WO2000058239A1 - Verfahren zur erzeugung eines im infraroten spektralbereich einseitig transparenten tarnnebels - Google Patents

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aerosol
fog
mist
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Josef Schneider
Ernst-Christian Koch
Axel Dochnahl
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Piepenbrock Pyrotechnik Gmbh
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H9/00Equipment for attack or defence by spreading flame, gas or smoke or leurres; Chemical warfare equipment
    • F41H9/06Apparatus for generating artificial fog or smoke screens

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a camouflage mist which is transparent on one side in the infrared spectral range and which is opaque in the visible range, scattered particles of a suitable order of magnitude being applied in an aerosol by means of infrared radiation, so that there is a pronounced forward scattering on the scattering particles .
  • the aerosol itself consists of a known camouflage mist that is highly absorbent in the visible range.
  • camouflage nebulas provide very good protection in both the visual and infrared spectral range, they have the disadvantage that during the time, in that the fog is impenetrable (usually about 20 - 60 seconds) not only the fog generator, but also the opponent can change the position, so that for a subsequent deployment not only your opponent but also your opponent's position can be determined again got to.
  • the mist dispenser would therefore have a significant tactical advantage if it can camouflage its own actions during the effective phase of the artificial fog, but at the same time it can also track and react to the opponent's actions.
  • the object of the invention is therefore to develop a camouflage mist which is transparent on one side.
  • the known camouflage mists usually consist of aerosols of solid or liquid particles, the size of the individual particles being of the order of the wavelength of the radiation to be attenuated, so that they are suitable for scattering and absorption of the light.
  • a one-way permeable visual barrier is achieved by lighting up a transparent artificial mist consisting of aerosol particles or gases by irradiation with electromagnetic radiation of the appropriate wavelength (fluorescence, Raman scattering, diffuse reflection). Since this lighting up is an isotropic effect, ie it also takes place on the side of the mist dispenser, a pulsed radiation source is used, the pulse frequency of which is adapted to the duration of the emission effects.
  • the detector of the fog user is switched off during the irradiation time by means of a shutter, so that only electromagnetic radiation is detected during the pauses in irradiation.
  • the radiation frequency is typically so high that the opponent sees a continuously emitting nebula.
  • the pulse train of the radiation source is modulated by an algorithm that is not known to the opponent.
  • the disadvantages of this method are, on the one hand, the devices required for the complex, expensive and susceptible excitation and detection method and, on the other hand, the toxicologically questionable fluorescent substances in the cloud of fog required for the radiation excitation.
  • the invention solves the problems described above by generating a fog which is transparent on one side in the infrared spectral range and has the features of the main claim.
  • the solution is promoted by the means described in the subclaims.
  • this nebula successfully detects the opponent by means of suitable electronic aids (IR camera), while the opponent is deprived of both the visual and infrared spectral range by overexposure to the LOS (Line of sight).
  • IR camera electronic aids
  • This two-component mist is irradiated with an IR radiation source from the side of the mist dispenser.
  • a schematic representation of the configuration can be seen in FIG. For both sides, the visual spectral range is covered by the first fog component 6.
  • Irradiation with electromagnetic waves in the IR range which is provided either by a powerful lamp with appropriate filters or by means of a pyrotechnic radiator 2, causes the forward scattering 7 of the IR radiation in the second fog component, the scattered particles 5, to be characteristic Direction of the opponent 9, while the backscattered portion of the IR radiation 10 remains negligibly small.
  • the resulting radiation in the direction of the opponent 9 prevents the observation of the fog generator 1 by means of an IR camera 8 (typical detection wavelengths: 8.0 - 14.0 ⁇ m), while the observation of the opponent 9 with the IR camera of the fog generator 3 is problem-free is possible.
  • an IR camera 8 typically detection wavelengths: 8.0 - 14.0 ⁇ m
  • 10.0 ⁇ m was chosen as the reference wavelength.
  • the quartz particle is located in the center of the polar diagram in FIG. 2.
  • the incident electromagnetic wave is scattered coming from the 180 ° direction.
  • the phase function P is plotted, which is the arithmetic mean of the scattered light intensity I-, the wave polarized perpendicular to the scattering plane and the scattered light intensity l 2 of the wave polarized parallel to the scattering plane. You can see that extremely pronounced forward scatter and the negligible intensity of the lateral or backward scattered parts.
