DE102006028596A1

DE102006028596A1 - destination

Info

Publication number: DE102006028596A1
Application number: DE102006028596A
Authority: DE
Inventors: Bernt Dr. Obkircher
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2007-12-27
Also published as: EP1870663A3; EP1870663A2; ES2328638T3; ATE438073T1; EP1870663B1; DE502007001164D1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flugziel mit einem elektrisch betriebenen Heizdraht (1) zur Erzeugung von Infrarotstrahlung, wobei der Heizdraht (1) in mehreren Windungen W um eine Achse Z aufgewickelt ist, wobei die Wicklung entlang der Achse Z verläuft und die von der ersten Windung W_a eingeschlossene Fläche größer als die von der letzten Windung W_e eingeschlossene Fläche ist.The invention relates to a flight target with an electrically operated heating wire (1) for generating infrared radiation, wherein the heating wire (1) is wound in several turns W about an axis Z, wherein the winding along the axis Z and that of the first turn W_a enclosed area is greater than the area enclosed by the last turn W_e.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluggerät zur IR-Flugzieldarstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an aircraft for IR-target aircraft according to the preamble of the claim 1.

Zum Zwecke der Übung für Boden/Luft- oder Luft/Luft-Waffensysteme mit Infrarot(IR)-Lenkung werden unbemannte Fluggeräte als Flugziele verwendet. Diese Fluggeräte können Schleppflugkörper oder Drohnen sein. Sie sollen möglichst nicht nur die kinetischen Eigenschaften der echten Ziele (z.B. Kampfflugzeuge) simulieren, sondern auch die gleiche Infrarot-(IR)-Abstrahlung aufweisen.To the Purposes of the exercise for ground / air or air / air weapon systems with infrared (IR) steering are unmanned Aircraft used as destinations. These aircraft can be towed or Be drones. You should as possible not only the kinetic properties of the real targets (e.g., fighter jets) but also have the same infrared (IR) radiation.

Aus DE 40 24 263 C1 sind selbstgetriebene Flugkörper mit pyrotechnisch betriebenen Glühladungen bekannt. Die IR-Abstrahlung wird im Wesentlichen dadurch erzielt, dass die Glühladung eine am Heck des Flugkörpers angeordnete dünne Metallplatte aufheizt.Out DE 40 24 263 C1 Self-propelled missiles are known with pyrotechnically operated incandescent charges. The IR radiation is essentially achieved by the fact that the glow charge heats up a thin metal plate arranged at the rear of the missile.

Bekannt sind Schleppflugkörper und Zieldrohnen, die die gewünschte IR-Abstrahlung mit so genannten Tracking-Flares erzeugen. Diese haben den Nachteil, dass sie im Visuellen sichtbar sind und eine Rauchfahne hinter sich her ziehen. Darüber hinaus ist die spektrale Charakteristik dieser Flares nicht an die Strahlung der echten Ziele angepaßt. Außerdem sorgen Ungleichmäßigkeiten im Abbrand der Flares für unerwünschte Track-Probleme im IR-Suchkopf.Known are tow plow bodies and target drones that the desired Generate IR radiation with so-called tracking flares. These have the disadvantage that they are visible in the visual and a Pull the smoke trail behind you. In addition, the spectral Characteristic of these flares not to the radiation of the real goals customized. Furthermore ensure irregularities in the burnup of the flares for undesirable Track issues in the IR seeker.

Aus EP 0 876 579 B1 und WO 00/29804 sind Flugziele bekannt, bei welchen heiße Gase aus einem mitgeführten Brenner in die Nase der Flugziele geleitet werden. Dort werden die Teile der Nase aufgeheizt und dienen als Infrarotstrahler. Nachteilig ist hier neben dem aufwendigen Brenneraufbau und der komplizierten Zuluft- und Abgasführung zur Sicherstellung einer stabilen Verbrennung, dass die Nase vom Fahrtwind von außen stark gekühlt wird, so dass zur Erzielung einer ausreichenden IR-Abstrahlung sehr hohe Heizleistungen notwendig sind.Out EP 0 876 579 B1 and WO 00/29804 Flight destinations are known in which hot gases are passed from a entrained burner in the nose of the destinations. There, the parts of the nose are heated and serve as infrared radiators. The disadvantage here, in addition to the complex burner design and the complicated Zuluft- and exhaust system to ensure stable combustion that the nose is strongly cooled by the wind from the outside, so that very high heat outputs are necessary to achieve a sufficient IR radiation.

