DE3006462C2

DE3006462C2 - Zielanordnung für in der Dunkelheit durchzuführende Zielübungen

Info

Publication number: DE3006462C2
Application number: DE3006462A
Authority: DE
Inventors: Börje Mölnlycke Arrdal; Sture Kollered Ejnell
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1982-09-02
Also published as: SE417011B; GB2045407A; DE3006462A1; SE7901927L; FR2451015B1; US4260160A; FR2451015A1; GB2045407B

Description

(a) eine wärmeabsorbierende Schicht (16);

(b) eine strahlungsdurchlässige Schutzschicht (14), die sich mindestens über die der Schußrichtung (13) zugewandte Seite der Schicht (16) erstreckt;

(c) zwischen den Schichten (14, 16) angeordnete Abstandselemente, weiche wärmeabsorbierende Luftklammerp (18) bilden.

2. Zielanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabsorbierende Schicht (IS) eine vorzugsweise aus Aluminium bestehende ~olie ist, die beidseitig auf mindestens einem Teil der Zielfläche mit Farbe bedeckt äst.

3. Zielanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die die Schichten (14, 16) auseinanderhaltenden Abstandselemente ein grobmaschiges Netz (15) oder ein Streifensystem sind.

4. Zielanordnung .nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine in beschußsicherer Lage angeordnete Strahlungsquelle (19), insbesondere einen Infrarot-Strahler, welcher auf den Stoff (11) gerichtet u"d strahiur.gsmäßig gegenüber der Schußrichtung {13) abgeblendet ist.

5. Zielanordnung nach Ansnruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Seiten der Schichten (14,16) mit einptn Überzug versehen ist, der sich über Bereiche (22—27) erstreckt, die den an einem wirklichen Ziel vorhandenen warmen Bereichen entsprechen und von denen aufgrund unterschiedlicher Dichte des Überzuges unterschiedliche Strahlungen (Ti, Ti, Tz, 7}) ausgehen.

6. Zielanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeabsorbierende Schicht (16) an der der Schußrichtung (13) abgelegenen Seite eine Anzahl von schachbrettartig aufgebrachten G'asiaserstreifen (17) trägt, welche beim Schiäßen das Zerreißen des Stoffes (11) räumlich beschränken.

7. Zielanordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der flexible Stoff (11) zusammen mit einer dahinter angeordneten Tragwand einen an der Oberseite geschlossenen prismatischen Raum definiert, unter dem die Strahlungsquelle (19) angeordnet ist.

8. Zielanordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Stoff (11) nach aus einer die Zielfläche bildenden apfheizbaren und damit auf thermischem Wege beobachtbaren Wand.

Bekanntlich kann man Infrarot- bzw. Wärmestrahlung aussendende Objekte erfassen und abbilden. Diese Technik ist nunmehr so weit entwickelt, daß man selbst in erheblicher Entfernung klare thermische Bilder erhält, wenn die Temperatur der Objekte die Temperatur der Umgebung nur um einige wenige Grade übersteigt Dieses Verfahren hat auf militärischem Gebiet unter anderem für Visiere von Panzern und Panzerabwehrgeschützen Anwendung gefunden.

Wegen der unterschiedlichen Visierbild-Eigenschaften gegenüber mit sichtbarem Licht erzeugten Visierbildem benötigt man für die Beobachtung und für das nächtliche Schießen mit den sogenannten Nachtsicht-Visieren eine erhebliche Erfahrung. Geschützbedienungen müssen daher ein besonderes Trainingsprogramm absolvieren, dessen Ziel darin liegt, Erfahrungen zu sammeln bei der thermischen Erfassung und Erkennung von in einem tatsächlichen Kampf zu bekämpfenden Objekten, wie beispielsweise Panzer und andere Motorfahrzeuge.

Zu diesem Trainingsprogramm gehört auch das Schießen in der Dunkelheit auf Schein-Ziele, die solche Objekte simulieren.

