WO2008098562A1 - Verfahren und vorrichtung zum schutz gegen fliegende angriffsmunitionskörper - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum schutz gegen fliegende angriffsmunitionskörper Download PDF

Info

Publication number
WO2008098562A1
WO2008098562A1 PCT/DE2008/000250 DE2008000250W WO2008098562A1 WO 2008098562 A1 WO2008098562 A1 WO 2008098562A1 DE 2008000250 W DE2008000250 W DE 2008000250W WO 2008098562 A1 WO2008098562 A1 WO 2008098562A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ammunition
defense
determined
time
assault
Prior art date
Application number
PCT/DE2008/000250
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Simon
Original Assignee
Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg filed Critical Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg
Priority to AT08715482T priority Critical patent/ATE488745T1/de
Priority to DE502008001823T priority patent/DE502008001823D1/de
Priority to EP08715482A priority patent/EP2118615B1/de
Priority to US12/526,926 priority patent/US8020491B2/en
Publication of WO2008098562A1 publication Critical patent/WO2008098562A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
    • F42C13/04—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by radio waves
    • F42C13/047—Remotely actuated projectile fuzes operated by radio transmission links
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H11/00—Defence installations; Defence devices
    • F41H11/02—Anti-aircraft or anti-guided missile or anti-torpedo defence installations or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
    • F42C13/04—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by radio waves
    • F42C13/042—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by radio waves based on distance determination by coded radar techniques

