DE102007061813B3

DE102007061813B3 - Verfahren und Vorrichtung zur gesteuerten Initiierung eines Wirkkörpers nach Einschlag im Bereich eines Ziels

Info

Publication number: DE102007061813B3
Application number: DE200710061813
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Engel
Original assignee: LFK Lenkflugkoerpersysteme GmbH
Current assignee: MBDA Deutschland GmbH
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-12-21

Abstract

Nach dem Einschlag in/an einem Ziel verharrt der Wirkkörper in einer Orientierungsphase, in der mit Hilfe von Sensoren die Umgebungsbedingungen detektiert werden. Die Sensorsignale werden über einen Datenlink einem Operator übermittelt, der seinerseits zu einem geeigneten Zeitpunkt das Kommando für eine wählbare Art der Wirkungsentfaltung gibt. Weiterhin ist auch die Kommunikation und die abgestimmte Wirkungsentfaltung mehrerer benachbart positionierter gleichartiger Wirkkörper vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur gesteuerten Initiierung eines im Bereich eines Ziels befindlichen Wirkkörpers mit einer Zündeinrichtung unter Verwendung wenigstens eines mit der Zündeinrichtung gekoppelten schockfesten Sensors für Umweltbedingungen, dessen Ausgangssignal die Freigabe der Initiierung des Wirkkörpers beeinflusst.
Militärische Konflikte zeichnen sich zunehmend durch Auseinandersetzungen und Einsätze in urbanem Gelände aus. Das bedeutet, dass immer wieder Wirkkörper in unmittelbarer Nähe von Personen zum Einsatz kommen, die nicht unmittelbar mit der Konfliktsituation zu tun haben. Weiterhin sind Kollateralschäden aus einer Vielzahl von Gründen wie beispielsweise Religion, Ethik, Völkerrecht, Politik und Psychologie zumindest zu minimieren. Neu entwickelte Wirkmittel versuchen dieser Forderung durch gezielte Leistungsanpassung und Steuerung der Wirkrichtung gerecht zu werden. So zeigt die DE 33 46 406 C2 eine Vorrichtung zur Bekämpfung von Flugzeugen im Shalter die die Zündung der Wirkladung von Sensoren abhängig macht.
Üblicherweise wird nach dem Einsatz derartiger Wirkmittel deren Wirkung mit Hilfe externer Sensoren oder menschlicher Beobachter beurteilt. Eine Beeinflussung der Wirkungsweise nach dem Zeitpunkt, an dem der Wirkkörper das Ziel erreicht hat, ist bei bisher bekannten Wirksystemen nicht bekannt geworden.
Aus der DE 3426547 A1 ist eine Einrichtung zur adaptiven Zündung eines Explosivkörpers bekannt geworden. Es handelt sich dabei um die Nachschussladung einer Startbahnbombe, die normalerweise durch die Oberfläche der Startbahn eindringt und dort stecken bleiben soll. Die Auslösung der Nachschussladung erfolgt entweder nach einer Verzögerungszeit oder nach dem Ansprechen bestimmter Sensoren. Das bedeutet, dass die gesamte Nachschussladung bei Vorliegen eines mittels der Sensoren erfassbaren Ereignisses in der Nähe der Einschlagstelle initiiert wird. Eine Anpassung der Leistung oder der Wirkrichtung oder andere Möglichkeiten der Adaption an die Umgebungssituation sind nicht vorgesehen.
Die DE 26 20 642 C2 und die DE 44 12 688 A1 zeigen Zündsysteme für Gefechtsköpfe, die ferngesteuert werden können.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln, mit deren Hilfe bei der Initiierung eines Wirkmittels, beispielsweise eines Gefechtskopfes, Kollateralschäden im Bereich, des Ziels noch stärker als bisher vermieden werden können, wobei mittels einer angepassten Wirkung im Ziel geringere Mengen an Wirkmitteln erforderlich sein sollen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur gesteuerten Initiierung eines im Bereich eines Ziels befindlichen Wirkkörpers mittels einer Zündeinrichtung gelöst, welche einen ersten Sensor zur Bestimmung der Position des Wirkkörpers relativ zum Ziel bestimmt und die gewonnenen Positionsdaten als Information aussendet. Weiterhin werden mittels eines weiteren Sensors Umweltbedingungen in der Umgebung des Wirkkörpers bestimmt und als Information ausgesendet. Schließlich werden die gesendeten Informationen in einer sicheren Entfernung mittels einer Empfangseinrichtung empfangen und daraus der Zeitpunkt und die Art einer auslösbaren Wirkung des Wirkkörpers ermittelt oder eine Deaktivierung des Wirkkörpers eingeleitet.
