[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Dipol-Anordnung in einer Hülse mit in der Hülse
hintereinander angeordneten Abschnitten ausstoßbarer Dipole.
[0002] Aus der DE-OS 30 15 719 sind Dipol-Abschnitte unterschiedlicher Länge in einer Hülse
abschnittsweise angeordnet. Die Dipol-Abschnitte sind aus der Hülse über einen Kolben
ausstoßbar, wobei der Kolben durch eine gasdruckerzeugende Ladung antreibbar ist.
[0003] Durch die GB-PS 834 596 sind durch loses, dünnes Papier gebündelte Abschnitte von
Dipolen bekannt, die in einer Hülse aus verstärktem Papier angeordnet sind. Daneben
ist bekannt, einen Abschnitt des die Dipole direkt umhüllenden Papieres als Schwanz
in der Masse der Dipole - etwa in radialer Richtung - hineinzulegen.
[0004] Bei einer außerordentlich großen Anzahl von kreisförmig gebündelten Dipolen ist es
schließlich bekannt, im Innern des Bündels einen Abschnitt der Umhüllung als Schwanz
mäanderförmig anzuordnen. Die Masse der Dipole liegen durch den Schwanz in etwa zwei
gleich großen Teilmengen vor. Damit wird zur Bildung einer Wolke die Angriffsfläche
für die Luftströmung etwa verdoppelt,
[0005] Für, in einer Hülse angeordnete Dipol-Abschnitte ist für eine schnelle und große
Wolkenbildung erforderlich, daß die Dipol-Abschnitte aus der Hülserelativleicht und
rasch ausstoßbar sind und nach dem Verlassen der Rohrmündung die einzelnen Dipole
sich unabhängig voneinader loslösen, um eine radar-relevante Molke zu bilden. Neben
der Anwendung dieses Effektes im Rettungsvesen zur Signalerzeugung ist die Maßnahme
zur Täuschung von zielsuchenden Radareinrichtungen bei Flugzeugen und Raketen von
Bedeutung.
[0006] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine konstruktiv einfache, kostengünstige
Dipol-Anordnung für eine Ausstoß-Hülse zu schaffen, die aus der Hülse in kurzer Zeit
ausstoßbar ist und nach dem Ausstoß schnell eine ' großflächige und homogene Wolke
erzeugt.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
[0008] Die Metallfolie gleitet an der hochglanzpolierten Innenfläche der Hülse sehr gut,
so daß die zum Ausstoß der Abschnitte aus der Hülse erforderliche Energie relativ
klein bemessen werden kann. Andererseits wird bei einer standardisierten Ausstoßladung
gegenüber dem Stand der Technik erreicht, daß die Ausstoßweite der Abschnitte um ca.
30% gesteigert wird. Dies ist beim Ausstoß vom Flugzeug vorteilhaft für den Durchmesser
der Molke und beim erdgebundenen Ausstoß für den Abstand und Höhe der wolke über dem
Ausstoßort, da die Abschnitte während der Ablösung der Dipole einen relativ großen
Weg bei hoher Durchschnittsgeschwindigkeit zurücklegen.
[0009] Die in den Abschnitten vorgespannten Dipole wirken als Antriebsfeder für die den
Abschnitt umgebende Metallfolie, so daß abhängig von der Windungszahl der Metallfolie
eine zeitverzögernde Freigabe der Dipole erreicht wird.
[0010] Der Abschnitt, der eine geringe Windungszahl aufweist, gibt die Dipole früher ab,
als der Abschnitt, der eine größere Windungszahl aufweist.
[0011] Bei stationär angeordneter Hülse wird bei Windstille in etwa 6 m Höhe eine radar-relevante
Wolke mit ca. 4 m Durchmesser,bei Windstärke von 3 m/S eine Wolke in etwa 4 m Höhe
mit 3 m Durchmesser und ca. 40 m Länge erreicht.
