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Beschreibung
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Hubschraub erb e kämpfungsverfahren mit Lenkf lugkörp er Die Erfindung
geht aus von einem Verfahren zur Bekämpfung von in Deckung befindlichen Kampfhubschraubern
durch einen mit einem Gefechtskopf versehenen Lenkflugkörper von oben, wobei die
Flugbahn des Lenkflugkörpers in eine Steigflugphase und eine sturzflugartige Suchphase
aufgeteilt- ist.
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Ein solches Verfahren ist durch die Deutsche Offenlegungsschrift-
OS 2904749 bekannt geworden.
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Im bekannten Fall wird der Lenkflugkörper vom Abschuß bis ins Ziel
angetrieben und kann sowohl mit aktiven als auch mit passiven Radar- oder Infrarot-Zielsuchköpfen
ausgerüstet sein.
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Lenkflugkörper dieser Art haben den großen Nachteil, daß sie aufgrund
ihrer aufwendigen Konstruktion sehr kostenintensiv und überdies leicht durch einfache
Mittel störbar sind. Mittels passiven oder aktiven Radar- oder Infrarotsensoren
ist ferner eine genaue Ortung eines bestimmten Zielobjektes, wie hier der Kampfhubschrauber,
nicht möglich, da diese Systeme nur integral (flächenhalt) die Signale aufnehmen
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bekämpfung
von in Deckung befindlichen Kampfhubschraubern aufzuzeigen, welches mit einfachen
Mitteln.
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zielgenau und sicher in der Lage ist, daß der Kampfhubschrauber vom
Lenkflugkörper getroffen wird.
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Die Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruch 1 durch seine kennzeichnenden Merkmale gelöst.
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Durch den Einsatz eines akustischen Peil- und Steuersystems und durch
eine Zweiteilung der Flugphase in eine angetriebene und eine antriebslose (geräuschlose)
für die Lenkung eines Lenkflugkörpers auf einen in Deckung befindlichen Kampfhubschrauber
ist es möglich, den Kampfhubschrauber ohne direkten Sichtkontakt zwischen Abschußbasis
und Zielobjekt sicher zu erfassen und erfolgreich zu bekämpfen.
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Die beiden erfindungsgemäßen Merkmale der akustischen Zielsuche und
der Aufteilung der gesamten Flugphase in eine angetriebene und in eine antriebslose
(geräuschlose) Phase bedingen eine Reihe von erheblichen Vorteilen.
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So gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die Bekämpfung nach dem
??fire and forget" Prinzip. Da die akustische Zielsuche ferner ein rein passives
Verfahren ist, ist der Lenkflugkörper während seiner gesamten Flugphase nicht ortbar.
Das akustische Prinzip macht den Lenkflugkörper auch praktisch immun gegen akustische
Täuschmaßnahmen, da der Gegner den zur Täuschung eingesetzte Schallquellen seine
eigene Position verrät. Somit ist die Treffwahrscheinlichkeit äußerst hoch. Durch
geeignete elektronische Signalauswertemaßnahmen ist eine Freund/Feind-Identifizierung
möglich.
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Das zur akustischen Zelsuche verwandte Signalauswerteverfahren ist
darüber hinaus in der Lage, verschiedene akustische Frequenzspektren voneinander
zu unterscheiden.
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Somit ist es dem Lenkflugkörper möglich, das Zielobjekt Kampfhubschrauber-int
seinem durch die mit unterschiedlicher Drehzahl laufenden Tragrotor und -Heckrotor
hervorgerufenem charakteristischen Frequenzspektrum von Schallpegeln anderer Freouenz
zu unterscheiden.
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Positiv ist für das Verfahren auch die Ausgestaltung der Flugphase
in eine angetriebene und eine besondere vorteilhafte antriebsfreie Phase, welche
auch als Gleitflug oder Suchphase bezeichnet werden kann.
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Durch die antriebsfreie Phase wird das akustische Peil-und Steuersystem
nicht mehr durch das Geräusch des Raketenmotors gestört, das noch verbleibende Eigengeräusch
durch die Windanströmung ist so gering, daß es die akustische Ortung nicht beeinflußt.
