DE3140728A1

DE3140728A1 - Einrichtung zur bekaempfung von zielen, wie panzern oder dgl., mit einer auf das ziel richtbaren munition

Info

Publication number: DE3140728A1
Application number: DE19813140728
Authority: DE
Inventors: Wolf D. Dr.-Ing. 8014 Neubiberg Schuck
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1983-05-05
Also published as: DE3140728C2; FR2514486B1; FR2514486A1; GB2108246B; GB2108246A

Description

Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder
dergleichen, mit einer auf das Ziel richtbaren Munition

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder dergleichen, gemäß
dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Für die Bekämpfung von Bodenzielen, wie Panzern, Flugzeugen oder dergleichen, ist*sogenannte Lauermunition bekannt, die am Ort des zu erwartenden Zieles ausgesetzt wird und automatisch nach Zielerfassung die Munition in Richtung auf das Ziel abfeuert. Die Munition kann z.B. ein Werfer bzw. eine Werferanordnung sein, der mit einer oder mehreren aus dem
Werfer abzufeuernden Geschossen bestückt ist. Mit der Munition ist eine Zielerfassungseinrichtung gekoppelt. Diese Zielerfassungseinrichtung kann auf vielfältige Weise ausgebildet werden.

Eine Möglichkeit besteht z.B. darin, die Zielerfassungseinrichtung mit einem passiven akustischen Richtungssensor aus-

*) eine

zustatten. Dieser Richtungssensor weist eine Richtmikrofonanordnung aus z.B. vier in den Ecken eines Tetraeders angeordneten Mikrofonen auf, deren Mikrofonausgänge mit einer Auswerteschaltung gekoppelt sind. Fallen Schallsignale auf diese Mikrofonanordnung auf, so können die Mikrofonausgangssignale miteinander korreliert und daraus die Richtung des zu bekämpfenden Zieles bestimmt werden. Aufgrund dieser Bestimmung wird dann der Werfer in Richtung auf das Ziel ausgerichtet und eventuell diesem nachgeführt. Bei einem bestimmten Kriterium des Ausgangssignales der Auswerteschaltung, das z.B. an die Intensität des Auswertesignales gekoppelt sein kann, wird das Werfergeschoß abgefeuert. Bei einer solchen passiven akustischen Zielerfassung wird lediglich die Richtung des Zieles bestimmt. Ähnliches gilt für ' andere derartige passive Zielerfassungseinrichtungen, die auf optischer, elektromagnetischer oder anderer Basis arbeiten.

Insbesondere bei sich schneller bewegenden Bodenzielen wäre es wünschenswert, zusätzlich zu der Richtungspeilung noch eine Entfernungsbestimmung zu ermöglichen. Aufgrund dieser Entfernungsbestimmung könnte z.B. der Werfer mit einem gewissen Vorhalt gegen das Ziel gerichtet und das Geschoß abgefeuert werden. Hierdurch wird die Trefferwahrscheinlichkeit der Lauermunition erhöht. Auch für eine solche Entfernungsbestimmung sind verschiedene Methoden möglich. Am geeignetsten hierfür ist ein Laser-Entfernungsmesser, da dieser noch mit 'verhältnismäßig geringem Platzbedarf in die Lauermunition integriert werden kann. Mit einem solchen Laser-Entfernungsmesser könnte im Prinzip, wenn er als Abtastgerät ausgelegt wird, auch noch die Richtung des Zieles bestimmt werden.

Der Nachteil solcher aktiver Sensoren , die für ihre Funktion im Dauerbetrieb arbeiten, ist darin zu sehen, daß sie verhältnismäßig einfach vom Gegner ausgemacht werden können und die Lauermunition anschließend unschädlich gemacht werden kann. Außerdem spricht gegen einen Laser-Entfernungsmesser die nicht immer zuverlässige Funktion bei ungünstigen atmosphärischen Bedingungen, so z.B. bei Nebel oder einer dichten Staubatmosphäre, wie sie oftmals auf einem Gefechtsfeld vorhanden ist. Des weiteren muß die Lauermunition mit dem aktiven Sensor ständig mit Energie versorgt werden, die insbesondere bei einem Laser-Entfernungsmesser die gesamte Betriebszeit der Lauermunition erheblich begrenzt. In der Regel sind derartige aktive Sensoren größer bauend als passive Sensoren, so daß sich zusätzlich noch das Problem einer guten Tarnung ergibt. Außerdem sind die aktiven Systeme in der Regel sehr komplex , so daß die Möglichkeit für Fehlerquellen gegenüber passiven Sensoren erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zielerfassungseinrichtung für eine Einrichtung der in Frage stehenden Art zur Bekämpfung von Bodenzielen so zu verbessern, daß ein einfaches, relativ klein bauendes System erzielt wird, mit dem ohne großen Aufwand die Zielrichtung und die Zielentfernung"" bestimmt werden können.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit der Erfindung wird eine Kombination vorgeschlagen von einem passiven akustischen Richtungssensor und einem aktiven akustischen Entfernungssensor, für die beide die gleiche Mikrofonanordnung verwendet wird. Außerdem wird der aktive

