mini|300px|Lockheed AC-130 beim Täuschkörperausstoß IR-Täuschkörper, im Englischen Decoy Flare oder kurz Flare genannt, sind Täuschkörper gegen Lenkwaffen mit Infrarotsuchkopf. Die beim Einsatz von Flares entstehende Wärmestrahlung soll die Suchkopf-Sensorik vom eigentlichen Ziel ablenken, optimalerweise auf die Wärmestrahlung der Hitzefackel. Dies geschieht durch die Erzeugung von IR-Clutter durch viele verschiedene Wärmequellen, die Erzeugung von spezifischen Emissionsspektren um dem Sucher ein Scheinziel anzubieten, und der Erzeugung von Hitzewänden zur Verdeckung des eigentlichen Zieles.
IR-Täuschkörper enthalten als Energiespeicher entweder pyrotechnische Sätze, pyrophore Feststoffe oder Flüssigkeiten bzw. leicht entzündliche Feststoffe. Bei der Zündung wird eine stark exotherme chemische Reaktion ausgelöst, die je nach Energiespeicher mit einer mehr oder minder starken sichtbaren Flammen- und Rauchentwicklung einhergeht.
Von 1981 bis 2002 wurden mehr als 50 % aller Verluste von Fluggeräten durch IR-gelenkte Waffen verursacht. Während des Golfkrieges 1991 sollen es sogar 78 % gewesen sein. In der Zeit von 1985 bis 2010 sollen 90 % aller US-Luftfahrzeugverluste auf IR-gelenkte Waffen zurückzuführen sein.
Überblick IR-Sucher Um die Wirkung von Fackeln auf IR-gelenkte Flugkörper (FK) zu begreifen, ist ein Verständnis über den Aufbau des Suchers nötig. Als Infrarotstrahlung bezeichnet man in der Physik elektromagnetische Wellen im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und der längerwelligen Terahertzstrahlung. Wasserdampf absorbiert IR-Strahlung; nur im Wellenlängenbereich von 1–6 µm und 8–14 µm gibt es Fenster in der Erdatmosphäre, in denen die IR-Strahlung relativ weit trägt. In über 10 km Höhe ist die Absorption allerdings vernachlässigbar.Dort ist die Luft viel dünner und kälter als am Erdboden. Aus beiden Gründen enthält sie weniger Wasserdampf. CO2, Staub und Wassertröpfchen reduzieren die Sichtweite ebenfalls, wobei der CO2-Anteil bis in eine Höhe von etwa 50 km praktisch konstant ist.
mini|Plancksche Strahlungsspektren für verschiedene Temperaturen
Das Wiensche Verschiebungsgesetz besagt, dass bei einem Düsenflugzeug die größte Strahlungsleistung bei einer Wellenlänge von 3 µm auftritt, mit Nachbrenner bei etwa 1,5 µm. Die Abgasfahne des Flugzeuges ist im Bereich von 3–5 µm am hellsten, Heißteile am Rumpf von 3–5 und ≥8 µm. Der Rumpf ist bei ≥8 µm am besten sichtbar. Da ältere Sucher nur aus einem Detektorelement bestehen, ist ein mechanischer Vorbau nötig, um eine Zielverfolgung im Raum zu ermöglichen (Rosettenabtastung). So weit wie möglich besitzen die Detektoren eine automatische Verstärkungsregelung, um sich an unterschiedliche Helligkeiten anpassen zu können. Das Problem der Ziel-, Clutter- und Flareerkennung musste bei älteren Modellen noch mechanisch gelöst werden, darauf soll im Folgenden eingegangen werden.
Um die „Verunreinigung“ des Kontaktes mit Störquellen zu vermeiden, wurde ein schmales Sichtfeld des Suchers angestrebt. Dieses Sichtfeld wird durch Scanbewegungen erweitert. Ältere Sucher wie der der 9K32 Strela-2 schalten zwischen das Detektorelement und den optischen Komponenten des Sucherkopfes eine dünne, rotierende Blende. Diese ist alternierend mit IR-durchlässigem, und undurchlässigem Material beschichtet, und ähnelt dadurch einem Propeller. Dadurch werden zwei Dinge erreicht: Das IR-Ziel flackert mit der Drehfrequenz der Blende, wobei durch die Dauer der Verdeckung/Sichtbarkeit auf die Abweichung von der Sichtachse geschlossen werden kann: Je weiter außen, desto länger die Dauer. Ferner können damit Flugzeug und Fackel (Punktquelle) von Wolken oder Boden (Clutter) unterschieden werden: Letztere sind voluminös und werden deshalb nicht stakkatoartig von der Blende verdeckt. Ein analoger Filter entfernt das mehr oder weniger konstante Signal, sodass nur die Punktquelle (Flugziel oder Fackel) verfolgt wird. Der Sucher versucht nun das Ziel in der Mitte zu halten, wo die IR-Energie durch alle Speichen gleich gut gelangt und das Flackern praktisch Null ist.
