Flugkörper

Definition eines Flugkörpers

Ein Flugkörper ist ein fliegendes Transportmittel, das in einem gelenkten Vorgang Lasten unabhängig vom festen Erdboden von einem Punkt zum anderen befördert. Die zu befördernden Lasten sind von unterschiedlicher Art, je nach Verwendungszweck des Flugkörpers. Militärische Flugkörper dienen vor allem dem Transport von Brand- oder Sprengstoffen und chemischen oder bakteriologischen Kampfstoffen, seltener von Nachschub oder Informationen. Im zivilen Gebiet eignen sich Flugkörper für den Rettungsdienst (Signalgebung, Überbringen eines Rettungsseiles zwischen Land und gestrandetem Schiff), in einigen Fällen beförderten sie auch Post und Proviant; darüber hinaus halfen sie bereits bei der Auflösung von Regenwolken. Auf dem Forschungssektor können sie Träger von Flugmodellen, Gerätenutzlasten für die Höhenforschung oder selbst Zielflugkörper sein.
Ferner soll es sich um einen gelenkten Vorgang handeln. Dazu gehören zwei Dinge: Erstens muß ein Kriterium vorhanden sein,
wohin gelenkt werden soll, also eine Zielinformation.
Zweitens müssen auf Grund dieser Information Kräfte zur Betätigung der Ruder ausgeübt werden, und in ihrer Folge müssen Kräfte an den Rudern entstehen, die die Richtung der Bewegung ändern.
Ein im Wind treibender Luftballon und ein antriebslos im Wasser treibendes Schiff erfüllen diese Bedingung ebensowenig wie ein aus einem Lauf abgefeuertes Geschoß oder eine im freien Fall befindliche Bombe.
Bei einigen Ausführungsformen der Flugkörper kann durch die Zielinformation auch die Größe der Bewegung, also die Geschwindigkeit, geändert werden.
Die Lasten sollen von einem Punkt zum anderen befördert werden. Dabei kann sich jeder dieser beiden Punkte auf der Erde, in oder auf dem Wasser oder in der Luft befinden.

Da die Raumfahrttechnik heute schon ein enorm großes und selbständiges Gebiet ist, sollen ihre Flugkörper - die man als Raumflugkörper bezeichnet - hier nicht betrachtet werden. Dieser Beitrag soll sich nur mit den erdgebundenen Flugkörpern befassen, deren Geschwindigkeit kleiner ist als die Kreisbahngeschwindigkeit, soll also auch die Erdsatelliten außer acht lassen.

Geschichtliche Entwicklung der Flugkörper

Die moderne Flugkörpertechnik nutzt einen großen Teil der Erkenntnisse, die im letzten Jahrhundert auf verschiedenen Gebieten von Wissenschaft und Technik gewonnen wurden. Die Raketentechnik ist das älteste dieser Teilgebiete. Als erste verwendeten Chinesen, danach Inder Raketen zum Antrieb von Wurfgeschossen; in Europa kamen Raketen erst im 19. Jahrhundert auf (Napoleonische Kriege, Beschießung von Kopenhagen 1807 durch englische Raketenbatterien). Die benutzten Pulverraketen waren sehr primitiv. Ihre Konstruktion und Abschußtechnik beruhten nur auf Erfahrung.
Um 1900 schuf K. E. Ziolkowski eine mathematisch strenge Theorie der Raketenbewegung. 1903 veröffentlichte er sein bedeutendes Buch "Eine Rakete in den kosmischen Raum". Ziolkowski konstruierte die erste Flüssigkeitsrakete, schlug 1929 das Mehrstufenprinzip zur Überwindung der Erdanziehung vor und stellte Untersuchungen zu Gasstrahlrudern, zur Kreiselstabilisierung und mit flüssigen Brennstoffen an. Diese hervorragenden Arbeiten ließen ihn zu einem der Väter der Weltraumfahrt werden.

Schon vor dem ersten Weltkrieg wurden Flugzeuge mit Brandraketen bewaffnet. Von wenigen Ausnahmen abgesehen trat jedoch wegen der Geschütztechnik die Rakete in den Hintergrund, da ein gezogener Lauf und die Fortschritte der Ballistik und Stabilität die Zielsicherheit und Reichweite der Geschosse erheblich verbesserten. Die Forderungen der Artillerie nach immer größeren Reichweiten, die mit Geschützen nicht realisiert werden konnten, belebten dann seit den zwanziger Jahren wieder die Entwicklung von Raketen und raketengetriebenen Lastenträgern. Raketen sind heute noch die wesentlichste Antriebskraft der Flugkörper.

