EP1351031B1 - Minensuch- und Räumsystem für Landminen - Google Patents

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EP1351031B1
EP1351031B1 EP03002259A EP03002259A EP1351031B1 EP 1351031 B1 EP1351031 B1 EP 1351031B1 EP 03002259 A EP03002259 A EP 03002259A EP 03002259 A EP03002259 A EP 03002259A EP 1351031 B1 EP1351031 B1 EP 1351031B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mine
sensor
mines
hunting
clearance
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03002259A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1351031A2 (de
EP1351031A3 (de
Inventor
Hans Dipl.-Ing. Moser
Detlev Dipl.-Ing. Eckhoff
Hermann Dr. Grosch
Klaus Dipl.-Ing. Neugebauer
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.)
Rheinmetall Landsysteme GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Landsysteme GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Rheinmetall Landsysteme GmbH filed Critical Rheinmetall Landsysteme GmbH
Publication of EP1351031A2 publication Critical patent/EP1351031A2/de
Publication of EP1351031A3 publication Critical patent/EP1351031A3/de
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Publication of EP1351031B1 publication Critical patent/EP1351031B1/de
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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
    • F41H11/00—Defence installations; Defence devices
    • F41H11/12—Means for clearing land minefields; Systems specially adapted for detection of landmines
    • F41H11/16—Self-propelled mine-clearing vehicles; Mine-clearing devices attachable to vehicles
    • F41H11/18—Self-propelled mine-clearing vehicles; Mine-clearing devices attachable to vehicles with ground-impacting means for activating mines by the use of mechanical impulses, e.g. flails or stamping elements
    • 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
    • F41H11/00—Defence installations; Defence devices
    • F41H11/12—Means for clearing land minefields; Systems specially adapted for detection of landmines
    • F41H11/13—Systems specially adapted for detection of landmines
    • F41H11/134—Chemical systems, e.g. with detection by vapour analysis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
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    • F41H11/13—Systems specially adapted for detection of landmines
    • F41H11/136—Magnetic, electromagnetic, acoustic or radiation systems, e.g. ground penetrating radars or metal-detectors
    • 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
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    • F41H11/12—Means for clearing land minefields; Systems specially adapted for detection of landmines
    • F41H11/16—Self-propelled mine-clearing vehicles; Mine-clearing devices attachable to vehicles

Definitions

  • the invention relates to a mine search and clearing system for landmines according to the preamble of patent claim 1.
  • Landmines are a permanent threat to both civilian and military personnel in many countries.
  • the mines used are anti-personnel landmines and anti-tank mines buried on surface, surface and buried, usually to a depth of 30 cm, lie.
  • the mines have a variety of ignition and action mechanisms.
  • Most of the world's existing mines have mechanical detonators that trigger the mine when touched or ignited by a tripwire.
  • mines must be cleared, at least where humans are. For this purpose, mechanical and pyrotechnic clearing systems are used in addition to manual broaching.
  • the EP 0 618 423 A1 indicates a converted as mine-clearing vehicle tracked vehicle, with the aid of the mine is promoted in front of a milling drum and there brought under pressure to explode. Such a vehicle is optionally remotely controllable.
  • a Flailsystem that can be adjusted via a height sensor with distance sensor and is located in the front of a vehicle. Through this sensor, a height control of the flail is to be made possible.
  • the DE 196 33 186 C2 describes a mine clearance system based on a modified armored vehicle. At the front is a about a horizontal axis pivotable front attachment provided which carries a milling drum. On the back of a milling drum is also attached as a Nachsuch réelle.
  • a metal detector is used, wherein the rotating metal detector detects the position and movable grippers can settle a shock charge. Only metallic mines are searched. Non-metallic mines are not detectable.
  • a device for locating below the earth's surface ammunition is in the generic DE 42 42 541 A1 disclosed.
  • the invention proposes to locate the ground-sensing sensors on a separate light, unmanned, remotely controllable vehicle (subsidiary vehicle), which then the ammunition contaminated area departs.
  • sensors antennas of a ground radar device magnetic sensors and a camera for ground observation are provided, which are mounted on a side arm of a sensor carrier. An evacuation of the mines is not described here.
  • the US 6,026,135 A describes a vehicle for mine searching and clearing.
  • the remotely controllable vehicle has various sensors (multi-sensor vehicle), with which mines can be detected at and in the earth's surface.
  • the vehicle is in contact with a parent vehicle, especially for image transmission of the images of a mounted on the vehicle to guided trailer video camera on the soil below a separately mounted TNA sensor.
  • a non-illustrated Flailsystem serves to trigger so-called anti-personnel mines.
  • a landmine mine clearing machine will be installed in the DE 20 52 900 A1 disclosed.
