-
Die
Erfindung betrifft eine aktive Panzerung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
-
Eine
aktive Panzerung ist im allgemeinen aus einzelnen aktiven Schutzelementen
gebildet, die ein Projektil, das sich an das von der Panzerung geschützte
Objekt annähert, im Gegensatz zu einer reaktiven Panzerung
bereits dann wirksam stören, wenn es das Objekt und die
Panzerung noch nicht erreicht hat.
-
Zu
diesem Zweck benötigt die Panzerung einen Annäherungsfühler,
der die Umgebung überwacht und ein sich näherndes
Projektil erfaßt. Hierbei entscheidet ein dem Annäherungsfühler
nachgeschalteter Rechner, ob dieses Projektil eine Gefährdung
für das zu schützende Objekt bildet oder nicht, und
steuert im Falle der erkannten Gefährdung dasjenige Schutzelement
an, das zur Störung des Projektils alleine oder am besten
geeignet ist, und zwar zu dem hierfür bestgeeigneten Zeitpunkt. Soweit
nur ein einziger Annäherungsfühler vorgesehen
ist, muß er das gesamte Umfeld überwachen, das
er mit einer rotierenden Antenne überstreicht oder sonstwie
abtastet; hierbei entstehen Totzeiten, in denen Abschnitte des Umfeldes
unbeobachtet sind und die Erkennung einer Bedrohung verzögert
werden kann.
-
Außerdem
ist die Auswertung der Meßsignale aufwendig und damit zeitraubend;
die Reaktion auf eine Bedrohung, deren Erkennung vielleicht noch verzögert
wurde, dauert unter Umständen zu lang, als daß noch
eine wirksame Abwehr dieser Bedrohung möglich wäre.
Hierzu kommt noch, daß gepanzerte Bodenfahrzeuge oder auch
Hubschrauber sich möglichst weitgehend hinter Deckungen
wie etwa Bodenerhebungen, Bodenbewuchs, Gebäuden u. dgl.
halten, die dem Annäherungsfühler den freien Blick
versperren.
-
Hierzu
kommt noch der Nachteil, daß weitschauende Annäherungsfühler
in aller Regel aktive Fühler sein müssen, die
vom Feind erkennbar sind und ein geschütztes Objekt verraten
können, das sonst vielleicht unentdeckt geblieben wäre.
-
Schließlich
ist es ein weiterer Nachteil einer solchen Panzerung, daß der
Ausfall betriebsnotwendiger zentraler Systeme die gesamte Panzerung
zum Ausfall bringt, was nur durch redundante Systeme vermieden werden
kann. Eine weitere, wesentliche Komplizierung ist die Folge.
-
Allen
diesen Nachteilen des bekannten Standes der Technik hilft die in
der eingangs genannten Patentanmeldung beschriebene Panzerung dadurch ab,
daß sie jedem Schutzelement einen eigenen Annäherungsfühler
und eine eigene Signalverarbeitungseinrichtung zuordnet und einen
Annäherungsfühler verwendet, der auf eine auf
Entfernung erfaßbare, typische, physikalische Eigenschaft
des Projektiles anspricht und somit passiv ist.
-
Die
einzelnen Schutzelemente sind somit weitgehend autark; empfindliche
elektronische Zentralsysteme, die durch längeren harten
Einsatz Schaden nehmen können, sind nicht erforderlich.
-
Da
das Beobachtungsfeld des einzelnen Annäherungsfühlers
eines jeden Schutzelementes nur ein schmales Feld zu überwachen
hat, ist dies ohne Abtastung möglich; ein herannahendes
Projektil löst somit zum frühestmöglichen
Zeitpunkt ein Meßsignal aus.
-
Durch
geeignete Anordnung und Ausbildung der einzelnen Annäherungsfühler
ist es möglich, daß ein Meßsignal oder
ein genügend starkes Meßsignal in einem der Annäherungsfühler
erst und nur dann auftritt, wenn das zugeordnete Schutzelement auch, zutreffend
angesteuert werden muß; die Signalverarbeitungseinrichtung
kann somit sehr einfach ausgebildet sein und entsprechend rasch
ansprechen.
