NO317708B1 - Fremgangsmate for a oke sannsynligheten for a treffe luftmal, og et tilhorende vapen - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for bekjempning av luftmål, og et prosjektil som egner seg for denne fremgangsmåte. Oppfinnelsens hensikt er å øke sannsynligheten for at et luftmål som prosjektilet skytes ut mot blir ødelagt. Prosjektilet roterer i sin bane mot målet, og nær dette aktiveres en eksplosiv ladning som bevirker utskyting av splinter dannet av deler av selve prosjektilet, idet aktiveringen finner sted som følge av at målets nærhet detekteres ved hjelp av en nærhetsmekanisme.

Fremgangsmåten og prosjektilet i samsvar med oppfinnelsen er i første rekke utformet for bruk i forbindelse med våpen som, ved at de ikke er utrustet med avanserte sikte- og følgesystemer for bekjempning av luftmål, i større grad er avhengige av å kunne rette stridskraft mot et slikt mål selv om prosjektilet på langt nær treffer dette, f.eks. ved bom- eller streifeavstander på opptil ti til hundre meter.

Utviklingen innenfor luftfart, både når det gjelder konvensjonelle fly, angreps-helikoptere og antitankhelikoptere, og dessuten styrte og selvstyrende missiler, har øket kravene til at også ganske små militærenheter bør utrustes med enkle og effektive våpen for antiluftfartøyer, krav som mange luftforsvarsgrener og -våpen tilgjengelige i dag ikke vil kunne tilfredsstille fullstendig. Dette er spesielt fordi de forbedrede luftfartøyers egenskaper har tvunget de etablerte luftvernsystemer å utvikle stadig større grad av kompleksitet og presisjon, med tilhørende øket pris, hvis disse systemer i det hele tatt har oppnådd evnen til å bekjempe fiendtlige luftvåpen under alle forhold.

Som allerede indikert er den foreliggende oppfinnelse i første rekke tenkt anvendt i relativt enkle våpensystemer og i systemer som av en eller annen grunn ikke har sikte- og følgeutrustning innrettet for å bekjempe luftmål, f.eks. kanoner som er beregnet for andre formål, f.eks. tankkanoner, eller alternativt relativt enkle enmannsvåpen eller arbeids-lagbetjente våpen som er beregnet for direkte antiluftmålbekjempning, f.eks. av typen "back-blast", "countermass" eller rakett. Det som kan betraktes å være et felles trekk for slike våpentyper er at de i hovedsaken brukes i hurtigutviklende selvforsvarssituasjoner mot mer eller direkte angrep fra luften, og i slike forhold vil fraværet av hensiktsmessige og avanserte siktemidler og mangelen på tid for å forberede mottiltak sette ekstra store krav til våpenets stridsdekning i tilfelle målet ikke treffes direkte.

For derved å oppnå det resultat som er søkt i forbindelse med oppfinnelsen er det som trengs på den ene side et stridshode med tilstrekkelig stridsdekning, og på den annen side en nærhetsdetonator for aktivering av den stridsaktive komponent med tilstrekkelig aktivt område, og et søkersystem som er innrettet for det formål å identifisere aktuelle mål og eliminere eventuelle feilindikasjoner. I tillegg har man naturligvis systembæremeka-nismen eller det aktuelle prosjektil. I en foretrukket utførelse kan dette prosjektil være et autonomt prosjektil som avfyres som en rakett, f.eks. fra en utskytningsrampe eller et våpenløp av enkeltskuddtypen. Et slikt våpen ville være et relativt billig og effektivt våpen for f.eks. infanteriet, for forsvar mot lavtflygende luftfartøyer.

