingebaut. Ein am Verdampfer angebrachter Temperaturfühler regelt die Heizung so, dass bei einer Temperatur von typisch 220 °C das Heizen abgestellt wird. Unterschreitet die Temperatur ca. 180 °C, wird die Heizung wieder eingeschaltet. Das Aufheizen dauert typisch zwischen 3 bis 12 Minuten. In der Regel ist es nicht möglich, mit solchen Geräten ununterbrochen Dampf zu erzeugen, da dafür zu wenig Energie zugeführt wird. Vielmehr ist die Dampferzeugung nur einige 10 sec lang möglich, dann ist die gespeicherte Energie aufgebraucht. Um den Wärmeverlust durch Abstrahlung zu minimieren, wird der bekannte Verdampfer in der Regel mit Isoliermaterialien thermisch isoliert. Der Verdampfer ist innen hohl. Um die Oberfläche zu vergrössern, ist der Hohlraum meist spiralförmig ausgebildet. Auf der einen Seite des Verdampfers ist die Fluidpumpe angeschlossen, auf der anderen die Dampfdüse. Zum Verdampfen wird das Fluid in den heissen Verdampfer gepumpt. Das Fluid entzieht dem Verdampfer Wärme und verdampft. Der Dampf entweicht unter Druck durch die Dampfdüse.
    Für die eingangs aufgezeigte Anwendung, die Darstellung von Signaturen im Feld, ist die gebräuchliche Ausführung mit dem elektrisch beheizten Wärmespeicher nicht möglich, da im freien Feld keine Netzanschlüsse vorhanden sind. Der Betrieb ist daher nur mit Akkumulatoren oder Batterien möglich (Das Verlegen von elektrischen Leitungen ist nicht möglich, da das Terrain mit Fahrzeugen, insbesondere Panzern, befahren wird. Selbst das Vergraben von Leitungen ist, nebst den enorm hohen Kosten, auf einem mit Panzern befahrenen Gelände nicht möglich).
    Ein Akku-betriebener Wärmespeicher kommt nicht in Frage, weil selbst bei sehr guter thermischen Isolation die benötigte Energiemenge allein zum Erhalten der Temperatur für die gewünschte Autonomiedauer von 7 Tagen viel zu gross ist. Vielmehr muss die Beheizung des Wärmespeichers über einen Energieträger erfolgen, der eine sehr hohe Energiedichte hat. In der erfindergemässen Ausführung wird dazu Butan-, Propan-, oder ein Gemisch aus Butan- und Propangas verwendet. Im Weiteren wird das Gas katalytisch, d.h. flammenlos verbrannt. Damit wird verhindert, dass sich ungewollt Stoffe, die sich auf dem Wärmespeicher befinden könnten (Blätter, Gras), entzünden können. Der Wärmespeicher ist gleichzeitig der Verdampfer. Die Masse ist so bemessen, dass er, aufgeheizt auf die Betriebstemperatur von ca. 220 °C, ca. 1 ml/sec des Fluids während max. 5 sec verdampfen kann, wobei er sich auf ca. 200 °C abkühlt.