  • Scattering particles with a radius of 5 - 50 ⁇ m, i.e. a size of 10 - 100 microns, are therefore particularly suitable for such anisotropic scattering of IR light. Since it is only the size of the scatter that is important and not the chemical composition, solid particles that are not toxic or irritating to the respiratory tract and are environmentally friendly were preferred. Quartz or glass powder, organic or inorganic salts are particularly suitable.
  • the data of a typical aerosol particle of a mist that is only effective in the VIS area consisting of red phosphorus, potassium nitrate and ammonium chloride, is used for scattered light analysis. After burning off with the air humidity, these form fine droplets that absorb the VIS light.
  • the particle radius is 0.27 ⁇ m, i.e. H.
  • the size parameter x results in 0J7.
  • Figure 3 shows the corresponding radiation diagram. There is an almost isotropic intensity distribution. The intensity of the scattered electromagnetic wave is two orders of magnitude smaller than that of the quartz particle, i.e. when irradiated with an IR light source, there will be no one- or two-sided cross-fading.
  • the quartz particle thus generates an efficient and strongly directed scatter radiation of the incident electromagnetic wave in the direction of the opponent.
  • the difference between the radiation intensity of the target object and the radiation intensity of the background at the location of the detector must fall below a threshold value which is dependent on the respective thermal imaging device.
  • the contrast function c (r) which is dependent on the distance r and is defined as
  • the intensity of the target object at distance r results in
  • T (r) is the transmission at a distance r
  • l p (r) is the sum of the intensities radiated into the LOS (e.g. forward scattering on aerosol particles). The following applies accordingly to the intensity of the background at a distance r:
  • the contrast threshold c K ⁇ t at which the target object can no longer be distinguished from the background in the thermal imaging device, is typically 0.35; the contrast without attenuation is 1.35.
  • the contrast drops at a ratio of l p / l b (0)> 2 below the threshold value of 0.35, ie the target object can then no longer be detected by the thermal imaging device.
  • the intensity of the IR radiation source of the mist dispenser must be in this Achieve a power of at least 1200 - 4000 W m '2 sr "1 in the wavelength range, so that the contrast in the thermal image of the opponent falls below the contrast threshold and therefore the target object can no longer be detected.
  • Mist dispenser IR radiation source IR camera of the mist dispenser. Mist throwing body. Size-adjusted scattering particle. Fog component acting in the VIS area. Forward scattering of the electromagnetic wave. IR camera of the opponent. Opponent backward scattering of the electromagnetic wave

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines im infraroten Spektralbereich (780 nm - 14,0 νm) einseitig transparenten Tarnnebels, welcher im sichtbaren Bereich undurchsichtig ist, wobei man erfindungsgemäß einen an sich bekannten, pyrotechnischen, im visuellen Spektralbereich (380 nm - 780 nm) stark absorbierenden Tarnnebel in Form eines Aerosols ausbringt und darin gleichzeitig pyrotechnisch Streuteilchen ausbringt, deren Größe 10-100 νm beträgt und der Zweikomponenten-Nebel von der Seite des Nebelausbringers mit einer IR-Strahlungsquelle (Spektralbereich: 780 nm - 14,0 νm) bestrahlt wird.

Description

Verfahren zur Erzeugung eines im infraroten Spektralbereich einseitig transparenten Tarnnebels
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung eines im infraroten Spektralbereich einseitig transparenten Tarnnebels, welcher im sichtbaren Bereich undurchsichtig ist, wobei in einem Aerosol ausgebrachte Streuteilchen geeigneter Größenordnung mittels einer infraroten Strahlung beaufschlagt werden, so daß sich an den Streuteilchen eine stark ausgeprägte Vorwärtsstreuung ergibt. Das Aerosol selbst besteht aus einem im sichtbaren Bereich stark absorbierenden bekannten Tarnnebel.