-
Selbst
wenn das zu schützende Objekt mit nur verhältnismäßig
geringem Abstand hinter einer für die Annäherungsfühler
"undurchsichtigen" Hauswand steht und diese von einem Wuchtgeschoß durchschlagen
wird, kann dieses vom zutreffenden Annäherungsfühler
sofort beim Austritt aus der Hauswand erfaßt und noch vor
Erreichen des Objektes durch das angesteuerte Schutzelement wirksam
gestört werden, das dem Wuchtgeschoß einen Schutzkörper
entgegenschießt, der etwa als ein Keramik- oder Hartmetallgitter
ausgebildet sein kann.
-
Das
Auswechseln eines solchen autarken Schutzelements ist einfach und
zuverlässig möglich, da nicht, wie beim Stand
der Technik, ein komplizierter Anschluß an ein zentrales
Leitsystem erforderlich ist.
-
Die
Erfindung hat die Aufgabe, ebenso wie der Gegenstand der genannten
Patentanmeldung und unter Nutzung der in dieser beschriebenen Prinzipien,
aber mit anderen Mitteln den Nachteilen des bekannten Standes der
Technik abzuhelfen.
-
Diese
Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst,
daß der Annäherungsfühler eines jeden Schutzelementes
als Infrarotfühler ausgebildet ist, der auf die Erhitzung
des Projektiles anspricht, die dieses infolge der Anströmung
durch die Luft zwangsläufig erfährt.
-
Im übrigen
wird der gesamte Inhalt der eingangs genannten Patentanmeldung durch
die Bezugnahme auch in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen
und bildet einen Teil der vorliegenden Offenbarung.
-
Die
Spitze eines Projektiles heizt sich umso mehr auf, je schneller
das Projektil fliegt; dementsprechend spricht der Infrarotfühler
auf ein sich schneller annäherndes und somit heißeres
Projektil früher an als auf ein langsamer fliegendes und
entsprechend weniger heißes Projektil, so daß bei
entsprechender Auslegung des Infrarotfühlers die Ansteuerung
des entsprechenden Schutzelementes stets in einem solchen Abstand
vom Schutzelement erfolgt, daß einerseits sowohl die kinetische
Energie gegen das Projektil abgeschossener Schutzkörper als
auch die Trefferwahrscheinlichkeit sehr hoch ist, andererseits aber
das Objekt von Projektilteilen nicht mehr zerstört oder
schwer beschädigt werden kann.
-
Infolge
der kurzen Entfernungen, auf die der Infrarotfühler ansprechen
muß, sind Witterungsunbilden, wie etwa Regen, Schneefall
oder Nebel, vernachlässigbar, so daß die erfindungsgemäße
Panzerung auch allwettertauglich ist.
-
Wegen
dieser kurzen Entfernungen bleiben weiter entfernte Wärmequellen,
wie etwa brennende Gebäude, unbeachtet; im übrigen
ist es mit einfachen Mitteln möglich, in der Signalverarbeitungseinrichtung
zu langsam ansteigende Signale, wie sie für das Objekt
ungefährliche, verhältnismäßig
langsam bewegte Wärmequellen verursachen, auszusieben oder
zu unterdrücken, wie etwa eine nahe dem Objekt niedergehende,
brennende Leuchtkugel.
-
Unter
der Vielzahl bekannter, verwendbarer Infrarotfühler ist
erfindungsgemäß ein als Festkörper-Sensor
ausgebildeter Infrarotfühler bevorzugt, da er bei ausreichender
Meßempfindlichkeit gegenüber Störungen
höchst unanfällig ist und auch klein baut; so
ist es etwa vorteilhafterweise möglich, den Infrarotfühler
auf der Bedrohungsseite eines vom Schutzelement abzufeuernden Schutzkörpers
anzuordnen, dessen Wirkung er wegen seiner geringen Masse nicht
beeinträchtigt.
-
Außerdem
ist ein Infrarotfühler dieser Art praktisch unbegrenzt
lagerfähig.
-
Die
Meßbereiche der aneinander angrenzenden Infrarotfühler
können einander vorteilhafterweise so weit überlappen,
und die Signalverarbeitungseinrichtungen dieser Infrarotfühler
können so miteinander gekoppelt werden, daß auch
dann, wenn ein Infrarotfühler ausfallen sollte, das zugehörige Schutzelement
von den beiden benachbarten Infrarotfühlern her angesteuert
werden kann.