Aus DE 102 10 433 C1 ist ein Flugziel bekannt, bei welchem eine Fluggasturbine in Flugrichtung vor der Nase des Flugziels angeordnet ist. Die sich im Abgasstrahl der Fluggasturbine befindliche Nase des Flugziels dient als Infrarotstrahler. Ein Nachteil dieser Anordnung ist die schlechte Aerodynamik des Flugziels.Out DE 102 10 433 C1 is a destination known in which an aircraft gas turbine is arranged in the direction of flight in front of the nose of the destination. The nose of the target located in the exhaust gas jet of the aircraft gas turbine serves as an infrared radiator. A disadvantage of this arrangement is the poor aerodynamics of the destination.

Aus EP 0 911 601 B1 ist ein Flugziel bekannt, bei welchem in der Nase ein elektrisch betriebener Heizdraht auf einer flachen Radiatorplatte angeordnet ist. Ein Nachteil dieser Anordnung ist, dass eine IR-Abstrahlung nur in Flugrichtung möglich ist. Eine IR-Abstrahlung seitlich zur Flugrichtung ist nur mit großem baulichen Aufwand möglich.Out EP 0 911 601 B1 is a destination known in which an electrically operated heating wire is arranged on a flat radiator plate in the nose. A disadvantage of this arrangement is that an IR radiation is possible only in the direction of flight. An IR radiation laterally to the direction of flight is possible only with great structural complexity.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Flugziel anzugeben, mit welchem eine räumliche IR-Abstrahlung in Flugrichtung und seitlich zur Flugrichtung ohne großen baulichen Aufwand möglich ist.It Object of the invention to provide a generic destination, with which a spatial IR radiation in the direction of flight and laterally to the direction of flight without huge Structural effort possible is.

Diese Aufgabe löst das Flugziel mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.These Task solves the destination with the features according to claim 1. Other advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Erfindungsgemäß ist der Heizdraht in mehreren Windungen W um eine Achse Z aufgewickelt ist, wobei die Wicklung entlang der Achse Z verläuft und die von der ersten Windung W_a eingeschlossene Fläche größer als die von der letzten Windung W_e eingeschlossene Fläche ist. Dadurch wird gewährleistet, dass eine IR-Abstrahlung in einen großen Raumwinkel möglich ist. Außerdem wird der bauliche Aufwand bei optimaler Raumausnutzung gering gehalten.According to the invention Heating wire in several turns W is wound around an axis Z, wherein the winding runs along the axis Z and that of the first Winding W_a enclosed area greater than is the area enclosed by the last turn W_e. This will ensure that an IR radiation in a large solid angle is possible. Furthermore The construction effort is kept low with optimal space utilization.

Unter einer von einer Windung eingeschlossenen Fläche wird dabei die Fläche verstanden, welche die jeweilige Windung in einer Projektionsfläche senkrecht zur Achse Z einschließt.Under a surface enclosed by a turn is understood to mean the surface, which the respective turn in a projection surface vertically to axis Z includes.

Der erfindungsgemäße Heizdraht bildet somit eine in Richtung der Achse Z gezogene Wicklung. Das Wickelgebilde weist zumindest Abstrahlflächen senkrecht und parallel zur Achse Z auf. Das Wickelgebilde kann aber auch weitere Abstrahlflächen in anderen Raumrichtungen als senkrecht oder parallel zur Achse Z aufweisen.Of the Heating wire according to the invention thus forms a drawn in the direction of the axis Z winding. The Winding structure has at least radiating surfaces perpendicular and parallel to the axis Z on. But the winding structure can also other radiating surfaces in others Have spatial directions as perpendicular or parallel to the axis Z.

