EP2468700B1 - Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse für Infrarotscheinziele - Google Patents

Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse für Infrarotscheinziele Download PDF

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EP2468700B1
EP2468700B1 EP11009508.0A EP11009508A EP2468700B1 EP 2468700 B1 EP2468700 B1 EP 2468700B1 EP 11009508 A EP11009508 A EP 11009508A EP 2468700 B1 EP2468700 B1 EP 2468700B1
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EP
European Patent Office
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particles
mixture
alloy
fuel
active decoy
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EP2468700A2 (de
EP2468700A3 (de
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Arno Hahma
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Diehl Defence GmbH and Co KG
Original Assignee
Diehl Defence GmbH and Co KG
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B4/00Fireworks, i.e. pyrotechnic devices for amusement, display, illumination or signal purposes
    • F42B4/26Flares; Torches
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B27/00Compositions containing a metal, boron, silicon, selenium or tellurium or mixtures, intercompounds or hydrides thereof, and hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B45/00Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product
    • C06B45/02Compositions or products which are defined by structure or arrangement of component of product comprising particles of diverse size or shape
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06CDETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C15/00Pyrophoric compositions; Flints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41JTARGETS; TARGET RANGES; BULLET CATCHERS
    • F41J2/00Reflecting targets, e.g. radar-reflector targets; Active targets transmitting electromagnetic or acoustic waves
    • F41J2/02Active targets transmitting infrared radiation

Definitions

  • the invention relates to a pyrotechnic decoy effective mass for infrared decoy targets with spatial effect.
  • Such decoy effective masses are known from the prior art.
  • U.S. 3,474,732 A discloses a polyacrylamide composition comprising 12.6 parts of 60/40 magnesium / aluminum alloy (80 mesh), 8.4 parts of magnesium (40 mesh) and 26.3 parts of sodium nitrate.
  • the particle sizes of the magnesium / aluminum alloy and the magnesium are different so that one of the two substances can be reliably ignited and then the second substance ignites.
  • the pyrotechnic decoy bodies are decoy plates.
  • the pyrotechnic composition contains either one opposite the oxidizing agent stoichiometric excess of the oxidizable metal and / or a first metal as the oxidizable metal and an oxide of a second metal as the oxidizing agent, which is reduced to the metal by the combustion reaction, so that hot, infrared radiation-emitting metal remains after the combustion reaction.
  • the container is brought into the air and the decoy plates are ignited by the ignition device.
  • the container is then torn open, for example by building up pressure in the container, in order to disperse the decoy plates with the formation of a cloud of IR radiation sources.
  • the cloud generates strong IR radiation.
  • Metal present after the decoy plates have been burned is hot thanks to the heat generated during the combustion and therefore emits in the IR range and has only negligible visible or UV radiation.
  • the deception is therefore effective beyond the duration of the decoy plate burning and a decoy cloud of relatively long duration can be created.
  • the lighting device is therefore suitable as an infrared decoy target for protecting stationary or slowly moving potential targets, such as tanks, but not for simulating a fast-flying aircraft.
  • a flare mass for generating decoy targets with a fire mass component and an inert component is known.
  • the weight ratio of incendiary mass component and inert component is set so that the maximum of the spectral radiance of the flare mass is shifted to longer wavelengths in adaptation to the spectral radiance distribution of the target signature to be simulated compared to the spectral radiance distribution of the incendiary mass component alone.
  • the pyrotechnic incendiary material can be red phosphorus with an ignition temperature of around 400 ° Celsius.
  • the inert additive used for heat conduction or heat dissipation, a binding agent and a carrier material are selected in such a way that they lower the temperature of the decoy, whereby the spectral radiance of the decoy is shifted to higher wavelengths in the infrared range.
  • the flare mass can only be used to protect objects with a relatively low surface temperature, such as ships, drilling platforms and tanks. Fast-flying aircraft cannot be imitated by such a decoy and thus cannot be protected, since the radiated power of this decoy type is too low for this.
  • a pyrotechnic flare to be fired by an aircraft for deflecting projectiles heading towards the aircraft from its gas outlet with at least one tablet which is contained in an airtight, tearable container is known.
  • the tablet has a compactly pressed, essentially bubble-free area of separate pieces of an infrared radiation-emitting pyrotechnic composition which consist of a gas-releasing infrared light-emitting pyrotechnic composition.
  • the pyrotechnic composition can comprise an oxidizing halogenized polymer and an oxidizable metal material, which react exothermically with one another after ignition and can emit infrared radiation, and activated carbon fibers impregnated with a metal salt.
  • the container is designed in such a way that it ruptures under a predetermined internal pressure resulting from the combustion of the pyrotechnic composition and releases the individual pieces shortly after essentially all parts have been ignited.
  • the pyrotechnic flare has been fired and the pyrotechnic composition is ignited, the tablet bursts and a cloud of pieces of the burning pyrotechnic composition forms, which is quickly decelerated and burns with high infrared intensity for a short time.
  • Such a deception flare is not able to simulate a fast-flying aircraft in a newer generation seeker head because the infrared source has an unrealistic flight path due to the rapid deceleration in the air.
  • the object of the present invention is to provide a pyrotechnic decoy active compound for infrared decoy targets which can simulate a fast-flying aircraft to an image-resolving infrared seeker head.
  • a pyrotechnic decoy target material for infrared decoy targets.
  • This decoy active mass comprises first particles, which comprise a first fuel, second particles, which comprise the first or a second fuel, an oxidizing agent for the first fuel and a binder.
  • the first fuel is a metal.
  • the second fuel can be a metal.
  • the second particles can also consist exclusively of the second fuel.
  • the first fuel and the oxidizing agent can react with one another in an exothermic reaction with the release of infrared radiation, the second particles are ignited by the reaction and released from the decoy active mass.
  • the first particles can be smaller than the second particles, ie have a smaller volume than the second particles.
  • the first particles can also be made in some other way, for example by the ratio of their surface area to their mass, that they burn faster than the second particles after the decoy active mass has been ignited in air.
