DE2336040C3

DE2336040C3 - Abwehrsystem mit mehreren Geschossen

Info

Publication number: DE2336040C3
Application number: DE19732336040
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Phys. Dr. 8891 Kuehbach Held; Johann 8068 Pfaffenhofen Spies
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1973-07-14
Filing date: 1973-07-14
Publication date: 1980-06-19
Also published as: DE2336040A1; DE2336040B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Abwehrsystem mit mehreren Geschossen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein derartiges Abwehrsystem ist durch einen Aufsatz aus der Internationalen Wehr-Revue, 1968, Heft 4, Seiten 302 und 303 bekannt. Es handelt sich dabei um ein Mehrfachwerfersystem mit sechs Lenkflugkörpern für U-Boote, welches aus einem Druckbehälter ausfahrbar ist. Das Aufahren, Höhen- und Seitenrichten des Werfers sowie der Lenkwaffenabschuß erfolgen ferngesteuert auf einer Anzeige/Steuer-Konsole im Kommandoraum, die auch einen Bildschirm des zur optischen Führung des Lenkflugkörpers dienenden Fernsehsystems enthält. Dieses Abwehrsystem ist geeignet für den Einbau in Schiffen oder Fahrzeugen, bei denen eine Bedienung im Kommandoraum für die Auswertung der zwischen den Lenkflugkörpern angeordneten Fernsehkamera und für die Auslösung der Flugkörper vorhanden ist Für eine autonome Bekämpfung von Erdzielen, z. B. Panzern auf einem Gefechtsfeld an Stelle von Minen ist ein solches Abwehrsystem jedoch nicht geeignet, insbesondere nicht, wenn Objekte hinter den feindlichen Linien zu bekämpfen sind.

Es ist weiterhin durch die DE-OS 22 28 995 ein Verfahren mit Vorrichtung zum Abschuß von halbgesteuerten Geschossen bekannt. Dabei wird eine

ίο Abschußlafette mit mehreren Geschossen verwendet, welche durch ein getrennt von der Lafette angeordnetes Stabilisierungs- und Richtungssystem gesteuert wird. Mit diesem Verfahren sollen die Geschosse erst auf eine begrenzte Entfernung von etwa 600 m bis 700 m

is ferngelenkt werden und danach ballistisch ihr Ziel erreichen. Ein Rechner verarbeitet dabei die durch Fernübertragung von einem Radar und einem Kommandostand eingegebenen Daten. Auch dieses Verfahren ist nur auf Schiffen oder Fahrzeugen mit entsprechender Bedienung, aber nicht für autonome Verwendung brauchbar.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Abwehrsystem zu schaffen, welches alle Funktionen zur Ortung und Kommandogabe in sich vereint, keine Bedienung benötigt, somit eine selbsttätige Bekämpfung von Objekten gestattet und welches außerdem, ähnlich wie Minen, an jedem Ort zum Einsatz gebucht werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Abwehrsystem mit mehreren Geschossen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und der Unteransprüche 2 bis 11.

Der wesentliche technische Fortschritt der Erfindung besteht darin, daß das Abwehrsystem vollkommen autonom mit einer eigenen Kommandoeinrichtung

J > arbeitet, welche sowohl die Ortung eines zu bekämpfenden Objektes vornimmt und mit einem Rechner die selbsttätige Auswertung der georteten Informationen zur Ansteuerung des Geschoßbehälters auf das Ziel und die Auslösung der Zündeinrichtung für ein Geschoß

·*<> vornimmt. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Abwehrsystem in der Lage, nach dem Abschuß des ersten Geschosses alle weiteren im Behälter befindlichen Geschosse nacheinander auf die gleiche Weise auf ein geortetes Objekt zu verschießen. Das Abwehrsystem

■15 kann dabei sowohl von Hand aufgestellt als auch verschossen oder von einem Luftfahrzeug abgeworfen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung

w erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein als Flugkörper ausgebildetes Abwehrsystem;

F i g. 2 das Abwehrsystem mit seinen wesentlichen Baugruppen in perspektivischer Darstellung;

■> > F i g. 3 Einzelheiten eines Ortungsteiles des Abwehrsystems gemäß F i g. 2;

Fig.4 Einzelheiten einer anderen Ausführungsform des Ortungsteiles;

F i g. 5 ein Blockdiagramm eines Auswerteteiles des

wi Abwehrsystems gemäß F i g. 2 und

F i g. 6 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Auswerteteiles.