Bei militärischen Kampfeinsätzen und auch bei Polizeieinsätzen gegen verschanzte Täter ist es von erheblichem Vorteil, wenn kurzfristige eigene Positionsveränderungen vom Gegner nicht beobachtet werden können. Da eine Beobachtung heute nicht nur im sichtbaren Bereich, sondern auch über IR- und Radartechnik erfolgt, sind in der Vergangenheit in größerem Umfang nebelerzeugende Mischungen entwickelt worden, welche als Wurfkörper zwischen die eigene Position und die des Gegners gebracht werden und dort eine lokale Nebelwand erzeugen, welche sich in der Luft langsam auflöst oder vom Wind weggetrieben wird, oder in sogenannten Smokepots abgebrannt werden, worauf sich die erzeugte Nebelwolke mit dem Wind zwischen die eigene Position und die Position des Gegners ausbreitet. (Vgl. EP 0 106 334 A2, DE 43 37 071 C1 , DE 40 30 430 C1.) Obwohl solche Tarnnebel einen sehr guten Schutz sowohl im visuellen als auch im infraroten Spektralbereich abgeben, haben sie den Nachteil, daß während der Zeit, in der der Nebel undurchdringlich ist (üblicherweise etwa 20 - 60 Sekunden) nicht nur der Nebelausbringer, sondern auch der Gegner die Position ändern kann, so daß für einen anschließenden Einsatz nicht nur der Gegner die eigene, sondern man selbst auch die Position des Gegners erneut feststellen muß. Der Nebelausbringer hätte daher einen erheblichen taktischen Vorteil, wenn er während der wirksamen Phase des künstlichen Nebels zwar die eigenen Aktionen tarnen, gleichzeitig aber auch die Aktionen des Gegners verfolgen und darauf reagieren kann. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einseitig transparenten Tarnnebel zu entwickeln.
Die bekannten Tarnnebel bestehen üblicherweise aus Aerosolen von festen oder flüssigen Partikeln, wobei die Größe der einzelnen Partikel in der Größenordnung der Wellenlänge der zu schwächenden Strahlung liegt, so daß sie zu einer Streuung und Absorption des Lichtes geeignet sind.
Aus der US 5 682 010 ist eine einseitige Tarnwirkung im visuellen Bereich bekannt geworden, bei der eine solche ein absorbierendes Aerosol enthaltenden Nebelwolke gleichzeitig mit einer Aerosolwolke aus Teilchen, die das Licht nicht absorbieren, sondern lediglich streuen, ausgebracht wird, wobei die absorbierende Wolke den eigenen Standort und die streuende Wolke dem Gegner näher ist. Bei dieser Art und Weise wird das vom Gegner ausgehende Licht weniger geschwächt als das vom eigenen Objekt ausgehende, vom Gegner beobachtbare Licht, so daß insgesamt ein zur Feststellung der gegnerischen Position ausreichendes Restlicht beobachtet werden kann. Soweit sich beide Nebelwolken miteinander vermischen, sind die Effekte für beide Seiten gleich, so daß der vorstehende Vorteil entfällt. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist es, daß das gleichzeitige Ausbringen der beiden Nebelwolken in definiertem Abstand zueinander und zu Abwurf- und Zielort schwierig ist und durch unterschiedliche lokale Windeinflüsse die Nebelwolken sich auch noch zusätzlich gegeneinander verschieben. Für praktische Anwendungen ist diese Verfahrensweise daher nicht geeignet.
Gemäß der DE 196 01 506 A1 wird eine einseitig durchlässige Sichtsperre dadurch erreicht, daß man einen an sich durchsichtigen künstlichen Nebel, bestehend aus Aerosolpartikeln oder Gasen durch Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung entsprechender Wellenlänge zum Aufleuchten bringt (Fluoreszenz, Raman-Streuung, diffuse Reflexion). Da dieses Aufleuchten ein isotroper Effekt ist, d.h. auch auf der Seite des Nebelausbringers stattfindet, wird eine gepulste Strahlungsquelle verwendet, deren Impulsfrequenz der Zeitdauer der Emissionseffekte angepaßt ist. Mittels eines Verschlusses wird der Detektor des Nebelverwenders während der Bestrahlzeit ausgeschaltet, so daß nur elektromagnetische Strahlung in den Bestrahlungspausen detektiert wird. Die Bestrahlungsfrequenz ist typischerweise so hoch, daß der Gegner eine ständig emittierende Nebeiwolke sieht. Um Gegenmaßnahmen des Gegners zu verhindern, wird die Impulsfolge der Strahlungsquelle durch einen dem Gegner nicht bekannten Algorithmus moduliert. Die Nachteile dieses Verfahrens sind einerseits die für das aufwendige, teure und anfällige Anregungs- und Detektionsverfahren notwendigen Vorrichtungen und andererseits die für die Strahlungsanregung erforderlichen toxikologisch bedenklichen fluoreszierenden Substanzen in der Nebelwolke.