    In der beispielhaften Ausführung ist der Verdampfer zweiteilig ausgeführt. In den runden Einsatz ist eine spiralförmige Nut 2 geschnitten, wobei sowohl der Anfang wie das Ende der Nut im ganzen Umfang um ca. Nutenbreite freigeschnitten 6, 11 ist. Der Einsatz 1 ist in das Aussenteil 3 eingepresst, dabei sind die Masse so gewählt, dass die Bereiche zwischen der Nut zwischen Einsatz 1 und Aussenteil 4 dicht sind und dass insbesondere der Einsatz gegen das Aussenteil auf der Düsenseite dicht ist. Dazu wird dort ein geeignetes Dichtmittel, z.B. ein O-Ring 5, eingesetzt. Auf der Düsenseite ist der Freischnitt 6 der Spiralnut durch eine Querbohrung 7 mit der Düsenbohrung 8 verbunden. In die Düsenbohrung ist eine Düse 9 eingeschraubt. Am gegenüberliegenden Ende des Einsatzes 1 ist eine Bohrung 10 (Zuführbohrung) im Aussenteil auf Höhe des Freischnitts 11 der Spiralnut eingebracht. Durch diese Bohrung wird mit einer Pumpe 12 das Fluid aus dem Vorratsbehälter 13 in den Verdampfer gepumpt. Ist der Verdampfer auf Betriebstemperatur, verdampft das Fluid sofort und verlässt dampfförmig den Verdampfer durch die Düse. Um zu verhindern, dass sich der Dampf auch in Richtung der Pumpe bewegen kann, ist in der Zuführbohrung 10 ein handelsübliches Rückschlagventil 14 eingeschraubt. Als Wärmequelle wird ein handelsüblicher und in seiner Funktion an sich bekannter katalytischer Gasbrenner 15 eingesetzt. Das Gas wird aus einem Gastank 16 über ein elektrisches Ventil 17 dem Gasbrenner zugeführt. Gezündet wird das Gas mit einem elektrischen Funken, der mit einem kleinen Hochspannungsgenerator 19 in einer Funkenstrecke 18 erzeugt wird. Damit der Verdampfer möglichst wenig Wärme durch Abstrahlung verliert, ist der ganze Verdampfer, ausser auf der Seite des Brenners, mit einem thermisch isolierenden Stoff 20, z.B. Steinwolle, überzogen. Über die Steinwolle ist zu deren Schutz ein Gehäuse 21 aus z.B. rostfreiem Edelstahl gestülpt (Edelstahl ist ein schlechter Wärmeleiter). Die ganze Einrichtung wird mit einem Mikroprozessor 22 gesteuert. Um im Betrieb einen verzögerungsfreien Einsatz zu gewährleisten, regelt der Mikroprozessor 22 die Temperatur des Verdampfers so, dass sie immer im Bereich von ca. 200 bis 220 °C ist. Dazu misst er mit dem Temperatursensor 24 die Temperatur des Verdampfers und öffnet und schliesst das elektrische Gasventil 17. Bei Bedarf zündet er das Gas mit Hilfe des Hochspannungsgenerators 19 und der Funkenstrecke 18.
    Die elektrische Energie dazu wird aus einem Akkumulator 23 entnommen. Wird der Mikroprozessor 22 z.B. über ein angeschlossenes Funkmodul angestossen, eine Dampfwolke zu erzeugen, setzt er die Pumpe 12 in Gang. Das Fluid gelangt aus dem Vorratsbehälter in den heissen Verdampfer, wo es augenblicklich verdampft und durch die Dampfdüse 9 ausgestossen wird.
    Zusätzlich zu den für die Funktion wesentlichen Einrichtungen weist das Gerät noch die üblichen Vorkehrungen gegen unerlaubte Betriebszustände auf, wie Überdruckventil, Gasabschaltung bei Überhitzung, Sicherung gegen Eindringen von flüssigem Gas bei zu schräger Aufstellung des Geräts.
    Der Einsatz des Gerätes kann wie folgt ablaufen:
    Zuerst werden die Akkumulatoren geladen und das Gas und das Fluid aufgefüllt. Danach wird das Gerät am vorbestimmten Ort ins Gelände gelegt und eingeschaltet. Der Mikroprozessor überprüft die verschiedenen Sensoren (Temperatur, Neigung), ob sie im erlaubten Bereich sind. Ist dies der Fall, öffnet er das Gasventil und zündet das Gas. Das erfolgreiche Zünden wird mit dem entsprechenden Sensor überwacht. Mit der an sich bekannten 2-Punkte-Regelung wird die Temperatur des Verdampfers immer zwischen ca. 200 und 220 °C gehalten. Empfängt der Mikroprozessor z.B. über Funk den Befehl, eine Dampfwolke zu erzeugen, setzt er die Pumpe in Gang. In einem übergeordneten Programmteil werden alle Sicherheitselemente stetig gemessen und gegebenenfalls sofort reagiert, in der Regel mit Schliessen des Gasventils und Abstellen der Pumpe.
    Wird die Einrichtung auf einem Fahrzeug montiert, muss mit geeigneten Massnahmen dafür gesorgt werden, dass kein Flüssiggas in den Brenner gelangen kann.
