CN102656417A - 用于尤其是最后阶段制导的射弹的弹道校正的方法以及用于实施该方法的射弹 - Google Patents

Abstract

本发明建议：这样围绕射弹（1）当前的规定航向的中心（13）引导或旋转激光束（12），使得弹（1）自己识别其偏差并且随后进行自主校正。为此在确定的区域（15）上围绕射弹（1）的规定航向发出第一激光束（11），该激光束可同时触发计时的开始。例如同时设置另一以固定旋转频率围绕该区域（15）旋转的激光束（12）。射弹借助所述第二激光束（12）识别其相对于规定航向的偏差并且基于测定的偏差引入校正。测定的偏差的大小用于与时间相关地引入校正。为此在射弹（1）中实施触发的延迟。

Description

用于尤其是最后阶段制导的射弹的弹道校正的方法以及用于实施该方法的射弹

技术领域

本发明主要涉及尤其是最后阶段制导的中等口径范围的射弹的与距离相关的触发的编码并且优选涉及一种制导波束方法作为用于识别射弹的偏差大小的方法。

背景技术

通常，恰恰是最后阶段制导的射弹必须被改变弹道或者能够自身改变弹道。这通过空气动力学的或产生脉冲的伺服驱动器来进行。用于制导的信息自主地在射弹中或借助引导头得出或替代地从地面随后发送出（制导波束方法）。

DE 44 16 210 A1涉及一种用于基于激光测定滚动角位置的方法和装置。在此借助全息摄影的光学元件形成相位编码的激光束。借助飞行体上的另一全息摄影的元件对该激光束解码。在此所产生的信号随后用于校正。

由DE 44 16 211 A1已知一种用于校正射弹弹道的方法和装置。为了既能够校正单个射弹又能够校正多个具有不同偏差的在时间上紧密相邻的射弹，建议：将制导射束、即激光分为至少五个子射束或者说部分，其围绕中心的、朝碰撞点定向的制导射束部分设置。在此每个制导射束部分被不同地调制。射弹借助射弹中的接收装置从制导射束部分的调制中测定校正所需的相对于碰撞点的角度位置。

EP 2 083 243 A2公开了一种用于测定飞行体的滚动角位置的方法。在此该方法包括在飞行体所处的激光束的空间角度上形成移动的激光束样式。在该步骤之后，紧接着通过位于飞行体旋转轴线侧面的检测点检测飞行体上的激光并且在检测点的对应位置上截取激光束样式并且基于多普勒位移测定当前滚动角位置。激光束样式在此由条纹形成，所述条纹以预定的频率在激光束的空间角度上移动。

EP 2 128 555描述了一种用于测定旋转的射弹或飞行体的滚动角位置的方法。在此从固定站发出由飞行体接收的光束，其在飞行体的尾部借助光学元件被聚焦到传感器上。聚焦在此根据飞行体在空间中的角度位置进行。

WO 2009/085064 A2公开了一种方法，在其中编程通过随后发送光束来进行。为此射弹在圆周侧具有光学传感器。

未在先公开的DE 10 2009 024 508.1涉及一种用于校正最终阶段制导的弹药的弹道的方法，尤其是利用中等口径范围的射弹或弹药的射弹外加信息。在此建议，在连发射击（连续射击、快速单发射击）之后，单独报告每一个射弹的方位并且在此向各个射弹传送关于地球磁场方向的附加信息。射弹外加信息基于射弹的架束制导原理进行。每个射弹在此仅读取用于该射弹的制导射束并且可借助其它信息确定其在空间中的绝对滚动位置，以便实现校正脉冲的正确触发。例如根据AHED方法，该特征化借助管口上的感应线圈传送给射弹（CH 691143A5）。技术人员例如可从EP 1 726 911 A1中推导出替换的传送可能性、例如借助微波发射器。

发明内容

本发明的任务在于给出一种简单的弹道校正方法，其有效地起作用。

该任务通过权利要求1的特征得以解决。从属权利要求给出有利的实施方式。

基于用于每个射弹的制导波束方法的基本思想，本发明的思路在于：这样围绕射弹的当前规定航向的中心来引导或旋转激光束，使得射弹自己识别其偏差并且随后进行自主校正。实用的是，将已知引导头的方法与不具有引导头的制导波束方法相组合。也可使用其它的充分集中和定向形式的电磁信号形式、例如光、雷达、微波辐射或它们的组合。接下来示例地使用激光用于定向的信息传送。

为此射弹在离开管后其弹道被传感器、例如雷达或光电子式的传感器跟踪并且将实际弹道与规定弹道持续进行比较。当目标改变其预测的弹道时，也可能需要校正；在该情况下，射弹的规定弹道追踪改变后的目标弹道。如果射弹位于中心的圆形区域中，则射弹在规定航向上。如果确定偏离于规定航向、即射弹位于所述区域之外，则必须校正弹道。为了校正，在制导波束方法中向射弹随后发推射围绕射弹中心的可选地被调制的激光束。

对于面状目标而言，标准校正就足够了。相反，对于较小的目标而言需要更加精确且计量的校正。为此可将脉冲推进装置的强度（intensity）设计为可变的或者将具有固定的脉冲功率的脉冲推进装置相对于目标上期望的碰撞点在不同的时刻点火。也可组合这些选择。如希望较小的偏差校正，则在即将到达计算出的目标上的碰撞点之前才将脉冲推进装置点火。在较大的校正时，则在较短或较长的剩余飞行时间的情况下相应较早地将该推进装置点火。

为了能够启动该过程，在一个确定的区域上触发第一激光闪光，该第一激光闪光优选同时触发计时的开始。第二激光束随后以优选固定的旋转频率围绕中心圆旋转。射弹在确定的时间后识别到第二激光束。该时间相应于围绕中心圆的位置或角度。射弹在识别其在空间中对地静止的位置之后通过传感器启动至少一个脉冲推进装置（如果集成多个脉冲推进装置，则启动多个），使得射弹在再次位于朝向目标的规定航向上并因此击中目标。

为了相对于碰撞点计算出正确的点火时刻，射弹不仅识别其偏差的大小，而且也识别脉冲推进装置相应较早或较晚的点火。

为此，在本发明的扩展方案中，将激光束与偏差相关地编码。在最简单的方案中，编码可通过将激光束以光栅的形式分为亮区和暗区来进行。当射弹位于中心的核心区域之外但在其附近时，射弹以其传感器（优选尾部传感器）检测到的暗线例如少于在外侧区域中。其被解释为较大的偏差。根据编码或者说射束组确定偏差的大小，并且在大的偏差下立即引入校正，在较小的偏差下则可稍晚引入校正。为了确定偏差和引入校正的任务，射弹具有射弹自身的处理器，在处理器中预编程或存储相应的延迟。

替换的编码对于技术人员而言是已知的，因此激光图像的样式不一定只能是条纹，也可使用线条宽度。技术人员原则上已知的方法例如还包括时间上可改变的编码、极化或调制到载波上的信号。

该方法除了可用于爆炸弹药还可用于空心装药射弹或类似物。在此，由于高的贯穿力和高的温度也可打击迫击炮弹。

总之建议如下：这样围绕射弹当前的规定航向的中心引导或旋转激光束，使得射弹自己识别其偏差并且随后进行自主校正。为此在一个围绕射弹的规定航向的确定的区域上触发第一激光束，该第一激光束能够同时触发计时的开始。例如同时发出另一个以固定的旋转频率围绕所述区域旋转的激光束。射弹借助所述第二激光束识别其相对于规定航向的偏差并且基于所确定的偏差引入校正。测定的偏差的大小用于引入与时间相关的校正。为此在射弹中实施触发的延迟。

附图说明

下面借助附图中的实施例来详述本发明。附图如下：

图1为用于该方法的射弹的基本结构；

图2为该方法的武器侧的设计；

图3为该方法的原理图；

图4为该方法的一种变型方案视图。

具体实施方式

图1示出射弹或飞行体1，其具有尾侧的接收窗和尾部传感器2、传感器3、炸药4以及作为校正脉冲推进装置6的推射元件5。7表示弹载处理器，其与其它组件处于功能连接。

在处理器7中存储用于启动脉冲推进装置6的、与编码相对应的时间延迟。优选使用磁场传感器作为传感器3。

以10表示例如集成在武器侧100上的传感器（雷达、光学传感器等），以11和12表示两个激光束，其例如通过两个激光器13、14产生（图2）。

工作原理如下：

磁场传感器3一方面识别射弹的转速（滚转率）并且另一方面识别原则上已知的地球磁场相对于射弹1的方向。射弹1本身在离开未详细示出的武器管之后其弹道被至少一个传感器10跟踪，并且实际弹道被与规定弹道持续地比较。如果确定到偏差，则这样围绕当前规定航向发出可选地在空间上被调制的激光束12，使得射弹1自己识别其偏差并且通过启动脉冲推进装置6进行校正。在此尾部传感器2检测激光束12。

图3示出射弹1与多个不同区域15的关系，所述区域由激光束11在垂直于射弹弹道的平面中形成。当射弹1位于中心的、在该图中垂直地涂上阴影的圆形轨道13中时，则射弹位于规定航向上。相反，如果射弹位于该区域13之外，则必须校正弹道。

为此，在第一步骤中，在一个确定的区域15上触发第一激光闪光11，该第一激光闪光可同时触发计时的开始。一个优选第二激光器随后发出从时间t=0开始的以固定的旋转频率Ω围绕区域15（箭头方向）旋转的激光束12，其旋转区域为区域16。在该实施例中停留在右下区域17中的射弹1在时间t=t₁后识别到第二激光束12。该时间对应于一个在空间上以角度α1围绕中心圆形（13）的位置。射弹1在识别其在空间上对地静止的位置之后通过磁场传感器3如此启动脉冲推进装置6，使得射弹在目标中（未详细示出）再次位于规定航向上并击中目标。

在一种变型方案中规定：为较小的目标提供精确且计量的校正。在最简单的实施方式中，这可通过脉冲推进装置6可变的强度来实现。另一种可能性在于：具有固定的脉冲功率的脉冲推进装置相对于目标上期望的碰撞点在不同的时刻被点火。

因此，基于这种变型方案，在较小的偏差时，在即将到达计算出的碰撞点之前才将脉冲推进装置6点火。相反，较大的偏差导致在较短或较长的剩余飞行时间的情况下更早的点火。

为此，附加地将激光束12编码。该编码可在激光束12中通过线条（图4）、点（图3）以及两者的组合等来进行。

图4示出另一种与偏差相关的位置测定。旋转的激光束12（在偏差方面）是不对称的（也就是说，在沿围绕规定弹道的径向上是变化的，例如朝向外边缘变尖或如图所示朝向中心变尖）并且通过光栅18分为亮区和暗区19、20。当射弹1位于中心的核心区域13之外但在其附近时，射弹1以其尾部传感器2检测到例如两到三条暗线。但当射弹1位于外侧区域中时，则检测到更多（例如五个）暗线，这在处理器7中被解释为较大的偏差。因此，与该编码相对应地，射弹1在大的偏差的情况下必须较早甚至立即引入校正，而在较小的偏差的情况下校正则可在时间上稍晚进行。这些信息（例如来自较早的相同情况的比较）被存储在处理器7中，即在处理器7中相应预编程各个延迟。

该方法的应用不局限于中等口径范围的射弹或弹药，相反，其应用与口径无关。

Claims (10)

1.一种用于校正射弹（1）、尤其是最后阶段制导的射弹的弹道的方法，该校正尤其是在通过传感器、尤其是武器侧的传感器（10）识别到射弹（1）的偏差之后实施，具有下述步骤：

－在一个围绕射弹（1）的规定航向的确定的区域（15）上触发第一激光束（11），该第一激光束能够同时触发计时的开始；

－发出另一个以固定的旋转频率（Ω）围绕所述区域（15）旋转的激光束（12）；

－通过射弹（1）识别第二激光束（12）；

－测定射弹（1）相对于射弹的规定航向的偏差；

－基于测定的偏差启动校正。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述旋转的激光束（12）从时间t=0开始，射弹（1）在时间t=t₁后识别到所述第二激光束（12）。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在大的偏差的情况下较早地或甚至立即引入校正，而在较小的偏差的情况下校正则可以在时间上稍晚进行。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于，在射弹（1）中存储与所测定的偏差相关的、用于引入校正的延迟。

5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，将所述旋转的激光束（12）编码。

6.根据权利要求1至5之一的方法，其特征在于，所述编码能够借助线条（19、20）、点、这两者的组合或类似物来进行。

7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，所述旋转的激光束（12）能够设计成不对称的，在沿围绕规定弹道的径向上是变化的，例如朝向外边缘变尖或朝向中心（13）变尖。

8.一种用于实施根据权利要求1至5之一的方法的射弹（1），其特征至少在于尾部传感器（2）、炸药（4）、作为校正脉冲推进装置（6）的推射元件（5）以及用于确定射弹（1）与规定航向的偏差的处理器（7），其中尾部传感器（2）能够接收激光束（11、12）。

9.根据权利要求8的射弹，其特征在于，一个另外的磁场传感器（3）一方面识别射弹（1）的转速（滚转率）并且另一方面识别磁场相对于射弹（1）的方向。

10.根据权利要求7或8的射弹，其特征在于，在处理器（7）中预编程或存储延迟，通过这些延迟根据所确定的偏差的大小与时间相关地引入校正。

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