  • the proposed solution will clear pressure mines, noise mines and magnetic mines.
  • the driving speed is kept variable and is independent of a roller speed of a header.
  • the detonation is triggered by impact and pressure rollers, whereby it is ensured that all units withstand these short-term operating pressures. About the sensing no statements are made.
  • the false alarm rate occurs, inter alia, that also metallic fragments are detected and displayed for eviction.
  • the invention addresses the problem of specifying a mine search and Räumsystem by which such false alarms are excluded and which has a high detection quality at a high area performance.
  • the invention is based on the idea to provide a pre-release device for triggering the mines located on or near the surface and to use a sensor system which exploits different physical effects, whereby the mines located below the surface are clearly identified and localized as mines. That is, all surface mines, ie rifles, anti-tank mines or pull wires that trigger splinter mines located on or next to the track, are triggered by the mechanical advance solution.
  • the hidden, deeper-lying mines are located by mine mine sensors. This location then causes a targeted clearance by the mine search and clearing system. About a soirflail, which is preferably in functional cooperation with the Vorauslinate sensory, these located mines are then brought to trigger.
  • the carrier vehicle is preferably aligned with the mine so that at least one of the additional flies directly above the mine, the carrier vehicle but removed from this, is located.
  • the additional flail triggers the mine.
  • the optronic sensors are imaging sensors and evaluate features of mines used for automatic detection. For concealed mines, secondary features, such as changes in the surface growth and / or in the temperature image of the surface, can preferably be evaluated.
  • Soil radars can also be used to detect covertly laid mines, here without metal parts, as mines in the ground represent a change in dielectricity.
  • Electrochemical sensors, IMS sensors, TNA sensors and NQR sensors detect covert mines via the explosive feature.
  • TNA sensors and NQR sensors stimulate the mine with neutrons or electromagnetic signals and evaluate the remitted signal responses.
  • IMS sensors and electrochemical methods determine the explosive property via the mobility of the molecules or via the change in the electrical conductivity of substances that are caused by the molecules.
  • a direct fused evaluation of the sensor data also allows a highly accurate location and orientation of the mines for an evacuation.
  • the sensor coordinate systems are used directly in the context of an adjustment and / or combination with e.g. GPS receivers, inertial sensors intended.
  • the individual sensor data are precisely transformed into a uniform coordinate system, taking place and location into consideration.
  • the mine detection sensor is adjustable so that only a certain group of mines is detected, which is characterized by pre-selectable properties. Thereby It is possible to adjust the sensors so that, for example, only large hidden mines (tank mines) are searched for and detected.
  • the chassis of the system is designed so that the mines, which are not triggered by the pre-release, can not be triggered by the chassis.
  • the mine sensor system is arranged behind the mechanical advance device.
  • the mine sweeping and clearing system is preferably remotely controllable and may consist of a carrier vehicle or two carrier vehicles.
  • the sensor system in the front area of one of the two vehicles is mounted so far forward that after detection of a mine, the vehicle can stop without overflowing a mine with the landing gear.
  • the advance solution for example, a floating system as in the DE 197 81 871 T1 described, with respect to the Bodenetzschlagssenergy set so that all mines and mine ignition devices that are above the depth of search, are triggered, these Bodenetztschsenergien are significantly lower than the described Flailsystem because with the pre-release no deeper-lying anti-tank mines must be triggered.
  • the paving system is preferably pre-assembled directly on the vehicle, but can also be used on an independent carrier vehicle.
  • the Flailetti are like the additional flanges preferably chains each with a striking element.
  • the paving system has the advantage that the vegetation of the ground disappears by leveling. This avoids damage to the sensors caused by stones, vegetation etc.
  • the flail system has the lateral additional flanges, which are mounted on the left and / or right of the Flailachse via a coupling to the drive motor.
  • the additional flies are disengaged.
  • the restriction of the objects to be searched to exclusively buried mines with a minimum size and a minimum depth allows a reduction of the false alarm rate with a high detection rate.
  • the detection of, for example, metallic fragments does not lead to the identification as a mine.
  • Fig. 1 is a mine search and clearing system 100 with a carrier vehicle 1 with a mechanical pre-release device 2, a mine search sensor 3, also called sensor, and a sensor and evaluation circuit 4 is shown.
  • the carrier vehicle 1 preferably has low-pressure tires 5 and a protective shield 6 attached behind the pre-release device 2 for protecting the sensor system 3.
  • pre-release device 2 and sensor 3 integrated on a common vehicle 1, at least here the chassis (wheel drive, track drive) is designed so that the mines that are not triggered by the pre-release device 2, can not be triggered by the chassis.
