DE4133405C2 - Submunition für Tiefflugeinsatz - Google Patents
Submunition für TiefflugeinsatzInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Submunition, insbesondere
für den Tiefflugeinsatz, die mittels eines Trägers in ein
Zielgebiet transportierbar und dort ausstoßbar ist. Die
Submunition legt eine vorgegebene Strecke in konstanter,
niedriger Höhe bei kontrollierter Rollbewegung zurück, die unter
einem Winkel zur Flugachse des Trägers verläuft, wobei die
Submunition einen Zielsensor und eine Wirkladung aufweist.
Die derzeitigen Möglichkeiten zur Bekämpfung von Gruppen von
gepanzerten Fahrzeugen, insbesondere von Kampfpanzern auf größere
Entfernungen, sind unbefriedigend. So muß zur gezielten
Bekämpfung eines jeden Einzelzieles, d. h. eines jeden
Kampfpanzers, entweder auf Lenkflugkörper, Bomben oder Kanonen
zurückgegriffen werden, wobei diese Methoden einen hohen
Zeitaufwand erfordern, oder aber die Fläche, in der sich die
Fahrzeuggruppe befindet, muß mit statistisch wirkender Munition
belegt werden, was ein hohes Waffengewicht erfordert. Beide
Bekämpfungsarten führen obendrein zu starker Bindung und
Gefährdung der damit verbundenen Waffenträger.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wurden bereits zielerfassende
Munitionen bzw. Submunitionen entwickelt. Eine mit einem
Suchzünder versehene Submunition tastet dabei im gebremsten
steilen Abstieg in einem enger werdenden Spiralstreifen den Boden
nach Zielkriterien ab. Bei Zielerfassung wird entweder eine
projektilbildende Ladung zielgerichtet verschossen
(Suchzünder-Submunition) oder aber die Submunition selbst ins
Ziel gelenkt. Bei dieser Lösung muß die Submunition auf eine
große Starthöhe verbracht werden, was bei Luft-Boden-Waffen
entweder einen Ausstoß in dieser Höhe und damit eine große
Trägergefährdung bedeutet, oder aber bei Ausstoß im Tiefflug
einen hohen Aufwand für den Aufstieg der Submunition plus
entsprechender Breitenverteilung.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Submunition als
Lenkflugkörper mit vorausschauendem Zielsuchkopf auszubilden.
Hierbei lenkt sich zwar die Submunition nach Zielerfassung
selbsttätig ins Ziel, wobei jedoch eine derartige
Lenkflugkörperausgestaltung sehr aufwendig und damit sehr teuer
ist.
Danach erfordern beide Lösungsmöglichkeiten größere
Zielerfassungsentfernungen und damit eine hohe Sensitivität auf
andere Einflüsse als die der zu bekämpfenden Ziele, wobei diesen
Zielen auch noch die Möglichkeit für Gegenmaßnahmen verbleibt;
auch das Risiko von Mehrfach-Zielbekämpfungen ist nicht
auszuschließen.
Aus der DE-PS 33 45 601 ist ein Submunitionskörper bekannt,
welcher mittels eines Artilleriegeschosses verschießbar und von
diesem über einem Zielgebiet unter Ausführung einer Drehbewegung
ausstoßbar ist; der Submunitionskörper ist dabei mit einem
Zieldetektions-Sensor sowie einer Gefechtsladung in einem
Hohlzylinder auf die konstruktiv aufwendige, Einbauraum
beanspruchende und funktionskritische Maßnahme zur Vernichtung
der kinetischen Energie nach dem Ausstoß und zum
fallschirm-gebremsten Abstieg in das Zielgebiet verzichtet
werden, indem die Kreiselbewegung eines als dicke Scheibe, d. h.
flacher Zylinder, dimensionierten, unter Eigenrotation aus dem
Trägergeschoß ausgestoßenen Körpers für die Abtastung des
Zielgebietes mittels eines Zieldetektions-Sensorfleckes
ausgenutzt wird. Eine derartige Anordnung ist für Ausbringung bei
hohen Fluggeschwindigkeiten ungeeignet, da nur bei sehr hohen
Eigendrehzahlen mit hinreichend stabiler Lage des Körpers zu
rechnen ist, diese aber technologisch für Abtastung und
Zielgenauigkeiten noch nicht beherrschbar ist. Zum anderen ist der
erfaßbare Zielbereich, d. h. die von der spiralförmigen Bewegung
verdeckte Fläche beim Tiefflug sehr begrenzt, zumal wegen der
unvermeidlichen Taumelbewegung nur eine sehr kurze
Freiflugstrecke nutzbar ist.