  • the second particles are designed in such a way that they burn in air for at least 10 ms, the second particles having an average diameter of 0.5 to 3 mm, the first particles having an average diameter of 30 to 70 ⁇ m.
  • the first particles react quickly with the oxidizing agent and burn off within a primary flame.
  • the primary flame represents a point target.
  • the second particles are ignited in the primary flame, but do not burn off within the primary flame. Hot, burning second particles are ejected from the flame and continue to burn in the air without significantly reacting with the oxidizing agent.
  • the oxidizing agent is thus almost completely available for the oxidation of the first fuel.
  • Another advantage of the different sizes of the first and second particles is that the larger second particles considerably increase the mechanical stability of the decoy active compound, since they act as mechanical crosslinkers, similar to stones in concrete.
  • the pyrotechnic decoy effective mass according to the invention enables the infrared radiation of an exhaust gas plume of a fast-flying aircraft to be simulated very well. If the decoy effective mass moves during the burn, for example at a speed of 200-250 m / s, the burning first particles form a point-shaped primary flame, while the second particles released during the burn take up a large space that corresponds to the exhaust plume of a jet aircraft without doing anything to lose intensity quickly. A second particle burning in the air for 10 ms flies 2 m at a speed of 200 m / s. This can also fool newer search heads. A space-consuming tail is formed that is very similar to the exhaust tail of a fast-flying airplane.
  • the IR radiation of the second particles which are still moving rapidly during the burn-off, is not shielded from the smoke produced, in contrast to the IR radiation of particles that have been strongly decelerated in the air, so that one can be seen from a distance detectable intense infrared radiation is released.
  • Modern search heads are designed in such a way that they detect exhaust plumes with an infrared detector. An elongated moving infrared source with a point radiator flying in front is identified as an aircraft, while a point infrared source is identified as a decoy target.
  • the second particles are preferably such that they burn in air for at least 100 ms. This results in a 20 m long tail with a spatial effect at a speed of 200 m / s.
  • the nature of the second particles and in particular their size is preferably selected as a function of the exhaust gas plume to be reproduced. It has proven to be favorable if the second particles are made such that they burn in air for a maximum of 1 s, in particular a maximum of 500 ms, in particular a maximum of 200 ms.
  • the second particles burn at least ten times, in particular at least a hundred times, in particular at least a thousand times, longer than the first particles, with simultaneous ignition with the first particles in the decoy target.
  • the first fuel can be aluminum, magnesium, titanium, zirconium, hafnium, calcium, lithium, niobium, tungsten, manganese, iron, nickel, cobalt, zinc, tin, lead, bismuth, an alloy or a mixture of at least two of these Metals, a zirconium-nickel alloy or mixture, an aluminum-magnesium alloy or mixture, a lithium-aluminum alloy or mixture, a calcium-aluminum alloy or mixture, an iron-titanium alloy or - Act mixture or a zirconium-titanium alloy or mixture.
  • the second fuel preferably consists of at least one metal.
  • it can be aluminum, magnesium, titanium, zirconium, hafnium, calcium, lithium, niobium, tungsten, manganese, iron, nickel, cobalt, zinc, tin, lead, bismuth, an alloy or mixture of at least two of these metals, a zirconium-nickel alloy or mixture, an aluminum-magnesium alloy or mixture, a lithium-aluminum alloy or mixture, a calcium-aluminum alloy or mixture, an iron-titanium alloy or mixture, a zirconium-titanium alloy or mixture, boron, elemental carbon, expandable graphite, bituminous coal, a lithium-silicon alloy, charcoal, lignite, phosphorus, sulfur, silicon, sawdust, or wood.
  • a metal or A metal alloy has proven to be particularly favorable as a second fuel for imitating the exhaust plume of an aircraft with regard to the burn-off properties and the flight properties of the second particles after
  • the second particles preferably have a thermal conductivity of at least 20 W / (m ⁇ K).
  • the second particles can accelerate the burn-up of the decoy active material by introducing heat from the primary flame resulting from the burn-up of the first particles into the not yet burned decoy active material during the burn. This is particularly effective when the second particles are in the form of strips, pieces of wire or chips.
  • the thermal conductivity of the second particles exceeds the thermal conductivity of the remaining decoy active compound by at least a factor of 10, in particular at least by a factor of 100, in particular at least by a factor of 1000 their ignitability is also improved, because a small inflamed area is sufficient to distribute the heat very quickly throughout the entire decoy target and to cause an ignition there as well.
  • the second particles are preferably porous, at least on their surface. This improves their ignitability.
  • the second fuel is a metal or a metal alloy, a solid carbon fluoride, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE), a solid fluorocarbon or some other oxidizing agent which forms soot when reacting with the second fuel can be contained in pores of such second particles. As a result, a very high temperature is reached when the second particles are burned off. At the same time, the soot increases the emission of black body radiation.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the second particles have an average diameter of 0.5 to 3 mm, preferably 1 to 1.5 mm.
  • the surface of the particles is large enough to radiate intensely when burned and the particles are large enough to burn and fly long enough in the air.
  • the first particles have an average diameter of 30 to 70 ⁇ m, preferably 40 to 60 ⁇ m.
  • a fluoroelastomer in particular a fluororubber, such as, for example, “Viton” from “DuPont Performance Elastomere”, has proven to be advantageous as a binder.
  • the oxidizing agent is preferably a halogen-containing polymer, in particular polytetrafluoroethylene (PTFE). It has proven to be favorable for achieving rapid and complete combustion of the first particles if the quantitative ratio of the first fuel contained in the decoy target active mass to the oxidizing agent contained therein is stoichiometric or deviates from a stoichiometric quantitative ratio by a factor of at most 0.5.
  • a stoichiometric quantity ratio is a quantity ratio in which the oxidizing agent and the first fuel theoretically completely react with one another in a reaction, so that neither a remainder of the oxidizing agent nor a remainder of the first fuel remains.
  • the decoy active composition according to the invention contains a burn-up catalyst, in particular copper talocyanine, in order to accelerate the burn-up.