Anfang dieses Jahrhunderts führten vor allem die Arbeiten von Prandtl in Göttingen zu besseren Kenntnissen in der Aerodynamik und zum Aufschwung der Flugtechnik. Man lernte die Kräfte der Atmosphäre zur Erzeugung von Auftrieb und von Ruderkräften für gezielte Bewegungsänderungen nutzen. Die daraus resultierende Luftfahrttechnik beeinflußte die Antriebstechnik, die bald danach leichtere Flugmotoren und auch ganz neue Antriebsprinzipien (Staustrahltriebwerk, Strahlturbinen) hervorbrachte, die auch heute noch für Flugkörper von Bedeutung sind.

Die nach dem ersten Weltkrieg aufkommende Verkehrsluftfahrt brauchte dringend Steuerungs- und Navigationshilfen, und die Hochfrequenztechnik bot die Möglichkeit dafür. Auch diese wurden für die Flugkörperentwicklung genutzt. Aus den militärischen Forderungen und aus der Nachrichtentechnik entstanden mehrere Verfahren für die Zielsuchgeräte.
Die ständige Entwicklung der Technologie hat mehrfach neue Werkstoffe (Aluminium, Dural, warmfeste Stähle, Titan) und neue Bauweisen zur Verfügung gestellt. Dadurch konnte der Anteil der erforderlichen Konstruktionsmasse ständig zugunsten der Nutzlast gesenkt werden.

Als jüngstes Glied in der Kette der Flugkörperentwicklung präsentieren sich die Rechentechnik und Datenverarbeitung. Wie bereits dargelegt, ist für den gelenkten Vorgang eine Zielinformation erforderlich. Die Rechentechnik bietet die Möglichkeit, Programme zu speichern. Meßergebnisse zu erfassen und auszuwerten, also die Zielinformation zu Kommandos für die Steuerung zu verarbeiten. Dadurch können Kursabweichungen jederzeit und sehr schnell korrigiert werden. Außerdem kann der Rechner die gesamten Vorgänge automatisieren, das heißt, die entsprechenden Kurskorrekturen mit Hilfe der Stellglieder und Ruder ausführen. Ohne die Rechentechnik wäre der erreichte hohe Stand der Lenktechnik von Flugkörpern nicht möglich.

Einteilung der Flugkörper

Einteilung nach Art der Lenkung

Die Bewegung eines Flugkörpers soll nach der Definition ein gelenkter Vorgang sein. Die Daten der Zielinformation werden in einem Rechner verarbeitet, und die daraus abgeleiteten Kommandos werden auf die Steuerung, das heißt auf die Stellglieder für die Bewegungsänderung übertragen. Man erkennt, daß der Begriff Lenkung mehr umfaßt als die Steuerung.

Kommando-Lenkung

Bei der Kommando-Lenkung findet die Ortung, nämlich die Feststellung von Entfernung, Flugrichtung und Geschwindigkeit des Zieles und des Abwehrflugkörpers sowie die Ermittlung der Kommandos, außerhalb des Flugkörpers statt. Dabei werden Ziel und Flugkörper durch getrennte Radargeräte geortet. Für die Verarbeitung der Informationen zu den Kommandos ist eine relativ komplizierte Rechenanlage erforderlich, da Vorhalt, Parallaxe sowie der Einlenkvorgang beim Start des Flugkörpers berechnet werden müssen. Unter Berücksichtigung des Vorhaltes kann die Rakete mit Kommando-Lenkung einige Sekunden vor einer gleichen Rakete mit anderen Lenkverfahren im Ziel sein; jedoch sinkt die Trefferwahrscheinlichkeit, wenn das Ziel von der angenommenen geradlinigen Bewegung abweicht, also wenn es zum Beispiel bewußt Abwehrbewegungen macht. Die Kommandos werden bei den weitaus meisten Varianten auf dem Funkweg übertragen. Die drahtgebundene Übertragung ist bei diesem wie auch bei vielen anderen Lenkverfahren nahezu völlig abgeschafft.

Zieldeckungsverfahren

Das Zieldeckungsverfahren ist auch eine Art der Kommando-Lenkung, denn auch hierbei wird die Bewegung des Zieles und des Flugkörpers außerhalb des Flugkörpers registriert und in Kommandos umgewandelt. Es ist ein Dreipunktverfahren, bei dem angestrebt wird, daß sich Beobachter. Ziel und Flugkörper immer auf der Sichtlinie in Deckung befinden. Dieses Verfahren wird meist bei Panzerabwehrraketen benutzt. Der Schütze verfolgt über ein Visier den Panzer und macht durch entsprechende Steuerkommandos, die hierbei wegen der kleinen Reichweite meist über Draht an den Flugkörper übertragen werden, die Abweichung des Flugkörpers von der Visierlinie zu Null. Wegen der Drahtübertragung der Kommandos kann die Lenkung nicht durch Störsender des Zieles beeinflußt und der Flugkörper vom Ziel abgelenkt werden. Als Sichtlinie könnte auch ein Leitstrahl benutzt werden. Da jedoch ein Panzer ein relativ kleines Ziel ist und jeder Strahl einen bestimmten Öffnungswinkel hat, ist es möglich, daß der Flugkörper innerhalb des Leitstrahls am Ziel vorbeifliegt.