Utviklingen av nærhetsbrannrør og -detonatorer som i dag er aktiv tjeneste, primært i luftvernkanoner og missiler, er av Dopplerradartypen med omnidireksjonale søkestråler, og i det minste nær bakkenivå, med liten aktiveringsrekkevidde, gjerne på 2-5 m. Disse detonatorer gir ingen retningsinformasjon når det gjelder det mål som registreres og forårsaker aktiveringen, men det er bare nærværet til et mulig mål som indikeres. Siden dagens målanslagskomponenter også er utformet slik at de danner splinter som spres radialt utover ved detonasjonen av eksplosivladningen har den manglende evne en nærhetsdetonator her for å fastlegge retningen til målet ikke representert noen ulempe, annet enn det faktum både nærhetsdetektoren og den aktive ladning vil spre noe av sin iboende energi i retninger utenfor målet.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det nå foreslått at både nærhetsdetonatoren og den aktive ladning i stedet er retningsavhengig, noe som er fullstendig innenfor mulighetens rekkevidde hvis man som utgangspunkt har kunnskapen som er tilgjengelig i dag. I denne forbindelse vil det være mulig for både nærhetsdetektorens registeringsdekningsområde og anslagskomponentens stridsdekningsområde å økes meget betydelig, uten at energien som tilføres disse komponenter behøver økes, men hvor energien i stedet blir konsentrert i en eller mer aktive retninger. Muligheten av å kunne dekke arealet rundt prosjektilbanen med et våpen som er konstruert i samsvar med dette grunnprinsipp eksisterer naturligvis allerede for et hvilket som helst prosjektil som roterer i sin prosjektilbane.

Beregninger har vist at dekningsområdet for et stridshode som er konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelse, det vil si området for både nærhetsdetonatoren og den aktive ladning, vil kunne økes ut fra tre hovedprinsipper, med en faktor på 10 sammenliknet med en anslagskomponent med samme størrelse og med en tidligere og i dag konvensjonell konstruksjon, og det er uten tvil at dette vil være av stor verdi.

Det er imidlertid allerede kjent fra US-A1-3 136 251 at det destruktive området for en eksplosiv ladning som tilhører et prosjektil som har en slik ladning og som utskytes mot et luftmål ka forbedres betraktelig dersom ladningen detoneres i retning mot målet ved indikasjon ved hjelp av en nærhetsinnretning eller -sensor som avsøker rommet foran prosjektilet ved en vinkel i forhold til prosjektilets bane. En eksplosiv ladning som er egnet for et prosjektil av mer eller mindre denne type er videre beskrevet i US-A1-3 565 009, selv om intet prosjektil der er beskrevet.

Oppfinnelsen har på denne bakgrunn tilføyd en forbedring som har gjort det mulig å unngå problemene med dagens nærhetsdetonatorer ved hjelp av den fremgangsmåte og det prosjektil som nå foreslås, idet prosjektilet har en eksplosiv ladning som detoneres i den retning som bestemmes av en nærhetsdetonator. Nærhetsdetonatoren er altså retningsfølsom. Med oppfinnelsens prosjektil etableres en mekanisme med en nærhetsdetonator som ikke lenger har den tendens tidligere nærhetsdetonatorer hadde, til aktivering av stridshodenes ladninger for sent i området ved den ytre grense for et aktiveringsområde, slik at aktiveringen fant sted etter at prosjektilet hadde passert målet.

En annen fordel med oppfinnelsen er også at det muliggjøres en betydelig

kapasitetsøkning, også ved fullt moderne antiluftvåpenkanoner.

Den foreliggende oppfinnelse gjelder således i første rekke en fremgangsmåte, og i andre rekke et prosjektil for et våpen, for bekjempning av luftmål ved en detonasjon som sprer splinter i retningen mot målet. Oppfinnelsen begrenser seg til det som fremgår av patentkravene 1 og 2.

Nærhetsdetonatorens søkeretning for det aktuelle prosjektil koordineres med retningen for den dynamiske splintvirkning, eventuelt er det flere retninger, og i denne sammenheng er det naturligvis nødvendig å ta i betraktning både prosjektilets hastighet fremover i banen og dets rotasjonshastighet, og likeledes reaksjonstiden i det aktiverings-system som samvirker med nærhetsdetonatorens detektormekanisme.