Aufgrund der angesprochenen Nachteile (Funktion der einseitigen Sichtsperre nur bei idealen, in der Praxis nicht vorkommenden Windverhältnissen; Erfordernis eines aufwendigen und teuren Detektionsverfahrens bzw. Vorhandensein toxikologisch bedenklicher Substanzen in der Aerosolwolke) kommt keines der beiden Verfahren bis heute in der Praxis zur Anwendung.
Die Erfindung löst die oben beschriebenen Probleme, indem ein im infraroten Spektralbereich einseitig transparenter Nebel mit den Merkmalen des Hauptanspruchs erzeugt wird. Die Lösung wird durch die in den Unteransprüchen beschriebenen Mittel gefördert.
Dem Ausbringer dieses Nebels gelingt während der wirksamen Phase die Detek- tion des Gegners mittels geeigneter elektronischer Hilfsmittel (IR-Kamera), während dem Gegner durch Überstrahlung der LOS (Line of sight) die Sicht sowohl im visuellen als auch im infraroten Spektralbereich genommen wird.
Die vorliegende Erfindung verwendet einen an sich bekannten, im visuellen Spektralbereich (λ=380 nm - 780 nm) undurchsichtigen, aber im infraroten Spektralbereich (λ=780 nm - 14,0 μm) durchsichtigen Nebel aus einem Aerosol mit einer Teilchengröße von 0,1 - 5 μm, der zusätzlich ausgebrachte Streuteilchen einer Größe von 10 bis 100 μm enthält. Dieser Zweikomponenten-Nebel wird mit einer IR-Strahiungsquelle von der Seite des Nebelausbringers bestrahlt. In Figur 1 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration zu sehen. Für beide Seiten ist der visuelle Spektralbereich durch die erste Nebelkomponente 6 abgedeckt. Die Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen im IR-Bereich, die entweder durch eine leistungsstarke Lampe mit entsprechenden Filtern oder mittels eines pyrotechnischen Strahlers 2 zur Verfügung gestellt wird, bewirkt bei der zweiten Nebelkomponente, den ausgebrachten Streuteilchen 5, eine charakteristische Vorwärtsstreuung 7 der IR-Strahlung in Richtung des Gegners 9, während der zurückgestreute Anteil der IR-Strahlung 10 vernachlässigbar klein bleibt.
Die so entstandene Überstrahlung in Richtung des Gegners 9 verhindert die Beobachtung des Nebelausbringers 1 mittels einer IR-Kamera 8 (typische Detektionswellenlängen: 8,0 - 14,0 μm), während mit der IR-Kamera des Nebelausbringers 3 die Beobachtung des Gegners 9 problemlos möglich ist.
Um die physikalischen Effekte der Streuung der IR-Strahlung an den ausgebrachten Streuteilchen 5 bzw. den Aerosoipartikeln der im visuellen Spektralbereich deckenden Nebelkomponente 6 zu verdeutlichen, wurden Strahlungsdiagramme gemäß der Streulichttheorie von Mie berechnet. Diese Theorie bietet bei Kenntnis der optischen und geometrischen Eigenschaften der Streuteilchen (komplexer Brechungsindex m(λ); Größenparameter x), im Gegensatz zur Rayleigh-Streuung, für beliebig große isotrope kugelförmige Streuteilchen exakte Lösungen.
Da die meisten Beobachtungsgeräte im Wellenlängenbereich von 8,0 - 14,0 μm arbeiten, wurde als Referenzwellenlänge λ=10,0 μm gewählt.
