EP2321612A1 - Vorrichtung und verfahren zur abwehr von sich einem schiff unter oder auf dem wasser nähernden objekten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur abwehr von sich einem schiff unter oder auf dem wasser nähernden objekten

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EP2321612A1
EP2321612A1 EP09778256A EP09778256A EP2321612A1 EP 2321612 A1 EP2321612 A1 EP 2321612A1 EP 09778256 A EP09778256 A EP 09778256A EP 09778256 A EP09778256 A EP 09778256A EP 2321612 A1 EP2321612 A1 EP 2321612A1
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EP
European Patent Office
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ammunition
ship
water
approaching
underwater
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09778256A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Borgmann
Martin Fegg
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 Waffe Munition GmbH
Original Assignee
Rheinmetall Waffe Munition GmbH
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B21/00—Depth charges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/86—Combinations of sonar systems with lidar systems; Combinations of sonar systems with systems not using wave reflection

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the defense against a ship under or on the water approaching objects, by means of below the water surface detonable ammunition or ammunition with a water depth at which the ignition is to be done automatically, programmable ignition device.
  • squid anti-submarine weapons already known as squid (squid) were used during the Second World War, in which the firing of the launcher took place directly through a sonar rangefinder. After detection of an underwater object, three independently acting depth charges were fired at a distance of approx. 250 m in front of the ship. The three water bombs then formed a triangle with about 37 m side length. The explosion depth had to be set uniformly in advance.
  • a disadvantage of this known device is, inter alia, that in each case several depth charges must be fired.
  • accurate localization of the underwater object was not possible except by the distance information obtained from the sonar. Therefore, if the echo of the sonar gained from the underwater object remained constant, an immediate attack without turning maneuvers had to be made with launchers throwing laterally and backwards. Substantial quantities of explosives therefore had to be used for the defensive measures, which meant that the risk of unintentional damage was very high.
  • the not previously published DE 10 2007 048 072.7 led to the idea of an Artil Use lerie- or mortar projectile or explosive projectile and spend this by means of a large caliber gun, such as a howitzer, in the target area.
  • Such a measure makes it possible to fend off a submarine or the like (for example a sea mine) from a ship or, if necessary, also from land over a distance> 30 km from the target area.
  • the bullet strikes the surface of the water and sinks deeper until it reaches the depth set by a special igniter.
  • the detonator of the projectile may be a hydrostatic pressure fuze, which responds when the set water depth is reached.
  • other igniters are conceivable (eg remote detonators, which are effective due to the magnetic, acoustic or hydrodynamic field of the target, or delay detonators, which respond after a set time after immersion of the water bomb in the water), which are used ,
  • the invention has for its object to provide an apparatus and a method by means of which, in the case of a threat presumption, underwater objects approaching a ship or objects approaching on the water can be purposefully controlled by the ship.
  • the invention is based on the idea of using an underwater locating system to determine both the distance and the direction and thus also the depth of an object approaching the ship and to transmit this data to a fire control computer of a launching device of an ammunition launcher which can be directed about two axes.
  • the fire control computer determines from the position data of the object and from the ammunition ballistics of the ammunition used to combat the object (ammunition) / ammunition and its outgoing speed the data required to direct the launching device, so that after firing a corresponding ammunition body this in a precisely predefined area the water surface above the object or, in the case of an object approaching on the water, impinges at a predetermined distance from this object.
  • a programming of the ignition device of the ammunition body takes place, so that the ammunition body detonates at a predetermined depth after hitting the water surface in order to open the underwater structure.
  • the amount of explosive can also be chosen such that it does not kill, for example, an approaching combat swimmer, but only makes incapacitated. This avoids the risk of unintentional killings or other collateral damage.
  • the underwater locating system can for example consist of an active system, which determines both the distance to the approaching object as well as by rotating the locating probe, the direction of the object. It can be provided for the exact direction determination of the approaching object but also a plurality of spaced apart passive positioning probes, wherein the distance of the locating probes is selected such that by the different distances between the locating probes and the approaching object, a direction determination of the object is feasible.
  • At least one of the locating probes of the underwater locating device is used to determine the approaching object type (submarine, combat swimmer, torpedo), so that the ammunition to be fired is selected accordingly can be.