Bedingt durch dieses Auslöseverfahren wird der Wirkkörper am oder im Ziel nicht sofort oder nach einer bestimmten Verzögerungszeit detonativ ausgelöst, sondern er verharrt zunächst scheinbar inert. Dabei ist es für einen Beobachter in der Nähe des Wirkkörpers zunächst nicht erkennbar, dass die Zündeinrichtung die Position des Wirkkörpers und auch die Bedingungen in der unmittelbaren Umgebung dieses Ortes detektiert. Die hieraus gewonnenen Daten werden gesendet und in sicherer Entfernung beispielsweise von einem Operator empfangen und ausgewertet. Erst dann wird entschieden, in welcher Art eine Wirkung erzeugt werden soll. Unter Wirkung wird hierbei das gesamte Spektrum vom inerten Verharren über moderate Reaktionen bis zur Detonation des Wirkkörpers verstanden. Auch die Auslösung der Deaktivierung des Wirkkörpers mittels Deflagration ist vorgesehen. Somit ist es in vorteilhafter Weise möglich den Wirkkörper innerhalb eines weiten Zeitrahmens entweder für die Abschreckung oder für eine moderate bis hin zu einer intensiven Wirkung zu nutzen.
Darüber hinaus kann nicht nur die Position des Wirkkörpers sondern auch seine Lage im Raum im Hinblick auf die möglichen Wirkrichtungen detektiert und an den Empfänger weitergeleitet werden.
In vorteilhafter Weise kann die oben beschriebene Kommunikation auch auf den Austausch von Daten und Anweisungen mit anderen in der Nähe befindlichen Wirkkörpern erweitert werden. Damit kann die Wirkung aller beteiligten Wirkkörper koordiniert, gerichtet oder anderweitig überlagert werden.
Je nach bevorzugter Art der Wirkung kann diese so eingestellt werden, dass die Wirkung gerichtet oder omnidirektional eintritt.
Es ist natürlich auch möglich, den Wirkkörper autark nach Maßgabe der Sensorsignale an die Umgebungsbedingungen angepasst selbsttätig auszulösen.
Schließlich ist es im Rahmen des hier beschriebenen Verfahrens möglich, mittels der Sensoren ausschließlich die Umgebung des Wirkkörpers zu beobachten und dementsprechende Informationen auszusenden ohne dass irgendein Wirkmittel initiiert wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst eine Zündeinrichtung und wenigstens einen mit ihr verbundenen schockfesten Sensor für Umweltbedingungen, wobei die Zündeinrichtung eine Kommunikationseinrichtung enthält, welche die verarbeiteten Sensorsignale an einen Operator oder an benachbarte gleichartige Wirkkörper sendet, wobei der Wirkkörper auch eine Einrichtung zum Empfangen entsprechender Antwortsignale enthält.
Schließlich initiiert die Zündeinrichtung nach Maßgabe der Antwortsignale unterschiedliche Funktionen des Wirkkörpers.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 das zeitliche Schema eines konventionellen Bekämpfungsablaufs und
2 den erfindungsgemäß vorgeschlagenen neuen Bekämpfungsablauf.
Der wesentliche Vorteil des vorliegenden Vorschlags ist, dass beim Einsatz von Wirkmitteln nicht nur die bekannten Phasen durchlaufen werden wie Verschuss, gegebenenfalls Beeinflussung der Wirkung vor dem Auftreffen auf das Ziel, Einsatz des Wirkmittels und gegebenenfalls nachträgliche Beurteilung der Wirkung mittels externer Sensoren oder durch Beobachter (vgl. 1). Impact und Wirkung sind hierbei zeitlich eng gekoppelt. Dabei kann die Wirkung kurz vor dem Impact (z. B. Annäherungszünder), währenddessen (z. B. Aufschlagzünder) oder kurz nach dem Impact (z. B. spezielle Zeitzünder) erfolgen. Die Beurteilung der Wirkung erfolgt im zeitlichen Abstand zum Impact.
Zu diesem Ablauf kommt erfindungsgemäß noch eine weitere Phase hinzu. Nach dem Impact und vor dem eigentlichen Einsatz eines Wirkmittels tritt zusätzlich noch die Orientierungsphase bei, die in verschiedener Weise vorteilhaft genutzt werden kann (vgl. 2).
Voraussetzung ist der Einsatz spezieller hochfester Wirkkörper und schockfester Wirkmittel und Zündeinrichtungen. Die entsprechend ausgelegten Mittel sind so konzipiert, dass nach dem Auftreffen die anschließend noch benötigten Komponenten wie beispielsweise die Sensoren, die Datenübertragungseinrichtung, die Zündeinrichtung und die Wirkmittel keinen Schaden nehmen.
Nach dem Auftreffen beginnt gemäß dem Grundgedanken der Erfindung die Orientierungsphase. Dabei werden mittels eines oder mehrerer Sensoren Informationen über die Umgebung des Wirkkörpers ermittelt und anschließend mit kooperierenden Partnern ausgetauscht. Unter Partnern werden hierbei sowohl menschliche Entscheidungsträger als auch weitere gleichartige Wirkkörper verstanden.
Nach dem Zielkontakt läuft die Orientierungsphase nach folgendem Prinzip ab. Der Wirkkörper sendet ein Signal aus, aufgrund dessen seine Position genau bestimmt werden kann. Weiterhin sendet der Wirkkörper ein Signal aus mit dem seine genau Lage im Raum bestimmt werden kann. Schließlich kann der Wirkkörper mit weiteren Sensoren wie beispielsweise Mikrofon oder Kamera ausgestattet werden, deren Informationen ebenso mit einem Datenlink übertragen werden.
Der menschliche Entscheidungsträger, der diese Informationen und Daten mittels entsprechender Hilfsmittel empfängt, kann dann aufgrund der vielfältigen Informationen aus den mit Hilfe des Wirkkörpers möglichen Aktionen die für die gegebene Situation geeignete Aktion auswählen und starten. Ein entsprechendes Kommando wird über einen Datenlink an den Wirkkörper übertragen. Beispiele möglicher Aktionen werden nachfolgend beschrieben.