Die Abstrahlfläche in z.B. Flugrichtung ist definiert durch die Projektion des Wickelgebildes auf eine Ebene senkrecht zur Achse Z, wenn die Achse Z parallel zur Flugachse des Flugziels ausgerichtet ist. Die Abstrahlfläche seitlich zur Flugrichtung ist für den gleichen Fall entsprechend definiert durch eine Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Achse Z.The radiating in e.g. Flight direction is defined by the projection of the winding structure on a plane perpendicular to the axis Z, when the axis Z is parallel is aligned to the flight axis of the destination. The radiating surface laterally to the direction of flight is for the same case defined by a projection on one Plane perpendicular to the axis Z.

Im einfachsten Fall ist der Heizdraht zu einer konischen Spirale gewickelt. Unter einer konischen Spirale, auch als kegelförmige Raumspirale bezeichnet, versteht man eine Überlagerungskurve von Spirale und Schraube. Eine Spirale ist dabei ein Gebilde in der Ebene, ähnlich den Rillen einer Schallplatte. Eine Schraube ist ein räumliches Gebilde entlang des Mantels eines Zylinders.in the In the simplest case, the heating wire is wound into a conical spiral. Under a conical spiral, also referred to as a conical space spiral, one understands an overlay curve from spiral and screw. A spiral is a structure in the plane, similar the grooves of a record. A screw is a spatial one Formations along the mantle of a cylinder.

Mit anderen Worten, der Heizdraht ist um die Achse Z gewickelt ist, wobei sich der Durchmesser D der einzelnen Windungen der Wicklung in Längsrichtung der Achse verjüngt. Die Wicklung um die Achse Z erfolgt zweckmäßig symmetrisch. Unter dem Durchmesser D wird hierbei der mittlere Durchmesser der jeweiligen Windung verstanden. Bei einer quadratischen Wicklung, d.h. die Windung bildet die Umrandung eines Quadrats ist der Durchmesser die Diagonale des Quadrats.In other words, the heating wire is wound around the axis Z, wherein the diameter D of the individual turns of the winding tapers in the longitudinal direction of the axis. The winding about the axis Z is expediently symmetrical. The diameter D is understood to mean the average diameter of the respective turn. In a square winding, ie the winding forms the Outline of a square is the diameter of the diagonal of the square.

Mit der Erfindung ist somit eine IR-Abstrahlung nicht nur in Flugrichtung des Flugziels, sondern auch seitlich dazu möglich.With The invention is thus an IR radiation not only in the direction of flight of the destination, but also laterally possible.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:The Invention as well as further advantageous embodiments of the invention explained in more detail below with reference to figures. Show it:

1 einen erfindungsgemäßen Heizdraht, 1 a heating wire according to the invention,

2 einen senkrechten Schnitt entlang der Längsachse eines erfindungsgemäßen Flugziels. 2 a vertical section along the longitudinal axis of a flight destination according to the invention.

1 zeigt beispielhaft einen erfindungsgemäßen Heizdraht in Form einer Heizspirale. Der Heizdraht 1 weist ein erstes Ende 2 und ein zweites Ende 3 auf. Das erste Ende 2 verläuft dabei parallel zur Symmetrieachse Z. 1 shows an example of a heating wire according to the invention in the form of a heating coil. The heating wire 1 has a first end 2 and a second end 3 on. The first end 2 runs parallel to the axis of symmetry Z.

In diesem Beispiel beschreibt der Heizdraht 1 die Form einer Heizspirale, wobei sich das eine Ende 2 näher an der Achse Z befindet als das andere Ende 3. Die erste Windung W_e umrandet dabei eine größere Fläche als die letzte Windung W_e der Wicklung.In this example, the heating wire describes 1 the shape of a heating spiral, with one end 2 closer to the axis Z than the other end 3 , The first turn W_e surrounds a larger area than the last turn W_e of the winding.

