Flare (Gegenmaßnahme) - Flare (countermeasure)

Eine infrarotgesteuerte AIM-9M Sidewinder- Rakete trifft auf eine Leuchtkugel
Ein AH-64-Apache der US-Armee , der Lockvogel-Fackeln freisetzt

Ein Flare oder Täuschungs Flare ist eine Luft- Infrarot-Gegenmaßnahme, die von einem Flugzeug oder Helikopter verwendet wird, um einer Infrarot-Zielsuche ("wärmesuchenden") Boden-Luft-Rakete oder Luft-Luft-Rakete entgegenzuwirken . Fackeln bestehen im Allgemeinen aus einer pyrotechnischen Zusammensetzung auf der Basis von Magnesium oder einem anderen heiß brennenden Metall mit einer Brenntemperatur gleich oder heißer als die Motorabgase. Ziel ist es, die Infrarot-gelenkte Rakete dazu zu bringen, die Wärmesignatur der Fackel und nicht der Triebwerke des Flugzeugs aufzuspüren.

Russische Ritter feuern ihre Fackeln als Gruß an Igor Tkatschenko ab .

Taktik

Im Gegensatz zu radargelenkten Flugkörpern sind IR-gelenkte Flugkörper beim Anflug auf Flugzeuge sehr schwer zu finden. Sie senden kein erkennbares Radar aus und werden im Allgemeinen von hinten direkt auf die Triebwerke abgefeuert. In den meisten Fällen müssen sich Piloten auf ihre Flügelmänner verlassen, um die Rauchfahne der Rakete zu erkennen und einen Start zu melden. Da IR-gelenkte Flugkörper eine geringere Reichweite haben als ihre radargelenkten Gegenstücke, ist ein gutes Lagebewusstsein der Höhe und potenzieller Bedrohungen weiterhin eine wirksame Verteidigung. Fortschrittlichere elektrooptische Systeme können Raketenstarts automatisch anhand der unterschiedlichen thermischen Emissionen des Raketenmotors einer Rakete erkennen.

Sobald das Vorhandensein einer "lebenden" IR-Rakete angezeigt wird, werden Leuchtraketen vom Flugzeug abgegeben, um die Rakete zu täuschen . Einige Systeme sind automatisch, während andere ein manuelles Abwerfen der Fackeln erfordern. Das Flugzeug würde dann in einem scharfen Winkel von der Leuchtkugel (und der Endflugbahn der Rakete) wegfahren und die Triebwerksleistung reduzieren, um die thermische Signatur zu kühlen. Idealerweise wird der Suchkopf der Rakete dann durch diese Temperaturänderung und das Aufwirbeln neuer Wärmesignaturen verwirrt und beginnt, eher einer der Leuchtraketen als dem Flugzeug zu folgen.

Modernere IR-gelenkte Flugkörper verfügen über eine ausgeklügelte Bordelektronik und sekundäre elektrooptische Sensoren, die dabei helfen, zwischen Leuchtraketen und Zielen zu unterscheiden, wodurch die Wirksamkeit von Leuchtraketen als reaktionäre Gegenmaßnahme verringert wird. Ein neueres Verfahren beinhaltet das präventive Auslösen von Leuchtraketen in Erwartung eines Raketenstarts, was das erwartete Bild des Ziels verzerrt, falls eines losgelassen wird. Dieses "Pre-Flaring" erhöht die Chancen, dass die Rakete dann den Flares oder dem freien Himmel dazwischen folgt, anstatt einem Teil des eigentlichen Verteidigers.

Da nichtstaatliche Kombattanten wie Aufständische und Terroristen Zugang zu Flugabwehrraketen erhalten, gibt es einen zunehmenden Trend, sich langsamer bewegende Hubschrauber mit Flare-Gegenmaßnahmen auszustatten. Folglich sind Flare Dispenser ein fester Bestandteil von Militärhubschraubern geworden. Fast alle britischen Helikopter, ob Transport- oder Angriffsmodelle, sind mit Leuchtraketen oder Raketenanflugwarnsystemen ausgestattet. Ebenso haben die US-Streitkräfte mit ihren Hubschraubern eine aktive Verteidigung übernommen.

