DE2262366A1

DE2262366A1 - Ausloesevorrichtung fuer eine horizontal wirkende waffe

Info

Publication number: DE2262366A1
Application number: DE19722262366
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Phys Dr Held; Johann Spies
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1972-12-20
Filing date: 1972-12-20
Publication date: 1978-03-16
Also published as: DE2262366B2; FR2367269A1; DE2262366C3; FR2367269B1

Description

Auslösevorrichtunq für eine horizontal wirkende Waffe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auslösevorrichtung für eine gegen bewegliche, das Erdmagnetfeld beeinflussende Ziele, vorzugsweise gegen Panzerfahrzeuge v/irkende Waffe, mit einer auf Erdmagnetfeldär. "erungen ansprechenden Induktionsschleife, deren induzierter Spannungsstoß einen Zünder für die Waffe aktiviert.

Eine derartige Auslösevorrichtung ist aus der DAS 1 226 bekannt. Die Induktionsschleife mit mehreren Wicklungen

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dient als Auskleidung der Hohlladung einer Mine. Nähert sich nun ein Panzerfahrzeug dieser Mine, so wird in der Induktionsschleife ein Spannungsstoß erzeugt, der in bekannter Weise zur Auslösung der Mine verwendet wird.

Die panzerbrechende Wirkung derartiger Minen ist allerdings in ihrer Reichweite sehr beschränkt. Sie liegt bei einer Hohlladung etwa in der Größenordnung des fünf- bis sechsfachen Kalibers der Ladung; schon bei Entfernungen über einen Meter ist jedoch diese Art der Auslösevorrichtung nicht mehr geeignet, eine genaue Richtungsinformation über den Standort des Zieles zu geben, so daß dementsprechend auch die Trefferwahrscheinlichkeit gering ist.

Um diese Nachteile zu beheben, kann gemäß der DOS 1 924 622 eine Auslösevorrichtung für eine horizontal wirkende Waffe, etwa eine Rakete mit panzerbrechendem Gefechtskopf, verwendet werden, die einen seismischen Auslösekreis mit einem passiven Infrarotdetektor kombiniert. Dieser Infrarotdetektor hat ein lediglich enges Gesichtsfeld, das mit der Wirkungsrichtung der horizontal wirkenden Waffe übereinstimmt und löst die Waffe erst dann aus, wenn das Ziel in seinem Blickwinkel erscheint.

Fährt ein zu bekämpfendes Ziel in den empfindlichen Bereich des seismischen Sensors, so kann zwar theoretisch aus den über der Frequenz aufgetragenen Ausgangssignalen des Sensors auf die Art des Zieles geschlossen werden; dieses bringt in der Praxis Schwierigkeiten mit sich. Besonders bei größeren Entfernungen des Zieles von dem Sensor kann das empfangene Signal - z.B. bedingt durch die Bodenstruktur - stark in seiner Amplitude des Frequenzspektrums gedämpft sein, so daß ein ähnliches Frequenzspektrum empfangen wird, wenn Wild

·) aber .3.

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oder ein leichtes Fahrzeug nahe an dem seismischen Sensor in entsprechender Geschwindigkeit vorbeiläuft, bzw. -fährt, also Ziele, die nicht bekämpft werden sollen. Da aber in diesem Fall auch der passive Infrarotsensor in seinem Gesichtsfeld ein sich vom Hintergrund abhebendes Objekt wahrnimmt, wird die Waffe dennoch ausgelöst.

Diese Auslösevorrichtung kann demnach nur für einen geringen Entfernungsbereich zuverlässig eingesetzt werden.

Auch eine Beschränkung auf ein schmales, für Kettenfahrzeuge spezifisches Frequenzband bringt eine unnötige Beschränkung . das Anwendungsbereiches der Auslösevorrichtung mit sich. So würden Panzerfahrzeuge mit Luftbereifung, die in zugänglichen und durch Straßen erschlossenen Geländen mehr und mehr zum Einsatz gelangen, nicht bekämpft. Auch eine einseitige Ausrichtung auf derartige Panzerfahrzeuge brächte den Nachteil mit sich, daß dann wiederum Panzerfahrzeuge mit Ketten nicht bekämpft würden.

Zudem muß bedacht werden, daß besonders bei größeren Entfernungen des Panzerfahrzeuges von dem Infrarotsensor und bei geringen Teraperaturdifferenzen zwischen Hintergrund und Panzerfahrzeug Möglichkeiten zum Stören des Infrarotsensors gegeben sind, beispielsweise dadurch, daß das Panzerfahrzeug einen mit dem Auspuff verbundenen Schlauch hinter sich herzieht, so daß die Waffe ausgelöst würde, wenn das Panzerfahrzeug das Gesichtsfeld des Infrarotsensors bereits verlassen hat.