-
Da
aber einerseits die Infrarotfühler, und zwar gerade die
bevorzugten Festkörper-Sensoren, besonders zuverlässig
sind, und andererseits ein möglichst kleiner Meßbereich
angestrebt werden sollte, ist gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung der Infrarotfühler so ausgelegt
bzw. angeordnet, daß er in Meßabstand eine Meßfläche
abdeckt, die an die des Infrarotfühlers eines benachbarten
Schutzelements gerade oder mit allenfalls geringer Überdeckung
angrenzt. Hierbei ist der Meßabstand jene Entfernung vom
Infrarotfühler, in welcher die Wärmestahlung eines
herannahenden Projektiles den Infrarotfühler zur Abgabe
eines so starkes Signales veranlaßt, daß das Schutzelement
angesteuert wird.
-
Die
Auslöselogik der Signalverarbeitungseinrichtung kann ggf.
festverdrahtet erfolgen, so daß kürzeste Ansprechzeiten
vorliegen.
-
Die
Meßfläche ist verhältnismäßig
klein, so daß dem Infrarotfühler bevorzugt eine
einfache Optik vorgeschaltet ist, die sein Blickfeld verengt. Diese Optik
kann an Schutzelementen, die an Ecken des Objektes angeordnet sind,
so ausgebildet sein, daß die Meßfläche
gekrümmt ist und sich das Gesichtsfeld bis an die Meßflächen
der angrenzenden Schutzelemente erstreckt.
-
Der
Meßabstand ist so gering und die Ansprechzeit der aus Schutzelement
und Meßeinrichtung gebildeten Anordnung so kurz, daß ein
Großteil auch jener Projektile vom Schutzelement erfolgreich gestört
werden kann, der nicht senkrecht die Meßfläche
durchdringt, sondern schräg.
-
Soweit
ein schräg ankommendes Projektil den Randbereich der Meßfläche
in einer Richtung zum benachbarten Schutzelement durchdringt, kann jedoch
das erste Schutzelement unter Umständen nutzlos angesteuert
werden, während das benachbarte Schutzelement verspätet
und somit nur begrenzt wirksam angesteuert werden kann.
-
Um
diesem Problem abzuhelfen, sind gemäß einer bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung die Signalverarbeitungseinrichtungen
benachbarter Schutzelemente so miteinander verknüpft, daß ein schrägfliegendes
Projektil, das die Meßbereiche benachbarter Infrarotfühler
durchfliegt, als solches erkannt wird, so daß letztlich
jenes Schutzelement angesteuert werden kann, das zum Stören
des Projektiles am besten geeignet ist.
-
Die
längere Zeitspanne, die diese aufwendigere Signalverarbeitung
für einen Ansteuervorgang benötigt, verglichen
mit jener eines senkrecht zur Meßfläche ankommenden
Projektils, ist unerheblich, da sich das Projektil, je schräger
es ankommt, sich auch umso langsamer dem zu schützenden
Objekt nähert.
-
Hierbei
können letztlich die Infrarotfühler aller Schutzelemente
des zu schützenden Objektes wie die Zellen eines Facettenauges
zusammenwirken, wobei ggf. jeweils mehrere Infrarotfühler
ein herannahendes Projektil erfassen und die zugeordneten Signalverarbei tungseinrichtungen
dann in Abhängigkeit von der Querbewegung des Projektiles, der
Zunahme oder Abnahme der Anzahl gleichzeitig das Projektil erfassender
Infrarotfühler u. dgl. das anzusteuernde Schutzelement
bestimmen, das am besten geeignet ist, das schräg herannahende
Projektil zu stören.
-
Sollte
hierbei ein Infrarotfühler ausgefallen sein, dann hinterläßt
er sozusagen einen "schwarzen Fleck" in dem aus mehreren Infrarotfühlern
gewonnenen "Bild" und kann durch die benachbarten Infrarotfühler
kompensiert werden. Auf redundante Systeme kann somit ggf. verzichtet
werden.