Verwendungszweck

Neben der militärischen Nutzung sind auch einige zivile Flugzeuge mit Flares zur Abwehr des Terrorismus ausgestattet : Die israelische Fluggesellschaft El Al , die Ziel des gescheiterten Flugzeugangriffs im Jahr 2002 war , bei dem schultergestützte Boden -Luft-Raketen auf ein Airliner während des Starts begann, seine Flotte ab Juni 2004 mit radargestützten, automatisierten Flare-Release-Gegenmaßnahmen auszustatten. Dies führte zu Bedenken in einigen europäischen Ländern, die solchen Flugzeugen die Landung auf ihren Flughäfen verboten.

Verfahren

Eine C-130 Hercules, die Fackeln entfaltet, die aufgrund der charakteristischen Form aus diesem Winkel manchmal als Angel Flares bezeichnet werden
C-130 Fackel- und Spreuspender , 1997

Ein Flare durchläuft drei Hauptphasen: Zündung, Entfaltung und Täuschung.

Zündung

Die meisten Fackeln, wie die MJU-27A/B-Fackeln, müssen vor dem Einsatz in einem luftdichten Lagerfach aufbewahrt werden. Diese Flares, auch pyrophore Flares genannt , bestehen aus speziellen Materialien, die sich bei Kontakt mit der Luft entzünden. Dies ist ein Sicherheits- und Komfortfaktor, da es riskant ist, eine Leuchtkugel im Rumpf zu zünden und sie dann auszulösen. Es gibt jedoch auch pyrotechnische Fackeln (wie die MJU-32) und bieten ihren eigenen Sicherheitsvorteil; Wenn eine externe Zündmethode erforderlich ist, würde ein versehentliches Leck oder ein Loch im Staufach nicht zu einem katastrophalen Brand an Bord des Flugzeugs führen wie bei einer pyrophoren Fackel.

Einsatz

Flares werden am häufigsten von einem Verteiler im Flugzeugrumpf gespeist. Diese Dispenser können vom Piloten oder Bodenpersonal so programmiert werden, dass Fackeln in kurzen Intervallen, einzeln, in langen Intervallen oder in Gruppen abgegeben werden. Die meisten derzeit verwendeten Fackeln sind pyrophorer Art, und daher müssen die Spender nicht gleichzeitig die Fackel entzünden und einsetzen. Bei pyrotechnischen Fackeln zieht ein Verbindungsmittel automatisch eine Reibungskappe ab, die das freiliegende Ende des Fackels bedeckt, wenn es aus dem Spender fällt. Eine Reibfläche im Inneren der Kappe reibt am freiliegenden Ende der Fackel (ähnlich einem Streichholzkopf und einer Schlagfläche) und zündet die Fackel.

Anlockend

Fackeln brennen bei Tausenden von Grad Celsius, was viel heißer ist als die Abgase eines Düsentriebwerks. IR-Raketen suchen die heißere Flamme auf und glauben, dass es sich um ein Flugzeug im Nachbrenner oder den Beginn der Abgasquelle des Triebwerks handelt.

Da die moderneren Infrarotsucher dazu neigen, eine spektrale Empfindlichkeit zu haben, die besser auf die Emissionen von Flugzeugen zugeschnitten ist und andere Quellen (die sogenannten CCM oder Gegenmaßnahmen ) ablehnt, ist das Emissionsspektrum der modernisierten Täuschungsfackeln optimiert, um auch den Strahlung des Flugzeugs (hauptsächlich seine Triebwerke und Triebwerksabgase). Zusätzlich zur spektralen Diskriminierung können die CCMs eine Trajektoriendiskriminierung und eine Erfassung der Größe der Strahlungsquelle umfassen.

Die neueste Generation des FIM-92 Stinger verwendet einen dualen IR- und UV- Suchkopf, der eine redundante Tracking-Lösung ermöglicht und die Effektivität moderner Täuschungsfackeln effektiv negiert (laut US-Verteidigungsministerium ). Während Forschung und Entwicklung in der Fackeltechnologie eine IR-Signatur auf der gleichen Wellenlänge wie heiße Triebwerksabgase erzeugt haben, erzeugen moderne Fackeln immer noch eine deutlich (und unveränderlich) andere UV-Signatur als ein Flugzeugtriebwerk, das Kerosin-Treibstoff verbrennt.