Für die vorerwähnte Ausbildung ist bereits vorgeschlagen worden, aus Stahlblech bestehende Scheinziele zu verwenden, die man unmittelbar mit irgendwelchen Brennen aufheizt, damit sie aufgrund dor die Zielfläche überstreichenden Verbrennungsgase einen thermischen Kontrast gegenüber der Umgebung bilden. Solche Scheinziele mit der hier zu verwendenden großen Zielfläche sind gewichis- und handhabungsmäßig schwer, vor allem weil das Blech eine bestimmte minimale Dicke haben kann, damit es nicht verbrennt. Außerdem ist es bei einer solchen Anordnung schwierig, die Wärme der Verbrennungsgase über die Zielfläche so zu verteilen und zu variieren, wie es aus der Sicht der Simulation wünschenswert ist. Weitere Nachteile solcher thermischer Scheinziele liegen darin, daß sie einen erheblichen Energiebedarf haben und so langsam aufheizen, daß man nicht In der Lage ist, plötzlich auftauchende Ziele zu simulieren.

Gemäß einem weiteren verbesserten Vorschlag für thermische Ziele erhält man die erhöhte Temperatur mit einem Netz elektrischer Widerstandsdrähte, die sich

de Teile erstrecken und an eine Batterie oder eine andere Stromauelle angeschlossen werden, wenn man das Ziel aktivieien will. Die Aufheizzeit ist in diesem Falle kurz und es läßt sich auch die beheizte Zielfläche und ihr Widerstandsgitter je nach dem zu simulierenden Objekt nach Wunsch dimensionieren. Ein unmittelbar elektrisch aufgeheiztes Ziel ist jedoch leicht verwundbar und verliert bsim Schießen sehr schnell den Simulationseffekt, da es nur weniger Treffer im Widerstandsgitter bedarf, um dieses stromlos zu machen, so daß das

ausgebildet ist, daß sie zusätzlich zu der selbst-emittierten Strahlung auch sichtbares Licht reflektieren kann, so daß man die Zielfläche (1) luch mit Hilfe des Tageslichtes beobachten kann.

Die Erfi lung betrifft eine Zielanordnung für in der Dunkelheit durchzuführende Zieiübungen, bestehend Widerstandsnetz zu erzeugen hat, vollständig verloren gehen oder verzerrt werden.

Daher liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Zielanordnung der eingangs genannten Art, die Infrarotstrahlung in so realistischer Weise aussenden kann, daß das thermische Zielbild sehr genau dem Bild eines echten Zieles entspricht. Mit geringem Energieverbrauch sollte es dabei möglich sein, die Zielanordnung ständig in kürzest möglicher Zeit aktiv und auch genauso schnell wieder passiv zu

machen, damit bei der Beobachtung mit einem Nachtsicht-Visier das Zielbild genauso erscheint, als käme es von einem im Gelände erscheinenden und wieder verschwindenden Gegenstand.

Gemäß einer anderen wichtigen Forderung sollte die thermische Zielanordnung nicht nur in der Lage sein, eine einzige kontinuierliche Zielfläche zu bilden, sondern auch zur Vergrößerung des Simulationseffektes innerhalb einer vorgegebenen Außenkontur verschiedene Bildeinzelheiten verschwinden zu lassen, die aus to thermischer Sicht typisch für ein simuliertes Objekt sind und unter realen Bedingungen zur schnellen Erfassung und Identifizierung beitragen können. Die Zielanordnung sollte auch leicht handhabbar und beim Schießen wenig störanfällig sein, damit die typische Erscheinung 1 -, des Zielbildes nicht verloren geht wenn das Scbeinziel Treffer erhält

Zur Lösung der vorerwähnten Aufgabe ist die erfindungsgemäße Zielanoi dnung dadurch gekennzeiochnet daß die Wand ein flexibl'- Stoff ist, der aus folgenden Bauelementen besteht:

(a) eine wärmeabsorbierende schicht (mit geringer Wärmekapazität welche Strahlungen absorbieren kann, um bei einer Bestrahlung schnell eir ; erhöhte Temperatur anzunehmen und als schwarzer Körper eine Strahlung auszusenden);

(b) eine strahlungsdurchlässige Schutzschicht, die sich mindestens über die der Schußrichtung zugewandte Seite der wärmeabsorbierenden Schicht erstreckt;

(c) zwischen den Schichten angeordnete Abstandselemente, welche wärmeabsorbierende Luftkammern bilden.