Zweckmäßig besteht der Heizdraht 1 aus einem Element. Es ist aber auch möglich, dass der Heizdraht 1 aus mehreren Elementen aufgebaut ist. Im Weiteren wird der Heizdraht auch als Heizelement bezeichnet.Appropriately, there is the heating wire 1 from an element. But it is also possible that the heating wire 1 is made up of several elements. In addition, the heating wire is also referred to as a heating element.

Der Heizdraht 1 besteht aus einem temperaturbeständigen Material, z.B. Nickelchrom. Es sind aber auch andere Materialzusammensetzungen möglich, deren Temperaturbeständigkeit bei bis zu 750°C liegt.The heating wire 1 consists of a temperature-resistant material, eg nickel chrome. However, other material compositions are possible whose temperature resistance is up to 750 ° C.

Die Ganghöhe der einzelnen Wicklungen ist zweckmäßig gering, z.B. kleiner als der Durchmesser des Heizdrahtes, um ein gute Überdeckung des Trägerkörpers zu erreichen. Dadurch wird eine möglichst große Länge des gewickelten Heizdrahtes erreicht, wodurch eine effektive IR-Abstrahlung gewährleistet wird.The pitch the individual windings is suitably low, e.g. less than the diameter of the heating wire to a good coverage of the support body too to reach. This will one as possible size Length of the coiled heating wire, resulting in an effective IR radiation guaranteed becomes.

2 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Schnitt entlang der Längsachse eines erfindungsgemäßen Flugziels. Insbesondere ist in 2 der Bug des Flugziels dargestellt. Das Heizelement 1 ist innerhalb des Flugziels 4 angeordnet, wobei das Flugziel 4 im Wesentlichen vom Rumpf 6 und dem IR-Dom 5 begrenzt ist. Das Heizelement 1 ist zweckmäßig in Flugrichtung (Pfeilrichtung) gesehen hinter dem IR-Dom 5 angeordnet. 2 shows a schematic representation of a section along the longitudinal axis of a flight destination according to the invention. In particular, in 2 the bug of the destination shown. The heating element 1 is within the flight destination 4 arranged, with the destination 4 essentially from the hull 6 and the IR dome 5 is limited. The heating element 1 is useful in the direction of flight (arrow) seen behind the IR dome 5 arranged.

Es kann ein Trägerkörper 7 vorhanden sein, auf welchem das Heizelement 1 befestigt ist. Der Trägerkörper 7 weist zweckmäßig eine dem Heizelement 1 ähnliche Form auf. Der Trägerkörper 7 kann z.B. die Form eines Kegels, eines Kegelstumpfes, einer Pyramide, eines Pyramidenstumpfes oder einer Kugelschale aufweisen. Selbstverständlich kann der Trägerkörper 7 auch eine Form eines Doppelkegels, eines Doppelkegelstumpfes, einer Doppelpyramide oder eines Doppelpyramidenstumpfes aufweisen, wobei sich jeweils die Grundflächen der Kegel, Kegelsümpfe, Pyramiden oder Pyramidenstümpfe berühren. Dadurch wird eine IR-Abstrahlung in einen großen Raumwinkelbereich gewährleistet. Bekannte IR-Strahler emittieren IR-Strahlung im Wesentlichen nur in Flugrichtung bzw. können nur mit einem erheblichen baulichen Aufwand einen größeren Raumwinkelbereich ausleuchten.It can be a carrier body 7 be present on which the heating element 1 is attached. The carrier body 7 expediently has a heating element 1 similar form. The carrier body 7 may for example have the shape of a cone, a truncated cone, a pyramid, a truncated pyramid or a spherical shell. Of course, the carrier body 7 also have a shape of a double cone, a double truncated cone, a double pyramid or a Doppelpyramidenstumpfes, each touching the bases of the cones, cone bottoms, pyramids or truncated pyramids. This ensures IR radiation in a large solid angle range. Known IR emitters emit IR radiation substantially only in the direction of flight or can only illuminate a larger solid angle range with a considerable structural complexity.