[0012] Bei einem Ausstoß der Dipol-Anordnung aus einem Flugzeug wird eine radar-relevante
Wolke erreicht, die um ca. 50% größer ist als die Seitenansichtsfläche eines Flugzeuges,
wie F-104 G Starfighter. Auch ist der Durchmesser der Wolke größer als der größte
Querschnitt eines Kampfflugzeuges. Dadurch liegt ein allseit wirksames Abwehrmittel
gegen bodengestützte und luftgestützte Abwehreinrichtungen mit Zielsuch-Radar vor.
[0013] Nach dem Anspruch 2 wird erreicht, daß der an der Mündung der Hülse liegende Abschnitt
eine Umhüllung mit einer Windungszahl von 1,2 bis 0,75 nach dem Ausstoß unmittelbar
danach die Wolkenbildung einleitet. Die Ablenkzeit für das gegnerische Radar ist daher
sehr klein, da die vom Radar als Ziel detektierte Wolkenflächen wesentlich früher
entsteht als nach dem Stande der Technik, Es genügt bereits eine zu 70% gebildete
Wolke, um das Radar vom Flugzeug abzulenken.
[0014] Nach dem Anspruch 3 kann der an der Mündung der Hülse angeordnete Abschnitt ohne
Umhüllung sein, um das Entstehen der Wolke auch bezüglich ihrer radar-relevanten Intensitäten
zu steigern.
[0015] Durch den Anspruch 4 wird in einfacher Weise ein Frequenzspektrum abgedeckt, das
pro Flächeneinheit der fertigen Wolke gleichmäßig vorhanden ist. Maßgebend ist hierbei:
Die Schnittlänge wird so gewählt, daß die der höchsten Frequenz zugeordneten Dipole
etwa einen Quadratmeter der fertigen Molke radar-relevant bedecken. Diejenigen Dipole
eines Abschnittes, die für sich gesehen in ihrer Anzahl nicht ausreichen, einen Quadratmeter
der fertigen Wolke abzudecken, werden durch entsprechende Dipole anderer Abschnitte
ergänzt, um die vorgenannte Bedingung zu erfüllen. Es wird eine gute Verteilung der
Dipole sowohl in Längsrichtung der Wolke als auch in Querrichtung dazu erreicht, indem
die unterschiedlich langen Dipole durch Verwirbelung die Struktur in der Art eines
Netzes bilden.
[0016] Nach dem Anspruch 5 ist gewährleistet, daß neben der geringen Reibung beim Ausstoß
der Abschnitte aus der Hülse das Abwickeln der Metallfolie von den gebündelten Dipolen
durch die geringe Reibung zwischen den Windungen der Folie bzw. den Dipolen und der
Folie rasch erfolgt. Eine Nestbildung durch in großer Zahl zusammenhaftende Dipole
wird dadurch sicher vermieden.
[0017] Eine kostengünstige Metallfolie ist dem Anspruch 6 zu entnehmen.
[0018] Die pro Abschnitt einstückige Metallfolie nach Anspruch 7 gewährleistet, daß nach
dem Ausstoß aus der Hülse - aufgrund der radial sich ausdehnenden Dipole - die nur
plastisch verformbare Metallfolie nur ihren wickelradius zu vergrößern braucht bis
die windungszahl < 1 erreicht ist und ein genügend großer Abstand (Fenster) zwischen
den beiden Enden der Folie erreicht ist. Aufgrund dieses Fensters werden durch die
Luftströmung Dipole aus dem Abschnitt (Paket) abgelöst und andererseits die Folie
selbst von dem Paket entfernt. Dadurch kann das Paket durch die noch im Paket vorhandene
Spannkraft und durch die ausströmende Luft sich ungehindert zu einer Teilwolke entfalten.
Die Anzahl der Teilwolken von minimal 10 Stück und maximal etwa 25 Stück ergeben dann
durch Überschneidungen die eigentliche Wolke.