-
Um
die Empfindlichkeit der Meßfühler zu steigern,
ist es gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der
Erfindung möglich, sie zu kühlen.
-
Zur
Kühlung kann etwa die Expansion von Betriebs-Druckluft
des Fahrzeuges herangezogen werden, welches das zu schützende
Objekt bildet.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch besonders
von Vorteil, jedem der Infrarotfühler jeweils mindestens
ein Peltier-Element zuzuordnen, das auf besonders einfache und zuverlässige
Weise die Kühlung bewirkt.
-
Grundsätzlich
ist es ausreichend, jedes Schutzelement mit jeweils nur einem Infrarotfühler auszustatten.
Es kann aber im Bedarfsfalle auch vorteilhaft sein, zwei oder mehr
Infrarotfühler dem Schutzelement zuzuordnen, etwa dann,
wenn das Schutzelement an einer Außenkante des zu schützenden
Objektes angeordnet ist und mit Bedrohungen aus mehreren Richtungen
zu rechnen hat. Hierbei sind solche Schutzelemente bevorzugt. die
imstande sind, ihren Schutzkörper in unterschiedlichen Richtungen
abzufeuern, wobei der Infrarotfühler jeweils einer Abfeuerrichtung
des Schutzkörpers jenem Infrarotfühler zugeordnet
ist, der diese Abfeuerrichtung überwacht.
-
Die
erfindungsgemäße Panzerung ist besonders vorteilhaft
bei einem Land-, Wasser- oder Luftfahrzeug anwendbar, insbesondere
als zusätzlicher Schutz zu einem Panzerfahrzeug. Hierbei
sind die Signalverarbeitungseinrichtungen nötigenfalls
so ausgebildet, daß sie die charakteristische Infrarotstrahlung,
die sich aus dem Abfeuern der eigenen Waffen des Panzerfahrzeuges
ergibt, unterdrücken, so daß die Schutzelemente
nicht angesteuert werden, auch wenn etwa der Abgasstrahl einer vom
Panzerfahrzeug aus abgefeuerten Lenkrakete die Infrarotfühler zur
Abgabe starker Signale veranlaßt.
-
Alternativ
ist es auch möglich, beim Abschuß der genannten
eigenen Waffen kurzzeitig die Schutzelemente außer Wirkung
zu setzen.
-
Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Panzerung
liegt darin, daß die autarken Schutzelemente auch unabhängig
von irgendeinem Fahrzeug zum Schutze beliebiger Objekte eingesetzt
werden können, ohne daß hierzu ein besonderer
Montageaufwand erforderlich ist. Soweit keine zentrale Stromversorgung
zur Verfügung steht, kann diese durch Ortsbatterien erfolgen.
So ist es z. B. möglich, die Schutzelemente zum Schutz
von Gebäuden, die Gefechtsleitstellen, Fernmeldestellen
o. dgl. aufnehmen, von Flugzeughangars oder auch von neuralgischen
Gebäuden der zivilen Strom- und Wasserversorgung vor kleineren
Luft-Boden-Raketen einzusetzen.
-
Es
ist grundsätzlich auch möglich, die Schutzelemente
entsprechend zu dimensionieren und an ausreichend stabilen Gebäudewänden,
die dem Rückstoß abgefeuerter schwerer Schutzkörper standhalten,
wie den Wänden von Hochbunkern, den Decken von unterirdischen
Bunkern o. dgl., vorzugsweise fest anzubringen, um schwere Lenkflugkörper vorzeitig
zu zünden und/oder zu destabilisieren und/oder zu zerstören.
-
Insgesamt
schafft die Erfindung eine vielseitig verwendbare, aus einzelnen,
autarken Schutzelementen gebildete Panzerung, die je weils von einem zugehörigen,
robusten, dauerhaften, passiven Annäherungsfühler
angesteuert werden, der auf die von einem sich annähernden
Projektil ausgehende Infrarotstrahlung anspricht.
-
Die
Erfindung bezieht sich nicht nur auf die aus mehreren Schutzelementen
gebildete Panzerung, sondern ausdrücklich auch auf das
einzelne Schutzelement einer solchen Panzerung und auf dessen Infrarotsteuerung.
-
Der
Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten, schematischen
Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert.