Als Beispiel für die größenangepassten Streuzentren wird*ein kugelförmiges Quarzteilchen mit einem Radius von r = 20 μm benutzt, wodurch sich der Größenparameter x zu 12.57 ergibt. Der wellenlängenabhängige komplexe Brechungsindex ergibt sich zu m(λ) = 2.67 - 0.05 i für λ = 10 μm. Das Quarzteilchen befindet sich im Zentrum des Polardiagramms in Figur 2. Die einfallende elektromagnetische Welle wird aus 180°-Richtung kommend gestreut. Aufgetragen ist die Phasenfunktion P, die sich als arithmetischer Mittelwert der Streulichtintensität I-, der senkrecht zur Streuebene polarisierten Welle und der Streulichtintensität l2 der parallel zur Streuebene polarisierten Welle ergibt. Man erkennt die extrem ausgeprägte Vorwärtsstreuung und die vernachlässigbare Intensität der seitlichen bzw. rückwärts gestreuten Anteile.
Streuteilchen mit einem Radius vom 5 - 50 μm, d.h. einer Größe von 10 - 100 μm, sind daher für eine solche anisotrope Streuung von IR-Licht besonders geeignet. Da es nur auf die Streugröße und nicht auf die chemische Zusammensetzung ankommt, wurden vorzugsweise feste Partikel eingesetzt, die nicht toxisch oder atemwegsreizend und umweltverträglich sind. Quarz- oder Glasmehl, organische oder anorganische Salze sind besonders geeignet.
Um den Streueffekt der IR-Strahlung auf die Nebelkomponente 1 , d.h. die Aerosolpartikel zu demonstrieren, werden die Daten eines typischen Aerosolpartikels eines ausschließlich im VIS-Bereich wirksamen Nebels, bestehend aus rotem Phosphor, Kaliumnitrat und Ammoniumchlorid zur Streulichtanalyse benutzt. Diese bilden nach dem Abbrennen mit der Luftfeuchtigkeit feine Tröpfchen, die das VIS-Licht absorbieren.
Bei einer angenommenen relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % beträgt der Teilchenradius 0.27 μm, d. h. der Größenparameter x ergibt sich zu 0J7. Der komplexe Brechungsindex für λ = 10 μm ergibt sich zu m(λ) = 1.63 - 0.69 i.
Figur 3 zeigt das entsprechende Strahlungsdiagramm. Es liegt eine fast isotrope Intensitätsverteilung vor. Die Intensität der gestreuten elektromagnetischen Welle ist um zwei Größenordnungen kleiner als bei dem Quarzteilchen, d.h. bei Bestrahlung mit einer IR-Lichtquelie wird keine ein- oder zweiseitige Überblendung auftreten.
Der Wirkungsfaktor der Streuung QSca, der definiert ist als Verhältnis von optisch wirksamer Teilchenfläche, dem Streuquerschnitt CSca, zur geometrischen Querschnittsfläche des Teilchens (bei kugelförmigen Teilchen gilt: Qsca = Csca / πr2), ist bei der gewählten Wellenlänge von λ=10,0 μm bei dem Quarzteilchen um den Faktor 104 größer als bei dem Aerosolteilchen der Nebelkomponente 1. Das Quarzteilchen erzeugt also eine effiziente und stark gerichtete Streustrahiung der einfallenden elektromagnetischen Welle in Richtung des Gegners. Um eine vollständige Tarnung des Zielobjekts gegenüber dem Wärmebildgerät des Gegners zu erreichen, muß die Differenz der Strahlungsintensität des Zielobjekts und der Strahlungsintensität des Hintergrund am Ort des Detektors unter einen vom jeweiligen Wärmebildgerät abhängigen Schwellwert sinken. Für die quantitative Beurteilung der Detektierbarkeit des Zielobjekts mit Hilfe der IR-Kamera des Gegners benutzt man die vom Abstand r abhängige Kontrastfunktion c(r), die definiert ist als
jU£. (D
wobei lt(r) die Intensität des Ziels im Abstand r und lb(r) die Intensität des Hintergrunds im Abstand r darstellt. Der ohne Dämpfung durch Atmosphäre bzw. künstliche Aerosole erfaßbare Kontrast ist gegeben durch:
Figure imgf000008_0001
Die Intensität des Zielobjekts im Abstand r ergibt sich zu
/,(r) = /,(0) (r) + /p(r). (3)
wobei T(r) die Transmission im Abstand r und lp(r) die Summe der in die LOS eingestrahlten Intensitäten (z. B. Vorwärtsstreuung an Aerosolpartikel) ist. Entsprechend gilt für die Intensität des Hintergrunds im Abstand r:
lb{r) = lb{0) - T{r) + lp{r). (4)
Mit Gl. (3) und Gl. (4) ergibt sich für die Kontrastfunktion c(r):
c(r) = °& . (5)
1 + [/ (r) / /„(0)][1/ r(r)l Die Wirksamkeit der Erfindung soll durch das folgende Beispiel verdeutlicht werden:
Für ein typisches Szenario (Abstand Nebelausbringer - Aerosolwolke: 40 m; Abstand Aerosolwolke - Gegner: 1000 m; Tiefe der Aerosolwolke: 8 m) ist in Figur 4 der Verlauf der Kontrastfuπktion c (Gl. (5)) in Abhängigkeit des Intensitätsverhältnisses von der in die LOS eingestrahlten Intensität lp zur Hintergrundintensität lb(0) dargestellt. Sowohl die Absorption durch die Atmosphäre als auch durch die Aerosolwolke wurde bei der Berechnung der Transmission T(r) berücksichtigt.
