DE4115384A1 - Verfahren zum schuetzen von eine ir-strahlung abgebenden objekten und wurfkoerper zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen von eine IR-Strahlung abgebenden Objekten, insbesondere Schif­ fen, gegen Flugkörper, die mit intelligenten, insbeson­ dere scannenden, abbildenden, korrelierenden und/oder spektralfilternden IR-Suchköpfen ausgerüstet sind, sowie Wurfkörper zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, eine IR-Strahlung abgebende Objekte, ins­ besondere Schiffe aber auch Flugzeuge und Panzer, dadurch gegen mit IR-Suchköpfen ausgerüstete Flugkörper zu schützen, daß bei Feststellung des Anflugs eines Flugkörpers mittels Wurfkörper im Luftraum benachbart dem Objekt eine oder - nacheinander - mehrere pyrotechnische Scheinzielwolken errichtet werden, die den IR-Suchkopf des Flugkörpers vom Objekt ab- und auf sich lenken. Beispielsweise wird auf die EP 02 40 819 A2 verwiesen, bei der jeweils zu vorgege­ benen Zeitpunkten in vorgegebene Raumbereiche Scheinziele erzeugende Wurfkörper plaziert und gezündet werden, derart, daß die erzeugten Scheinziele in vorgegebenen zeitlichen und räumlichen Abständen auf einer Ablenkkurve liegen und vom Flugkörper nacheinander so angesteuert werden sollen, daß seine Flugbahn in die Ablenkkurve und schließ­ lich in die Ablenkrichtung übergeht.

Die Scheinzielwolken bestehen dabei aus brennenden Phos­ phorflares, also mit rotem Phosphor beschichteten Plätt­ chen oder Streifen, die an der gewünschten Stelle in vor­ gegebener Höhe aus dem Wurfkörper ausgestoßen und dabei angezündet werden.

Die neueste Entwicklung bei IR-Suchköpfen geht nun aber dahin, die Suchköpfe "intelligent" und somit gegen her­ kömmliche IR-Scheinziele immun zu machen, d. h. so aus zu­ bilden, daß sie auf die Objektsignatur, insbesondere Schiffssignatur, ansprechen. Dabei wird die Entwicklung in verschiedenen Richtungen vorangetrieben. So wird bei­ spielsweise bei den abbildenden "gated video - Zielsuch­ köpfen" ein adaptives "tracking gate" eingesetzt, das mittels Videoprozessor und geeigneter Algorithmen exakt an die Größe des zu treffenden Schiffes angepaßt werden kann. Das Sichtfenster des Suchkopfs kann damit nach dem Aufschalten auf die Schiffsgröße verkleinert werden, mit der Folge, daß Scheinzielwolken, die außerhalb dieses adaptiven Fensters erzeugt werden, also über oder neben dem Schiff, wirkungslos bleiben. Bei den "correlation trackers" erfolgt die Zielaufschaltung meist durch einen menschlichen Operator. Nach dem Aufschalten auf das Objekt findet der Suchkopf dann durch Vergleich (Kreuzkorrelation) zweier nacheinanderfolgender Bilder (gespeichertes Referenzbild/aktuelles Bild) seinen Weg ungehindert ins Ziel, auch wenn in der Nähe des Objekts IR-Scheinzielwolken erzeugt werden. Eine weitere Methode zur Falschzielausscheidung besteht in einer Frequenzanalyse durch den Suchkopf, der zwischen der Strahlungscharakteristik der eine vergleichsweise niedrige Temperatur aufweisenden IR-Strahler (beispielsweise Schiffsmotoren) des Ziels und der Strahlungscharakteristik einer heißen Scheinzielwolke unterscheiden kann. Zusammengefaßt ist somit zu sagen, daß die bekannten IR-Scheinzielwolken nicht in der Lage sind, ein Objekt gegen mit intelligenten Suchköpfen ausgerüstete Flugkörper zu schützen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und Wurfkörper zu schaffen, mit deren Hilfe es gelingt, auch mit intelligenten Such­ köpfen ausgestattete Flugkörper vom Ziel abzulenken. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich verfahrensmäßig aus dem Patentanspruch 1, vorrichtungsmäßig aus dem Patentanspruch 9.