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Uie trimoung wird in der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels veranschaulicht In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Zielanordnung,

F i g. 2 ein? perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Zielanordnung und

F! g. 3 in der F i g. 2 erscheinende Oberflächenmarkierungen mit unterschiedlichem Strahlungsniveau.

In den Zeichnungen hat die dargestellte Zielanordnungi die vor allem für Nachtübungen geeigne: ist, eine Zielfläche 1. Diese Zielfläche 1 hat zweckmäßigerweise eine solche Gestalt und solche Abmessungen, daß diese im wesentlichen der Silhouette eines echten Ziele, in diesem Fall eines Panzerwagens entspricht an dem die Übung auszuführen ist

Unterhalb und seitlich der Kontur der Zielfläche 1 befinden sich vorzugsweise aus Holz bestehende Rahmenteil 2, die Teil eines Gestelles 3 bilden. Als obere Begrenzung der Zielfläche 1 dient ein horizontaler Rahmenteil 4. Von diesem oberen Rahmenteil 4 10 führt zu einem nicht dargestellten Motor, der über Funk fernsteuerbar ist, damit die Zielanordnung aus einer Anfangsstellung, in der die Zielfläche 1 bezüglich der tatsächlichen Schießrichtung etwa horizontal nach hinten ra^t, in eine in Fig.2 dargestellte Stellung angehoben werden kann, in der die zum Abschußpunkt gerichtete Zielfläche 1 nur geringfügig nach hinten geneigt ist

Die gesamte Zielfläche 1 und vorzugsweise auch die Eckenbereiche 6 sind mit einem flexiblen Stoff H bedeckt welcher am Gestell 3 mit Heftklammern 12 oder dergL, die man in die Rahmenteile 2 und 4 (F i g. 1) eingetrieben hat, sicher befestigt ist. Damit der Stoff 11 die geeign2ten thermischen Eigenschaften erhält kann er, wie folgt ausgebildet werden (dabei ist die Dicke des Stoffes zwecks besserer Erkennbarkeit stark vergrößert dargestellt).

Aus der in Fig. 1 mit dem Pfeil 13 bezeichneten Schußrichtung gesehen, besteht der flexible Stoff 11 aus einer Schutzschicht 14, einem grobmaschigen Netz 15 und einer wärmeabsorbierenden Schicht ·6. Die Schutzschicht 14 ist für Infrarot-Strahlungen durchlässig und besteht vorzugsweise aus einer Folie aus Plastik oder dergL Das grobmaschige Netz k5 kann aus Plastik oder gewebtem Material bestehen. Als wärmeabsorbierende Schicht 16 dient vorzugsweise eine Alumrnium-Folie oder eine dünne Faserschicht wie graues Papier. Schließlich befinden sich an der Rückseite des flexiblen Stoffes 11 horizon-ai und vertikal ausgerichtete Glasfaserstreifen 17, die schachbrettartig über die Rückseite der wärme-absorbierenden Schicht 16 verteilt sind, um den Zerreißwiderstand des Stoffes 11 zu erhöhen, so daß man die Schichten dauerhaft mit Hilfe der Heftklammern 12 befestigen kann. Ein wichtiges Ergebnis der vergrößerten Haltbarkeit liegt darin, daß der flexible Stoff 11 bei getroffenem Ziei nur an quadrat-förmigen Stellen zerreißen kann. Ohne solche Verstärkungen würden die von einem Geschoß zerrissenen Flächen vielfach größer sein und es würde der flexible Stoff 11 schon nach einigen wenigen Treffern unbrauchbar werden.