  • Magnesium or a mixture of aluminum and magnesium each obtained from Ecka Granulate GmbH & Co. KG, Marieth, Germany, was used as the first fuel, which forms the first particles.
  • the average grain size of the magnesium particles was about 50 ⁇ m and the average grain size of the aluminum particles ⁇ 10 ⁇ m.
  • the copper talocyanine serves as a combustion catalyst and the guanidine azotetrazolate (GZT) to enlarge the primary flame.
  • the titanium powder was obtained from Tropag Oscar H. Ritter Nachf. GmbH, Hamburg, Germany, and the brown coal from Rheinbraun Medicinesffen GmbH, Germany.
  • the tablets were burned off and their radiation output was determined with a radiometer.
  • the performance was determined in relation to the performance of tablets made from MTV (Magnesium-Teflon-Viton) as a standard.
  • the energy was measured in joules / (g / sr) in the A band, ie at a wavelength of approx. 1.8 to 2.6 ⁇ m, and in the B band, ie at a wavelength of approx. 3.5 to approx. 4.6 ⁇ m, measured in a standing test, ie without wind.
  • the A-band and the B-band are the wavelengths that are detected by conventional seeker heads.
  • MTV Magnetic-Teflon-Viton
  • MTV Magnetic-Teflon-Viton
  • STV Magnetic-Teflon-Viton
  • Example 1 material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Titanium sponge Grain: 400-815 ⁇ m 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had an extremely large spatial effect due to the coarse-grained titanium sponge.
  • the effective mass showed a performance that corresponded to 200% of the performance of MTV (at the same speed) and an approx. 100 m long tail.
  • Example 2 material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Titanium sponge Grain: 600-850 ⁇ m 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect due to the coarse-grained titanium sponge.
  • Example 3 material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Titanium sponge Grain: 400-600 ⁇ m 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect due to the medium-grain titanium sponge.
  • Example 4 (not according to the invention): material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Titanium sponge Grain: 100-300 ⁇ m 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect due to the fine-grained titanium sponge.
  • Example 5 (not according to the invention): material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Titanium powder Spherical, grain size ⁇ 100 ⁇ m 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect due to coarse-grained spherical titanium. Under dynamic conditions at a wind speed of 150 m / s, an approx. 20 m long tail can be generated.
  • Example 6 (not according to the invention): material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Titanium powder Spherical, grain size ⁇ 45 ⁇ m 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect through fine-grained spherical titanium. Under dynamic conditions at a wind speed of 150 m / s, a tail a few meters long can be generated.
  • Example 7 (not according to the invention): material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Titanium powder Chemetall type FH, grain size: approx. 15 ⁇ m 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had no spatial effect.
  • This active mass does not correspond to the invention.
  • the titanium powder here had an average grain size of approx. 15 ⁇ m. It burns too quickly to develop a spatial effect.
  • Example 8 material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Hard coal, household quality Grain size ⁇ 2.0 mm 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect due to the coarse-grained coal granulate. The coal did not react completely when the active mass was burned off.
  • Example 9 material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Hard coal, household quality Grain size ⁇ 1.0 mm 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect due to fine-grained coal granules.
  • the hard coal reacted with a higher degree of conversion than the coarse-grained hard coal granules in Example 8.
  • Example 10 material Type Weight percent magnesium LNR 61 48.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Brown coal Schuprofi, grain size ⁇ 1.0 mm 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect due to lignite granules.
  • Example 11 material Type Weight percent aluminum Ecka Pyro TL III, grain size ⁇ 10 ⁇ m 24.0 magnesium LNR 61 24.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Hard coal Household quality, grain size ⁇ 1.0 mm 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material.
  • the reaction had a spatial effect due to coal granules.
  • Example 12 material Type Weight percent aluminum Ecka Pyro TL III, grain size ⁇ 10 ⁇ m 24.0 magnesium LNR 61 24.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Brown coal Hammerprofi, grain size ⁇ 1.0 mm 20.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material.
  • the reaction had a spatial effect due to lignite granules.
  • Example 13 material Type Weight percent magnesium LNR 61 45.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 19.0 Hard coal Household quality, grain size ⁇ 1.0 mm 18.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Guanidine azotetrazolate (GZT) Self-synthesis 6.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material.
  • the reaction had a spatial effect due to coal granulate and GZT as a flame spreading agent.
  • Example 14 material Type Weight percent magnesium LNR 61 45.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 19.0 Brown coal Schuprofi, grain size ⁇ 1.0 mm 18.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 11.9 Guanidine azotetrazolate (GZT) Self-synthesis 6.0 Copper talocyanine BASF Vossenblau 0.1
  • This phantom target active material is a black body active material.
  • the reaction had a spatial effect due to lignite granulate and GZT as a flame spreading agent.
  • Example 15 (not according to the invention): material Type Weight percent magnesium LNR 61 38.0 Graphite fluoride Sigma-Aldrich 20.0 Viton 3M Fluorel FC-2175 12.0 zirconium Svenska Kemi, grain size ⁇ 80 ⁇ m 30.0
  • This phantom target active material is a black body active material based on graphite fluoride.
  • the reaction had a spatial effect due to medium-grain zirconium. Zirconium also caused an increase in the reaction temperature.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine pyrotechnische Scheinzielwirkmasse für Infrarotscheinziele mit Raumwirkung.
  • Derartige Scheinzielwirkmassen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So ist z.B. aus der US 3 474 732 A eine Zusammensetzung mit Polyacrylamid bekannt, welche 12,6 Teile 60/40 Magnesium/Aluminium-Legierung (80 mesh), 8,4 Teile Magnesium (40 mesh) und 26,3 Teile Natriumnitrat umfasst. Die Partikelgrößen der Magnesium/Aluminium-Legierung und des Magnesiums sind unterschiedlich, damit eine der zwei Substanzen zuverlässig entzündet werden kann und im Folgenden die zweite Substanz entzündet.
