DE102011015515B4 - Lagerung für einen Suchkopf - Google Patents

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Abstract

Lagerung für einen Suchkopf mit einem Dual-Mode-Detektorsystem, mit einer Vorrichtung (V), in der wenigstens ein Detektor (IR-D, Q) zusammen mit einer Optik (L) ortsfest angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (V) mit einem kreisbogenförmigen Halterahmen (T) in Wirkverbindung steht, wobei der kreisbogenförmige Halterahmen (T) in wenigstens einem Führungsmittel (G) geführt ist, welches mit einer Flugkörperstruktur (STR) fest verbunden ist, wobei der kreisbogenförmige Halterahmen (T) mittels eines, von der Flugkörperstruktur (STR) getragenen, Antriebs (A) schwenkbar ist und das Führungsmittel (G) den kreisbogenförmigen Halterahmen (T) bogenförmig umgreift, und wobei durch den kreisbogenförmigen Halterahmen (T) eine Ebene aufgespannt ist, in der die Nickbewegung der den wenigstens einen Detektor (IR-D, Q) beinhaltenden Vorrichtung (V) bezüglich der Flugkörperstruktur (STR) ausführbar ist, wobei vollständig innerhalb des kreisbogenförmigen Halterahmens (T) rechtwinklig zu der durch den Halterahmen aufgespannten Ebene ein Gier-Antrieb (M, R) zur rotatorischen Bewegung der den wenigstens einen Detektor (IR-D, Q) beinhaltenden Vorrichtung (V) um eine in der durch den kreisbogenförmigen Halterahmen (T) aufgespannten Ebene liegende Drehachse (D) angeordnet ist, und wobei die Länge des kreisbogenförmigen Halterahmens (T) so gewählt ist, dass Nickbewegungen um mehr als 90° in beide Richtungen möglich sind und zwischen den Enden (E) des kreisbogenförmigen Halterahmens (T) das Sichtfeld der Optik (L) frei gehalten ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lagerung für einen Suchkopf mit einem Dual-Mode-Detektorsystem, mit einer Vorrichtung, in der wenigstens ein Detektor zusammen mit einer Optik ortsfest angeordnet ist, wobei die Vorrichtung mit wenigstens einem kreisbogenförmigen Halterahmen in Wirkverbindung steht, wobei der Halterahmen in wenigstens einem Führungsmittel geführt ist, welches mit der Flugkörperstruktur fest verbunden ist und wobei der Halterahmen mittels eines strukturfesten Antriebs schwenkbar ist und das Führungsmittel den Halterahmen bogenförmig umgreift.
  • Derartige Suchköpfe werden bei Flugkörpern verwendet, die ein erfasstes Ziel kontinuierlich verfolgen. Ein Beispiel eines solchen Suchkopfes ist in der DE 103 13 136 A1 beschrieben. Dabei muss die das optische System tragende Plattform kardanisch gelagert werden, so dass die optische Achse des Systems jede beliebige Position innerhalb eines bestimmten Raumwinkels einzunehmen vermag.
  • Eine weitere Lagerung für einen Suchkopf ist aus der US 4 238 802 A bekannt. Außerdem ist eine Lagerung für einen Suchkopf aus der DE 10 2004 008 644 A1 bekannt. Eine ähnliche Lagerung kann auch der US 3 078 455 A entnommen werden.
  • Je nach Art der kardanischen Lagerung des Detektorsystems tritt entweder der Nachteil einer Singularität im Bereich der Rollachse auf oder es wird nur ein Raumwinkel zur Rollachse von deutlich weniger als 90° erreicht.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lagerung für einen Suchkopf zu realisieren, welche die vorgenannten Nachteile vermeidet und einen Nick-Schwenkbereich von wenigstens 90° zur Rollachse ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass durch den Halterahmen eine Ebene aufgespannt wird, in der die Nick-Bewegung der wenigstens einen Detektor beinhaltenden Vorrichtung bezüglich der Flugkörperstruktur ausführbar ist, und dass innerhalb des Halterahmens rechtwinklig zu der durch den Halterahmen aufgespannten Ebene eine Drehvorrichtung zur rotatorischen Gier-Bewegung der wenigstens einen Detektor beinhaltenden Vorrichtung um eine in der durch den Halterahmen aufgespannten Ebene liegende Drehachse angeordnet ist.