Das grobmaschige Netz 15 hat die Aufgabe, die zwei Schichten 14 und 16 in einer bestimmten Entfernung voneinander zu halten, so daß jede Masche des Netzes 15 eine thermisch isolierte Luftkammer 18 bildet Selbst bei windigem oder nassem Wetter und b-ύ niedrigen Umgebungstemperaturen verhindern die auf diese Weise im Stoff 11 eingeschlossenen Luftkamniern 18 zusammen mit der Schutzschicht 14, daß an der Vorderseite des Materials durch Konvektion Wärme verloren geht Das grobmaschige Netz 15 und die zwei Schichten 14,16 werden zweckmäßigerweise miteinander durch Heftung oder durch thermische Schweißung verbunden.

Alternativ kann man zur Bildung der Luftkammern i8 ein System von sich parallel erstreckenden doppelseitig wirkenden Klebebändern verwenden. Diese Klebebän

verlaufen schräg nach unten zwei Strebe" ⁼ ^Α'·~ ^A<° **■<■ tÄnn-n aurh aiuin in hnrirnn

ineffektive Oberfläche von Eckbereichen 6 von der eigentlichen Zielfläche t trennen.

Zum Gestell gehört ferner eine Rückwand, die aus einer Holzfaserplatte bestehen kann, die oben mit dem horizontalen Rahmenteil 4 und unten mit den Rahmenteilen 2 über Querstreben 7 verbunden ist, so daß eine starre prismatische Struktur entsteht. Diese prismatische Struktur wird mit zwei Füßen 8 abgestützt, die beide an ihren unteren Enden an die Welle 10 einer Betätigungsvorrichtung 9 angeschlossen sind. Die Welle verlaufen und dann über die Oberfläche der Zielfläche T Kanäle bilden, so daß das Aufrollen des flexiblen Stoffes 11 r.ifht behindert -/ird. Zu einem solchen Klebebandsystem können auch vertikale Streifen gehören, die dann zusammen mit den horizontalen Streifen mehrseitig begrenzte Kammern 18 definieren, wie es die Maschen des Netzes 15 tun.

Im Hinblick auf die thermische Isolation kann es auch von Vorteil sein, aU dreieckigen Öffnungen zwischen den linken und rechten seitlichen Rahmenteilen 2 und

dem Rand der Rückwand auszufüllen, indem man beispielsweise Faserstoffbahnen verwendet. Auf diese Weise ist der leere Innenraum der Zielanordnung nur an der Unterseite geöffnet.

Schließlich enthält die erfindungsgemäße Zielanordnung auch noch Bestrahlungsgeräte für die ..exible Bahn 11. Bei dem dargestellten Ausführungsbesspie! sind zwei Strahlungsquellen 19 vorgesehen, die in den vorerwähnten offenen Raum hineinstrahlen. Diese Strahlungsquellen 19 müssen so tief angeordnet sein, daß man sie beim Schießvorgang durch eine Abschirmung gegen eine Beschädigung schützen kann. Eine geeignete Strahlungsquelle ist ein sogenannter tR-Strahler. der in einem günstigen Wcllenlängenbcre'-ih arbeitet und den Infrarot-Be* <?·λ4ι -'(beiO-ckt. ^vow*.w .««-!!e > icni.vf^ktTen mil Hochie;str ^amp-n .■u/in-En «oenfaiii» verwendet werden. Hcizstranier haben auch den Vorteil, daß sie sich mit Gas betreiben lassen und dann ein geringes Gewicht aufweisen und nur wenig temperatur-abhängig sind. Die Zeichnung zeigt einen Versorgungsschlauch 20, der von einer im Behälter 21 angeordneten Druckgasflasche kommt. Mit Hilfe einer nicht dargestellten elektronen Zündvorrichtung, die man in gleicher Weise wie das Betätigungsgerät aus der Ferne steuern kann, lassen »ich die Strahlungsquellen 19 automatisch so sk:.vieftn. daß sie voll zur Wirkung kommen, wenn tr· ^: asu Gciteli 3 anhebt. Wenn die Zielanordnung b^«· ihr Gestell 3 während der geümten Übung in aufrechter Stellung verbleibt, kann man die Zündung während <tes Juchtens and Feuerr.s zünden, während zu ar.dc^re·" Zeiten die Brenner gelöscht sun können oder n-^i schwach brennen, um Energie einzusparen.