Eine effektive Bekämpfung von Kampfpanzergruppen ist mit dieser
Submunition nur aus großer Höhe möglich, d. h. unter Inkaufnahme
von Abwehrmaßnahmen.
Die EP 71 757 betrifft ein Verfahren zur Fluglageregelung
eines Flugkörpers und/oder Aktivierung einer vom Flugkörper
tansportierten Nutzlast. Von mindestens einer im
Flugkörper angeordneten Sende-Empfangs-Einrichtung werden
Schallwellen abgestrahlt und von der Umgebung des
Flugkörpers, beispielsweise der Erdoberfläche, reflektiert.
Die reflektierten Schallwellen werden von der
Empfangseinrichtung aufgenommen und nach Umwandlung in
elektrische Signale weiterverarbeitet. Aus einer
Laufzeitmessung der Schallwellen kann dann der Abstand des
Flugkörpers von der Erdoberfläche bestimmt werden. Bei
Abweichung von einer vorbestimmten Flugbahn werden
Steuerflächen zur Korrektur der Flugbahn betätigt. Der
Flugkörper ist dabei als Rakete ausgebildet, die einen
Suchkopf zur Erfassung eines Zieles besitzt, ohne daß
jedoch Submunitionskörper mitgeführt bzw. ausgestoßen
werden.
Die DE-OS 33 23 685 beschreibt eine Submunition, die
mittels eines Trägers in ein Zielgebiet transportierbar und
dort ausstoßbar ist und die mindestens einen Zielsensor,
eine Wirkladung, eine Steuereinrichtung für die Flugbahn
der Submunition und eine die Steuereinrichtung betätigende
Schaltung aufweist. Die Submunition ist dabei an
Gleitfallschirmen angeordnet, die während des Gleitfluges
ständig eine Rotationsbewegung um die vertikale Achse
ausführen, wobei eine Steuereinheit für die
Gleitfallschirme einen Energiespeicher und zwei vom
Energiespeicher gespeiste Stellmotoren aufweist. Nach dem
Ausstoß der Submunitionen im Zielgebiet führen die
herabfallenden Gleitfallschirme eine Gierbewegung um die
Vertikalachse aus und tasten einen spiralförmig immer
kleiner werdenden Bodenbereich nach zu bekämpfenden Zielen
ab, wobei auch eine Mehrfachbekämpfung ein- und desselben
Ziels möglich ist.
Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch weder mit einem
Höhenmesser versehen, noch mit einer die Höhenmeßergebnisse
auswertenden Schaltung, mit welcher die
Steuerungseinrichtung für den Gleitfallschirm höhenabhängig
betätigt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Submunition zur
Bekämpfung von harten, mobilen Gruppenzielen zu schaffen, welche
im Tiefflug ausstoßbar ist, eine hohe Wirkung gegen moderne
Kampfpanzer aufweist, eine autonome Zielerkennung bei großer
Suchfläche gewährleistet und ein geringes Risiko von
Mehrfachzielbekämpfung bei mäßigem Aufwand bleibt.
Ausgehend von einer Submunition der eingangs näher genannten Art
wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Submunition
mit einem Höhenmesser versehen ist sowie mit einer die
Höhenmeßergebnisse auswertenden Schaltung und mit mindestens
einem von dieser Schaltung aus steuerbaren Ruder, das zur Höhen-
und Rollsteuerung dient.
Die Submunition wird im Flug aus einem Träger ausgestoßen und
steuert - geführt vom Höhenmesser - eine Flugbahn in niedriger
Höhe parallel zur Geländekontur. Für Anwendungen im
Hochgeschwindigkeits-Tiefflugeinsatz benötigt die Submunition
infolge ihrer großen kinetischen Energie keinen Antrieb, kann
jedoch mit einem Antrieb ausgestattet werden. In diesem Freiflug
in ca. konstanter niedriger Höhe über Grund sucht die Submunition
mit Hilfe ihres zielerfassenden Sensors fortlaufend in einem
Streifen unter sich nach Zielen. Bei Zielerfassung richtet sie
eine wirkungsgerichtete Ladung auf das Ziel und löst diese aus.
Der Höhenmesser ist vorteilhafterweise ein
Laser-Entfernungsmesser, der gleichzeitig auch als
zielkonturerfassender Sensor dienen kann. Zur Zielerfassung
können unterstützend oder auch alternativ weitere Sensoren
herangezogen werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Submunition mit
Laser-Entfernungsmesser für Höhen- und Zielvermessung, wie auch
mit einem Magnetfeldsensor als zweitem Zielsensor ausgestattet,
die mit einer die Zündung der Wirkladung auslösenden Schaltung
verbunden ist.