  • Shown schematically in the figure is the bow of a ship 1, which is approached by an underwater combat swimmer 2 in order, for example, to attach a detonable charge to the ship 1.
  • the underwater locating system 5 is connected by means of appropriate lines via a Feuerleitrechner 6 with the actuators (not shown) of a located on the ship 1 and two axes alignable launching device (here a launch tube) 7 of a Munitionswerfers 8.
  • the signals received with the aid of the locating probes 4 are fed to a computer 9, which evaluates the signals and their transit time differences in a manner known per se.
  • the position data obtained here are fed to the fire control computer 6. This then determines from the position data of the combat float 2 and from the ammunition ballistics of the ammunition used to combat the combat float 2 / ammunition 10 and its outgoing speed for directing the Abschuss worn 7 data for the actuators of the launching device. 7
  • the launching device 7 is then automatically directed in azimuth and elevation.
  • an ignition device for example, a programmable pressure igniter
  • the electrical connection can be inductive.
  • known temping units can also be integrated.
  • the ammunition or the ammunition body 10 may have a delay fuze, which responds after expiry of a set time or set depth, for example, a hydrostatic pressure fuze, the ammunition upon reaching the set water depth after immersion.

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  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abwehr von sich einem Schiff (1) unter oder auf dem Wasser nähernden Objekten (2), mittels unterhalb der Wasseroberfläche (3) detonierbarer Munitionskörper (10) mit einer die Wassertiefe, bei der die Zündung selbsttätig erfolgen soll, programmierbaren Zündeinrichtung. Um bei einer Bedrohungsvermutung sich dem Schiff (1) nähernde Objekte (2) von diesem aus gezielt bekämpfen zu können, schlägt die Erfindung vor, mit Hilfe einer Unterwasserortungsanlage (5) sowohl die Entfernung als auch die Richtung des sich nähernden Objektes (2) zu ermitteln und diese Daten über einen Feuerleitrechner (6) auf die Stellantriebe einer auf dem Schiff (1) anordbaren und um zwei Achsen richtbaren Abschusseinrichtung (7) eines Munitionswerfers (8) zu übertragen, so dass nach Abschuss eines entsprechenden Munitionskörpers (10) dieser in einem genau vordefinierten Bereich auf der Wasseroberfläche (3) über dem Objekt (2) oder in einem vorgegebenen Abstand von diesem Objekt (2) auftrifft.

Description

BESCHREIBUNG
Vorrichtung und Verfahren zur Abwehr von sich einem Schiff unter oder auf dem
Wasser nähernden Objekten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Abwehr von sich einem Schiff unter oder auf dem Wasser nähernden Objekten, mittels unterhalb der Wasseroberfläche detonierbarer Munitionskörper bzw. Munition mit einer die Wassertiefe, bei der die Zündung selbsttätig erfolgen soll, programmierbaren Zündeinrichtung.
Vorrichtungen zur Abwehr von sich einem Schiff nähernden Unterwasserobjekten, wie U- Boote, Torpedos oder Kampfschwimmer, sind seit langem bekannt. Hierzu werden bei einer Bedrohungsvermutung Wasserbomben oder Unterwassergranaten, beispielsweise mittels eines Wasserbombenwerfers, in Richtung auf das vermutete Unterwasserobjekt abgefeuert.
So wurde beispielsweise bereits im Zweiten Weltkrieg als Squid (Tintenfisch) bezeichnete U-Boot-Abwehrwaffen eingesetzt, bei denen die Auslösung des Werfers direkt durch einen Sonar-Entfernungsmesser erfolgte. Dabei wurden nach Detektion eines Unterwasserobjektes drei unabhängig voneinander wirkende Wasserbomben in eine Entfernung von ca. 250 m vor das Schiff abgefeuert. Die drei Wasserbomben bildeten dann ein Dreieck mit etwa 37 m Seitenlänge. Die Explosionstiefe musste einheitlich vorab eingestellt werden.