Selbstverständlich ist es aber jede andere Form eines Trägerkörpers 7 möglich, bei welcher sich der Trägerkörper 7 zumindest teilweise von einem großen Durchmesser zu einem kleinen Durchmesser hin verjüngt.Of course, it is every other form of a carrier body 7 possible, in which the carrier body 7 at least partially tapered from a large diameter to a small diameter.

Der IR-Dom 5 besteht vorteilhaft aus einem infrarotdurchlässigen Material, insbesondere aus Zinksulfid, Zinkselenid oder Magnesiumfluorid. Das infrarotdurchlässige Material wird zweckmäßig so gewählt, dass die Transmission von IR-Strahlung im Wellenlängenbereich von 3–5 μm und/oder 8–12 μm maximal ist. Der IR-Dom 5 ist zweckmäßig sphärisch, d.h. als Kugelschale ausgeführt. Dadurch wird eine optimale Aerodynamik des Flugziels erreicht.The IR dome 5 is advantageously made of an infrared-transparent material, in particular zinc sulfide, zinc selenide or magnesium fluoride. The infrared-transparent material is expediently chosen so that the transmission of IR radiation in the wavelength range of 3-5 microns and / or 8-12 microns is maximum. The IR dome 5 is expedient spherical, ie executed as a spherical shell. This achieves optimum aerodynamics of the destination.

Der Übergang 8 zwischen dem IR-Dom 5 und dem Rumpf 6 ist zweckmäßig stetig ausgeführt. Dadurch wird gewährleistet, dass im Flugbetrieb des Flugziels keine Verwirbelungen an der Kontaktstelle 8 zwischen IR-Dom 5 und Rumpf 6 entstehen, wodurch der Luftwiderstand des Flugziels beeinträchtigt werden würde.The transition 8th between the IR dome 5 and the hull 6 is expediently executed steadily. This ensures that there is no turbulence at the point of contact during the flight operation of the destination 8th between IR dome 5 and hull 6 arise, which would affect the air resistance of the destination.

Der Übergang 8 befindet sich dabei, in Flugrichtung gesehen, auf gleicher Höhe zur Grundfläche G des Trägerkörpers 7. Selbstverständlich kann sich der Übergang 8 auch in Flugrichtung gesehen hinter der Grundfläche G des Trägerkörpers 2 befinden.The transition 8th is located, seen in the direction of flight, at the same height to the base G of the carrier body 7 , Of course, the transition can 8th also seen in the direction of flight behind the base G of the carrier body 2 are located.

Für den Fall, dass das Heizelement 1 freitragend ist, d.h. es ist kein Trägerkörper vorhanden, kann sich der Übergang 8 in Flugrichtung gesehen hinter dem Heizdraht 1 befinden.In the event that the heating element 1 is cantilevered, ie there is no carrier body, the transition can 8th Seen in the direction of flight behind the heating wire 1 are located.

2 zeigt, dass das eine Ende 2 des Heizelements 1 parallel zur Symmetrieachse S des Trägerkörpers 7 geführt ist. Das andere Ende 3 ist am Rand des Trägerkörpers 7 geführt. 2 shows that one end 2 of the heating element 1 parallel to the axis of symmetry S of the carrier body 7 is guided. The other end 3 is at the edge of the carrier body 7 guided.

Zweckmäßig umfasst das Flugziel 4 ein System zur Temperaturregelung (nicht dargestellt). Das Regelungssystem kann dabei die Temperatur des Heizelements 1 kontinuierlich oder stufenweise verändern. Zweckmäßig erfolgt die Veränderung der Temperatur während des Fluges. Hierzu ist es möglich, dass das Flugziel 4 Mittel umfasst, welche die aktuelle Temperatur des Heizelements 1 an eine Bodenstation übermitteln können.Suitably includes the destination 4 a system for temperature control (not shown). The Control system can be the temperature of the heating element 1 change continuously or in stages. It is expedient to change the temperature during the flight. For this it is possible that the destination 4 Means includes, which is the current temperature of the heating element 1 can transmit to a ground station.

Das Heizelement 1 wird erfindungsgemäß elektrisch betrieben, wobei die Stromversorgung durch mitgeführte Generatoren oder Akkus erfolgt.The heating element 1 is electrically operated according to the invention, wherein the power is supplied by entrained generators or batteries.