    Um die Forderung nach farbigem Dampf zu erfüllen, kann an Stelle der einfachen Dampfdüse eine Dampfstrahldüse 30 (Fig. 3) verwendet werden. Die Funktion und Ausführung von Dampfstrahldüsen ist allgemein bekannt. In dieser speziellen Ausführung ist der durch den Dampfstrahl angesaugte Stoff, der sich in einem Vorratsbehälter 27 befindet, flüssige Lebensmittelfarbe. Die stark färbende Lebensmittelfarbe färbt damit den Dampf ein. Da Lebensmittelfarbe nicht toxisch ist, bleibt der nun farbige Dampf nicht toxisch.
    Der Vorratsbehälter 27 ist über eine Leitung 32 mit dem Ansaugteil 33 der Düse 30 verbunden. Wird in die Leitung 32 der Farbe ein z.B. elektrisches Ventil 26 eingebaut, kann das Einfärben beliebig gesteuert werden, um damit verschiedenfarbigen Dampf zu erzeugen. Werden die drei Grundfarben und beliebig regelbare Ventile 26 verwendet, kann eine beliebige Farbe erzeugt werden.
    Aus der vorgenannten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sind dem Fachmann zahlreiche Abwandlungen zugänglich, ohne den Bereich der Erfindung wie in den Ansprüchen definiert zu verlassen.
    Denkbar ist u.a., an Stelle des katalytischen Gasbrenners eine offene Gasflamme (Bunsenbrenner) zu benutzen, oder an Stelle des Gasbrenners den Verdampfer oder eine Kombination gas-elektrisch zu benutzen.
    Weitere denkbare Abwandlungen sind:
    • Verwendung eines anderen Brennstoffs oder allgemein Energieträgers, insbesondere eines anderen Gases oder auch eines flüssigen oder festen Brennstoffs.
    • Insbesondere auf Fahrzeugen kann das Aufheizen durch den Energieträger hoher Energiedichte erfolgen, das Halten im Bereitschaftszustand, also der Ausgleich der Wärmeverluste, durch eine elektrische Heizung, die an das elektrische Netz, insbesondere des Fahrzeugs, angeschlossen ist. In der Regel ist eine Verbindung zum elektrischen System auch aus dem Grund vorgesehen, dass das Fahrzeug nach einem Treffer zwangsweise stillgelegt wird.
    Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei Militärfahrzeugen oft eine beträchtliche Anzahl Energieverbraucher an das Stromnetz angeschlossen ist, die auch bei stehendem Motor Energie benötigen und damit die Fahrzeugbatterie belasten. Daher ist auch hier eine Lösung vorteilhaft, die über einen eigenen Energievorrat verfügt, auf die wenigstens dann zurückgegriffen wird, wenn grosse Energiemengen benötigt werden. Bei der vorliegenden Siumulationseinrichtung sind dies insbesondere die Aufheizzeit und das Wiederaufheizen nach einer Aktivierung, während denen auf den eigenen Energievorrat zurückgegriffen und die Batterie geschont wird.
    • Für Bedingungen mit eingeschränkter Sicht, insbesondere bei Nacht, kann eine zusätzliche Einrichtung vorhanden sein, um die Sichtbarkeit zu erhöhen, z.B. eine Einrichtung zur Beleuchtung oder zur Erzeugung eines Lichtblitzes.
    • Die unterbrechungsfreie Bereitschaftszeit kann anders gewählt sein, insbesondere durch Anpassung des Energievorrats und/oder die Art des Energieträgers. Sie kann länger, aber auch kürzer, z.B. 3 Tage sein. Eine vernünftige untere Grenze kann bei einem Tag angenommen werden.

    Claims (16)

    1. Verfahren zur visuellen Simulation explodierender Körper, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flüssigkeit, insbesondere eine überwiegend aus Wasser bestehende Flüssigkeit, verdampft wird, um eine Dampfwolke zu bilden, die den simulierten Explosionsort markiert.
    2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfung durch Erhitzen der Flüssigkeit in einem Verdampfer erfolgt, wobei die zur Verdampfung benötigte Wärme für die Simulation der Explosion mindestens eines explodierenden Körpers hauptsächlich in einem Wärmespeicher (1) gespeichert ist, und dass die Flüssigkeit zum Verdampfen in thermischen Kontakt zum Wärmespeicher gebracht wird, um eine geringe Verzögerung zwischen Auslösen der Simulation und Dampferzeugung zu erzielen.