[0019] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 ein Flugzeug und aus separaten Dipol-Anordnungen gebildete wolken,
Fig. 2 eine Dipol-Anordnung mit Hülse,
Fig. 3 eine Einzelheit III nach Fig. 2,
Fig. 4 eine veitere Dipol-Anordnung mit Hülse,
Fig. 5 eine Einzelheit V nach Fig. 4,
Fig. 6 einen einzelnen Dipol-Abschnitt.
[0020] Nach Fig. 1 ist ein Radar-Raster eines gegnerischen Radars mit den Rastlinien 1 bis
4 vorgegeben. Die Rasterweite 5 beträgt ca. 21 m. Zwischen den Rastlinien 1 und 2
befindet sich ein Flugzeug 6, das entsprechend dem Pfeil 7 in zwei Intervallen Dipole
10 bis 12 ausgestoßen hat, dadurch wurden die zwischen den Rastlinien 2 bis 4 liegenden,
radar-relevanten Wolken 8, 9 gebildet. Vergleicht man die Flächen von Flugzeug 6 und
Wolke 8 bzw. 9, so ist die Wolke 8 bzw. 9 ca. 30% größer als die dargestellte Fläche
des Flugzeuges.
[0021] Die Rastlinien 1 bis 4 entsprechen bei einem vorgegebenen Zielabstand einem üblichen
Radar mit einer Impulsbreite von 200 us. Die Geschwindigkeit des Flugzeuges beträgt
dabei 300 m/S. Die Ausstoßfolge von Dipol-Anordnungen beträgt 100 m/S.
[0022] Nach Fig. 2 besteht eine Dipol-Anordnung 13 aus einer Hülse 14 mit quadratischem
Innenquerschnitt, Dipol-Abschnitten 15 bis 24, einem Kolben 25 und einem Deckel 26.
Die Innenflächen 27 der Hülse 14 sind hochglanzpoliert. Die einzelnen Dipole 10 bis
12 bestehen üblicherweise aus aluminiumummantelten Glasfäden. Diese Glasfäden liegen
strangförmig in Längsrichtung der Hülse 14, die Länge der Dipole 10 bis 12 entspricht
der Länge der einzelnen Abschnitte 15 bis 24.
[0023] Entsprechend dem, über der Hülse 14 aufgezeichneten Diagramm sind an der Ordinate
28 die Windungszahlen für eine Umhüllung aus dünner, beidseitiger glatter (polierter)
Aluminium-Folie mit einer Decke von ca. 0,1 mm aufgetragen.
[0024] Eine durch Erfahrungsverte ermittelte Kurve 40 erlaubt die Windungszahlen der Folien
31 bis 39 für jeden einzelnen Dipol-Abschnitt 16 bis 24 festzulegen. So ist die Windungszahl
für den Dipol-Abschnitt 16 = 1,2 , für den Abschnitt 24 = 4,2 und für den Abschnitt
21 = 2,6 (Fig. 3). Der Abschnitt 15 an der Mündung 45 der Hülse 14 besitzt keine Umhüllung.
Hier sind die Dipole 10 als Paket-Abschnitt 15 "nackt" in der Hülse 14 angeordnet.
[0025] Nach Fig. 3 ist ersichtlich, wie bei einer Windungszahl der Folie 36 = 2,6 der Anfang
41 der Folie 35 versetzt zum Ende 42 liegt. Die Folie 36 ist aus der'Fig. 2 herausgelöst
und der besseren Darstellung wegen mit Abstand zwischen den Windungen gezeichnet.