  • the sensor 3 is preferably mounted in the rear of the vehicle 1.
  • Fig. 2 shows the separate attachment of the individual modules divided into two carrier vehicles 10, 11th
  • the pre-release device 2 is attached.
  • the chassis of the host vehicle 10 is performed so that mines that are not triggered by the pre-release device 2, can not be triggered by the chassis.
  • the sensor system 3 is mounted so far forward in the front region of the vehicle 11 that the vehicle 11 can be stopped preferably after detection of a mine without overflowing the mine with the landing gear.
  • the carrier vehicle 11 comprises a pivotable sensor pivot arm 8, on which the sensor system 3 is mounted.
  • the sensor and evaluation circuit 4 is integrated in the second carrier vehicle 11.
  • FIG. 3 Another embodiment shows Fig. 3 , Here is on the carrier vehicle 1 (11) a multifunctional manipulator, a laterally pivotable arm 12 with an additional sensor 13 is provided (will be explained).
  • the sensor system 3 consists of a plurality of different physical effects utilizing sensors, but at least each of at least one optronic sensor 3.1, a ground radar 3.2, an X-ray sensor 3.3, an EMI 3.4 and / or an explosives detector 3.5.
  • a leaflet system is provided as a pre-release device 2. This has impact or Flailieri 2.1.
  • the principle of the effective Mine Searching and Clearing System 100 consists of destroying all the mines at or near the surface of the earth with the mechanical precut device 2 and adjusting the sensor 3 so that it is optimized for the detection of buried mines.
  • the preliminary solution is carried out by striking the Flailieri 2.1 on the paving system 2. With the sensor 3 are thereby detected depending on the default only certain groups of mines, which are predetermined by preselected properties. These properties can be the position below the earth's surface with a minimum depth x and a minimum size / volume to be detected.
  • the paving system 2 is turned off.
  • the vehicle 1 is then moved so that one of the additional flies 7 is positioned exactly above the mine.
  • the additional leaf 7 is engaged and rotated via the Flailmotor (not shown) in rotation.
  • the paving system 2 is then selectively lowered so far into the ground until the mine lying in the ground is destroyed. This is the full power of the Flailsystems 2 for Rajflail 7 available, creating a quick clearance is given.
  • the carrier vehicle 10 with its paving system 2 and the additional flies 7 is moved into the corresponding position, which likewise preferably takes place remotely, the location being given as information from the carrier vehicle 11 to the first carrier vehicle 10.
  • a triggering then takes place as already described.
  • FIG. 3 In order to further improve the performance of the sensor 3, an embodiment is available Fig. 3 at.
  • the additional sensor system 13 mounted on the laterally pivotable arm 12, uneven surfaces, built-up areas or terrain distinguished by growth and stones can be searched in a targeted manner. Examples would be road edges or trenches, the direct environment of trees and shrubs, bridge driveways, etc.
  • This additional sensor system 13 is modular and can be optimized to the search width for the search tasks.
  • the sensor data is evaluated directly in a merger. This is done in conjunction with a site reference that takes into account the vehicle-specific and absolute coordinates.
  • the sensor coordinate systems are determined directly.
  • individual sensor data are precisely transformed into a uniform coordinate system, taking place and location into account.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Minensuch- und Räumsystem für Landminen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Landminen stellen in vielen Ländern eine permanente Bedrohung sowohl für die Zivilbevölkerung als auch die Angehörigen von Streitkräften dar. Bei den eingesetzten Minen handelt es sich um Antipersonenminen und Panzerabwehrminen, die auf der Oberfläche, an der Oberfläche und vergraben, in der Regel bis zu einer Tiefe von 30 cm verlegt, liegen. Die Minen verfügen über unterschiedlichste Zünd- und Wirkungsmechanismen. Eine überwiegende Anzahl der weltweit vorhandenen Minen haben mechanische Zünder, die bei Berührung die Mine zur Auslösung bringen oder die über einen Stolperdraht gezündet werden. Um die Gefährdung von Menschen durch Minen zu beseitigen, müssen die Minen zumindest dort, wo sich Menschen befinden, geräumt werden. Hierzu werden in Ergänzung zum manuellen Räumen mechanische und pyrotechnische Räumsysteme eingesetzt.
  • Ein einfaches mechanisches Räumsystem beschreibt die FR 914 285 .
  • Die EP 0 618 423 A1 gibt ein als Minen-Räumfahrzeug umgerüstetes Kettenfahrzeug an, mit dessen Hilfe die Mine vor eine Frästrommel gefördert und dort unter Druckbeaufschlagung zur Explosion gebracht wird. Ein derartiges Fahrzeug ist wahlweise fernsteuerbar.