Die Kontrastschwelle cKπt , bei der im Wärmebildgerät das Zielobjekt nicht mehr vom Hintergrund zu unterscheiden ist beträgt typischerweise 0.35, der Kontrast ohne Dämpfung ergibt sich zu 1.35.
Wie zu erkennen ist, sinkt der Kontrast bei einem Verhältnis von lp/lb(0) > 2 unter den Schwellwert von 0.35, d. h. dann ist das Zielobjekt vom Wärmebildgerät nicht mehr detektierbar.
Mit Hilfe der Mie-Theorie läßt sich der Anteil der nach vorne gestreuten Strahlung durch die ausgebrachten Streuteilchen berechnen. Bei den oben angegebenen Verhältnissen, einer Konzentration der Streuteilchen von 0.3 g/m3, einer Wellenlänge von λ=10 μm und der Annahme, daß lp durch die Vorwärtsstreuung der Streuteilchen gegeben ist, muß die Intensität der IR-Strahlungungsquelle des Nebelausbringers etwa um den Faktor 30, aus Sicherheitsgründen um 30 - 100 , größer als die Intensität des Hintergrunds sein, um die Kontrastschwelle zu unterschreiten. Setzt man für die Strahlungsintensität des Hintergrunds lb im Wellenlängenbereich von 8,0 - 14,0 μm und einer Umgebungstemperatur von 293 K einen Wert von 40 W m"2 sr"1 an, muß die Intensität der IR-Strahlungungsquelle des Nebelausbringers in diesem Wellenlängenbereich eine Leistung von mindestens 1200 - 4000 W m'2 sr"1 erreichen, damit der Kontrast im Wärmebild des Gegners unter die Kontrastschwelle fällt und somit keine Detektion des Zielobjekts mehr möglich ist. Bezugszeichenliste
Nebelausbringer IR-Strahlungsquelle IR-Kamera des Nebelausbringers Nebelwurfkörper Größenangepasstes Streuteilchen Im VIS-Bereich wirkende Nebelkomponente Vorwärtsstreuung der elektromagnetischen Welle IR-Kamera des Gegners Gegner Rückwärtsstreuung der elektromagnetischen Welle

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung eines im infraroten Spektralbereich (780 nm - 14,0 μm) einseitig transparenten Tarnnebels, welcher im sichtbaren Bereich undurchsichtig ist, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) einen an sich bekannten, pyrotechnischen, im visuellen Spektralbereich (380 nm - 780 nm) stark absorbierenden Tarnnebel in Form eines Aerosols ausbringt und
b) darin gleichzeitig pyrotechnisch Streuteilchen ausbringt, deren Größe 10 - 100 μm beträgt und
c) der Zweikomponenten-Nebel von der Seite des Nebelausbringers mit einer IR-Strahlungsquelle (Spektralbereich: 780 nm - 14,0 μm) bestrahlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der IR- Strahlungsquelle entweder um einen pyrotechnischen Strahler oder um eine leistungsstarke Lampe, die gegebenenfalls mit entsprechenden Filtern ausgestattet ist, handelt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengrößen und damit die Größenparameter x der ausgebrachten Streuteilchen so gewählt werden, daß der Effekt der stark ausgeprägten Vorwärtsstreuung entweder für den gesamten IR-Bereich (780 nm - 14,0 μm) oder ausgewählte Teilbereiche innerhalb dieses Wellenlängenbereiches bei der in Anspruch 1 und 2 beschriebenen IR-Bestrahlung der Streuteilchen gegeben ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das im visuellen Spektralbereich (380 nm - 780 nm) undurchdringliche Aerosol durch eine pyrotechnische Wirkmasse auf Basis von Ammoniumchlorid, Kaliumnitrat und Lactose erzeugt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgebrachten Streuteilchen Quarz-Partikel mit einer Größe von 20 - 50 μm sind.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Ansprüche 1 bis 5, bestehend aus
a) einer Einrichtung zur Erzeugung der im VIS-Bereich undurchsichtigen Nebelkomponente (6);
b) einer Einrichtung zur Ausbringung der Streuteilchen (5);
c) einer elektrischen oder pyrotechnischen IR-Strahlungsquelle.