Die Erfindung geht also von dem Grundgedanken aus, daß eine Ablenkung intelligenter Suchköpfe nur dann möglich ist, wenn zuerst der Empfang der Schiffssignatur für den Such­ kopf beträchtlich gestört wird, also - vom Suchkopf her gesehen - eine anhaltende Zerstörung der Schiffsignatur erfolgt, der Suchkopf also eine neue Zielbestimmung vor­ nehmen muß. Erst zu diesem Zeitpunkt ist es dann möglich, mittels bekannter, für den Suchkopf attraktiver IR-Schein­ zielwolken eine Ablenkung vorzunehmen, also den Suchkopf auf die Scheinzielwolken aufschalten zu lassen, freilich unter der Voraussetzung, daß zu diesem Zeitpunkt das eigent­ lich Ziel derart "abgedeckt" ist, daß der Suchkopf nicht wieder auf das eigentliche Ziel aufschaltet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung zur Erläuterung der Unwirksamkeit üblicher IR-Scheinzielwolken gegenüber einen Suchkopf mit adaptivem "tracking gate",

Fig. 2 eine grafische Darstellung ähnlich derjenigen von Fig. 1, zur Erläuterung der Wirksamkeit des Erfindungsverfahrens auch bei einem Suchkopf mit adaptivem "tracking gate",

Fig. 3 eine Grafik des Strahlstärkeverlaufs bei einer Störstrahlungswolke nach der Erfindung, und

Fig. 4 eine Schemaskizze der Ablenkung eines an­ fliegenden Flugkörpers mit intelligentem Suchkopf.

In Fig. 1 ist das Sehfeld A eines abbildenden IR-Suchkopfs dargestellt. In diesem Sehfeld A befindet sich das anzu­ greifende Schiff. Nach dem Aufschalten des Suchkopfs auf das Ziel (Schiff) verkleinert sich das Suchfeld auf ein der Größe des Schiffs in etwa entsprechendes Fenster B, und zwar mit automatischer Anpassung unabhängig von der Entfernung zwischen Suchkopf und Schiff. Werden nun vom Schiff aus, wie bisher üblich, seitliche Scheinzielwolken gesetzt, wie dies in der Figur dargestellt ist, dann bleiben diese offensichtlich wirkungslos, weil sie sich außerhalb des Fensters B befinden. Würde man aber die Scheinzielwolken innerhalb des Fensters B errichten, also an einer Stelle zwischen Schiff und anfliegendem Flugkörper, würde es zu keiner Ablenkung des Flugkörpers vom Schiff kommen, das heißt, der Flugkörper würde seine - beabsichtigte - Flugbahn ein­ halten.

Im Gegensatz dazu wird nun gemäß der Erfindung so verfahren, daß zwischen Schiff und anfliegendem Flugkörper großflächige, vorzugsweise nacheinander nach außen "wandernde" Störstrah­ lungswolken erzeugt werden, die zunächst einmal den Empfang der Schiffssignatur stören und so einen Zielverlust des Suchkopfs herbeiführen (Fig. 2). Der Suchkopf schaltet auf den nach außen wandernden Strahlungsschwerpunkt auf; ein erneutes "Erkennen der Schiffssignatur" wird durch die anhaltende Tarnwirkung der Störstrahlungswolke verhin­ dert. Durch den Einsatz herkömmlicher IR-Scheinzielwolken D kann nun der Suchkopf schrittweise vom Schiff abgelenkt werden. Wie dieser Ablenkvorgang im einzelnen abläuft, wird nachfolgend noch erläutert werden.