Um dieses zu vermeiden, müssen hochempfindliche Infrarotsensoren verwendet werden, zu deren einwandfreiem Betrieb unter Umständen eine Kühlung notwendig ist, um das Hintergrundrauschen auszuschalten. Das erfordert seinerseits wiederum einen erhöhten Energieverbrauch des Sensors.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach dem Induktionsprinzip arbeitende Auslösevorrichtung für eine horizontal wirkende Waffe anzugeben, mit der der gegen das Eindringen .feindlicher Fahrzeuge zu überv;achende Bereich gegenüber den .5 bekannten Systemen wesentlich vergrößert ist, bei der ferner die Richtur.nscmpfindlichkcit verbessert ist, und die allein in Abhängigkeit von der Größe des zu bekämpfenden Zieles, jedoch unabhängig von dessen Entfernung zu der Waffe, deren exakte Auslösung veranlaßt.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Induktionsschleife in Form eine.: langgestreckten U's in Wirkungsrichtung der V/affe verlegt ist, und daß eine Auslösung der Waffe erst erfolgt, wenn die in der Induktionsschleife induzierte Spannung einen vorgegebenen Viert erreicht.

Hiermit ist es möglich, eine Induktionsschleife aus einem einzigen Draht, beispielsweise in einer Lunge von etwa 100 m mit einer Breite von 2 m auszulegen, in der, wie Versuche gezeigt haben, beim Überfahren mit einem leichten Kampfpanzer eine Spannung von etwa 0,5 mV induziert wird. Dieses Nutzsignal ist groß genug,-um nach Verstärkung den Zünder der V.'affe, verzugsweise einer schnell startenden Panzerabwehrrakete mit einem panzerbrechenden Gefechtskopf, zu aktivieren.

Gemäß einer Ausfilhrungsform der Erfindung erfolgt eine Auslösung der Waffe erst dann, wenn die induzierte Spannung in der Induktionsschleife nach dem ersten Induktionsstoß ihr Maximum erreicht und danach nahezu auf Null abgesunken ist. Das bedeutet, daß das zu bekämpfende Ziel sich gerade über der Induktionsschleife befindet und somit zentral von der Waffe getroffen wird.

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Diese Art der Auslösung ist bis zu Entfernungen von etwa 100 m zwischen der Waffe und dem Ziel nahezu uneingeschränkt verwendbar, wenn als Waffe eine schnellstartende Panzerabwehrrakete benutzt wird, die beispielsweise eine Strecke von 100 m in knapp einer halben Sekunde zurücklegt. Da während dieser Zeitspanne im allgemeinen das zu treffende Ziel keine sehr große Strecke zurücklegt, so beispielsweise bei einer Geschwindigkeit von 10 m pro Sekunde gerade 5 m, ist die Trefferwahrscheinlichkeit auch in diesen Entfernungen noch hoch.

Es kann allerdings bei diesen Entfernungen von Vorteil sein, wenn die Induktionsschleife in diesem Bereich aufgeweitet ist. Da der Viert der induzierten Spannung auch abhängig von der von einer Erdfeldmagnetänderung betroffenen Fläche der 15· Induktionsschleife ist, wird die Waffe dementsprechend bereits abgefeuert, wenn sich das zu bekämpfende Ziel noch nicht in deren Wirkungsrichtung befindet.

Um die Größe der induzierten Spannung zu erfassen, ist eine Serienschaltung eines vorzugsweise für Frequenzen über 15 Hz als Tiefpaß wirkenden Filters, eines Verstärkers, eines Schwellwertschalters sowie eines Zünders für die Waff.e vorgesehen. Durch entsprechende Bemessung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers und des Schwellwertes des Schwellwertschalters kann eine Auslösung der Waffe bei einem exakt vorher bestimmbaren "Pegel der induzierten Spannung erfolgen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der das zu bekämpfende Ziel unabhängig von seiner Entfernung zu der Waffe und seiner Geschwindigkeit · zentral getroffen wird, wird der Verstärkungsgrad des Ver-

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stärkers so eingestellt, daß der Schwellwert des Schwellwertschalters schon erreicht v/ird, wenn das zu bekämpfende Ziel die Induktionsschleife noch nicht berührt hat. Da die induzierte Spannung abhängig von der Annäherungsgeschwindigkeit des zu bekämpfenden Zieles ist, wird der Schwellwert des Schwellwertschalters für ein schnellfahrendes Ziel eher erreicht als für ein langsam fahrendes. Um Jetzt das Ziel zentral zu treffen, muß lediglich zwischen Schwellwertschalter und Zünder der Waffe ein Mono-Flop mit vorgegebener Schaltzeit geschaltet sein. Auch hier ist es von Vorteil, wenn in größeren Entfernungen von der Waffe die Induktionsschleife aufgeweitet ist.