PCT/EP2000/000062 1999-03-27 2000-01-07 Verfahren zur erzeugung eines im infraroten spektralbereich einseitig transparenten tarnnebels WO2000058239A1 (de)

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DE50005690T DE50005690D1 (de) 1999-03-27 2000-01-07 Verfahren zur erzeugung eines im infraroten spektralbereich einseitig transparenten tarnnebels
JP2000607946A JP2002540059A (ja) 1999-03-27 2000-01-07 赤外スペクトル内で一方向透明性を有する煙幕を発生させる方法
AT00901069T ATE261920T1 (de) 1999-03-27 2000-01-07 Verfahren zur erzeugung eines im infraroten spektralbereich einseitig transparenten tarnnebels
EP00901069A EP1173393B1 (de) 1999-03-27 2000-01-07 Verfahren zur erzeugung eines im infraroten spektralbereich einseitig transparenten tarnnebels
IL14501000A IL145010A0 (en) 1999-03-27 2000-01-07 Method of producing a screening smoke with one-way transparency in the infrared spectrum
US09/937,615 US6484640B1 (en) 1999-03-27 2000-01-07 Method of producing a screening smoke with one-way transparency in the infrared spectrum
IL145010A IL145010A (en) 1999-03-27 2001-08-21 Method of producing a screening smoke with one-way transparency in the infrared spectrum

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6989525B2 (en) * 2003-05-14 2006-01-24 Lockheed Martin Corporation Method for using very small particles as obscurants and taggants
DE102005020159B4 (de) * 2005-04-29 2007-10-04 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Tarn- und Täuschmunition zum Schutz von Objekten gegen Lenkflugkörper
DE102006008309B4 (de) * 2006-02-23 2008-03-27 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Nebelwurfkörper
DE102011106201A1 (de) 2011-06-07 2012-12-13 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Verfahren zur Erzeugung eines einseitig transparenten Nebels
WO2012028257A1 (de) 2010-08-31 2012-03-08 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Vorrichtung und verfahren zur erzeugung einer wirksamen nebelwand bzw. nebelwolke
US9032878B1 (en) * 2013-08-30 2015-05-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Obscurant generating, ground-based, networked munition
US10415941B2 (en) * 2016-08-11 2019-09-17 The Boeing Company System for visual obscuration of an object and dissipating energy of a laser weapon
US10926273B2 (en) * 2019-01-31 2021-02-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for modifying an infrared signature of a vehicle

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3690971A (en) * 1970-08-11 1972-09-12 North American Rockwell Pyrotechnic composition for colored smoke production
DE3918231A1 (de) * 1989-06-03 1990-12-06 Piepenbrock Pyrotechnik Gmbh Verfahren zum erzeugen von im infraroten und sichtbaren licht deckenden nebeln
EP0588015A1 (de) * 1992-09-15 1994-03-23 Buck Werke GmbH & Co Tarnverfahren und Tarnpartikel zu seiner Durchführung
DE19601506A1 (de) * 1996-01-17 1997-07-24 Rheinmetall Ind Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Sichtsperre mit Hilfe eines künstlichen Nebels
US5682010A (en) * 1996-12-04 1997-10-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for creating a one way visible screening smoke

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5679921A (en) * 1958-08-27 1997-10-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Infra-red tracking flare
