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Die
vorliegende Erfindung betrifft Flächenflares zur Scheinzielerzeugung
zur Abwehr von infrarotgesteuerten Lenksuchflugkörpern
gemäß den Ansprüchen 1 und 8, die Verwendung
von folienförmigen Treibladungspulvern als Flächenflares
gemäß Anspruch 11, die Verwendung derselben als
Trägerfolien für Flächenflares gemäß Anspruch
12 sowie eine Munition gemäß Anspruch 14.
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Infrarotstörstrahler
zum Schutz von Zielen gegen Treffer durch mit auf Infrarotstrahlung
ansprechendem Zielsuchgerät ausgerüstete Geschosse,
beispielsweise Raketen, der bei Annäherung des Geschosses an
das Ziel in dem zielbenachbarten Luftraum absinkt, sind bereits
bekannt.
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So
beschreibt beispielsweise die
DE 23 59 758 C1 Flächenflares mit
einer Flarewirkmasse, bei der die Inertkomponenten aus Metallträgerfolien
bestehen, die mit der Flarewirkmasse beschichtet sind. Es handelt sich
dabei um einen Infrarotstörstrahler, bei dem das Gewichts-
oder Mengenverhältnis zwischen der Flarewirkmassekomponente
und der Inertkomponente unter dem Gesichtspunkt einer Verlängerung
der Strahlungsdauer durch Verlangsamung des Abbrandes optimiert
ist, ohne besondere Anpassung der spektralen Strahldichteverteilung
an diejenige der zu simulierenden Zielsignatur.
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Gemäß der
Lehre der
DE 23 59
758 C1 besteht ein Folienstreifen aus einer Trägerfolie,
die sandwichartig, beidseits mit einer Beschichtung versehen ist.
Die Trägerfolie kann aus dünnem Papier, insbesondere
Seidenpapier, Karton oder dünnen Metallfolien, etwa Aluminiumfolien,
gefertigt sein. Die Beschichtungsmasse besteht aus einer Kunststoffpaste,
wie Polyvinylchloridpaste, Weichmacher, zum Beispiel Dioctylphthalat,
Dispergiermittel, insbesondere Testbenzin und dem eigentlichen Brandstoff.
Als Brandstoff werden gemäß der Lehre der
DE 23 59 758 Leichtmetallpulver
wie Magnesium-, Aluminium- oder Leichtmetall-Legierungspulver oder
auch roter Phosphor verwendet. Die Brennbarkeit kann außerdem
durch Zuschlagstoffe, wie Oxidationsmittel, zum Beispiel anorganische
Nitrate und Metalloxide verbessert werden. Gemäß der
Lehre der
DE 23 59
758 C1 werden die Komponenten der Flarewirkmassenbeschichtung
in Testbenzin dispergiert, um die Beschichtungsmasse streich- und
spritzfähig zu machen.
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Nachteilig
hierbei ist jedoch, daß das Papier nach dem Zünden
der Flarewirkmasse nur schlecht mitverbrennt und unter Umständen
die IR-Signatur stört.
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Die
DE 28 11 016 01 beschreibt
ebenfalls Wurfmittel für Wurfkörper zur Bildung
von Infrarotscheinzielen in Form brennbarer dünner kreissegmentförmiger
Blättchen (Flares).
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Die
Blättchen der Lehre dieses Standes der Technik bestehen
aus einem Trägermaterial aus Papier oder Aluminium mit
einer wenigstens einseitig aufgebrachten, langsam abbrennenden Brennschicht
aus einer Brandpaste.
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Die
Brandpaste gemäß der Lehre der
DE 28 11 016 besteht aus Bor und/oder
Borlegierungen und aus einem Kunststoff, ferner bis zu 40 Gew.-%
Sauerstoffträger und/oder aktivem Metallpulver und/oder
aktivem Metallegierungspulver. Als Sauerstoffträger kommt
unter anderem Bleioxid in Betracht und als Metallpulver werden Manganpulver,
Zirkoniumpulver, Cerpulver und/oder Borlegierungspulver offenbart.
Das Bindemittel besteht im wesentlichen aus Polyvinylchlorid.
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Brennbare
Schichten aus Brandpaste auf Basis von rotem Phosphor und insbesondere
Bor sind gemäß der Lehre der
DE 28 11 016 bevorzugt.
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Zur
Herstellung der vorzugsweise kreissegmentförmigen Blättchen
mit einer Brandpaste auf Basis von rotem Phosphor wird eine Kombination
aus einer Kunststoffpaste, vorzugsweise einer Paste aus Polyvinylchlorid,
einem Weichmacher für Polyvinylchlorid, vorzugsweise Dioctylphthalat
und/oder Diphenyloctylphosphat und wenigstens einem Metallpulver,
wie Magnesium-Aluminium- oder Leichtmetalllegierungspulver mittels
eines organischen Lösungsmittels, zum Beispiel Testbenzin
vermischt und auf die Trägerfolie aufgestrichen und dann
bei einer Temperatur von maximal 180°C geliert, beziehungsweise
getrocknet. Bei Bedarf wird dann eine Passivierungsschicht aus Kunststoff
auf die Brandmasse aufgetragen und ebenfalls angetrocknet.
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Auch
beim Stand der Technik der
DE
28 11 016 bewirkt das nicht pyrotechnisch aktive Trägermaterial, daß die
IR-Charakteristik der abbrennenden Flares unter bestimmten Umständen
gestört werden kann.
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Die
DE 43 07 237 C1 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von Metallpulver enthaltenden pyrotechnischen
Wirkmassen auf wäßriger Basis, beschichtete Metallpulver
sowie deren Verwendung.
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Dabei
ist es das Ziel der
DE
43 07 237 C1 ein Verfahren zur Herstellung von pyrotechnischen
Wirkmassen, die als wirksames Prinzip roten Phosphor und Kombinationen
mit Metallpulver neben anderen üblichen Zuschlagstoffen
enthalten, bereitzustellen, bei dem die Wirkmasse in einem wäßrigen
System verarbeitet werden kann, ohne daß das einen Teil
der Wirkmasse bildende Metallpulver inaktiviert wird oder eine explosionsartige
Reaktion auslösen kann.
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Nach
der Lehre der
DE 43
07 237 C1 wird dieses Ziel erreicht durch Beschichtung
von Metallpulvern mit einer sehr dünnen Schicht aus einem
Kunststoff, der in Wasser und verdünnten Säuren
unlöslich und für Wasser und Sauerstoff im wesentlichen
undurchlässig ist.
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Die
Beschichtung auf den Metallteilchen darf gemäß dieser
Lehre des Standes der Technik nicht mehr als 5 Gew.-%, bezogen auf
die Gesamtmasse des Metallpulvers, betragen.
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Eine
derartig dünne Beschichtung wird gleichmäßig
auf die Metallpulver aufgebracht, indem man ein an sich bekanntes
Wirbelschichtverfahren, insbesondere Vakuumwirbelschichtverfahren
verwendet.
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Als
geeignete Kunststoffe zur Beschichtung der Teilchen des Metallpulvers
werden Polymere oder Copolymere auf Basis von Acrylsäure,
Methacrylsäure, Acrylsäureestern und/oder Methacrylsäureestern
beschrieben.
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Das
mit dem Kunststoff derart beschichtete Metallpulver kann in dieser
Form gelagert werden und wird zur Herstellung einer pyrotechnischen
Wirkmasse in Wasser aufgeschlämmt, zum Beispiel mit rotem
Phosphor vermischt und dann in die gewünschte Form gebracht.
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Der
rote Phosphor wird als solcher der pyrotechnischen Wirkmasse zugesetzt.
Die Herstellung von Flares im allgemeinen und von Flächenflares
im besonderen wird in der
DE
43 07 237 C1 nicht beschrieben.
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Ausgehend
vom Stand der Technik der
DE
23 59 758 C1 ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
Flächenflares und Munition zur Scheinzielerzeugung zur
Abwehr von infrarotgesteuerten Lenksuchflugkörpern zur
Verfügung zu stellen, welche – nach Zündung – ein
mäßig abbrennendes Trägermaterial aus
Papier, Karton oder Aluminium und die damit verbundenen Nachteile
wenigstens weitgehend vermeiden können.
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Die
obige Aufgabe wird – unabhängig voneinander – durch
die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und
8 gelöst.
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Verwendungstechnisch
wird die obige Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 11
und 12 gelöst.
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Bezüglich
einer Munition erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 14.
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Die
Tatsache, daß wenigstens ein Teil der Trägerfolie
für das Flächenflare aus wenigstens einem Treibladungspulver
gebildet ist, hat den Vorteil, daß die in dem Stand der
Technik üblichen Trägerfolien aus Kunststoff,
Papier, Pappe, Karton oder Aluminium vermieden werden können,
und daß die Trägerfolie selbst mit in die Infrarotabrenncharakteristik
der Wirkmasse miteinbezogen werden kann.
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Erfindungsgemäße
Trägerfolien können mit Dicken von > 0,05 mm hergestellt
werden durch Walzen oder Folienblasen der Treibladungspulver, insbesondere
Nitrocellulose.
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Eine
andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Flächenflares ist in Anspruch 8 beansprucht. Hier wird
eine Mischung aus einem Treibladungspulver und der pyrotechnischen
Wirkmasse hergestellt und aus dieser Gesamtmischung eine Folie hergestellt,
beispielsweise durch das Folienblasverfahren oder durch Walzen,
so daß die eingentliche Trägerfolie entfallen
kann, weil die Folie unmittelbar aus pyrotechnischer Wirkmasse mit
darin enthaltenem Treibladungspulver hergestellt wird und selbst
stabil genug ist, so daß keine Trägerfolie erforderlich
ist.
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Beide
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben den
besonderen Vorteil, daß sie sehr unempfindlich gegenüber
Wasser sind, also ein hervorragendes hykrokopisches Verhalten aufweisen.
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Es
hat sich nämlich überraschend herausgestellt,
daß erfindungsgemäße Flächenflares
einem einstündigen Wasserbad unterzogen und anschließend
auf Entzündbarkeit und Abbrandverhalten geprüft
werden, wobei Flächenflares gemäß dem
Stand der Technik mit Seidenpapierfolie als Trägerfolie
keine Reaktion mehr zeigte, während die erfindungsgemäßen
Flächenflares gemäß beider Ausführungsformen
zwar etwas verzögert reagierten jedoch entzündbar
waren und vollständig abgebrannt sind.
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Die
erfindungsgemäßen Flares können in jede
Munition zur Scheinzielerzeugung eingebracht werden, da sie beliebig
dimensioniert werden können, so daß Munition,
welche Flächenflares nach dem Stand der Technik enthält,
ohne weiteres ersetzt werden kann durch die erfindungsgemäßen
Flächenflares.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Flächenflares
ist es, daß sie auf nahezu jede Anforderung eingestellt
beziehungsweise optimiert werden können, zum Beispiel durch
Art und Menge der Zuschlagsstoffe oder Veränderung der
Geometrie, so daß sie die jeweilige Munitionssorte verbessern
können.
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Darüberhinaus
hat eine Umwelterprobung ergeben, daß die erfindungsgemäßen
Flächenflares den MIL-Standard 810E erfüllen.
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Abhängig
von der Art und Menge der Zuschlagsstoffe kann das Gewicht der erfindungsgemäßen
Flächenflares eingestellt werden.
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Anspruch
11 betrifft eine neue Verwendung von folienförmigen Treibladungspulvern
als Flächenflares, wobei die Treibladungspulver selbst
zusammen mit der pyrotechnischen Wirkmasse zu folienförmigen
Gebilden, welche dann als Flächenflares dienen, geformt
werden.
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Als
weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft
Anspruch 12 die Verwendung von folienförmigen Treibladungspulvern
als Trägerfolien für Flächenflares.
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Schlußendlich
betrifft Anspruch 14 eine Munition zur Scheinzielerzeugung zur Abwehr
von infrarotgesteuerten Lenksuchflugkörpern, welche als
infrarotaktive Wirksubstanz erfindungsgemäße Flächenflares
enthält.
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Gemäß Anspruch
2 sind die Treibladungspulver ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus: rauchstarken Treibladungspulvern; rauchschwachen
Treibladungspulvern, insbesondere POL-Pulver (Pulver ohne Lösungsmittel);
einbasigen Treibladungspulvern, insbesondere solchen auf Basis von
Nitrocellulose; mehrbasigen Treibladungspulvern, insbesondere solchen
auf Basis von Nitrocellulose und/oder Nitroguanidin und/oder Nitroglyzerin
(Glyzerintrinitrat) und/oder Diglykoldinitrat; sowie deren Mischungen.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich gemäß Anspruch
3 herausgestellt, wenn die Trägerfolie der erfindungsgemäßen
Flächenflares vollständig aus dem Treibladungspulver
gebildet ist. Hierdurch kann das Treibladungspulver, beispielsweise
Nitrocellulose, vollständig an der pyrotechnischen Umsetzung
mitwirken, ohne daß sich störende Einflüsse
der nur schlecht brennbaren Materialien der Trägerfolien
des Standes der Technik auf die Infrarotcharakteristik der Flächenflares
auswirken.
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Eine
weitere besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist es, wenn Trägerfolie und Wirkmasse indentisch sind,
was bedeutet, daß beispielsweise eine reine Nitrocellulosefolie
bereits als Flächenflare eingesetzt werden kann ohne jeden
Zusatz von Zuschlagsstoffen.
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Vorzugsweise
sind die Flächenflares gemäß Anspruch
5 beidseits mit der pyrotechnischen Wirkmasse beschichtet, jedoch
wenigstens auf einer Seite der Trägerfolie.
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Gemäß Anspruch
6 ist eine pyrotechnische Wirkmasse bevorzugt, welche zur Infrarot-Scheinzielerzeugung
geeignet ist. Dies ist insbesondere eine solche auf Basis von mikroverkapseltem
rotem Phosphor, vorzugsweise eine Mischung aus:
Kunststoffbindemitteln,
insbesondere Polyvinylchlorid, Polyvinylchlorid-Copolymere mit Butadien,
Ployvinylacetat, Acryl- und Methacrylsäurederivaten, Chloroprene;
Weichmacher,
insbesondere Dioctylphthalat;
Dispergiermittel, insbesondere
Testbenzin;
rotem Phosphor und/oder
Leichtmetallpulvern,
insbesondere solchen aus Magnesium und/oder Aluminium, und/oder
Leichtmetallegierungen; Mangan; Zirkonium; Cer; sowie deren Mischungen;
wobei die einzelnen Körner der Metallpulver vorzugsweise
kunststoffbeschichtet sind; sowie
Oxydationsmitteln, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus:
Metalloxiden, insbesondere hoch
sauerstoffhaltige Oxide des Eisens und Kupfers, Nitraten und Perchloraten der
Alkali- und/oder Erdalkalimetalle.
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Gemäß Anspruch
7 wird die Wirkmasse mittels eines Haftvermittlers auf der Treibladungspulver-Trägerfolie
angeordnet. Dabei ist es bevorzugt, daß Bestandteile beziehungsweise
Zuschlagstoffe der pyrotechnischen Wirkmasse mit in die Trägerfolie
eingearbeitet werden, so daß sich hier einerseits eine
besondere Affinität der Wirkmasse zur Trägerfolie
ergibt und andererseits die Oberfläche der Trägerfolie – abhängig
von der Korngröße der Zuschlagstoffe – aufgerauht
wird, so daß die pyrotechnische Wirkmasse besser daran
haftet.
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Einen
besonderen Vorteil ergibt die Verwendung von mikroverkapseltem roten
Phosphor als Wirkmassebestandteil von Flares auf wäßriger
Basis, da auch der rote Phosphor in feiner Verteilung kritisch sein
kann, so daß er in mikroverkapselter Form innerhalb der
Flarewirkmasse lagerstabil inertisiert ist, jedoch nicht beim Abbrand
durch die Mikroverkapselung behindert wird.
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Selbstverständlich
kann die erfindungsgemäße Flarewirkmasse auf eine
spezielle Infrarotsignatur eingestellt werden, etwa durch Einstellen
eines bestimmten Warm-Kalt-Verhältnisses, so daß auch
im sogenannten Dualmodus arbeitende Lenkflugsuchkörper
die erfindungsgemäßen Flächenflares nach
Zündung als Scheinziel erkennen und so vom zu schützenden
Objekt weggeleitet werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aufgrund der Beschreibung von
Ausführungsbeispielen.
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Beispiel 1: Flächenflares mit
Trägerfolien aus Nitrocellulose
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Mikroverkapselter
roter Phosphor wird von der Firma Clariant AG, Frankfurt und Knappsack
bezogen. Zur Herstellung von beschichteten Magnesiumpulver wird
zunächst ein Magnesiumpulver mit einer durchschnittlichen
Teilchengröße von 90–140 μm
verwendet. 9,0 kg dieses Magnesiumpulvers werden in einer Vakuumwirbelschicht
verwirbelt. Es wird eine Lösung von 3,5% Methacrylsäure-Methylmethacrylat-1:2-Copolymer
in Aceton/Methanol (12%:88%) aufgesprüht. Dabei werden
folgende Prozeßbedingungen eingehalten:
| Systemdruck: | ca.
250 mbar |
| Gaseintrittstemperatur: | ca.
90°C |
| Sprühdruck: | ca.
40 bar |
| Sprührate: | ca.
80 g/min |
| Temperatur
der Sprühlösung: | ca.
60°C |
| Kondensationstemperatur: | ca. –35°C |
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Es
wurden 7,71 kg Lösung versprüht, was einem Filmauftrag
von ca. 3 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Metallpulvermasse, entspricht.
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Eine
pyrotechnische Wirkmasse mit:
62% mikroverkapseltem roten Phosphor
10%
kunststoffbeschichtetem Magnesiumpulver
18% wäßrige
PVC-Dispersion mit 50% Feststoffanteil
10% Zuschlagstoffen
wie Alkalinitraten, Erdalkalinitraten, Perchloraten
wird zuerst
zur groben Vermischung in einem Diosnakneter vermischt, in einer
Dispergieranlage mit Wasser auf die gewünschte Viskosität
gebracht und dann mittels Streichen auf eine Trägerfolie
aus nach dem Folienblasverfahren hergestellte Folien aus dem Treibladungspulver
Nitrocellulose, welche zuvor durch Beimengung von ca. 0,01% Zuschlagsstoffe
als Haftvermittler „aufgerauht„ wurde; und welche
eine Schichtdicke von ca. 30 μm aufweist, kontinuierlich
mit einer Schichtdicke von ca. 200 μm auf die erste Seite
aufgetragen.
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Die
aufgebrachte Flarewirkmasse wird anschließend in einem
Dreikammerumluftofen getrocknet. Die Temperatur darf 140°C
nicht überschreiten, da sonst die Haftung der Wirkmasse
auf dem Trägermaterial angegriffen wird. Die drei Kammern
des Umluftofens werden mit verschiedenen Temperaturen betrieben.
Die erste Kammer wird mit 90°C betrieben. Die beiden restlichen
Kammern werden mit 120°–140°C zur vollständigen Trocknung
betrieben.
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Die
zweite Seite wird nach dem Trocknen der ersten Seite auf die selbe
Weise wie die erste beschichtet und anschließend wiederum
getrocknet.
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Nach
der zweiten Beschichtung werden die Kannten abgeschnitten, so daß stanzbare
Flarebahnen entstehen. Die eigentlichen Flares werden entweder mit
einer Stanzmaschine ausgestanzt oder mit einer Schneidrolle ausgeschnitten.
Das Stanzwerkzeug ist vorzugsweise auf das Stanzgitter abfallminimiert.
Die Schneidesalze erzeugt kein Stanzgitter.
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Die
erfindungsgemäßen Flares werden dann in einen üblichen
Wurfkörper eingebracht und der Wurfkörper mit
einer geeigneten Treibladung aus einem hierfür geeigneten
Schießbecher abgeschossen.
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Die
Anzünd- und Ausstoßmechanismen sind dem Fachmann
wohlbekannt.
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Die
erfindungsgemäßen Flares stellen hervorragende
Infrarotscheinziele dar, die zum Schutz von Flugzeugen, Fahrzeugen,
Panzern, Schiffen, Gebäuden und technischen Anlagen eingesetzt
werden können.
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Ein
entsprechender Wurfkörper wird beispielsweise in der
DE 28 11 016 C1 beschrieben.
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Beispiel 2: Flächenflares aus
Nitrocellulose ohne separate Trägerfolie
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Die
pyrotechnische Wirkmasse ohne PVC/ohne Weichmacher aus Beispiel
1 wird im Verhältnis 1:1 mit Nitrocellulose versetzt und
geknetet. Dann wird die geknetete Masse zu Folien mit einer Schichtdicke
von ca. 500 μm gewalzt und anschließend bei 30°C
für 2 h getrocknet, bis die Folie sich vom Untergrund löst.
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Sowohl
die Flares gemäß Beispiel 1 als auch solche nach
Beispiel 2 sind ausgezeichnet als Erzeuger von Infrarot-Scheinzielen
geeignet.
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Es
werden Sinkgeschwindigkeiten (im standardisierten Fallrohr, Länge
= 1,0 m, Durchmesser 0,2 m) von ca. 0,8 m/s erreicht, so daß die
Sinkgeschwindigkeit signifikant < 1
m/s liegt.
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Das
hygnoskopische Verhalten wurde mittels eines 1 h Wasserbad bei einer
Temperatur von 20°C getestet. Die erfindungsgemäßen
Flares waren entzündbar und brannten vollständig
ab, während die Flares des Standes der Technik mit Seidenpapier
als Trägerfolie nicht mehr entzündet werden konnten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2359758
C1 [0003, 0004, 0004, 0020]
- - DE 2359758 [0004]
- - DE 281101601 [0006]
- - DE 2811016 [0008, 0009, 0011]
- - DE 4307237 C1 [0012, 0013, 0014, 0019]
- - DE 2811016 C1 [0054]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - MIL-Standard
810E [0031]