Eine Möglichkeit zur Vermeidung von Kollateralschäden besteht darin, dass der Wirkkörper inaktiviert wird. Dadurch entsteht kein weiterer Schaden als derjenige, der durch die kinetische Energie beim Einschlag des Wirkkörpers verursacht wurde. Damit sind Schäden in der Umgebung weitgehend ausgeschlossen. Dies ist dann wichtig, wenn Ziele im urbanen Umfeld angegriffen werden und sich in der Nähe Strukturen befinden, die keinesfalls geschädigt werden dürfen.
Zum anderen genügt es bei vielen Zielen in bestimmten Auseinandersetzungen, allein die kinetische Energie des Wirkkörpers zum Einsatz zu bringen. Als Beispiel seien hierzu ungepanzerte Fahrzeuge genannt, die möglichst ohne Verletzung der Insassen bewegungsunfähig gemacht werden sollen. Eine zusätzliche Wirkung des Wirkmittels wie Splitter oder Blast würde die Gefahr von unerwünschten Kollateralschäden vergrößern.
Nicht zur Detonation gebrachte Wirkkörper können auch zum Demonstrieren von Stärke benutzt werden, da sie eine latente Bedrohung für in der Nähe befindliche Menschen und Strukturen darstellen. Erst durch das Deaktivieren werden sie ungefährlich.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Wirkmittel des Wirkkörpers, nämlich die Sprengladung, zur Deflagration anzuregen. Durch den heftigen Abbrand wird eine Wirkung erreicht, die in der Nähe befindliches Material schädigen kann. Personen haben jedoch im Normalfall die Möglichkeit, sich aus der Nähe des Wirkkörpers zu entfernen.
Häufig wird der Wirkkörper mittels Initiierung des Wirkmittels zur Anwendung gebracht. Dabei ist zwischen einer omnidirektionalen Wirkung und einer gerichteten Anwendung zu unterscheiden. Der omnidirektionale Fall entspricht dem Stand der Technik. Hierbei genügt beispielsweise ein einfaches detektiertes Ereignis oder auch der Ablauf einer Verzögerungszeit für die Auslösung des Wirkmittels.
Im Fall der gerichteten Anwendung des Wirkmittels muss die Position und die räumliche Lage genau bekannt sein. Damit kann die Hauptwirkrichtung eines hierfür geeigneten Gefechtskopfes ausgerichtet werden. Damit wird das Ziel in einem örtlich begrenzten Bereich bekämpft und die Schäden in den anderen Richtungen weitgehend reduziert. Der Zeitpunkt der Initiierung des Wirkmittels kann nach Maßgabe der Sensorsignale und durch ein entsprechendes Kommando auf einen Zeitpunkt gelegt werden, bis zu dem es in der Nähe befindlichen Menschen möglich ist, sich aus dem Gefahrenbereich zu begeben.
Falls der Austausch von Informationen über einen Datenlink nicht möglich ist, kann die Zündeinrichtung des Wirkkörpers auch automatisch und nach Maßgabe der Sensorsignale eine der vorgenannten Aktionen ausführen. Ein entsprechender Ablauf kann beispielsweise vor dem Verschuss programmiert werden.
Der Normalfall ist jedoch der bidirektionale Austausch von Informationen zwischen dem Wirkkörper und dem Operator, der für die Kommandos zuständig ist.
Das vorgeschlagene Verfahren und die dafür notwendige Vorrichtung eignet sich auch zur Anwendung in Gefechtsköpfen, die mittels ihrer kinetischen Energie eine oder mehrere das Ziel bedeckende Schichten, die beispielsweise aus Baumaterial und Armierungsmaterial bestehen, durchschlagen und dann in der Zielstruktur stecken bleiben. Notwendig ist eine dementsprechend hoch ausgelegte mechanische Festigkeit des Wirkkörpers selbst und die schockfeste Ausführung derjenigen elektrischen Systeme, die nach dem Einschlag in das Ziel noch funktionsfähig sein müssen.
Besonders vorteilhaft ist beim erfindungsgemäßen Verfahren, dass eine gesteuert anpassbare Aktion des Wirkkörpers auch noch lange nach dem Verschuss und dem Einschlag im Ziel möglich ist. Somit verbleibt dem Operator mehr Entscheidungszeit um auf der Basis zusätzlicher Informationen eine Entscheidung zu treffen.
Selbst die Inaktivierung des Wirkkörpers ist zu einem Zeitpunkt möglich, zu dem üblicherweise das Wirkmittel bereits zum Einsatz gekommen wäre. In jedem Fall wird eine Minimierung der möglichen Kollateralschäden durch hochpräzise Dosierungsmöglichkeiten aller entfaltbaren Wirkungen erreicht. Da sich der Zeitpunkt der Wirkungsentfaltung genau bestimmen lässt, haben Personen bei einer entsprechenden Verzögerung noch die Möglichkeit, sich aus dem Gefahrenbereich zu entfernen.
Letztlich ist das erfindungsgemäße Verfahren zur gesteuerten Initiierung auch zum Demonstrieren von Stärke geeignet, da die Wirkung erst zu einem späteren und nicht absehbaren Zeitpunkt zum Einsatz gebracht werden kann.