    3. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (1) durch Wärmezufuhr auf einer vorgegebenen Betriebstemperatur gehalten wird, um die für die Verdampfung nötige Temperatur und Wärmemenge bereit zu halten, und der Wärmespeicher (1) mit einer thermischen Isolation (20) versehen ist, um die Wärmeabgabe an die Umgebung wesentlich zu verringern.
    4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Wasser und optional weitere Komponenten enthält, die gesundheitlich und/oder umwelttechnisch höchstens ein geringes und bevorzugt kein Risiko darstellen.
    5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Komponente, bevorzugt die einzige weitere Komponente, der Flüssigkeit Ethylenglykol ist.
    6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Verdampfer für die zu verdampfende Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer mit einem Wärmespeicher (1) und einer Heizeinrichtung (15) in thermischer Verbindung mit dem Wärmespeicher (1) ausgestattet ist, wobei vom Wärmespeicher (1) im Wesentlichen die Wärmemenge abgebbar ist, um genügend Flüssigkeit für die Simulation mindestens eines Ereignisses zu verdampfen, und wobei der Wärmespeicher durch eine Umhüllung aus thermisch isolierendem Material (20) umgeben ist, um die Heizleistung zur Aufrechterhaltung des Bereitschaftszustandes, in dem der Wärmespeicher die Verdampfungswärme abgeben kann, wesentlich zu verringern.
    7. Vorrichtung gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Energieträger, der für den Betrieb der Heizeinrichtung (15) benötigt wird, ein Vorrat vorhanden ist, der einen Bereitschaftszustand über mindestens einen Tag, bevorzugt mindestens drei Tage und insbesondere mindestens sieben Tage aufrecht zu erhalten gestattet.
    8. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (15) für das Verbrennen eines Gases ausgelegt ist, das in verflüssigter Form in einem Vorratsbehälter (16) in der Vorrichtung lagerbar ist.
    9. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (15) eine Einrichtung zum flammenlosen Verbrennen eines Brennstoffes, bevorzugt durch katalytische Verbrennung, ist.
    10. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (1) im Wesentlichen aus Metall besteht und in seiner Oberfläche mindestens eine kanalförmige Nut (2) mit einer Länge vorhanden ist, dass Flüssigkeit durch Hindurchleiten durch die Nut verdampfbar ist.
    11. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Verdampfers eine Dampfstrahldüse (30) angeordnet ist, deren Ansaugteil mit mindestens einem Farbvorratsbehälter (27) verbunden ist.
    12. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung für den Energieträger vom Vorratsbehälter (16) zur Heizeinrichtung (15) ein Verschlussmittel (17) angeordnet ist, das von einer Steuerung (22), die in Wirkverbindung mit Fühlmitteln steht, die für die Bestimmung der Richtung der Gewichtskraft ausgelegt sind, die auf das verflüssigte Gas wirken, wenigstens dann verschliessbar ist, wenn eine zu starke Abweichung der Richtung der Gewichtskraft von einer vorgegebenen Richtung auftritt, um das Eindringen verflüssigten Gases in die Heizeinrichtung zu vermeiden.
    13. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (22) vorhanden ist, die aus der Ferne, insbesondere durch Funk, unter einer Vielzahl gleicher Vorrichtungen auswählbar und aktivierbar ist, um die Vorrichtung zur Simulation einer Explosion ansteuern zu können.
    14. Vorrichtung gemäss Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Vorratsbehälter (16) für die Flüssigkeit und dem Verdampfer eine Pumpe (12) angeordnet ist, die von der Steuerung (22) ein- und ausschaltbar ist, um bei Aktivierung der Vorrichtung durch Einschalten der Pumpe die Simulation erzeugen zu können.
    15. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass akustische und/oder optische Signalquellen vorhanden sind, um die Erkennbarkeit der Simulation zu verbessern.
    16. Verwendung der Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 6 bis 15 zur Simulation explodierender Geschosse, insbesondere bei Manövern und anderen Gefechtsübungen mit explodierenden Waffenkörpern, im Gelände und/oder auf künstlichen Objekten wie Fahrzeugen, Gebäuden.
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