DE4304058C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bekämpfen von Zielobjekten mit Submunitionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bekämpfen von Zielobjekten mit Submunitionen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine hierfür vorgesehene Vorrichtung gemäß dem Anspruch 2.

Aus der DE-Z "WT" 12/81, Seiten 76, 79 und 81 ist eine derartige Vorrichtung zum Bekämpfen von Zielobjekten mit Submunitionen beschrieben, die als MLRS (Multiple Launch Rocket System) bekannt ist. Dieses System ist bspw. auch in der Zeitschrift "Jane's Armour and Artillery" 1987/88, Seiten 789 bis 793 ausführlich beschrieben. Bei diesen bekannten Vorrichtungen ergibt sich der Mangel, daß die Abtrennhöhe, an welcher der Gefechtskopf vom Triebwerk abgetrennt wird, und daß insbes. die Freigabehöhe, in welcher die Submunitionen aus dem vom Triebwerk abgetrennten Gefechtskopf freigegeben werden, innerhalb eines relativ großen Streubereiches liegen, was auf dem entsprechenden Gefechtsfeld einen entsprechend großflächigen Auftreff-Streubereich der Submunitionen ergibt.

Um diesen Streubereich zu reduzieren, wurde bspw. in der DE 38 00 407 C1 eine Streuwaffe beschrieben, die in einem Gefechtskopf bzw. Behälter Submunitionen aufweist, die aus diesem bei einer bestimmten Auslösehöhe ausgestoßen werden. Die besagte Auslösehöhe wird bspw. durch eine programmierbare Laserentfernungsmessung realisiert, was jedoch einen erheblichen Aufwand darstellt. Bei dieser bekannten, aus einem Flugzeug abzuwerfenden Vorrichtung ist jede Submunition vorzugsweise mit einem Mikroprozessor ausgestattet, der bezüglich der Auslösehöhe derartig programmiert sein kann, daß z. B. eine Explosion in 10 m Höhe, in 3 m Höhe, in 0,5 m Höhe und in Höhe 0 m über dem Erdboden erfolgt.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zielbekämpfung mittels über einem Zielgebiet ausgestoßener Submunition ist in der DE 33 26 877 A1 der Anmelderin beschrieben. Dort ist zur Vergrößerung der Trefferwahrscheinlichkeit und der dadurch bedingten verbesserten Bekämpfungswirkung der die Submunitionen enthaltende Gefechtskopf bzw. Submunitionsbehälter mit einem Fallschirm und einer Zieldetektionseinrichtung versehen. Ein Ausstoßzünder 9 kann als Zeitzünder oder als sensorgesteuerte Zündeinrichtung ausgebildet sein. Ein Verfahren zum Bekämpfen von Zielobjekten mittels Bomblets und ein Bomblet-Trägerkörper zum Ausüben dieses Verfahrens ist in der DE 33 19 824 A1 der Anmelderin beschrieben. Der Ausstoß der Bomblets erfolgt höhenreduziert durch einen zusätzlichen Sensor.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 37 39 370 C2 der Anmelderin bekannt. Dort ist die Freigabehöhe bzw. die optimale Zündhöhe über dem Zielgebiet, die einige zehn Meter betragen kann, nach Maßgabe eines von einem Zündsteuergerät bestimmten Zeitpunktes der Wirkung eines Ausstoßzünders, also der Bomblet-Ausstoßhöhe, über die Laufzeiteinstellung eines Bomblet-Zeitzünders, vorgebbar. Die zeitgesteuerte Freigabehöhe ist hierbei von der ballistischen Flugbahn der Vorrichtung aus Triebwerk und Gefechtskopf bzw. der Flugbahn des vom Triebwerk abgetrennten Gefechtskopfes abhängig, so daß ein gewisser Streubereich der Ausstoßhöhe und folglich ein entsprechender Streubereich im Gefechtsfeld kann zu vermeiden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei der Streubereich im Gefechtsfeld mit einfachen Mitteln erheblich reduziert ist.

Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet. Vorrichtungsgemäß wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 5 gelöst. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 6 und 7 gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Freigabehöhe, in welcher die Submunitionen aus dem Gefechtskopf freigegeben werden, mit einfachen Mitteln genau vorgebbar und relativ genau einhaltbar ist. Die mit Hilfe des Drucksensors indirekt über den gemessenen barometrischen Druck erfaßte und mittels des Prozessors in die entsprechende Höhe umgerechnete und somit die vorgesehene Freigabehöhe festlegende Höhe ist nur von der Genauigkeit und der Aktualität des örtlichen barometischen Höhendruckprofils, von der Meßgenauigkeit des relativ einfach ausgebildeten Drucksensors sowie vom kinetischen Verhalten des zwischen der Abtrennhöhe und der Freigabehöhe eine taumelnde Bewegung ausführenden Gefechtskopfs abhängig. Erfindungsgemäß erfolgt die Messung des aktuellen barometrischen Luftdrucks kurz vor der Abtrennung des Gefechtskopfes vom Triebwerk. In dieser Flugphase befindet sich die Vorrichtung noch in einem stabilen Flugzustand, so daß bei der Messung des besagten Luftdruckes die Messung eines dynamischen Druckanteils ausgeschlossen werden kann. Die aktuellen höhenabhängigen Luftdruckdaten werden vor dem Start der Vorrichtung in den Prozessor eingegeben, so daß über den jeweiligen gemessenen barometrischen Luftdruck die aktuelle Höhe bestimmt werden kann.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Submunition- Ablagefehler infolge Windeinflusses durch die Vorgabe einer bestimmten, vergleichsweise niedrigen Freigabehöhe gering ist. Da der taumelnde Gefechtskopf entlang seiner Flugbahn von der Abtrennhöhe bis zur Freigabehöhe die möglicherweise vorhandene Windgeschwindigkeit wesentlich langsamer annimmt als es für die Submunitionen der Fall wäre, ist die durch Höhenstreuung bedingte Seitenablage der Submunitionen vergleichsweise gering. Durch die Messung des barometrischen Luftdrucks zu einer aktuellen Flugzeit der Vorrichtung wird eine Vergrößerung der Längsstreuung vermieden, die sich ergeben würde, wenn der Luftdruck so lange gemessen würde, bis die entsprechende aktuelle Freigabehöhe erreicht wäre und erst dann das Triebwerk abgetrennt und die Submunitionen freigegeben würden. Außerdem würde eine Luftdruckmessung während der Flugphase des Gefechtskopfes zwischen der Abtrennhöhe und der Freigabehöhe, in welcher der Gefechtskopf eine taumelnde Bewegung ausführt, einen dynamischen Druckanteil beinhalten, der die Umrechnung in die entsprechende Höhe verfälschen bzw. dessen rechnerische Eliminierung einen ganz erheblichen Aufwand darstellen würde oder quasi nicht möglich ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Es zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung des Funktionsablaufes der Vorrichtung zum Bekämpfen von Zielobjekten mit Submunitionen,

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Prinzipdarstellung verschiedener ballistischer Flugbahnen erfindungsgemäßer Vorrichtungen, und

Fig. 3 eine Prinzipzeichnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt zu bekämpfende Zielobjekte 10, bei denen es sich bspw. um Panzer handelt, die sich innerhalb eines bestimmten Zielbereiches 12 befinden. Davon beabstandet ist ein Raketenwerfer 14 mit einer Waffenanlage 16 vorgesehen, aus der ungelenkte Vorrichtungen 18 abschießbar sind. Bei den besagten Vorrichtungen handelt es sich um Raketen mit einem Triebwerk 20 und mit einem Gefechtskopf 22 (sh. auch Fig. 3), in welchem Submunitionen 24 angeordnet sind. In der Startphase, die in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet ist, wird eine der Vorrichtungen 18 zunächst vorübergehend beschleunigt. Die Vorrichtung 18 bewegt sich dann entlang einer stabilen ballistischen Flugbahn, bis es auf der Abtrennhöhe Ha zum Abtrennen des Gefechtskopfes 22 vom Triebwerk 20 kommt. Das Triebwerk 20 bewegt sich dann bspw. entlang der mit strichlierten Linien gezeichneten Flugbahn 30 und der Gefechtskopf 22 bewegt sich entlang einer Bahn 32, wobei der Gefechtskopf 22 entlang der Bahn 32 eine trudelnde Bewegung ausführt, bei welcher der Drall und die Geschwindigkeit abgebaut werden. Unabhängig von der Abtrennhöhe Ha werden die Submunitionen 24 bei einer ganz bestimmten Freigabehöhe Hf aus dem Gefechtskopf 22 ausgegeben, wie in Fig. 2 verdeutlicht ist. Diese Freigabehöhe beträgt bspw. weniger als 600 m, so daß die Submunitionen 24 innerhalb eines bestimmten vorgegebenen Zielbereichs 12 auftreffen und die dort befindlichen Zielobjekte 10 bekämpfen können. Die Freiflugphase der Submunitionen 24 von der Freigabehöhe Hf bis zum Auftreffen auf dem Grund kann größenordnungsmäßig 15 Sekunden oder weniger betragen.

Fig. 2 zeigt drei verschiedene Flugbahnen 28, 28' und 28" mit der jeweils zugehörigen Abtrennhöhe Ha, Ha' bzw. Ha", wobei der Abtrennhöhe Ha der Abtrennzeitpunkt ta entspricht, zu welchem das Triebwerk 20 vom Gefechtskopf 22 (sh. in Fig. 3) nach der Messung des der Abtrennhöhe Ha entsprechenden barometrischen Luftdruckes pa abgetrennt wird. Der Abtrennhöhe Ha' < Ha entspricht ein Abtrennzeitpunkt ta' < ta bzw. ein barometrischer Luftdruck pa' < pa. Dieselben Überlegungen gelten für die Abtrennhöhe Ha" < Ha' < Ha und dem entsprechenden barometrischen Luftdruck pa" < pa' < pa. Die entsprechenden Schnittpunkte der Höhenlinien Ha, Ha' bzw. Ha" mit den zugehörigen ballistischen Flugbahnen 28, 28' bzw. 28" liegen auf einer geometrischen Kurve, die mit der Bezugsziffer 34 bezeichnet ist. Ausgehend von den besagten Schnittpunkten bzw. der geometrischen Kurve 34 sind die entsprechenden Bahnen 32, 32' bzw. 32" des taumelnden Gefechtskopfes angedeutet. Unabhängig von der Bahn 32, 32' oder 32" des taumelnden Gefechtskopfes 22 werden die Submunitionen 24 zu einer gestimmten Freigabehöhe Hf aus dem Gefechtskopf zum Zeitpunkt ti ausgegeben. Zum Zeitpunkt ti wird eine Zündeinrichtung 36 initiiert, die im Gefechtskopf 22 vorgesehen ist, (sh. Fig. 3). Die Fig. 3 zeigt außerdem schematisch einen im Gefechtskopf 22 vorgesehenen Prozessor 38 sowie einen im Gefechtskopf 22 vorgesehenen Drucksensor 40, mit welchem zeitlich vor der Abtrennung des Gefechtskopfes 22 vom Triebwerk 22 und somit während der stabilen Flugbahn 28 der Vorrichtung 18 der aktuelle höhenabhängige Luftdruck gemessen und mittels des Prozessors 38 in die entsprechende aktuelle Höhe H umgerechnet wird.

Durch die rechnergesteuerte Korrektur von ta und insbes. von ti ist es also möglich, die Fallzeit jeder einzelnen Submunition 24 von der Freigabehöhe Hf bis zur Höhe Null kleiner zu dimensionieren als die Selbstzerlegezeit der entsprechenden Submunition 24, so daß eine Selbstzerlegung der Submunitionen 24 in der Luft zuverlässig auszuschließen ist. Desgleichen wird ein Einschlag des Gefechtskopfes in den Erdboden verhindert.

Kurz bevor der Gefechtskopf 22 vom Triebwerk 20 abgetrennt wird, erfolgt also mit Hilfe des Drucksensors 40 eine Messung des höhenabhängigen Luftdruckes. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Vorrichtung 10 - wie erwähnt worden ist - in einem stabilen Flugzustand, so daß eine Messung eines dynamischen Druckanteils ausgeschlossen werden kann. Die aktuellen höhenabhängigen Luftdruckdaten werden in den Prozessor 38 vor dem Start der Vorrichtung 18 eingegeben, so daß über den gemessenen höhenabhängigen Luftdruck ein Rückschluß auf die aktuelle Höhe der Vorrichtung 10 zur Verfügung steht. Mit Kenntnis der auf diese Weise vorprogrammierten Freigabehöhe Hf ist folglich die Fallhöhe des Gefechtskopfes zwischen der Abtrennhöhe Ha und der besagten Freigabehöhe Hf bekannt. Die dieser Höhendifferenz entsprechende, für den Gefechtskopf 22 benötigte Fallzeit wird entweder über eine vorprogrammierte Wertetabelle ermittelt oder erforderlichenfalls mit den aktuellen gemessenen Daten simulativ bestimmt. Nach Ablauf der ermittelten Fallzeit wird die Zündeinrichtung 36 des Gefechtskopfes 22 initiiert, so daß die Submunitionen 24 in der geforderten vorgegebenen konstanten Freigabehöhe Hf ausgegeben und im Zielbereich 12 innerhalb eines vorgegebenen idealen Streumusters verteilt werden. Da erfindungsgemäß die Freigabehöhe Hf innerhalb einer sehr engen Streubereiches festliegt, kann auch ein bestimmtes Streumuster im Zielbereich 12 relativ genau eingehalten werden.

Claims (3)

1. Verfahren zum Bekämpfen von Zielobjekten (10) mit Submunitionen (24), die in einem Gefechtskopf (22) vorgesehen sind, der mittels eines Triebwerks (20) auf eine ballistische Flugbahn (28) verbracht wird, auf welcher zuerst das Triebwerk (20) vom Gefechtskopf (22) bei einer Abtrennhöhe (Ha) abge­ trennt wird und danach auf einer bestimmten Freigabehöhe (Hf) die Submu­ nitionen (24) aus dem Gefechtskopf (22) freigegeben werden, dadurch gekennzeichnet,
daß zeitlich vor der Abtrennung des Gefechtskopfes (22) vom Triebwerk (20) mittels eines im Gefechtskopf (22) vorgesehenen Drucksensors (40) der aktu­ elle höhenabhängige Luftdruck gemessen und mittels eines im Gefechtskopf (22) vorgesehenen Prozessors (38) in die entsprechende aktuelle Höhe umge­ rechnet wird, die jeweilige errechnete Höhe mittels des Prozessors (38) an die Summe aus der bestimmten vorprogrammierten Freigabehöhe (Hf) und der Fallhöhe des vom Triebwerk (20) abtgetrennten Gefechtskopfes (22) bis zur Freigabe der Submunitionen (24) aus dem Gefechtskopf (22) durch Bestim­ mung der entsprechenden Fallhöhe (Ha-Hf) angepaßt wird,
die zur Fallhöhe (Ha-Hf) des vom Triebwerk (20) abgetrennten Gefechtskop­ fes (22) proportionale Fallzeit des Gefechtskopfes (22) im Prozessor (38) mittels einer Parameterwerttabelle ermittelt wird, mit welcher der Prozessor (38) vorprogrammiert wird, und
der Ablauf der mit Prozessor (38) berechneten Fallzeit (Ha-Hf) des Gefechts­ kopfes (22) mittels einer im Gefechtskopf (22) vorgesehenen Zeitmeßein­ richtung gemessen und eine im Gefechtskopf angeordnete und mit der Zeit­ meßeinrichtung verbundene Zündeinrichtung (36) zum Ausstoßen der Sub­ munitionen (24) aus dem Gefechtskopf (22) auf der vorbestimmten Freigabe­ höhe (Hf) gezündet wird.

2. Vorrichtung zum Bekämpfen von Zielobjekten (10) mittels Submunitionen (24), die in einem Gefechtskopf (22) vorgesehen sind, der mittels eines Triebwerkes (20) auf eine ballistische Flugbahn (28) verbringbar und vom Triebwerk (20) abtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gefechtskopf (22) einen Drucksensor (40), einen Prozessor (38) und eine Zeitmeßeinrichtung aufweist, wobei der Drucksensor (40) zur Bestim­ mung des aktuellen Luftdrucks vor der Abtrennung des Gefechtskopfes (22) vom Triebwerk (20) vorgesehen ist, der Prozessor (38) zum Umrechnen des aktuellen gemessenen Luftdrucks in die entsprechende aktuelle Höhe des Ge­ fechtskopfes (22) dient, und
einen Speicher für eine vorprogrammierte Fallzeitentabelle aufweist, und die Zeitmeßeinrichtung dazu vorgesehen ist, zu einer bestimmten, einer defi­ nierten Freigabehöhe (Hf) entsprechenden, im Prozessor (38) vorprogram­ mierten Freigabezeit dann die Submunitionen (24) mittels einer im Gefechts­ kopf (22) vorgesehenen Zündeinrichtung (36) aus dem Gefechtskopf (22) freizugeben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Freigeben der Submunitionen (24) vorgesehene Zündeinrichtung (36) eine pyrotechnische Selbstzerlegeeinheit aufweist.