Die Erfindung ist in drei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 ein Abwehrsystem für Panzerfahrzeuge mit einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel;

Figur 2 ein Abwehrsystem mit einer Auslösevorrichtung

gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der

t Erfindung;

Figur 3

Figur 3a

ein Abwehrsystem mit einer Auslösevorrichtung gemäß der Erfindung in einem dritten Ausführungsbeispiel und

den Zusammenhang zwischen Induktionsspannung und Geschwindigkeit des zu bekämpfenden Panzerfahrzeuges zur Erklärungder Wirkungsweise des in der Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispieles.

In den Figuren sind für gleiche Elemente jeweils gleiche Bezugsziffern verwendet.

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Zur Bekämpfung von Panzerfahrzeugen 1 1st eine aus einer einzigen Windung bestehende Induktionsschleife 2 auf dem Erdboden ausgelegt bzw. in diesen eingegraben; selbstverständlich kann die Induktionsschleife auch aus mehreren ' Windungen bestehen. Die Induktionsschleife 2 erstreckt sich" in ihrer Länge z.B. über 100 m, in ihrer Breite mißt • sie zwischen 0,5 m und 10 m, vorzugsweise jedoch 2 m. Das eine Ende der Induktionsschleife ist mit dem elektrischen Erdpol, das andere mit einem aktiven oder passiven FiI-ter 4 verbunden, das für alle Frequenzen über 15 Hz als Tiefpaß wirkt. Durch dieses Filter können Störungen durch Hochspannungsleitungen ausgeschaltet werden.

Dem Filter 4 ist ein Verstärker 5 nachgeschaltet, dessen Ausgang mit einem Schwellwertschalter 6 verbunden ist. Der Schwellwertschalter steuert eine Endstufe 7, deren Ausgang über eine Leitung 8 mit einem Zünder 9 für eine Panzerabwehrrakete 10 verbunden ist^iius einem Abschußrohr 11 abschießbar ist. Das Abschußrohr 11 ist horizontal in Richtung der Längsachse 12 der Induktionsschleife 2 ausgerichtet.

Die elektrischen Elemente 4,5,6,7 und 8 werden von einer Batterie 13 mit Energie versorgt, deren elektrische Verbindungen zu den Elementen in der Figur 1 nicht gezeigt sind.

Sobald sich nun das Panzerfahrzeug 1 der Induktionsschleife 2 nähert, induziert es in dieser eine Spannung, die nach Passieren des Filters 4 im Verstärker 5 verstärkt wird. Sobald das Ausgangssignal des Verstärkers 5 die Schwelle des Schwellwertschalters 6 erreicht, wird die · Endstufe 7 angesteuert, die die Auslösevorrichtung 9 der Munition betätigt. In diesem Moment wird das Triebwerk

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■ der Panzerabwehrrakete 10 gezündet, die durch die erwähnte Ausrichtung des Abschußrohres 11 in Richtung 12 beschleunigt wird und nach kurzer Zeit das Panzerfahrzeug 1 trifft und zerstört.

Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 5 und die Schwelle des Schwellwertschalters 6 sind dabei so eingestellt, daß eine Auslösung nur bei schweren Panzerfahrzeugen und erst kurz vor dem Moment erfolgt, wenn sich das Panzerfahrzeug 1 voll über der Induktionsschleife 2 befindet, wie das in der Figur 1 dargestellt ist. In diesem Moment ist der Betrag der induzierten Spannung am größten und geht danach rasch auf etwa Null zurück.

Wie oben erwähnt, ist es aus Gründen der besseren Trefferwahrscheinlichkeit in großen Entfernungen auch möglich, die Induktionsschleife 2 in diesem Bereich aufzuweiten, wie das in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist (Bezugsziffer 2* ).
Da die Größe der induzierten Spannung abhängig von der Teilfläche der Induktionsschleife ist, die durch die Permeabilitätsänderung des Erdfeldes beaufschlagt wird, wird in diesem Fall die Panzerabwehrrakete 10 schon ausgelöst, wenn sich das Panzerfahrzeug 1 noch nicht zentral in deren Wirkungsrichtung befindet. Durch den Grad der Aufweitung der Induktionsschleife und durch entsprechende Bemessung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 5 und der Schwelle des Schwellwertschalters 6 wird unter Berücksichtigung der vorgegebenen Geschwindigkeit der Panzerabwehrrakete 10 das Panzerfahrzeug 1 bei jeder Geschwindigkeit zentral getroffen und zerstört.

