DE3334758C2 - - Google Patents

Description

Kampfhubschrauber gewinnen immer mehr an Bedeutung bei der Vornahme von Kampfhandlungen. Der Grund hierfür liegt sowohl in ihrer Schnelligkeit und Wendigkeit, als auch in der kurzen Start- und Landezeit auf kleinstem Raum. Zu­ dem können Kampfhubschrauber mit verschiedener Bewaffung ausgerüstet werden und so gegen unterschiedliche Ziele eingesetzt werden. Die Bekämpfung eines derartigen Kampf­ hubschraubers sowohl vom Boden als auch aus der Luft ist schwierig, da seine Wendigkeit und Schnelligkeit die Er­ fassung und Verfolgung durch Visiereinrichtungen und Waffenleitgeräte schwierig macht, wobei dies im besonderen für die Bekämpfung durch Rohrwaffen wie Maschinenkanonen zutrifft. Zur Bekämpfung von Kampfhubschraubern haben sich daher Lenkflugkörper bewährt.

Lenkflugkörper dieser Art haben jedoch den großen Nach­ teil, daß sie aufgrund ihrer aufwendigen Konstruktion sehr kostenintensiv und überdies leicht durch einfache Mittel störbar sind. Mittels passiven oder aktiven Radar- oder Infrarotsensoren ist beispielsweise eine genaue Ortung eines bestimten Zielobjektes, wie hier der Kampfhubschrauber, nicht möglich, da diese Systeme nur integral (flächenhaft) die Signale aufnehmen können. Zur Bekämpfung von in Deckung befindlichen Kampfhubschraubern stehen keine geeigneten Bekämpfungsmöglichkeiten, insbesondere geeignet ausgerüstete Lenkflugkörper zur Verfügung.

Die Erfindung geht nunmehr aus von einem Lenkflugkörper gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruchs, wobei die dort beschriebene Anordnung zum Orten eines Kampfhubschraubers, sowie das damit durchgeführte Ver­ fahren durch die DE-PS 28 29 239 bekanntgeworden ist.

Die hier beschriebene Schallaufnahmevorrichtung kann nur dann aktiv werden, wenn der Hubschrauber in dessen Wirkungsbereich gelangt. Da die Vorrichtung stationär auf­ gebaut ist, ist sie vom Kampfhubschrauber relativ schnell ortbar wobei er sich diesem auch relativ schnell entziehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zur Bekämpfung von in Deckung befindlichen Kampf­ hubschraubern zu schaffen, welche mit einfachen Mitteln zielgenau und sicher in der Lage ist, den Kampfhub­ schrauber zwecks sicherer Bekämpfung zu orten.

Die Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Ober­ begriffes des Anspruchs 1 durch seine kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen akustischen Pfeil- und Steuersystems, sowie der Zweiteilung der Flugphase in eine angetriebene und eine antriebslose (geräuschlose), ist die Lenkung eines Lenkflugkörpers auf einen in Deckung befindlichen Kampfhubschrauber derart möglich, daß der Kampfhubschrauber ohne direkten Sichtkontakt durch die Abschlußbasis sicher zu erfassen und erfolg­ reich zu bekämpfen ist.

Dabei gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Be­ kämpfung nach dem "fire and forget" Prinzip. Da die Schallaufnehmer (Mikrofone) rein passiv arbeiten, ist der Lenkflugkörper während seiner gesamten Flugphase nicht ortbar. Das akustische Prinzip macht den Lenkflug­ körper auch praktisch immun gegen akustische Täuschungsmaß­ nahmen, da der Gegner durch zur Täuschung eingesetzte Schallquellen seine eigene Position verrät, und durch den Lenkflugkörper ortbar und erfolgreich zu bekämpfen ist. Somit ist die Treffwahrscheinlichkeit äußerst hoch. Durch geeignete elektronische Signalauswertemaßnahmen ist eine Freund/Feind-Identifizierung möglich.

Durch die im Lenkflugkörper befindliche Elektronik ist es diesem möglich, das Zielobjekt "Kampfhubschrauber" mit seinem durch die mit unterschiedlicher Drehzahl laufenden Tragrotor und Heckrotor hervorgerufenem charakteristischen Frequenzspektrum von Schallpegeln anderer Frequenz zu unterscheiden.

Durch die antriebsfreie Phase wird das akustische Peil- und Steuersystem nicht mehr durch das Geräusch des Raketenmotors gestört. Das noch verbleibende Eingangsge­ räusch durch die Windanströmung ist so gering, daß es die akustische Ortung nicht beeinflußt.