In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind Laser-Sensor und
Wirkladung achsparallel normal zur Flugrichtung starr eingebaut.
Zur Abtastung des Suchstreifens sowie zur Höhenvermessung
vollführt die Submunition kontinuierlich eine oszillierende
Rollbewegung.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform hat der
zielerfassende Sensor und die Wirkladung eine gewisse
Breitenwirkung, die aufeinander abgestimmt ist. Beide sind wieder
achsparallel normal zur Flugrichtung starr eingebaut. Die
Submunition fliegt hier ohne zielsuchbedingte Rollbewegungen.
Die erfindungsgemäße Submunition, die sich insbesondere für den
Einsatz beim schnellen Tiefflug eignet, bietet einen günstigen
Kompromiß zwischen den Waffenkosten und dem erforderlichen
Transportaufwand. Aufgrund des geringen Zielabstandes (eine
Größenordnung von 20 bis 50 m) können die Anforderungen an
Sensorik, Signalverarbeitung und Toleranzen niedrig gehalten
werden. Der geringe Zielabstand führt ferner zu guten
Zielerfassungschancen, da nur geringe Zielverdeckungen durch
Umgebungseinflüsse zu erwarten sind sowie eine geringe
Sensitivität auf Wetter und Abwehrmaßnahmen vorliegt.
Die erfindungsgemäße Submunition deckt durch ihren Gleitflug
einen relativ großen Geländestreifen von einigen tausend m² ab.
Bei angepaßter Ausstoßsequenz aus dem Träger kann die Überlappung
der Suchstreifen mehrerer Submunitionskörper auf ein Minimum
gebracht werden. Damit ist ein hoher Wirkungsgrad bezogen auf
Waffengewicht und gesamte Zielfläche erreichbar, d. h. eine hohe
Wahrscheinlichkeit für die Erfassung aller Einzelteile und eine
geringe Wahrscheinlichkeit für eine Doppelbekämpfung der mobilen
Ziele.
Infolge des großen Flugweges der Submunition können, insbesondere
bei hohen Querausstoßgeschwindigkeiten, breite Zielflächen
abgedeckt werden. Damit wird diese Waffe in Verbindung mit einer
anpaßbaren Ausstoßsequenz unempfindlich auf die Angriffsrichtung
und Zielgeometrie, d. h. sie bietet eine größere operationelle
Flexibilität.
Durch entsprechend angepaßte Software kann die erfindungsgemäße
Submunition auch zur Bekämpfung von anderen Gruppen mobiler Ziele
oder auch der Position nach nur grob bekannter Fahrzeuge dienen,
wie z. B. Raketenstellungen, Hubschrauberbasen, motorisierte
Schützenkompanien, Artilleriestellungen, Leitstände usw.
Ferner kann die Flugbahn horizontal gekrümmt werden entweder
durch bauliche Gestaltung oder auswählbar durch entsprechende
Rollsteuerung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
dargestellt ist. Es zeigt
Fig. 1a eine Seitenansicht einer möglichen Flugbahn einer
erfindungsgemäßen Submunition;
Fig. 1b eine Draufsicht auf diese Flugbahn;
Fig. 1c die erfaßte Bodenfläche;
Fig. 2 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen
Submunition;
Fig. 3a bis 3d Ebenen senkrecht zur Flugbahn vor und während der
Zielbekämpfung und die
Fig. 4a bis 4d Draufsichten auf diese Flugbahnen.
In Fig. 1 ist mit dem nach rechts verlaufenden Pfeil eine
Submunitions-Trägerbahn bezeichnet, die also derjenige Träger
nimmt, welcher einen oder mehrere Submunitionskörper ausstößt.
Nach dem Ausstoß einer Submunition geht diese in den Gleitflug
über und steuert die vorgegebene Höhe über Grund an, die z. B. 20
m beträgt und hält diese mittels ihrer Höhenhaltungs
einrichtung so lange, bis die Minimalfluggeschwindigkeit
unterschritten wird. Der Flugkurs über Grund ist dabei nicht
geführt und verläuft im wesentlichen geradlinig in einem Winkel
zur Trägerbahn, der von den Ausstoßkonditionen abhängt (Fig. 1c).