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for protection against flying attack ammunition.
  • Flying assault ammunition can be used in particular for rockets and artillery and mortar shells (so-called RAM threat) or cruise missiles, aircraft and parachute objects, and the like. represent.
  • Such a method, together with the radar rates required for locating, is described, for example, in DE 44 26 014 B4, DE 100 24 320 C1, EP 1 518 087 B1 and DE 600 12 654 T2.
  • Shrapnel grenades are usually used as defense ammunition, which are fired with a launcher.
  • An ammunition with fragmentation effect is described, for example, in DE 100 25 105 B4 and in DE 101 51 897 A1.
  • locating devices for locating and tracking the attack ammunition and for determining the trajectory parameters of the attack ammunition body short-range radars, long-range radars and optical sensors are used.
  • the objects to be protected mainly include vehicles and devices in the vicinity of the firing weapon.
  • a short range is understood to mean a radius of a few 100 m to a maximum of 500 m.
  • the procedures can not be used. This is partly due to the fact that the typical fragment grenade launchers used in the process are only able to fire grenades with a firing speed of a few 100 m / s. These can only be effective in the near range, because with increasing distance the speed and thus the energy of the defense munitions body, which influence the energy of the splinters and which Thus, for a successful fight against the attack ammunition necessary, decreases sharply.
  • the known methods are thus disadvantageous because they can not be used or only with great effort to protect spatially extended objects. For example, to protect a field camp covering an area of a few square kilometers, a very large number of launchers would have to be set up. Furthermore, in the known methods, the defensive ammunition used used only against special attack ammunition, for example, anti-tank ammunition or missile, so that protection against all assault ammunition is not given.
  • a disadvantage of the known method is also that the fragmentation grenades are tempiert before firing, ie the ignition is set before firing and given the fragmentation grenade.
  • the disadvantage here is that, inter alia, due to the tolerances of the weapon, the propellant and the ammunition scattering of the shot development time, which includes the time from closing the contact to ignite the primer or - in howitzers - up to the exit of the projectile from the mouth, or There is no such thing as a ballistic scattering, so that the specified time is unlikely to be the optimal time for the ignition
  • the defense ammunition body at the time of ignition can be far removed from the attack ammunition. Tolerable results can thus only be achieved at close range, as in the case of long-range control inaccuracies, for example an angle error, lead to significantly greater absolute deviations in the distance between the attacking munitions and the defensive ammunition at the time of ignition.
  • the defense munition body has a proximity fuse.
  • the disadvantage here is that the setting of the correct triggering distance is critical. Further, the assault ammunition can be very small, whereas the determined probable common space can be large due to the inaccuracies of the sensors and the scatters, so that there is a high probability of failure of proximity ignition.
  • the active sensors such as an active radar, or the passive sensors, such as an infrared sensor, the proximity fuse can be disturbed by the opponent, whereby ignition can be prevented.
  • EP 1 742 010 A1 describes a non-lethal projectile with a programmable and / or adjustable detonator.
  • the non-lethal ammunition can act here, inter alia, by electromagnetic impulses, color, chemical irritants, fog or the like. All applications are equal, that in particular no persons should come to harm by the projectile. For this reason, a detonable detonator is used so that the presence of bullets does not nullify non-lethality.
  • DE 10 2005 024 179 A1 describes a method and a device for temping and / or correction of the ignition time of a projectile without specifying the concrete applications. Here, the velocity of a projectile is measured after firing. By the measurement is closed to the muzzle velocity, which is then used to adjust and / or correct the Zündstellzeit.
  • a particular disadvantage of the method is that further parameters which have an influence on the ignition time are not taken into account.
  • the object of the invention is to provide a method which can be used effectively for protection against flying attack ammunition bodies, as well as a device for carrying out the method.
  • the locating device which comprises at least one sensor (eg radar, active and / or passive optoelectronic), should supply coordinates and / or velocity of the assault ammunition body at sufficiently many times, so that in particular the determination of the ballistic coefficient c of the assault ammunition body the trajectory is possible.
  • the locating device is preferably arranged georeferenced to the weapon.
  • the locating device detects the coordinates of the assault ammunition body at discrete times. From this, the speed of the assault ammunition can be determined by subtraction, e.g. by dividing the velocity difference of the assault ammo at two or more times by the elapsed time, respectively. Reducing the speed of the assault ammunition is a measure of its specific air resistance. From this specific air resistance, the ballistic coefficient c of the assault ammunition can be determined. This makes it possible to set up and solve the motion differential equations of the outer ballistics of the attacking munitions body. As a result, this provides the track of the assault ammunition body as well as its impact point and launch site.
  • a fire control computer which can be arranged within a fire control station, a first Feuerleitaims for firing a defense ammunition, in particular an explosive projectile, determined. Then the defense ammunition body is fired according to this Feuerleitling with a large caliber weapon.
  • the weapon has a caliber of at least 76 mm, preferably 120 mm or 155 mm.
  • Such large-caliber weapons have a long range and a high achievable muzzle velocity of the defensive ammunition, so that even in the long-range fighting the assault ammunition body can be achieved.
  • the weapon used has a high precision, in particular with regard to the alignability.
  • the use of large calibers is also advantageous compared to the use of small calibers, since in small caliber bats the splinters derive their energy primarily from the web speed, since due to the volume usually only one burster charge can be built into a small-caliber defensive munition body. As the distance increases, however, the speed and energy of the defense ammunition body decreases sharply.
  • an HE charge can be used, from which the splinters primarily draw their energy, so that this energy is independent of the range.
  • the anti-ammunition body should be at least 800 m away. However, a fight can also take place at much greater distances, for example at a distance of 3000 m, with the probability of control decreasing at greater distances.
  • the defensive ammunition body is ignited in a first embodiment of the invention after firing at a time T z or remotely ignited directly.
  • the defense ammunition body merely has a proximity fuse, which initiates the ignition of the defense ammunition body when the attack ammunition is within the effective range of the fragment-protective defense ammunition body.
  • the exact ignition time Tz is essential for the effectiveness of the control, since even small deviations due to the high level of ignition Speeds and long distances can lead to large deviations between the predicted and the actual Zündort.
  • a defensive ammunition body is used, which can be tempierbar and / or remotely ignited after firing.
  • the defense ammunition body can have a receiving unit for receiving signals which have been transmitted by a transmitting unit, which is connected in particular to the fire control computer. If the firing of the defensive ammunition body is remotely controlled, in particular radio-controlled, the determined ignition time T z can be used to ignite the defense ammunition body at this time.
  • the receiving unit in this case receives remote control signals, which lead via a particular programmable ignition control unit to the ignition. However, since the transmission from the transmitting to the receiving unit requires a not exactly predictable time, in a preferred embodiment, a sufficient time before the ignition tempier signals containing the detected ignition timing Tz, transmitted to the receiving unit of the defense ammunition.
  • the ignition control unit then ignites the defense ammunition body at the predetermined ignition time, wherein in this embodiment a direct remote ignition can be dispensed with.
  • a direct remote ignition can be dispensed with.
  • the ignition timing T z will be determined after the defense ammunition has been fired.
  • the further trajectory of the attack ammunition body can be considered.
  • the movement of the Defense missile are considered in the determination of the optimal ignition timing Tz.
  • the velocity v M of the defense ammunition body and the direction at a specific time TM is determined by means of at least one measuring device. In this case, they can be used to form the reference for the spatially fixed coordinate system of the ballistic calculations.
  • the speed VM may be the orifice speed Vo, in which case the measuring device may in particular comprise a coil which is arranged in particular in the region of the mouth opening of the weapon barrel of the weapon.
  • a coil for measuring the muzzle velocity of a projectile is described in principle, for example, in EP 1 482 311 A1.
  • the time TM represents a time at which the defense ammunition has already left the weapon.
  • the measuring device may in particular comprise a radar device.
  • the measuring device can be designed to be directional and be directed in the direction of the firing direction already and at the time of firing of the defensive ammunition. This can be achieved for example by a coupling between the weapon and the measuring device.
  • the determined velocity VM and the direction at the time TM can be taken into account in the determination of the time Tz of the firing of the defense ammunition.
  • the actual, time-dependent trajectory of the defense missile can be determined more accurately, so that a higher probability of a successful rich fight is achieved. Therefore, a measuring device with a high accuracy should be used.
  • a measuring device is used whose standard deviation in the velocity determination is less than 0.5 m / s.
  • the signal propagation times should also be kept short, whereby preferably real-time-capable components should be used.
  • the determination of the ignition timing Tz can be carried out in such a way that the point in time at which there is a high, preferably the greatest probability of a successful control is determined, and in particular from the product of the hit probability, which indicates whether a splinter hits the attack ammunition body
  • the probability of destruction which indicates whether this splinter is capable of destroying the shell of the assault ammunition, results. This probability of control is thus dependent on various parameters. The more parameters are taken into account in the determination of the ignition timing Tz, the better the prediction.
  • the measurements and determinations of the measuring device and the locating device may be subject to errors, for example inaccuracies in the timing, the determination of the speed, in the angle determination and the distance measurement may occur. If these tolerances are known, they should be taken into account, as they have a bearing on the probable location of the attacking and defense ammunition bodies in a manner similar to ballistic scattering, such as deviations of azimuth and elevation of the weapon, as well as the shot development time. Also, the nature of the assault ammunition, in particular its hardness, can have an influence on the optimal ignition timing T z .
  • the military hardness of an assault ammunition body depends essentially on its wall thickness.
  • caliber there is a positive correlation between caliber and wall thickness, ie larger caliber usually have a greater wall thickness and are thus militarily harder.
  • the ignition point should take place at a high hardness of the attack ammunition body rather late, so that although the probability of likelihood lower but the probability of destruction due to the greater kinetic energy is greater, thus achieving a high probability of control.
  • the nature of the defensive ammunition in particular its characteristics such as splinter matrix, which includes the spatial distribution of the splinters according to number and size, splinter cone build-up time and inaccuracies of the tempier time, i. the scattering of the time of the actual ignition initiated by the ignition control unit when the ignition timing is set is important. Further, the shot development time of the defense ammunition body and the ballistic scattering can influence the ignition timing Tz.
  • the determination of the ignition timing Tz should be made as quickly as possible because the time between the firing and the firing of the defense ammunition body is short.
  • the flight time at a combat distance of, for example, 1000 m is at typical projectile velocities only of the order of 1 s and during this period the velocity VM of the defensive ammunition body is measured, a new Feuerleitren and calculates the ignition timing Tz and transfer the data to the detonator become. Therefore, fast algorithms are needed to calculate the fire control solution. For this reason, an analytical procedure should be used.
  • each individual component should be designed for fast transmission of the data.
  • the defense ammunition body additionally has a proximity fuse. It is advantageous here that in the case in which the determined ignition time was actually too late, there is a certain chance that the defense ammunition body is previously initiated by means of the proximity fuse.
  • the defense ammunition body only has an approach fuse as an igniter. This initiates the ignition when the defensive ammunition is in a particular adjustable distance to the attack ammunition. This is sufficient for effective control in cases where the scattering of the system is so small that it is highly probable that the assault ammunition reaches the effective range of the splinter-acting defense ammunition body.
  • the ballistic coefficient of the assault ammunition body which is essentially determined from the ratio of cross-sectional area to mass of the assault ammunition body, can first be determined in both embodiments. With its Hi- The equations of motion of the outer ballistics of the assault ammunition can be set up and solved analytically or numerically. By means of a forward calculation, it is thus possible to ascertain the point of impact of the assault ammunition and the data for the determination of the firing solution for controlling the assault ammunition. Furthermore, the launch site of the attack ammunition body can be determined by a backward calculation.
  • a basic idea of the method for determining the ballistic coefficient and the trajectory is that the air resistance which decelerates the assault ammunition during the flight is determined from the decrease in its kinetic energy.
  • this mass-related air resistance force can be determined from the difference between two mass-related kinetic energies, based on the distance covered in the process.
  • the kinetic energy of the attack ammunition at a location of the trajectory can be calculated from their speed, the speed in turn can be determined from two Radarort spreen (time and place).
  • the air resistance is represented by the ballistic coefficient. This is essentially dependent on the projectile velocity, the projectile geometry and atmospheric properties.
  • the equations of motion for the attacking body can be solved numerically and the trajectory can be calculated from a location averaged from two radar measurements. If terrain information is available, the geographic coordinates (length, width, height) of the launching point of the target munition can be obtained by comparing the calculated trajectory with the terrain profile in a suitable reference system. determine person or the meeting point with the defense ammunition.
  • One advantage of the presented method is, on the one hand, the high accuracy of the calculated trajectory and thus of the predicted meeting point or place of launch of the assault ammunition body.
  • the method allows the formula work to be able to determine the necessary sensor inaccuracies with the help of error propagation in order to equip early-warning and air defense systems with specific properties and to test their suitability.
  • This can be achieved by the special form of the motion differential equations, the separation of the drag coefficient into fixed and variable parts and by applying a specific reference function for its speed-dependent part.
  • the classification of the located assault ammunition can be carried out by means of the ballistic coefficient.
  • the first determined Feuerleits, after which the Abwehrmuniti- ons Economics is fired, is preferably dimensioned such that the compensation of tolerances used, sensors containing locating and measuring device and used, effectors containing weapon and AbwehrmunitionsMech by the firing point determined after firing Tz is possible.
  • the ammunition requirement i. the nature and number of defense ammunition bodies and the required deployment.
  • planning may determine how weapons should be deployed to provide effective protection against various attack scenarios.
  • the defensive ammunition can be fired according to the determined ammunition requirement, as long as the successful combat of the assault ammunition body is not recognized.
  • a weapon can fire several defense ammunition or several weapons can be used.
  • various confidence levels of likely successful control can be given. At a high confidence level is also aimed at a high probability of successful control. For this reason, the number or type of defense ammunition can be adjusted according to the desired confidence level, thus influencing the likelihood of successful control.
  • the ignition timing T 1 it is also advantageous to take into account the parameters already mentioned above for determining the ignition timing T 1 , ie preferably taking into account measurement inaccuracies of the measuring device, in particular when determining time, speed, azimuth, elevation and / or Distance, measurement inaccuracies of the locating device, in particular in the determination of time, speed, azimuth, elevation and / or distance, type of attack ammunition, in particular its hardness, type of defense ammunition, in particular its properties such as splinter matrix, splitter cone build-up time, inaccuracies of Tempierzeit, shot development time of defense ammunition body and ballistic dispersion.