Ein Abwehrsystem, welches beispielsweise wie ein Flugkörper verschossen werden kann, besteht, wie

^hi Fig. 1 zeigt, aus einem Triebwerksteil 1, einem Auswerteteil 2, einem Ortungs- und Verstellteil 3, einem Behälter für Sekundärgeschosse oder Flugkörper 4 und einer Fallschirmkappe 5. Für das Verständnis der

Wirkungsweise des Abwehrsystems sind nur die Baugruppen 2, 3 und 4 zu beschreiben, die auch von Hand im Gelände aufgestellt werden können.

Die Fig.2 zeigt das Abwehrsystem in seiner Wirkstellung. Der Behälter 4, der teilweise aufgeschnitten ist, nimmt eine im wesentlichen horizontale Lage ein, aus der in ihm angeordnete Sekundärgeschosse oder Flugkörper 6 abgeschossen werden können. Die Hülle des Verstellteiles 3 ist fortgelassen. Mit dem Behälter 4 ist ein nur schematisch dargestelltes Stellglied 7 verbunden, das über Gelenkteile 8,9 und 10 den Behälter 4 in jede gewünschte Richtsteilung bewegt Die Azimuteinstellung wird durch ein Gelenk 11 übertragen, das mit in einem Servoteil 12 eingebauten Motoren in getrieblicher Verbindung steht Die Elevationseinstellung erfolgt über die Gelenkgabel 10, und zwar um jeweils ±30° von der etwa waagerechten Nullstellung aus, während die Azimuteinstellung um die Längsachse des Kugelgelenkes erfolgt und zwar um 360°. Dem Servoteil 12 schließt sich ein Ortungsteil 13 an, von dem zwei Ausführungsarten anhand der Fig.3 und 4 näher erläutert werden. Dem Ortungsteil folgt das Auswerteteil 2, von dem zwei Ausführungsarten in den F i g. 5 und 6 dargestellt sind. Die Teile 11, 12,13 und 2 bilden zusammen die Kommandoeinrichtung 14 des 2s Abwehrsystems.

Das Abwehrsystem wird entweder von Hand oder beim Auftreffen nach seinem Verschießen in der Ausbildung als Flugkörper durch seine kinetische Energie mit Hilfe eines gehärteten, am Gehäuse jo befestigten Stabes 15 in das Erdreich gebohrt und iiabei durch ein Stativ 16 in seiner Lage gehalten. Das Stativ 16 kann in bekannter, nicht näher dargestellter Art ausgeführt werden. Der Stab 15 und das außen herum angeordnete Stativ 16 ist am Triebwerk befestigt wie es in der F i g. 1 angedeutet ist. Vor dem Auftreffen des Flugkörpers wird in nicht dargestellter Weise durch ein Zeitwerk ein in der Kappe 5 befindlicher Fallschirm ausgelöst und herausgezogen sowie das Stativ 16 auseinandergespreizt.

Dem Ortungsteil 13 ist ein nicht dargesteller akustischer Sensor vorgeschaltet, der von sich bewegenden Objekten, z. B. von Panzern, die ausgesendeten Schallwellen empfängt und das Ortungsteil 13 einschaltet. Die genaue Feststellung der Lage und Geschwindigkeit des Objektes kann z. B. durch einen Ortungsteil entsprechend Fig.3 mit einem optischen Sensor bestimmt werden, der aus einem Zylinder 20 mit einer Facetten-Linsen-Anordnung 21 besteht welche die Umgebung auf einer Fotodetektor-Anordnung 22, die auf den Mantel eines kleinen Zylinders aufgesetzt ist, abbildet Die Anordnung kann auch so ausgebildet sein, daß die Umgebung über die Facetten-Linsen-Anordnung 21 und Lichtleiter auf die Fotodioden 22 in einem flächenhaften Array abgebildet wird. Ändert sich, sei es im sichtbaren Bereich oder im Infrarotbereich, die Umgebungshelligkeit durch heranfahrende Objekte, so kann durch Zuordnung der Änderung der Ausgangssignale der Fotodetektoren 22 über eine Rechnermatrix genau die Winkellage des Objektes in horizontaler und en vertikaler Richtung sowie sein? Bewegungsgeschwindigkeit ermittelt werden.