  • Aus der EP 0 365 264 A1 ist ein Flailsystem bekannt, das über einen Höhensensor mit Abstandsensor eingestellt werden kann und sich in Front eines Fahrzeuges befindet. Durch diesen Sensor soll eine Höhenkontrolle des Flails ermöglicht werden.
  • Die DE 196 33 186 C2 beschreibt ein Minen-Räumsystem auf Basis eines modifizierten Panzerfahrzeuges. An der Vorderseite ist ein um eine Horizontalachse schwenkbarer Frontanbau vorgesehen, der eine Fräswalze trägt. An der Rückseite ist ebenfalls eine Fräswalze als Nachsuchgerät angebracht.
  • In der DE 88 07 421 U1 wird ein Flailgerät näher betrachtet.
  • Weitere Minen-Räumgeräte sind in der DE 26 32 568 A1 und in der DE 24 30 709 A1 beschrieben.
  • Auch aus der DE 44 41 075 C1 ist ein Minen-Räumfahrzeug bekannt, wobei hier ein Frontanbau näher beschrieben wird. Dabei ist vorgesehen, zur Selektion von Metallteilen Magnete im Bereich einer Frästrommel anzuordnen.
  • Daneben gibt es auch Such- und Räumsysteme, bei denen mittels Sensoren die Minen detektiert und teilweise lokalisiert werden. Anschließend werden diese detektierten Minen gezielt geräumt.
  • So beschäftigt sich die DE 195 14 569 A1 mit einer an einem Fahrzeug installierten Such- und Räumeinrichtung für Landminen. Hierbei wird ein Metalldetektor verwendet, wobei der rotierende Metalldetektor die Position detektiert und bewegliche Greifer eine Schlagladung absetzten können. Es werden nur metallische Minen gesucht. Nichtmetallische Minen sind nicht detektierbar.
  • Eine Vorrichtung zum Orten von unterhalb der Erdoberfläche befindliche Munition wird in der gattungsgemäßen DE 42 42 541 A1 offenbart. Um eine großflächige automatische Ortung und Kartierung von Munition zu ermöglichen, bei der eine Suchmannschaft nicht gefährdet wird, schlägt die Erfindung vor, den Erdboden sensierende Sensoren auf einem separaten leichten, unbemannten, fernsteuerbaren Fahrzeug (Tochterfahrzeug) anzuordnen, welches dann das mit Munition kontaminierte Gebiet abfährt. Als Sensoren sind Antennen eines Bodenradargerätes, magnetische Sensoren als auch eine Kamera zur Bodenbeobachtung vorgesehen, die an einem seitlichen Ausleger eines Sensorträgers angebracht sind. Eine Räumung der Minen ist hierbei nicht beschrieben.
  • Die US 6,026,135 A beschreibt ein Fahrzeug zum Minensuchen und -räumen. Dazu besitzt das fernsteuerbare Fahrzeug diverse Sensoren (Multisensorfahrzeug) auf, mit denen Minen an und in der Erdoberfläche detektiert werden können. Das Fahrzeug steht dabei mit einem Mutterfahrzeug in Kontakt, speziell zur Bildübertragung der Bilder einer an dem Fahrzeug nach geführten Anhänger angebrachten Videokamera über die Bodenbeschaffenheit unterhalb eines separat angebrachten TNA-Sensors. Ein nicht näher dargestelltes Flailsystem dient zur Auslösung so genannter Antipersonenminen.
  • In Grosch H: "Überwinden durch Überlisten", Soldat und Technik, Umschau Verlag, Frankfurt am Main, DE, Bd. 39, Nr. 9, 1. September 1996, Seiten 590-592 ist ausgeführt, dass bedingt durch immer neue Minentypen neue Forderungen an künftige Minenräumausstattungen gestellt werden. So wird zur umfangreichen Minenräumung der Detektion eine große Rolle zugesprochen, wozu verschiedene Minensuchverfahren kombiniert werden müssen und werden. Die darin aufgelisteten Detektionsverfahren sind u. a. die Detektion unter Radar zum Aufspüren von Hohlräumen im Boden, das Detektieren von Sprengstoffen oder das Spüren von Minen mit Infrarotdetektoren. Bezüglich der sich anschließenden Vernichtung sieht der Autor als zukunftsweisend die Räumung der Minen durch Auslösen über ihren Zündermechanismus.
  • Mit der US 6,212,799 B1 wird eine rotierende Vorrichtung beschrieben, die an einer Schneefräse auch an einem Minenräumer Verwendung finden kann.
  • Im Beitrag von Hewish et al: "Mine-detection technologies", International Defense Review, Nr. 10, 1. Oktober 1995, Seiten 40-45 werden gleichfalls die verschiedenen Suchsensoren für das Minensuchen aufgezählt und deren Verwendung näher beschrieben.