Nachteilig bei dieser bekannten Vorrichtung ist unter anderem, dass jeweils mehrere Wasserbomben abgefeuert werden müssen. Zwar war es möglich, das Unterwasserobjekt mit dem Sonar nach dem Abschuss weiter zu beobachten, doch war eine genaue Lokalisierung des Unterwasserobjektes lediglich durch die von dem Sonar gewonnenen Abstandsinformationen nicht möglich. Wenn daher das von dem Unterwasserobjekt gewonnene Echo des Sonars konstant blieb, musste ein sofortiger Angriff ohne Wendemanöver mit Werfern, die seitlich und nach hinten werfen, erfolgen. Für die Abwehrmaßnahmen mussten daher beträchtliche Explosivstoffmengen verwendet werden, wodurch die Gefahr unbeabsichtigter Schäden sehr hoch war. Die nicht vor veröffentlichten DE 10 2007 048 072.7 führte den Gedanken weiter, ein Artil- lerie- oder Mörsergeschoss bzw. Sprenggeschoss einzusetzen und dieses mittels eines großkalibrigen Geschützes, beispielsweise einer Haubitze, in das Zielgebiet zu verbringen. Durch eine derartige Maßnahme wird es möglich, ein Unterseeboot oder dergleichen (beispielsweise eine Seemine) von einem Schiff aus oder gegebenenfalls auch vom Land aus über eine Distanz > 30 km Entfernung zum Zielgebiet abwehren zu können. Das Ge- schoss trifft auf die Wasseroberfläche auf und sinkt tiefer, bis die über einen Spezialzün- der eingestellte Tiefe erreicht ist. Bei dem Zünder des Geschosses kann es sich um einen hydrostatischen Druckzünder handeln, der beim Erreichen der eingestellten Wassertiefe anspricht. Je nach Anwendungsfall sind aber auch andere Zünder denkbar (z.B. Fernzünder, die aufgrund des magnetischen, akustischen oder hydrodynamischen Feldes des Zieles wirksam werden, oder Verzögerungszünder, die nach Ablauf einer eingestellten Zeit nach Eintauchen der Wasserbombe in das Wasser ansprechen), die zur Anwendung kommen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit deren Hilfe bei einer Bedrohungsvermutung sich einem Schiff nähernde Unterwasserobjekte oder auf dem Wasser nähernde Objekte von dem Schiff aus gezielt bekämpft werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, mit Hilfe einer Unterwasserortungsanlage sowohl die Entfernung als auch die Richtung und damit auch die Tiefe eines sich dem Schiff nähernden Objektes zu ermitteln und diese Daten auf einen Feuerleitrechner einer um zwei Achsen richtbaren Abschusseinrichtung eines Munitionswerfers zu übertragen. Der Feuerleitrechner bestimmt dann aus den Positionsdaten des Objektes sowie aus der Munitionsballistik des zur Bekämpfung des Objektes verwendeten Munitionskörpers (Unterwassergranate) /Munition und dessen Abgangsgeschwindigkeit die zum Richten der Abschusseinrichtung benötigten Daten, so dass nach Abschuss eines entsprechenden Munitionskörpers dieser in einem genau vordefinierten Bereich auf der Wasseroberfläche über dem Objekt oder -im Falle eines sich auf dem Wasser nähernden Objektes- in einem vorgegebenen Abstand von diesem Objekt auftrifft. Außerdem erfolgt vor Abschuss des Munitionskörpers von dem Feuerleitrechner eine Programmierung der Zündeinrichtung des Munitionskörpers, so dass der Munitionskörper nach dem Auftreffen auf die Wasseroberfläche in einer vorgegebenen Tiefe detoniert, um das Unterwasserob- jekt zu zerstören bzw. ein sich auf der Wasseroberfläche näherndes Objekt (beispielsweise ein mit Sprengstoff geladenes Boot) durch die aufsteigende Druckwelle zu stoppen und zur Umkehrung zu zwingen.
Durch eine derartig gezielte Bekämpfung der sich dem Schiff nähernden Objekte sind wesentlich geringere Explosivstoffmengen erforderlich, als dieses bei bekannten vergleichbaren Vorrichtungen der Fall ist. Dabei kann die Explosivstoffmenge auch derart gewählt werden, dass sie beispielsweise einen sich nähernden Kampfschwimmer nicht tötet, sondern lediglich gefechtsunfähig macht. Damit wird die Gefahr von unbeabsichtigten Tötungen bzw. anderer Kolateralschäden abgewendet.