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akustische Entfernungssensor erst aktiviert, wenn durch den passiven Richtungssensor ein räumlich konzentriertes Ziel festgestellt worden ist.

Mit einer solchen Zielerfassungseinrichtung werden mehrere Vorteile erreicht. So kann durch die gemeinsame Verwendung der Mikrofonanordnung für den passiven Richtungssensor und den aktiven Entfernungssensor, die gesamte Anlage sehr kompakt mit Kteinem Raumbedarf aufgebaut werden. Zusätzlich zu einem z.B. bereits vorhandenen passiven Richtungssensor braucht nur eine kleine Impulsschallquelle, so z.B. eine Platzpatrone vorgesehen werden, die nach Zielerfassung durch den Richtungssensor gezündet wird. Außerdem muß noch eine elektronische Schaltung für die Laufzeitmessung des Schallimpulses von der Impulsquelle zum erfaßten Ziel und zurück · vorgesehen werden. Die Abstrahlung des Schallimpulses kann grundsätzlich ungerichtet erfolgen; jedoch kann dieser Impuls auch in einer groben Vorzugsrichtung anhand der passiven akustischen Richtungspeilung ausgesendet werden.

Auch ist es möglich, nicht nur einen Impuls, sondern deren mehrere auszusenden, indem Z;B. in gewissen Zeitabständen mehrere Platzpatronen hintereinander gezündet werden.

Die von der Schallquelle ausgesandten Impulse werden von der Mikrofonanordnung des passiven Richtungssensors erfaßt.

Eine solche Mikrofonanordnung ist z.B. eine bekannte Tetraederanordnung, wie sie oben angegeben worden ist. Die bei dieser Entfernungsbestimmung errechneten Laufzeitunterschiede der Mikrofonausgangssignale erlauben einen gerichteten Empfang des von dem Ziel, z.B. dem Panzer oder dem Flugzeug reflektierten Anteiles des ausgesandten Impulses.

Eine aktive akustische Entfernungsmessung ist an sich bekannt; vgl . z.B. die DE-OS 30 38 974. Ebenso sind Tetraeder-Mikrofon-

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anordnungen in akustischen Peilsensoren z.B. aus der US-PS .3 421 138 bekannt. Mit der Erfindung wird nur Schutz begehrt auf die in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebene Kombination und das Zusammenwirken eines passiven und eines aktiven akustischen Sensors.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen . aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung stellen dar:

Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Einrichtung gemäß der Erfindung zur Bekämpfung von Bodenzielen mit einem Zielerfassungsgerät;

Figur 2 ein schematisches Schaltungsdiagramm des Zielerfassungsgeräts für die in Figur 1 gezeigte Einrichtung.

Eine Einrichtung 1 zur Bekämpfung von Bodenzielen, wie Panzern, Flugzeugen oder dergleichen, weist einen Werfer 3 auf, der auf ein hier nur angedeutetes Stativ 5 montiert ist und auf diesem mit Hilfe von nicht dargestellten Motoren in Azimuth und Elevation ausrichtbar ist. Der Werfer 3 weist hier .vier kurze konische Werferrohre 7 auf, in denen kleine Hohlladungspro jektive gelagert sind, die nach Zündung auf ein nicht dargestelltes Ziel aus den Werferrohren geschleudert werden. Auf dem Werfer ist eine Zielerfassungseinrichtung 9 montiert, die das Ziel auf akustischem Wege in Richtung und Entfernung erfaßt. Diese Zielerfassungseinrichtung steuert die Richtbewegungen des Werfers 3 und löst auch die Zündung der Projektile aus.