  • Ein Minen-Räumgerät für Landminen wird in der DE 20 52 900 A1 offenbart. Mit der vorgeschlagenen Lösung werden Druckminen, Geräuschminen und Magnetminen geräumt. Die Fahrgeschwindigkeit wird dabei variabel gehalten und ist unabhängig von einer Walzengeschwindigkeit eines Vorsatzgerätes. Das Auslösen der Detonation erfolgt durch Schlag- und Druckwalzen, wobei sichergestellt ist, dass sämtliche Baueinheiten diesen kurzzeitigen Betriebsdrücken standhalten. Über die Sensierung werden keine Aussagen getroffen.
  • Die Forderungen, die an solche Systeme gestellt werden, sind neben der effektiven Räumung eine hohe Detektionsqualität bei niedriger Falschalarmrate und möglichst hoher Flächenleistung. Die Falschalarmrate tritt unter anderem dadurch auf, dass auch metallische Fragmente detektiert und zur Räumung angezeigt werden.
  • Hier greift die Erfindung die Aufgabe auf, ein Minensuch- und Räumsystem anzugeben, durch welches derartige Falschalarme ausgeschlossen werden und das eine hohe Detektionsqualität bei einer hohen Flächenleistung aufweist.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Vorauslöseeinrichtung zur Auslösung der an bzw. nahe der Oberfläche befindlichen Minen vorzusehen und eine Sensorik zu verwenden, die unterschiedliche physikalische Effekte ausnutzt, wodurch die unterhalb der Oberfläche befindlichen Minen eindeutig als Minen identifiziert und lokalisiert werden. D.h., alle Minen an der Oberfläche, d.h. Schützenminen, Panzerminen oder Zugdrähte, die Splitterminen auslösen, die sich auf oder neben dem Fahrweg befinden, werden durch die mechanische Vorauslösung zur Auslösung gebracht. Die verdeckten, tieferliegenden Minen werden durch die Minensuchsensorik geortet. Diese Ortung bewirkt dann eine zielgerichtete Räumungsmöglichkeit durch das Minensuch- und Räumsystem.
    Über ein Zusatzflail, welches vorzugsweise mit der Vorauslöseeinrichtung in funktionalem Zusammenwirken steht, werden diese georteten Minen dann zur Auslösung gebracht. Dann wird das Trägerfahrzeug vorzugsweise so zur Mine ausgerichtet, dass sich zumindest eines der Zusatzflails direkt oberhalb der Mine, das Trägerfahrzeug aber von dieser entfernt, befindet. Durch das Zusatzflail erfolgt die Auslösung der Mine.
    Bei den Sensoren handelt es sich um optronische Sensoren, Bodenradare (GPR), Röntgenrückstrahler, elektromagnetische Sensoren (EMI= Elektromagnetischer Impulssensor) und / oder Sprengstoffdetektoren, wie TNA-Sensor (Thermischer Neutronen-Aktivierungssensor), IMS-Sensor (lonen-Mobilitäts-Spektrometer), NQR-Sensor (Nuclear Quadrupole Resonance = Kernquadrupol-Resonanz).
    Die optronischen Sensoren sind abbildende Sensoren und werten Merkmale von Minen aus, die für die automatische Detektion herangezogen werden. Bei verdeckt verlegten Minen können vorzugsweise Sekundärmerkmale, wie Änderung im Oberflächenbewuchs und /oder im Temperaturbild der Oberfläche, ausgewertet werden.
    Auch Bodenradare können zur Detektion verdeckt verlegter Minen, hier ohne Metallanteile, eingesetzt werden, da Minen im Erdboden eine Änderung der Dielektrizität darstellen.
    Elektrochemische Sensore, IMS-Sensore, TNA-Sensore sowie NQR-Sensore erkennen insbesondere verdeckt verlegte Minen über das Merkmal Sprengstoff.
    TNA-Sensore und NQR-Sensore stimulieren die Mine durch Neutronen bzw. elektromagnetische Signale und werten die remittierten Signalantworten aus. IMS-Sensore und elektrochemische Verfahren bestimmen das Merkmal Sprengstoff über die Mobilität der Moleküle bzw. über die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit von Substanzen, die durch die Moleküle verursacht werden.
  • Eine direkte fusionierte Auswertung der Sensordaten ermöglicht zudem eine hochgenaue Ort- und Lagebestimmung der Minen für eine Räumung. Die Sensorkoordinatensysteme werden dabei direkt im Rahmen einer Justierung und /oder Kombination mit z.B. GPS-Empfängern, Inertialsensoren bestimmt. Die einzelnen Sensordaten werden unter Berücksichtigung von Ort und Lage präzise in ein einheitliches Koordinatensystem transformiert.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den weiteren Unteransprüchen aufgezählt.