  • measurement inaccuracies of the measuring device in particular when determining time, speed, azimuth, elevation and / or Distance
  • measurement inaccuracies of the locating device in particular in the determination of time, speed, azimuth, elevation and / or distance
  • type of attack ammunition in particular its hardness, type of defense ammunition, in particular its properties such as splinter matrix,
  • the defensive ammunition body is pre-preheated before firing to a point in time T which predates the time TB predicted by the firing solution determined before firing, in which the defensive ammunition strikes the ground when ignited.
  • T time T which predates the time TB predicted by the firing solution determined before firing
  • the defense ammunition body ignites before striking the ground, so that no persons or facilities on the ground come to harm.
  • the time T before the time after the time TA is determined by the predicted by the determined before firing Feuerleitans ignition time T 1 of the defense ammunition body.
  • the location data to a second Ortungsein- direction, in particular a Zielommeradar réelle, passed, which the measurement of the for the determination the trajectory necessary sizes.
  • a round search radar can be used as the first locating device.
  • a warning such as an audible warning, for the area determined by the determined trajectory of the assault ammunition body impact point is delivered to the ground, so that in this area preventive measures can be taken to prepare for the case to be that the fight against the attack ammunition body was not successful.
  • the determined trajectory of the first located assault ammunition body is closed on its launch site, so that preferably with the same weapon that fights the attack ammunition, even the attacker, who can often be far away, can be combated.
  • FIGS. 1 to 10 Show it: 1 shows a field camp with four weapons for protection against flying attack ammunition in a schematic representation, Fig. 2 is a flow chart for the operation of the method,
  • FIG. 6 shows a coordinate system for the geometry of the fragment cone
  • FIG. 7 shows a coordinate system for the geometry of the fragment cone with elliptical cylinder
  • FIG. 9 shows a diagram of the ammunition requirement for successful combat at a confidence level of 99%
  • FIG. 10 shows a device for protection against assault ammunition in a schematic representation.
  • the method and the device are used to protect a spatially extended field camp 1 with quadrangular base according to FIG. 1.
  • a device 20 is placed in each corner of the field camp, which is shown schematically in FIG. It has a weapon 2, which can fire defensive ammunition 3 with splinter effect, a first locating device 12, a second locating device 5, a measuring device 10, a signal transmitting unit 7 and a fire control computer 6.
  • the weapon 2, the locating device 5, the measuring device 10 and the signal transmission unit 7 are connected via data lines 11 with the Feuerleitrechner 6.
  • the defense ammunition body 3 includes a Ignition control unit 9, a signal receiving unit 8, an igniter 13 and an explosive charge 14.
  • the arrangement in the region of the corners of the field camp 1 can be avoided to shoot over the field camp 1 in the course of combating assault ammunition 4 with the defense ammunition 3.
  • Another advantage of using multiple weapons 2 is that the likelihood of frontal combat increases with the smallest possible impact angle, which is advantageous due to the high speed difference between assault ammunition 4 and splinters.
  • the control sequence is as shown in FIG. 2 as follows: I. Location of the assault ammunition 4 with a first locating device 12;
  • the order of the steps presented does not necessarily correspond to the order given got to.
  • the classification of the assault ammunition 4 can be carried out even after judging the weapon 2.
  • a known Rundsuchradar is used as the first locating device 12.
  • an assault ammunition 4 is a mortar shell (82 mm) of cast iron with a mass of 3.31 kg and a wall thickness of about 9 mm to 10 mm is considered as an example, which at a launch speed of 211 m / s at a distance of 3040 m below was fired at an angle of 45 °.
  • the target data is transferred to a second locating device 5 configured as a destination follower radar for further tracking of the target.
  • This second locating device 5 comprises a radar system, which comprises a radar sensor of the designation MWRL-SWK.
  • This is a Russian air traffic control radar for airfields with a radar range of 1 km to 250 km, standard deviation in azimuth and elevation of 0.033 °, standard deviation in the distance measurement of 10 m, standard deviation in the time determination of 66.7 ns and an angular velocity of 18 ° / s up to 90 ° / s.
  • the bases of the locating measurements are given at this point in order to be able to calculate the radar location of the assault ammunition 4 using the measured variables of a pulse radar azimuth a, elevation ⁇ and the time t.
  • the radar angular velocity is used to calculate three radar locations.
  • ⁇ as the azimuth angle of the assault ammunition 4 from the radar
  • XAP and ZAP as coordinates of the launch point
  • ⁇ as the azimuth of the firing line with respect to the abscissa of the reference system.
  • the y-coordinate of a radar location i is determined from the distance of the location of the assault ammunition 4 from the radar R and the elevation of the radar beam ⁇ (Eq 2a and GL 2b):
  • Equation 4 is used to calculate the radar location corresponding flight time of the assault ammunition 4 and the altitude coordinate of the radar location y, - from the solution of the differential equation system. With this, the desired elevation angle of the radar can be determined (equation 4):
  • V x velocity component in x-direction
  • C 2 (Ma) aerodynamic coefficient, depending on the Mach number and the ballistic coefficient Ky.
  • p tan ⁇
  • g gravitational acceleration
  • t time ⁇ : angle of shot.
  • the velocity-dependent fraction f 2 (c Ma ) is present as a reference function, which was determined experimentally or calculated by known methods and can be used for ballistic projectiles.
  • the third fraction / 3 (C 0 ) depends on the atmospheric conditions (eg air pressure, temperature). For example, be regarded as constant for short shooting distances with low altitudes. If necessary, corrections for the standard values of temperature and barometric pressure can be added to this part.
  • the differential equation system for describing the projectile motion is solved by conventional numerical methods. Forward integration determines the point of impact at the destination. The backward calculation gives the point of launch. For this purpose, the air resistance coefficient C 2 [Ma) is required as an input parameter.
  • the following method for the experimental determination of the air resistance is used to determine the ballistic coefficient c and thus the air resistance coefficient C 2 (Ma):
  • the ballistic coefficient c can be determined from the aerodynamic force acting on the projectile 4, this aerodynamic force resulting from the difference between the kinetic energy of the projectile 4 at locations A and B and the distance measured between these two locations (see FIG. 5).
  • the kinetic energy in A and B can be expressed by the projectile velocities.
  • C 2 (Ma) can be adapted to changed speeds of the assault ammunition and changed atmospheric conditions and thus more accurate results achieve in the iterative solution of the equation system 8. In addition, this allows the described classification of the attack ammunition.
  • the velocities and the spatial coordinates in the x and z directions at locations A and B are calculated from two projectile locations determined by a pulse radar with respect to the coordinate system of the radar device. Due to the special form of the motion differential equations, which results from the conversion of the time-dependent form of the motion differential equations into a position-dependent form, only the horizontal components of the velocity and the horizontal distance between the averaged radar locations A and B are required.
  • the standard deviation ⁇ c of the ballistic coefficient c is calculated from the random errors of the azimuth, the elevation and the time, wherein the time error with the speed of light in vacuum can be determined from the range error of the radar device 5.
  • the standard deviation of the angular velocity results from the time error.
  • the laws of Gaussian error propagation are used.
  • the length dispersion of the meeting point can be determined. From the measurement errors of the time and the azimuth and the underlying locating geometry, the width spread is calculated directly.
  • the Circular Error Probability (CEP) of the impact location is calculated from the latitude and longitude scatter of the impact location. This is calculated numerically according to a method presented in the literature with the standard deviations in the x and z directions and the associated covariance cov (x, z) as input parameters for the desired confidence level.
  • the assault ammunition 4 is to be fought at a distance of 1000 m in a target height of 500 m. This leads to a launch angle of about 26.6 °.
  • the location distance of the radar is also 1000 m.
  • a classification of the located assault ammunition 4 is carried out on the basis of the ballistic coefficient c.
  • the ranges of values of the ballistic coefficient c of various possible and probably expected assault ammunition bodies 4 were previously obtained by evaluation of shots.
  • everyone can ballistic coefficients c are assigned to a type of an assault ammunition 4. This assignment is carried out by the fire control computer 6.
  • the application of the determination of the type of assault ammunition 4 can be limited only in the rare cases when the ranges of the coefficient c overlap. Irrespective of this, however, the location accuracy of the radar sensor used by the locating device 5 has a significant influence on the uniqueness of the result.
  • attack ammunition 4 is known, e.g. Its caliber and hardness can be determined, for example, from a table.
  • Panzerhaubitze As a weapon 2 a Panzerhaubitze is used. This self-propelled artillery gun is able to fire projectiles 3 with a caliber of 155 mm. After straightening the gun barrel of the Panzerhaubitze 2 the firing time is waited.
  • Firing the defensive ammunition body 3 to combat at the desired distance As a defense ammunition body 3, an HE explosive projectile (155 mm) is used as an example, which is fired with the Panzerhaubitze 2. To achieve a high muzzle velocity, the largest possible propellant charge is used.
  • the splinter mass distributions and splitter velocities of the defense ammunition body 3 were previously determined during blasting experiments in a forecourt.
  • the splitter cone build time is considered to be the time at which the diameter of the splitter cone is equal to the radar CEP area.
  • the fragmentation effect of explosive projectiles results from the dismantling of the projectile shell into thousands fragments, which are accelerated by the explosion in addition.
  • the splinter mass distributions determined in the context of blasting and the splitter speeds are evaluated after a series of blast tests. From this, the experimental splitter matrices known from the literature are determined, in which the splinters are classified according to their splitter outlet angle and their mass.
  • a splitter cone opened in the direction of movement forms, the opening angle of which depends on the velocity of the defense ammunition body 3, the initial velocity of the splitter and the splitter outlet angle. Since the fragmentation distribution in a bar was determined under static conditions, the translational speed of the projectile 3 is vectorially superimposed at the initiation time and the dynamic splitter outlet angle is to be determined. Due to the air resistance, the speed of the splinters decreases with increasing distance from the initiation site. The number of effective splinters depends on whether the kinetic energy of the splinters is greater than the minimum energy required to destroy the assault ammunition 4 at an assumed angle of incidence. The splinters that fulfill this condition are effective. The minimum energy results from the energy needed to break through the bullet wall of a RAM target and to detonate the explosive charge. The well-known from the literature shell formula de Marre is used to estimate the breakdown energy of assault ammunition 4.
  • an energy of 1200 J can be specified as the minimum energy.
  • the energy is determined in order to explode the explosive of the assault ammunition 4.
  • the impact of a splitter on an attack ammunition body 4 is modeled as a plastic impact process and the resulting conversion of mechanical into internal energy ultimately corresponds to the energy available for destroying the attack ammunition 4.
  • the measurement of the speed VM can be done by means of a radar. By determining can be concluded that the muzzle velocity V 0 .
  • the Doppler method or the pulse transit time method can be used.
  • a real-time v o coil is integrated in the tube of the weapon 2 as a measuring device 10, which provides by induction the initial velocity of the Abwehmunitions stressess 3 of the current shot and the time of measurement. It also forms the reference for the spatially fixed coordinate system of ballistic calculations.
  • the determination of the ignition timing Tz by means of the corrected Feuerleitans should take place as quickly as possible, because the time between see the firing and the ignition of the defense ammunition 4 is short.
  • a method is used, which solves the differential equations of the external ballistics analytically. It uses a mathematical function, namely Lerch ' s Phi.
  • the quantity c w gives the ratio of the air resistance between a projectile and an infinitely extended plane plate as a function of the Mach number.
  • the method can also be combined with the method described in DE 10 2005 023 739 A1.
  • the method described there is used to determine the Feuerleiten in the presence of a relative movement between the weapon and the target.
  • a relative movement is formed in the present context by the movement of the attack ammunition body while the weapon is stationary.
  • the ignition timing Tz should be the time when the greatest likelihood of successful combat exists. Due to the scatters and tolerances, only a probable residence space of the attacking and defense ammunition body and a probable development of the fragmentation effect after ignition can be given.
  • the assault ammunition 4 and especially its caliber surface is small.
  • the probable location area of this destination is large and geometrically described by an ellipse cylinder, ie by a cylinder with an elliptical base (FIG. 7).
  • the ignition location of the defense ammunition body 3 resulting from the ignition point is determined taking into account the following aspects:
  • the distance to the target 4 should be as small as possible, because the number of effective splitters decreases due to the air resistance with increasing distance from the ignition location.
  • something should be shot past the target 4, since the largest numbers of fragments occur in the edge region of the fragment cone.
  • weighting factors may depend on the caliber and type of assault ammunition detected by the locator, and may be determined by simulation or experimentation.
  • a significant quantity is first the scattering of ignition time itself, i. with which inaccuracy ignites the igniter 13 at the set ignition timing.
  • An igniter 13 is used, which has a scattering of the tempier time of less than 2 ms.
  • the determination of the ignition timing Tz takes place via the determination of the ignition interval. This is explained by an ammunition requirement calculation.
  • the munition requirement calculation it can be determined how many defense ammunition bodies 3 must be fired in order to effectively combat the attack ammunition 4 for a given confidence level.
  • the ammunition needs calculation is based on known statistical principles and indicates the average amount of ammunition required to completely destroy the target. According to the exponential extermination law, this depends on the likelihood of a splitter p k and the number of effective splinters against the target area N w .
  • the probability of firing PK of a single splitter results from the multiplication of the hit probability p ⁇ by the probability of destruction p ⁇ ⁇ H -
  • the hit probability p ⁇ indicates the probability in the case of a frontal attack, in order to obtain the circular target area and the attack unit 4 to meet its longitudinal direction.
  • the destruction probability p ⁇ ⁇ H depends on the ratio of the energy of the defense ammunition body 3 to the minimum energy for penetrating the shell of the attack ammunition 4 and increases exponentially with it.
  • Measurement errors of the sensors of the measuring and locating devices 5, 10 and 12 in azimuth, elevation and distance increase the probable location of the target ammunition 4 to be attacked and the radar CEP area, so that the demand for ammunition increases with inaccurate sensors.
  • the muzzle velocity of the defense ammunition body 3 and the ignition time for the initiation of the projectile and the subsequent splinter cone development Added to this is the ballistic scattering of the ammunition 3 and the weapon 2. This affects the probability of hit and thus the need for ammunition. Therefore, in the context of the desired ammunition requirement for a defined confidence level, the error budget, which characterizes the sum of all errors in the system that must not be exceeded, is set for the overall system.
  • the area normal to the radar beam in which the assault ammunition 4 is located with the probability P is calculated.
  • This area should correspond to the base area of the fragment cone A E so that as far as possible at least one fragment of all effective fragments can hit the target area Ar.
  • This target area A ⁇ is located with the probability P somewhere in ACEP and is thus a sub-area of ACEP
  • the firing interval ti ⁇ which corresponds to the fragment cone height, can then be determined with the surface AE, for which purpose the opening angle of the splitter cone ⁇ max must first be estimated. This serves - with the path velocity of the defense ammunition body 3 in the predicted area of control - as an input for the calculation of the fragment cone from the fragmentation distributions determined experimentally in the forecourt. With the now determined splitter cone opening angle ⁇ max , an improved ignition interval and thus the splitter cone can now be calculated. With the knowledge of the measured reference time T M, the ignition time T 1 will be determined by the ignition interval. The total number of effective splinters, the opening angle and the path velocity at the point of action serve with the data given above as input parameters for the balistic probability calculation described above in order to calculate the munitions requirement Ns.