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Der Lenkflugkörper ist ferner in der Sturzflugphase praktischnkit
ortbar, da er den metallischen Antriebsteil nach dem ersten Wegabschnitt abwerfen
kann, und somit fast nur noch nichtmetallisches Material weiterfliegt. Auch die
optische Auffaßbarkeit dürfte bei den geringen Abmessungen des Rest-Lenkflugkörpers
denkbar gering sein.
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Durch Wind- und Temperaturänderungen in Abhängigkeit von der Höhe
huber dem Erdboden entsteht eine Strahlenkrümmung, welche die Schallenergie zum
Beobachter hinführt (gute Hörbarkeit) oder vom Beobachter weglenkt (schlechte Hörbarkeit).
Dieser Einfluß wird aber im wesentlichen nur für eine Schallausbreitung am Erdboden
wirksam und führt dort oft zu schalltoten Zonen. Für eine Ausbreitung in die Höhe
ist der Wind jedoch fast ohne Belang, da nur eine Strahlenkrümmung, nicht jedoch
eine gänzlich schalltote Zone entstehen kann, davon wird bei dem vorgeschlagenen
Lenkflugkörper Gebrauch gemacht.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es zeigen Figur 1: ein Gefechtsbild mit dem Grundprinzip des erfindungsgemäßen
Verfahrens Figur 2: den Flugkörper schematisch Figur 3: Blockschaltbild der Elektronik,
des akustischen Peil- und Steuerungssystems Die Figur 1 zeigt eine Abschußvorrichtung
1, welche sowohl mobil, tragbar oder auch fest installiert sein kann. Durch diese
Abschußvorrichtung 1 soll das Zielobjekt. in diesem Falle ein Panzerabwehrhubschrauber
5, bekämpft werden, welcher hinter einer Erhöhung in Deckung gegangen ist.
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Ein direkter Sichtkontakt zwischen der Abschußvorrichtung 1 und dem
Panzerabwehrhubschrauber 5 besteht also nicht.
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Die Flugbahn ist grob schematisch dargestellt. Sie beginnt mit der
Aufstiegsphase 2 währenddessen der Lenkflugkörper mittels eines Raketenmotors angetrieben
wird. Er treibt den Lenkflugkörper bis auf eine Höhe 3 an, welche weit über der
üblichen Flughöhe des in Deckung befindlichen Panzerabwehrhubschraubers 5 liegt.
Der Raketenmotor ist nun so ausgelegt, daß er nach einer gewissen Zeit auf dem Kulminationspunkt
3 der Flugbahn infolge Brennschluß abschaltet. Um eine Ortbarkeit des Lenkflugkörpers
auf einer sich anschließenden antriebslosen Geitphase 4 zu verhindern, wird der
Raketenmotor gegebenenfalls abgesprengt. Mit nunmehr eingeschältetem akustischen
Peil-und Steuersystem wird der Lenkflugkörper auf den Panzerabwehrhubschrauber 5
durch das von ihm ausgehende charakters tische Frequenzspektrum gelenkt.
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Die Grundfrequenz des Tragrotors liegt im Bereich von 10 Hz, die des
Heckrotors im Bereich von 100 Hzb Die Zündung des Gefechtskopfes erfolgt durch Auswertung
des Betrages der Schallamplitüde. Auf die genügende Annäherung wird dadurch geschlossen,
daß ein vorher gesetzter Schwellenwert überschritten wird.
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Kurz vor dem Zielobjekt Panzerabwehrhubschrauber 5 kann ggf. auch
auf ein nichtakustisches Zielsuchverfahren umgeschaltet werden, um einen präziseren
Endanflug zu gewährleisten. Diese können bereits bekannte auch aktive Zielsuchverfahren
sein, da zu diesem Zeitpunkt eine Ortung des Lenkflugkörpers und eine erfolgreiche
Bekämpfung wegen des geringen Zielabstandes bereits unmöglich ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt, daß der Panzerabwehrhubschrauber
dem anfliegenden Lenkflugkörper völlig ausgeliefert ist. Die Deckung hinter dem
Hügel, welche ihn sicher vor erdgebundenen Waffen wie Geschützen, Panzern etc. schützt,
ist hier nutzlos, da der Lenkflugkörper ihn von oben bekämpft.
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Der Lenkflugkörper ist zusätzlich mit einer Freund-Feind-Kennung ausgerüstet.
Erkennt er den zu bekämpfenden Panzerabwehrhubschrauber aufgrund der Verhältnisse
Hauptrotor- zu Heckrotorfrequenzen als eigenen, so kann er eine Ausweichbewegung
ausführen und die Zündung des Gefechtskopfes verhindern.
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-Figur 2 zeigt den Flugkörper schematisch in der Draufsicht. An seiner
Vorderseite befindet sich ein Gefechtskopf 6, welcher mit einem Annäherungszünderbekannter
Bauart ausgerüstet ist. An den Gefechtskopf 6 schließt sich ein Elektronikteil 10
des Flugkörpers an, welcher die aufgenommenen Peilsignale elektronisch in Steuersignale
für die Lenkeinrichtung umsetzt.
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Der Flugkörper ist mit mindestens drei gleichmaßig am Umfang verteilten
Tragflächen 13 versehen, an deren Enden sich die Einbauorte für die Mikrofone 7,
8, 9 als akustische Sensoren befinden.
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Das Heck des Flugkörpers ist ebenfalls mit mindestens drei Ruderflossen
11 ausgestattet, welche seine Steuerung um zwei Achsen bewirkt. Tragflächen 13 und
Ruderflossen 11 können auch zusammengefaßt sein. Für den Antrieb sorgt ein Raketenantrieb
mit Düse 12.
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Der Flugkörper kann so eingerichtet sein, daß nach dem Ausbrennen
des Raketenteiles dieser abgeworfen wird.
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Danach klappt der Lenkflugkörper die Tragflächen 13 und Ruderflossen
11 aus und geht in eine sturzflugartige antriebslose Suchphase über, wobei der Hubschrauber
laufend akustisch geortet wird uns der Lenkflugkörper mittels der Ruderflossen 11
ins Ziel gelenkt wird. Es wird außerdem eine Bewertung der vom Hubschrauber ausgeführten
charakteristischen Schallsignale, insbesondere der Amplituden und der Frequenzen
des Tragrotors und des Heckrotors und ihres Verhältnisses zueinander, zur Freund/Fe
ind-Identifizierung und zur Annäherungszündung vorgenommen.
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Sollte der Hubschrauber zu den eigenen Verbänden gehören, wird das
Auftreffen des Lenkflugkörper verhindert.
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Mit der ggf. zusätzlichen Endanflugeinrichtung wird der Lenkflugkörper
schließlich in das Ziel gelenkt, wo der Gefechtskopf 6 ziindet.
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Die Figur 3 zeigt die Elektronik 10 nebst Meßwertaufnehmer und Stellglieder
welche zur Lenkung des Flugkörpers erforderlich ist. Linksseitig sind die Meßwertaufnehmer
zu sehen welche durch gleiche Mikrophone 14 - 17 und ein Staurohr 24 dargestellt
sind. Die Mikrophone 14 - 17 sind mit jeweils einem Signalprozessor 18 verbunden.
Die Signale, welche von dem Staurohr 24 ausgehen, werden nach Durchlaufen eines
Dopplerkorrektors 25 ebenfalls auf alle Signalprozessoren 18 geleitet. An die Baugruppe
der Signalprozessoren 18 schließen sich zwei Korrelatoren 19 und ein Gefechtskopfzündgeber
20 an, wobei letzterer mit dem Gefechtskopf 6 verbunden ist. Es folgen zwei Steuergrößengeber
zur Steuerung der Quer- und Hochachse 21, welche ihre Signale an die Stellmotoren
23 für das Hoch- und Querruder des Flugkörpers weitergeben. Ihnen zugeführt wird
auch ein Signal eines Lenksachsenlagerreglers 22.
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Die so beschriebene elektronEche Einrichtung funktioniert folgendermaßen:
Die Mikrophone 14 - 17 nehmen Umgebungsschall auf und verarbeiten die Schallsignale
in elektrische in an sich bekannter Weise. Die so gewonnenen Impulse werden an die
Signalprozessoren 18 weitergeleitet, wobei jedes Mikrophon 14 - 17 auf einen eigenen
Signalprozessor 18 arbeitet.