  • So ist die Minensuchsensorik so einstellbar, dass nur eine bestimmte Gruppe von Minen detektiert wird, die sich durch vorwählbare Eigenschaften auszeichnet. Dadurch ist es möglich, die Sensorik so einzustellen, dass beispielsweise nur große verdeckt verlegte Minen (Panzerminen) gesucht und detektiert werden.
  • Ist eine mechanische Vorauslöseeinrichtung am einteiligen Minensuch- und Räumsystem angebracht, ist das Fahrwerk des Systems so ausgeführt, dass die Minen, die vom Vorauslöser nicht ausgelöst werden, auch vom Fahrwerk nicht ausgelöst werden können.
    Die Minensensorik ist hinter der mechanischen Vorauslöseeinrichtung angeordnet. Das Minensuch- und Räumsystem ist vorzugsweise fernsteuerbar und kann aus einem Trägerfahrzeug oder zwei Trägerfahrzeugen bestehen.
  • Bei einem zwei geteilten Minensuch- und Räumsystem ist die Sensorik im Frontbereich eines der beiden Fahrzeuge so weit vorne montiert, dass nach Detektion einer Mine das Fahrzeug anhalten kann, ohne mit dem Fahrwerk eine Mine zu überlaufen.
  • Die Vorauslösung, beispielsweise ein Flailsystem wie in der DE 197 81 871 T1 beschrieben, wird in Bezug auf die Bodenaufschlagsenergien so eingestellt, dass alle Minen und Minenzündeinrichtungen, die oberhalb der Suchtiefe liegen, ausgelöst werden, wobei diese Bodenaufschlagsenergien deutlich geringer sind als beim beschriebenen Flailsystem, da mit dem Vorauslöser keine tiefer liegenden Panzerminen ausgelöst werden müssen. Für die Vorauslösung ist lediglich ein Aufschlagen der Flailelemente erwünscht, was vorteilhaft nicht zur Zerstörung der Struktur des Untergrundes führt. Das Flailsystem wird vorzugsweise direkt am Fahrzeug vorgebaut, kann aber auch an einem eigenständigen Trägerfahrzeug zum Einsatz kommen. Die Flailelemente sind wie die Zusatzflails vorzugsweise Ketten mit je einem Schlagelement. Das Flailsystem hat den Vorteil, dass die Vegetation des Untergrundes durch Planierung verschwindet. Dadurch werden Beschädigungen an den Sensoren durch Steine, Vegetation etc. vermieden.
  • In einer bevorzugten Ausführung weist das Flailsystem die seitlichen Zusatzflails auf, die links und / oder rechts an der Flailachse über eine Kupplung zum Antriebsmotor montiert sind. Beim Betrieb des eigentlichen Flailsystems sind die Zusatzflails ausgekuppelt.
  • Die Einschränkung der zu suchenden Objekte auf ausschließlich vergrabene Minen mit einer Mindestgröße und einer Mindesttiefe ermöglicht eine Reduzierung der Falschalarmrate bei hoher Detektionsrate. Die Detektion von beispielsweise metallischen Fragmenten führt nicht zur Identifizierung als Mine.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt
    • Fig. 1
    ein Minensuch- und Räumsystem mit einem Trägerfahrzeug zum Suchen und Räumen von Minen,
    Fig. 2
    ein Minensuch- und Räumsystem aufgeteilt auf zwei Trägerfahrzeuge,
    Fig. 3
    eine vorteilhafte Ausführung mit einer weiteren Minensuchsensorik.
  • In Fig. 1 ist ein Minensuch- und Räumsystem 100 mit einem Trägerfahrzeug 1 mit einer mechanischen Vorauslöseeinrichtung 2 , einer Minensuchsensorik 3, auch Sensorik genannt, sowie einer Sensor- und Auswerteschaltung 4 dargestellt. Das Trägerfahrzeug 1 weist vorzugsweise Niederdruckreifen 5 sowie ein hinter der Vorauslöseeinrichtung 2 angebrachtes Schutzschild 6 zum Schutz der Sensorik 3 auf.
    Sind Vorauslöseeinrichtung 2 und Sensorik 3 auf einem gemeinsamen Fahrzeug 1 integriert, wird zumindest hier das Fahrwerk (Räderlaufwerk, Kettenlaufwerk) so ausgeführt, dass die Minen, die von der Vorauslöseeinrichtung 2 nicht ausgelöst werden, auch nicht vom Fahrwerk ausgelöst werden können.