DE2729055B2 (de) 1977-06-28 1979-07-12 Nico-Pyrotechnik Hanns-Juergen Diederichs Kg, 2077 Trittau Verfahren zum Erzeugen von dichten Wolken für militärische Zwecke
SE418495B (sv) * 1978-03-31 1981-06-09 Lennart Holm Anvendning av partiklar av aktivt kol i aerosoler avsedda for stralningsabsorption serskilt inom ir-omradet
DE3238444C2 (de) 1982-10-16 1986-10-30 Pyrotechnische Fabrik F. Feistel GmbH + Co KG, 6719 Göllheim Pyrotechnische Nebelsätze
DD301646A7 (de) 1983-10-11 1993-05-19 Paulmann Gemisch zur Erzeugung von kombiniertem Signal- und Tarnnebel
DD301407A7 (de) 1983-11-08 1992-12-24 Paulmann Gemisch zur Erzeugung von Tarnnebeln, vorzugsweise für den Ir-Bereich
DE3421708A1 (de) * 1984-06-12 1985-12-12 Buck Chemisch-Technische Werke GmbH & Co, 7347 Bad Überkingen Einrichtung zur erzeugung einer scheinzielwolke, insbesondere einer infrarot-scheinzielwolke
US4704966A (en) * 1986-05-16 1987-11-10 Aai Corporation Method of forming IR smoke screen
US4704967A (en) * 1986-05-16 1987-11-10 Aai Corporation Method of assembly of compacted particulates and explosive charge
DD300935A7 (de) 1987-11-26 1992-09-10 Schwarzheide Synthesewerk Veb Verfahren zur erzeugung von tarnmitteln
US5025729A (en) * 1990-02-21 1991-06-25 Cameron Robert W Aerial distress flare
US5317163A (en) * 1990-02-26 1994-05-31 Dornier Gmbh Flying decoy
DE4030430C1 (de) 1990-09-26 1993-12-02 Buck Chem Tech Werke IR-undurchlässigen Nebel erzeugende Zusammensetzung
US5148173A (en) * 1991-04-15 1992-09-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Millimeter wave screening cloud and method
WO1994002435A1 (en) * 1992-07-15 1994-02-03 Thiokol Corporation Castable infrared illuminant compositions
DE4337071C1 (de) 1993-10-29 1995-03-02 Nico Pyrotechnik Pyrotechnischer Nebelsatz für Tarnzwecke und dessen Verwendung in einem Nebelkörper
US5587552A (en) * 1993-11-09 1996-12-24 Thiokol Corporation Infrared illuminating composition
GB2299990A (en) * 1995-04-18 1996-10-23 Secr Defence Pyrotechnic material
US6047644A (en) * 1998-03-18 2000-04-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Propellant based aerosol generating device and method of use

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3690971A (en) * 1970-08-11 1972-09-12 North American Rockwell Pyrotechnic composition for colored smoke production
DE3918231A1 (de) * 1989-06-03 1990-12-06 Piepenbrock Pyrotechnik Gmbh Verfahren zum erzeugen von im infraroten und sichtbaren licht deckenden nebeln
EP0588015A1 (de) * 1992-09-15 1994-03-23 Buck Werke GmbH & Co Tarnverfahren und Tarnpartikel zu seiner Durchführung
DE19601506A1 (de) * 1996-01-17 1997-07-24 Rheinmetall Ind Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung einer Sichtsperre mit Hilfe eines künstlichen Nebels
US5682010A (en) * 1996-12-04 1997-10-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for creating a one way visible screening smoke

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch Week 199418, Derwent World Patents Index; Class E19, AN 1994-144778, XP002137281 *
JIAMING SHI ET AL.: "Infrared extinction of artificial aerosols and the effects of size distributions", INTERNATIONAL JOURNAL OF INFRARED AND MILLIMETER WAVES, vol. 19, no. 12, 1998, pages 1671 - 1679, XP000790104 *

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Publication number Publication date
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