  • This ammunition requirement applies strictly according to FIG. 7 only for the base area of the ellipse cylinder facing the ignition location. If the assault ammunition 4 actually stops, for example, in the rear region of the ellipse cylinder, the fragment density is significantly lower and the fragmentation speed is reduced due to the longer flight path. This reduces the number of effective fragments per unit area and increases the need for ammunition.
  • the length of the ellipse cylinder can be significantly reduced, so that the demand for ammunition in the entire ellipse cylinder is on the order of magnitude, as the closest to the ignition base.
  • the determined ignition time T 1 is transmitted via the configured as a radio unit signal transmission unit 7 as coded Tempiersignale by radio to the configured as a radio unit signal receiving unit 8.
  • the signal receiving unit 8 forwards the signals to the ignition control unit 9, in which the new ignition timing is stored. Furthermore, the correct reception of the two radio units 7 and 8 the ignition timing Tz to the fire control computer confirmed. If not confirmed, the ignition timing is recalculated and transmitted to the defense ammunition body 3.
  • the igniter 13 is remote-triggered via the two radio units 7 and 8 and the ignition control unit 9 immediately after the correct reception.
  • the carrier frequency e.g., 520 kHz
  • the entire code can be sent within 100 ⁇ s so that the transmission time To practically coincides with the ignition timing.
  • the determination of the optimum ignition timing can advantageously be delayed as long as possible, so that a more exact determination of the air paths is possible.
  • Increased safety can be achieved by encoding the tempier signals or remote control signals.
  • the code is evaluated by the ignition control unit to determine the correct reception of the remote control signals. Only at the end of the review of the code, which must match the code known to the ignition control unit, the Temp istsvorgabe is implemented or initiated directly the ignition.
  • the defense ammunition body additionally has a proximity fuse. This initiates the ignition when the defense ammunition body 3 is at an adjustable distance to the attack ammunition 4.
  • the advantage here is that in the case in which the determined ignition timing was actually too late, there is a certain chance that the Defense ammunition is previously initiated by means of the proximity fuse.
  • the defensive munitions body as an igniter has only one approach fuse, but none
  • the proximity fuse triggers the ignition when the defense ammunition body 3 is at an adjustable distance from the attack ammunition 4, e.g. at a distance of
  • the splinter cone forms. If the attack ammunition 4 was not successfully fought, another defensive ammunition body 3 is fired with a new Feuerleitinate. In an advantageous embodiment, however, according to the determined need for ammunition, one after the other, one or more weapons 2 are fired one after the other, without waiting for a confirmation of successful combat.
  • the abscissa represents the standard deviation of the azimuth and elevation of the radar, which are assumed to be the same. On the ordinate are the required integer shot numbers for given values of CL. applied. It is noteworthy that even with a composition probability of 99%, the munitions requirement of 155 mm bullets with the assumptions made is a maximum of four shots and thus clearly in the single-digit range.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Electric Cable Installation (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Schutz gegen fliegende Angriffsmunitionskörper (4), wobei der Angriffsmunitionskörper (4) mittels mindestens einer Ortungseinrichtung (5, 12) geortet wird, wobei die Flugbahn des Angriffsmunitionskörpers (4) ermittelt wird, wobei eine Feuerleitlösung zum Abfeuern eines Abwehrmunitionskörpers (3) mit Splitterwirkung, insbesondere ein Sprenggeschoss, ermittelt wird, wobei mittels einer großkalibrigen Waffe (2), insbesondere eine Waffe mit einem Kaliber von mindestens 76 mm, der Abwehrmunitionskörper (3) abgefeuert wird, und wobei der Abwehrmunitionskörper (3) nach dem Abfeuern tempierbar und/oder fernzündbar ist und nach dem Abfeuern in einem Zündzeitpunkt Tz zündet oder ferngezündet wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schutz gegen fliegende Angriffsmunitionskörper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz gegen fliegende Angriffsmunitionskörper. Fliegende Angriffsmunitionskörper können insbesondere Raketen sowie Artillerie- und Mörserge- schösse (sogenannte RAM-Bedrohung) oder Marschflugkörper, Flugzeuge und Fallschirmobjekte u.Ä. darstellen.
Es sind Verfahren bekannt, bei welchen versucht wird, Objekte gegen fliegende Angriffsmunitionskörper dadurch zu schützen, dass Abwehr- munitionskörper mit Splitterwirkung in Richtung des zuvor georteten Angriffsmunitionskörpers abgefeuert werden, um diesen vor dem Einschlagen zu bekämpfen. Bei Zündung des Abwehrmunitionskörpers wird dieser, insbesondere die Hülle, in eine Vielzahl von Splittern zerlegt, die durch die Explosion zusätzlich beschleunigt werden. Die Ausbreitung der Splitter erfolgt in der Regel kegelförmig. Wenn der Angriffsmunitionskörper auf einen Splitter trifft, kann er unter der Vor- aussetzung, dass der Splitter eine ausreichende Größe und eine ausreichende Geschwindigkeit aufweist, um durch die Hülle des Angriffsmunitionskörpers zu dringen, wirksam bekämpft werden.
Ein solches Verfahren mitsamt den zur Ortung erforderlichen Radarge- raten wird beispielsweise in der DE 44 26 014 B4, der DE 100 24 320 Cl, der EP 1 518 087 B1 und der DE 600 12 654 T2 beschrieben. Es werden in der Regel Splittergranaten als Abwehrmunitionskörper eingesetzt, die mit einem Werfer abgefeuert werden. Eine Munition mit Splitterwirkung wird beispielsweise in der DE 100 25 105 B4 und in der DE 101 51 897 A1 beschrieben. Als Ortungseinrichtungen zur Ortung und Verfolgung des Angriffsmunitionskörpers sowie zur Ermittlung der Flugbahnparameter des Angriffsmunitionskörpers werden Nahbereichsradare, Fernbereichsradare und optische Sensoren eingesetzt.
Bei den bekannten Verfahren umfassen die zu schützenden Objekte vor allem Fahrzeuge und Einrichtungen im Nahbereich der abfeuernden Waffe. Als Nahbereich wird hierbei ein Umkreis von wenigen 100 m bis maximal 500 m verstanden. Im darüber hinaus gehenden Fernbereich können die Verfahren nicht eingesetzt werden. Dies liegt u.a. darin begründet, dass die in den Verfahren verwendeten typischen Splittergrantenwerfer nur in der Lage sind, Granaten mit einer Abfeuergeschwindigkeit von wenigen 100 m/s abzufeuern. Diese können damit nur im Nahbereich wirksam sein, da mit wachsender Entfernung die Geschwindigkeit und somit die Energie des Abwehrmuniti- onskörpers, welche die Energie der Splitter beeinflussen und welche somit für eine erfolgreiche Bekämpfung der Angriffsmunitionskörper notwendig sind, stark abnimmt.
Die bekannten Verfahren sind somit nachteilig, da sie nicht oder nur unter sehr großem Aufwand zum Schutz von räumlich ausgedehnten Objekten eingesetzt werden können. Um beispielsweise ein Feldlager der Fläche einiger Quadratkilometer zu schützen, müsste eine sehr große Anzahl an Werfern aufgestellt werden. Ferner sind bei den bekannten Verfahren die verwendeten Abwehrmunitionskörper nur ge- gen spezielle Angriffsmunitionskörper wirksam, beispielsweise gegen Panzerabwehrmunition oder gegen Flugkörper, so dass ein Schutz gegen alle Angriffsmunitionskörper nicht gegeben ist.
Zudem ist eine Bekämpfung im Nahbereich nachteilig, da diese die Gefahr mit sich führt, dass durch die Bekämpfung selbst, beispielsweise durch Splitter, eine Beschädigung der zu schützenden Objekte erfolgt. Ferner kann das Problem auftreten, dass bei einer nicht erfolgreichen Bekämpfung die Zeit eines weiteren Versuchs der Bekämpfung zu kurz ist.
Nachteilig an den bekannten Verfahren ist außerdem, dass die Splittergranaten vor dem Abfeuern tempiert werden, d.h. der Zündzeitpunkt wird vor dem Abfeuern festgelegt und der Splittergranate mitgegeben. Nachteilig hierbei ist, dass u.a. auf Grund der Toleranzen der Waffe, der Treibladung und der Munition eine Streuung der Schussentwicklungszeit, welche die Zeit vom Schließen der Kontakts zum Zünden der Anzünderpatrone oder - bei Haubitzen - bis zum Austritt des Geschosses aus der Mündung umfasst, bzw. der ballistischen Streuung vorliegt, so dass der festgelegte Zeitpunkt mit großer Wahr- scheinlichkeit nicht der optimale Zeitpunkt für die Zündung ist, da beispielsweise der Abwehrmunitionskörper im Zeitpunkt der Zündung weit von dem Angriffsmunitionskörper entfernt sein kann. Tolerierbare Ergebnisse lassen sich somit wiederum nur im Nahbereich erzielen, da bei der Bekämpfung im Fernbereich Ungenauigkeiten, beispielswei- se ein Winkelfehler, zu deutlich höheren absoluten Abweichungen der Distanz zwischen Angriffsmunitionskörper und Abwehrmunitionskörper im Zündzeitpunkt führen.
Bekannt ist ferner eine Ausgestaltung, bei welcher der Abwehrmuniti- onskörper einen Annäherungszünder aufweist. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Einstellung des richtigen Auslöse-Abstandes kritisch ist. Ferner kann der Angriffsmunitionskörper sehr klein sein, wohingegen der ermittelte wahrscheinliche Aufenthaltsraum wegen der Ungenauigkeiten der Sensorik und der Streuungen groß sein kann, so dass eine hohe Wahrscheinlichkeit für das Versagen des Annäherungszün- dens vorliegt. Zudem kann die aktive Sensorik, wie ein aktives Radar, oder die passive Sensorik, wie eine Infrarotsensorik, des Annäherungszünder vom Gegner gestört werden, wodurch eine Zündung verhindert werden kann.
Die EP 1 742 010 A1 beschreibt ein nicht letales Geschoss mit einem programmier- und/oder tempierbaren Zünder. Die nicht letale Munition kann hierbei u.a. durch elektromagnetische Impulse, Farbe, chemische Reizstoffe, Nebel oder Ähnliches wirken. Allen Anwendungen ist gleich, dass durch das Geschoss insbesondere keine Personen zu schaden kommen sollen. Aus diesem Grund wird ein tempierbarer Zünder verwendet, damit nicht durch das Vorhandensein von Geschossteilen die Nichtletalität aufgehoben wird. Die DE 10 2005 024 179 A1 beschreibt ohne Angabe der konkreten Anwendungsfälle ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Tempierung und/oder Korrektur des Zündzeitpunktes eines Geschosses. Hierbei wird die Geschwindigkeit eines Geschosses nach dem Abfeuern gemes- sen. Durch die Messung wird auf die Mündungsgeschwindigkeit geschlossen, welche anschließend zur Einstellung und/oder Korrektur der Zündstellzeit verwendet wird. Nachteilig an dem Verfahren ist insbesondere, dass weitere Parameter, die einen Einfluss auf den Zündzeitpunkt haben, nicht berücksichtigt werden.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren, welches wirkungsvoll zum Schutz gegen fliegende Angriffsmunitionskörper eingesetzt werden kann, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
Die Erfindung löst die Aufgabe verfahrensmäßig mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 14 und vorrichtungsmäßig mit den Merkmalen der Patentansprüche 25 und 31. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil der abhängigen Ansprüche.
Es ist ein Grundgedanke der Erfindung, nach der Ortung eines Angriffsmunitionskörpers durch mindestens eine Ortungseinrichtung die Flugbahn des Angriffsmunitionskörpers zu bestimmen. Je schneller und genauer die Flugbahn bestimmt wird, um so wahrscheinlicher ist eine erfolgreiche Bekämpfung des Angriffsmunitionskörpers. Die Ortungseinrichtung, welche mindestens einen Sensor (z.B. Radar, aktiv und/oder passiv optoelektronisch) umfasst, sollte zu ausreichend vielen Zeitpunkten Koordinaten und/oder Geschwindigkeit des Angriffsmunitionskörpers liefern, so dass insbesondere über die Ermittlung des ballistischen Koeffizienten c des Angriffsmunitionskörpers die Bestim- mung der Flugbahn möglich ist. Die Ortungseinrichtung ist vorzugsweise georeferenziert zur Waffe angeordnet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung erfasst die Ortungseinrichtung zu bestimmen diskreten Zeitpunkten die Koordinaten des Angriffsmunitionskörpers. Daraus kann durch Differenzbildung die Geschwindigkeit des Angriffsmunitionskörpers ermittelt werden, z.B. indem die Geschwindigkeitsdifferenz des Angriffsmunitionskörpers zu zwei oder mehr Zeitpunkten durch die jeweils verstrichene Zeit dividiert wird. Die Verringerung der Geschwindigkeit des Angriffsmunitionskörpers ist ein Maß für seinen spezifischen Luftwiderstand. Aus diesem spezifischen Luftwiderstand kann der ballistische Koeffizient c des Angriffsmunitionskörpers ermittelt werden. Damit ist es möglich, die Bewegungsdifferentialgleichungen des Außenballistik des Angriffsmunitions- körpers aufzustellen und zu lösen. Dies liefert im Ergebnis die Bahn des Angriffsmunitionskörpers sowie seinen Einschlagpunkt und Abschussort.
Es wird des Weiteren insbesondere mittels eines Feuerleitrechners, welcher innerhalb einer Feuerleitstelle angeordnet sein kann, eine erste Feuerleitlösung zum Abfeuern eines Abwehrmunitionskörpers, insbesondere eines Sprenggeschosses, ermittelt. Dann wird der Abwehrmunitionskörper gemäß dieser Feuerleitlösung mit einer großkalibrigen Waffe abgefeuert. Die Waffe weist hierbei ein Kaliber von min- destens 76 mm auf, vorzugsweise von 120 mm oder 155 mm. Solch großkalibrige Waffen weisen eine große Reichweite und eine hohe erzielbare Mündungsgeschwindigkeit der Abwehrmunitionskörper auf, so dass auch im Fernbereich ein Bekämpfen des Angriffsmunitionskörpers erreicht werden kann. Vorzugsweise weist die verwendete Waffe eine hohe Präzision insbesondere hinsichtlich der Ausrichtbarkeit auf. Die Verwendung von großen Kalibern ist gegenüber der Verwendung von Kleinkalibern femer deshalb vorteilhaft, da bei Kleinkalibern die Splitter ihre Energie vornehmlich aus der Bahngeschwindigkeit bezie- hen, da auf Grund des Volumens in der Regel nur eine Zerlegerladung in einem kleinkalibrigen Abwehrmunitionskörper eingebaut werden kann. Mit wachsender Entfernung nimmt die Geschwindigkeit und E- nergie des Abwehrmunitionskörpers jedoch stark ab. Bei Großkalibern kann dagegen eine HE-Ladung verwendet werden, aus der die Splitter vor allem ihre Energie beziehen, so dass diese Energie unabhängig von der Flugweite ist. Somit kann erreicht werden, dass auch beim Schutz größerer Objekte die Abwehrmunitionskörper im Nah- und Fernbereich, sowie gegen das härteste angreifende Objekt gleichermaßen wirksam sind. Die Bekämpfung des Angriffsmunitionskörpers sollte spätestens in einer Entfernung von mindestens 800 m erfolgt sein. Eine Bekämpfung kann jedoch auch in deutlich größeren Entfernungen, beispielsweise in einer Entfernung von 3000 m, stattfinden, wobei bei größeren Entfernungen die Bekämpfungswahrscheinlichkeit abnimmt.
Der Abwehrmunitionskörper wird bei einer ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung nach dem Abfeuern in einem Zeitpunkt Tz zünden oder direkt ferngezündet. Bei einer zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist der Abwehrmunitionskörper lediglich einen Annäherungszünder auf, der die Zündung des Abwehrmunitionskörpers initiiert, wenn der Angriffsmunitionskörper im Wirkbereich des splitterwirkenden Abwehrmunitionskörpers liegt.
Bei der ersten erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der genaue Zündzeitpunkt Tz vor allem im Fernbereich wesentlich für die Wirksamkeit der Bekämpfung, da bereits kleine Abweichungen auf Grund der hohen Geschwindigkeiten und großen Entfernungen zu großen Abweichungen zwischen dem vorausgesagten und dem tatsächlichen Zündort führen können. Aus diesem Grund wird ein Abwehrmunitionskörper verwendet, der nach dem Abfeuern tempierbar und/oder femzündbar ist.
Der Abwehrmunitionskörper kann eine Empfangseinheit zum Empfangen von Signalen aufweisen, die von einer Sendeeinheit, welche insbesondere an den Feuerleitrechner angeschlossen ist, gesendet wurden. Falls die Zündung des Abwehrmunitionskörpers ferngesteuert, insbe- sondere funkgesteuert, ist, kann der ermittelte Zündzeitpunkt Tz dazu verwendet werden, zu diesem Zeitpunkt den Abwehrmunitionskörper zu zünden. Die Empfangseinheit empfängt in diesem Fall Fernsteuersignale, die über eine insbesondere programmierbare Zündsteuereinheit zur Zündung führen. Da allerdings auch die Übertragung von der Sende- zur Empfangseinheit eine nicht exakt vorhersagbare Zeit benötigt, werden in einer bevorzugten Ausgestaltung eine ausreichende Zeit vor der Zündung Tempiersignale, welche den ermittelten Zündzeitpunkt Tz enthalten, an die Empfangseinheit des Abwehrmunitionskörpers übermittelt. Die Zündsteuereinheit zündet dann den Abwehr- munitionskörper zu dem vorgegebenen Zündzeitpunkt, wobei bei dieser Ausgestaltung auf eine direkte Fernzündung verzichtet werden kann. Eine erhöhte Sicherheit kann hierbei erreicht werden, wenn der Empfang des Zündzeitpunkts Tz vom Abwehrflugkörper beispielsweise an die Feuerleitstelle bestätigt wird, so dass der korrekte Empfang des richtigen Zündzeitpunkts I1 sichergestellt ist.
Vorteilhafterweise wird die Ermittlung des Zündzeitpunkts Tz nach dem Abfeuern des Abwehrmunitionskörpers erfolgen. Insbesondere kann somit der weitere Flugbahnverlauf des Angriffsmunitionskörpers berücksichtigt werden. Des Weiteren kann auch die Bewegung des Abwehrflugkörpers bei die Ermittlung des optimalen Zündzeitpunkts Tz berücksichtigt werden. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeit vM des Abwehrmunitionskörpers und die Richtung in einem bestimmten Zeitpunkt TM, mittels mindestens einer Messein- richtung ermittelt wird. Hierbei kann durch sie die Referenz für das raumfeste Koordinatensystem der ballistischen Berechnungen gebildet werden.
In einer Ausführung kann die Geschwindigkeit VM die Mündungsge- schwindigkeit Vo sein, wobei hierbei die Messeinrichtung insbesondere eine Spule umfassen kann, die insbesondere im Bereich der Mündungsöffnung des Waffenrohres der Waffe angeordnet ist. Eine Spule zur Messung der Mündungsgeschwindigkeit eines Projektils wird beispielsweise in der EP 1 482 311 A1 prinzipiell beschrieben.
In einer anderen Ausführung stellt der Zeitpunkt TM einen Zeitpunkt dar, in dem der Abwehrmunitionskörper die Waffe bereits verlassen hat. Die Messeinrichtung kann hierbei insbesondere eine Radarvorrichtung umfassen. Um bei dieser Ausführung nicht unnötig Zeit zu verlie- ren, kann die Messeinrichtung richtbar ausgeführt sein und bereits und im Zeitpunkt des Abfeuems des Abwehrmunitionskörpers in die Richtung der Abfeuerrichtung gerichtet sein. Dies kann beispielsweise durch eine Kopplung zwischen der Waffe und der Messeinrichtung erreicht werden.
Die ermittelte Geschwindigkeit VM und die Richtung im Zeitpunkt TM können bei der Ermittlung des Zeitpunkts Tz der Zündung des Abwehrmunitionskörpers berücksichtigt werden. Es kann somit die tatsächliche, zeitabhängige Flugbahn des Abwehrflugkörpers genauer be- stimmt werden, so dass eine höhere Wahrscheinlichkeit einer erfolg- reichen Bekämpfung erzielt wird. Es sollte deshalb eine Messeinrichtung mit einer hohen Genauigkeit verwendet werden. Insbesondere wird eine Messeinrichtung verwendet, deren Standardabweichung bei der Geschwindigkeitsbestimmung geringer als 0,5 m/s ist. Ferner soll- ten auch die Signallaufzeiten kurz gehalten werden, wobei vorzugsweise echtzeitfähige Komponenten verwendet werden sollten.