Der Helikopter Westland Lynx der HMS Dragon feuert während einer Übung über dem Zerstörer des Typs 45 Fackeln ab

Verwendete Materialien

Ein niederländischer Eurocopter AS532 Cougar feuert seine Leuchtraketen während einer nächtlichen Übung ab.
Polnische Luftwaffe MiG-29 auf der Internationalen Flugschau in Rom 2014
F-15E Strike Eagle setzt Leuchtraketen frei

Für die Infrarot-Erzeugungsladung sind zwei Ansätze möglich: pyrotechnische und pyrophore als gespeicherte, chemische Energiequelle IR-Täuschkörper enthalten pyrotechnische Zusammensetzungen, flüssige oder feste pyrophore Stoffe oder flüssige oder feste leicht entzündliche Stoffe.

Beim Zünden der Köderfackel wird eine stark exotherme Reaktion gestartet, die Infrarotenergie und sichtbaren Rauch und Flammen freisetzt, wobei die Emission von der chemischen Natur der verwendeten Nutzlast abhängt.

Es gibt eine Vielzahl von Kalibern und Formen für Luftköder-Fackeln. Aufgrund von Volumenspeicherbeschränkungen an Bord von Plattformen verwenden viele Flugzeuge amerikanischer Herkunft quadratische Täuschkörperpatronen. Dennoch sind auch an Bord amerikanischer Flugzeuge wie MJU 23/B auf der B-1 Lancer oder MJU-8A/B auf der F/A-18 Hornet zylindrische Patronen erhältlich ; diese werden jedoch hauptsächlich an Bord französischer und russischer Flugzeuge eingesetzt, zB PPI-26 IW auf der MiG 29 .

Schematische Ansicht einer MJU-7A/B-Köder-Fackelkartusche: eloxierte Aluminiumkartusche (1); eine elektrische Impulspatrone (2), die sowohl das Ausstoßen als auch in einigen Fällen die direkte Zündung der Nutzlast ermöglicht; eine Schubplatte, die als Safe&arm-Vorrichtung (3) dient; die Nutzlast (4) mit der ersten Feuerschicht (5); die umhüllende selbstklebende polyesterverstärkte Aluminiumfolie (6); und eine vordere Unterlegscheibe (7).

Quadratische Kaliber und typische Köderfackeln:

  • 1x1x8 Zoll zB M-206, MJU-61, ( Magnesium/Teflon/Viton (MTV) basierend) M-211, M-212 (spektrale Flares)
  • 2x1x8 Zoll zB MJU-7A/B (MTV basiert), MJU-59/B (spektrales Flare)
  • 2x2,5x8 Zoll zB MJU-10/B (MTV basiert)

Zylinderkaliber und typische Täuschkörper:

  • 2,5 Zoll zB MJU-23/B (MTV basiert)
  • 1,5 Zoll ee MJU 8 A/B (MTV-basiert)
  • 1 Zoll zB PPI 26 IW

Pyrotechnische Fackeln

Pyrotechnische Fackeln verwenden ein langsam brennendes Brennstoff-Oxidationsmittel-Gemisch, das starke Hitze erzeugt. Thermitähnliche Mischungen, zB Magnesium/Teflon/Viton (MTV), sind üblich. Andere Kombinationen umfassen Ammoniumperchlorat / Anthracen /Magnesium oder können auf rotem Phosphor basieren .

Um die Emissionscharakteristik näher an das Spektrum von Strahltriebwerken anzupassen, werden Ladungen auf der Basis von Doppelbasen-Treibstoffen verwendet . Diese Zusammensetzungen können den Metallgehalt vermeiden und eine sauberere Verbrennung ohne die markante Rauchspur erreichen.

Blackbody-Nutzlasten

Bestimmte pyrotechnische Zusammensetzungen, zum Beispiel MTV, geben bei der Verbrennung eine große Flammenemission und eine temperaturabhängige Signatur und können als graue Körper mit hohem Emissionsgrad ( ~0,95) verstanden werden. Solche Nutzlasten werden als Schwarzkörper- Nutzlasten bezeichnet. Andere Nutzlasten, wie Eisen-/Kaliumperchlorat-Pellets, ergeben nur eine geringe Flammenemission, zeigen aber auch eine temperaturabhängige Signatur. Dennoch führt die im Vergleich zu MTV niedrigere Verbrennungstemperatur zu einer geringeren Energiefreisetzung im kurzwelligen IR-Bereich. Andere Schwarzkörper-Nutzlasten umfassen Ammoniumperchlorat/Anthracen/Magnesium und Hydroxyl-terminiertes Polybutadien ( HTPB )-Bindemittel.