Die Unterwasserortungsanlage kann beispielsweise aus einem aktiven System bestehen, welches sowohl den Abstand zu dem sich nähernden Objekt als auch durch Drehen der Ortungssonde die Richtung des Objektes ermittelt. Es können zur genauen Richtungsermittlung des sich nähernden Objektes aber auch mehrere voneinander beabstandete passive Ortungssonden vorgesehen sein, wobei der Abstand der Ortungssonden derart gewählt ist, dass durch die unterschiedlichen Entfernungen zwischen den Ortungssonden und dem sich nähernden Objekt eine Richtungsermittlung des Objektes durchführbar ist.
Um eine optimale Bekämpfung des sich nähernden Objektes vorzunehmen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn mindestens einer der Ortungssonden der Unterwasserortungseinrichtung zur Ermittlung des sich nähernden Objekttyps (U-Boot, Kampfschwimmer, Torpedo) herangezogen wird, so dass die zu verschießende Munition entsprechend gewählt werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand einer Figur erläuterten Ausführungsbeispiel.
In der Figur ist schematisch der Bug eines Schiffes 1 dargestellt, dem sich ein unter Wasser befindlicher Kampfschwimmer 2 nähert, um an dem Schiff 1 beispielsweise eine fern- zündbare Haftladung zu befestigen.
An der Bordwand des Schiffes befinden sich unterhalb der Wasseroberfläche 3 Ortungssonden 4 einer Unterwasserortungsanlage 5, mit der sowohl der Abstand zu dem Kampfschwimmer 2 als auch die Richtung, in welcher sich der Kampfschwimmer 2 dem Schiff 1 nähert (und somit auch die Tiefe, in welcher sich der Kampfschwimmer 2 unter der Was- - A -
seroberfläche 3 befindet), ermittelt werden kann.
Die Unterwasserortungsanlage 5 ist mittels entsprechender Leitungen über einen Feuerleitrechner 6 mit den Stellantrieben (nicht dargestellt) einer auf dem Schiff 1 befindlichen und um zwei Achsen richtbaren Abschusseinrichtung (hier ein Abschußrohr) 7 eines Munitionswerfers 8 verbunden.
Sobald die Unterwasserortungsanlage 5 den Kampfschwimmer 2 detektiert hat, werden die mit Hilfe der Ortungssonden 4 empfangenen Signale einem Rechner 9 zugeführt, welcher die Signale und deren Laufzeitunterschiede in an sich bekannter Weise auswertet.
Die hierbei gewonnenen Positionsdaten werden dem Feuerleitrechner 6 zugeführt. Dieser ermittelt dann aus den Positionsdaten des Kampfschwimmers 2 sowie aus der Munitionsballistik des zur Bekämpfung des Kampfschwimmers 2 verwendeten Munitionskörpers / Munition 10 und dessen Abgangsgeschwindigkeit die zum Richten der Abschusseinrichtung 7 benötigten Daten für die Stellantriebe der Abschusseinrichtung 7.
Entsprechend den von dem Feuerleitrechner 6 ermittelten Daten wird dann die Abschusseinrichtung 7 in Azimut und Elevation automatisch gerichtet. Außerdem wird eine Zündeinrichtung (beispielsweise ein programmierbarer Druckzünder) des noch in der Abschusseinrichtung befindlichen Munitionskörpers 10 von dem Feuerleitrechner 6 über eine elektrische Verbindung hinsichtlich der Wassertiefe bzw. Detonationszeit und / oder Detonationstiefe programmiert, bei der die Zündung des Munitionskörpers 10 erfolgen soll. Die elektrische Verbindung kann induktiver Natur sein. Alternativ bekannte Tempierungsein- heiten können auch eingebunden werden.