Είπε unbehande!ti? Aluminium-Folie als wänneshsoi bierende Schicht i6 hat geisau *te ein Blatt Papier eine geringe Wärmekaj. r.tät so daß das an der Rückseite des Stoffes Ii -'orkv-ienc Material, welches von den Strahlungsquellen 19 ^trahlt wird, dem Erfordernis eines geringen EnT^rverbrauches für das Aufheizen nachkommt Die bfcrkc Oberfläche der Folie 16 hat jedoch nicht die erwünschten Absorptions- und Emissionseigenschaften, so daß man daher die Folie 16 mit einem Oberzug versehen sollte, der vorzugsweise ein rauher Farbanstrich ist, der die erwähnten Eigenschaften verbessert

Durch Anbringen dner dunklen Farbe an der Rückseite der Foiie '.B wird somit erheblich die Fähigkeit zur Strahlu»5sabsoratior im sichtbaren und im Infrarot-Bereich vertisssert, was dann dazu führt daß die Folie 16 sehr schnell höhere Temperaturen annimmt

Wenn man die Vorderseite der Folie 16 mit einer Farbschicht versieht, die in diesem Falle nicht dunkel zu sein braucht, erhöht sich die Emissionsfähigkeit auf einen Wert, der URt das Zehnfache besser sein kann, als der einer unbehandeiten Metalloberfläche.

Die vergrößerte Ennssionsfähigkeii führt zu einer äquivalenten Erhöhung der Säahlüngsteinperatur (oder der Abstrahlung), die dann in entsprechendem Maße an der fraglichen Oberfläche ansteigt Da thermische Detektoren von Visieren auch auf solche selbst emittierte Strahlung ansprecbs a, wird das entsprechende Bildelement des erfaßten fhermischen Zieles vom Beobachter als betont warm erkannt

Wenn man die Farbe auf eiaer oder beiden Sehen der Folie in schmalen Fiäcb^psieraenie^ oder Punkten, beispielsweise in Form eines Gifters aufbringt, wird die Wirkung der Farbe im gleichen Maße geringer, wie die Farbdichte vermindert ist, d h. die Wärmeabsorption oder -emission fällt proportional ab zu dem Quotient zwischen der von den Oberflächenelementen oder Punkten eingenommenen Fläche und der Gesamtfläche der Folie. Daher ist es möglich, die vorgenannten Eigenschaften auf einfache Weise zu variieren. Oberflächenelemente sollten nicht größer als 5 mm sein.

Es ist offensichtlich, daß die kombinierte Wirkung der aufgetragenen Farbschichten und die thermischen Eigenschaften der wärmeabsorbierenden Schicht 16 den

ίο Strahiungspegel festlegen oder — in anderen Worten — festlegen, wie warm die Zielfläche 1 auf den Visierbildern zu sehen ist. Wenn man gemäß einer typischen Ausbildungsform der Erfindung Oberflächenteile der Rückseite und der Vorderseite der Schicht <6

(5 mil überzügen verssehL welcne zassm'.-ier, OberPächented für Oberflächen. ... die /^sorption unc» die Emissionsfähigkeit um un'.erschiediiche Beträge vet bessern, ist es daher möglich, die Abstrahlung innerhalb weiter Grenzen zu variieren, wie es der Fall bei einem realen Objekt ist, das man mit der Zielanordnung thermisch zu simulieren wünscht Als universell anwendbare Regel kann das folgende gelten:

_r Gewünschter	JO	Mittel,	40	Überzug	Seite
"³ Strahlungs		variierend
pegel
Hoch	Mittel,	'.'cii-ständige Bedsr^utig -	Rückseite
variierend	üunfcel
Niedrig	Voilständige Bedeücung	Vorderseite
	Vollständige Bedecking -	Rückseite
dunkel
variable Die.iie	Vorderseite
variable Dicfce	Rückseite und
	Vorderseite
Vollständige Bedeckung	Rückseite oder
oder	Vorderseite
geringe Dichte dunkel	Rückseite oder
	Vorderseite
unbehandelt