    Die Sensorik 3 ist vorzugsweise im Heckbereich des Fahrzeuges 1 angebracht.
  • In einer bevorzugten Ausführung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Zusatzflails 7 rechts und/oder links der Antriebsachse der Vorauslöseeinrichtung 2 anzubringen. Durch diese Zusatzflails 7 kann nach Detektion einer Mine diese zielgerichtet ausgelöst und zerstört werden (wird noch ausgeführt).
  • Fig. 2 zeigt die getrennte Anbringung der einzelnen Baugruppen aufgeteilt auf zwei Trägerfahrzeuge 10, 11.
    Am in Fahrtrichtung 9 ersten Trägerfahrzeug 10 ist die Vorauslöseeinrichtung 2 angebracht. Auch hier wird das Fahrwerk des Trägerfahrzeuges 10 so ausgeführt, dass Minen, die nicht durch die Vorauslöseeinrichtung 2 ausgelöst werden, auch durch das Fahrwerk nicht ausgelöst werden können.
    Beim dazugehörigen zweiten Trägerfahrzeug 11 wird die Sensorik 3 im Frontbereich des Fahrzeuges 11 so weit nach vorne montiert, dass das Fahrzeug 11 vorzugsweise nach Detektion einer Mine angehalten werden kann, ohne mit dem Fahrwerk die Mine zu überlaufen. Das Trägerfahrzeug 11 umfasst dazu einen schwenkbaren Sensorikschwenkarm 8, an dem die Sensorik 3 angebracht ist. Im zweiten Trägerfahrzeug 11 ist zudem die Sensor- und Auswerteschaltung 4 integriert.
  • Eine weitere Ausgestaltung zeigt Fig. 3. Hier ist am Trägerfahrzeug 1 (11) ein multifunktionaler Manipulator, ein seitlich verschwenkbarer Arm 12 mit einer Zusatzsensorik 13 vorgesehen (wird noch ausgeführt).
  • Die Sensorik 3 besteht aus einer Vielzahl von unterschiedliche physikalische Effekte ausnutzenden Sensoren, zumindest aber aus jeweils wenigstens einem optronischen Sensor 3.1, einem Bodenradar 3.2 , einem Röntgenrückstrahlsensor 3.3, einem EMI 3.4 und / oder einem Sprengstoffdetektor 3.5.
    Als Vorauslöseeinrichtung 2 ist ein Flailsystem vorgesehen. Dieses weist Schlag- bzw. Flailelemente 2.1 auf.
  • Das Prinzip des effektiven Minensuch- und Räumsystems 100 nach den Fig. 1 bis 3 besteht darin, mit der mechanischen Vorauslöseeinrichtung 2 alle Minen an bzw. nahe der Erdoberfläche zu zerstören bzw. auszulösen und die Sensorik 3 so einzustellen, dass sie auf die Detektion vergrabener Minen optimiert ist.
    Die Vorauslösung erfolgt mittels Aufschlagen der Flailelemente 2.1 am Flailsystem 2. Mit der Sensorik 3 werden dabei je nach Vorgabe nur bestimmte Gruppen von Minen detektiert, die durch vorwählbare Eigenschaften vorbestimmt werden. Diese Eigenschaften können die Position unter der Erdoberfläche mit einer Mindesttiefe x sowie eine Mindestgröße / Volumen sein, die detektiert werden sollen.
  • Wurde nach Fig. 1 eine Mine durch die Sensorik 3 detektiert und lokalisiert, wird das Flailsystem 2 abgeschaltet. Das Fahrzeug1 wird dann so bewegt, dass einer der Zusatzflails 7 genau über der Mine positioniert wird . Danach wird das Zusatzflail 7 eingekuppelt und über den Flailmotor (nicht näher dargestellt) in Rotation versetzt. Das Flailsystem 2 wird dann punktuell so weit in den Boden abgesenkt, bis die im Boden liegende Mine zerstört ist. Damit steht die volle Antriebsleistung des Flailsystems 2 für das Zusatzflail 7 zur Verfügung, wodurch eine schnelle Räumung gegeben ist.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird mit Detektion einer Mine das Trägerfahrzeug 10 mit seinem Flailsystem 2 und den Zusatzflails 7 in die entsprechende Position gefahren, was gleichfalls vorzugsweise ferngesteuert erfolgt, wobei die Ortsbestimmung als Information vom Trägerfahrzeug 11 an das erste Trägerfahrzeug 10 gegeben wird. Eine Auslösung erfolgt dann wie bereits beschrieben.
