DE3641289A1 - Verfahren und vorrichtung zur radartarnung von triebwerkseinlaeufen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Radartarnung von Triebwerksein­ läufen bei Fluggeräten, wie sie Flugzeuge und Flugkörper darstellen, und Vorrichtungen zu dessen Durchführung.

Moderne Flugkörperkonfigurationen bestehen - von den Triebwerkseinläufen einmal abgesehen - im Hinblick auf eine bessere Radartarnung aus einer Vielzahl nahezu ebener Oberflächenelemente mit gleichsam spiegelnden Eigenschaften. Ein großer Teil der Energie der einfallenden elektromag­ netischen Wellen wird an diesen Oberflächen gezielt in bestimmte Rich­ tungen reflektiert. Abgesehen von diesen Richtungen bleibt der Radar­ querschnitt solcher Konfigurationen in einem großen Aspektwinkelbereich relativ niedrig. Sie sind daher für ein Radar immer nur kurzzeitig sichtbar und daher schwer detektierbar.

Leider wird aufgrund von komplexen Aufbauten am Fluggerät, wie sie Triebwerkseinläufe darstellen, derEffekt der gezielten Reflexion wieder zunichte gemacht. Triebwerkseinläufe sind in dieser Hinsicht besonders kritisch, da die elektromagnetischen Wellen in das Innere des Trieb­ werkseinlaufs eindringen können, dort mehrfach reflektiert und breit gestreut werden. Dadurch wirken sie aus jedem Blickwinkel als besonders auffällige Reflektoren.

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Radartarnung von Trieb­ werkseinläufen bei Fluggeräten anzugeben und Vorrichtungen zu dessen Durchführung zu schaffen, die den globalen Radarquerschnitt des gesamten Fluggerätes reduzieren und eine Verminderung der Entdeckbarkeit durch Radar in einem großen Aspektwinkelbereich ermöglichen, ohne die aerody­ namischen Eigenschaften wesentlich zu beeinträchtigen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur Reduzierung des globalen Radarquerschnitts des gesamten Fluggeräts die Öffnungen der Triebwerkseinläufe durch gezielt radarreflektierende, luftdurchlässige Strukturen in mehrere Zellen bzw. Kanäle mit kleineren Öffnungen unter­ teilt werden, welche einerseits aufgrund ihrer Dimensionierung die ein­ fallenden elektromagnetischen Wellen nicht in das Innere des Triebwerks­ einlaufs eindringen lassen, sondern wie an einer leitenden Ebene ge­ zielt reflektieren und andererseits dem Luftstrom einen möglichst gerin­ gen Reibungswiderstand entgegensetzen.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung, in der anhand der Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele erörtert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Triebwerkseinlaufrohres mit einer ra­ darreflektierenden, aber luftdurchlässigen Gitterstruktur an der Eingangsöffnung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand von Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine quadratische Maschengitterstruktur,

Fig. 4 schematisch mehrere hintereinanderliegende Maschengitterstruktu­ ren,

Fig. 5 eine Hohlleiterstruktur mit quadratischem Gitterquerschnitt,

Fig. 6 eine Hohlleiterstruktur mit sechseckigem wabenförmigem Gitter­ querschnitt,

Fig. 7 einen Längsschnitt eines Triebwerkseinlaufrohrs mit einer Hohl­ leiterstruktur unterschiedlicher Länge der Elemente,

Fig. 8 einen Längsschnitt eines Triebswerkseinlaufrohrs mit einer Hohl­ leiterstruktur mit Trichtern an beiden Enden der Elemente,

Fig. 9 eine Variante des Gegenstandes von Fig. 8 mit Leitblechen in der Trichteröffnung der Elemente,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein Element der Hohlleiterstruktur nach Fig. 9 mit Leitblechen in der Trichteröffnung,

Fig. 11 einen Querschnitt durch die Öffnung des Trichters nach Fig. 10 und

Fig. 12 einen Längsschnitt eines schrägen Triebwerkseinlaufrohrs mit entsprechender Hohlleiterstruktur.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Triebwerkseinlaufrohrs mit einer radarreflektierenden, aber luftdurchlässigen Gitterstruktur an der Ein­ gangsöffnung; Fig. 2 den Querschnitt durch den Gegenstand von Fig. 1 und Fig. 3 schematisch eine quadratische Maschengitterstruktur.

Zur Radartarnung des Triebwerkseinlaufs 1 ist gemäß der Erfindung des­ sen Öffnung durch eine gezielt radarreflektierende, luftdurchlässige Struktur 2 in viele Zellen bzw. Kanäle mit kleinerer Öffnung unterteilt, welche einerseits aufgrund ihrer Dimensionierung die einfallenden elek­ tromagnetischen Wellen nicht in das Innere des Triebwerkseinlaufs eindringen lassen, sondern wie an einer leitenden Ebene gezielt reflektie­ ren und andererseits dem Luftstrom einen möglichst geringen Reibungs­ widerstand entgegensetzen.

Die einfachste Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist gemäß den Fig. 1 bis 3 dadurch realisiert, daß die Struktur 2 aus einem Maschengitter 3 besteht, das aufgrund entsprechender Dimensionierung der Maschenweite d (d < λ _MIN /2 mit λ _MIN als kleinster zu reflektie­ rende Wellenlänge) für die einfallenden elektromagnetischen Wellen als Hochpaß wirkt und daher Wellen unterhalb seiner Grenzfrequenz reflek­ tiert.