Der Strahlungsverlauf der Störstrahlungswolke soll so sein, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Genauer gesagt, die Strahl­ stärke soll sehr schnell auf einen hohen Wert ansteigen, um so eine möglichst verzögerungsfreie Wirkung zu erhalten, nämlich dahingehend, daß im IR-Suchkopf Störungen der Schiffssignatur hervorgerufen werden, die einen Zielver­ lust zur Folge haben. Ebenso soll der Abfall der Strahl­ stärke auf einen vergleichsweise niedrigen Wert sehr schnell erfolgen, um eine anhaltende Attraktion des Suchkopfs zu vermeiden. Die Phase starker Strahlung soll eine Dauer von maximal zwei bis vier Sekunden haben. An diese Phase hoher Strahlungsstärke schließt sich dann eine Phase vergleichs­ weise niedriger Strahlungsstärke an, für die eine Zeitdauer von zumindest 15 Sekunden anzusetzen ist. Diese Phase geringer Strahlstärke dient dazu, für eine anhaltende Modi­ fikation der Schiffssignatur zu sorgen. Die Modifikation wird durch zeitlich und räumlich variierende Dämpfungs- und Überstrahlungseffekte der Wirksubstanz hervorgerufen.

Der erwähnte Strahlungsstärkenverlauf kann durch Wurfkörper erreicht werden, deren Wirkmasse ein Gemisch aus folgenden Bestandteilen ist:

kleinflächige Phosphorflares:
etwa 50%
großflächige Phosphorflares:	etwa 10%
Phosphorgranulat:	etwa 40%

Eine Optimierung kann anhand von Radiometermessungen für die relevanten Wellenlängenbereiche erfolgen.

Der Vorgang der Ablenkung eines anfliegenden Flugkörpers wird nun anhand von Fig. 4 erläutert. In Fig. 4 ist mit 10 das zu schützende Schiff, mit 11 der auf das Schiff zufliegen­ de Flugkörper, der mit einem intelligenten IR-Suchkopf 11a ausgerüstet ist, bezeichnet. 12 deutet die Flugbahn des Flug­ körpers 11 an, und die gestrichelten Linien 13 entsprechen der Begrenzung des Blickfensters des bereits auf das Schiff 10 aufgeschalteten Suchkopfs 11a, also etwa das Fenster B von Fig. 1. Sobald nun vom Schiff 10 aus der Anflug des Flug­ körpers 11 festgestellt worden ist, werden dessen Abstand zum Schiff und dessen Geschwindigkeit ermittelt. In Abhängig­ keit von diesen Werten werden nun vom Schiff aus in kurzen zeitlichen Abständen, beispielsweise mit einem Abstand von einer Sekunde, drei Wurfkörper abgeschossen, die dann an den Stellen 1, 2 und 3 von Fig. 4 Störstrahlungswolken er­ zeugen, also an Stellen, die zwischen Schiff 10 und Flugkör­ per 11 nebeneinanderliegen und im wesentlichen den Bereich zwischen den Begrenzungen 13 abdecken. Die Wurfkörper geben ihre Wirkmasse etwa in Schiffshöhe, also etwa in einer Höhe von 30 Metern, frei, und zwar unter Anzünden der Wirkmasse. Durch die drei Störstrahlungswolken 1, 2, 3 werden in der er­ wähnten ersten Strahlungsphase Störsignale in den elektroni­ schen Suchkopfkomponenten, etwa dem "target reference detector", dem "gate generator" und/oder dem Korrelationscomputer indu­ ziert, die zu einer Vernichtung der Schiffssignatur führen, mit anderen Worten, zu einem Zielverlust des Suchkopfs.

Unmittelbar nach Erstellung der letzten Störstrahlungswolke wird die erste Scheinzielwolke 4 ausgebracht, und zwar im Randbereich der von den gestrichelten Linien 13 begrenzten Sichtfenster des Suchkopfs 11a. Die in herkömmlicher Art ebenfalls von einem vom Schiff 10 abgeschossenen Wurfkörper erzeugte Scheinzielwolke 4 soll großflächig sein und eine hohe Strahlstärke in allen relevanten Wellenlängenbereichen aufweisen.