Wie aus Figur 2 hervorgeht, weist die Zielerfassungseinrichtung eine Mikrofonanordnung 11 aus vier Mikrofonen auf, die in den Ecken eines hier gestrichelt angedeuteten Tetraeders 13 angeordnet sind. Eine etwaig notwendige Stromversorgung für die Mikrofonanordnung 11 sowie die nachfolgende elektronische Schaltung ist hier nicht dargestellt. Die Mikrofonausgangssignale werden zweifach bearbeitet, und zwar einmal in einem passiven Richtungssensor 15 und zum anderen in einem aktiven Entfernungssensor 17. Die Mikrofonausgangssignale werden in dem passiven Riehtungssensor 15 einer Korrelationsschaltung zugeführt, in der sie in bekannter Weise korreliert werden, wie dieses z.B. in der oben angegebenen US-PS 3 421 138 beschrieben ist. Aus dieser Korrelation kann die Richtung eines erfaßten Zieles in Azimuth und Elevation bestimmt werden.

Diese Richtungswerte werden einem Richtungsgeber 21 zugeführt. Der Richtungsgeber 21 liefert entsprechend des Azimuth- und des Elevationswertes Signale an die Richtmotoren für den Werfer, die diesen auf den ermittelten Azimuth- und Elevationswert einstellen; die Steuerschaltung, mit der dieses vorgenommen wird, ist in Figur 2 allgemein als 23 bezeichnet. Der Werfer wird auf diese Weise auf ein Ziel, z.B. einen Panzer' ausgerichtet, dessen Motorengeräusch von der Mikrofonanordnung 11 aufgenommen worden ist.

Allein durch diese Ausrichtung des Werfers 3 ist noch nicht sichergestellt, daß die aus den Werferrohren 7 ausgeschleuderten Projektile das Ziel mit hoher Zuverlässigkeit treffen. Dies liegt an der begrenzten Reichweite und begrenzten Anfangsgeschwindigkeit der Projektile. Um das Ziel zuverlässig zu treffen, ist noch eine Entfernungsmessung notwendig, aufgrund der dann der Werfer mit einer gewissen überhöhung und mit einem Vorhalt ausgerichtet werden kann. Dieses wird durch den aktiven Entfernungssensor 17 sichergestellt.

Sobald mit dem passiven Richtungssensor 15 ein Ziel und dessen Zielrichtung bestimmt ist, wird der aktive Entfernungssensor durch eine Startschaltung 25 aktiviert, die von der Korrelationsschaltung 19 einen Startimpuls empfängt. Von der Startschaltung 25 werden gleichzeitig zwei Auslöseimpulse abge-.geben: mit dem einen Auslöseimpuls wird eine Impulsschallquelle 27 eingeschaltet, die einen kurzen Schallimpuls abgibt; mit dem anderen Auslöseimpuls wird eine Laufzeitschaltung 29 aktiviert, deren Eingängen die Ausgangssignale der Mikrofone 11 zugeführt sind. Die bei der Richtungspeilung in der Korrelationsschaltung 19 errechneten Laufzeitunterschiede der Signale von den vier Mikrofonen erlauben einen gerichteten Empfang des von dem Ziel, z.B. dem Panzer, reflektierten An-.teils des von der Schallquelle 27 abgegebenen Schallimpulses.

Die aus der Laufzeitmessung ermittelte Entfernung wird einem Entfernungsgeber 31 zugeführt. Aufgrund dieses Entfernungswertes kann dann der Werfer, wie oben angedeutet, in seiner durch den passiven Richtungssensor 15 ermittelten Ausrichtung korrigiert werden. Die Schußrichtung des Werfers wird aufgrund dieser Entfernungsmessung entsprechend erhöht und mit einem gewissen Vorhaltewinkel gegenüber der Zielrichtung eingestellt. Diese Einstellung wird gemäß der schematischen Figur ebenfalls durch die Steuerschaltung 23 vorgenommen. Durch diese Steuerschaltung werden auch ein Projektil oder mehrere Projektile des Werfers gezündet. Diese Zündung erfolgt z.B. dann, wenn die Ausrichtung des Werfers anhand des Entfernungswertes beendet ist. Aufgrund der korrigierten Ausrichtung des Werfers mit Hilfe des aktiven Entfernungssensors 17 ist die Trefferwahrscheinlichkeit sehr hoch.

Die Schallquelle 27 kann, wie in Figur 1 angedeutet, an der Seite des Werfers 3 angeordnet sein. Die Schallquelle ist z.B.

