Die Erfindung betrifft ein Nutzlastgeschoß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Nachdem es der modernen Gefechtsfeldartillerie gelungen ist, immer größere Schußreichweiten zu erzielen, die 40 km und mehr betragen, ergibt sich die Notwendigkeit einer verbesserten Aufklärung, um den Waffeneinsatz wirkungsvoller zu lenken. Weiter werden Geschosse entwickelt, die z. B. einen Minenladung enthalten, die zwecks Sperrung eines Geländeabschnitts über große Entfernungen verschossen werden und die ihre Nutzlast erst dann aktivieren, wenn ein lohnenswertes Ziel in Bekämpfungsreichweite gelangt. Um diesen Einsatzprofilen gerecht zu werden, werden die Geschosse mit intelligenten Sensoren ausgestattet, die Aufklärungsergebnisse vom Gefechtsfeld übermitteln und/oder selbsttätig oder ferngesteuert eine Nutzlast aktivieren.
Bei der Konstruktion derartiger Geschosse sind stark widersprechende Forderungen zu erfüllen. Zum einen müssen nämlich die hochempfindlichen Sensoren abschußsicher im Geschoß angeordnet werden, damit sie die großen Beschleunigungskräfte unbeschadet aufnehmen, die beim Abschuß und beim Aufprall auf dem Zielgebiet auftreten.
Großkalibrige Geschosse sind bekanntlich beim Abschuß einer Belastung ausgesetzt, die ein Vieltausendfaches der Erdbeschleunigung beträgt. Zum anderen müssen nach dem Eintreffen des Geschosses im Zielgebiet die Sensoren möglichst hoch über die Erdoberfläche ausgefahren werden, um eine große Auffassungsreichweite sicherzustellen.
Aus den deutschen Offenlegungsschriften DE-A-3 237 486 und DE-A-3 237 485 sind entfaltbare Sensorsysteme bekannt. Die Sensoren sind dabei am bugseitigen Teil von Submunitionsgeschossen angeordnet. Aufgabe der Sensoren ist es, entsprechende Signale während des Fluges der Submunitionsgeschosse zu empfangen und an eine Auswerteeinheit im Inneren der Geschosse weiterzuleiten.
Aus der französischen Patentschrift FR-A-2 317 624 sind Minen mit flexiblen Berührungssensoren bekannt.
Schließlich sind aus den US-Patentschriften US-A-3 523 658 und US-A-3 634 863 flexible Antennen für Flugkörper bekannt, die durch Treibgase entfaltet werden können. Dabei erfolgt die Entfaltung der Antenne während der Flugphase des Flugkörpers, um entsprechende elektromagnetische Signale in dieser Phase zu empfangen und zu verarbeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Nutzlastgeschoß der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem die Sensoren nach dem Eintreffen des Geschosses im Zielgebiet möglichst hoch über die Erdoberfläche ausgefahren werden können und bei dem die Sensorträger im ausgefahrenen Zustand möglichst stabil angeordnet sind.
Ausgehend von einem Nutzlastgeschoß der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung im wesentlichen nur den Heckbereich eines Nutzlastgeschosses 1 im Ruhezustand. Das Nutzlastgeschoß 1 ist flügelstabilisiert und verfügt dazu über in der gezeigten Ruhelage eingeklappte Stabilisierungsflügel 12, die um Drehachsen 12a schwenkbar gelagert sind. Das Geschoß 1 verfügt weiter über eine Nutzlast 18, bei der es sich um eine Sende/Empfangseinrichtung und/oder eine Sprengladung handeln kann. Im Heckteil 11 des Geschosses 1 ist eine Ausnehmung 14 vorgesehen, in der ein ausfahrbar gelagerter Sensor 16 angeordnet ist. Bei diesem Sensor 16 kann es sich um einen empfindlichen akustoelektrischen Wandler handeln, der Schallwellen in elektrische Signale umsetzt, also beispielsweise ein Mikrofon, oder um einen Magnetfeldsensor oder um einen Detektor, der auf Änderung des elektrischen Feldes anspricht o. dgl. Während der Lagerung, während des Abschußvorgangs, während des Geschoßflugs und beim Aufprall auf das Zielgebiet ist der Sensor 16 geschützt in der Ausnehmung 14 angeordnet, so daß er alle auftretenden Belastungen unbeschadet überstehen kann. Nach dem Aufprall des Geschosses 1 im Zielgebiet stellt sich jedoch die Aufgabe, den Sensor 16 aus seiner geschützten Lage auszufahren, so daß er möglichst weit über die Erdoberfläche hinausragt, in die das Geschoß eingedrungen ist. Zur Verdeutlichung zeigt Fig. 2 in schematischer Darstellung ein im Zielgebiet in das Erdreich 20 eingedrungenes Nutzlastgeschoß 1 mit einem ausgefahrenen Sensor 16, der, von einem Sensorträger 15 gestützt, möglichst weit über die Erdoberfläche 20a hinausragt, um beispielsweise auftreffende Schallwellen 21 aufnehmen und verarbeiten zu können. Die ausgeklappten Flügel 12, die das Geschoß auf der Flugbahn stabilisierten, verhindern beim Aufprall des Geschosses 1 im Zielgebiet ein zu tiefes Eindringen des Geschosses 1 in das Erdreich 20, um den Sensor 16 noch in eine möglichst günstige Position gelangen zu lassen. Als Sensorträger 15 ist ein Faltenbalg vorgesehen, der aus Kunststoff, Gummi oder einer biegeelastischen Metallegierung, wie beispielsweise Tombak, besteht. In der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage des Sensors 16 und des Sensorträgers 15 ist der Sensorträger 15 möglichst eng zusammengefaltet in der Ausnehmung 14 im Heckteil 11 des Geschosses 1 angeordnet. Er ist dabei mit einem Tank 13 im Heckteil 11 des Geschosses 1 verbunden, der mit Polyurethanschaum 17 gefüllt ist, der mit einem unter hohem Druck stehenden Treibgas versetzt ist. Der Polyurethanschaum 17 kann über einen Kanal 13b und über eine Ausnehmung im Gehäuse 13 in Abhängigkeit vom Steuerzustand eines Ventilelements 13c, das von einer Steuerelektronik 13a beaufschlagt wird, in das Innere des Sensorträgers 15 gelangen. Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Teildarstellung des Sensors 16 und des mit diesem Sensor 16 verbundenen Sensorträgers 15 in der in Fig. 1 angegebenen Ruhelage, in der sich Sensor 16 und der Sensorträger 15 noch innerhalb der Ausnehmung 14 im Heckteil 11 des Geschosses 1 befinden. Die Steuerelektronik 13a umfaßt vorzugsweise einen Zeitschalter, der beispielsweise nach einer vorgebbaren Flugzeit das Ventilelement 13c öffnet und den unter hohem Druck stehenden Polyurethanschaum 17 in den Sensorträger 15 eindringen läßt, wodurch dieser gestreckt wird und dadurch den Sensor 16 aus der Ausnehmung 14 im Heckteil 11 des Geschosses 1 hinaustreibt, um ihn in die in Fig. 2 dargestellte Lage gelangen zu lassen. Fig. 4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den Sensor 16 in der in Fig. 2 erläuterten Lage, zusammen mit einem Teil des jetzt mit Polyurethanschaum 17 ausgefüllten und dadurch völlig gestreckten Sensorträgers 15. Der Polyurethanschaum 17 härtet in verhältnismäßig kurzer Zeit aus, versteift daher den Sensorträger 15 in seiner gestreckten Lage und bietet somit dem Sensor 16 eine hinreichend stabile, ggf. jedoch elastisch nachgebende Halterung. Der Sensor 16 ist über ein Kabel 30, das innerhalb des Sensorträgers 15 geführt wird, mit der Nutzlast 18 (Fig. 3, Fig. 4) verbunden, so daß die vom Sensor 16 aufgenommene und ggf. umgewandelten Signale an die Nutzlast 18 weitergeleitet werden können.
In der in Fig. 2 dargestellten Position ist der Sensor 16 aus seiner geschützten Lage ausgefahren und wird vom Sensorträger 15 möglichst weit über der Erdoberfläche 20a gehalten und nimmt dort beispielsweise auftreffende Schallwellen 21 auf. Je nach Intensität bzw. Schallspektrum der auftreffenden Schallwellen 21 spricht eine beispielsweise als Nutzlast 18 vorgesehene Sprengladung auf die Sensorsignale an und zerstört dadurch ein in Bekämpfungsreichweite gelangtes Ziel, bei dem es sich beispielsweise um ein Fahrzeug, insbesondere einen Kampfpanzer handeln kann.
In einem anderen Anwendungsfall dient das Nutzlastgeschoß 1 lediglich der Lageerkundung. Zu diesem Zweck besteht die Nutzlast 18 aus einem Hochfrequenzsender, der die vom Sensor 16 aufgenommenen Informationen auf dem Funkweg zur Lagedarstellung zu einem rückwärtigen Befehlsstand übermittelt.
In diesem Fsll wird zweckmäßig der Sensorträger 15 als Antenne für den als Nutzlast 18 vorgesehenen Hochfrequenzsender benutzt.