Durch weitere Scheinzielwolken 5, 6, 7, 8 und 9, erstellt jeweils in Zeitabständen von beispielweise 4 Sekunden, wird in der Projektion des Suchkopfes ein strahlender, horizon­ taler, schiffsähnlicher "Schlauch" gebildet, dessen Strah­ lungsschwerpunkt kontinuierlich nach außen (von 4 nach 9) wandert.

Der Suchkopf 11a wird dem nach außen wandernden Strah­ lungsschwerpunkt der Scheinzielwolken folgen, da diese bezüglich Strahlstärke und Fläche ein wesentlich attrak­ tiveres Ziel darstellen als das Schiff 10, zumal dessen IR-Signatur durch die Tarnwirkung der Störstrahlungswolken 1, 2, 3 anhaltend "verwischt" wird bzw. nicht mehr gegen­ über der Strahlung des Hintergrundes unterschieden werden kann.

Der anfliegende Flugkörper 11 wird somit immer weiter vom Schiff 10 abgelenkt.

Die Scheinzielwolken 4 bis 9 werden, wie schon erwähnt, mit­ tels herkömmlicher Wirkmassen erstellt, die im allgemeinen aus Phosphorflares bestehen. Die Höhe der Flarezerlegung soll am oberen Rand des Fensters B, also in Schiffshöhe, erfolgen. Legt man eine Höhe von 30 Meter und eine Sink­ geschwindigkeit von 2,5 m/s zugrunde, so ergibt sich eine Flarewirkungsdauer von 12 Sekunden. Eine solche Wirkungs­ dauer in Verbindung mit der oben angegebenen Erzeugungs­ folge von 4 Sekunden der Wolken 4 bis 9, der großflächigen Dimension der Wolken und der Bevorzugung einer der Schiffs­ strahlung angepaßten Strahlungsfrequenz, führt zu einer optimalen Ablenkung des Suchkopfs und damit des Flugkörpers.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, liegen die Störstrahlungs­ wolken 1 bis 3 und die Scheinzielwolken 4 bis 9 im wesent­ lichen auf einem Teilkreis um einen Mittelpunkt, der sich auf dem Schiff 10 befindet. Dies hat den Vorteil, daß alle die Wolken 1 bis 9 erzeugenden Wurfkörper von einer ein­ zigen Abschußplattform nacheinander abgefeuert werden können, wobei es lediglich erforderlich ist, die Plattform schritt­ weise zu verschwenken. Dabei ist meist eine Höhenverstellung der Plattform während dieser Schwenkbewegung nicht erfor­ derlich, es sei denn, das Schiff 10 führt während des Vorgangs der Abschüsse starke Bewegungen (Seegang) durch. Ein wei­ terer großer Vorteil der erläuterten Erstellung der Schein­ zielwolken 4 bis 9 auf einem Teilkreis besteht darin, daß aus der Perspektive des Flugkörpers ein zusammenhängendes "Scheinzielband" entsteht, und zwar mit Bildung eines Strahlungsschwerpunkts am vom Schiff vom weitesten entfern­ ten Punkt.

Mit Hilfe des zirkularen Ausbringungsverfahrens ist ferner ein schneller, jeweils optimal auf die Bedrohungsrichtung abgestimmter Einsatz der Wurfkörper gewährleistet, und zwar mit einer Ablenkrichtung stets rechtwinkelig zur Bedrohungs­ richtung.