  • Um die Leistungsfähigkeit der Sensorik 3 weiter zu verbessern, bietet sich eine Ausführung nach Fig. 3 an. Mit der am seitlich verschwenkbaren Arm 12 angebrachten Zusatzsensorik 13 können unebene Flächen, bebaute Flächen oder mit Bewuchs und Steinen ausgezeichnetes Gelände gezielt abgesucht werden. Beispiele wären Straßenränder bzw. -gräben, das direkte Umfeld von Bäumen und Büschen, Brükkenauffahrten usw. Diese Zusatzsensorik 13 ist modular ausgeführt und kann an die Suchbreite für die Suchaufgaben optimiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführung werden die Sensordaten in einer Fusion direkt ausgewertet. Dies erfolgt in Verbindung mit einer Ortsreferenzierung, die die fahrzeug-spezifischen und absoluten Koordinaten berücksichtigen. Die Sensorkoordinatensysteme werden direkt bestimmt. Im Rahmen der Auswertung werden einzelne Sensordaten unter Berücksichtigung von Ort und Lage präzise in ein einheitliches Koordinatensystem transformiert.

Claims (15)

  1. Minensuch- und Räumsystem, aufweisend
    - eine mechanische Vorauslöseeinrichtung (2) in Front eines Trägerfahrzeugs (1) oder bei zwei Trägerfahrzeugen (10, 11) in Front des ersten Trägerfahrzeugs (10), sowie
    - eine Minensensorik (3), bestehend aus einer Mehrzahl von Sensoren die unterschiedliche physikalische Effekte ausnutzen, vorzugsweise einem optronischen Sensor (3.1) und/oder einem Bodenradar (3.2) und/oder einem Röntgenrückstrahler (3.3) und/oder einem elektromagnetischen Sensor (3.4) und/oder einen Sprengstoffdetektor (3.5), die hinter der Vorauslöseeinheit angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
    - die Vorauslöseeinrichtung (2) die Minen und Minenzündeinrichtungen zerstört, die oberhalb einer Suchtiefe (x) der Minensensorik (3) liegen und
    - die Minensensorik (3) nur auf unterhalb dieser Suchtiefe (x) liegenden Minen anspricht.
  2. Minensuch- und Räumsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Vorauslöseeinrichtung (2) ein Flailsystem ist.
  3. Minensuch- und Räumsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Vorauslöseeinrichtung (2) wenigstens ein Zusatzflail (7) aufweist.
  4. Minensuch- und Räumsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzflail (7) links und/oder rechts an der Achse der Vorauslöseeinrichtung (2) über eine Kupplung zum Antriebsmotor montiert ist.
  5. Minensuch- und Räumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sprengstoffdetektor (3.5) ein TNA-Sensor, ein IMS-Sensor und/oder ein NQR-Sensor ist.
  6. Minensuch- und Räumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Eigenschaft der zu detektierenden Minen eine Mindestgröße/Volumen ist.
  7. Minensuch- und Räumsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem einteiligen Minensuch- und Räumsystem (100) die Minensensorik (3) im Heckbereich und bei einem zwei geteilten Minensuch- und Räumsystem (100) im Frontbereich des zweiten Trägerfahrzeuges (11) weit vorne montiert ist.
  8. Minensuch- und Räumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Minensensorik (3) an einem Sensorikschwenkarm (8) angebracht ist.
  9. Minensuch- und Räumsystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzsensorik (13) vorgesehen ist, die modular ausführbar und an einem seitlich verschwenkbaren Arm (12) angebracht ist.
  10. Minensuch- und Räumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Sensor- und Auswerteschaltung (4) eine direkte fusionierte Auswertung der Sensordaten erfolgt.
  11. Minensuch- und Räumsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerfahrzeug (1, 10,11) fernsteuerbar ist.
  12. Verfahren zum Minensuchen und Räumen von Minen unter Nutzung des Minensuch- und Räumsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Minen an oder nahe der Erdoberfläche durch eine mechanische Vorauslöseeinrichtung (2) vorauslösen oder zerstören und die Minen, die in einer Such- oder Mindesttiefe (x) in der Erde liegen, durch eine Minensensorik (3) detektiert werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Minensensorik (3) je nach Vorgabe nur Minen einer Mindestgröße/Volumens detektiert.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach Detektion und Lokalisierung einer Mine durch die Minensensorik (3) ein Zusatzflail (7) genau über der Mine positioniert und punktuell so weit in den Boden abgesenkt wird, bis die im Boden liegende Mine zerstört ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkoordinatensysteme direkt im Rahmen einer Justierung und/oder Kombination mit GPS-Empfängern oder Inertialsensoren bestimmt und die einzelnen Sensordaten unter Berücksichtigung von Ort und Lage der Mine präzise in ein einheitliches Koordinatensystem in der Sensor- und Auswerteschaltung (4) transformiert werden.
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