Nach Abschuss des Munitionskörpers 10 trifft dieser in einem vordefinierten Bereich 11 auf der Wasseroberfläche 3 über dem Kampfschwimmer 2 auf und sinkt anschließend auf die voreingestellte Tiefe, bei welcher er detoniert und den Kampfschwimmer 2 kampfunfähig macht. Dazu kann die Munition bzw. der Munitionskörper 10 einen Verzögerungszünder aufweisen, der nach Ablauf einer eingestellten Zeit oder eingestellten Tiefe, beispielsweise ein hydrostatischen Druckzünder, der beim Erreichen der eingestellten Wassertiefe nach Eintauchen Munition anspricht. Bezugszeichenliste
1 Schiff
2 Kampfschwimmer, Unterwasserobjekt, Objekt
3 Wasseroberfläche
4 Ortungssonde
5 Unterwasserortungsanlage
6 Feuerleitrechner
7 Abschusseinrichtung
8 Munitionswerfer
9 Rechner
10 Munitionskörper / Munition
11 Bereich

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Verfahren zur Abwehr von sich einem Schiff (1 ) unter oder auf dem Wasser nähernden Objekten (2), mittels unterhalb der Wasseroberfläche (3) detonierbarer Munitionskörper bzw. Munition (10) mit einer die Wassertiefe, bei der die Zündung selbsttätig erfolgen soll, programmierbaren Zündeinrichtung, mit den Schritten:
a) Ermittlung der Entfernung als auch die Richtung des sich nähernden Objektes (2) in Bezug auf das Schiff (1),
b) Bestimmen der Stellsignale für die Stellantriebe einer Abschusseinrichtung (7) für die Munition (10) mit Hilfe der ermittelten Positionssignalen des sich nähernden Objektes (2) sowie aus der Munitionsballistik der zur Bekämpfung des Objektes (2) verwendeten Munition (10) und dessen Abgangsgeschwindigkeit, sowie
c) Programmieren der Munition (10) bezüglich der Detonationszeit und / oder Detonationstiefe, in der die Zündung der Munition (10) erfolgen soll.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungsermittlung des sich nähernden Objektes (2) in Bezug auf das Schiff (1) durch die unterschiedlichen Entfernungen zwischen den Ortungssonden (4) und dem sich nähernden Objekt (2) durchführbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Stellsignale für die Stellantriebe die Abschusseinrichtung (7) so gerichtet wird, dass die Munition (10) nach Abschuss in einem vordefinierten Bereich (11) auf der Wasseroberfläche (3) über dem Objekt (2) oder in einem vorgegebenen Abstand von dem Objekt (2) auftrifft.
4. Vorrichtung zur Abwehr von sich einem Schiff (1) unter oder auf dem Wasser nähernden Objekten (2), mittels unterhalb der Wasseroberfläche (3) detonierbarer Munitionskörper bzw. Munition (10) mit einer die Wassertiefe, bei der die Zündung selbsttätig erfolgen soll, programmierbaren Zündeinrichtung, mit den Merkmalen: a) die Vorrichtung umfasst eine Unterwasserortungsanlage (5),
b) die Unterwasserortungsanlage (5) ist über einen Rechner (6) mit den Stellantrieben einer auf dem Schiff (1) anordbaren und um zwei Achsen richtbaren Abschusseinrichtung (7) eines Munitionswerfers (8) verbunden,
c) die in der Abschusseinrichtung (7) des Munitionswerfers (8) befindliche Munition (10) ist über eine elektrische Verbindung mit dem Rechner (6) zwecks Programmierung der Detonationszeit und / oder Detonationstiefe verbunden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterwasserortungsanlage (5) mehrere voneinander beabstandete Ortungssonden (4) umfasst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens mit Hilfe einer der Ortungssonden (4) der Unterwasserortungsanlage (5) eine Ermittlung des sich nähernden Objekttyps erfolgen kann.
7. Munition (10) zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Explosivmenge derart gewählt wird, dass bezüglich der Abwehr eines Kampfschwimmers ein Unterwasserlärm erzeugt wird, und bezüglich ankommender Boote etc. diese durch die aufsteigende Druckwelle zum Stoppen und / oder zur Umkehr gebracht werden.
8. Munition nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verzögerungszünder eingebunden ist, der nach Ablauf einer eingestellten Zeit nach Eintauchen anspricht.
9. Munition nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein hydrostatischer Druckzünder eingebunden ist, der beim Erreichen der eingestellten Wassertiefe nach Eintauchen anspricht.
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