In dieser ist:
-
1 eine
schematische Ansicht eines mit der erfindungsgemäßen
Panzerung versehenen Panzerfahrzeuges, und
-
2 ein
schematischer Schnitt durch die Panzerung.
-
In 1 ist
ein Panzerfahrzeug 1 gezeigt, das an seiner Außenseite
mit einer Schutzpanzerung abgedckt ist, die aus einzelnen, aneinander
angrenzenden Schutzelementen 2 gebildet ist. Jedes der Schutzelemente 2 ist
dazu eingerichtet, auf ein sich annäherndes Projektil 5 störend
einzuwirken, so daß dieses zumindest daran gehindert wird,
seine Wirkung gegen das Panzerfahrzeug 1 voll zu entfalten.
-
Um
das herannahende Projektil 5 zu erkennen, weist jedes Schutzelement 2 jeweils
einen Infrarotfühler 3 auf, mit einem sich bevorzugt
senkrecht zur Oberfläche des Schutzelementes 2 erstreckenden
Gesichtsfeld 4.
-
Wenn
das herannahende Projektil 5 in das Gesichtsfeld 4 gelangt
und sich in diesem bis auf einen bestimmten Abstand (Auslöseentfernung 6 in 2)
an den Infrarotfühler 3 und somit das Schutzelement 2 angenähert
hat, dann löst die Wärmestrahlung der durch die
vorbei strömende Luft erwärmten Projektilspitze
im Infrarotfühler 3 ein Signal mit einer Intensität
aus, die ausreicht, um das Schutzelement vorzugsweise über
eine Signalverarbeitungseinrichtung anzusteuern.
-
In 2 ist
ein schematischer Querschnitt durch die in 1 gezeigte
Panzerung dargestellt.
-
Nebeneinanderliegende
Schutzelemente 2 weisen jeweils einen Schutzkörper 8 auf,
der im wesentlichen die gesamte Oberfläche des jeweiligen Schutzelementes 2 bildet
und dazu eingerichtet ist, bei Ansteuerung des Schutzelementes 2 gegen
das Projektil 5 geschleudert bzw. geschossen zu werden.
-
In
der Mitte des Schutzkörpers 8 ist jeweils eine
Optik 7 angeordnet, hinter der in einem Abstand, der im
wesentlichen der Brennweite der Optik 7 entspricht, ein
Infrarotsensor D1, D2,
D3 angeordnet ist.
-
Der
Infrarotsensor D1, D2,
D3 ist bevorzugt von einem Peltier-Element
(nicht gezeigt) zu seiner Kühlung umgeben oder hinterlegt
und ist an Leitungen (nicht gezeigt) angeschlossen, die von dem Schutzkörper 8 weg
nach hinten führen.
-
Die
Optik 7 ist so ausgebildet, daß sich die benachbarten
Gesichtsfelder 4 in einem der Auslöseentfernung 6 entsprechenden
Abstand vor den Schutzkörpern 8 gegenseitig überschneiden,
so daß in dieser Auslöseentfernung jedes senkrecht
zum Schutzkörper 8 herannahende Projektil 5 nur
einem Infrarotfühler 3 und somit Schutzelement 2 zugeordnet
ist, auch wenn diees Projektil 5 vor Erreichen der Auslöseentfernung 6 bis
zum Punkt A auch vom benachbarten Infrarotfühler 3 erfaßt
wird und im Punkt B, also nach erfolgtem Ansteuern der von ihm angeflogenen
Schutzeinrichtung 2, im Punkt B das Gesichtsfeld 4 des
Infrarotfühlers 3 wieder verläßt.
-
Soweit
dem Infrarotsensor D1, D2,
D3 noch eine Signalverarbeitungseinrichtung
(nicht gezeigt) nachgeordnet ist, kann diese mit den Signalverarbeitungseinrichtungen
der benachbarten Schutzelemente 2 so vernetzt sein, daß schräg
gegen die Schutzkörper 8 bewegte Projektile 5 aufgrund
der dann charakteristischen Erfassung durch benachbarte Infrarotfühler 3 erkannt
werden und auch jenes Schutzelement ermittelt wird, das dann zum
Stören dieses Projektiles angesteuert werden muß.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-