Der Trägerkörper 7 ist zweckmäßig aus einem wärmeisolierenden Material mit einer hohen Temperaturbeständigkeit gefertigt, z.B. Keramik.The carrier body 7 is suitably made of a heat-insulating material with a high temperature resistance, such as ceramic.

Das Heizelement 1 kann in einer ersten Ausführung direkt auf der Oberfläche des Trägerkörpers 7 aufgebracht sein, z.B. durch Löten, Schweißen oder Kleben. In einer zweiten Ausführungsform kann das Heizelement aber auch beabstandet an dem Trägerkörper angebracht sein, z.B. durch Abstandshalter (nicht dargestellt) zwischen der Oberfläche des Trägerkörpers und dem Heizelement.The heating element 1 can in a first embodiment directly on the surface of the carrier body 7 be applied, eg by soldering, welding or gluing. In a second embodiment, however, the heating element may also be mounted at a distance from the carrier body, for example by spacers (not shown) between the surface of the carrier body and the heating element.

Der Trägerkörper 7 kann auf der Oberfläche in dem Bereich in welchem die Heizspirale 1 den Trägerkörper 7 bedeckt mit einer leitfähigen Schicht 9, z.B. eine Ag-Schicht beschichtet sein. Diese Schicht 9 reflektiert die von dem Heizelement 9 emittierte IR-Strahlung, wodurch die Ausbeute an in einen Raumwinkelbereich emittierter IR-Strahlung verbessert wird.The carrier body 7 may be on the surface in the area where the heating coil 1 the carrier body 7 covered with a conductive layer 9 For example, an Ag layer may be coated. This layer 9 reflects from the heating element 9 emitted IR radiation, whereby the yield of light emitted in a solid angle range IR radiation is improved.

Das Heizelement 1 kann in 2 auch selbstverständlich ohne den Trägerkörper 7 mit einem Fachmann bekannten Maßnahmen am Rumpf des Flugziels 4 befestigt sein. In diesem Fall kann das beispielhafte Heizelement in 2 auch um 180° gedreht angeordnet sein, d.h. die Windung W_e mit der kleineren Fläche liegt in Flugrichtung gesehen hinter der Windung W_a mit der größeren Fläche.The heating element 1 can in 2 also, of course, without the carrier body 7 with measures known to a person skilled in the fuselage of the destination 4 be attached. In this case, the exemplary heating element in 2 Also be rotated by 180 °, ie the winding W_e with the smaller area is seen in the direction of flight behind the winding W_a with the larger area.

Claims

Destination with an electrically operated heating wire ( 1 ) for generating infrared radiation, characterized in that the heating wire ( 1 ) is wound in a plurality of turns W about an axis Z, wherein the winding is along the axis Z and the area enclosed by the first turn W_a is greater than the area enclosed by the last turn W_e.

Aircraft of claim 1, characterized in that the axis Z parallel to the longitudinal axis S flight target ( 4 ) is aligned.

Aircraft target according to claim 1 or 2, characterized in that the heating wire ( 1 ) on a carrier body ( 7 ) is applied.

Aircraft target according to claim 3, characterized in that the carrier body ( 7 ) has the shape of a cone, a truncated cone, a pyramid, a truncated pyramid or a spherical shell.

Aim according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the carrier body ( 7 ) is a heat insulator.

Aircraft objective according to one of the preceding claims 3-5, characterized in that the carrier body ( 7 ) with a conductive layer ( 9 ) is coated.

Aircraft target according to one of the preceding claims 1-6, characterized in that the heating element ( 1 ) behind an IR dome ( 5 ) of zinc sulfide, zinc selenide or magnesium fluoride is attached.

Aim according to claim 7, characterized in that the IR dome ( 5 ) is spherical shell-shaped.

Aircraft target according to claim 7 or 8, characterized in that the transition ( 8th ) between the fuselage of the destination ( 4 ) and the IR dome ( 5 ) is steady.