  • Aus der DE 197 58 421 B4 ist eine pyrotechnische Infrarotstrahlung erzeugende Leuchtvorrichtung bekannt, die aufweist:
    • einen aufreißbaren Behälter,
    • mehrere im Behälter vorgesehene pyrotechnische Scheinzielkörper, die eine pyrotechnische Zusammensetzung enthalten, die ein oxidierbares Metall und ein Oxidationsmittel enthält, das zu einer exothermen Verbrennung des Metalls befähigt ist und
    • eine Zündvorrichtung zum Zünden der pyrotechnischen Scheinzielkörper und ihrer Freisetzung aus dem Behälter.
  • Die pyrotechnischen Scheinzielkörper sind Scheinzielplatten. Die pyrotechnische Zusammensetzung enthält entweder gegenüber dem Oxidationsmittel einen stöchiometrischen Überschuss des oxidierbaren Metalls und/oder als oxidierbares Metall ein erstes Metall und als Oxidationsmittel ein Oxid eines zweiten Metalls, das durch die Verbrennungsreaktion zum Metall reduziert wird, so dass nach der Verbrennungsreaktion heißes, Infrarotstrahlung emittierendes Metall verbleibt.
  • Im Einsatz wird der Behälter in die Luft gebracht und die Scheinzielplatten werden durch die Zündeinrichtung entzündet. Sodann wird der Behälter, zum Beispiel durch Aufbauen von Druck im Behälter, aufgerissen, um die Scheinzielplatten unter Bildung einer Wolke aus IR-Strahlungsquellen zu zerstreuen. Die Wolke erzeugt starke IR-Strahlung. Nach der Verbrennung der Scheinzielplatten vorhandenes Metall ist Dank der während der Verbrennung erzeugten Wärme heiß und emittiert daher im IR-Bereich und weist nur eine vernachlässigbare sichtbare oder UV-Strahlung auf. Die Täuschung ist daher über die Dauer der Verbrennung der Scheinzielplatten hinaus wirksam, und eine Köderwolke mit relativ langer Dauer kann erzeugt werden. Die Leuchtvorrichtung eignet sich damit als Infrarot-Scheinziel zum Schutz von unbewegten oder sich langsam bewegenden potentiellen Zielen, wie etwa Panzer, nicht jedoch zur Vortäuschung eines schnell fliegenden Flugzeugs.
  • Aus der DE 43 27 976 C1 ist eine Flaremasse zur Scheinzielerzeugung mit einer Brandmassenkomponente und einer Inertkomponente bekannt. Dabei ist das Gewichtsverhältnis von Brandmassenkomponente und Inertkomponente so eingestellt, dass das Maximum der spektralen Strahldichte der Flaremasse in Anpassung an die spektrale Strahldichteverteilung der zu simulierenden Zielsignatur im Vergleich zur spektralen Strahldichteverteilung der Brandmassenkomponente allein zu längeren Wellenlängen verschoben ist. Bei der pyrotechnischen Brandmasse kann es sich um roten Phosphor mit einer Entzündungstemperatur von ungefähr 400° Celsius handeln. Der inerte, der Wärmeleitung bzw. Wärmeableitung dienende Zusatz, ein Bindemittel und ein Trägermaterial sind dabei so gewählt, dass sie für ein Absenken der Temperatur des Scheinziels sorgen, wodurch die spektrale Strahldichte des Scheinziels zu höheren Wellenlängen im Infrarotbereich hin verschoben wird. Mit der Flaremasse lassen sich damit nur Objekte mit verhältnismäßig geringer Oberflächentemperatur, wie Schiffe, Bohrplattformen und Panzer schützen. Schnell fliegende Flugzeuge können durch ein solches Scheinziel nicht nachgeahmt und damit auch nicht geschützt werden, da die Strahlungsleistung bei diesem Scheinziel-Typ dafür zu gering ist.
  • Aus der DE 42 44 682 A1 ist eine von einem Flugzeug abzuschießende pyrotechnische Täuschungsfackel zum Ablenken von auf das Flugzeug zufliegende Geschosse von dessen Gasaustritts mit mindestens eine Tablette, die in einem luftdichten, zerreißbaren Behälter enthalten ist, bekannt. Dabei weist die Tablette ein kompakt gepresstes, im Wesentlichen blasenfreies Gebiet separater Stücke einer Infrarotstrahlung emittierenden pyrotechnischen Zusammensetzung auf, die aus einer Gas freisetzenden Infrarotlicht emittierenden pyrotechnischen Zusammensetzung bestehen. Die pyrotechnische Zusammensetzung kann ein oxidierendes halogenisiertes Polymer und ein oxidierbares Metallmaterial, die nach Zündung exotherm miteinander reagieren und Infrarotstrahlung emittieren können, und mit einem Metallsalz imprägnierte aktivierte Kohlenstofffasern aufweisen. Der Behälter ist dabei so ausgebildet, dass er unter einem aus der Verbrennung der pyrotechnischen Zusammensetzung resultierenden vorgegebenen Innendruck reißt und die einzelnen Stücke freigibt, kurz nachdem im Wesentlichen alle Teile gezündet wurden. Nach Abschuss der pyrotechnischen Täuschungsfackel und Zündung der pyrotechnischen Zusammensetzung zerplatzt die Tablette und es bildet sich eine Wolke von Stücken aus der brennenden pyrotechnischen Zusammensetzung, die schnell abgebremst wird und mit hoher Infrarotintensität für eine kurze Zeit brennt. Eine derartige Täuschungsfackel ist nicht in der Lage einem Suchkopf neuerer Generation ein schnell fliegendes Flugzeug vorzutäuschen, weil die Infrarotquelle durch die schnelle Abbremsung in der Luft eine nicht realistische Flugbahn aufweist.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine pyrotechnische Scheinzielwirkmasse für Infrarotscheinziele bereitzustellen, welche einem bildauflösenden Infrarotsuchkopf ein schnell fliegendes Flugzeug vortäuschen kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 12.