Die Bestimmung des Zündzeitpunkts Tz kann derart erfolgen, dass der Zeitpunkt ermittelt wird, in dem eine hohe, vorzugsweise die größte Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Bekämpfung vorliegt, und die sich insbesondere aus dem Produkt der Treffwahrscheinlichkeit, die angibt, ob ein Splitter den Angriffsmunitionskörper trifft, mit der Zerstörungswahrscheinlichkeit, die angibt, ob dieser Splitter in der Lage ist, die Hülle des Angriffsmunitionskörpers zu zerstören, ergibt. Diese Bekämpfungswahrscheinlichkeit ist somit abhängig von verschiedenen Parametern. Je mehr Parameter bei der Bestimmung des Zündzeitpunkts Tz berücksichtigt werden, um so besser ist die Vorhersage.
Es können die Messungen und Ermittlungen der Messeinrichtung und der Ortungseinrichtung fehlerbehaftet sein, beispielsweise können Ungenauigkeiten bei der Zeitmessung, der Ermittlung der Geschwindigkeit, bei der Winkelbestimmung und der Entfernungsmessung auftreten. Wenn diese Toleranzen bekannt sind, sollten sie berücksichtigt werden, da sie in ähnlicher Weise wie ballistische Streuungen, also beispielsweise Abweichungen von Azimut und Elevation der Waffe, sowie der Schussentwicklungszeit, einen Einfluss auf den wahrscheinlichen Aufenthaltsort des Angriffs- und des Abwehrmunitionskörper haben. Auch die Art des Angriffsmunitionskörpers, insbesondere dessen Härte, kann einen Einfluss auf dien optimalen Zündzeitpunkt Tz haben. Die militärische Härte eines Angriffsmunitionskörpers hängt im Wesentlichen von seiner Wandstärke ab. Insbesondere besteht eine positive Korrelation zwischen Kaliber und Wandstärke, d.h. größere Kaliber haben in der Regel auch eine größere Wandstärke und sind somit militärisch härter. Insofern sollte der Zündzeitpunkt bei einer großen Härte des Angriffsmunitionskörpers eher spät erfolgen, so dass zwar die Treffwahrscheinlichkeit geringer dafür aber die Zerstörungswahr- scheinlichkeit auf Grund der größeren kinetischen Energie größer ist, um somit eine hohe Bekämpfungswahrscheinlichkeit zu erreichen.
Zudem ist auch die Art des Abwehrmunitionskörpers, insbesondere dessen Eigenschaften wie Splittermatrix, welche die räumliche Vertei- lung der Splitter nach Zahl und Größe umfasst, Splitterkegelaufbauzeit und Ungenauigkeiten der Tempierzeit, d.h. die Streuung der Zeit der tatsächlichen durch die Zündsteuereinheit initiierten Zündung bei eingestelltem Zündzeitpunkt, von Bedeutung. Ferner können die Schussentwicklungszeit des Abwehrmunitionskörpers sowie die ballistische Streuung den Zündzeitpunkt Tz beeinflussen.
Die Bestimmung des Zündzeitpunkts Tz sollte so schnell wie möglich erfolgen, weil die Zeit zwischen dem Abfeuern und der Zündung des Abwehrmunitionskörpers kurz ist. Die Flugzeit bei einer Bekämpfungs- entfemung von z.B. 1000 m liegt bei typischen Geschossgeschwindigkeiten nur in der Größenordnung von 1 s und in diesem Zeitraum sollen die Geschwindigkeit VM des Abwehrmunitionskörpers gemessen, eine erneute Feuerleitlösung und daraus der Zündzeitpunkt Tz berechnet und die Daten an den Zünder übertragen werden. Daher sind schnelle Algorithmen zur Berechnung der Feuerleitlösung erforderlich. Aus diesem Grund sollte auf ein analytisches Verfahren zurückgegriffen werden.
Hinzu kommt der Aspekt der Datenübertragung zwischen verschiede- nen Systemkomponenten, beispielsweise zwischen den Ortungseinrich- tungen, Feuerleitrechner, Messeinrichtung, Sende- und Empfangseinrichtung und Zündsteuereinheit. Somit sollte neben einem echtzeitfä- higen Betriebssystem des Feuerleitrechners und echtzeitfähigen Bussystemen jede einzelne Komponente für eine schnelle Übertragung der Daten ausgelegt sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Abwehrmunitionskörper zusätzlich einen Annäherungszünder auf. Vorteilhaft hierbei ist, dass in dem Fall, in dem der ermittelte Zündzeitpunkt tatsächlich zu spät war, eine gewisse Chance besteht, dass der Abwehrmunitionskörper vorher mittels des Annäherungszünders initiiert wird.
Bei der zweiten erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist der Abwehrmunitionskörper als Zünder lediglich einen Annäherungszünder auf. Dieser initiiert die Zündung, wenn sich der Abwehrmunitionskörper in einer insbesondere einstellbaren Entfernung zum Angriffsmunitionskörper befindet. Dies ist für eine wirksame Bekämpfung in den fällen ausreichend, in denen die Streuungen des Systems derart klein sind, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit der Angriffsmunitionskörpers in den Wirkbereich des splitterwirkenden Abwehrmunitionskörpers gelangt.
Zur Ermittlung der Flugbahn kann bei beiden Ausführungen zunächst der ballistische Koeffizient des Angriffsmunitionskörpers, der sich maßgeblich aus dem Verhältnis von Querschnittsfläche zu Masse des Angriffsmunitionskörpers bestimmt, ermittelt werden. Mit dessen HiI- fe können die Bewegungsgleichungen der Außenballistik des Angriffsmunitionskörpers aufgestellt und analytisch oder numerisch gelöst werden. Durch eine Vorwärtsrechnung kann somit der Auftreffort des Angriffsmunitionskörpers und die Daten für die Ermittlung der Feuer- leitlösung zur Bekämpfung des Angriffsmunitionskörpers ermittelt werden. Ferner kann der Abschussort des Angriffsmunitionskörpers durch eine Rückwärtsrechnung ermittelt werden.
Eine Grundidee des Verfahrens zur Ermittlung des ballistischen Koeffi- zienten und der Flugbahn ist, dass der Luftwiderstand, der den Angriffsmunitionskörper während des Fluges abbremst, aus der Abnahme dessen kinetischer Energie bestimmt wird. Hierbei lässt sich diese massebezogene Luftwiderstandskraft aus der Differenz zweier massebezogener kinetischer Energien bezogen auf die dabei zurückgelegte Wegstrecke bestimmen.
Die kinetische Energie des Angriffsmunitionskörpers an einem Ort der Flugbahn lässt sich aus deren Geschwindigkeit berechnen, wobei die Geschwindigkeit wiederum aus zwei Radarortmessungen (Ort und Zeit) bestimmt werden kann. Der Luftwiderstand wird dabei durch den ballistischen Koeffizienten repräsentiert. Dieser ist im wesentlichen von der Geschossgeschwindigkeit, der Geschossgeometrie und atmosphärischen Eigenschaften abhängig. Durch Kenntnis des ballistischen Koeffizienten können die Bewegungsgleichungen für den Angriffsmuniti- onskörper numerisch gelöst werden und damit die Flugbahn ausgehend von einem aus zwei Radarmessungen gemittelten Ort die Flugbahn berechnet werden. Liegen Geländeinformationen vor, lassen sich durch Vergleich der berechneten Flugbahn mit dem Geländeprofil in einem geeigneten Referenzsystem die geografischen Koordinaten (Länge, Breite, Höhe) des Abschusspunktes des Angriffsmunitionskör- pers bzw. des Treffpunktes mit dem Abwehrmunitionskörper bestimmen.
Es sind somit nur vier Messungen, insbesondere reine Entfernungsmes- sungen entlang einer Achse, vorzugsweise dem Radarstrahl, zur Bestimmung der Flugbahn ausreichend, da zum einen zur Berechnung der kinetischen Energie an einem Ort der Flugbahn wie zuvor ausgeführt zwei Radarortmessungen erforderlich sind. Um den benötigten ballistischen Koeffizienten c bestimmen zu können, muss zum anderen die kinetische Energie in einem weiteren Ort bekannt sein, so dass zwei weitere Messungen notwendig sind. Dadurch, dass die Ortungseinrichtung nur vier Messpunkte aufnehmen muss, ist das Verfahren hinreichend schnell.
Ein Vorteil des vorgestellten Verfahrens liegt zum einen in der hohen Genauigkeit der berechneten Flugbahn und damit des prognostizierten Treffpunkts bzw. Abschussortes des Angriffsmunitionskörpers. Zum anderen ermöglicht das Verfahren, aus dem Formelwerk mit Hilfe der Fehlerfortpflanzung die notwendigen Sensorgenauigkeiten festlegen zu können, um Frühwarn- und Flugabwehrsysteme mit bestimmten Eigenschaften auszustatten und deren Eignung zu prüfen. Dies kann durch die spezielle Form der Bewegungsdifferentialgleichungen, der Trennung des Luftwiderstandskoeffizienten in fixe und variable Anteile und durch Anwendung einer spezifischen Referenzfunktion für des- sen geschwindigkeitsabhängigen Anteil erreicht werden. Somit kann erreicht werden, dass mit dem Verfahren nur der tatsächlich vom Angriffsmunitionskörpers abhängige Anteil bestimmt wird, wodurch außerdem eine Klassifikation ermöglicht wird. Die Klassifikation des georteten Angriffsmunitionskörpers kann mittels des ballistischen Koeffizienten durchgeführt werden. Dem liegt zu Grunde, dass der ballistische Koeffizient für eine Art von Angriffsmunitionskörper stets in einem konstanten engen Bereich liegt. Bei Kenntnis dieser Wertebereiche, die beispielsweise durch Auswertung von Schusstafeln gewonnen werden können, lässt sich für einen bestimmten Koeffizienten eine Angriff smunitionskörperart zuordnen.
Die erste ermittelte Feuerleitlösung, nach welcher der Abwehrmuniti- onskörper abgefeuert wird, ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass der Ausgleich von Toleranzen der verwendeten, Sensoren beinhaltenden Ortungs- und Messeinrichtung und der verwendeten, Effektoren beinhaltenden Waffe und Abwehrmunitionskörper durch den nach dem Abfeuern ermittelten Zündzeitpunkt Tz möglich ist.
Durch die Bestimmung der Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen Be- kämpfens kann auch der Munitionsbedarf, d.h. die Art und die Anzahl der Abwehrmunitionskörper sowie die erforderliche Dislozierung festgelegt werden. Bei einem Einsatz zum Schutz eines Feldlagers kann zudem bei der Planung ermittelt werden, wie die Waffen disloziert werden sollten, um einen wirksamen Schutz gegen verschiedene Angriff sszenarien zu erhalten.
Die Abwehrmunitionskörper können gemäß dem ermittelten Muniti- onsbedarf abgefeuert werden, solange nicht die erfolgreiche Bekämpfung des Angriffsmunitionskörpers erkannt wird. Hierbei kann entweder eine Waffe mehrere Abwehrmunitionskörper abfeuern oder es können mehrere Waffen verwendet werden. Es können in diesem Zusammenhang verschiedene Konfidenzniveaus einer wahrscheinlich zu erwartenden erfolgreichen Bekämpfung angegeben werden. Bei einem hohen Konfidenzniveau wird auch eine hohe Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Bekämpfung angestrebt. Aus diesem Grund kann die Anzahl oder die Art der Abwehrmunitionskörper entsprechend dem gewünschten Konfidenzniveau angepasst werden, um somit die Wahr- scheinlichkeit einer erfolgreichen Bekämpfung zu beeinflussen. Bei der Bestimmung des Munitionsbedarfes ist es zudem vorteilhaft, die bereits oben zur Bestimmung des Zündzeitpunkts T1 genannten Parameter zu berücksichtigen, also vorzugsweise die Berücksichtigung von Messungenauigkeiten der Messeinrichtung, insbesondere bei der Be- Stimmung von Zeitpunkt, Geschwindigkeit, Azimut, Elevation und/oder Entfernung, Messungenauigkeiten der Ortungseinrichtung, insbesondere bei der Bestimmung von Zeitpunkt, Geschwindigkeit, Azimut, Elevation und/oder Entfernung, Art des Angriffsmunitionskörpers, insbesondere dessen Härte, Art des Abwehrmunitionskörpers, insbesondere dessen Eigenschaften wie Splittermatrix, Splitterkegelaufbauzeit, Ungenauigkeiten der Tempierzeit, Schussentwicklungszeit des Abwehrmunitionskörpers und ballistische Streuung.
Als vorteilhafter Sicherheitsaspekt kann vorgesehen werden, dass der Abwehrmunitionskörper vor dem Abfeuern auf einen Zeitpunkt Tvor vortempiert ist, der zeitlich vor dem durch die vor dem Abfeuern ermittelte Feuerleitlösung vorausgesagten Zeitpunkt TB liegt, in dem der Abwehrmunitionskörper bei Nichtzünden auf den Boden trifft. Somit wird sichergestellt, dass beispielsweise in dem Fall, in dem die Übertragung des Zündzeitpunkts oder die Fernsteuersignale nicht richtig übertragen wurden, der Abwehrmunitionskörper vor dem Auftreffen auf dem Boden zündet, so dass keine Personen oder Einrichtungen am Boden zu Schaden kommen. Damit die Zündung jedoch nicht zu früh erfolgt, insbesondere nicht vor dem Zeitpunkt, in dem die Signale vom Abwehrmunitionskörper empfangen werden, kann vorgesehen werden, dass der Zeitpunkt Tvor zeitlich nach dem Zeitpunkt TA liegt, der durch den durch die vor dem Abfeuern ermittelte Feuerleitlösung vorausgesagten Zündzeitpunkt T1 des Abwehrmunitionskörpers bestimmt ist.
Um eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Flugbahnparameter des Angriffsmunitionskörpers mit geringem Aufwand zu erreichen, können nach der ersten Ortung des Angriffsmunitionskörpers durch die Ortungseinrichtung die Ortungsdaten an eine zweite Ortungsein- richtung, insbesondere ein Zielfolgeradargerät, übergeben werden, welche die Messung der für die Bestimmung der Flugbahn notwendigen Größen durchführt. Als erste Ortungseinrichtung kann hierbei ein Rundsuchradar eingesetzt werden.
Da die Flugbahn des Angriffsmunitionskörpers bekannt ist, kann eine Warnung, beispielsweise eine akustische Warnung, für den Bereich des durch die ermittelte Flugbahn des Angriffsmunitionskörpers ermittelten Auftreffpunktes am Boden abgegeben wird, so dass in diesem Bereich vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden können, um für den Fall vorbereitet zu sein, dass die Bekämpfung des Angriffsmunitionskörpers nicht erfolgreich war.
Vorteilhaft ist ferner, wenn aus der ermittelten Flugbahn des ersten georteten Angriffsmunitionskörpers auf dessen Abschussort geschlos- sen wird, so dass vorzugsweise mit der gleichen Waffe, die den Angriffsmunitionskörpers bekämpft, auch der Angreifer, der oftmals weit entfernt sein kann, bekämpft werden kann.
Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figu- ren 1 bis 10 erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Feldlager mit vier Waffen zum Schutz gegen fliegende Angriffsmunitionskörper in einer schematischen Darstellung, Fig. 2 ein Flussdiagramm zum Ablauf des Verfahrens,
Fig. 3 ein 3D-Koordinatensystem zur Radarortgeometrie,
Fig. 4 eine 2D-Projektion der Radarortgeometrie nach Fig. 3,
Fig. 5 ein weiteres Koordinatensystem zur Radarortgeometrie,
Fig. 6 ein Koordinatensystem zur Geometrie des Splitterkegels, Fig. 7 ein Koordinatensystem zur Geometrie des Splitterkegels mit Ellipsenzylinder,
Fig. 8 ein Diagramm zum Munitionsbedarf zur erfolgreichen Bekämpfung bei einem Konfidenzniveau von 50%,
Fig. 9 ein Diagramm zum Munitionsbedarf zur erfolgreichen Be- kämpfung bei einem Konfidenzniveau von 99%, und
Fig. 10 eine Vorrichtung zum Schutz gegen Angriffsmunitionskörper in einer schematischen Darstellung.
Das Verfahren und die Vorrichtung werden zum Schutz eines räumlich ausgedehnten Feldlagers 1 mit viereckiger Grundfläche nach Fig. 1 eingesetzt. Es wird in jeder Ecke des Feldlagers eine Vorrichtung 20 aufgestellt, die schematisch in Fig. 10 dargestellt ist. Sie weist eine Waffe 2, die Abwehrmunitionskörper 3 mit Splitterwirkung abfeuern kann, eine erste Ortungseinrichtung 12, eine zweite Ortungseinrich- tung 5, eine Messeinrichtung 10, eine Signalsendeeinheit 7 und einen Feuerleitrechner 6 auf. Die Waffe 2, die Ortungseinrichtung 5, die Messeinrichtung 10 und die Signalsendeeinheit 7 sind über Datenleitungen 11 mit dem Feuerleitrechner 6 verbunden. Für eine optimale Bekämpfung sind die Ortungseinrichtung 5 und die Waffe 2 räumlich nah zu dislozieren. Der Abwehrmunitionskörper 3 beinhaltet eine Zündsteuereinheit 9, eine Signalempfangseinheit 8, einen Zünder 13 und eine Sprengladung 14. Durch die Anordnung im Bereich der Ecken des Feldlagers 1 kann vermieden werden, im Verlauf der Bekämpfung von Angriffsmunitionskörpern 4 mit den Abwehrmunitionskörpern 3 über das Feldlager 1 zu schießen. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von mehreren Waffen 2 besteht darin, dass die Wahrscheinlichkeit einer frontaler Bekämpfung mit möglichst kleinem Auftreffwinkel steigt, die auf Grund der hohen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Angriffsmunitionskörpern 4 und Splittern vorteilhaft ist.
Der Bekämpfungsablauf ist gemäß Fig. 2 wie folgt: I. Ortung des Angriffsmunitionskörpers 4 mit einer ersten Ortungseinrichtung 12;
II. Übergabe der Zieldaten an eine zweite Ortungseinrichtung 5 und Zielverfolgung;
III. Berechnung der Feuerleitlösung durch den Feuerleitrechner 6;
IV. Klassifikation des Angriffsmunitionskörpers 4;
V. Richten der Waffe 2;
VI. Abfeuern des Abwehrmunitionskörpers 3, um eine Bekämpfung in der gewünschten Entfernung durchzuführen;
VII. Messung der Abwehrmunitionskörpergeschwindigkeit VM und Ü- bermittlung der Daten an den Feuerleitrechner 6; VIII. Berechnung einer korrigierten Feuerleitlösung und Bestimmung des Zündzeitpunkts Tz; IX. Fernübermittlung des Zündzeitpunkts Tz an die Zündsteuereinheit
9, (alternativ: direkte Fernauslösung des Zünders 13) X. Zündung der Sprengladung 14, Ausbildung des Splitterkegels
Es wird generell angemerkt, dass die Reihenfolge der vorgestellten Schritte nicht zwangläufig der angegebenen Reihenfolge entsprechen muss. So kann beispielsweise die Klassifikation des Angriffsmunitionskörpers 4 auch nach dem Richten der Waffe 2 durchgeführt werden.
Zu Ortung des Angriffsmunitionskörpers 4 mit einer ersten Ortungseinrichtung 12:
Als erste Ortungseinrichtung 12 wird ein bekanntes Rundsuchradar verwendet.
Als Angriffsmunitionskörper 4 wird exemplarisch ein Mörsergeschoss (82 mm) aus Gusseisen mit der Masse von 3,31 kg und einer Wandstärke von ca. 9 mm bis 10 mm betrachtet, welches mit einer Abschussgeschwindigkeit von 211 m/s in einer Entfernung von 3040 m unter ei- nem Winkel von 45° abgefeuert wurde.
Zu II.
Übergabe der Zieldaten an eine zweite Ortungseinrichtung 5 und Zielverfolgung:
Nach der Ortung durch die erste Ortungseinrichtung 12 werden die Zieldaten an eine als Zielfolgeradar ausgestaltete, zweite Ortungseinrichtung 5 zur weiteren Verfolgung des Ziels übergeben. Diese zweite Ortungseinrichtung 5 umfasst ein Radarsystem, welches einen Radar- sensor der Bezeichnung MWRL-SWK umfasst. Diese ist ein russisches Luftraumüberwachungsradar für Flugplätze mit einer Radarreichweite von 1 km bis 250 km, Standardabweichung in Azimut und Elevation von 0,033°, Standardabweichung bei der Entfernungsmessung von 10 m, Standardabweichung bei der Zeitbestimmung von 66,7 ns und einer Winkelgeschwindigkeit von 18 ° /s bis 90 ° /s. Zum Zweck der Festlegung des Fehlerbudgets der zweiten Ortungseinrichtung 5 werden an dieser Stelle die Grundlagen der Ortungsmessungen angegeben, um anhand der Messgrößen eines Impulsradars Azimut a, Elevation ε sowie der Zeit t den Radarort des Angriffsmunitionskörpers 4 berechnen zu können. Alternativ wird für ein Radargerät mit rotierender Antenne die Radarwinkelgeschwindigkeit zur Berechnung dreier Radarorte genutzt.
Die Koordinaten des Ortes des Angriffsmunitionskörpers 4 (/ = 1...4) werden anhand der Ortungstrigonometrie gemäß der Fig. 3 und Fig. 4 bestimmt (Gl. 1a und Gl. 1b):
Figure imgf000023_0001
tan ctj, — tan φ Zi = Xi tan a.i
mit σ,- als dem Azimutwinkel des Angriffsmunitionskörpers 4 vom Radar, XAP und ZAP als Koordinaten des Abschusspunktes sowie ψ als Azimut der Schusslinie gegenüber der Abszisse des Referenzsystems.
Die y-Koordinate eines Radarorts i wird aus dem Abstand des Ortes des Angriffsmunitionskörpers 4 vom Radar R und der Elevation des Radarstrahls ε bestimmt (Gl. 2a und GL. 2b):
Figure imgf000023_0002
Der horizontale Abstand des Radarortes vom Abschusspunkt (Gl. 3)
XRi = V(x'i ~ xApf + (Zi - ZAP)2
wird genutzt, um die dem Radarort entsprechende Flugzeit des Angriffsmunitionskörpers 4 und die Höhenkoordinate des Radarortes y,- aus der Lösung des Differentialgleichungssystems zu berechnen. Damit lässt sich dann der gesuchte Elevationswinkel des Radars bestimmen (Gl. 4):
€i = arctan , i = 1...4
Figure imgf000024_0001
Im Fall eines Radargeräts mit rotierender Antenne seien der erste A- zimutwinkel des Ortes des Angriffsmunitionskörpers 4 und damit dessen Koordinaten durch Gl. 1 vorgegeben, so dass sich die drei folgen- den Radarorte aus der Radarwinkelgeschwindigkeit ω (Gl. 5)
9τr ^i = Ji + - (i - l) , ϊ = 1...4