Der Lenkflugkörper ist ferner in der Sturzflugphase praktisch nicht ortbar, da er den metallischen Antriebs­ teil nach dem ersten Wegabschnitt abwerfen kann, und somit fast metallfrei weiter­ fliegt. Auch die optische Auffaßbarkeit dürfte bei den geringen Abmessungen des Rest-Lenkflugkörpers denkbar gering sein.

Durch Wind- und Temperaturänderungen in Abhängigkeit von der Höhe über dem Erdboden entsteht eine Strahlen­ krümmung, welche die Schallenergie zum Beobachter hin­ führt (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 der Höhe ist der Wind jedoch fast ohne Be­ lang, da nur eine Strahlenkrümmung, nicht jedoch eine gänzlich schalltote Zone entstehen kann. Davon wird bei dem vorgeschlagenen Lenkflugkörper Gebrauch gemacht.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Gefechtsbild mit dem Grundprinzip des durch die Erfindung durchführbaren Verfahrens,

Fig. 2 den Flugkörper schematisch,

Fig. 3 Blockschaltbild der Elektronik des akustischen Peil- und Steuerungssystems.

Die Fig. 1 zeigt eine Abschußvorrichtung 1, welche so­ wohl mobil, tragbar oder auch fest installiert sein kann. Durch diese Abschußvorrichtung 1 soll das Ziel­ objekt, in diesem Falle ein Panzerabwehrhubschrauber 5, bekämpft werden, welcher hinter einer Erhöhung in Deckung gegangen ist. Ein direkter Sichtkontakt zwischen der Abschußvorrichtung 1 und dem Panzerabwehrhub­ schrauber 5 besteht also nicht.

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 nur 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 Gleitphase 4 zu verhindern, wird der Raketenmotor gegebenenfalls abge­ sprengt. Mit nunmehr eingeschaltetem akustischen Peil- und Steuersystem wird der Lenkflugkörper auf den Panzer­ abwehrhubschrauber 5 durch das von ihm ausgehende charakteristische Frequenzspektrum gelenkt.

Die Grundfrequenz des Tragrotors liegt im Bereich von 10 Hz, die des Heckrotors im Bereich von 100 Hz.

Die Zündung des Gefechtskopfes erfolgt durch Auswertung des Betrages der Schallamplitude. Auf die genügende An­ näherung wird dadurch geschlossen, daß ein vorher ge­ setzter Schwellwert überschritten wird.

Kurz vor dem Zielobjekt Panzerabwehrhubschrauber 5 kann ggf. auch auf ein nichtakustisches Zielsuchverfahren um­ geschaltet 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 Be­ kämpfung wegen des geringen Zielabstandes bereits un­ möglich ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt, daß der Panzer­ abwehrhubschrauber 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 Lenkflug­ körper ihn von oben bekämpft.

Der Lenkflugkörper ist zusätzlich mit einer Freund-Feind- Kennung ausgerüstet. Erkennt er den zu bekämpfenden Panzerabwehrhubschrauber aufgrund der Verhältnisse Haupt­ rotor- zu Heckrotorfrequenzen als eigenen, so kann er eine Ausweichbewegung ausführen un die Zündung des Ge­ fechtskopfes verhindern.

Fig. 2 zeigt den Flugkörper schematisch in der Drauf­ sicht. An seiner Vorderseite befindet sich ein Ge­ fechtskopf 6, welcher mit einem Annäherungszünder be­ kannter 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.

Der Flugkörper ist mit mindestens drei gleichmäßig am Umfang verteilten Tragflächen 13 versehen, an deren Enden sich die Einbauorte für die Mikrofone 7, 8, 9 als akustische Sensoren befinden.

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.

Der Flugkörper kann so eingerichtet sein, daß nach dem Ausbrennen des Raketenteiles dieser abgeworfen wird.

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 und der Lenkflugkörper mittels der Ruderflossen 11 ins Ziel gelenkt wird. Es wird außerdem eine Bewertung der vom Hubschrauber aus­ geführten charakteristischen Schallsignale, insbesondere der Amplituden und der Frequenzen des Tragrotors und des Heckrotors und ihres Verhältnisses zueinander, zur Freund/Feind-Identifizierung und zur Annäherungszündung vorgenommen.

Sollte der Hubschrauber zu den eigenen Verbänden gehören, wird das Auftreffen des Lenkflugkörpers verhindert.

Mit der ggf. zusätzlichen Endanflugeinrichtung wird der Lenkflugkörper schließlich in das Ziel gelenkt, wo der Gefechtskopf 6 zündet.

Die Fig. 3 zeigt die Elektronik 10 nebst Meßwertauf­ nehmer und Stellglieder, welche zur Lenkung des Flug­ körpers erforderlich ist. Linksseitig sind die Meß­ wertaufnehmer 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 Doppelkorrektors 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 Längsachsen­ lagereglers 22.