  • Erfindungsgemäß ist eine pyrotechnische Scheinzielwirkmasse für Infrarotscheinziele vorgesehen. Diese Scheinzielwirkmasse umfasst erste Partikel, die einen ersten Brennstoff umfassen, zweite Partikel, die den ersten oder einen zweiten Brennstoff umfassen, ein Oxidationsmittel für den ersten Brennstoff und ein Bindemittel. Der erste Brennstoff ist ein Metall. Der zweite Brennstoff kann ein Metall sein. Alternativ können die zweiten Partikel auch ausschließlich aus dem zweiten Brennstoff bestehen. Der erste Brennstoff und das Oxidationsmittel können nach Zündung in einer exothermen Reaktion unter Freisetzung von Infrarotstrahlung miteinander reagieren, wobei die zweiten Partikel durch die Reaktion entzündet und aus der Scheinzielwirkmasse freigesetzt werden. Die ersten Partikel können dabei kleiner als die zweiten Partikel sein, d. h. ein kleineres Volumen als die zweiten Partikel aufweisen. Die ersten Partikel können auch auf sonstige Weise, beispielsweise durch das Verhältnis ihrer Oberfläche zu ihrer Masse, so beschaffen sein, dass sie nach einer Zündung der Scheinzielwirkmasse an Luft schneller verbrennen als die zweiten Partikel. Dabei sind die zweiten Partikel so beschaffen, dass sie für mindestens 10 ms an der Luft brennen, wobei die zweiten Partikel einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 3 mm aufweisen, wobei die ersten Partikel einen mittleren Durchmesser von 30 bis 70 µm aufweisen.
  • Durch die zwei Arten von Partikeln kann erreicht werden, dass die ersten Partikel schnell mit dem Oxidationsmittel reagieren und innerhalb einer Primärflamme abbrennen. Die Primärflamme stellt bei der Verwendung als Scheinziel ein Punktziel dar. Die zweiten Partikel werden in der Primärflamme gezündet, brennen aber nicht innerhalb der Primärflamme ab. Heiße, brennende zweite Partikel werden aus der Flamme ausgestoßen und brennen in der Luft weiter, ohne dabei wesentlich mit dem Oxidationsmittel zu reagieren. Das Oxidationsmittel steht dadurch nahezu vollständig für die Oxidation des ersten Brennstoffs zur Verfügung.
  • Ein weiterer Vorteil der unterschiedlichen Größe der ersten und zweiten Partikel besteht darin, dass die größeren zweiten Partikel die mechanische Stabilität der Scheinzielwirkmasse erheblich erhöhen, da sie als mechanische Vernetzer, ähnlich wie Steine in Beton, wirken.
  • Durch die erfindungsgemäße pyrotechnische Scheinzielwirkmasse kann sehr gut die Infrarotstrahlung einer Abgasfahne eines schnell fliegenden Flugzeugs nachgebildet werden. Wenn sich die Scheinzielwirkmasse beim Abbrand bewegt, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 200-250 m/s, bilden die abbrennenden ersten Partikel eine punktförmige Primärflamme, während die beim Abbrand freigesetzten zweiten Partikel einen großen Raum einnehmen, der der Abgasfahne eines Düsenflugzeugs entspricht, ohne dabei schnell an Intensität zu verlieren. Ein 10 ms an der Luft brennendes zweites Partikel fliegt bei einer Geschwindigkeit von 200 m/s 2 m weit. Dadurch können auch neuere Suchköpfe getäuscht werden. Es wird ein Raum einnehmender Schweif gebildet, der dem Abgasschweif eines schnell fliegenden Flugzeugs sehr ähnlich ist. Die IR-Strahlung der sich beim Abbrand noch schnell bewegenden zweiten Partikel wird dabei, im Gegensatz zur IR-Strahlung von in der Luft stark abgebremsten Partikeln, nicht von entstehendem Rauch abgeschirmt, so dass eine von Weitem erfassbare intensive Infrarotstrahlung freigesetzt wird. Moderne Suchköpfe sind so ausgelegt, dass sie Abgasfahnen mit einem Infrarotdetektor aufspüren. Eine langgezogene sich bewegende Infrarotquelle mit einem vorneweg fliegenden Punktstrahler wird dabei als Flugzeug identifiziert, während eine punktförmige Infrarotquelle als Scheinziel identifiziert wird.
  • Vorzugsweise sind die zweiten Partikel so beschaffen, dass sie für mindestens 100 ms an der Luft brennen. Daraus resultiert bei einer Geschwindigkeit von 200 m/s ein 20 m langer Schweif mit Raumeffekt. Die Beschaffenheit der zweiten Partikel und insbesondere deren Größe wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der nachzubildenden Abgasfahne gewählt. Als günstig hat es sich erwiesen, wenn die zweiten Partikel so beschaffen sind, dass sie für höchstens 1 s, insbesondere höchstens 500 ms, insbesondere höchstens 200 ms, an der Luft brennen.
  • Als günstig hat es sich weiterhin erwiesen, wenn die zweiten Partikel bei gleichzeitiger Zündung mit den ersten Partikeln in der Scheinzielwirkmasse mindestens zehn Mal, insbesondere mindestens hundert Mal, insbesondere mindestens tausend Mal, länger brennen als die ersten Partikel.
  • Bei dem ersten Brennstoff kann es sich um Aluminium, Magnesium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Calcium, Lithium, Niob, Wolfram, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt, Zink, Zinn, Blei, Wismut, eine Legierung oder Mischung aus mindestens zwei dieser Metalle, eine Zirkonium-Nickel-Legierung oder -Mischung, eine Aluminium-Magnesium-Legierung oder -Mischung, eine Lithium-Aluminium-Legierüng oder -Mischung, eine Calcium-Aluminium-Legierung oder -Mischung, eine Eisen-Titan-Legierung oder -Mischung oder eine Zirkonium-Titan-Legierung oder -Mischung handeln.