Eine aktive Ausführungsform des Ortungsteiles 13 ist im Prinzip in der F i g. 4 dargestellt Ein Motor 23 dreht hier einen über ein Schwenksystem 25 in vertikaler <v> Richtung schwenkbaren Reflektor 24, der über eine Optik 26 Impulse eines Radarsensors 27 reflektiert Durch das Drehen des Motors 23 und die genaue Kenntnis seiner Winkellage sowie durch das Schwenken des Schwenksystems 25 kann ein Kugelsektor mit einem horizontalen Winkelbereich von 560° und einem vertikalen Winkelbereich von etwa 10 bis 30° abgetastet werden. Durch Auswerten der durch eine strichpunktier*e Linie 28 angedeuteten reflektierten Signale können in bekannter Weise bewegte Objekte erfaßt und in ihrer Richtung und Annäherungsgeschwindigkeit genau definiert sowie der gesamte ruhende Hintergrund, wie Bäume, Häuser, Sträucher unterdrückt werden. Anstelle des Radargerätes kann der Block 27 auch eine gepulste Lichtquelle z. B. eine Laserdiode mit einer Fotozelle darstellen, deren Impulse die Umgebung mit Hilfe des dreh- und schwenkbaren Reflektors 24 abtasten.

Der Auswerteteil 2 der Kommandoeinrichtung 14 weist als wesentlichstes Bauteil einen Rechner 30 auf. In der F i g. 5 ist das Auswerteteil für einen aktiven Ortungsteil entsprechend F i g. 4 dargestellt. Auch hier wird das System durch einen akustischen Sensor 31, der auf die Geräusche eines bewegten Objektes anspricht, eingeschaltet Die vom Ziel reflektierten Impulse 28 des im Ortungsteils 13 angeordneten Senders 27 werden in den Rechner 30 eingegeben. Die Winkellage des Reflektors 24 in horizontaler Richtung wird über einen Servo 24a, diejenige in vertikaler Richtung über einen Servo 24t in den Rechner eingegeben. Durch die konstante Laufzeit der Impulse 28 bei ruhenden Gegenständen unterdrückt der Rechner ein stillstehendes Ziel. Wird jedoch ein größerer sich bewegender Gegenstand reflektiert, so entsteht im Rechner in einer Speichermatrix, die in bekannten Techniken aufgebaut ist, durch die Eingaben der Winkellagen 24a und 246 des sich bewegenden Gegenstandes ein flächenhaftes Bild. Es wird dabei die Flächenvergrößerung im Bildraum, die Winkelbewegung gegenüber dem Abwehrsystem und die Abstandsänderung durch die Laufzeit der Impulse 28 bewertet. Daraufhin wird im Servoteil 12 ein Horizontalservo 32 angesteuert, der über das Stellglied 7 den Behälter 4 in Richtung des in den Wirkungskreis des Abwehrsystems eindringenden Objektes steuert, wobei ein Winkelgeber 32a die Rückmeldung gibt, ob die Stellung mit dem vom Reflektor 24 detektierten Winkel übereinstimmt.

Dasselbe geschieht in vertikaler Richtung über einen Vertikalservo 33, der ebenfalls mit einem Winkelgeber 33a Rückmeldungen an den Rechner gibt. Bewegt sich das Objekt weiter und sind die Stellungen der Winkelgeber 32a und 33a mit den Spiegeldaten 24a und 24b identisch, so wird ein Impuls in einen Ringzähler 34 eingespeist, der dafür sorgt, daß ein erstes Sekundärgeschoß 6a ausgelöst wird. Selbstverständlich wird in dem Rechner 30, sofern eine horizontale Geschwindigkeit auftritt, d. h. das Objekt nicht direkt auf das Abwehrsystem zufährt, die Geschwindigkeit berücksichtigt und im Horizontalservo 32 über eine Rückmeldung 32a ein entsprechender Vorhaltewinkel eingestellt, da über die Laufzeit der Impulse 28 die Entfernung genau bekannt ist. Außerdem können die im Rechner 30 ständig ausgewerteten Ortungsdaten zur Nachsteuerung eines Lenkflugkörpers über ein Auswerteteil 36 verwertet werden. Die Lenksignale können dabei über Draht Funk oder optische Signalübertragung gegeben werden.