Claims

Verfahren zur gesteuerten Initiierung eines nach Einschub im Bereich eines Ziels befindlichen Wirkkörpers mit einer Zündeinrichtung unter Verwendung wenigstens eines schockfesten Sensors für Umweltbedingungen, dessen Ausgangssignal zur Freigabe der Initiierung des Wirkkörpers verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, – dass die Zündeinrichtung mittels eines ersten Sensors die Position des Wirkkörpers relativ zum Ziel bestimmt und als Information aussendet, – dass die Zündeinrichtung mit Hilfe wenigstens eines weiteren Sensors Umweltbedingungen in der Umgebung des Wirkkörpers ermittelt und diese als weitere Information aussendet, – dass die gesendeten Informationen in einer (sicheren) Entfernung vom Ziel empfangen werden und daraus der Zeitpunkt und die Art einer auslösbaren Wirkung des Wirkkörpers ermittelt werden oder eine Deaktivierung des Wirkkörpers eingeleitet wird.
Verfahren zur gesteuerten Initiierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Sensors die Lage des Wirkkörpers im oder relativ zum Ziel ermittelt und daraus mögliche Wirkrichtungen und -arten abgeleitet und diese als Information ausgesendet werden.
Verfahren zur gesteuerten Initiierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Deaktivierung des Wirkkörpers eine Deflagration des Wirkmittels eingeleitet wird.
Verfahren zur gesteuerten Initiierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung Mittel aufweist, mittels derer ein Austausch der Informationen und eine Kommunikation zur Abstimmung zur gezielten, gerichteten und überlagerten Initiierung benachbarter Wirkkörper bewirkt wird
Verfahren zur gesteuerten Initiierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung den Wirkkörper wahlweise mit gerichteter oder omnidirektionaler Wirkrichtung auslöst.
Verfahren zur gesteuerten Initiierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung den Wirkkörper nach Maßgabe der Sensorsignale an die Umgebungsbedingungen angepasst selbsttätig auslöst.
Verfahren zur gesteuerten Initiierung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren ausschließlich die Umgebung des Wirkkörpers beobachten und dementsprechende Informationen aussenden ohne dass ein Wirkmittel initiiert wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur gesteuerten Initiierung eines im Bereich eines Ziels befindlichen Wirkkörpers mit einer Zündeinrichtung unter Verwendung wenigstens eines mit der Zündeinrichtung gekoppelten schockfesten Sensors für Umweltbedingungen, dessen Ausgangssignal die Freigabe der Initiierung des Wirkkörpers beeinflusst, nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündeinrichtung eine Kommunikationseinrichtung zum Senden verarbeiteter Sensorsignale an einen Operator oder an benachbarte gleichartige Wirkkörper und zum Empfangen entsprechender Antwortsignale aufweist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur gesteuerten Initiierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach Maßgabe der Antwortsignale mittels der Zündeinrichtung unterschiedliche Funktionen des Wirkkörpers initiierbar sind.