  • Vorzugsweise besteht der zweite Brennstoff aus mindestens einem Metall. Insbesondere kann es sich dabei um Aluminium, Magnesium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Calcium, Lithium, Niob, Wolfram, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt, Zink, Zinn, Blei, Wismut, eine Legierung oder Mischung aus mindestens zwei dieser Metalle, eine Zirkonium-Nickel-Legierung oder -Mischung, eine Aluminium-Magnesium-Legierung oder -Mischung, eine Lithium-Aluminium-Legierung oder -Mischung, eine Calcium-Aluminium-Legierung oder -Mischung, eine Eisen-Titan-Legierung oder -Mischung, eine Zirkonium-Titan-Legierung oder -Mischung, Bor, elementaren Kohlenstoff, Blähgraphit, Steinkohle, eine Lithium-Silizium-Legierung, Holzkohle, Braunkohle, Phosphor, Schwefel, Silizium, Sägemehl, oder Holz handeln. Ein Metall oder eine Metalllegierung hat sich als zweiter Brennstoff im Hinblick auf die Abbrandeigenschaften und die Flugeigenschaften der zweiten Partikel nach dem Freisetzen aus der Scheinzielwirkmasse als besonders günstig zum Nachahmen einer Abgasfahne eines Flugzeugs erwiesen.
  • Vorzugsweise weisen die zweiten Partikel eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 20 W/(m x K) auf. Dadurch können die zweiten Partikel den Abbrand der Scheinzielwirkmasse beschleunigen, indem sie Wärme von der aus dem Abbrand der ersten Partikel resultierenden Primärflamme während des Abbrands in die noch nicht abgebrannte Scheinzielwirkmasse einleiten. Dies ist besonders effektiv, wenn die zweiten Partikel in Form von Streifen, Drahtstücken oder Spänen vorliegen.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung übersteigt die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Partikel die Wärmeleitfähigkeit der restlichen Scheinzielwirkmasse mindestens um den Faktor 10, insbesondere mindestens um den Faktor 100, insbesondere mindestens um den Faktor 1000. Durch die gute Wärmeleitfähigkeit der zweiten Partikel wird nicht nur der Abbrand der Scheinzielwirkmasse sondern auch deren Anzündbarkeit verbessert, weil eine kleine entzündete Stelle ausreicht um die Wärme sehr schnell in der gesamten Scheinzielwirkmasse zu verteilen und auch dort eine Zündung zu bewirken.
  • Vorzugsweise sind die zweiten Partikel, zumindest an ihre Oberfläche, porös ausgebildet. Das verbessert deren Anzündbarkeit. Ist der zweite Brennstoff ein Metall oder eine Metalllegierung kann in Poren solcher zweiten Partikel ein festes Kohlenstofffluorid, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE), ein fester Fluorkohlenwasserstoff oder ein sonstiges Oxidationsmittel, welches bei der Umsetzung mit dem zweiten Brennstoff Ruß bildet, enthalten sein. Dadurch wird eine sehr hohe Temperatur beim Abbrand der zweiten Partikel erreicht. Gleichzeitig erhöht der Ruß die Abstrahlung von Schwarzkörperstrahlung.
  • Erfindungsgemäß weisen die zweiten Partikel einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 3 mm auf, vorzugsweise 1 bis 1,5 mm. Dadurch ist die Oberfläche der Teilchen groß genug um beim Abbrand intensiv zu strahlen und die Teilchen sind groß genug um lange genug zu brennen und in der Luft zu fliegen. Erfindungsgemäß weisen die ersten Partikel einen mittleren Durchmesser von 30 bis 70 µm auf, vorzugsweise 40 bis 60 µm.
  • Als Bindemittel hat sich ein Fluorelastomer, insbesondere ein Fluorkautschuk, wie beispielsweise "Viton" von der Firma "DuPont Performance Elastomere", als günstig erwiesen. Bei dem Oxidationsmittel handelt es sich vorzugsweise um ein halogenhaltiges Polymer, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE). Als günstig für das Erreichen einer schnellen und vollständigen Verbrennung der ersten Partikel hat es sich erwiesen, wenn das Mengenverhältnis des in der Scheinzielwirkmasse enthaltenen ersten Brennstoffs zum darin enthaltenen Oxidationsmittel stöchiometrisch ist oder von einem stöchiometrischen Mengenverhältnis höchstens um den Faktor 0,5 abweicht. Ein stöchiometrisches Mengenverhältnis ist dabei ein Mengenverhältnis, bei dem das Oxidationsmittel und der erste Brennstoff in einer Reaktion theoretisch vollständig miteinander reagieren, so dass weder ein Rest des Oxidationsmittels noch ein Rest des ersten Brennstoffs verbleibt.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist in der erfindungsgemäßen Scheinzielwirkmasse zur Beschleunigung des Abbrands ein Abbrandkatalysator, insbesondere Kupferftalocyanin, enthalten.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Aus sämtlichen der im Folgenden angegebenen Zusammensetzungen wurden jeweils fünf Tabletten mit einem Gewicht von 10 g gepresst. Als erster Brennstoff, der die ersten Partikel bildet, wurde dabei jeweils Magnesium oder eine Mischung aus Aluminium und Magnesium, jeweils bezogen von der Fa. Ecka Granulate GmbH & Co. KG, Fürth, Deutschland, eingesetzt. Die durchschnittliche Körnung der Magnesiumpartikel war etwa 50 µm und die durchschnittliche Körnung der Aluminiumpartikel < 10 µm. Das Kupferftalocyanin dient jeweils als Abbrandkatalysator und das Guanidinazotetrazolat (GZT) zur Vergrößerung der Primärflamme. Sofern nicht anders angegebenen, wurde das Titanpulver von der Fa. Tropag Oscar H. Ritter Nachf. GmbH, Hamburg, Deutschland und die Braunkohle von der Rheinbraun Brennstoff GmbH, Deutschland bezogen. Die Tabletten wurden abgebrannt und deren Strahlungsleistung mit einem Radiometer bestimmt. Die Leistung wurde im Verhältnis zur Leistung von Tabletten aus MTV (Magnesium-Teflon-Viton) als Standard bestimmt. Die Energie wurde jeweils in Joule/(g/sr) im A-Band, d. h. bei einer Wellenlänge von ca. 1,8 bis 2,6 µm, und im B-Band, d. h. bei einer Wellenlänge von ca. 3,5 bis ca. 4,6 µm, im Standversuch, d. h. ohne Wind, gemessen. Das A-Band und das B-Band sind die Wellenlängen, die von herkömmlichen Suchköpfen erfasst werden.