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Figur 1: Flugbahn 1) Abschußvorrichtung, mobil oder tragbar 2) Aufstiegsphase
mit Raketenantrieb, grobe Richtungshaltung 3) Brennschluß oder Abschottung des Antriebes
4) Gleitflugphase gesteuert durch akustischen Sensor 5) Ziel (Hubschrauber) Figur
2: Flugkörper, schematisch 6) Gefechtskopf 7) 8) Mikrofonpaar 9) Mikrofon des zweiten
Mikrofonpaares 10) Elektronikteil des Flugkörpers 11) Ruderflossen zur Steuerung
um zwei Achsen 12) Düse des Raketenantriebes 13) Tragflächen Figur 3: Blockschaltbild
der Elektronik 14) Staurohr zur Geschwindigkeitsmessung 15) Ableitung der Dopplerverschiebung
14) 15) Mikrofonpaar 16) 17) Mikrofonpaar 18) Signalprozessoren 19) Korrelator 20)
Gefechtskopfzündgeber 21) Steuergrößengeber für Quer- und Hochachse Lenksachsenlageregler
23) Stellmotore für Hoch- und Querruder 24) Staurohr 25) Dopplerkorrektur 26)
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sich jedoch nur drei Mikrophone an dem Flugkörper befinden, so würden diese eine
vektorielle Kombination erfahren, welche dann ebenfalls wie die Phasendifferenz
weiterverarbeitet werden können. Die Weiterverarbeitung dieser beiden Größen besteht
darin, daß sie jeweils ebenfalls in Korrelator 19 in eine entsprechende Winkel information
umgerechnet werden. Diese Tefinkelinformationen werden danach an die SteuerCrößengeber
für die Quer- und Hochachse 21 weitergeleitet, welche ihrerseits diese Signale nach
entsprechender Aufbereitung an die Stellmotore für Hoch- und Querruder -23 weitergeben.
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Das Amplitudenspektrum erleidet aufgrund der Relativgeschwindigkeit
zwischen Ziel und Flugkörper eine Frequenzverschiebung, welche Dopplereffekt genannt
wird. Da diese Erscheinung für die Lenkung des Flugkörpers stark nachteilig ist,
muß sie korrigiert werden. Hierzu dient das Staurohr 24, welches die Fluggeschwindigkeit
des Lenkflugkörpers relativ zur umgebenden Luft mißt und daraus die zugehörige Frequenzverschiebung
berechnet.
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Mit Hilfe des so ermittelten Wertes wird ein Korrektursignal erzeugt
und an die SignalprozesDren 18 weitergegeben. Dadurch kann die Dopplerverschiebung
näherungsweise rückgängig gemacht werden.
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Der Gefechtskopfzündgeber 20 bewertet das mittlere Amplitudenspektru
welches ihm durch die Signalprozessoren 18 zugeleitet wird. Bei Erreichen eines
Schwellwertes wird auf die Annäherung an das Ziel geschlossen und der Zündvorgang
ausgelöst u. zw. dahingehend, daß der Zündimpuls an den Gefechtskopf 6 geleitet
wird.
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Die Lagereglung des Flugkörpers bezüglich seiner Längsachse wird durch
Kreiselelemente oder durch Bauteile, welche die Auswertung des Erdmagnetfeldes gestatten,
vorgenommen. Dieser Prozeß findet in dem Längsachsenlageregler 22 statt.
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Figur 1: Flugbahn 1) Abschußvorrichtung, mobil oder tragbar 2) Aufstiegsphase
mit Raketenantrieb, grobe Richtungshaltung 3) Brennschluß oder Abscherung des Antriebes
4) Gleitflugphase gesteuert durch akustischen Sensor 5) Ziel (Hubschrauber) Fluor
2: Flugkörper, schematisch 6) Gefechtskopf 7) s) Mikrofonpaar 9) Mikrofon des zweiten
Mikrofonpaares 10) Elektronikteil des Flugkörpers 11) Ruderflossen zur Steuerung
um zwei Achsen 12) Düse des Raketenantriebes 13) Tragflächen Figur 3: Blockschaltbild
der Elektronik 14) Staurohr zur Geschwindigkeitsmessung 15) Ableitung der Dopplerverschiebung
14) 15) Mikrofonpaar 16) 17) Mikrofonpaar 18) Signalprozessoren 19) Korrelator 20)
Gefechtskopfzündgeber 21) Steuergrößengeber für Quer- und Hochachse 22) Lenksachsenlageregler
23) Stellmotore für Hoch- und Querruder 24) Staurohr 25) Dopplerkorrektur 26)
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