I og med oppfinnelsen virker prosjektilet således slik at prosjektilets splintdannende hylse ved detoneringen av eksplosivet danner en splintskur i den retning som nærhetsdetonatoren indikerer med sin søkestråle, idet den roterende søking etter mål med søkestrålen fullstendig vil dekke mulige mål innenfor et dekningsområde, uavhengig av avstanden til prosjektilets bane.

I samsvar med dette grunnprinsipp kan nærhetsdetonatoren konstrueres med to søkearmer som ligger ekstremt nær hverandre og forøvrig er identiske (ved at f.eks. har en vinkelavstand på en eller noe få grader). Med denne grunnkonstruksjon er det faktisk lett å eliminere et stort antall forskjellige feilkilder ved indikasjonen, siden to fullstendig forskjellige indikasjoner (med forskjeller større enn en gitt grenseverdi) for begge søkearmer med meget stor sannsynlighet kan anses å være en indikasjon på at den ene søkearm har truffet på et mål, mens den andre ikke har det. I kontrast til dette vil to identiske indikasjoner som ikke endres innenfor en gitt sekvens, med stor sannsynlighet anses å bety kontakt med bakken, med vann eller under visse betingelser med skyer.

Oppfinnelsen skal nå gjennomgås i ytterligere detaljer, idet det vises til tegnings-arket hvor fig. 1 skjematisk viser et eksempel på bruken av et våpen ifølge oppfinnelsen, mens fig. 2 viser hoveddelene i et prosjektil som egner seg for bruk i forbindelse med oppfinnelsen.

Fig. 1 viser således en soldat 1 på bakken med et våpen 2 med et utskytningsløp for utskytning av et prosjektil 3 som er konstruert i samsvar med oppfinnelsen. Prosjektilet er på

tegningen allerede skutt ut og har fulgt en prosjektilbane 5, ved hjelp av en gassgenerator eller på annen måte. Prosjektilets 3 hovedelementer er vist på fig. 2. Soldaten 1 er under trussel fra et mål 4, her i form av et angrepshelikopter, og han har derfor avfyrt våpenet 2 mot dette. Prosjektilet 3 følger banen 5 i retning mot målet 4, og en nærhetsdetonator 6 (vist i spissen av prosjektilet på fig. 2) utfører fortløpende avsøking av området foran prosjektilet, innenfor en smal søkestråle 7 som beveger seg i skruelinjeform på grunn av prosjektilets 3

rotasjon i banen 5, ut mot grensen for et dekningsområde som tilsvarer den maksimale registreringsavstand for nærhetsdetonatorens detektor. På tegningene er søkestrålen 7 bare indikert med stiplede linjer. Hensikten er faktisk at søkestrålen har en sideutstrekning som er så liten som mulig. Rommet rundt banen 5 og som avsøkes av detonatoren 6 er på fig. 1 grovt skissert som en sinuskurve som skal illustrere den maksimale dekningsradius under dennes rotasjon om banen 5 slik at det egentlig dannes en sammensatt skruelinjeflate. Når detonatoren 6 har registrert målet 4, aktiveres prosjektilets eksplosive ladning 8, hvoretter en skur av splinter slynges ut i en aktiv kjegle i samme retning som søkestrålens 7 retning i øyeblikket, det vil si tilnærmet mot målet 4.

Prosjektilet 3 vist på fig. 2 omfatter som nevnt nærhetsdetonatoren 6 i spissen og med tilhørende elektronikk som kan omfatte en programmerbar mikroprosessor, og bak prosjektilspissen ligger den eksplosive ladning 8. Bak denne har prosjektilet sin hoveddrivmotor 9, og i hekkpartiet ligger en startladning 10. Nærhetsdetonatoren 6 kan f.eks. ha en optisk/elektronisk ("optronisk") lasersøkemekanisme tilknyttet et brannrør, søkemekanismen kan baseres på registrering av infrarødt lys, eller andre typer kan finne anvendelse. Et krav til detonatoren er at den maksimalt skal ha fire konsentrerte søkestråler 7 fordelt jevnt rundt prosjektilets omkrets og med meget liten strålebredde normalt på strålretningen.