Nachteil der Sucher war, dass diese relativ unempfindlich in der Erkennung von Zielbewegungen sind, wenn das Ziel bereits in der Mitte gehalten wird. Dadurch fliegen die älteren IR-Flugkörper auf einer „wackeligen“ Flugbahn. Die nachfolgenden Sucher waren deshalb konisch kreisend: Der „Propeller“ ist fix vor dem Detektor, stattdessen rotiert ein Sekundärspiegel. Die IR-Strahlung der optischen Bauteile gelangt hier auf Primärspiegel am äußeren Rand des Suchers, reflektieren die Strahlung auf den rotierenden Sekundärspiegel, und dieser durch den „Propeller“ auf den Detektor (Strahlengang ähnlich einem Cassegrain-Teleskop). Durch den rotierenden Spiegel kreist der IR-Zielpunkt über die Speichen der Blende um die Mittelachse des Detektorfeldes. Schaut der Sucher direkt auf die IR-Quelle, kreist der Lichtpunkt in einer sauberen Kreisbahn um die Mittelachse des Detektorfeldes, was durch den „Propeller“ zu einer konstanten Beleuchtungsfrequenz des Detektors führt. Schaut der Sucher hingegen schräg daneben, so kreist der IR-Punkt auf einer Ellipse, und die Beleuchtungsfrequenz ändert sich während des Spiegeldrehens, woraus ein Rechner eine Kurskorrektur zu errechnen vermag.
Waren die IR-Sucher anfangs noch ungekühlt, wurde später zur Erhöhung der Empfindlichkeit, und um längere Wellenlängen orten zu können, eine aktive Kühlung eingeführt. Die Strela-2 besitzt beispielsweise einen Sucher aus Blei(II)-sulfid, der bei 2 µm am empfindlichsten ist, und deshalb nur zwischen Düse und Hintergrund unterscheiden kann, was nur Schüsse von hinten ermöglicht. Die neuesten IR-gelenkten Waffen setzen abbildende Sucher ein, welche ein Objekt entweder anstarren oder abscannen. Diese Sucher sind voll digital und sehen das Ziel mit einer kardanisch aufgehängten IR-Videokamera. So können sie Flugzeuge durch Bilderkennung entdecken und sicher verfolgen sowie spezielle Teile desselben ansteuern.
Trigger-Response Um die Wirkung von IR-Täuschkörpern zu reduzieren, wird in die Sucherlogik eine Flare-Erkennung („Trigger“), und die Gegenreaktion des Suchers („Response“) einprogrammiert. Wie bereits oben erwähnt, werden Wolken durch ihre räumliche Verteilung durch ältere Sucher diskriminiert. Eine Hitzefackel ist aber wie das Flugziel ein Punktziel und wird prinzipiell vom Sucher gleich behandelt. Die ältesten Sucher besitzen keinen Schutz vor Fackelwurf, sondern erfassen lediglich das heißeste Ziel bei etwa 2 µm, was dann der IR-Störkörper darstellt. Die Sucher mit konisch kreisendem Zielpunkt besitzen einen inhärenten Schutz gegen Fackeln: Da der Ziel-IR-Kontakt auf einer Kreisbahn auf dem Detektor gehalten wird (konstante Beleuchtungsfrequenz), und eine Fackel schnell vom Flugzeug abfällt, erscheint diese als IR-Kontakt auf einer Ellipsenbahn (frequenzmodulierte sinusförmige Beleuchtungsfrequenz), welche (relativ) schnell aus dem Detektorfeld entschwindet. Ein schmales Sichtfeld hilft ebenfalls, da die Fackel schnell aus dem Sichtfeld fällt. Die Flares müssen so bereits kurz nach dem Ausstoß den maximalen Strahlungswert erreichen. Die gebräuchlichsten Methoden der Flare-Erkennung („Trigger“), die auch kombiniert werden, sind: mini|Gescheiterte Trigger-Response: Eine AIM-9M Sidewinder trifft die Hitzefackel, von einer F/A-18C Hornet ausgestoßen. Ein scharfer Anstieg von IR-Energie vom Ziel löst den „Trigger“ aus, und schaltet ihn wieder ab, wenn ein Schwellenwert unterschritten wird. Der Schwellenwert zum Auslösen der Flare-Erkennung muss über dem Wert des Nachbrenners des Flugzeuges liegen. Diese Methode kann leicht überlistet werden, wenn die IR-Täuschkörper relativ langsam anbrennen. Detektoren, die zwei Bänder im Infraroten nutzen können, arbeiten mit einem Bandvergleich: Flugzeuge senden mehr Strahlung im langwelligen Spektrum aus als im kurzwelligen, bei Hitzefackeln ist es umgekehrt. Diese Methode kann überlistet werden, wenn mehrere Fackeln in verschiedenen Bändern mit gleicher Intensität brennen. Ein kinematischer „Trigger“ nutzt die Tatsache, dass IR-Täuschkörper durch den Luftwiderstand schnell zu Boden fallen. Eine aufgeschaltete Fackel führt also zu einer relativ großen Winkeländerung des Suchers in kurzer Zeit, was den „Trigger“ auslöst. Fällt die Änderung des Winkelunterschieds zwischen Ziel-IR-Punkt und Fackel-IR-Punkt zu gering aus, versagt diese Methode. Dazu werden mehrere IR-Täuschkörper kurz nacheinander ausgestoßen. Der räumliche „Trigger“ setzt das Sichtfeld des Suchers zwischen Flugzeug und Fackel, d. h. quasi in die Mitte zwischen den möglichen richtigen Zielen. Beide IR-Punkte werden so für den Sucher unterscheidbar, was die Flare-Erkennung auslöst. Da sich das echte Ziel am Randbereich des Sichtfeldes des Suchers befindet, und dieser dazu neigt, noch ununterscheidbare IR-Quellen zu mitteln, versagt diese Methode, wenn viele IR-Täuschkörper kurz nacheinander ausgestoßen werden.
Wird der Flare-Ausstoß erkannt, wird die Gegen-Gegenmaßnahme des Suchers ausgelöst („Response“). Die gebräuchlichsten Gegenmaßnahmen, die auch kombiniert werden können, sind:
Die Eingaben des Suchers auf die Steuerlogik werden ignoriert; der Flugkörper behält sein aktuelles Flugmanöver bei, bis die Hitzefackel das Sichtfeld des Suchers verlässt, oder der Trigger-Timeout eintritt. Wenn nach dem Timeout noch eine Flare im Sichtfeld des Suchers ist, wird diese aufgeschaltet. Bei der Push-Ahead-Response wandert das Sichtfeld des Suchers in der Bewegungsrichtung des Ziels vorwärts. Die Fackel fällt so schneller aus dem Sichtfeld, was die Zeitspanne reduziert, in der der Sucher das Ziel nicht verfolgen kann. Wird die Bewegung zu stark ausgeführt, wandert das Sichtfeld zu weit nach vorn, sodass die Lenkwaffe das Ziel verliert und neu erfassen muss. Bei der Push-Pull-Response muss ein räumlicher Trigger verwendet werden. Wenn Ziel und Flare auf gegenüberliegenden Seiten des Sichtfeldes liegen und so diskriminiert werden können, steuert der Sucher mit Absicht die schwächere IR-Quelle an, was das Flugzeug ist. Eine Gegenmaßnahme, auch von modernen abbildenden Suchköpfen, kann darin bestehen, bestimmte Sektoren des Sichtfeldes durch Filter zu dämpfen. Der Sucher bekommt in diesen Bereichen quasi eine Sonnenbrille aufgesetzt, um eine Blendung durch die Hitzefackel zu vermeiden. Bei nicht-abbildenden Suchern älterer Bauart kann das Ziel nur dann weiter verfolgt werden, wenn die abgeschwächte Intensität der Fackeln die des Flugzieles nicht übersteigt.
Wirkladungen Ältere Sucher bzw. ihre Detektoren decken die Wellenlänge von 1–5 µm ab. Da die klassische Hitzefackel bei etwa 1,5 µm ihren Strahlungspeak hat, muss die Strahlungsintensität wesentlich höher als die des Flugzeuges sein, um gemäß dem Verschiebungsgesetz bei längeren Wellenlängen trotzdem noch eine größere Intensität als das Ziel zu erreichen. Langwellige Sucher arbeiten damit in einem Bereich, wo die Strahlungsintensität klassischer Hitzefackeln wesentlich geringer ist. Wirkladungen können grob in zwei verschiedene Arten eingeteilt werden: Pyrotechnische Wirkladungen, welche den Oxidator zur Verbrennung selbst mitführen, und pyrophore Wirkladungen, welche den Luftsauerstoff zur Oxidation nutzen.
mini|Schnittzeichnung eines MJU-7A/B