UJ
sowie der Distanz Abschusspunkt- Radarort ergeben (Gl. 6a und Gl. 6b):
Xi = (XR1 ~ %Ri-χ ) ∞s φ + Xi-i Zi = (XR1 - XR^i ) sin ψ + ^-i mit i= 2...4.
Die gesuchten Azimutwinkel werden wie folgt berechnet (Gl. 7): a,i
Figure imgf000025_0001
, i = 2...4
Jjl'
Die Elevationswinkel ε,- ergeben sich aus Gl. 4.
Zu III.
Berechnung der Feuerleitlösung durch den Feuerleitrechner 6:
Um eine erste Feuerleitlösung zu ermitteln, müssen zunächst die Bewegungsgleichungen des Angriffsmunitionskörpers 4 gelöst werden.
Die Bewegungsgleichungen des zu bekämpfenden Geschosses 4 werden aus dem Schwerpunktsatz abgeleitet, wobei das Geschoss 4 als Punktmasse betrachtet wird und vereinfachend auf dieses als äußere Kräfte ausschließlich der Luftwiderstand und die Gravitationskraft wirken. Sie werden in der wegabhängigen Form angewendet (Gl. 8a bis 8d):
ά u.vυxx
Figure imgf000025_0002
dp 9
P άx vx(x)'
Figure imgf000025_0003
άx vx(x)
mit: v: Geschwindigkeit
Vx: Geschwindigkeitskomponente in x-Richtung C2(Ma): Luftwiderstandskoeffizient, von der Mach 'sehen Zahl und dem ballistischen Koeffizienten abhängig Ky. Faktor zur Korrektur der Geschwindigkeit für die Höhe y: Weg in y- Richtung x: Weg in x-Richtung p: tanθ g: Erdbeschleunigung t: Zeit Θ: Schusswinkel.
Der Koeffizient C2(Ma) setzt sich aus einem geschossabhängigen, einem empirischen geschwindigkeitsabhängigen und einem atmosphärischen Anteil zusammen: C2(Ma) = fi(c)*f2(CMa)*f3(ca)- Der geschossabhängige Anteil fi(c) beinhaltet den ballistischen Koeffizienten c = A/m. Der geschwindigkeitsabhängige Anteil f2(cMa) liegt als Referenzfunktion vor, die experimentell bestimmt oder nach bekannten Verfahren berechnet wurde und für ballistische Geschosse angewendet werden kann. Der dritte Anteil /3(C0) hängt von den atmosphärischen Bedingungen ab (u. a. Luftdruck, Temperatur) und kann z. Bsp. für kurze Schussweiten mit geringen Höhen als konstant angesehen werden. Bei Bedarf können in diesen Anteil Korrekturen für die Standardwerte von Temperatur und Luftdruck hinzugefügt werden.
Das Differentialgleichungssystem zur Beschreibung der Geschossbewe- gung wird mit üblichen numerischen Verfahren gelöst. Durch Vorwärtsintegration wird der Auftreffort im Ziel bestimmt. Die Rückwärtsrechnung ergibt den Abschussort. Dazu ist der Luftwiderstandskoeffizient C2[Ma) als Eingangsparameter erforderlich. Der vorerst unbekannte ballistische Koeffizient c des Geschosses 4 ist somit der entscheidende Parameter, um ausgehend von einem aus Radarmessungen bestimmten Geschossort B durch iterative numerische Lösung der Gleichungen Gl. 8a bis Gl. 8d die weitere Trajektorie und für y = 0 den Auftreffort zu berechnen. Es wird folgendes Verfahren zur experimentellen Bestimmung des Luftwiderstands genutzt, um den ballistischen Koeffizienten c und somit den Luftwiderstandskoeffizienten C2(Ma) zu ermitteln:
Der ballistische Koeffizient c kann aus der am Geschoss 4 wirkenden Luftwiderstandskraft bestimmt werden, wobei sich diese Luftwiderstandskraft aus der Differenz der kinetischen Energie des Geschosses 4 am Ort A und B und der zwischen diesen beiden Orten gemessenen Wegstrecke ergibt (siehe Fig. 5). Die kinetische Energie in A und B lässt sich dazu durch die Geschossgeschwindigkeiten ausdrücken.
Entscheidend dabei ist, dass der geschwindigkeitsabhängige Anteil f 2[CfAa) durch die Referenzfunktion bekannt ist. und der von der Atmosphäre abhängige Teil f3(ca) als konstant angenommen wird. Daher ist nur der Anteil des Luftwiderstandskoeffizienten C2(Ma) zu bestimmen, der tatsächlich vom Geschoss abhängt. Dieser Anteil wird als ballistischer Koeffizient c bezeichnet.
Die Ermittlung des Luftwiderstandskoeffizienten C2(Ma), aus dem der ballistische Koeffizient c leicht berechnet werden kann, ergibt sich aus dem Kräftegleichgewicht mit der bekannten Widerstandsfunktion und der mittleren Verzögerungskraft des Luftwiderstands (Gl. 9):
Fw = - cwv A — m aw wobei C2(Ma) wie folgt definiert ist (Gl. 10):
Figure imgf000028_0001
Mit dieser Definition und Gleichung 9 sowie anschließendem Hinzufügen der bereits im Gleichungssystem 8 verwendeten Geschwindigkeitskorrektur Ky ergibt sich die Bestimmungsgleichung für C2(Ma) (Gl. 11):
Figure imgf000028_0002
y
Für die Verzögerung aw und die mittlere Horizontalgeschwindigkeit Vn gilt (Gl. 12 bis 13):
Figure imgf000028_0003
Durch nachfolgendes Bestimmen des ballistischen Koeffizienten c = A/m aus dem Luftwiderstandskoeffizienten C2(Ma), der streng genommen nur für den Ort der Messung gilt, lässt sich C2(Ma) an geänderte Geschwindigkeiten des Angriffsmunitionskörpers und geänderte atmosphärische Bedingungen anpassen und damit genauere Ergebnisse bei der iterativen Lösung des Gleichungssytems 8 erzielen. Außerdem wird dadurch die beschriebene Klassifikation des Angriffsmunitionskörpers ermöglicht.
Die horizontale Distanz der gemittelten Radarorte A und B ergibt sich aus der Geometrie (Gl.14):
Figure imgf000029_0001
Die Geschwindigkeiten und die Ortskoordinaten in x- und z-Richtung am Ort A und B werden aus jeweils zwei mit einem Impulsradar ermittelten Geschossorten in Bezug auf das Koordinatensystem des Radargerätes berechnet. Bedingt durch die spezielle Form der Bewegungsdifferentialgleichungen, die sich durch die Umwandlung der zeitabhängigen Form der Bewegungsdifferentialgleichungen in eine ortsab- hängige Form ergibt, werden nur die Horizontalkomponenten der Geschwindigkeit und die horizontale Distanz zwischen den gemittelten Radarorten A und B benötigt. Dadurch, dass die Bahn des Angriffsmunitionskörpers nur in Ihrer Projektion auf eine Achse (hier: x-Achse), betrachtet wird, kann auf eine vollständige Bahnverfolgung in allen drei Achsen verzichtet werden. Somit sind Entfernungsmessungen ausreichend. Somit kann eine schnelle Ermittlung der für die Bestimmung der Flugbahn notwendigen Messgrößen erreicht werden.
Die Wirkung von Messfehlern der Radarortmessungen auf die Längen- Streuung (Breite des Streifens 2ω in Schussrichtung, der x% (i.A. 50%) aller abgegebenen Schüsse N enthält, wenn der mittlere Treffpunkt auf der Mittellinie dieses Streifens liegt), die Breitenstreuung (Analog zur Längenstreuung, allerdings liegt der Streifen senkrecht zur Schussrichtung und waagerecht) sowie die Circular Error Probability (CEP) des Treffpunktes, welche durch den Radius um den Treffpunkt, in dessen Kreisfläche x% aller abgegebenen Schüsse N liegen, bestimmmt wird, wird ermittelt, um das Fehlerbudget der Radarsensoren der Ortungseinrichtung 5 festzulegen. Alle systematischen Messfehler sind durch Justierung bzw. Kalibrierung beseitigt, so dass ausschließlich die Messungen des Azimuts a, der Elevation ε sowie der Zeit t zufälligen Fehlereinflüssen unterliegen. Es wird angenommen, dass diese normalverteilt mit dem Mittelwert μ = 0 sind und durch die jeweiligen Messeinrichtungen die Standardabweichungen σa, σε, σt gegeben sind.
Bei einer Ortungseinrichtung 5 mit Rotationsantenne ist deren Winkelgeschwindigkeit ω ebenfalls mit der Standardabweichung σω fehlerbehaftet, wobei sich deren Größe aus dem Fehler der Zeitmessung ergibt.
Mit dem ballistischen Koeffizienten c können ausgehend vom gemittel- ten Geschossort B durch iterative numerische Lösung der Gleichungen Gl. 8a bis Gl. 8d die weitere Trajektorie und der Treffpunkt bestimmt werden. Daher pflanzen sich die Fehler der Radarortmessungen über den ballistischen Koeffizienten auf den Treffpunkt fort und bestimmen dessen gesuchte Streuung.
Zur Ermittlung der Längenstreuung wird zunächst die Standardabweichung σc des ballistischen Koeffizienten c aus den zufälligen Fehlern des Azimuts, der Elevation und der Zeit berechnet, wobei der Zeitfehler mit der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum aus dem Reichweitenfehler des Radargerätes 5 bestimmt werden kann. Bei einem Radargerät 5 mit rotierender Antenne ergibt sich die Standardabweichung der Winkelgeschwindigkeit aus dem Zeitfehler. Es werden in diesem Zusam- menhang die Gesetzmäßigkeiten der Gauß'schen Fehlerfortpflanzung angewendet.
Anschließend kann mit dem Ansatz variierender Störungsparameter durch Erzeugung normalverteilter Zufallszahlen für den ballistischen Koeffizienten und numerische Lösung des Differentialgleichungssystems die Längenstreuung des Treffpunkts bestimmt werden. Aus den Messfehlern der Zeit und des Azimuts und der zugrunde liegenden Ortungsgeometrie wird die Breitenstreuung direkt berechnet.
Die Circular Error Probability (CEP) des Auftreffortes wird aus der Längen- und Breitenstreuung des Treffpunkts berechnet. Diese wird nach einem in der Literatur vorgestellten Verfahren mit den Standardabweichungen in x- und z-Richtung sowie der dazugehörigen Kovarianz cov(x, z) als Eingangsparametern für das gewünschte Konfidenzniveau numerisch berechnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel soll der Angriffsmunitionskörper 4 in einer Entfernung von 1000 m in einer Zielhöhe von 500 m bekämpft werden. Dies führt zu einem Abschusswinkel von ca. 26,6° . Die Ortungsentfernung des Radars beträgt ebenfalls 1000 m.
Zu IV.
Klassifikation des Angriffsmunitionskörpers 4:
Eine Klassifikation des georteten Angriffsmunitionskörpers 4 wird anhand des ballistischen Koeffizienten c durchgeführt. Die Wertebereiche des ballistischen Koeffizienten c von verschiedenen möglichen und wahrscheinlich zu erwartenden Angriffsmunitionskörper 4 wurden zu- vor durch Auswertung von Schusstafeln gewonnen. Somit kann jedem ballistischen Koeffizienten c eine Art eines Angriffsmunitionskörpers 4 zugeordnet werden. Diese Zuordnung wird durch den Feuerleitrechner 6 durchgeführt.
Die Anwendung der Bestimmung der Art des Angriffsmunitionskörpers 4 kann nur in den seltenen Fällen eingeschränkt sein, wenn sich die Wertebereiche des Koeffizienten c überlappen. Unabhängig davon hat jedoch die Ortungsgenauigkeit des eingesetzten Radarsensors der Ortungseinrichtung 5 einen signifikanten Einfluss auf die Eindeutigkeit des Ergebnisses.
In jedem Fall lassen sich aus der Kenntnis des ballistischen Koeffizienten wichtige Hinweise auf den zu bekämpfende Angriffsmunitionskörper 4 gewinnen. Falls der Angriffsmunitionskörper 4 bekannt ist, kön- nen z.B. auch dessen Kaliber und Härte beispielsweise aus einer Tabelle ermittelt werden.
Zu V.
Richten der Waffe 2:
Als Waffe 2 wird eine Panzerhaubitze eingesetzt. Dieses selbstfahrende Artilleriegeschütz ist in der Lage, Geschosse 3 mit einer Kaliber von 155 mm abzufeuern. Nach dem Richten des Waffenrohres der Panzerhaubitze 2 wird auf den Abfeuerzeitpunkt gewartet.
Zu VI.
Abfeuern des Abwehrmunitionskörpers 3, um eine Bekämpfung in der gewünschten Entfernung durchzuführen: Als Abwehrmunitionskörper 3 wird exemplarisch ein HE- Sprenggeschoss (155 mm) verwendet, welches mit der Panzerhaubitze 2 abgefeuert wird. Um eine große Mündungsgeschwindigkeit zu erzielen, wird die größtmögliche Treibladung eingesetzt. Die Splittermas- senverteilungen und Splittergeschwindigkeiten des Abwehrmunitionskörpers 3 wurden zuvor bei Sprengversuchen in einer Sprengtheke ermittelt. Als Splitterkegelaufbauzeit wird die Zeit angesehen, bei welcher der Durchmesser des Splitterkegels gleich der Radar-CEP-Fläche ist.
Die Splitterwirkung von Sprenggeschossen resultiert aus der Zerlegung der Geschosshülle in Tausende Splitter, die durch die Explosion zusätzlich beschleunigt werden. Ausgewertet werden die im Rahmen von Sprengungen ermittelten Splittermassenverteilungen und die Splitter- geschwindigkeiten nach einer Serie von Sprengversuchen. Daraus werden die aus der Literatur bekannten experimentellen Splittermatrizen bestimmt, in der die Splitter nach ihrem Splitterabgangswinkel und ihrer Masse klassifiziert werden.
Nach Initiierung der Sprengladung 14 auf der Flugbahn bildet sich ein in Bewegungsrichtung geöffneter Splitterkegel, dessen Öffnungswinkel von der Geschwindigkeit des Abwehrmunitionskörpers 3, der Initialgeschwindigkeit der Splitter und dem Splitterabgangswinkel abhängt. Da die Splitterverteilung in einer Sprengtheke unter statischen Bedin- gungen ermittelt wurde, ist die translatorische Geschwindigkeit des Sprenggeschosses 3 zum Initiierungszeitpunkt vektoriell zu überlagern und der dynamische Splitterabgangswinkel zu bestimmen. Bedingt durch den Luftwiderstand nimmt die Geschwindigkeit der Splitter mit zunehmender Entfernung vom Initiierungsort ab. Die Zahl der wirksamen Splitter hängt davon ab, ob die kinetische E- nergie der Splitter größer ist als die Mindestenergie, die zur Zerstörung des Angriffmunitionskörpers 4 unter einem angenommenen Auftreffwinkel erforderlich ist. Die Splitter, die diese Bedingung erfüllen, sind wirksam. Die Mindestenergie ergibt sich aus der Energie, die notwendig ist, um die Geschosswand eines RAM-Ziels zu durchschlagen und um die Sprengladung zu zünden. Die aus der Literatur bekannte Panzerformel nach de Marre wird genutzt, um die Durchschlagsenergie von Angriffsmunitionskörpern 4 abzuschätzen.
Bei dem beschriebenen Angriffsmunitionskörper 4 kann beispielsweise eine Energie von 1200 J als Mindestenergie angegeben werden.
Anhand der Schlagempfindlichkeit typischer Sprengstoffe wird die E- nergie bestimmt, um den Sprengstoff des Angriffsmunitionskörpers 4 zur Explosion zu bringen. Das Auftreffen eines Splitters auf einen Angriffsmunitionskörper 4 wird als plastischer Stoßvorgang modelliert und die dabei auftretende Umwandlung von mechanischer in innere Energie entspricht letztlich der Energie, die zur Zerstörung des An- griffsmunitionskörpers 4 zur Verfügung steht.
Zu VII.
Messung der Abwehrmunitionskörpergeschwindigkeit VM und Übermittlung der Daten an den Feuerleitrechner 6:
Die Messung der Geschwindigkeit VM kann mittels eines Radars erfolgen. Durch die Ermittlung kann auf die Mündungsgeschwindigkeit V0 geschlossen werden. Bei der Messung der Geschwindigkeit VM mittels eines Radargeräts kann das Dopplerverfahren oder das Impuls- Laufzeitverfahren eingesetzt werden. Bei einer alternativen Ausführung ist im Rohr der Waffe 2 als Messeinrichtung 10 eine echtzeitfähige vo-Spule integriert, die mittels Induktion die Anfangsgeschwindigkeit des Abwehmunitionskörpers 3 des aktuellen Schusses und den Zeitpunkt der Messung bereitstellt. Sie bildet ebenfalls die Referenz für das raumfeste Koordinatensystem der ballistischen Berechnungen.
Zu VIII. Berechnung einer korrigierten Feuerleitlösung und Bestimmung des Zündzeitpunkts T1:
Die Bestimmung des Zündzeitpunkts Tz mittels der korrigierten Feuerleitlösung sollte so schnell wie möglich erfolgen, weil die Zeit zwi- sehen dem Abfeuern und der Zündung des Abwehrmunitionskörpers 4 kurz ist. Für die Berechnung der korrigierten Feuerleitlösung wird ein Verfahren verwendet, welches die Differentialgleichungen der Außenballistik analytisch löst. Es wird hierbei eine mathematische Funktion, namentlich Lerch 's Phi, verwendet. Mit einem speziellen Approxima- tionsverfahren, wie beispielsweise der Gaußschen Fehlerquadratmethode, können die Werte von ki und k2 aus der Gleichung cw =/c/ * MaΛ^2 aus den Dienstschusstafeln (Messwerten) gewonnen werden. Die Größe cw gibt das Verhältnis des Luftwiderstandes zwischen einem Geschoss und einer unendlich ausgedehnten ebenen Plat- te als Funktion der Machzahl an. Nur mit einem korrekten cw-Wert kann die korrekte Luftwiderstandskraft und somit die korrekte Flugbahn eines Geschosses bestimmt werden. Durch die Approximation dieser Gleichung können die Bewegungsdifferentialgleichungen der Außenballistik für Machzahlen > 1 (Überschall) analytisch gelöst wer- den. Damit kann eine schnelle Berechnung von Feuerleitlösungen erfolgen, da keine numerische Integration erforderlich ist.
Das Verfahren kann zudem mit dem in der DE 10 2005 023 739 A1 be- schriebenen Verfahren kombiniert werden. Das dort beschriebene Verfahren wird zu Ermittlung der Feuerleitlösung bei Vorhandensein einer Relativbewegung zwischen Waffe und Ziel verwendet. Eine solche Relativbewegung wird im vorliegenden Zusammenhang durch die Bewegung des Angriffsmunitionskörpers bei unbewegter Waffe gebildet.
Zur Ermittlung des Zündzeitpunkts Tz werden die Parameter berücksichtigt, die einen Einfluss auf den optimalen Zündzeitpunkt haben. Der Zündzeitpunkt Tz sollte der Zeitpunkt sein, in dem die größte Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Bekämpfung vorliegt. Auf Grund der Streuungen und Toleranzen kann nur ein wahrscheinlicher Aufenthaltraum des Angriff- und Abwehrmunitionskörper sowie eine wahrscheinliche Entwicklung der Splitterwirkung nach der Zündung angegeben werden.
In der Regel ist der Angriffsmunitionskörper 4 und vor allem dessen Kaliberfläche klein. Bedingt durch die Ungenauigkeiten bei der Ortsbestimmung ist der wahrscheinliche Aufenthaltsbereich dieses Ziels dagegen dahingegen groß und geometrisch durch einen Ellipsenzylinder, d.h. durch einen Zylinder mit elliptischer Grundfläche (Fig. 7), beschrieben. Der sich aus dem Zündzeitpunkt ergebende Zündort des Abwehrmunitionskörpers 3 wird unter Berücksichtigung der folgenden Aspekte festgelegt: Einerseits soll der Abstand zum Ziel 4 möglichst klein sein, weil bedingt durch den Luftwiderstand mit zunehmender Entfernung vom Zündort die Anzahl der wirksamen Splitter abnimmt. - Andererseits soll am Ziel 4 etwas vorbeigeschossen werden, da die größten Splitterzahlen im Randbereich des Splitterkegels auftreten.
Vorteilhaft ist, wenn aus beiden berechneten Zündzeitpunkten ein gewichtetes Mittel verwendet wird, so dass die Zerstörungswahr- scheinlichkeit maximiert wird. Die Wichtungsfaktoren können vom Kaliber und der Art des Angriffsmunitionskörpers, die von der Ortungseinrichtung ermittelt werden, abhängen und durch Simulation oder Experimenten ermittelt werden.
Die genaue Einhaltung der Zündzeit Tz hat eine hohe Beutung und deren Genauigkeit muss im Millisekunden-Bereich liegen, da ansonsten die Zündung zu weit vor oder hinter dem Ziel 4 erfolgen würde.
Eine maßgebliche Größe ist zunächst die Streuung Zündzeit selbst, d.h. mit welcher Ungenauigkeit der Zünder 13 bei eingestelltem Zündzeitpunkt zündet. Es wird ein Zünder 13 verwendet, welcher eine Streuung der Tempierzeit von weniger als 2 ms aufweist.
Die Bestimmung des Zündzeitpunkts Tz erfolgt über die Bestimmung des Zündabstandes. Dies wird anhand einer Munitionsbedarfsrechnung erläutert. Mittels der Munitionsbedarfsberechnung kann bestimmt werden, wie viele Abwehrmunitionskörper 3 abgefeuert werden müssen, um für ein vorgegebenes Konfidenzniveau ein wirksames Bekämpfen des Angriffsmunitionskörpers 4 zu erreichen. Die Munitionsbedarfsrechnung basiert auf bekannten statistischen Grundlagen und gibt die im Mittel erforderliche Munitionsmenge an, um das Ziel vollständig zu vernichten. Diese hängt nach dem exponen- tiellen Vernichtungsgesetz von der Abschusswahrscheinlichkeit eines Splitters pκ und der Anzahl der wirksamen Splitter gegen die Zielfläche Nw ab.
Für die Berechnung der Abschusswahrscheinlichkeit von Nw wirksamen Splittern gegen die Zielfläche wird die wesentliche Annahme getrof- fen, dass, wie in Fig. 6 skizziert, die Grundfläche des Splitterkegels AE genau so groß sein soll wie die Radar-CEP-Fläche ACEP, in der sich mit der festgelegten Wahrscheinlichkeit (z.B. P = 50%) der Angriffsmunitionskörper 4 befindet.
Die Abschusswahrscheinlichkeit PK eines einzelnen Splitters ergibt sich aus der Multiplikation der Treffwahrscheinlichkeit pπ mit der Zerstörungswahrscheinlichkeit pκ\H- Die Treffwahrscheinlichkeit pπ gibt im Fall einer frontalen Bekämpfung die Wahrscheinlichkeit an, um zum einen die kreisförmige Zielfläche und zum anderen den Angriffsmuni- tionskörper 4 auch in dessen Längsrichtung zu treffen. Die Zerstörungswahrscheinlichkeit pκ\H hängt vom Verhältnis der Energie des Abwehrmunitionskörpers 3 zur Mindestenergie zum Durchschlagen der Hülle des Angriffsmunitionskörpers 4 ab und nimmt exponentiell damit zu.
Messfehler der Sensoren der Mess- und Ortungseinrichtungen 5, 10 und 12 in Azimut, Elevation und Entfernung vergrößern den wahrscheinlichen Aufenthaltsort des zu bekämpfenden Angriffsmunitionskörpers 4 und die Radar-CEP-Fläche, so dass der Munitionsbedarf mit ungenaue- ren Sensoren zunimmt. Außerdem existieren Streuungen bei der Schussentwicklung, der Mündungsgeschwindigkeit des Abwehrmunitionskörpers 3 und der Zündzeit zur Initiierung des Geschosses sowie der anschließenden Splitterkegelentwicklung. Hinzu kommt die ballistische Streuung der Munition 3 und der Waffe 2. Dies wirkt sich auf die Treffwahrscheinlichkeit und damit den Munitionsbedarf aus. Daher werden im Rahmen des angestrebten Munitionsbedarfs für ein festgelegtes Konfidenzniveau das Fehlerbudget, welches die Summe aller Fehler im System, die nicht überschritten werden darf, kennzeichnet, für das Gesamtsystem festgelegt.
Im ersten Schritt der praktischen Durchführung wird abhängig vom gewählten Radargerät 5 die Fläche normal zum Radarstrahl berechnet, in der sich der Angriffsmunitionskörper 4 mit der Wahrscheinlichkeit P aufhält. Diese Fläche soll der Grundfläche des Splitterkegels AE ent- sprechen, so dass möglichst mindestens ein Splitter aller wirksamen Splitter die Zielfläche Ar treffen kann. Diese Zielfläche Aτ befindet sich mit der Wahrscheinlichkeit P irgendwo in ACEP und ist damit eine Teilfläche von ACEP-
Mit der Fläche AE lässt sich dann der Zündabstand tiκ, welcher der Splitterkegelhöhe entspricht, bestimmen, wobei dazu zunächst der Öffnungswinkel des Splitterkegels ßmax abzuschätzen ist. Dieser dient - mit der Bahngeschwindigkeit des Abwehrmunitionskörpers 3 im prognostizierten Bekämpfungsort - als Eingangsgröße für die Berechnung des Splitterkegels aus den experimentell in der Sprengtheke ermittelten Splitterverteilungen. Mit dem nun bestimmten Splitterkegelöff- nungswinkel ßmax lässt sich nun ein verbesserter Zündabstand und damit der Splitterkegel berechnen. Durch den Zündabstand wird bei Kenntnis der gemessenen Referenzzeit TM der Zündzeitpunkt T1 be- stimmt werden. Die Gesamtzahl der wirksamen Splitter, der Öffnungswinkel sowie die Bahngeschwindigkeit im Bekämpfungsort dienen mit den zuvor angegebenen Daten als Eingangsparameter für die zuvor beschriebene bal- listische Wahrscheinlichkeitsrechnung, um den Munitionsbedarf Ns zu berechnen.
Dieser Munitionsbedarf gilt gemäß Fig. 7 streng genommen nur für die dem Zündort zugewandte Grundfläche des Ellipsenzylinders. Hält sich der Angriffsmunitionskörper 4 tatsächlich beispielsweise im hinteren Bereich des Ellipsenzylinders auf, ist die Splitterdichte deutlich geringer und aufgrund der längeren Flugstrecke die Splittergeschwindigkeit reduziert. Dadurch verringert sich die Anzahl der wirksamen Splitter pro Flächeneinheit und der Munitionsbedarf erhöht sich. Durch eine genauere Entfernungsmessung, die durch einen weiteren, nicht dargestellten Sensor durchgeführt werden kann, lässt sich die Länge des Ellipsenzylinders signifikant reduzieren, so dass der Munitionsbedarf im gesamten Ellipsenzylinder in der Größenordnung liegt, wie der dem Zündort am nächsten liegenden Grundfläche.
Zu IX.
Fernübermittlung des Zündzeitpunkts T1 an die Zündsteuereinheit 9,
(alternativ: direkte Fernauslösung des Zünders 13)
Der ermittelte Zündzeitpunkt T1 wird über die als Funkeinheit ausgestaltete Signalsendeeinheit 7 als codierte Tempiersignale per Funk an die als Funkeinheit ausgestaltete Signalempfangseinheit 8 gesendet. Die Signalempfangseinheit 8 leitet die Signale an die Zündsteuereinheit 9 weiter, in welcher der neue Zündzeitpunkt gespeichert wird. Ferner wird über die beiden Funkeinheiten 7 und 8 der korrekte Emp- fang des Zündzeitpunkts Tz an den Feuerleitrechner bestätigt. Falls keine Bestätigung erfolgt, wird der Zündzeitpunkt erneut berechnet und an den Abwehrmunitionskörper 3 übertragen.
Bei einer anderen Ausgestaltung wird mittels codierten Fernsteuersignalen zum ermittelten Zündzeitpunkt Tz der Zünder 13 über die beiden Funkeinheiten 7 und 8 und die Zündsteuereinheit 9 unmittelbar nach dem korrekten Empfang fernausgelöst. Bei geeigneter Wahl der Trägerfrequenz (z.B. 520 kHz) kann der gesamte Code innerhalb von 100 μs verschickt werden, so dass der Übertragungszeitpunkt To praktisch mit dem Zündzeitpunkt übereinstimmt. Durch die Verwendung einer direkten Fernauslösung kann die Bestimmung des optimalen Zündzeitpunkts in vorteilhafter Weise so lange wie überhaupt möglich hinausgezögert werden, so dass eine exaktere Bestimmung der Flug- bahnen möglich ist.
Eine erhöhte Sicherheit kann dadurch erreicht werden, dass die Tem- piersignale oder Fernsteuersignale codiert sind. Der Code wird von der Zündsteuereinheit zur Ermittlung des korrekten Empfangs der Fern- Steuersignale ausgewertet. Erst am Ende der Überprüfung des Codes, der mit dem der Zündsteuereinheit bekannten Code übereinstimmen muss, wird die Tempierungsvorgabe umgesetzt bzw. direkt die Zündung eingeleitet.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausgestaltung weist der Abwehrmunitionskörper zusätzlich einen Annäherungszünder auf. Dieser initiiert die Zündung, wenn sich der Abwehrmunitionskörper 3 in einer einstellbaren Entfernung zum Angriffsmunitionskörper 4 befindet. Vorteilhaft hierbei ist, dass in dem Fall, in dem der ermittelte Zündzeit- punkt tatsächlich zu spät war, eine gewisse Chance besteht, dass der Abwehrmunitionskörper vorher mittels des Annäherungszünders initiiert wird.
In einer nicht dargestellten Ausgestaltung weist der Abwehrmunitions- körper als Zünder lediglich einen Annäherungszünder, aber keine
Funkeinheit 8 auf. Der Annäherungszünder löst die Zündung aus, wenn sich der Abwehrmunitionskörper 3 in einer einstellbaren Entfernung zum Angriffsmunitionskörper 4 befindet, z.B. in einer Entfernung von
1 m. Somit werden bei dieser Ausgestaltung die Verfahrensschritte VII bis IX aus Fig. 2 nicht durchgeführt.
Zu X.
Zündung der Sprengladung 14, Ausbildung des Splitterkegels:
Nach der Zündung der Sprengladung 14 bildet sich der Splitterkegel aus. Falls der Angriffsmunitionskörper 4 nicht erfolgreich bekämpft wurde, wird ein weiterer Abwehrmunitionskörper 3 mit einer neuen Feuerleitlösung abgefeuert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden jedoch gemäß dem ermittelten Munitionsbedarf direkt hinterein- ander aus einer oder mehrere Waffen 2 mehrere Abwehrmunitionskörper 3 abgefeuert, ohne dass auf eine Rückmeldung einer erfolgreichen Bekämpfung gewartet wird.
Die folgenden Ergebnisse einer Munitionsbedarfsrechnungen zeigen, dass mit dem im Ausführungsbeispiel gewählten Radarsystem MWRL- SWK Schusszahlen Ns < 10 mit 155 mm-Sprenggeschossen als Abwehrmunitionskörper realisierbar sind. Bei der Bekämpfung einer 82 mm- Wurfgranate als Angriffsmunitionskörper ist das 155 mm-Geschoss gut geeignet. Hierbei ist u.a. die große Anzahl wirksamer Splitter Nf;Ses = 7857 in Verbindung mit einem großen Splitterkegelöffnungs- Winkel ßmax = 79,5° verantwortlich ist. Die Fig. 8 zeigt für unterschiedliche Streuungen ein Diagramm zum Munitionsbedarf zur erfolgreichen Bekämpfung bei einem Konfidenzniveau (CL.) von 50% und die Fig. 9 zeigt für unterschiedliche Streuungen ein Diagramm zum Munitionsbe- darf zur erfolgreichen Bekämpfung bei einem Konfidenzniveau von 99%. Dabei sind bei den beiden Fig. 8 und Fig. 9 jeweils auf der Abszisse die Standardabweichung von Azimut und Elevation des Radargeräts aufgetragen, die als gleich angenommen werden. Auf der Ordinate sind die erforderlichen, ganzzahlige Schusszahlen für vorgegebene Werte von CL. aufgetragen. Bemerkenswert ist, dass selbst bei einer Vemichtungswahrscheinlichkeit von 99% der Munitionsbedarf von 155 mm-Geschossen mit den getroffenen Annahmen bei maximal vier Schuss und damit deutlich im einstelligen Bereich liegt.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Schutz gegen fliegende Angriffsmunitionskörper (4), wobei i. der Angriffsmunitionskörper (4) mittels mindestens einer Ortungseinrichtung (5, 12) geortet wird, ii. die Flugbahn des Angriffsmunitionskörpers (4) ermittelt wird, iii. eine Feuerleitlösung zum Abfeuern eines Abwehrmunitionskörpers (3) mit Splitterwirkung ermittelt wird, iv. mittels einer großkalibrigen Waffe (2), insbesondere eine Waffe mit einem Kaliber von mindestens 76 mm, der Abwehrmunitionskörper (3) abgefeuert wird, und v. der Abwehrmunitionskörper (3) nach dem Abfeuern tempierbar und/oder fernzündbar ist und nach dem Abfeuern in einem Zündzeitpunkt Tz zündet oder ferngezündet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündzeitpunkt T1 zeitlich nach dem Abfeuern des Abwehrmunitionskörpers (3) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit VM des Abwehrmunitionskörpers (3) in einem bestimmen Zeitpunkt TM, insbesondere beim Verlassen der Waffe (2), mittels mindestens einer Messeinrichtung (10) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit VM die Mündungsgeschwindigkeit Vo ist und dass die Messeinrichtung (10) insbesondere eine Spule umfasst, die insbesondere im Bereich der Mündungsöffnung des Waffenrohres ange- ordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt TM einen Zeitpunkt darstellt, in dem der Abwehrmunitionskörper (3) die Waffe (3) verlassen hat und dass die Messeinrich- tung (10) insbesondere eine Radarvorrichtung umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (10) richtbar ist und im Zeitpunkt des Abfeuems des Abwehrmunitionskörpers (3) in die Richtung der Abfeuerrich- tung gerichtet ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Geschwindigkeit VM im Zeitpunkt TM bei der Ermittlung des Zündzeitpunkts Tz des Abwehrmunitionskör- pers (3) berücksichtigt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Zündzeitpunkt Tz der Zeitpunkt ermittelt wird, in dem eine hohe, insbesondere die größte, Wahrscheinlich- keit einer erfolgreichen Bekämpfung des Angriffsmunitionskörpers
(3) vorliegt, die sich insbesondere aus dem Produkt der Treffwahrscheinlichkeit, die angibt, ob ein Splitter den Angriffsmunitions- körper trifft, mit der Zerstörungswahrscheinlichkeit, die angibt, ob dieser Splitter in der Lage ist, die Hülle des Angriffsmunitionskör- pers (4) zu zerstören, ergibt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Zündzeitpunkts Tz ein oder mehrere Parameter berücksichtigt werden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: a) Messungenauigkeiten der Messeinrichtung (10), insbesondere bei der Bestimmung von Zeitpunkt, Geschwindigkeit, Azimut, Elevation und/oder Entfernung; b) Messungenauigkeiten der Ortungseinrichtung (5, 12), insbeson- dere bei der Bestimmung von Zeitpunkt, Geschwindigkeit, Azimut, Elevation und/oder Entfernung; c) Art des Angriffsmunitionskörpers (4), insbesondere dessen Härte; d) Art des Abwehrmunitionskörpers (3), insbesondere dessen Ei- genschaften wie Splittermatrix, Splitterkegelaufbauzeit, Unge- nauigkeiten der Tempierzeit; e) Schussentwicklungszeit des Abwehrmunitionskörpers (3); f) ballistische Streuung.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündzeitpunkt Tz durch ein analytisches Verfahren ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zündzeitpunkt Tz als neue Tempierungs- vorgabe an den Abwehrmunitionskörper (3), insbesondere per Funk, übermittelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abwehrmunitionskörper (3) den Empfang des Zündzeitpunkts Tz bestätigt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwehrmunitionskörper (3) mittels eines im Abwehrmunitionskörper (3) angeordneten Annäherungszünder gezündet wird.
14. Verfahren zum Schutz gegen fliegende Angriffsmunitionskörper (4), wobei i. der Angriffsmunitionskörper (4) mittels mindestens einer Ortungseinrichtung (5, 12) geortet wird, ii. die Flugbahn des Angriffsmunitionskörpers (4) ermittelt wird, iii. eine Feuerleitlösung zum Abfeuern eines Abwehrmunitionskör- pers (3) mit Splitterwirkung ermittelt wird, iv. mittels einer großkalibrigen Waffe (2), insbesondere eine Waffe mit einem Kaliber von mindestens 76 mm, der Abwehrmunitionskörper (3) abgefeuert wird, und v. die Zündung des Abwehrmunitionskörpers (3) durch einen im Abwehrmunitionskörper angeordneten Annäherungszünder initiiert wird.
15. Verfahren insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Flugbahn des Angriffsmunitionskörpers (4) und/oder der Art des Angriffsmunitionskörpers (4) der ballistische Koeffizient c des Angriffsmunitionskörpers (4) ermittelt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der ballistische Koeffizient c über die Bestimmung der Luftwiderstandskraft des Angriffsmunitionskörpers (4) ermittelt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftwiderstandskraft aus der Differenz zweier kinetischer Energien des Angriffsmunitionskörpers (4) an zwei Orten und der Wegstrecke zwischen diesen Orten massebezogen ermittelt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung einer kinetischen Energie zwei Messpunkte mittels der
Ortungseinrichtung (5, 12) aufgenommen werden, aus denen die Geschwindigkeit des Angriff smunitionskörpers (4) ermittelt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wahrscheinliche Munitionsbedarf an Abwehrmunitionskörpern (3), insbesondere der Anzahl der abzufeuernden Abwehrmunitionskörper (3), nach der Ortung des Angriffsmunitionskörper (4) ermittelt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwehrmunitionskörper (3) gemäß dem ermittelten Munitionsbedarf abgefeuert werden, solange nicht die erfolgreiche Bekämpfung des Angriffsmunitionskörpers (4) erkannt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Munitionsbedarf, insbesondere der Anzahl der abzufeuernden Abwehrmunitionskörper (3), ein oder mehrere Parameter berücksichtigt werden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: a) Messungenauigkeiten der Messeinrichtung (10), insbesondere bei der Bestimmung von Zeitpunkt, Geschwindigkeit, Azimut, Elevation und/oder Entfernung; b) Messungenauigkeiten der Ortungseinrichtung (5, 12), insbesondere bei der Bestimmung von Zeitpunkt, Geschwindigkeit, Azi- mut, Elevation und/oder Entfernung; c) Art des Angriffsmunitionskörpers (4), insbesondere dessen Härte; d) Art des Abwehrmunitionskörpers (3), insbesondere dessen Eigenschaften wie Splittermatrix, Splitterkegelaufbauzeit, Unge- nauigkeiten der Tempierzeit; e) Schussentwicklungszeit des Abwehrmunitionskörpers (3); f) ballistische Streuung.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwehrmunitionskörper (3) vor dem Abfeuern auf einen Zeitpunkt Tvor vortempiert ist, der zeitlich vor dem durch die vor dem Abfeuern ermittelte Feuerleitlösung vorausgesagte Zeitpunkt T6 liegt, in dem der Abwehrmunitionskörper (3) bei Nichtzünden auf den Boden trifft, und der insbesondere zeitlich nach dem Zeitpunkt TA liegt, der durch den durch die vor dem Abfeuern ermittelte Feuerleitlösung vorausgesagten Zündzeitpunkt Tz des Abwehrmunitionskörpers (3) bestimmt ist.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnung für den Bereich des durch die ermittelte Flugbahn des Angriffsmunitionskörpers (3) ermittelten Auftreffpunktes am Boden abgegeben wird.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Ortung des Angriffsmunitionskörpers (3) durch die Ortungseinrichtung (12) die Ortungsdaten an eine zweite Ortungseinrichtung (5), insbesondere ein Zielfolgeradargerät, übergeben werden, welche die Messung der für die Bestimmung der Flugbahn notwendigen Größen durchführt.
25. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , mit i. einer Ortungseinrichtung (5, 12), insbesondere ein Radargerät, zur Ortung des Angriffsmunitionskörpers (4), ii. einer Rechnereinheit, insbesondere einem Feuerleitrechner (6), zur Ermittlung der Flugbahn des Angriffsgeschosses (4), iii. einer großkalibrigen Waffe (2), insbesondere eine Waffe mit einem Kaliber von mindestens 76 mm, iv. einem Feuerleitrechner (6) zur Ermittlung der Feuerleitlösung, an welchen eine Signalsendeeinheit (7), insbesondere eine Funkeinheit, angeschlossen ist und v. mindestens einem Abwehrmunitionskörper (3), insbesondere ein Sprenggeschoss, v.Lder mittels der Waffe (2) abfeuerbar ist, v.2.der eine mittels Tempiersignalen tempierbare oder mit- tels Fernsteuersignalen fernsteuerbare Zündsteuereinheit (9) aufweist, welche die Zündung des Abwehrmunitionskörpers (3) initiiert, und v.3. der eine Signalempfangseinheit (8), insbesondere eine Funkeinheit aufweist, zum Empfang der von der Signal- sendeeinheit gesendeten Tempiersignale, die einen vom
Feuerleitrechner (6) ermittelten Zündzeitpunkt Tz enthalten, oder Fernsteuersignale.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Messeinrichtung (10) umfassst, mittels derer die Geschwindigkeit VM des Abwehrmunitionskörpers (3) in einem bestimmen Zeitpunkt TM, insbesondere beim Verlassen der Waffe (2) ermittelt wird.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (10) eine an der Waffe (2) angeordnete Spule um- fasst, die insbesondere im Bereich der Mündungsöffnung des Waffenrohres angeordnet ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (10) richtbar ist und insbesondere eine Radarvorrichtung umfasst.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwehrmunitionskörper (3) einen Annäherungszünder aufweist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekenn- zeichnet, dass sie eine zweite Ortungseinrichtung (5), insbesondere ein Zielfolgeradargerät, umfasst, welcher von nach der ersten Ortung des Angriffsmunitionskörpers durch die erste Ortungseinrichtung (12) die Ortungsdaten übergeben bekommt und welche die Messung der für die Bestimmung der Flugbahn des Angriffsmuniti- onskörpers (4) erforderlichen Größen durchführt.
31. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 14, mit i. einer Ortungseinrichtung (5, 12), insbesondere ein Radarge- rät, zur Ortung des Angriffsmunitionskörpers (4), ii. einer Rechnereinheit, insbesondere einem Feuerleitrechner
(6), zur Ermittlung der Flugbahn des Angriffsgeschosses (4), iii. einer großkalibrigen Waffe (2), insbesondere eine Waffe mit einem Kaliber von mindestens 76 mm, iv. einem Feuerleitrechner (6) zur Ermittlung der Feuerleitlösung und v. mindestens einem Abwehrmunitionskörper (3), insbesondere ein Sprenggeschoss, v.1.der mittels der Waffe (2) abfeuerbar ist, v.2. der einen Annäherungszünder aufweist, welche die Zündung des Abwehrmunitionskörpers (3) initiiert.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekenn- zeichnet, dass sie eine zweite Ortungseinrichtung (5), insbesondere ein Zielfolgeradargerät, umfasst, welcher von nach der ersten Ortung des Angriffsmunitionskörpers durch die erste Ortungseinrichtung (12) die Ortungsdaten übergeben bekommt und welche die Messung der für die Bestimmung der Flugbahn des Angriffsmuniti- onskörpers (4) erforderlichen Größen durchführt.
PCT/DE2008/000250 2007-02-12 2008-02-09 Verfahren und vorrichtung zum schutz gegen fliegende angriffsmunitionskörper WO2008098562A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT08715482T ATE488745T1 (de) 2007-02-12 2008-02-09 Verfahren und vorrichtung zum schutz gegen fliegende angriffsmunitionskörper
DE502008001823T DE502008001823D1 (de) 2007-02-12 2008-02-09 Verfahren und vorrichtung zum schutz gegen fliegende angriffsmunitionskörper
EP08715482A EP2118615B1 (de) 2007-02-12 2008-02-09 Verfahren und vorrichtung zum schutz gegen fliegende angriffsmunitionskörper
US12/526,926 US8020491B2 (en) 2007-02-12 2008-02-09 Method and apparatus for defending against airborne ammunition

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007007403A DE102007007403A1 (de) 2007-02-12 2007-02-12 Verfahren und Vorrichtung zum Schutz gegen fliegende Angriffsmunitionskörper
DE102007007403.6 2007-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008098562A1 true WO2008098562A1 (de) 2008-08-21

Family

ID=39529713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2008/000250 WO2008098562A1 (de) 2007-02-12 2008-02-09 Verfahren und vorrichtung zum schutz gegen fliegende angriffsmunitionskörper

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8020491B2 (de)
EP (1) EP2118615B1 (de)
AT (1) ATE488745T1 (de)
DE (2) DE102007007403A1 (de)
ES (1) ES2354930T3 (de)
WO (1) WO2008098562A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2150836B1 (de) 2007-05-14 2015-11-04 Raytheon Company Verfahren und vorrichtung zur auswahl eines ziels aus radarerfassungsdaten
CN115468454A (zh) * 2022-08-30 2022-12-13 南京理工大学 虚拟力法与引战配合相结合的多弹协同对抗策略

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8375838B2 (en) * 2001-12-14 2013-02-19 Irobot Corporation Remote digital firing system
US7559269B2 (en) 2001-12-14 2009-07-14 Irobot Corporation Remote digital firing system
DE102007018507B4 (de) 2007-04-19 2012-05-03 Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Bekämpfung einer Angriffsmunitionskörper-Abschussvorrichtung
DE102008023520C5 (de) * 2008-05-15 2016-12-29 Airbus Defence and Space GmbH Verfahren zur Klassifikation von RAM-Geschossen
US20100030519A1 (en) * 2008-07-31 2010-02-04 Collier Jarrell D System for Real-Time Object Damage Detection and Evaluation
DE102009006498A1 (de) 2009-01-28 2010-07-29 Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg Cargo-Geschoss
GB2479211B (en) * 2010-03-31 2014-07-23 Qinetiq Ltd System for the detection of incoming munitions
DE102010061272B3 (de) 2010-12-15 2013-04-25 Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg Geschosshülle für ein Sprenggeschoss und Verfahren zur Behandlung einer Geschosshülle
DE102011109658A1 (de) 2011-08-08 2013-02-14 Rheinmetall Air Defence Ag Vorrichtung und Verfahren zum Schutz von Objekten
IL217450A (en) 2012-01-10 2017-02-28 Israel Aerospace Ind Ltd Anti-rocket system
US9714815B2 (en) 2012-06-19 2017-07-25 Lockheed Martin Corporation Visual disruption network and system, method, and computer program product thereof
US9632168B2 (en) 2012-06-19 2017-04-25 Lockheed Martin Corporation Visual disruption system, method, and computer program product
US9196041B2 (en) * 2013-03-14 2015-11-24 Lockheed Martin Corporation System, method, and computer program product for indicating hostile fire
US9103628B1 (en) 2013-03-14 2015-08-11 Lockheed Martin Corporation System, method, and computer program product for hostile fire strike indication
US9146251B2 (en) 2013-03-14 2015-09-29 Lockheed Martin Corporation System, method, and computer program product for indicating hostile fire
DE102013007229A1 (de) 2013-04-26 2014-10-30 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Waffensystems
EP3553459B1 (de) 2013-12-02 2022-08-24 Austin Star Detonator Company Verfahren zum drahtlosen sprengen
US10168420B1 (en) * 2014-07-15 2019-01-01 Herbert U. Fluhler Nonlinear interferometric imaging sensor
DE202016008948U1 (de) * 2015-01-20 2021-03-02 Leupold & Stevens, Inc. Projektilflugbahn-Bestimmungssystem mit optischer Visiervorrichtung
US10415933B1 (en) 2015-01-20 2019-09-17 Leupold & Stevens, Inc. Real-time ballistic solutions for moving-target aiming calculations
US20180335288A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 Jacob Gitman Method and system of launching a projectile for destroying a target
FR3071596B1 (fr) * 2017-09-27 2019-10-18 Thales Procede et dispositif de lancement de projectiles sur une cible a atteindre
SE545273C2 (sv) * 2019-09-30 2023-06-13 Bae Systems Bofors Ab Metod för optimering av brisadpunkt samt vapensystem
SE544180C2 (sv) * 2019-11-13 2022-02-22 Bae Systems Bofors Ab Metod för bekämpning av målobjekt
CN114771877B (zh) * 2022-05-26 2022-11-18 哈尔滨工业大学 一种考虑导航误差的最优拦截制导方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2122843A1 (de) * 1970-05-11 1971-11-25 General Electric Co., Schenectady, N.Y. (V.StA.) Annäherungszünder mit gesteuertem Entfernungsbereich
EP0547391A1 (de) * 1991-12-18 1993-06-23 Oerlikon Contraves AG Verfahren zur Erhöhung der Erfolgswahrscheinlichkeit bei der Flugkörperabwehr mittels eines fernzerlegbaren Geschosses
EP0802392A1 (de) * 1996-04-19 1997-10-22 Oerlikon Contraves AG Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Zerlegungszeit eines programmierbaren Geschosses
WO2001088564A1 (de) * 2000-05-17 2001-11-22 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co.Kg Radareinrichtung für den objekt-selbstschutz
DE10151897A1 (de) 2001-10-20 2003-05-08 Diehl Munitionssysteme Gmbh Munition mit einer profilierten Sprengladung
DE4426014B4 (de) 1994-07-22 2004-09-30 Diehl Stiftung & Co.Kg System zum Schutz eines Zieles gegen Flugkörper
DE60012654T2 (de) 1999-10-29 2005-01-05 Giat Industries Verfahren und System zur Entdeckung einer nach einem festen oder beweglichen Gegenstand geworfenen Bedrohung
DE10025105B4 (de) 2000-05-20 2005-03-17 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co. Kg Splittermunition
EP1518087B1 (de) 2002-06-28 2006-10-18 Diehl BGT Defence GmbH &amp; Co.KG Objekt-selbstschutzvorrichtung
EP1726911A1 (de) * 2005-05-23 2006-11-29 Oerlikon Contraves Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tempierung und/oder Korrektur des Zündzeitpunktes eines Geschosses
EP1742010A1 (de) 2005-07-07 2007-01-10 Rheinmetall Waffe Munition GmbH Nicht letales Geschoss mit programmier- und/oder tempierbarem Zünder

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4765244A (en) * 1983-04-15 1988-08-23 Spectronix Ltd. Apparatus for the detection and destruction of incoming objects
US5862496A (en) * 1996-10-01 1999-01-19 Mcdonnell Douglas Corporation Method of computing divert velocity for the ground-based interceptor using numerical partial derivatives
US6527222B1 (en) * 2001-09-18 2003-03-04 Richard T. Redano Mobile ballistic missile detection and defense system
EP1472557A2 (de) * 2002-02-08 2004-11-03 Lockheed Martin Corporation System und verfahren zur doppler- spurkorrelation für trümmer- nachfolgung
PL1482311T3 (pl) 2003-05-28 2013-01-31 Rheinmetall Air Defence Ag Urządzenie i sposób do określania prędkości wylotowej pocisku
DE10346001B4 (de) * 2003-10-02 2006-01-26 Buck Neue Technologien Gmbh Vorrichtung zum Schützen von Schiffen vor endphasengelenkten Flugkörpern
US7249730B1 (en) * 2004-09-23 2007-07-31 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army System and method for in-flight trajectory path synthesis using the time sampled output of onboard sensors
DE102005023739A1 (de) 2005-05-17 2006-12-07 Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Ermittlung einer Feuerleitlösung
FR2890662B1 (fr) * 2005-09-14 2008-09-19 St Microelectronics Sa Procede d'epitaxie a faible budget thermique et son utilisation

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2122843A1 (de) * 1970-05-11 1971-11-25 General Electric Co., Schenectady, N.Y. (V.StA.) Annäherungszünder mit gesteuertem Entfernungsbereich
EP0547391A1 (de) * 1991-12-18 1993-06-23 Oerlikon Contraves AG Verfahren zur Erhöhung der Erfolgswahrscheinlichkeit bei der Flugkörperabwehr mittels eines fernzerlegbaren Geschosses
DE4426014B4 (de) 1994-07-22 2004-09-30 Diehl Stiftung & Co.Kg System zum Schutz eines Zieles gegen Flugkörper
EP0802392A1 (de) * 1996-04-19 1997-10-22 Oerlikon Contraves AG Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Zerlegungszeit eines programmierbaren Geschosses
DE60012654T2 (de) 1999-10-29 2005-01-05 Giat Industries Verfahren und System zur Entdeckung einer nach einem festen oder beweglichen Gegenstand geworfenen Bedrohung
WO2001088564A1 (de) * 2000-05-17 2001-11-22 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co.Kg Radareinrichtung für den objekt-selbstschutz
DE10024320C2 (de) 2000-05-17 2002-09-05 Diehl Munitionssysteme Gmbh Radareinrichtung für den Objekt-Selbstschutz
DE10025105B4 (de) 2000-05-20 2005-03-17 Diehl Munitionssysteme Gmbh & Co. Kg Splittermunition
DE10151897A1 (de) 2001-10-20 2003-05-08 Diehl Munitionssysteme Gmbh Munition mit einer profilierten Sprengladung
EP1518087B1 (de) 2002-06-28 2006-10-18 Diehl BGT Defence GmbH &amp; Co.KG Objekt-selbstschutzvorrichtung
EP1726911A1 (de) * 2005-05-23 2006-11-29 Oerlikon Contraves Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tempierung und/oder Korrektur des Zündzeitpunktes eines Geschosses
DE102005024179A1 (de) 2005-05-23 2006-11-30 Oerlikon Contraves Ag Verfahren und Vorrichtung zur Tempierung und/oder Korrektur des Zündzeitpunktes eines Geschosses
EP1742010A1 (de) 2005-07-07 2007-01-10 Rheinmetall Waffe Munition GmbH Nicht letales Geschoss mit programmier- und/oder tempierbarem Zünder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2150836B1 (de) 2007-05-14 2015-11-04 Raytheon Company Verfahren und vorrichtung zur auswahl eines ziels aus radarerfassungsdaten
CN115468454A (zh) * 2022-08-30 2022-12-13 南京理工大学 虚拟力法与引战配合相结合的多弹协同对抗策略

Also Published As

Publication number Publication date
DE502008001823D1 (de) 2010-12-30
EP2118615B1 (de) 2010-11-17
ATE488745T1 (de) 2010-12-15
US20100117888A1 (en) 2010-05-13
EP2118615A1 (de) 2009-11-18
ES2354930T3 (es) 2011-03-21
US8020491B2 (en) 2011-09-20
DE102007007403A1 (de) 2008-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2118615B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum schutz gegen fliegende angriffsmunitionskörper
DE19951767C2 (de) Dual-Mode-Täuschkörper
WO2008098561A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur fernauslösung eines geschosses
DE69628759T2 (de) Verfahren zur erhöhung der luftabwehr-trefferwahrscheinlichkeit und danach entworfene waffe
US5322016A (en) Method for increasing the probability of success of air defense by means of a remotely fragmentable projectile
DE2452586C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Festlegung der Dauer des Flugweges eines Geschosses
EP0715146B1 (de) Vorrichtung zur Lokalisierung von Artillerie- und Heckenschützenstellungen
EP1983294B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bekämpfung des Abschussortes eines Angriffsmunitionskörpers
DE102020007514A1 (de) Waffensystem für ein Gefechtsfahrzeug, Gefechtsfahrzeug mit dem Waffensystem sowie Verfahren zum Überwinden einer Reaktivpanzerung
DE3326748C2 (de)
EP3314201B1 (de) Nebelsprenggranate
DE4424074C1 (de) Abstands-/Zeitzünder für Flugkörper
DE10230028B4 (de) System zum Schutze eines Objektes, insbesondere eines gepanzerten Fahrzeuges, gegen die Einwirkung eines schnellen Projektiles
RU2680558C1 (ru) Способ увеличения вероятности преодоления зон противоракетной обороны
DE4034618A1 (de) Mine
EP2989408B1 (de) Verfahren zum betrieb eines waffensystems
DE102017005001B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Munition, Munition und Munitionssatz
EP1087202B1 (de) Panzerbrechende Munition
CH667523A5 (en) Strike rate improvement appts. for weapon against airborne target - uses selective braking of fired shells with controlled detonation at optimum strike point at surface of imaginary sphere
WO2020164869A1 (de) Verfahren zur bekämpfung von luftzielen mittels lenkflugkörpern
WO2013020911A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum schutz von objekten
DE3004317A1 (de) Zuendsystem fuer eine granate zur hubschrauberbekaempfung
DE102021003388A1 (de) Bekämpfung eines durch eine Reaktivpanzerung geschützten Objekts mit Hilfe eines Lenkflugkörpers und einer Maschinenkanone
EP4198445A1 (de) Multi-effekt precursor-ladung
DE10017873A1 (de) Panzerbrechende Munition

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08715482

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2008715482

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12526926

Country of ref document: US