Gemäß Fig. 4 kann diese Struktur noch dadurch verbessert werden, daß sie aus mehreren, in bestimmtem Abstand aufeinanderfolgenden Maschengit­ tern 4 aufgebaut wird, die für die elektromagnetische Welle einen Hoch­ paß entsprechend höherer Ordnung bilden und daher bessere Reflexionsei­ genschaften als ein einfaches Gitter besitzen.

Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn gemäß Fig. 5 die Struktur aus quadratischen Hohlleiterkanälen mit einer Hohlleiterbreite d < λ _MIN /2 und einer Hohlleiterlänge 1 < λ _MIN besteht. Eine Verbesserung aerodynamischer Eigenschaften kann dadurch erreicht werden, daß die Struktur gemäß Fig. 6 aus Hohlleiterkanälen mit dem Querschnitt eines regelmäßigen wabenartigen Sechsecks mit der Hohlleiterbreite d < λ _MIN /2 und der Hohlleiterlänge 1 < λ _MIN besteht.

Eine Steuerung der Reflexion in bestimmte, beispielsweise dem Standort der Detektoren abgewandte Richtungen kann dadurch erfolgen, daß gemäß Fig. 7 die Längen der einzelnen Hohlleiterkanäle zum Zweck der Steue­ rung der Reflexion in bestimmte Richtungen unterschiedlich sind.

Zur weiteren Verbesserung aerodynamischer Eigenschaften kann der Hohl­ leiterkanal, wie in Fig. 8 dargestellt, wie bei einer Hornantenne vorn und/oder hinten eine Trichteröffnung aufweisen.

Zur Verminderung von Phasenunterschieden an der Trichteröffnung kann die Struktur im Trichter gemäß Fig. 9 Leitbleche aufweisen. Dadurch wird eine kürzere Bauweise bei äquivalenten elektromagnetischen Reflexions­ eigenschaften erzielt und die Aerodynamik weiter verbessert. Fig. 10 zeigt einen Längsschnitt durch ein Element der Hohlleiterstruktur mit Leitblechen in der Trichteröffnung und Fig. 11 einen Querschnitt durch die Öffnung des Trichters nach Fig. 10.

Gemäß Fig. 12 kann die erfindungsgemäße Struktur auch bei schrägen Einlaufstutzen verwendet werden.

Um die aerodynamischen Eigenschaften noch weiter zu verbessern, sind zweckmäßig die Kanten der Struktur messerscharf ausgebildet.

Das beschriebene Verfahren und die gezeigten Vorrichtungen erscheinen effektiver als Absorptionsmaßnahmen innerhalb des Triebwerkseinlaufs und sind in der Praxis auch leichter realisierbar, sofern die Veränderung der aerodynamischen Eigenschaften bei der Triebwerkskonzeption berück­ sichtigt wird.

Claims (10)

1. Verfahren zur Radartarnung von Triebwerkseinläufen bei Fluggerä­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung des globalen Radarquerschnitts des gesamten Fluggeräts die Öffnungen der Triebwerkseinläufe durch gezielt radarflektierende, luftdurchlässige Strukturen in mehrere Zellen bzw. Kanäle mit kleineren Öffnungen unter­ teilt werden, welche einerseits aufgrund ihrer Dimensionierung die ein­ fallenden elektromagnetischen Wellen nicht in das Innere des Triebwerks­ einlaufs eindringen lassen, sondern wie an einer leitenden Ebene ge­ zielt reflektieren und andererseits dem Luftstrom einen möglichst gerin­ gen Reibungswiderstand entgegensetzen.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur aus einem Maschengitter besteht, das aufgrund entsprechender Dimensionierung der Maschenweite d (d < λ _MIN /2 mit λ _MIN als kleinster zu reflektie­ rende Wellenlänge) für die elektromagnetischen Wellen als Hochpaß wirkt und daher Wellen unterhalb seiner Grenzfrequenz reflektiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Struktur aus mehreren, in bestimmten Abstand aufeinan­ derfolgenden Maschengittern besteht, die für die elektromagnetische Welle einen Hochpaß entsprechend höherer Ordnung bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Struktur aus quadratischen Hohlleiterkanälen mit einer Hohlleiterbreite d < λ _MIN /2 und einer Hohlleiterlänge 1 < λ _MIN besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Struktur aus Hohlleiterkanälen mit dem Querschnitt eines regelmäßigen wabenartigen Sechsecks mit einer Hohlleiterbreite d < λ _MIN /2 und einer Hohleiterlänge 1 < g _MIN besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Längen der einzelnen Hohlleiterkanäle zum Zweck der Steuerung der Reflexion in bestimmte Richtungen unterschied­ lich sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Struktur vor und/oder hinter dem Hohlleiterkanal eine Trichteröffnung aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Struktur im Trichter zur Verminderung von Phasenunter­ schieden an der Trichteröffnung Leitbleche aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaufstutzen schräg ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Struktur zur Verbesse­ rung der aerodynamischen Eigenschaften scharf ausgebildet sind.