Nach dem Abschuß eines Sekundärgeschosses wird der gesamte Kommandoteii für eine bestimmte Zeit z. B. 10 see, durch eine an den Rechner 30 angeschlossene Totzeitstufe 35 gesperrt. Nach dieser Zeit wird, soweit noch Motorgeräusche vorhanden sind, der

Rechner 30 über den akustischen Sensor 31 erneut eingeschaltet und die gesamte Umgebung abgetastet. Bewegt sich das Objekt noch, z. B. weil es nicht oder nur an einer Stelle getroffen wurde, die seine Fahrtüchtigkeit nicht beeinträchtigt, so wird es erneut von dem Abwehrsyste"! erfaßt und über den Ringzähler 34 wird, sobald Übereinstimmung sämtlicher zu verarbeitender Daten erzielt ist, das nächste Sekundärgeschoß 6/> zum Abschuß gebracht. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis jedes, den Bereich des Munitionssystems durchfahrende Objekt liegengeblieben ist.

Treten gleichzeitig zwei Objekte auf, so wertet der Rechner 30 die Entfernung der beiden Objekte und bekämpft jeweils das dem Abwehrsystem am nächsten stehende Objekt zuerst. Sind die Entfernungen von zwei Objekten gleich, so wertet der Rechner von einem Referenzpunkt im Ortungssystem die Winkellagen der beiden Objekte aus und es wird zuerst das Objekt bekämpft, das von dem Referenzpunkt aus den kleineren Winkel aufweist. Der Rechner kann auch so programmiert werden, daß er Ziele, die sich aus dem Aktionsradius des Abwehrsystems bewegen, zuerst bekämpft.

In der F i g. 6 ist die Auswerteschaltung eines passiven Ortungssystems dargestellt, das etwa entsprechend dem mit der Facetten-Linsen-Anordnung ausgestatteten optischen Sensor nach F i g. 3 arbeitet. Das gesamte System mit dem Rechner 30 wird, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5, durch den akustischen Sensor 31 eingeschaltet. Die Abbildungen sich bewegender Objekte werden als von der Fotodetektor-Anordnung 22 empfangene elektrische Impulse in den Rechner 30 eingegeben. Eine Entfernungsmessung durch die Laufzeit der Lichtstrahlen ist hierbei nicht möglich, die Auswertung der Bewegungsgeschwindigkeit sich bewegender Objekte gegenüber stehenden Objekten geschieht hier durch die Vergrößerung der Bildfläche beim Herannahen eines Objektes oder durch die auftretende Phasengeschwindigkeit der Objekte, die am Abwehrsystem vorbeifahren. Die Steuerung des Stellgliedes 7 geschieht, wie in F i g. 5, über die Servo 32 und 33. Die Auslösung der Sekundärgeschosse 6a bis 6e v/ird ebenfalls über den Ringzähler 34 betätigt der die Zündimpulse für die einzelnen Triebwerksanzünder der Sekundärgeschosse erzeugt. Diese Anordnung hat einen kleineren Wirkungsradius als die Anordnung nach Fig.5, da ein Errechnen des Vorhaltewinkels infolge der fehlenden Abstandsmessung nicht möglich ist. Bei Geschwindigkeiten von etwa 10 bis 20 m/sec eines

5 Objektes und einem Abstand von etwa 100 m ist jedoch mit üblichen durch Raketen angetriebenen Sekundärgeschossen noch eine vernünftige Trefferwahrscheinlichkeit erzielbar, während das unter F i g. 5 beschriebene Abwehrsystem in seiner Reichweite nur durch die

ίο Treffsicherheit der Geschosse, die durch ihre ballistische Bahn bedingt ist, begrenzt ist. Mit dem gleichen Erfolg kann im Ortungsteil jede bekannte Ortungseinrichtung verwendet werden, so kann z. B. in einem passiven Ortungsteil nach F i g. 6 ein Sensor verwendet werden,

!5 der auf Temperaturstrahlung von Triebwerken der sich dem Munitionssystem nähernden Objekte anspricht.