Bei dem Panzerwagen (Fig.2) ist eine Anzahl von kleinen Flächenteilen 22,23 der Zielfiäche 1 mit solchen Überzügen versehen; entsprechend dem in Fig.3 angegebenen Schlüssel haben diese Flächenteile eine hohe äquivalente Strahlungsicmperatur Tu die im

so wesentlichen mit der Temperatur übereinstimmt, die man in der Wirklichkeit von den Fahrketten oder den Geschützläufen eines Panzerwagens erhält Der »Panzerwagen-Turm« 24 hat eine etwas geringere £ rahlungstemperatur Ti der darunterliegende Teil 25 und das »Chassis« 26 eine noch geringere Temperatur T3. Die übrigen Teile 27 der Zielfläche 1 haben den geringsten Strahllingswert 7}, der nur wenige Grade oberhalb der Umgebungstemperatur 7J an den Eckenbereichen 6 liegt

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß die Schutzschicht 14 für IR-Strahlung vollständig durchlässig ist Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann diese Schutzschicht 14 mit einer Farbe angestrichen sein, die die

_b5 Emission aus der wänneabsorbierenden Schicht 16 dämpft und unterschiedliche Dicirtegrade an verschiedenen Teilen der Zielfiäche 1 entsprechend den vorstehenden Angaben bewirkt In diesem Falle kann

die Schicht 16 an beiden Seiten vollständig von einem Überzug bedeckt sein.

Um den Simulationseffekt noch zu vergrößern, kann man eine Zielanordnung der vorgenannten Art auch so ausbilden, daß die zum Abschußpunkt gerichtete Zielfläche 1 in realistischer Weise Strahlungen im sichtbaren Bereich reflektiert Zu diesem Zweck kann die Vorderseite der wärmeabsorbierenden Schicht 16 oder der Schutzschicht 14 über der gesamten tatsächlicher» Zielfläche 1 einen Überzug tragen, der zu einer difius^n Reflexion führt, wie sie bei Militärfahrzeugen normal ist, wobei dann auch die Schicht den vorerwähnten Effekt bezüglich der Eniissionsfähigkeit und der Dämpfung zeigt Diese Maßnahme sollte zweckmäßigeiweise kombiniert werden mit einer Vergrößerung der Absorptionsfähigkeit der Schicht 16, die an unterschiedlichen Teilen der Zielfläche 1 unterschiedlich groß ist, um — wie vorstehend beschrieben — eine variierende Abstrahlung zu erhalten. Vorausgesetzt, daß die Zielfläche 1 in der

dargestellten Richtung geringfügig nach hinten geneigt ist, kann man bei Nacht-Übungen bei klarem Wetter auch das Himmelslicht in natürlicher Weise dazu verwenden, das Ziel zu erfassen und zu identifizieren.

Zum Erzielen und Variieren der Absorptions- und Emissionsfähigkeit kann die wärme-absorbierende Schicht 16 des das Ziel bildenden flexiblen Stoffes 11 an bestimmten Oberflächenteilen, beispielsweise den Teilen 27 der Fig.2 aus Papier oder dergl. bestehen, während die übrigen Teile aus einer Metallfolie bestehen.

Schließlich sollte noch erwähnt werden, daß sich die Strahlungsquellen 19 auch vor dem Ziel befinden können. In' einem solchen Falle braucht man dann nur für die Vorderseite der wärmeabsorbierenden Schicht 16 dafür Sorgen, daß von ihr die gewünschte Abstrahlung erfolgt. Die Rückseite sollte dann in ähnlicher Weise, wie es zuvor für die Vorderseite beschrieben wurde, wärme-isolierend ausgebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

230 235/460

Claims

Patentansprüche:

1. Zielanordnung für in der Dunkelheit durchzuführende Zielübungen, bestehend aus einer die Zielfläche bildenden, aufheizbaren und damit auf thermischem Wege beobachtbaren Wand, dadurch gekennzeichnet, ddfi die Wand ein flexibler Stoff (11) ist, der aus folgenden Bauelementen besteht: