DE4424074C1

DE4424074C1 - Abstands-/Zeitzünder für Flugkörper

Info

Publication number: DE4424074C1
Application number: DE4424074A
Authority: DE
Inventors: Manfred Prof Dr Held; Horst Prof Dr Dipl Kaltschmidt
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: TDW GESELLSCHAFT FUER VERTEIDIGUNGSTECHNISCHE WIRKS
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2014-07-09
Also published as: US5796029A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen sich Abstands-/Zeitzünder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Panzerfahrzeugen sind bereits aktive Schutzsysteme bekannt geworden, die ankommende Hohlladungsraketen bzw. Antitank-Lenkflugkörper mittels durch Sprengstoff beschleunigte Splitter bekämpfen und abwehren, zumindest abzuwehren versuchen. Hierbei entsteht durch die Detonation der Spreng ladung ein sehr heller Detonationsblitz, der anfänglich eine sehr hohe Leucht dichte aufweist, die jedoch sehr schnell mit der Expansion der Reaktionspro dukte der Sprengladung und ihrer Schwaden an Leuchtdichte abnimmt, trotz der zunehmenden Fläche jedoch nicht so stark an Lichtintensität. Hierbei ist der jeweilige Angriffs-Sektor des Panzerfahrzeugs optisch durch die Detonati ons-Schwaden voll abgedeckt oder die ankommende Antitankrakete oder der Antitanklenkflugkörper tritt durch diese Feuerballschwaden hindurch und trifft dann auf das Ziel, vorausgesetzt der angreifende Flugkörper wird nicht durch Splittertreffer selbst zerstört.

Ferner sind Systeme bekannt (DE 39 35 648 A1), die derzeit optische Abstandssensoren aufwei sen, die nun durch den Detonationsblitz des sie bekämpfenden Waffensystems überstrahlt sein können und/oder ihre Sendesignale in den Schwaden so sehr absorbiert oder allgemein gedämpft werden, daß die Sensor-Funktion stark gestört ist, wenn sie nicht überhaupt ganz ausfällt. Die Entfernung des Flug körpers liegt bei der Detonation der Splitterladung derzeit im Bereich von etwa 5 m. Aus Gründen der Trefferwahrscheinlichkeitsdichte dürfte die Entfernung auch kaum größer als 10 m sein.

Der optimale Abstand für maximale Tiefenleistung von Hohlladungen gegen über dem Ziel liegt zwischen 3 und 6 Kalibern oder bei Tandemhohlladungen bei 3 bis 8, maximal 10 Kalibern. Bei einem Flugkörperdurchmesser von 150 mm bedeutet dies Entfernungen in einer Größenordnung von 0,45 m bis 1,2 m bzw. 1,5 m. Weiterhin gibt es Hohlladungs-Tandemsysteme mit ausstoßbaren Vorhohlladungen, deren Ausstoßmechanismus in Entfernungen von einigen Metern ausgelöst (oder aktiviert) wird. Ein materieller Abstandshalter als Zündspitze (Spike) ist in diesen Fällen nicht mehr praktikabel, so daß auf immaterielle Abstandssensoren - allgemein optischer Art - zurückgegriffen wird. Diese optischen Abstandssensoren verlieren aber ihre Funktion und Wir kungsweise, wenn sie in den Feuerballschwaden eines aktiven Schutzsystems geraten. Dasselbe trifft auch zu, wenn statt der Detonation einer Sprengladung eine pyrotechnische Ladung mit sich sehr schnell ausbreitendem Nebel gezün det wird, und zwar unmittelbar bevor der Flugkörper am Ziel ankommt. Diese können auch auf Entfernungen von vielen Metern reichen.

Es darf als sicher angenommen werden, daß der Gegner weiß, mit welchen Waffensystemen er bekämpft wird, und demnach seine Abwehrmaßnahmen entsprechend festlegt, sei es die Zündung einer Lichtblitzladung mit entspre chender schneller Vernebelung, oder der Einsatz einer Splittergranate.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstands- /Zeitzünder der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine Aktivierungs schaltung auch für größere Entfernungen besitzt und bei Sichtbehinderung oder Blendung voll funktionsfähig bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen oder Weiterbildungen angege ben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel erläu tert und in einem Blockschaltbild in Funktion und Konzeption dargestellt.

Der allgemeine Erfindungsgedanke sieht vor, daß in dem Augenblick, in dem der Abstandszünder durch Blendung oder Sichtbehinderung kurz vor dem Ziel nicht mehr voll funktionsfähig wird, er automatisch auf Zeitverzögerung um schaltet, wobei er sich die Daten für die notwendige Zeitverzögerung vorab aus den Daten der Abstandsmessung selbst vorgibt.

