DE1113637B

DE1113637B - Seeker head for flying bodies

Info

Publication number: DE1113637B
Application number: DEN16372A
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Bouwers
Original assignee: Optische Industrie de Oude Delft NV
Current assignee: Optische Industrie de Oude Delft NV
Priority date: 1958-03-11
Filing date: 1959-03-10
Publication date: 1961-09-07
Also published as: CH378691A

Description

Zielsuchkopf für fliegende Körper Die Erfindung bezieht sich auf einen Zielsuchkopf zur Regelung der Zielheranführung undloder zur Beeinflussung der Zündmittel von fliegenden Körpern, z. 3. Geschossen und ähnlichen Projektilen. DerZielsuchkopf ist mit einem lichtdurchlässigen Einlaß im Vorderteil und einer optischen Einrichtung ausgerüstet, die ein Bild des Zieles auf einem auf sichtbare oder infrarote Strahlen ansprechenden Strahlungsempfänger erzeugt.Flying body homing head The invention relates to a Target seeker head for regulating the target approach and / or for influencing the ignition means of flying bodies, e.g. 3. Bullets and similar projectiles. The target seeker head is with a translucent inlet in the front part and an optical device equipped that take an image of the target on a visible or infrared ray responsive radiation receiver generated.

Zielsuchköpfe, bei denen der lichtdurchlässige Einlaß nur zum Schutz der im Innern des Zielsuchkopfes angeordneten Teile dient und keine optische Wirkung hat, sind bekannt. Diese Fenster sind so gestaltet, daß ihre Außenfläche mit den übrigen Teilen des Kopfes einen einheitlichen Verlauf in Stromlinienform ergeben. Auch sind als Linsen ausgebildete Fenster für Zielsuchköpfe bekannt, deren Form durch optische Faktoren bedingt und deshalb dem Stromlinienverlauf schlecht angepaßt ist. Seeker heads where the translucent inlet is only for protection the parts arranged inside the homing head and no optical effect has are known. These windows are designed so that their outer surface with the remaining parts of the head result in a uniform flow in the form of a streamline. Windows designed as lenses for homing heads are also known, their shape due to optical factors and therefore poorly adapted to the flow of the streamline is.

Ziel der Erfindung ist, einen Zielsuchkopf zu gestalten, bei dem das optische System bei möglichst einfachem Aufbau den hohen Anforderungen bezüglich der aerodynamischen Form sowie der Festigkeit und der Bildwiedergabe gerecht wird. The aim of the invention is to design a homing head in which the optical system with the simplest possible structure to meet the high requirements the aerodynamic shape as well as the strength and the image reproduction does justice.

Erfindungsgemäß besitzt der durchsichtige Vorderteil des Zielsuchkopfes die Form einer den aerodynamischen Verhältnissen angepaßten gekrümmten Meniskuslinse von schwacher negativer Brechkraft, wobei optisch ausgerichtet zur Meniskuslinse ein sphärischer Hohlspiegel angeordnet ist, deren sphärische Aberration im wesentlichen durch das durchsichtige Vorderteil korrigiert wird. According to the invention has the transparent front part of the homing head the shape of a curved meniscus lens adapted to the aerodynamic conditions of weak negative refractive power, being optically aligned with the meniscus lens a spherical concave mirror is arranged, the spherical aberration of which is substantially is corrected by the transparent front part.

Das meniskusförmige, kuppelartige Fenster ergibt eine fast ideale Stromlinienform und erfüllt dadurch die aerodynamischen Voraussetzungen. Die stark gekrümmte Form ist besonders geeignet, den hohen Beschleunigungskräften, die beim Abschuß des Geschosses auftreten, zu widerstehen. Optische Systeme aus einem sphärischen Hohlspiegel und einer Meniskuslinse von schwacher negativer Brechkraft ergeben bekanntlich eine aüsgezeichnete Korrektion der sphärischen Aberration bis zu sehr hohen Aperturen. The meniscus-shaped, dome-like window makes an almost ideal one Streamlined shape and thus fulfills the aerodynamic requirements. The strong curved shape is particularly suitable for the high acceleration forces that occur when Resist the launch of the projectile. Optical systems from a spherical It is known that concave mirrors and a meniscus lens of weak negative refractive power result an excellent correction of spherical aberration up to very high apertures.

Besonders wenn die Krümmungsmittelpunkte der Meniskuskugelflächen und des Hohlspiegels zusatz menfallen, werden praktisch unbegrenzte Bildwinkel erhalten. Die chromatischen Fehler sind klein und können mit verhältnismäßig einfachen Mitteln beseitigt werden.Especially when the centers of curvature of the meniscus spherical surfaces and the concave mirror additions, practically unlimited angles of view are obtained. The chromatic errors are small and can be determined with relatively simple means be eliminated.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Geschoßkopfes im Längsschnitt dargestellt, darin zeigt Fig. 1 ein System, dessen Oberflächen keinen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt haben, und Fig. 2 ein System, dessen optische Oberflächen einen gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt besitzen. In the drawing are two embodiments of the invention Projectile head shown in longitudinal section, shows therein Fig. 1 shows a system whose Surfaces do not have a common center of curvature, and Fig. 2 shows a system whose optical surfaces have a common center of curvature.

In der Zeichnung ist der zylindrische Hohlkörper des Geschoßkopfes mit 1 bezeichnet. Dieser Körper hat ein mit Gewinde versehenes Vorderteil, auf das ein Ring 2 geschraubt ist. In diesen Ring ist eine meniskusförmige Kuppel 3 eingesetzt, die den Geschoßkopf vorn verschließt. Die Kuppel 3 hat die Form eines verhältnismäßig dünnwandigen halbkugelförmigen Körpers, dessen Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des zylindrischen Teils 1 des Geschoßkopfes entspricht. Dadurch erhält der Geschoßkopf sehr gute aerodynamische Kennwerte, wobei die mechanische Festigkeit der Kuppel eine sehr hohe ist. Außer der Kuppel umfaßt die Optik nur noch eine Blende 9 und einen Spiegel aus den beiden Teilen 5 und 6, die an ihrer ebenenTrennfläche miteinander verkittet sind. Die Rückseite des Spiegels ist mit einem reflektierenden Überzug 4 versehen. In Fig. 1 befindet sich die Blende 9 in der Vertikalebene des gemeinsamen Krümmungsmittelpunktes 10 aller lichtbrechenden und spiegelnden Oberflächen. DerStrahlungsempfänger wird mit 7 bezeichnet, seine strahlungsempfindliche Oberfläche 8 liegt in der Bildfläche der Optik. In the drawing is the cylindrical hollow body of the projectile head denoted by 1. This body has a threaded front piece onto which a ring 2 is screwed. A meniscus-shaped dome 3 is inserted into this ring, which closes the front of the projectile head. The dome 3 has the shape of a relatively thin-walled hemispherical body, the diameter of which is essentially the same as the diameter of the cylindrical part 1 of the projectile head corresponds. This gives the projectile head very good aerodynamic parameters, with the mechanical strength of the dome a very high one. In addition to the dome, the optics only include a diaphragm 9 and a mirror made of the two parts 5 and 6, which are mutually at their planar separating surface are cemented. The back of the mirror is covered with a reflective coating 4 provided. In Fig. 1, the diaphragm 9 is in the vertical plane of the common Center of curvature 10 of all refractive and reflective surfaces. The radiation receiver is denoted by 7, its radiation-sensitive surface 8 lies in the image area the optics.

Die dargestellten Systeme sind bestimmt für einen verhältnismäßig großen Bereich des Spektrums unter Einschluß der sichtbaren und der infraroten Strahlen. The systems presented are intended for a proportionate wide range of the spectrum including visible and infrared rays.

Die notwendige chromatischeKorrektur wird erreicht durch die gekittete Oberfläche zwischen den Teilen 5 und 6, die aus verschiedenen Gläsern bestehen, wooei die chromatischen Aberrationen des Systems durch eine besondere Korrektionsplatte korrigiert werden. Diese Korrektionspiatte besteht aus einer planparallelen Platte mit einer sphärisch gekrümmten inneren Verkittungsfläche, die zweckmäßigerweise im Krümmungsmittelpunkt des Systems liegt.The necessary chromatic correction is achieved by the cemented Surface between parts 5 and 6, which consist of different glasses, wooei the chromatic aberrations of the system due to a special correction plate Getting corrected. This correction plate consists of a plane-parallel plate with a spherically curved inner cementing surface, which is expediently lies in the center of curvature of the system.

Der an der Rückseite versilberte Spiegelkörper 5, 6 trägt zu der sphärischen Korrektur des Hohlspiegels hei. Es können aber auch Spiegel mit vorderer Spie- gelfläche verwendet werden, wobei jedoch die sphärische Aberration des Spiegels völlig durch die Kuppel korrigiert werden muß. Es ist jedoch zu beachten, daß wegen der großen mechanischen Kräfte und der dadurch verursachten Verformungen, denen der Spiegelkörper ausgesetzt ist, die Stärke des Spiegelkörpers verhältnismäßig groß gewählt werden muß. The mirror body 5, 6 silvered on the rear side contributes to the spherical correction of the concave mirror hot. But there can also be mirrors with a front Game gel surface can be used, but with the spherical aberration of the mirror must be completely corrected by the dome. It should be noted, however, that because of the large mechanical forces and the deformations caused by them, which the mirror body is exposed, the strength of the mirror body is proportionate must be chosen large.

Bei den dargestelltenAusführungsformen konnte man diese Stärke erhalten, ohne zusätzlichen Raum im Geschoßkopf in Anspruch zu nehmen.In the illustrated embodiments, this strength could be obtained, without taking up additional space at the top of the floor.

Die dargestellten Systeme weisen die folgenden optischen Daten auf: Fig. 1 Brennweite f = 37 mm Dickeund Linse Krümmungsradius Brechungs- Abbesche Luftabstand nd mm 3 f Vordere Fläche 40,7 1 1,516 64,1 7,6 Hintere Fläche 33,1 # 1,516 64,1 83,0 5 1 Vordere Fläche 61,7 ...... # 1,516 64,1 10,0 1 Hintere Fläche unendlich .. Vordere Fläche unendlich.. 1,515 54,6 6 # Hintere Fläche 83,2 ... 1,515 54,6 10,0 Fig. 2 Brennweite f = 37 mm Brechungs- Abbesche Dicke und Linse Krümmungsradius Brechungs- index Zahl Luftabstand nd mm 3 f Vordere Fläche 40,7 . # 1,516 64,1 7,6 Hintere Fläche 33,1 . ......# 5 J Hintere Fläche unendlich .. 1,516 64,1 14,4 I Hintere Fläche unendlich . . . 6 J Vordere Fläche unendlich. 1,515 54,6 10,0 Hintere Fläche 93,3 .... The systems shown have the following optical data: Fig. 1 Focal length f = 37 mm Thickness and Lens radius of curvature refractive Abbe air distance nd mm 3 f Front surface 40.7 1 1.516 64.1 7.6 Back surface 33.1 # 1.516 64.1 83.0 5 1 Front face 61.7 ...... # 1.516 64.1 10.0 1 back surface infinite .. Front surface infinite .. 1.515 54.6 6 # Back surface 83.2 ... 1.515 54.6 10.0 Fig. 2 focal length f = 37 mm Refractive Abbe thickness and Lens radius of curvature refractive index number air gap nd mm 3 f front surface 40.7. # 1.516 64.1 7.6 Back surface 33.1. ...... # 5 J Back surface infinite .. 1.516 64.1 14.4 I back surface infinite. . . 6 J Front surface infinite. 1.515 54.6 10.0 Rear surface 93.3 ....

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Seeker head for flying bodies to control the target approach and / or influencing the ignition means with a translucent Inlet in the front part and an optical device that shows an image of the target a radiation receiver responsive to visible and / or infrared rays generated, characterized in that the transparent front part of the homing head the shape of a curved meniscus lens adapted to the aerodynamic conditions of weak negative refractive power and that optically aligned with the meniscus lens a spherical concave mirror is ordered, the spherical aberration of which is essentially is corrected by the transparent front part.

2. Seeker head according to claim 1, characterized in that the Surfaces of the meniscus lens are hemispherical and have radii of curvature that are practically equal to the radius of a cylindrical front part of the projectile head.

Considered publications: German Patent Specifications No. 318 232, 731 849; French patents nos. 797 933, 832 427, 839407, 857562, 890502; British Patent No. 352,035; U.S. Patent No. 2911 167.