Gleichzeitig steuert die Submunition ihre Rollage so, daß ihr
Zielerfassungssensor zum Boden schaut.
Während des Gleitfluges der Submunition wird die
Zielerfassungseinrichtung kontinuierlich verschwenkt, und zwar im
wesentlichen senkrecht zur Flugachse und sucht so in einem
Streifen unterhalb der Submunition (Fig. 1b) nach Zielen.
Alternativ hat die Zielerfassungseinrichtung ein breites
Erfassungsfenster. Bei Zielerfassung wird die Wirkladung
ausgelöst, die parallel zur Achse der Zielerfassungseinrichtung
auf das Ziel ausgerichtet ist.
Der Träger kann eine große Anzahl von Submunitionskörpern
enthalten, die in festgelegter, ggf. auch der Zielgeometrie
angepaßter Sequenz derart ausgestoßen werden, daß die
Suchstreifen der einzelnen Submunitionskörper nebeneinander
liegen. Damit wird, wie es in Fig. 1c angedeutet ist, die gesamte
Zielfläche nach Zielen x abgesucht. Im einfachsten Fall verbleibt
unterhalb der Trägerbahn eine schmale, nicht erfaßte Gasse, die
von der Ausstoßhöhe abhängig ist und die dadurch bedingt ist, daß
die Submunitionskörper erst eine gewisse Zeit nach dem Ausstoßen
aus dem Träger dergestalt aktiviert sind, daß sie das unter ihnen
befindliche Zielgebiet nach Zielen abtasten können.
Fig. 2 zeigt den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen
Submunition, wobei mit 1 die Hauptachse in Flugrichtung
bezeichnet ist, mit 2 mäanderförmige Pfeile, die eine Oszillation
um die Hauptachsen 1 andeuten sollen, mit 3 eine Wirkladung, z. B.
eine projektilbildende Hohlladung mit geeigneter
Sicherungseinrichtung, mit 4 die Achse der Hohlladung, mit 5
einen Höhen- und Zielsensor, mit 6 einen zweiten Zielsensor, mit
7 ein Paar einstellbare, der Höhen- und Rollsteuerung dienende
Ruder, mit 8 ein starres Leitwerk zur aerodynamischen
Stabilisierung und mit 9 eine Energieversorgung sowie eine
Signalverarbeitungsschaltung sowohl für die Zielsensorik als auch
für die Roll- und Höhenführung.
Als Höhenmesser eignet sich insbesondere ein
Laserentfernungsmesser, der nicht nur zur Höheninformation,
sondern auch zur Zielerfassung durch Vermessung der
charakteristischen Zielkonturen nutzbar ist. Ferner ist ein
zweiter Zielsensor, z. B. ein Magnetsensor vorgesehen, der ein
zweites Zielbestimmungskriterium liefert. Der Lasersensor ist
dabei derart angeordnet, daß seine Sensorrichtung im wesentlichen
senkrecht zur Hauptachse 1 der Submunition verläuft. Die
verstellbaren aerodynamischen Flächen, d. h. die Flügel oder Ruder
7 dienen dazu, einen im wesentlichen konstanten Abstand über
Grund einzuhalten und den zielvermessenden Lasersensor mit
Erfassungsrichtung zum Boden zu halten.
Die Submunition wird mit z. B. hoher Quergeschwindigkeiten aus einem
Träger im schnellen Tiefflug bei einer Geschwindigkeit von z. B.
0,8 Ma und in 40 m Höhe ausgestoßen. Sie entfaltet sich zur
Freiflug-Konfiguration, stabilisiert ihre Hauptachse in
Flugrichtung und versetzt sich mit Hilfe ihrer Ruder 7 in
schnelle Oszillationsbewegungen. Der Laserentfernungs
messer 6 bestimmt - beginnend bei seiner max. Erfassungsreich
weite - die kürzeste Echo-Entfernung bei jeder Schwingung der
Submunition. Diese wird als Höhe über Grund und Vertikale
interpretiert, wobei je nach Entfernung das Steuerglied für die
Ruder 7 derart betätigt wird, daß die vorgegebene Sollhöhe von
beispielsweise 20 m angesteuert wird. In dieser Höhe gleitet die
Submunition über Grund (Fig. 1a). Weiterhin werden die Ruder
durch Überlagerung eines Rollkommandos zur Oszillation und
Höhenführung so ausgeschlagen, daß die Vertikale der Mitte der
Oszillationsschwingung entspricht.