Mehrfach-Radargerät

Bei diesem Lenkverfahren wird ein Radargerät mehrfach ausgenutzt. Zunächst wird das Ziel durch ein Radargerät erfaßt, dann folgt das Radargerät über einen Regelkreis mit Servomechanismus dem Ziel. Mißt man die Winkelablage des Flugkörpers und macht diese durch entsprechende Steuerkommandos laufend zu Null, so führt man dadurch den Flugkörper in das Ziel. Da dieses Verfahren jedoch nicht mit Vorhalt arbeitet, ist die Flugstrecke bis zum Ziel größer als bei einem Vorhaltewinkel, wie anhand der Fluglinie in Abbildung 4 zu sehen ist.

Leitstrahl-Lenkung

Ein Radargerät sendet zwei keulenförmige und sich überschneidende Strahlenbündel aus, und bestimmte Meßgeräte im Flugkörper lassen die Ablage des Flugkörpers von der Mittellinie ermitteln. Dadurch kann man die Steuerbefehle errechnen, die für die Einhaltung der gewollten Bahn nötig sind. In den meisten Fällen ist der Leitstrahlsender mit einem anderen Radargerät zur Zielverfolgung gekoppelt, das die Bewegung des Leitstrahlradars und der Raketenstarteinrichtung steuert. Die beiden Radargeräte sind also parallel geschaltet, sie können bis zu etwa 800 m voneinander entfernt aufgestellt werden. Das Rechengerät kann wesentlich einfacher sein als bei der Kommando-Lenkung. Statt der beiden keulenförmigen eignet sich auch ein umlaufendes Strahlenbündel für die Leitstrahl-Lenkung. Auch die Leitstrahl-Lenkung arbeitet ohne Vorhalt. Dadurch ist zwar der Flugweg länger, die Verfolgungsmöglichkeit bei Abwehrbewegungen des Zieles aber besser als bei der Kommando-Lenkung.

Zielsuchverfahren

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Prinzip der Zielsuchverfahren

Beim aktiven Zielsuchsystem wird das Ziel durch ein im Flugkörper eingebautes Radargerät angestrahlt. Die vom Ziel reflektierten Wellen dienen zur Ortung und liefern nach entsprechender Verarbeitung der Informationen die Steuerkommandos. Die erforderlichen Geräte machen jedoch den Flugkörper schwer, kompliziert und dadurch relativ störanfällig. Da außerdem alle Geräte mit dem Flugkörper verloren gehen, ist das Verfahren sehr teuer.
Wird das Ziel durch ein Radargerät angestrahlt, das sich nicht im Flugkörper, sondern am Boden, auf einem Schiff oder in einem Flugzeug befindet, so benötigt der Flugkörper nur noch die Geräte zur Auswertung der reflektierten Wellen, und man spricht vom halbaktiven Zielsuchsystem. Dabei können die Radaranlagen größer und leistungsstärker sein, jedoch werden mit zunehmender Entfernung zwischen Radargerät und Ziel der Energieaufwand und die Störanfälligkeit größer.
Beim passiven Zielsuchsystem werden schließlich Energiequellen des Zieles als Information für den Flugkörper ausgenutzt. Energiequellen dieser Art sind zum Beispiel Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) der heißen Triebwerksteile, Geräusche (akustische Energie), elektromagnetische Felder, Ionisation der Luft beim Wiedereintritt interkontinentaler Raketen in die Atmosphäre usw. Diese Energie wird durch geeignete Zielsuchköpfe des Flugkörpers zur Ortung und Feststellung der Ablage ausgenutzt. Die Vorteile der Infrarot-Lenksysteme sind der einfache Aufbau, die niedrigen Kosten und die geringe Störbarkeit. Nachteilig ist, daß die Infrarotstrahlen von Regen und Nebel absorbiert werden und daß die Unterscheidung nicht vom Ziel stammender Infrarotstrahler schwierig sein kann.
Bei allen Zielsuchverfahren werden die empfangenen Informationen durch eine im Flugkörper befindliche Rechenanlage verarbeitet und die Kommandos dem Servomechanismus der Ruder zugeleitet. Die Abbildung zeigt die Gegenüberstellung der einzelnen Zielsuchverfahren. Bei mehreren Typen der Flugabwehrraketen wurde das Leitstrahlverfahren mit halbaktiven Zielsuchköpfen für das letzte Stück der Annäherung an das Ziel kombiniert. Dadurch steigt die Treffsicherheit.