  • Alle Daten sind in fünf Parallelmessungen mit einem Radiometer bei einem Abstand von 1 m gemessen worden. Das Radiometer wurde zuvor gegen eine Schwarzkörperstrahlerquelle bei 1273 K und einer Apertur von 22,2 mm bei einem Abstand von 0,4 m kalibriert, um absolute spezifische Strahlungsenergien in Joule pro Steradian (sr) und Gramm zu ermitteln. Wirkmasse nach dem Stand der Technik:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 60,0
    Teflonpulver Hoechst TF 9202 23,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 12,0
    Grafitpulver Merck 5,0
  • Es handelt sich bei dieser Wirkmasse um das als Standard eingesetzte MTV (Magnesium-Teflon-Viton). MTV ist eine Schwarzkörperwirkmasse, welche beim Abbrand keine Raumwirkung entfaltet. Unter Raumwirkung wird allgemein verstanden, dass ein Teil der Scheinzielwirkmasse nach deren Zündung außerhalb einer entstehenden Flamme IR-Strahlung emittiert. Beispiel 1:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Titanschwamm Körnung: 400-815 µm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch den grobkörnigen Titanschwamm eine extrem große Raumwirkung. Unter dynamischen Bedingungen, d. h. bei einer Windgeschwindigkeit von 150 m/s, zeigte die Wirkmasse eine Leistung, die 200% der Leistung von MTV (bei der selben Geschwindigkeit) entsprach und einen ca. 100 m langen Schweif. Beispiel 2:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Titanschwamm Körnung: 600-850 µm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch den grobkörnigen Titanschwamm eine Raumwirkung. Beispiel 3:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Titanschwamm Körnung: 400-600 µm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch den mittelkörnigen Titanschwamm eine Raumwirkung. Beispiel 4 (nicht erfindungsgemäß):
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Titanschwamm Körnung: 100-300 µm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch den feinkörnigen Titanschwamm eine Raumwirkung. Beispiel 5 (nicht erfindungsgemäß):
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Titanpulver Sphärisch, Körnung < 100 µm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch grobkörniges sphärisches Titan eine Raumwirkung. Unter dynamischen Bedingungen bei einer Windgeschwindigkeit von 150 m/s kann damit ein ca. 20 m langer Schweif erzeugt werden. Beispiel 6 (nicht erfindungsgemäß):
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Titanpulver Sphärisch, Körnung < 45 µm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch feinkörniges sphärisches Titan eine Raumwirkung. Unter dynamischen Bedingungen bei einer Windgeschwindigkeit von 150 m/s kann damit ein einige Meter langer Schweif erzeugt werden. Beispiel 7 (nicht erfindungsgemäß):
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Titanpulver Chemetall Typ FH, Körnung: ca. 15 µm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte keine Raumwirkung. Diese Wirkmasse entspricht nicht der Erfindung. Das Titanpulver hatte hier eine mittlere Korngröße von ca. 15 µm. Es verbrennt damit zu schnell, um noch eine Raumwirkung zu entfalten. Beispiel 8:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Steinkohle, Haushaltsqualität Körnung < 2,0 mm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch grobkörniges Steinkohlegranulat eine Raumwirkung. Die Steinkohle hat beim Abbrand der Wirkmasse nicht vollkommen reagiert. Beispiel 9:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Steinkohle, Haushaltsqualität Körnung < 1,0 mm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch feinkörniges Steinkohlegranulat eine Raumwirkung. Die Steinkohle hat beim Abbrand der Wirkmasse mit einem höheren Umsetzungsgrad reagiert als das grobkörnige Steinkohlegranulat im Beispiel 8. Beispiel 10:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 48,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Braunkohle Heizprofi, Körnung < 1,0 mm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch Braunkohlegranulat eine Raumwirkung. Beispiel 11:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Aluminium Ecka Pyro TL III, Körnung < 10 µm 24,0
    Magnesium LNR 61 24,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Steinkohle Haushaltsqualität, Körnung < 1,0 mm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse. Die Reaktion hatte durch Steinkohlegranulat eine Raumwirkung. Beispiel 12:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Aluminium Ecka Pyro TL III, Körnung < 10 µm 24,0
    Magnesium LNR 61 24,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Braunkohle Heizprofi, Körnung < 1,0 mm 20,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse. Die Reaktion hatte durch Braunkohlegranulat eine Raumwirkung. Beispiel 13:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 45,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 19,0
    Steinkohle Haushaltsqualität, Körnung < 1,0 mm 18,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Guanidinazotetrazolat (GZT) Eigensynthese 6,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse. Die Reaktion hatte durch Steinkohlegranulat und GZT als Flammenverbreiterungsmittel eine Raumwirkung. Beispiel 14:
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 45,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 19,0
    Braunkohle Heizprofi, Körnung < 1,0 mm 18,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 11,9
    Guanidinazotetrazolat (GZT) Eigensynthese 6,0
    Kupferftalocyanin BASF Vossenblau 0,1
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse. Die Reaktion hatte durch Braunkohlegranulat und GZT als Flammenverbreiterungsmittel eine Raumwirkung. Beispiel 15 (nicht erfindungsgemäß):
    Stoff Typ Gewichtprozent
    Magnesium LNR 61 38,0
    Grafitfluorid Sigma-Aldrich 20,0
    Viton 3M Fluorel FC-2175 12,0
    Zirkonium Svenska Kemi, Körnung < 80 µm 30,0
  • Es handelt sich bei dieser Scheinzielwirkmasse um eine Schwarzkörperwirkmasse auf Basis von Grafitfluorid. Die Reaktion hatte durch mittelkörniges Zirkonium eine Raumwirkung. Zirkonium bewirkte dabei auch eine Erhöhung der Reaktionstemperatur.