Während des Fluges sucht der zweite Zielsensor, z. B. ein
Magnetsensor, nach Zielkriterien. Spricht bei Vorhandensein von
Kampfpanzern dieser Sensor an, so wird das Signal des
Höhenmessers, d. h. des Laserentfernungsmessers, auf
z. B. Höhenprofiländerungen ausgewertet, die charakteristisch für
große Fahrzeuge sind. Ein derartiger Höhensprung bei
gleichzeitiger positiver Zielmeldung des zweiten Sensors wird als
Ziel interpretiert und die projektilbildende Ladung gezündet.
Infolge ihrer achsparallelen Lage zum Laser wird die Wirkladung
in eine Richtung geschossen, in der laut Konturauswertung das
Ziel liegt.
Die Fig. 3a bis d zeigen in Ebenen senkrecht zur Flugbahn
Schnitte durch die Submunition. In Fig. 3a ist dabei die kürzeste
Entfernung eingezeichnet, die als Höhe über Grund und Vertikale
interpretiert wird.
Fig. 3c läßt erkennen, daß ein Ziel erfaßt wurde und Fig. 3d gibt
schematisch die Bekämpfung dieses Ziel an.
Fig. 4a bis d zeigen diese Phasen der Zielbekämpfung in
Draufsicht.
Auf der Basis der Figurvermessung bei dem in Fig. 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel kann der Zündzeitpunkt derart gewählt werden,
daß die maximale Wirkung erzielt wird, z. B. ein möglichst steiler
Auftreffwinkel oder die Bekämpfung von waagerechten hohen Flächen
z. B. den Oberflächen der Kampfpanzer.
Die Steuerschaltung 9 kann mit einem Zeitversatz gegenüber dem
Durchlauf der minimalen Entfernung arbeiten, so daß je nach
Einstellung nach rechts oder links gekrümmte Flugbahnen über
Grund erzeugt werden können. Damit sind z. B. Kursvariationen von
gleichzeitig oder gleichsinnig ausgestoßenen Submunitionskörpern
möglich, d. h. weniger Doppelabdeckung eines Geländestreifens oder
aber auch Reduzierung bzw. Schließung von nicht abgedeckten
Streifen, d. h. den Gassen unterhalb des Trägers (Fig. 1c).
Die Einstellung der von den Submunitionskörpern eingehaltenen
Kurse kann durch den Träger festgelegt werden. Damit ist im
einfachsten Fall trotz baugleicher Submunition eine optimale
Flächenabdeckung erzielbar, wobei auch die erfaßte Fläche der
relativen Lage Träger-Ziel und der Zielgeometrie angepaßt werden
kann.
Die erfindungsgemäße Submunition ermöglicht eine hohe
Bekämpfungswahrscheinlichkeit auch gegen weit auseinandergezogene
Kampfpanzer aus dem Tiefstflug heraus, bei effektiver Nutzung des
Waffengewichtes und mäßigen Kosten.
Claims (6)
1. Submunition ohne Eigenantrieb mit Wirkladung,
Zielsensorik und Steuereinrichtung, die aus einem
schnell fliegenden Träger ausgestoßen wird und die
folgende Merkmale aufweist:
- - aerodynamische Ruderflächen zur Durchführung einer oszillierenden Suchbewegung um die Hauptachse in Flugrichtung und zur Höhensteuerung,
- - einen Höhenmesser zur überlagernden Ansteuerung der Ruderflächen im Hinblick auf die Einhaltung einer vorgegebenen Flughöhe der endlichen Gleitflugbahn.
2. Submunition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Höhenmesser ein Laserentfernungsmesser ist, und
daß der Zielsensor ein Magnetfeldsensor ist, deren
Meßrichtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse
der Submunition verlaufen.
3. Submunition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zielsensor ein akustischer Sensor ist.
4. Submunition nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Laserentfernungsmesser zugleich der Zielsensor
ist.
5. Submunition nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem
zusammengefalteten Zustand im Träger angeordnet ist und
daß sich ihre Ruderflächen nach dem Ausstoßen zur
Freiflug-Konfiguration einfalten.
6. Verfahren zur Bekämpfung verstreuter Bodenziele mittels
Submunition nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von
Submunitionen aus dem Träger zeitversetzt derart
ausgestoßen werden, daß ihre Flugbahnen einen Winkel zur
Flugbahn des Trägers einschließen und die Suchstreifen
der Zielsensoriken zwei vorgebebene Zielgebiete
beiderseits der Flugbahn des Trägers lückenlos
erfassen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LFK LENKFLUGKOERPERSYSTEME GMBH, 81669 MUENCHEN, D |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |