Die vorliegende Erfindung betrifft ein durch die Luft fliegendes Zielsystem.

Die Verwendung von Luftzielen in Waffentrainingssituationen ist gut bekannt. Von einem Luftfahrzeug geschleppte Ziele oder Ziele mit Eigenantrieb simulieren die Charakteristiken, gegen welche Flugabwehrgranaten und -raketen verwendet werden könnten. Diese Charakteristiken können Formsignaturen oder thermische Signaturen umfassen. Es sind gas- oder erdölbetriebene Brenner verwendet worden, um ein Gitter oder eine feste Oberfläche zu heizen, wodurch die benötigte thermische Signatur bereitgestellt wird. Die Verwendung eines Brenners stellt jedoch auch einen sichtbaren Anzeiger bereit. Während für Tageslicht-Trainingsmissionen keinerlei Probleme verursacht werden, folgt während Operationen zur Nachtzeit eine Person, welche ein Training in der Verwendung von Flugabwehrwaffen ausführt, oftmals versehentlich statt der thermischen Signatur der visuellen Signatur. Dies reduziert deutlich die Effektivität des Trainings in der Simulation von Kampfbedingungen, in welchen möglicherweise keine sichtbare Anzeige der Position eines Ziels gegeben ist.

Dieses Problem wurde in der GB 2 309 290 festgestellt und in Angriff genommen, welche vorschlägt, eine „kontinuierliche und thermisch leitfähige Oberfläche" über der Brennereinheit im Bugkonus eines Ziels anzuordnen. Die Veröffentlichung ist jedoch dahingehend unzureichend, da sie nicht erklärt, was mit diesem Ausdruck gemeint ist und es werden keine Beispiele für geeignete Materialien oder Konstruktionen für eine solche Oberfläche zur Erleichterung des Verständnisses gegeben.

Ferner tritt bei gasbetriebenen Zielen das Problem auf, dass diese übermäßige Temperaturen erzeugen und keine thermischen Signaturen gewünschter Wellenlänge(n) erzeugen. Es besteht demnach ein Bedarf für eine alternative Wärmeeinheit für ein durch die Luft fliegendes Zielsystem.

Die US 3 086 202 offenbart ein Luftziel, welches eine elektrisch beheizte Heizereinheit umfasst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrem breitesten Sinne wird ein Luftziel mit einer elektrisch beheizten Heizereinheit bereitgestellt, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizereinheit ein Nickel-Chrom-Drahtelement umfasst. Typischerweise ist die Heizereinheit innerhalb des Bugkonus des Luftziels, vorzugsweise hinter einem Zinksulfidfenster, angeordnet.

Vorzugsweise ist das Drahtelement an einer flachen Radiatorplatte montiert.

Die vorliegende Erfindung ist gleichermaßen auf geschleppte Ziele oder Ziele mit Eigenantrieb anwendbar. Typischerweise werden Ziele mit Eigenantrieb durch Hubkolbenmaschinen (Kolben- oder Drehmotoren), Düsentriebwerke oder Festbrennstoffmotoren betrieben.

Die oben genannten und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nun, lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, wobei:

1 schematisch ein Luftziel zeigt, welches durch ein bemanntes Luftfahrzeug geschleppt wird;

2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines geschleppten Luftziels zeigt, in welches ein Heizer eingebaut ist;

3 die Ausführungsform von 2 unterhalb der Tragfläche eines Luftfahrzeugs vor der Aussetzung des Ziels illustriert und

4 eine perspektivische Vorderansicht des Bugkonus der Ausführungsform von 2 ist.

1 zeigt ein Luftziel 10 ohne Eigenantrieb, welches von einem Luftfahrzeug 11 an einem sehr langen Abschleppseil 12 (typischerweise in der Größenordnung von 7 km) abgeschleppt wird, um das abschleppende Luftfahrzeug 11 vor dem eintreffenden Beschuss zu schützen. Mittels einer elektrischen Heizereinheit, welche innerhalb der aerodynamischen Bugkonusverkleidung 13 eingebaut ist, strahlt das Ziel 10 von seinem Bugkonus Wärme aus. Die Bugkonusverkleidung 13 ist typischerweise aus Hochtemperatur-glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt und umfasst ein Zinksulfidfenster 14, um zu ermöglichen, dass die thermische Infrarotsignatur der Heizereinheit im Bereich von 3 bis 13 &mgr;m von der Sucheinrichtung gesehen werden kann, während es als Isolator gegen das Kühlen des Luftstroms wirkt, der typischerweise 350 Knoten oder mehr erreichen kann. Das ZnS-Fenster 14 ist so groß wie möglich, um zu gewährleisten, dass die maximal mögliche Fläche der geheizten Oberfläche durch die Sucheinrichtung detektiert werden kann.

Die Heizereinheit verwendet ein Nickel-Chrom-Drahtelement, welches an einer flachen Radiatorplatte einer 1,2 kW-Bauweise montiert ist. Die Radiatorplatte selbst ist an einem thermisch isolierten Unterbau aus rostfreiem Stahl und Aluminium montiert. Die Einheit strahlt Wärme von Umgebungstemperatur bis ungefähr 500°C ab. Der Bugkonus kann derartige Löcher aufweisen, wie sie nötig sind, um ein Eintreten von Kühlluft zwischen die innere Oberfläche des Bugkonus, die äußere Oberfläche des Unterbaus aus rostfreiem Stahl sowie in Gebiete der Montage des Rahmens aus rostfreiem Stahl an dem Bugkonus aus glasfaserverstärktem Kunststoff zu ermöglichen, um irgendeine strukturelle Beschädigung des Bugs durch die Wärme von dem Heizelement zu verhindern. Die Rückseite der Heizereinheitanordnung ist mit einer dicken Glasgewebematte bedeckt, um eine Wärmeübertragung zum Heck des Ziels zu verhindern oder zu reduzieren.

Die Heizereinheit ist so geformt, dass eine angemessene Abdeckung gewährleistet ist und kann so orientiert werden, dass eine nach vorn gerichtete thermische Signatur erzeugt wird oder kann derart eingestellt werden, dass die Signatur in einem Winkel zur Horizontalen hin gerichtet ist. Der Heizer kann im Wesentlichen über seine gesamte sichtbare Oberfläche eine konstante Temperatur aufweisen oder kann derart konfiguriert sein, dass er über die Oberfläche einen Temperaturbereich von ungefähr 30°C oder dergleichen aufweist. Ein in dem Ziel enthaltenes Heizungssteuer-/Regelsystem steuert/regelt die Ausgabetemperatur mittels eines an der Heizenadiatorplatte angebrachten Thermoelements. Das Steuer-/Regelsystem kann wunschgemäß ausgelegt werden, um gestufte Temperaturänderungen während des Flugs zu ermöglichen und kann Telemetrieausgaben umfassen, die den Status des Heizerelements anzeigen.

Die Heizereinheit wird durch Batteriezellen elektrisch betrieben, welche unter typischen Bedingungen in der Lage sein werden müssen, den Betrieb des Heizers für wenigstens 30 Minuten sicherzustellen. Alternativ kann die Versorgung mit elektrischer Energie einen Generator umfassen. Erfolgreiche Ergebnisse wurden erhalten, indem ein Strom von ungefähr 22 A aus Zellen gezogen wurde, welche bei 48 V betrieben werden und aus 2 Paketen zu 40 Nickel-Cadmium-D-Zellen mit 1,2 V, 4 Ah gebildet sind. Zellen mit 7 Ah wurden ebenso verwendet.

Durch die oben beschriebene Konfiguration und unter Verwendung eines auf 437°C eingestellten 1,2 kW-Heizers, was eine berechnete Heizerausgabe von 40 W pro Steradiant im Wellenlängenband von 4 bis 6 &mgr;m ergibt, wurden mit einer Zielgeschwindigkeit von 250 Knoten in einer Höhe von 500 Metern erfolgreiche Versuche erzielt. Ein Waffensystem war imstande, das Ziel aus einer Entfernung von 6000 Metern im befriedigenden Maße zu verfolgen und erfolgreiche Flugkörperbeschüsse fanden aus Entfernungen von über 7000 Metern statt.

Vorteilhafterweise kann das System der vorliegenden Erfindung anstelle des Standard-Bugkonus an existierenden verfügbaren Zielen nachgerüstet werden.

Das Zielsystem der vorliegenden Erfindung wird für die Luftfahrtbehörden, wie die FAA, akzeptabler werden, da in dem System keine brennbaren Gase oder Dämpfe verwendet werden. Demzufolge ist mit allen Aspekten des Transports, der Lagerung, der Zielvorbereitung, der Zielflugzeit im verstauten Zustand, der Rückgewinnung und Landung, ein wesentlich geringeres Risiko verbunden. Die Einheit sollte zuverlässiger sein, wobei kein volatiles Kraftstoff-Luft-Gemisch zur Bereitstellung der Wärmeausgabe benötigt wird. Es treten daher keine Probleme in Verbindung mit dem Erreichen einer Zündung des Kraftstoffs und dem Aufrechterhalten des korrekten Flammenmusters bei einer Veränderung der Luftgeschwindigkeit des Ziels im Flug auf.

Die Einheit gibt eine genauere und stabilere thermische Signatur für das Waffensystem ab. Die thermische Signatur kann über den gesamten Bereich von Luftgeschwindigkeiten des Ziels, ob 180 Knoten oder 380 Knoten, als stabile Ausgabe beibehalten werden. Der Bereich der Trainingsmöglichkeiten wird somit in keinerlei Weise durch die Wärmeeinheit beschränkt, sondern lediglich durch die inhärenten Möglichkeiten des Ziels selbst. Es ist verständlich, dass gasbetriebene „Heißbug"-Systeme durch übermäßige Hitze, welche thermische Signaturen außerhalb des gewünschten Wellenlängenbereichs erzeugt, unter einem schlechten Leistungsvermögen leiden. Es gibt Berichte von Versuchen, welche gasbetriebene Ziele mit heißem Bug verwenden, in welchen eine unakzeptierbar große thermische Signatur erzeugt wurde, was Unregelmäßigkeiten bei der Verfolgung verursachte. Es wird angenommen, dass dies auf die ungleichförmige Abstrahlung von dem Bugkonus und auf den Ausstoß von Brennerabgasen in die Atmosphäre in der Nähe des Bugkonus zurückzuführen ist.

Obwohl die Wärmeeinheit zuvor in Bezug auf den Bugkonus eines Ziels beschrieben wurde, kann diese in irgendeiner geeigneten Position innerhalb des Ziels eingebaut werden, um die gewünschte thermische Signatur bereitzustellen. Beispielsweise kann eine nach hinten weisende Signatur benötigt sein, in welchem Fall die Wärmeeinheit an der Rückseite des Ziels positioniert werden wird.