Wir führen experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Reduzierung der Bedrohung von (Überwasser-) Marineschiffe im optischen/IR Spektralbereich durch, um unter Einsatz von innovativen passiven und aktiven experimentellen Tarnmitteln eine Minderung der Entdeckbarkeit von Marineschiffe zu erzielen.

Die Filmsequenz zeigt eine Fregatte des Typs F124 auf See. Deutlich erkennbar das rotierende Weitbereichsradar SMART-L zur Luftaufklärung. Bereits im sichtbaren Spektralbereich ist der flächendeckende Sonnenreflex auf der sende- und empfangsseitigen Antennenoberfläche deutlich erkennbar. Das Auftreten von Reflexionen auf dem rotierenden Radar, verursacht durch die Sonne und den kalten Himmel, ist komplex, wurde jedoch mittels einer Modellanlage (im Maßstab 1:7) ausreichend systematisch untersucht und bewertet.

Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf der Betrachtung der Bedrohung durch tief fliegende Seezielflugkörper (seaskimmer) und dem Lösungsansatz durch Anpassung der Infrarot Signaturen der Schiffe an die Signatur des relevanten Hintergrunds die Bedrohung zu reduzieren oder gar zu neutralisieren.

Grundlegende Überlegungen resultierten in der Aufstellung der Tarnforderungen im Infrarot (IR). Sie besagen, dass ein Schiff als getarnt angesehen werden kann, wenn seine mittlere Strahlungstemperatur mit der Temperatur des Horizonts und in guter Näherung mit der Temperatur der umgebenden Luft hinreichend übereinstimmt. Schwellwerte müssen für moderne Infrarotsichtgeräte abgeschätzt werden. Da sie reichweiten- und systemabhängig sind, können sie nur im Rahmen der Formulierung eines operationellen Szenarios genauer definiert werden. Generell zeigt sich jedoch, dass Tarnforderungen im mittleren IR (MWIR) stringenter sind als beispielsweise im langwelligen IR.

Die Tarnwirksamkeit im Wärmebild wird anhand des thermischen Verhaltens der eingesetzten Versuchsmuster, der absoluten Objekttemperatur, der Temperaturdifferenz zwischen der Ziel- und Hintergrundtemperatur (ΔTTB, der kumulativen Häufigkeit von ΔTTB sowie der Verringerung der (Detektions-) Reichweite eines abbildenden Infrarotsystems untersucht und bewertet. Die genaue Berechnung der kumulativen Häufigkeit von ΔTTB aller Messungen (möglichst über einen Tagesgang - also 24h) setzt u.a. die Kenntnis der atmosphärischen Transmission in den aus Sicht einer IR-Tarnung relevanten Spektralbereichen voraus und stellt das eigentliche Bewertungsmaß "der Tarnwirksamkeit im infraroten Spektralbereich im statistischen Umfang über alles gemittelt" dar.

Untersuchung starker Reflexionen aus der oberen Hemisphäre

Die Untersuchung zur Reduzierung der starken Reflexionen, die an der sende- und empfangsseitigen Antennenoberfläche des Weitbereichradars SMART-L und der Nachfolger Variante S1850M im optischen/IR-Bereich auftreten (siehe Film auf dieser Seite) ist ein aktuelles Arbeitsgebiet. Zunächst wurde das physikalische- und statistische Problem der starken Reflexionen und die davon ausgehende Bedrohung für das Marineschiff analysiert und Maßnahmen zur Reduzierung des Effekts untersucht. In Labor- und Feldversuchen wurde die Wirksamkeit von kommerziellen und neuen Materialkandidaten, darunter ein Stealth-Material, bewertet. Es konnte gezeigt werden, dass bei Verwendung geeigneter Materialien eine Verringerung der reflektiven Komponente der optischen/IR-Signatur der Antenne von bis zu 4 Zehnerpotenzen erreicht werden kann. Die vorgeschlagenen Maßnahmen zur Reduzierung der starken Reflexionen können auch bei anderen umlaufenden Phased-Array-Antennensysteme eingesetzt werden.

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