Das in dem Blockschaltbild dargestellte Ausführungsbeispiel veranschaulicht den Aufbau des Sensors und dessen Funktionsweise. Beim "Start" wird ein Taktgenerator angesteuert, der seinerseits eine Sender- und Empfangsschaltung treibt, die aus der Laufzeitmessung des Lichtes die Entfernung "e" in an sich bekannter Weise ermittelt. Diese Messung erfolgt nun mit einer Taktfrequenz von beispielsweise 1 ms. Aus der Änderung der Entfernung "e" von einem oder mehreren hintereinander ermittelten Entfernungen kann nun bei der bekannten Zeitdiferenz Δt die Geschwindigkeit des Flugkörpers exakt ermittelt werden:

v_FL = Δe/Δt (1)

Nun kann aber auf diese Bestimmung der Anfluggeschwindigkeit verzichtet werden, wenn diese für sich gut bekannt ist. Sie dürfte durch ein Marschtrieb werk relativ konstant ausgelegt sein oder der Geschwindigkeits-verlauf ist re lativ gut als Funktion der Flugzeit gegeben. In diesem Falle kann durch eine Geschwindigkeitsvorgabe als Funktion der Zeit, getriggert mit der Startzeit der Rakete als Nullpunkt, dieser Wert auch vorgegeben werden. Es kann entweder auf die Berechnung von v_FL ganz verzichtet werden, oder diese Vorgabe dient zum steten Vergleich und Abgleich der Messungen in einem Komparator. Liegt die gemessene oder berechnete Flugkörpergeschwindigkeit v_FL im Bereich der "möglichen" Geschwindigkeit, dann wird der gemessene Wert weiterverarbei tet. Liegt er - aus welchen Gründen auch immer - außerhalb, dann wird für die weitere Verarbeitung der "vorprogrammierte" Wert von v_FL für die Berech nung von t_F eingesetzt.

Mit Hilfe der Annäherungsgeschwindigkeit des Flugkörpers v_FL kann nun die Zeit t_F bis zum direkten Auftreffen auf dem Ziel berechnet werden:

t_F = e/v_FL (2)

Mit der Flugkörpergeschwindigkeit kann auch die gewünschte Aktivierungs- /Zündzeit t_Z berechnet werden, wobei der Flugkörper im Abstand A vor dem Ziel zur Detonation kommen bzw. der Ausstoßmechanismus ausgelöst werden soll. Die Aktivierungs-/Zündzeit t_Z berechnet sich aus:

t_Z = A/v_FL (3)

Die Zeitdifferenz t_D bis zur Aktivierung/Zündung kann jetzt in einem "Count Down" ermittelt werden mit:

t_D = t_F - t_Z (4)

wobei dieser Wert t_D dann 0 werden muß.

Bei t_D = 0 wird die Aktivierung/Zündung des Gefechtskopfes eingeleitet, falls nicht vorab die Aktivierung/Zündung des Gefechtskopfes durch die Ab standsentfernungsmesser mit Erreichen des gewünschten Abstandes A ausge löst wurde. In der Praxis wird vermutlich dem "Abstandssensor" der Vorrang gegenüber dem "Zeitsensor" gegeben werden, also den kritischen Abstand A für die Abstandsmessung etwas größer halten als den Abstand A der für die Zeitmessung vorgegeben wird. Diese Schaltung hat den Vorteil, daß, sollte in der Endanflugphase eine Störung des optischen Sensors eintreten, dann der Zeitsensor doch im richtigen Abstand A zum Ziel hin die Funktion des Ge fechtskopfes, d. h. Ausstoß der Vorhohlladung bzw. die Detonation der Vor hohlladung mit entsprechender Zeitverzögerung der Haupthohlladung bei Tan dem-Systeme etc. einleitet.

Claims

1. Abstands-/Zeitzünder für Flugkörper mit einem optischen Abstandssen sor für die Abstandsmessung, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive opti sche Abstandssensor bei kurz vor dem zu treffenden Ziel auftretenden Störun gen oder Behinderungen automatisch auf eine ihm zugeordnete und mit ihm verknüpfte Zeitschaltelektronik umschaltet, wobei sich die Daten für die not wendige Zeitverzögerung aus den Daten der vorangegangenen Abstandsmes sungen von selbst vorgeben.

2. Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom elektro nischen Startbaustein ein ihm zugeordneter Taktgenerator angesteuert wird, der eine ihm zugeordnete Sender-/Empfängerschaltung steuert, welche aus der Licht-Laufzeitmessung die Entfernung "e" ermittelt und diese Daten entweder einem Komparator zur Bestimmung der Anfluggeschwindigkeit v_FL oder dem Elektronikbaustein für die Flugzeitberechnung t_F bis zum Auftreffen auf dem Ziel eingibt.

3. Zünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdifferenz t_D aus der Auftreffzeit t_F abzüglich der Zündzeit t_Z ermittelt und zur Aktivierung/Zündung des Gefechtskopfes in einem "Count Down"-Takt bei Null gesetzt wird.

4. Zünder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kritische Abstand A für die Abstandsmessung geringfügig größer ge halten ist, als der vorgegebene Abstand A für die Zeitmessung.

5. Zünder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator die Lichtlaufzeitmessung der Entfernung "e" mit einer Taktfrequenz in der Größenordnung von 1 ms durchführt.