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eine Platzpatrone. Um mehrere Entfernungsmessungen vornehmen zu können, entweder um ein Ziel genauer zu bestimmen oder um nacheinander mit dem Werfer mehrere Ziele zu bekämpfen, können mehrere Platzpatronen als Schallquellen verwendet werden, die dann zu beiden Seiten des Werfers in entsprechenden Gehäusen 33 angeordnet sind. Diese Gehäuse 33 können so ausgebildet sein, daß dem ausgelösten Schallimpuls eine zumindest grobe Vorzugsrichtung gegeben wird, die in Zielrichtung, d.h. in der durch den passiven Riehtungssensor 15 bestimmten Ausrichtung liegt. Aufgrund der Korrelation der Signale ist es selbstverständlich auch möglich, den Schallimpuls ungerichtet auszusenden.

Um die Signale für die Entfernungsmessung möglichst weitgehend von Hintergrundgeräuschen abzuheben, die auf einem Gefechtsfeld vorhanden sind, können Schallquellen verwendet werden, deren Frequenzbereich zumindest teilweise außerhalb der auf dem Gefechtsfeld herrschenden Frequenzen liegt. Auf diese Weise kann ein hoher Störabstand für die Entfernungsmessung erreicht werden. In der Laufzeitschaltung wären dann entsprechende Frequenzfilter vorhanden, die den für die Laufzeitmessung relevanten Frequenzbereich ausblenden. Als Schallquellen z.B. für den Ultraschallbereich kommen etwa Piezoschwinger mit hoher Ausgangsleistung in 'Frage, ebenso wie kleine Sprengladungen mit Ultraschallanteilen in dem Detonationsknall. Ausreichend für einen genügenden Störabstand gegen den herrschenden Gefechtsfeldlärm ist bereits ein relativ hoher Schallfrequenzbereich der Signalquelle, da Gefechtsfeldlärm im wesentlichen bei niedrigen Frequenzen liegt und zu höheren Frequenzen hin abfällt. Ferner ist es möglich, durch spezielle, z.B. trichterförmige Ausgestaltung der Gehäuse 33, in denen die Platzpatronen bzw. Sprengladungen gelagert sind, dem ausge-

sandten Schallimpuls eine charakteristische Signatur , d.h.2.B, einen charakteristischen kmplitudenverlauf aufzuprägen. Mit Hilfe von angepaßten Filtern in der Laufzeitschaltung 29
können dann diese charakteristisch geprägten Schallimpulse
aus dem Hintergrundgeräusch herausgefiltert werden. Der

Empfang des von dem Ziel reflektierten ausgesandten Schal1-impulses bzw. mehrerer Schallimpulse erfolgt gerichtet über die Mikrofonanordnung 11, wobei diese Zielrichtung durch das Korrelationsmaximum aus der Richtungspeilung mit dem passiven Richtungssensor 15 abgeleitet wird.

*) Frequenz- oder

, -4t: Leerseite

Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Gesellschaft mit beschränkter Haftung München Ottobrunn, den ο8.1Q.81 BTO1 Mn/Cz - 9086 Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder dergleichen, mit einer auf das Ziel richtbaren Munition Patentansprüche

1. Einrichtung zur Bekämpfung von Zielen, wie Panzern oder dergleichen,mit einer Munition, die aufgrund von Signalen einer Zielerfassungseinrichtung auf das erfaßte Ziel ausrichtbar und auslösbar ist, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Zielerfassungseinrichtung (9) zur Bestimmung der Zielrichtung einen passiven akustischen

Peilsensor (15) mit einer, Schallsignale von dem Ziel aufnehmenden Mikrofonanordnung (11) sowie zur Bestimmung der Zielentfernung einen , nach der Zielerfassung durch den Richtungssensor einschäLibaren und eine Schallquelle (27) sowie eine Mikrofonanordnung (11) aufweisenden aktiven akustischen Entfernungssensor aufweist, und daß für den Richtungssensor (15) und den Entfernungssensor (17) eine einzige gemeinsame Mikrofonanordnung (11) verwendet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gemeinsame Mikrofonanordnung (11) eine Anordnung aus vier Mikrofonen vorgesehen ist, die in den Ecken eines Tetraeders (13) angeordnet sind.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallquelle (27) pyrotechnische Mittel , z.B. Platzpatronen, vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Frequenzbereiches der Schallquelle (27) außerhalb des Frequenzbereiches des Hintergrundgeräusches liegt,und daß in der Zielerfassungseinrichtung Filter (29) zum Ausfiltern dieses Frequenzbereiches vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (33) vorgesehen sind, um dem von der Schallquelle (27) ausgesandten Schallimpuls eine charakteristische Signatur aufzuprägen, und daß in der Zielerfassungseinrichtung (9) angepaßte Filter (29) zur Ausfilterung der solcherart gekennzeichneten Signale vorgesehen sind.