  • Der besondere Vorteil dieser Lösung ist die im Vergleich zu kardanischen Aufhängungen sehr einfache mechanische Konstruktion. Des Weiteren treten im Bereich der Rollachse keine Singularitäten auf. Die rotatorische Gier-Bewegung der Vorrichtung ist in einem Bereich von weit mehr als +/–90° möglich und der Halterahmen erlaubt eine Nick-Bewegung von etwas mehr als 90°.
  • Erfindungsgemäß ist die Länge des kreisbogenförmigen Halterahmens so gewählt, dass Nickbewegungen um mehr als 90° in beide Richtungen möglich sind und zwischen den Enden des Halterahmens das Sichtfeld der Optik frei gehalten ist.
  • In einer optimierten Ausführungsform besteht der Halterahmen aus einem T-Profil. Der Antrieb des kreisbogenförmigen Halterahmens erfolgt mittels einer Verzahnung oder auch elektromagnetisch.
  • Vorteilhaft ist es, das Führungsmittel als eine den Halterahmen umgreifende Gabel auszuführen. Üblicherweise besteht die Vorrichtung aus einem einzigen Strukturteil, welches die Optik und die Detektoren trägt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird im Folgendem näher beschrieben.
  • Die Detektoren IR-D und Q des Suchkopfes sind zusammen mit der Optik L und gegebenenfalls erforderlichen Ablenkspiegel oder Strahlteiler SP in einer Vorrichtung V montiert, die als starre Plattform ausgeführt ist. Die Vorrichtung V enthält somit den Infrarot-Detektor IR-D und den 4-Quadranten-Detektor Q. Es sind innerhalb der Vorrichtung keine kardanischen Gelenke oder ähnliches für die Nachführung auf das erfasste Ziel vorgesehen. Die Nachführung erfolgt ausschließlich über Antriebe, die die Vorrichtung V bewegen.
  • Die Vorrichtung für die Nick-Bewegung besteht aus einem kreisförmigen Halterahmen T, dessen Führung in wenigstens einem Führungsmittel G und dem Antrieb A. Der Halterahmen T ist dabei als Kreisabschnitt ausgeführt, der zwischen seinen beiden Enden E eine Lücke frei lässt, durch die die zu empfangende Strahlung ungehindert auf die Optik L fallen kann.
  • Der Halterahmen T besteht in der Regel aus einem Profil mit vorzugsweise T-förmigem Querschnitt, welches eine hohe Steifigkeit aufweist. Wenigstens ein dem Profil angepasstes Führungsmittel G hält den Halterahmen T und sorgt für eine spielfreie Lagerung des Halterahmens. Die Führungsmittel selbst sind mit der Flugkörperstruktur STR fest verbunden, die auch den Antrieb A für den Halterahmen T trägt.
  • Die Anordnung der Führungsmittel G zueinander erfolgt derart, dass ein Nick-Winkel von wenigstens +/–90° erreicht werden kann bevor die Enden E des Halterahmens T an den Führungsmitteln G anschlagen.
  • Der Antrieb des Halterahmens erfolgt spielfrei über eine Verzahnung Z auf dem Rücken des T-förmigen Halterahmens, in welche ein Zahnrad des Antriebs A eingreift. Andersartige Antriebe mit ähnlichen Eigenschaften wie ein Zahnradantrieb sind ebenso gut einsetzbar.