In Wirklichkeit liegen die Windungen der Folie 36 dicht aneinander. Der Anpreßdruck
zwischen den Windungen der Folie wird durch die beim Einführen der einzelnen Dipol-Abschnitte
16 bis 24 in die Hülse 14 erreicht. Denn die Abschnitte 16 bis 24 weisen vor dem Einführen
in die Hülse 14 in Umfangsrichtung größere Abmessungen auf, als der Innenquerschnitt
der Hülse 14. Zum Einführen der Abschnitte 16 bis 24 in die Hülse werden daher die
bereits fertigumwickelten Abschnitte 16 bis 24 über eine geeignete Vorrichtung in
die Hülse 14 eingepreßt. Der Abschnitt 15 wird als letztes Teil der Abschnitte 16
bis 24 in die Hülse eingepreßt, so daß auch deren Dipole 10 zentripedal vorgespannt
sind.
[0026] Die Wirkungsweise der Anordnung nach den Fig. 2 und 3 besteht darin, daß der in Richtung
der Mündung 45 angetriebene Kolben 25 über die Abschnitte 16 bis 24 den Deckel 26
von der Mündung 45 abhebt. Dann wird zuerst der "nackte" Abschnitt 15 ausgeworfen.
Die zentripedal vorgespannten Dipole 10 streben in radialer Richtung auseinander und
werden, nachdem sie die Mündung 45 verlassen haben, durch die anströmende Luft verwirbelt.
[0027] Dieser Vorgang wiederholt sich bei den folgenden Abschnitten 16 bis 24, wobei entsprechend
der verschiedenen Windungszahlen der Metallfolien der Abschnitte 16 bis 24 der Verwirbelungsbeginn
zeitlich verzögert wird.
[0028] Beim Abschnitt 16 mit windungszahl = 1,2 wirken die zusammengepreßten Dipole 10 als
Federelement. Dieses Federelement wirkt in radialer Richtung indem sich der Dipol-Verband
radial ausdehnt. Dadurch wirken sie auf die Metallfolie 31 ein und verkleinern die
Windungszahl, bis die Metallfolie 31 umfangseitig die Dipole freigibt. Dann erst beginnt
die Verwirbelung der Dipole 10 durch die angreifende Luftströmung. Dabei wird auch
die aufgewundene Metallfolie 31 von den Dipolen entfernt.
[0029] Durch die in Richtung des Kolbens 25 zunehmende Windungszahl der Metallfolien 31
bis 39 wird eine entsprechend zunehmende Verzögerung für den Verwirbelungsbeginn der
Dipole 10 erreicht. Dies führt entsprechend der Fig. 1 zu einer langgestreckten Dipol-Wolke
8 bzw. 9, die nach Durchmesser 100, Höhe 110 und Länge 120 wesentlich größer ist,
als die entsprechenden Maße des Flugzeuges 6.
[0030] Die gemäß dem geforderten Frequenzband unterschiedlich ausgebildeten langen Dipol-Abschnitte
15 bis 24, die in der Hülse 14 etwa intervallweise angeordnet sind, wird erreicht,
daß die Wolke 8 bzw. 9 mit jeder Flächeneinheit das geforderte Frequenzspektrum aufweist.
[0031] Nach Fig. 4 sind Dipol-Abschnitte 46 bis 52 einer Dipol-Anordnung 44 als gleich lange
Pakete ausgebildet. Der an der Mündung 45 der Hülse 14 liegende Abschnitt 46 ist entsprechend
der Windungszahl = 0,75 mit Metallfolie 56 nur teilweise umwickelt. Dies bedeutet,
daß 25% der Paketoberfläche direkt an der Innenfläche 27 der Hülse 14 anliegen, während
75% der Oberfläche von der Metallfolie 56 umfaßt sind.
[0032] Um ein gefordertes Frequenzspektrum zu erreichen, sind die Dipol-Abschnitte 47L49,
51 - mit in Längsrichtung der Hülse 14 liegenden Dipolen - quer zur Längsachse der
Hülse 14 eingeschnitten (Schnittlinie 54). Der Schnitt (Schnittiefe 53) durch die
Metallfolie und die Dipole ist so ausgeführt, daß die Dipole 12 (jedes Abschnittes
47, 49, 51) mit der kürzesten Länge (Teilmenge 65) bezüglich ihrer Zahl etwa einen
Quadratmeter Wolkenfläche radar-relevant abdecken.