Doppler-Navigationssystem

Dieses Navigationsverfahren kann auch für die Lenkung von Flugkörpern benutzt werden. Es wird der aus der Physik bekannte Dopplereffekt zum Boden ausgesandter Funkstrahlen benutzt, um Fluggeschwindigkeit, Kurs und Driftwinkel sowie durch Integration mit Hilfe eines Rechengerätes den geflogenen Weg und den jeweiligen Standort zu bestimmen. Dieses Verfahren ist kaum für die Ansteuerung beweglicher Ziele, sondern vor allem für die Ansteuerung ortsfester Ziele von festen Startrampen aus geeignet.

Trägbeitslenkung

Mit federnd aufgehängten Massen oder mit Pendeln lassen sich Beschleunigungen messen. Werden diese Werte von einer Rechenanlage integriert, so erhält man die Geschwindigkeit und durch eine weitere Integration den Weg. Voraussetzung für eine genaue Orientierung ist die laufende und äußerst genaue Messung der Beschleunigungen. Bei langen Flugstrecken - dieses Verfahren wird vor allem für interkontinentale Raketen angewandt - müssen die Beschleunigungen auf ein Millionstel der Erdbeschleunigung genau gemessen werden.
Das wichtigste Bauelement der Trägheitslenkung ist der Kreisel, dessen im Raum feststehende Achse als Bezugsgröße für die Lageänderungen des Flugkörpers dient.
Durch Kombination mit einem Schuler-Pendel - einem Pendel mit einer Schwingungszeit von 84 Minuten, dessen Achse immer zum Erdmittelpunkt zeigt - können die Ungenauigkeiten der Trägheitsnavigation, die zum Beispiel infolge Reibung in den Lagern des Kreisels entstehen, ausgeglichen werden. Während des Fluges stellen sich zwischen dem Kreisel und dem Pendel vorausbestimmte Winkel ein. Jede Abweichung dieser Winkel von den Sollwerten wird automatisch vom Kreisel erfaßt und als Korrektursignal benutzt. Diese Kombination bildet heute die Grundlage der Trägheitsnavigation für interkontinentale Flugstrecken.
Statt eines Schuler-Pendels kann auch die Astronavigation zur Korrektur der Trägheitslenkung auf langen Flugstrecken benutzt werden. Sie beruht im wesentlichen darauf, daß ein auf Fixsterne (Radiosterne oder Fixsterne mit lichtstarker Strahlung) ausgerichtetes System Informationen liefert. Voraussetzung ist außer einer möglichst genauen Trägheitsnavigation eine gleichbleibende Fluggeschwindigkeit. Der Fußpunkt eines Fixsterns, das ist der Durchstoßpunkt der Verbindungslinie zwischen Erdmittelpunkt und Fixstern durch die Erdoberfläche, beschreibt wegen der Erdrotation eine Kurve, nach der die Orientierung mit Teleskopen ausgerichtet werden kann.

Die Trägheitsnavigation und ihre Variationen mit Schuler-Pendel und Astronavigation sind im Gegensatz zu den Hochfrequenznavigationsverfahren nicht durch Störsender zu beeinflussen und werden deshalb außer für die Langstreckenflugzeugnavigation vor allem für die Lenkung interkontinentaler Raketen benutzt.

All das betraf die Verfahren der Informationsgewinnung. Ein weiterer Bestandteil der Lenkung ist die Verarbeitung der Informationen.

Datenverarbeitung für die Flugkörperlenkung Zur Verarbeitung der Informationen zu Kommandos für die Steuerung können Analog- und Digitalrechner dienen. Analogrechner verarbeiten den Verlauf elektrischer Spannungen mit Hilfe von Verstärkern, Integratoren und anderen Bauelementen zu zeitlich ablaufenden Funktionen. Ihre Genauigkeit liegt bei etwa 1 Prozent. Digitalrechner arbeiten mit Ziffern, die durch Impulse dargestellt werden. Verwendet man Speichermedien, kann man bei Digitalrechnern nicht nur Zahlenwerte, sondern auch vorgegebene Programme speichern und bei Bedarf abverlangen. Die Genauigkeit eines Digitalrechners hängt von der Anzahl Ziffern in der Zahlendarstellung ab, sie ist bedeutend größer als beim Analogrechner. Moderne Digitalrechner haben sehr hohe Rechengeschwindigkeiten. Aus dem Grund strebt man verstärkt auch in der Flugkörpertechnik nach Digitalrechnern, bei denen aber alle Rechnungen auf die Grundrechenarten Addieren und Subtrahieren zurückgeführt werden müssen. Die Analogrechner hingegen können zum Beispiel direkt Integrieren. Will man diesen Vorteil ausnutzen, so verwendet man Hybridrechner, die aus analogen und digitalen Baugruppen bestehen.

Steuerung und Bewegungsänderung

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Kräfte am Flugkörper

Die Verarbeitung der Informationen ergibt Befehle für die Steuerung. Unter der Steuerung eines Flugkörpers wird die Umwandlung der ankommenden Kommandos in solche mechanischen Größen verstanden, die am Flugkörper Kräfte erzeugen, wie sie zur gewünschten Bewegungsänderung erforderlich sind. Die schwachen ankommenden Kommandos werden meist noch elektrisch verstärkt und lösen dann über Relais und elektrische, elektropneumatische oder elektrohydraulische Stellglieder größere Kräfte aus. Zur Bewegungsänderung eines Flugkörpers können folgende Kräfte benutzt werden:

  1. Kräfte, die von einer mechanischen Führungsbahn während der Startphase auf den Flugkörper wirken. Das erste Stadium der Flugkörperlenkung ist also die Ausrichtung der Startrampe, sofern es sich nicht um senkrecht startende Flugkörper handelt. Bei den "ungelenkten" Raketen wird die Flugbahn lediglich mit der Ausrichtung des Startgerüstes festgelegt und ist nach dem Start nicht mehr zu korrigieren.
  2. Aerodynamische Kräfte an den Rudern des Flugkörpers. Diese Kräfte setzen eine umgebende Lufthülle voraus, sie können demzufolge nur innerhalb der Erdatmosphäre wirksam werden.
  3. Reaktionskräfte der Triebwerke, die durch Strahlruder, Einblasen von Luft quer zum Gasstrom, zusätzliche Schubdüsen oder drehbare Lagerung der gesamten Schubdüse in ihrer Richtung geändert werden können. Sie werden vor allem in der Startphase, wenn wegen der niedrigen Geschwindigkeit aerodynamische Ruder noch unwirksam sind, benutzt und stellen außerhalb der Atmosphäre das einzige Mittel zur Bewegungsänderung dar.

Abbildung 10 faßt alle an der Flugkörperlenkung beteiligten Teile zusammen und zeigt den Regelkreis für den selbstregelnden Lenkvorgang. In Abbildung 12 sind die einzelnen Lenkverfahren für Flugkörper zusammengestellt. Bei der Fernlenkung geschieht die Ortung des Zieles und die Verarbeitung der Information zu dem Kommando für die Steuerung außerhalb des Flugkörpers. In dem Flugkörper befinden sich also weder Radargerät noch Rechenanlage, sondern nur Empfangsanlage und Stellglieder für die Steuerung. Im Falle der reinen Selbstlenkung läuft der ganze durch den Regelkreis dargestellte Vorgang im Flugkörper ab. Bei verschiedenen Lenksystemen werden diese beiden Verfahren kombiniert, wodurch die Ortung außerhalb und dis Kommandobildung innerhalb des Flugkörpers stattfinden.

Fiesler Fi-103 Reichenberg-Gerät

Der Vollständigkeit halber ist in diesem Schema die Lenkung durch einen Piloten mit angegeben. Wenn es bisher auch nur wenige bemannte Flugkörper - im hier definierten Sinn der Flugkörper - gegeben hat (zum Beispiel bemannte Variante des Flügelgeschosses Fi-103), so spielen jedoch in der Astronautik die bemannten Raumflugkörper eine besondere Rolle. Ihr Lenksystem ist eine Kombination aus Fern- und Selbstlenkung mit einigen Eingriffsmöglichkeiten durch den Piloten. Ähnlich ist es bei modernen Jagdflugzeugen, nur daß hier der Anteil des Piloten etwas höher ist.

Einteilung nach der Triebwerksart

Außer in dem Lenksystem unterscheiden sich die Flugkörper in der Antriebsart. Flugkörper werden von Strahltriebwerken, also Luftstrahltriebwerken und Raketen, angetrieben. Luftschraubentriebwerke sind für den Flugkörperantrieb nicht geeignet.
Luftstrahltriebwerke, zu denen die Pulsotriebwerke, die Strahlturbinen und die Staustrahltriebwerke gehören, sind auf die Lufthülle der Erde angewiesen und durch ihr Funktionsprinzip auf bestimmte Geschwindigkeitsbereiche beschränkt. Einer der ersten Flugkörper mit Pulsostrahltriebwerk war das Flügelgeschoß Fi-103 mit 2,2t Startmasse, 500 bis 800km/h Fluggeschwindigkeit und 320km Reichweite. Nach dem Krieg wurden zahlreiche Flugkörpertypen mit Strahlturbinen oder Staustrahltriebwerken ausgerüstet, wobei als Starthilfstriebwerk meist Feststoffraketen dienten. Ihre Abflugmassen liegen zwischen 5 und 100t. Bei Fluggeschwindigkeiten zwischen 1000 und 3600 km/h erzielen sie Reichweiten von 200 bis 10000 km. Da sie durch die Triebwerksart an die Atmosphäre gebunden sind, nutzen sie die Luft gleichzeitig zur Auftriebserzeugung aus. Sie sind also an den Tragflügeln zu erkennen.

Raketentriebwerke sind von der atmosphärischen Luft unabhängig und daher in der Flughöhe unbegrenzt. Ihre Geschwindigkeit ist theoretisch lediglich durch die Austrittsgeschwindigkeit des Treibstrahles, die sehr hoch ist, begrenzt. Für die hier betrachteten Flugkörper kommen von den Raketentriebwerken nur die Feststoff- und die Flüssigkeitsraketen in Betracht. Für Flugkörper, die schnell startbereit sein und hohe Beschleunigungen aufweisen müssen, sind die chemischen Raketen und da besonders die Feststoffraketen geeignet.

Einteilung nach der Flugbahncharakteristik

Benutzt man die Art der Flugbahn als Unterscheidungsmerkmal, so ergibt folgendes Schema.

Wie schon in der Einleitung gesagt, beschränkt sich dieser Beitrag auf die erdgebundenen Flugkörper, die Raumflugkörper wurden in diesem Schema nur der Vollständigkeit halber mit angegeben.

Aerodynamische Flugkörper haben Tragflächen zur Auftriebserzeugung. Mit aerodynamischen Rudern kann die Luft auch als Steuerungsmittel dienen. Solche Flugkörper sind also an die Atmosphäre gebunden. Sie können daher mit luftatmenden Triebwerken ausgestattet werden. Wegen der höheren Beschleunigungen und Geschwindigkeiten sowie auch wegen des teilweise einfacheren Aufbaus dienen aber auch Raketen, vor allem Feststoffraketen, zum Antrieb aerodynamischer Flugkörper. Ballistische Flugkörper legen über 90 Prozent ihrer gesamten Flugbahn auf einer antriebslosen und - wenn man von eventuell eingebauten Steuerraketen absieht - ungesteuerten Freiflugbahn zurück. Um ein bestimmtes Ziel zu erreichen, muß der Flugkörper während der Antriebszeit, die nur Sekunden oder wenige Minuten dauert, sehr genau gesteuert werden und das Triebwerk beim Erreichen der zugehörigen Geschwindigkeit (Brennschlußgeschwindigkeit) abgeschaltet werden (Flüssigkeitsrakete) oder gerade ausgebrannt sein (Feststoffrakete). Satelliten sind ballistische Flugkörper, deren Brennschlußgeschwindigkeit größer oder gleich der Kreisbahngeschwindigkeit ist.

Ballistisch-aerodynamische Flugkörper haben die Antriebs- und Freiflugbahn eines ballistischen Flugkörpers, sie nutzen aber beim Wiedereintritt in die Atmosphäre die potentielle Energie mit ihrer aerodynamischen Gestaltung zur Reichweitenverlängerung aus.

Einteilung nach der Aufgabenstellung

An erster Stelle nach diesem Einteilungsprinzip stehen - vom wirtschaftlichen und technischen Aufwand für ihre Entwicklung und Produktion aus betrachtet - die militärischen Flugkörper und die Kampfraketen, die für die moderne Militärtechnik von überragender Bedeutung sind. Sie reichen von den kleinen Panzerabwehrraketen über die Flugzeugabwehrraketen, Raketen zur Schiffsbekämpfung und Fernbomben bis zu den ballistischen Raketen mit taktischer und strategischer Bedeutung.

Ungelenkte Kampfraketen, deren Flugbahn nur durch eine relativ kurze Startvorrichtung (Laufrohr, Lafette, Startgerüst) vorgegeben wird, sind sehr einfach im Aufbau, in der Wartung und in der Starvorbereitung, zumal sie ausschließlich mit Feststoffraketen ausgerüstet sind. Sie haben zwar keine sehr große Treffgenauigkeit, aber sie werden wegen ihrer Einfachheit teilweise zur Bewaffnung von Erdkampf- und Jagdflugzeugen sowie als Artillerieraketen verwendet.
Die überwiegende Anzahl der Typen aller Kampfraketen sind gelenkte Flugkörper. Der Startpunkt einer Rakete kann auf dem Boden - wobei als Boden der Erdboden und das Wasser anzusehen sind - oder in der Luft sein, und es kann sich um Boden- oder um Luftziele handeln. Das ergibt die folgenden Kombinationen für die Kampfraketen, bei denen als erstes der Startort und als zweites der Zielort genannt wird:

  1. Boden-Boden-Flugkörper
    AMX-30 Pluton
    Die Panzerabwehrraketen, sind die kleinsiten militärischen Flugkörper. Für sie wurden zahlreiche Baumuster entwickelt, die entweder von einem Soldaten getragen und gestartet werden können oder sonst auf leichten geländegängigen Fahrzeugen montiert sind. Die größten Vertreter sind die Interkontinentalraketen, die aber auch schon wieder von den Globalraketen überragt werden. Globalraketen haben Reichweiten bis zu 40.000 km und können somit jeden beliebigen Punkt der Erde aus jeder beliebigen Richtung anfliegen. Es gibt UBoote, die bis zu 16 Mittelstreckenraketen mit Reichweiten von 2.500 bis 4.500 km aufnehmen und unter Wasser abschießen können. Eine andere Kategorie sind die Raketen zur U-Boot-Bekämpfung, die entweder von einem Überwasserschiff, einem Hubschrauber oder einem anderen U-Boot gestartet werden können. Im letzten Fall taucht die Rakete nach dem Start aus dem getauchten U-Boot auf, legt den größten Teil der Entfernung in der Luft zurück und taucht in der Nähe des gesuchten, ebenfalls getauchten U-Bootes wieder ein.
  2. Boden-Luft-Flugkörper
    SA-4 Ganef Boden-Luft-Rakete
    Diese Flugkörper dienen ausschließlich der Abwehr von Flugzeugen und Raketen, ihr Ziel liegt immer in der Luft. Wegen der unterschiedlichen Flugziele, die hoch oder tief und schnell oder langsam fliegen können, mußte eine Vielzahl von Baumustern entwickelt werden. Die kleinsten Raketen, die zur Abwehr tieffliegender Flugzeuge salvenartig von Lafetten gestartet werden, liegen mit 10 kg Startmasse etwa in der Größenordnung der leichten Panzerabwehrraketen. Abwehrflugkörper gegen hochfliegende Flugzeuge haben Startmassen bis zu etwa 10 t und mehr, sie können Reichweiten bis zu 1.000 km und Flughöhen bis etwa 40 km erreichen.
    Eine für die Verteidigung sehr wichtige Waffe sind die Boden-Luft-Flugkörper zur Abwehr interkontinentaler Raketen. Dabei gilt es diese Raketen vor dem eigenen Territorium zu vernichten. Das setzt wegen der hohen Eintauchgeschwindigkeiten der interkontinentalen Raketen (etwa 20.000 bis 25.000 km/h) ein sehr leistungsfähiges Frühwarnsystem, Datenverarbeitungssystem und Kommandoübertragungssystem voraus.
  3. Luft-Luft-Flugkörper
    Iris-T-Flugkörper
    vergl. Luftkampfraketen Diese Raketen werden in der Luft, also ausschließlich von Flugzeugen oder Hubschraubern gestartet und dienen der Bekämpfung von Luftzielen. In der ersten Etappe ihrer Entwicklung waren sie eine reine Angriffswaffe, die von Jagdflugzeugen in Flugrichtung gestartet wurde. Dafür wurden zunächst relativ einfache, ungelenkte Feststoffraketen mit Startmassen zwischen 4 und 20 kg verwendet, während die heutigen modernen Ausführungen durch Leitstrahl-Lenkung oder Infrarot-Zielsuchkopf gelenkt werden und meistens Feststoff-, in einigen Fällen aber auch Flüssigkeitsraketen sind. Ihre Startmassen liegen bei konventionellen Sprengköpfen zwischen 40 und 400 kg, sie erreichen Geschwindigkeiten bis zur etwa dreifachen Schallgeschwindigkeit und Reichweiten zwischen 3 und 100 km. Sie sind wegen der besseren Stabilitäts-, Lenkungsund Verfolgungseigenschaften meist mit kleinen Flügeln und Leitwerken ausgerüstet. Über eine Luft-Luft-Rakete mit Kernsprengkopf, die gegen Flugzeugansammlungen und interkontinentale Raketen eingesetzt werden soll, sind keine näheren Daten bekannt geworden.
    In den letzten Jahren wurden auch Luft-Luft-Raketen für die Verteidigung der Flugzeuge entwickelt, die entgegen der oder quer zur Flugrichtung abgeschossen werden können. In dieser notwendigen Forderung liegt das Problem. Wird eine Rakete entgegen der Flugrichtung auf einen verfolgenden Angreifer abgeschossen, so muß ihre eigene Fluggeschwindigkeit wesentlich größer sein als die Geschwindigkeit des Trägerflugzeugs. Ist die Differenz beider Geschwindigkeiten null oder klein, so ist die Geschwindigkeit der Rakete im Raum null oder klein und ihre Stabilität nicht gewährleistet. Beim Abschuß quer zur Flugrichtung ist die Rakete bei noch kleinerer Eigengeschwindigkeit einer starken Queranströmung ausgesetzt, die sie vom gegebenen Kurs abdreht. Diese Probleme werden durch den Abschuß der Raketen aus sogenannten Raketenkanonen überwunden, bei denen der Flugkörper solange im Lauf festgehalten wird, bis durch eine besondere Treibladung ein bestimmter Gasdruck erzeugt wurde. Erst dann bewegt sich der Flugkörper im Rohr, und seine Feststoffrakete wird gezündet. Das bringt eine wesentlich höhere Anfangsgeschwindigkeit und bessere Treffsicherheit ein.
  4. Luft-Boden-Flugkörper
    Avro Blue Steel
    Diese Flugkörper werden vom Flugzeug oder Hubschrauber aus gegen Erd- oder Seeziele eingesetzt, sie sind - wie die Definition der Flugkörper zeigte - nicht identisch mit den konventionellen, ungesteuerten und antriebslosen Bomben. Man muß mindestens zwei Kategorien unterscheiden, und zwar die Raketen zur Bekämpfung kleinerer Nahziele und die ferngelenkten Bomben, die schon strategische Bedeutung haben können. Luft-Boden-Flugkörper haben Startmassen zwischen 40 und 10.000 kg, Reichweiten zwischen 8 und 4.000 km und Fluggeschwindigkeiten von ein- bis zweifacher Schallgeschwindigkeit. Für die kleinen Reichweiten werden ausnahmslos Feststoffraketen und Leitstrahl-Lenkung oder Zielsuchverfahren und für die großen Reichweiten aerodynamische Flugkörper mit relativ guter Gleitzahl und Strahlturbinenantrieb verwendet. Flugkörper dieser Art können Kernladungen tragen. Den Flugkörpern von a) bis d) sind Kampfaufgaben gestellt.
    Flugkörper für andere Einsatzzwecke sind:
  5. Höhen-Raketen
    Die Höhen-Raketen werden zur Höhenforschung, zum Fotografieren von erdfernen Standpunkten aus und zum Studium des Wiedereintritts von Satelliten benutzt. Hierbei ist unter dem Begriff Höhenforschung ein sehr großes Gebiet zusammengefaßt, das
    • den Aufbau und die Zusammensetzung der Luftschichten bis zu mehreren hundert Kilometern Höhe,
    • den Wärmehaushalt, die Dynamik der Luftmassen und die Strahlungsbedingungen dieser Schichten,
    • die Beziehungen zwischen diesen Schichten, der Meteorologie und der Sonnentätigkeit und
    • die Bedingungen für den Aufenthalt von Lebewesen in bisher unerforschten Höhen
    klären soll. Etliche Aufgaben, die vor dem Start von Sputnik-1 nur durch Höhenraketen gelöst werden konnten, sind inzwischen auf Forschungssatelliten übergegangen, die auf Grund ihrer langen Flugzeit ausgedehnte Meßreihen erlauben, während Höhenraketen immer nur wenige Minuten in der Arbeitshöhe sind. Dafür ist aber eine meist ungesteuerte Höhenrakete erheblich billiger als das gelenkte Raketensystem eines Satelliten. Außerdem bestehen seit einiger Zeit Rückführverfahren für die einzelnen Stufen der Höhenraketen, die die Kosten weiter gesenkt haben. Höhenraketen gibt es je nach gewünschter Gipfelhöhe mit ein bis fünf Stufen. Dabei können folgende Zahlen als Anhaltspunkt für den Zusammenhang zwischen Startmasse, Stufenzahl, Höhe und Nutzlast dienen:
  6. Flugkörper für Sonderzwecke
    Flugkörper mit Überschallgeschwindigkeiten für die Zieldarstellung werden zur Erprobung der Flugabwehr sowohl durch Boden-Luft-, sowie auch durch Luft-Luft-Raketen benutzt. Sie haben Flugzeiten von wenigen Minuten bis zu etwa einer Stunde und sind ein gutes Hilfsmittel für die Erprobung der Abwehrsysteme.
    Köderflugkörper dienen der Täuschung der gegnerischen Flugabwehr. Sie werden von dem eindringenden Flugzeug gestartet und fliegen ihm mit gleicher Geschwindigkeit voraus. Ihre eigene Reichweite liegt zwischen 500 und 1.000 km. Sie haben meist Spannweiten von 1,5 bis 2,5 m und Längen von 3,5 bis 5 m. Mit entsprechenden Fernsehkameras oder Fotoapparaten ausgerüstete Flugkörper können bei kleiner Reichweite der taktischen Aufklärung, bei großer Reichweite der strategischen Aufklärung und der Spionage (unbemannte Flugzeuge) dienen.
    Schon um 1890 wurden in der Südsee Briefe mit Pulverraketen von Postdampfern aus über die Riffe an das Ufer geschossen. Die schon in den dreißiger Jahren bestehenden Vorstellungen der interkontinentalen Postbeförderung mit Raketen (Berlin - New York 40 Minuten) wurden bisher nicht realisiert, aber 1959 wurden wieder Versuche mit Post- und Versorgungsraketen aufgenommen, die zum Beispiel abgeschnittene Gebirgsdörfer oder Inseln über kleinere Reichweiten versorgen sollen. Als letztes seien noch die Raketen erwähnt, die versuchsweise eingesetzt wurden, um durch das Aussprühen von Öl die stürmische See in der Nähe gestrandeter Schiffe zu beruhigen.

 
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Datum der letzten Änderung : Jena, den: 05.06. 2021