Fig. 2 viser også to forskjellige posisjoner av målet 4 (4' og 4") når det nås av detonatorens 6 søkestråle 7 hhv. 7\ Disse to posisjoner har forskjellig avstand fra banen 5. Når detonatoren 6 indikerer et mål i posisjon 4", aktiveres ladningen 8 og splintene sendes ut mot målet langs den viste splintretning 11' som representerer midtlinjen i mengden av splinter.

I starten vil splintskuren ha en bevegelse som er noe skrått rettet forover i forhold til prosjektilbanen, men etter hvert som luftmotstanden virker inn, vil splintretningen bli radial og bøye av slik det er illustrert med målposisjonen 4" og splintretningen 11".

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for bekjempning av luftmål (4) ved hjelp av et prosjektil (3) som er ladet med en eksplosiv ladning (8) og utrustet med en nærhetsdetonator (6), hvor prosjektilet (3) avfyres for å følge en bane (5) mot målet (4) under rotasjon om prosjektilets egen lengdeakse, hvor den eksplosive ladning (8) aktiveres for detonasjon og sender splinter i en splintretning (11', 11") mot målet (4), idet ladningen (8) aktiveres av nærhetsdetonatoren (6) når denne indikerer nærhet til målet (4), hvor nærhetsdetonatoren (6) er gitt maksimalt fire konsentrerte søkestråleretninger for søkestråler (7) som sideveis er meget smale, idet søkestråleretningene danner en vinkel på 15-90° i forhold til prosjektilets bane (5), og hvor nærhetsdetonatorens (6) søkestråler (7) er koordinerte med splintretningen eller splintretningene (11', 11"), karakterisert ved at nærhetsdetonatoren (6), som er utformet med to identiske søkearmer som er anordnet meget nær hverandre og ellers er identiske, indikerer målet (4) ved å ta hensyn til forskjellige registreringer fra begges søkearmer som en indikasjon på det faktum at målet (4) som prosjektilet (3) er rettet mot, befinner seg i en bekjempbar avstand, som følge av hvilket den eksplosive ladning (8) aktiveres, mens registreringer som er identiske med hensyn til tidspunkt og registreringsinnhold fra begge armer blir å betrakte som en feilindikasjon.

2. Våpen for anvendelse i kombinasjon med fremgangsmåten ifølge krav 1 og innrettet for å bekjempe luftmål (4), hvilket våpen omfatter et prosjektil (3) som er fylt med en eksplosiv ladning (8) og utrustet med en nærhetsdetonator (6), hvor prosjektilet (3) skytes ut i en prosjektilbane (5) mot målet (4) under rotasjon om prosjektilets egen lengdeakse, og en splintdannende prosjektilhylse som i det minste delvis er anordnet inntil den eksplosive ladning (8), hvor nærhetsdetonatoren (6) inkorporert i prosjektilet (3) har maksimalt fire søkestråleretninger for søkestråler (7) som sideveis er meget smale og som danner en vinkel på 15-90° i forhold til prosjektilbanen (5), og hvor prosjektilets (3) splintdannende hylse er utformet slik at den splintspredning som dannes i en splintretning (11', 11") ved detonasjonen av den eksplosive ladning (8) skyter ut i retning mot hvert mål (4) som indikeres av nærhetsdetonatoren (6), karakterisert ved at nærhetsdetonatoren (6), for å identifisere aktuelle mål (4) og eliminere feilindikasjoner, er utformet med to søkearmer som er stilt meget nær hverandre og ellers er identiske, og at videre nærhetsdetonatoren (6) er koplet til en mikroprosessor som er programmert for å aktivere den eksplosive ladning (8) i tilfelle de to søkearmer indikerer forskjellig registrering av mål, i motsetning til tilfellet når de to søkearmer gir identisk registrering av et mål, hvilket da er å betrakte som en indikasjon på det faktum at registreringen gjelder deteksjon av bakken, vann, skyer eller andre feilsignalkilder.