[0033] Damit ist auch gewährleistet, daß die in gleicher Anzahl vorhandenen Dipole 11 (Teilmenge
66) die vorgenannte Bedingung erfüllen. Die restliche Teilmenge 67 der Dipole 10 ergibt
zwar - für sich gesehen - keine relevante Radarfläche von einem Quadratmeter. Diese
Teilmenge 67 wird jedoch durch die benachbarten Dipole 10 der Abschnitte 48 und 50
ergänzt.
[0034] Nach Fig. Ä ist die Schnittiefe mit 53 und die Schnittlinie mit 54 bezeichnet. Der
Schnitt wird mittels einer geeigneten Vorrichtung vor dem Einfüllen der Abschnitte
46 bis 52 in die Hülse 14 durch die umhüllende Metallfolie und die betreffenden Dipole
durchgeführt. Die nicht geschnittenen Dipole 10 ergeben dann die Teilmenge 67.
[0035] Die im Oberteil der Fig. 4 angegebene Kurve 70 ist analog zu Fig..2 2 festgelegt.
Die Kurve 70 gibt die Anzahl der Windungen der Metallfolie in Bezug der jeweiligen
Abschnitte 46 bis 52 an.
[0036] Die Wirkungsweise der Dipol-Anordnung nach Fig. 4 entspricht der zu den Figuren 3
und 4 geschilderten Funktion. Durch die Teilumwicklung, Windungszahl = 0,75 des Abschnittes
46 wird nach dessen Ausstoß in Pfeilrichtung 7 (Fig. 1) zwar in gleicher Weise wie
zu Fig. 2 beschrieben, die Verwirbelung der Dipole sofort begonnen, jedoch nur an
der von der Folie 56 nicht bedeckten Oberfläche. Erst nachdem die Folie 56 abgelöst
ist, ist die vollständige Auflösung des Abschnittes 46 möglich. Die Verwirbelung der
Dipole 10 wird daher durch die Metallfolie 56 zeitlich gestreckt.
[0037] Bei den Abschnitten 47,49 und 51, bei denen jeder Abschnitt Dipole 10 bis 12 verschiedener
Längen aufweist, wird nach dem Ausstoß aus der Hülse 14 aufgrund des Radialdruckes
der Dipole 10 bis 12 die Metallfolie bis zu einer Windungszahl < 1 aufgezogen und
zwar soweit, bis die anströmende Luft die Folie gelöst hat und die Dipole herauslöst
und verteilt.
[0038] Bei einer Hülse mit quadratischem Innenquerschnitt, deren innere Kantenlänge 22 mm
beträgt und die in Achsrichtung auf eine Länge von ca. 180 mm mit den beschriebenen
Dipol-Abschnitten versehen ist und wobei pro Abschnitt ca. 400.000 Dipole vorhanden
sind, wurde mit einer einzigen Dipol-Anordnung beim Ausstoß von einem Flugzeug mit
Fluggeschwindigkeit von V = 300 m/S eine radar-relevante wolke mit maximalen Abmessungen
von ca. 16 m Länge, 4,5 m Höhe und 4,5 m Durchmesser erreicht.
[0039] Bei den Anordnungen nach den Figuren 2 bis 5 liegen die Dipole 10 bis 12 sämtlicher'Abschnitte
in Achsrichtung der Hülse 14. Daneben ist es bei sämtlichen Abschnitten, mit Ausnahme
der Abschnitte 47,49 und 51, auch möglich, die Dipole der Abschnitte quer zur Längsrichtung
der Hülse 14 anzuordnen. Weiter kann anstelle des quadratischen Innenquerschnittes
der Hülse 14 auch ein kreisförmiger Querschnitt verwendet werden.
[0040] Sämtliche Abschnitte 15 bis 24 und 46 bis 52 enthalten als "Federelemente" wirkende
Dipole 10 bzw. 10, 11, 12.