  • Messergebnis der Strahlungsmessungen:
  • Alle angegebenen Werte sind Durchschnittswerte aus 5 Parallelversuchen. "Ea" bezeichnet dabei die im A-Band und "Eb" die im B-Band gemessene Energie.
    Wirkmasse Ea/(J/(g sr)) Eb/(J/(g sr)) (Ea + Eb)/(J/(g sr)) Eb/Ea % MTV
    MTV 166 82 248 0.496 100
    Beispiel 1 174 84 258 0.484 104
    Beispiel 2 178 93 272 0.523 110
    Beispiel 3 188 92 279 0.487 113
    Beispiel 4 (nicht erfindungsgemäß) 182 91 273 0.499 110
    Beispiel 5 (nicht erfindungsgemäß) 312 157 469 0.506 189
    Beispiel 6 (nicht erfindungsgemäß) 313 156 469 0.500 189
    Beispiel 7 (nicht erfindungsgemäß) 202 96 299 0.476 121
    Beispiel 8 196 107 303 0.546 122
    Beispiel 9 315 177 492 0.562 198
    Beispiel 10 190 100 290 0.531 117
    Beispiel 11 192 117 310 0.612 125
    Beispiel 12 181 113 293 0.622 118
    Beispiel 13 293 188 482 0.641 194
    Beispiel 14 180 107 287 0.597 116
    Beispiel 15 (nicht erfindungsgemäß) 203 105 308 0.517 124

Claims (12)

  1. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse für Infrarotscheinziele umfassend erste Partikel, die einen ersten Brennstoff umfassen, zweite Partikel, die den ersten oder einen zweiten Brennstoff umfassen, ein Oxidationsmittel für den ersten Brennstoff und ein Bindemittel, wobei der erste Brennstoff mindestens ein Metall ist, wobei der zweite Brennstoff mindestens ein Metall ist oder die zweiten Partikel ausschließlich aus dem zweiten Brennstoff bestehen, wobei der erste Brennstoff und das Oxidationsmittel nach Zündung in einer exothermen Reaktion unter Freisetzung von Infrarotstrahlung miteinander reagieren können, wobei die zweiten Partikel durch die Reaktion entzündet und aus der Scheinzielwirkmasse freigesetzt werden, wobei die ersten Partikel kleiner sind als die zweiten Partikel, so dass sie nach einer Zündung der Scheinzielwirkmasse an Luft schneller verbrennen als die zweiten Partikel, wobei die zweiten Partikel so beschaffen sind, dass sie für mindestens 10 ms an der Luft brennen, wobei die zweiten Partikel einen mittleren Durchmesser von 0,5 bis 3 mm aufweisen, wobei die ersten Partikel einen mittleren Durchmesser von 30 bis 70 µm aufweisen.
  2. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach Anspruch 1,
    wobei der erste Brennstoff Aluminium, Magnesium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Calcium, Lithium, Niob, Wolfram, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt, Zink, Zinn, Blei, Wismut, eine Legierung oder Mischung aus mindestens zwei dieser Metalle, eine Zirkonium-Nickel-Legierung oder -Mischung, eine Aluminium-Magnesium-Legierung oder -Mischung, eine Lithium-Aluminium-Legierung oder -Mischung, eine Calcium-Aluminium-Legierung oder -Mischung, eine Eisen-Titan-Legierung oder -Mischung, eine Zirkonium-Titan-Legierung oder -Mischung oder eine Lithium-Silizium-Legierung oder -Mischung umfasst.
  3. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei der zweite Brennstoff Aluminium, Magnesium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Calcium, Lithium, Niob, Wolfram, Mangan, Eisen, Nickel, Kobalt, Zink, Zinn, Blei, Wismut, eine Legierung oder Mischung aus mindestens zwei dieser Metalle, eine Zirkonium-Nickel-Legierung oder -Mischung, eine Aluminium-Magnesium-Legierung oder -Mischung, eine Lithium-Aluminium-Legierung oder -Mischung, eine Calcium-Aluminium-Legierung oder -Mischung, eine Eisen-Titan-Legierung oder -Mischung, eine Zirkonium-Titan-Legierung oder -Mischung, Bor, elementaren Kohlenstoff, Blähgrafit Steinkohle, Holzkohle, Braunkohle, Phosphor, Schwefel, Silizium, eine Lithium-Silizium-Legierung, Sägemehl oder Holz umfasst.
  4. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei der zweite Brennstoff aus mindestens einem Metall besteht.
  5. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Partikel eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 20 W/(m • K) aufweisen.
  6. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmeleitfähigkeit der zweiten Partikel die Wärmeleitfähigkeit der restlichen Scheinzielwirkmasse mindestens um den Faktor 10, insbesondere mindestens um den Faktor 100, insbesondere mindestens um den Faktor 1000, übersteigt.
  7. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Partikel in Form von Streifen, Drahtstücken oder Spänen vorliegen oder, zumindest an ihrer Oberfläche, porös ausgebildet sind.
  8. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Brennstoff ein Metall oder eine Metalllegierung ist und die zweiten Partikel, zumindest an ihrer Oberfläche, porös ausgebildet sind und in Poren der zweiten Partikel ein festes Kohlenstofffluorid, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE), ein fester Fluorkohlenwasserstoff oder ein sonstiges Oxidationsmittel, welches bei der Umsetzung mit dem zweiten Brennstoff Ruß bildet, enthalten ist.
  9. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Partikel einen mittleren Durchmesser von 1 bis 1,5 mm aufweisen.
  10. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Partikel einen mittleren Durchmesser von 40 bis 60 µm aufweisen.
  11. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Oxidationsmittel ein halogenhaltiges Polymer, insbesondere Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polychloropren, ist.
  12. Pyrotechnische Scheinzielwirkmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Mengenverhältnis des in der Scheinzielwirkmasse enthaltenen ersten Brennstoffs zum darin enthaltenen Oxidationsmittel stöchiometrisch ist oder von einem stöchiometrischen Mengenverhältnis höchstens um den Faktor 0,5 abweicht.
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