Es ist nicht erforderlich, daß alle Scheinzielwolken 4 bis 9 IR-Scheinziele sind, vielmehr ist eine Kombination aus IR-Scheinzielwolken, also Wolken aus Phosphorflares, und RF-Wolken, also Wolken aus Düppeln zweckmäßig, um auch Such­ köpfe mit Radarsteuerung entsprechend stören bzw. ablenken zu können.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das darge­ stellte Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind zahl­ reiche Abwandlungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Dies betrifft die Zahl der zu erstellenden Störstrahlungs- und Scheinzielwolken, deren zeitliche und räumliche Abstände, die Zusammensetzung ihrer Wirkmassen, das Kaliber der Wurfkörper und die Zahl und Bewegung der Abschußrohre (Werfer). Darüberhinaus sind viele Möglich­ keiten der Steuerung der Werfer auf der Basis vorprogrammier­ ter oder bedrohungsabhängiger Computeranlagen gegeben. Auf jeden Fall aber muß gewährleistet sein, daß zunächst die Schiffssignatur zerstört wird, weil es erst dann möglich ist, einen Ablenkvorgang einzuleiten.

Claims (11)

1. Verfahren zum Schützen von eine IR-Strahlung abge­ benden Objekten, insbesondere Schiffen, gegen Flugkörper, die mit intelligenten, insbesondere scannenden, abbildenden, korrelierenden und/oder spektral filternden IR-Suchköpfen ausgerüstet sind, bestehend aus den folgenden, vom zu schützenden Objekt aus durchzuführenden Verfahrensschritten:

• a) der Flugkörper wird geortet, und es werden seine Geschwindigkeit, seine Flugrichtung und sein augenblicklicher Abstand vom Objekt ermittelt,
• b) nahe benachbart dem Objekt wird zwischen diesem und dem Flugkörper zumindest eine großflächige und homogene pyrotechnische Störstrahlungswolke erzeugt, die zunächst kurzzeitig eine starke Infrarot-Strahlung, welche den Empfang der charak­ teristischen IR-Signatur des Objekts durch den Suchkopf verhindert und dessen Aufschalt- und Verfolgungselektronik stört, und anschließend vergleichsweise langzeitig eine schwache, trans­ missionsvermindernde und eine Hintergrundstrah­ lung in etwa simulierende Infrarot-Strahlung abgibt,
• c) beginnend unmittelbar nach Beendigung der star­ ken Strahlungsphase der Störstrahlungswolke, zu­ mindest aber noch während deren schwacher Strah­ lungsphase, werden nacheinander mehrere großflä­ chige und homogene pyrotechnische, der IR-Signatur des Objekts in etwa ähnelnde Infrarot-Scheinziel­ wolken erzeugt, und zwar ausgehend von einer Stelle benachbart der Störstrahlungswolke, derart zusammenhängend nebeneinander, daß sie den Suchkopf und damit den Flugkörper schritt­ weise im wesentlichen quer zur Anflugrichtung vom Objekt wegführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in kurzen zeitlichen Abständen mehrere großflä­ chige Störstrahlungswolken nebeneinander zwischen zu schützen­ dem Objekt und Flugkörper erstellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlichen Abstände in der Größenordnung von einer Sekunde liegen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheinzielwolken in zeit­ lichen Abständen von zwei bis zehn Sekunden, vorzugsweise vier Sekunden, erstellt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da die Phase starker Infrarot-Strah­ lung der Störstrahlungswolke auf etwa zwei Sekunden, die Phase der anschließenden schwachen Strahlung und Transmissions­ minderung auf zumindest 10 Sekunden bemessen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Infrarot-Schein­ zielwolken Radar-Scheinzielwolken erstellt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Scheinzielwolken auf einem Teilkreis erzeugt werden, dessen Mittelpunkt auf dem zu schützenden Objekt liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheinzielwolken-Teilkreis in etwa ein Vier­ telkreis ist.

9. Wurfkörper zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkmasse des die Störstrahlungswolke erzeugenden Wurfkörpers ein Gemisch aus großflächigen Phosphorflares, kleinflächigen Phosphorflares und Phosphorgranulat ist.

10. Wurfkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wirkmasse aus etwa 10% großflächiger Phos­ phorflares, etwa 50% kleinflächiger Phosphorflares und etwa 40% Phosphorgranulat besteht.

11. Wurfkörper zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch gleiches Kaliber für die Erstellung von Störstrahlungswolken und die Er­ stellung von Scheinzielwolken.