  • Der Gier-Antrieb M, R ermöglicht erfindungsgemäß ein Drehen der Vorrichtung V um eine in der durch den Halterahmen T aufgespannten Ebene liegende Drehachse D. Der Antrieb erfolgt mittels eines Motors M, der die Vorrichtung V innerhalb des Halterahmens T in einer Ebene dreht, die quer zu der durch den Halterahmen aufgespannten Ebene liegt. Weiterhin ist ein Resolver R vorgesehen, der die Soll- mit der Ist-Stellung der Vorrichtung V vergleicht und eine dementsprechende Nachführung veranlasst.
  • Der gesamte Nick-Schwenkbereich ist frei von Vignettierung solange nicht ein Dom begrenzend wirkt. Der Dom sollte deshalb etwas größer als eine Halbkugel dimensioniert sein um den Schwenkbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung voll ausnützen zu können. Somit erfüllt diese Anordnung alle eingangs gestellten Anforderungen mit mehr als 90° Schielwinkel in den Halbraum. Weiterhin entsteht beim Schwenken um die Hauptachse keine Singularität und es kann eine einfache Optik verwendet werden. Weiterhin kann eine derartige Anordnung sehr kompakt ausgeführt werden, so dass auch die Integration in sehr schlanke Flugkörper möglich wird.
  • Bezugszeichenliste
    • A
    Antrieb (Nicken)
    D
    Drehachse (Gieren)
    E
    Enden des Halterahmens
    G
    Führungsmittel
    IR-D
    Infrarot-Detektor
    L
    Optik
    M
    Antrieb (Gieren)
    Q
    4-Quadranten-Detektor
    R
    Resolver
    SP
    Strahlteiler
    STR
    Flugkörperstruktur
    T
    Halterahmen
    V
    Vorrichtung
    Z
    Verzahnung

Claims (6)

  1. Lagerung für einen Suchkopf mit einem Dual-Mode-Detektorsystem, mit einer Vorrichtung (V), in der wenigstens ein Detektor (IR-D, Q) zusammen mit einer Optik (L) ortsfest angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (V) mit einem kreisbogenförmigen Halterahmen (T) in Wirkverbindung steht, wobei der kreisbogenförmige Halterahmen (T) in wenigstens einem Führungsmittel (G) geführt ist, welches mit einer Flugkörperstruktur (STR) fest verbunden ist, wobei der kreisbogenförmige Halterahmen (T) mittels eines, von der Flugkörperstruktur (STR) getragenen, Antriebs (A) schwenkbar ist und das Führungsmittel (G) den kreisbogenförmigen Halterahmen (T) bogenförmig umgreift, und wobei durch den kreisbogenförmigen Halterahmen (T) eine Ebene aufgespannt ist, in der die Nickbewegung der den wenigstens einen Detektor (IR-D, Q) beinhaltenden Vorrichtung (V) bezüglich der Flugkörperstruktur (STR) ausführbar ist, wobei vollständig innerhalb des kreisbogenförmigen Halterahmens (T) rechtwinklig zu der durch den Halterahmen aufgespannten Ebene ein Gier-Antrieb (M, R) zur rotatorischen Bewegung der den wenigstens einen Detektor (IR-D, Q) beinhaltenden Vorrichtung (V) um eine in der durch den kreisbogenförmigen Halterahmen (T) aufgespannten Ebene liegende Drehachse (D) angeordnet ist, und wobei die Länge des kreisbogenförmigen Halterahmens (T) so gewählt ist, dass Nickbewegungen um mehr als 90° in beide Richtungen möglich sind und zwischen den Enden (E) des kreisbogenförmigen Halterahmens (T) das Sichtfeld der Optik (L) frei gehalten ist.
  2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisbogenförmige Halterahmen (T) aus einem T-Profil besteht.
  3. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad des Antriebs (A) in eine Verzahnung (Z) des kreisbogenförmigen Halterahmens (T) eingreift.
  4. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (A) elektromagnetisch ausgebildet ist.
  5. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel (G) als eine den kreisbogenförmigen Halterahmen (T) umgreifende Gabel ausgeführt ist.
  6. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (V) aus einem einzigen Strukturteil besteht, welches die Optik (L) und die Detektoren (IR-D, Q) trägt.
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