Spektral ausgewogene Nutzlasten

Ein Ausschnitt des typischen LLU-2B Bodenbeleuchtungs-Flares

Andere Nutzlasten liefern bei der Verbrennung große Mengen heißes Kohlendioxid und sorgen so für eine temperaturunabhängige selektive Emission im Wellenlängenbereich zwischen 3 und 5 µm. Typische pyrotechnische Nutzlasten dieser Art ähneln pfeifenden Zusammensetzungen und bestehen oft aus Kaliumperchlorat und wasserstoffarmen organischen Brennstoffen. Andere spektral ausgeglichene Nutzlasten sind ähnlich aufgebaut wie zweibasige Treibmittel und enthalten Nitrocellulose (NC) und andere Ester der Salpetersäure oder Nitroverbindungen als Oxidationsmittel wie zB Hexanitroethan und Nitroverbindungen und Nitramine als hochenergetische Treibstoffe. Der Hauptvorteil der letztgenannten Nutzlasten ist ihre geringe Sichtbarkeit aufgrund des Fehlens von Metallen wie Natrium und Kalium, die entweder leicht thermisch angeregt werden und starke Emissionen abgeben oder kondensierte Reaktionsprodukte (wie Karbonate und Chloride ) abgeben würden, die eine deutliche Rauchspur.

Pyrophore Fackeln

Pyrophore Fackeln arbeiten nach dem Prinzip des Ausstoßens eines speziellen pyrophoren Materials aus einer luftdichten Patrone, in der Regel mit einem Gasgenerator , zB einer kleinen pyrotechnischen Ladung oder Druckgas. Das Material entzündet sich dann bei Kontakt mit Luft selbst. Die Materialien können fest sein, zB mit ultrafeinem Aluminium beschichtete Eisenplättchen , oder flüssige, oft metallorganische Verbindungen; zB Alkylaluminiumverbindungen, zB Triethylaluminium . Pyrophore Fackeln können in großen Höhen aufgrund der niedrigeren Lufttemperatur und der geringeren Verfügbarkeit von Sauerstoff eine verringerte Wirksamkeit haben; Sauerstoff kann jedoch zusammen mit dem pyrophoren Brennstoff ausgestoßen werden.

Der Vorteil von Alkylaluminium und ähnlichen Verbindungen ist der hohe Gehalt an Kohlenstoff und Wasserstoff, was zu hellen Emissionslinien ähnlich der spektralen Signatur von brennendem Düsentreibstoff führt. Der kontrollierte Gehalt an festen Verbrennungsprodukten, die eine kontinuierliche Schwarzkörperstrahlung erzeugen , ermöglicht eine weitere Anpassung der Emissionseigenschaften an die Netto-Infrarotemissionen von Kraftstoffabgasen und heißen Motorkomponenten.

Die Flammen pyrophorer Brennstoffe können auch mehrere Meter groß werden, im Vergleich zu etwa weniger als einem Meter Flamme von MTV-Fackeln. Die Flugbahn kann auch beeinflusst werden, indem die aerodynamischen Eigenschaften der ausgestoßenen Behälter angepasst werden.

Feste pyrophore Nutzlasten basieren auf Eisenplättchen, die mit einer porösen Aluminiumschicht beschichtet sind. Aufgrund der sehr hohen spezifischen Oberfläche von Aluminium oxidieren diese Plättchen bei Kontakt mit Luft sofort. Im Gegensatz zur Triethylaluminiumverbrennung ergeben diese Plättchen eine temperaturabhängige Signatur.

Leicht entzündliche Nutzlasten

Diese Nutzlasten enthalten roten Phosphor als energetischen Füllstoff. Der rote Phosphor wird mit organischen Bindemitteln zu streichfähigen Pasten vermischt, die auf dünne Polyimidplättchen aufgetragen werden können . Die Verbrennung dieser Blutplättchen ergibt eine temperaturabhängige Signatur. Endergonische Zusätze wie hochdisperse Kieselsäure oder Alkalihalogenide können die Verbrennungstemperatur weiter senken.

Siehe auch

Verweise