Bei kürzeren Entfernungen zwischen dem Standort der Panzerabwehrrakete und Panzerfahrzeug ist es sinnvoll, .

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die Panzer.abwehrrakte erst zu zünden, wenn das Panzerfahrzeug sich voll über der Induktionsschleife befindet, d. h. dann, wenn der Wert der in der Induktionschleife induzierten Spannung nach dem ersten Induktionsstoß wieder auf nahezu Null abgesunken ist. Dazu ist die in der Figur 1 gezeigte Schaltung lediglich geringfügig zu variieren;' vgl· die Fig. 2. Das vom Verstärker 5 abgegebene Signal wird einmal dem oben erwähnton Schwellwertschalter 6 und gleichzeitig einem zweiten bipolaren Schwellwertschalter 6a zugeführt, dessen Schwellwert sehr klein ist» Zwischen erstem und zweitem Schwellwertschalter 6 bzw. 6a ist ein Monoflop 6b eingefügt, das von dem ersten Schwellwertschalter 6 angesteuert wird, sobald die . induzierte Spannung, wie oben beschrieben, einen bestimmten Wert erreicht. Das Monoflop 6b steuert seinerseits nach einer gewissen Zeitspanne den zweiten Schwellwertschalter 6a auf. Sobald nun die induzierte Spannung den nahe bei Null liegenden Schwellwert dieses Schwellwertschalters 6a erreicht, wird, wie oben beschrieben, die Endstufe 7 aktiviert, wodurch die Panzerabwehrrakte 10 abgefeuert wird.

• In der Figur 3 ist wiederum ein Panzerfahrzeug 1 dargestellt, das sich einer Induktionsschleife 2 nähert, die sich stetig aufweitet. Um ein für die Auslösung der Panzerabwehrrakete 10 wirksames Signal zu erhalten, ist der eine Pol der Induktionsschleife 2 mit einem als Tiefpaßwirkenden Filter 4 verbunden, dessen Ausgangssignal einem Verstärker 5 zugeführt wird. In Serie mit dem Verstärker ist ein Schwellwertschalter 6 vorgesehen, der ein Signal abgibt, sobald die induzierte Spannung in der Induktionsschleife einen gewissen Wert erreicht, der hier so ein-

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gestellt ist, daß er in allen Fällen erreicht wird, bevor das Panzerfahrzeug 1 auf die Induktionsschleife 2 auffährt. Sobald der Schwellwertschalter 6 durchschaltet, wird ein Monoflop 14 erregt, das nach einer konstanten Zeitspanne die Endstufe 7 ansteuert. Über eine Leitung θ wird der Zünder 9 der Panzerabwehrrakete 10 aktiviert, so daß diese aus ihrem Abschußrohr 11 in Richtung der Achse 12 der Induktionsschleife 2 abgeschossen wird.

Zur Verdeutlichung der Funktion des Monoflops 14, durch den eine Geschwindigkeitsdilcrimination erreicht wird, sei auf die Fig. 3a verwiesen. Nähert sich das Panzerfahrzeug 1 der Induktionsschleife 2 mit einer Geschwindigkeit v^, so erreicht die induzierte Spannung U iv-) den Schwellwert Ug des Schwellwertschalters 6 an der Stelle S*

-e die sich kurz vor dem einen Draht der Induktionsschleife befindet. Hat das Panzerfahrzeug 1 Jedoch eine höhere Geschwindigkeit V₂, so wird dieser Schwellwert Ug bereits früher an der Stelle S₂ erreicht. Bei einer Geschwindigkeit ν,, braucht das Panzerfahrzeug 1 demnach eine gewisse Zeit t um von der Stelle S^ bis zur Achse 12 der Induktionsschleife 2 zu gelangen. In der gleichen Zeit würde Jedoch das Panzerfahrzeug 1, wenn es mit der höheren Geschwindigkeit v₂ fährt, eine größere Strecke zurücklegen, also bei entsprechender Auslegung der Verstärkerschaltung etwa von der Stelle S ebenfalls bis zur Achse 12 gelangen. Diese konstante Zeitspanne t setzt sich aber gleichzeitig aus der konstanten Schaltzeit τ des Monoflops 14 und der Flugzeit T₁ der Panzerabwehrrakte 10 zusammen. Es ist ersichtlich, daß man durch Bemessung der Schaltzeit τ und der bekannten Flugzeit der Panzerabwehrrakete 10 die Auslösevorrichtung derart einrichten kann, daß bei allen Geschwindigkeiten des Panzerfahrzeuges 1 dieses annähernd zentral getroffen wird.