Als aus dem Behälter 4 zu verschießende Sekundärgeschosse sind alle Arten von Munition, wie z. B. panzerbrechende Geschosse, Raketengeschosse, Brandmunition verwendbar. Außerdem können auch Raketen oder Lenkflugkörper mit Zielsuchköpfen verwendet werden. Dabei braucht die Ausrichtung des Nachsteuermechanismus nur ungefähr erfolgen. Die genaue Lenkung ins Ziel wird dann durch den aktiven oder passiven Zielsuchkopf vorgenommen. Bei der aktiven Anordnung, die z. B. mit Laserdiodenimpulsen arbeitet, kann bei der Zielerfassung durch Erkennen des Zieles im Rechner die Laserquelle zur Beleuchtung des Zieles herangezogen werden. Dafür ist nur ein passiver Homing-Sensor in dem Flugkörper notwendig, der diesen auf die beleuchtete Fläche lenkt Die Ausgangssignale des Rechners können dabei nicht nur zur Ausrichtung des Stellgliedes verwendet werden, sondern auch für die Zielsteuerung von Lenkflugkörpern

α über Funk, Draht oder optische Signalgebung vom Behälter aus.

In der Ausführung nach F i g. 2, die durch Pioniere in Stellung zu bringen ist kann das Abwehrsystem ohne eigene Stromversorgung sein, da hier eine externe Versorgung möglich ist Ferner ist eine Steuerleitung möglich, die eine Einschaltung des Abwehrsystems von außen ermöglicht Ferner sind Sicherheitseinrichtungen vorgesehen, durch die das Abwehrsystem ein- und ausschaltbar ist damit es von der eigenen Truppe gewartet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abwehrsystem mit in einem Behälter untergebrachten, aus mehreren Geschossen, einem optischen Ortungsteil und einem Stellglied mit Horizontal- und Vertikalgetrieben bestehenden Abschußeinheit, bei der die einzelnen Funktionen durch eine Kommandoeinrichtung ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommandoeinrichtung (14) Bestandteil der Abschußeinheit ist und aus dem durch einen Sensor (31) aufsteuerbaren Ortungsteil (13) und einem Auswerteteil (2) zur Auswertung der durch das Ortungsteil gelieferten Informationen über ein sich bewegendes Objekt, zur Einstellung des Stellgliedes (7) und zur Auslösung einer Zündeinrichtung besteht.

2. Abwehrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Orturgsteil (13) aus einem die Umgebung zeilenweise über einen Spiegel abtastenden passiven optischen Sensor (22) oder aus einem die Umgebung mit einer Facetten-Linsen-Anordnung (21) abbildenden Anordnung besteht.

3. Abwehrsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ortungsteil (13) aus einem durch einen Motor gesteuerten rundum horizontal und um einen Winkelbereich von etwa 30° vertikal suchenden Reflektor (24) besteht, der Impulse eines Radarsensors (27) oder optischen Sensors (26) reflektiert.

4. Abwehrsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Auswerteteil (2) ein durch einen akustischen Sensor (31) einzuschaltender Rechner (30) angeordnet ist, in den die im Ortungsteil (13) ermittelte horizontale und vertikale Richtung sowie die mit dem optischen Sensor (26) oder Radarsensor (27) festgestellte Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Objektes eingebbar ist, durch den von stillstehenden Zielen herrührende Ortungsimpulse unterdrückbar sind, und in dem Ausgangssignale dem Stellglied (7) zuführbar sind, das aus einem Horizontalservo (32) und einem Horizontalwinkelgeber (32a^ sowie einem Vertikalservo (33) und einem Vertikalwinkelgeber (33a,) besteht, und daß dem Rechner ein Ringzähler (34) nachgeordnet ist, der bei Übereinstimmung der Servo- und Winkelgeberdaten die Zündung eines ersten Sekundärgeschosses (6a) auslöst.