[0041] Nach Fig. 6 weist ein Dipol-Abschnitt 70 Dipole 10 und eine Metallfolie 71 auf. Die
Folie 71 ist mit einer einstückigen Luftbremse 72 versehen. Die Luftbremse 72 besteht
aus zwei Bremsflächen 73, 74. Die Bremsflächen sind durch Kanten 75, 76 der Folie
71 bestimmt.
[0042] Die Luftbremse 72 liegt in der Hülse 14 entsprechend gefaltet, so daß sie nach dem
Ausstoß durch die in Pfeilrichtung 77 strömende Luft den Abwickelvorgang der Folie
71 von dem Abschnitt 70 unterstützt. Wesentlicher Gedanke dieser Lösung ist, daß durch
das zweimal geknickte Ende der Folie 71 eine sehr wirksame Luftbremse geschaffen wird.
[0043] Es wird der Beginn des Abwickelvorgangs beschleunigt. Die Zeitdauer des Abwickelvorgangs
wird jedoch nicht wesentlich beschleunigt, da ein freies Folienende ähnlich einer
"Fahne" aufgrund der Luftwirbel bereits als Bremse wirkt. Diese Luftbremse 72 ist
platzsparend und beeinflußt daher nicht die Anzahl der Dipole 10 des Abschnittes 70.
[0044] Die vorbeschriebene Maßnahme ist auch bei den eingeschnittenen Abschnitten 47., 49,
51 einsetzbar.
1. Dipol-Anordnung mit Hülse und in der Hülse hintereinander angeordneten Abschnitten
ausstoßbarer Dipole,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschnitte (15-24;46-52) der Hülse (14) mit polierter Innenfläche - in Ausstoßrichtung
gesehen - mit abnehmender Windungszahl eine Umhüllung aus dünner, beidseitig glatter
Metallfolie (31-39;56-62) aufweisen.
und die Dipole (10-12) der umhüllten Abschnitte (16-24; 47-52) bzw. nur teilweisen
umhüllten Abschnitte (46) zentripedal vorgespannt sind.
2. Dipol-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abschnitte (15-24; 46-52) in der Hülse (14) - in Abschußrichtung gesehen -
eine Umhüllung aus dünner Metallfolie (31-39; 56-62) mit abnehmender windungszahl
von 4,2 bis 1,2 bzw. bis 0,7 aufweisen,
die Dipole (10-12) der genannten Abschnitten zentripedal vorgespannt sind und
die Abschnitte Dipole (10) gleicher Länge aufweisen.
3. Dipol-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Mündung (45) der Hülse (14) ein Abschnitt (15) ohne Umhüllung, jedoch mit
zentripedal vorgespannten Dipolen (10) angeordnet ist und nachfolgend Abschnitte (16-24)
mit Umhüllung (31-39) liegen.
4. Dipol-Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß entsprechend dem vorgegebenen Frequenzspektrum die Abschnitte (47-52) mit Dipolen
(10) gleicher Länge durch Einschnitte (54) quer zur Längsachse der Hülse (14) neben
Dipolen gleicher Länge auch Dipole (11,12) unterschiedlicher Länge enthalten sind
und die Schnitttiefe (53) abhängig von der geforderten Anzahl der Dipole für die höchste
Frequenz-Flächeneinheit ist.
5. Dipol-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallfolie (31-39; 56-62) nur plastisch verformbar ist und beidseitig Hochglanz-Oberflächen
aufweist.
6. Dipol-Anordnung nach Anspruch l,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallfolie (31-39) aus Aluminium besteht und ca. 0,1 mm dick ist.
7. Dipol-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Metallfolie pro Abschnitt (16-24; 46-52) einstückig ist.
8. Dipol-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß am freien Ende (42) der Metallfolie (71) eine Luftbremse (72) durch zwei, quer
zur Wickelrichtung (77) liegende Kanten (75, 76) vorgesehen ist.