Die so beschriebene elektronische Einrichtung funktioniert folgendermaßen:

Die Mikrophone 14-17 nehmen Umgebungsschall auf und ver­ arbeiten die Schallsignale in elektrische in an sich be­ kannter Weise. Die so gewonnenen Impulse werden an die Signalprozessoren 18 weitergeleitet, wobei jedes Mikrophon 14-17 auf einen eigenen Signalprozessor 18 arbeitet.

Sollten sich jedoch nur drei Mikrophone an dem Flug­ körper 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 im Korrelator 19 in eine ent­ sprechende Winkelinformation umgerechnet werden. Diese Winkelinformationen werden danach an die Steuergrößen­ geber für die Quer- und Hochachse 21 weitergeleitet, welche ihrerseits diese Signale nach entsprechender Aufbereitung an die Stellmotoren für Hoch- und Querruder 23 weitergeben.

Das Amplitudenspektrum erleidet aufgrund der Relativge­ schwindigkeit zwischen Ziel und Flugkörper eine Frequenz­ verschiebung, 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. Mit Hilfe des so ermittelten Wertes wird ein Korrektur­ signal erzeugt und an die Signalprozessoren 18 weiterge­ geben. Dadurch kann die Doppelverschiebung näherungs­ weise rückgängig gemacht werden.

Der Gefechtskopfzündgeber 20 bewertet das mittlere Amplitudenspektrum, welches ihm durch die Signal­ prozessoren 18 zugeleitet wird. Bei Erreichen eines Schwellwertes wird auf die Annäherung an das Ziel ge­ schlossen und der Zündvorgang ausgelöst und zwar dahin­ gehend, daß der Zündimpuls an den Gefechtskopf 6 ge­ leitet wird.

Die Lageregelung des Flugkörpers bezüglich seiner Längs­ achse wird durch Kreiselelemente oder durch Bauteile, welche die Auswertung des Erdmagnetfeldes gestatten, vorgenommen. Dieser Prozeß findet in dem Längsachsen­ lageregler 22 statt.

Claims (6)

1. Lenkflugkörper mit mindestens 3 vorzugsweise gleich­ winklig am Umfang angeordneten Tragflächen nebst einer Lenkeinrichtung zur Bekämpfung eines Kampfhub­ schraubers, welcher aufgrund seines charakteristischen Schallspektrums durch Schallaufnehmer und eines nach­ geschalteten elektronisch gespeicherten charak­ teristischen Hubschrauber-Schallspektrums durch Ver­ gleich als solcher identifizierbar, und mit einer die Lenkung bewirkenden und den Zündzeitpunkt bestimmenden Elektronik ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spitze jeder Tragfläche (13) ein Rundum­ mikrofon (7) angebracht ist, wobei die Rundum­ mikrofone (7) eine Peileinrichtung bilden und so elektronisch zusammengeschaltet sind, daß durch Richtungspeilung aus den Laufzeitunterschieden der von den Mikrofonen (7) aufgenommenen Schallsignale, die aufgrund des Schallspektrumvergleiches einem Kampf­ hubschrauber (5) zugeordnet werden können, während der Flugphase ein in beliebiger Richtung entfernter Kampfhubschrauber ansteuerbar und der Gefechtskopf­ zünder abhängig von der Schallintensität des emittierten Schallspektrums aktivierbar ist.

2. Lenkflugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (10) einen die Signale der Sensoren auswertenden Fourieranalysator enthält, der eingangsseitig dopplereffektkompensiert ist, dessen Ausgangssignal in einem Korrelator (19) mit dem Soll­ wert verglichen wird und daß die Zielpeilung durch stereophonartige Auswertung der Signale des Schall­ empfängers der einen Tragfläche (13) im Vergleich zu dem Schallempfänger der anderen Tragfläche (13) durch­ führbar ist.

3. Lenkflugkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Ruder (11) des Flugkörpers ein­ wirkende Lagestabilisierung um eine Längsachse des Flugkörpers, z. B. Kreiseleinrichtung, vorgesehen ist.

4. Lenkflugkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1- 3, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Gefechts­ kopf (6) mit einem akustischen Annäherungszünder auf­ weist.

5. Lenkflugkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Raketen­ antrieb besitzt, welcher so ausgelegt ist, daß die Ge­ samtflugphase in einem ersten angetriebenen Teil und in einem zweiten antriebslosen Teil aufgeteilt ist.

6. Lenkflugkörper nach mindestens einem der Ansprüche 1- 5, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangene Schall­ charakteristik zusätzlich zur Freund/Feind-Erkennung nutzbar ist.