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■Damit diese in der Fig·. 3a dargestellten Bedingungen auch in kurzen Entfernungen des Panzerfahrzeuges 1 von dem Abschußrohr 11 gelten, ist dementsprechend in diesem Bereich die Breite der Schleife geringer. Eine Auslösung des Schwellwertschalters erfolgt demnach an Punkten, die näher zu der Achse 12 der Induktionsschleife 2 geschoben sind, wodurch die kürzere Flugzeit der Panzerabwehrrakete 10 berücksichtigt ist.

Die beschriebene Auslösevorrichtung kann selbstverständlich dahingehend variiert werden, daß die Induktionsschleife mit weiteren bekannten Auslösemechanismen, wie einem mechanischen Abreißdraht oder einem auf Druck empfindlichen Kontaktkabel, kombiniert ist· So kann die Induktionsschleife selbst als Abreißdraht oder Kontakt-' kabel dienen, wobei dann die Signale in einer UND-Schaltung ausgewertet werden und nur bei !deters Koinzidenz eine Zündung des Triebwerkes der Panzerabwehrrakete be—

wirken.

Obwohl im vorhergehenden lediglich als Waffe eine Pan— · zerabwehrrakete erwähnt wurde, können auch projektilbildende Minen etc. verwendet werden. Ebenso ist es möglich, nicht nur eine einzelne Waffe abzufeuern, sondern mehrere hintereinander in der gleichen Richtung und/oder • gleichzeitig in einen aufgefächerten Winkelbereich, um die unterschiedlichen Geschwindigkeits- und Entfernungsbereiche des Zieles abzudecken.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1» Auslösevorrichtung für eine gegen bevc.gl.iche, das Erdmagnetfeld beeinflussende Ziele, vorzugsweise gegen Panzerfahrzeuge wirkende Waffe,, ή it eine-- auf Erc^^cnctfelcl- ■ änderungen ansprechenden Induktionsschleife, deren, induzierter Spannungsstoß einen Zünder für die 'Waffe aktiviert, dadurch gekennzeichnet , daß die Induktionsschleife (2) in Form eines langgestreckten U's in Wirkungsrichtung (12) der Waffe (10) verlegt ist, und daß eine Auslösung der-Waffe (10) erst erfolgt, wenn die in der Induktionsschleife (2) induzierte Spannung (Ug) einen vorgegebenen V/ert erreicht.
2. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k en η ~ zeichnet , daß eine Auslösung der Waffe (10) erst dann erfolgt, wenn nach dem ersten Induktionsstoß die induzierte Spannung in der Induktionsschleife (2) auf nahezu KuIl abgesunken ist.
3. Auslösevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei ch η e t , daß die Induktionsschleife (2) mit einer Serienschaltung, bestehend aus einem Verstärker (5), einem Schwellwertschalter (6) und einem'Zünder (9) der "iffe (10) aktivierenden Monoflop (14) mit konstanter Schaltzeit ( ) verbunden ist, daß der Schwellwertschalter (6) durchschalltet, bevor das zu bekämpfende Ziel (1) die Induktions-

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schleife (2) erreicht, und daß die konstante Schalt- ZBit ( τ) clG3 Monoflops (14) derart .besessen ist, daß die Waffe (10) das zu bekll:^.; nde Ziel zentral trifft.
4. Auslösevorrichtung nach eine.Ti der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Induktionsschleife (2) im vom Standort der Waffe entfernten Bereich aufgeweitet ist; vgl. Bezugsziffer 2*und Fig. 3«
5. Auslösevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Induktionsschleife (2) als Abreißdraht ausgebildet ist,und daß eine Auslösung der Waffe (10) erst erfolgt, wenn sowohl ein vornervählbarer Wert der in der Induktionsschleife (2) in dun i.erfcen Spannung und ein Bruch der Induktionsschleife (2) festgestellt ist·
6. Auslösevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Induktionsschleife (2) als auf mechanischen Druck enpfind-

und;

liches Kontaktkabel ausgebildet ist,Alr.ß eine Auslösung der Waffe (10) erst erfolgt, wenn sowohl ein vorher einstellbarer Wert der in der Induktionsschleife (2) induzierten Spannung und ein Signal des Kontaktkabels festgestellt ist.

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