DE1125316B

DE1125316B - Zieleinrichtung eines Lenkstandes zum Fernlenken eines Flugkoerpers auf ein bewegtes Ziel

Info

Publication number: DE1125316B
Application number: DEA33260A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Arno Welti
Original assignee: Siemens Albis AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 1959-10-29
Filing date: 1959-11-12
Publication date: 1962-03-08
Also published as: NL256826A; CH377658A

Description

Zieleinrichtung eines Lenkstandes zum Fernlenken eines Flugkörpers auf ein bewegtes Ziel Der erfindungsgemäßen Zieleinrichtung eines Lenkstandes zum Fernlenken eines Flugkörpers auf ein bewegtes Ziel liegt die Aufgabe zugrunde, ein im Raum sich bewegendes Ziel (beispielsweise Flugzeug) mit einem im Fluge steuerbaren Flugkörper (beispielsweise ferngelenkte Rakete) zu treffen, der von einem beliebigen Lenkstand gesteuert wird und dessen Abgangsort ebenfalls beliebig sein kann. In dem Lenkstand sind zu diesem Zweck Mittel vorhanden, die einen Flugkörper und ein Ziel laufend automatisch anrichten, wobei die Entfernung zum Ziel und die Entfernung zum Flugkörper selbsttätig gemessen werden. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch laufende Nachbildung des Dreiecks Lenkstand-Flugkörperstandort-Zielstandort am Lenkstand, wobei der im Entfernungsmesser zum Ziel gemessene, der Zielentfernung reziproke Meßwert einen Maßstab mit Meßfernrohr auf der Visierlinie zum Flugkörper proportional verschiebt und der im Entfernungsmesser zum Flugkörper gemessene, der Entfernung zum Flugkörper reziproke Meßwert einen Maßstab mit Endmarke auf der Visierlinie zum Ziel proportional verschiebt.
Der Anordnung liegt das bereits bekannte sogenannte Deckungsverfahren zugrunde, bei dem Lenkstand, Flugkörper und Ziel stets in einer Geraden liegen. Der Lenkschütze verfolgt mit einem Zielfernrohr das Ziel und lenkt den Flugkörper in der Weise, daß sich das Abbild des Flugkörpers mit demjenigen des Zieles im Bildfeld des Zielfernrohres stets deckt, wobei er jedes Abweichen hiervon durch entsprechendes Ändern der Flugrichtung des Flugkörpers zu korrigieren sucht.
Das Deckungsverfahren ist in dieser Form aber nur anwendbar, wenn der Flugkörper vom Lenkstand aus in Richtung auf das Ziel abgegeben wird, weil der Flugkörper nicht ohne weiteres in die vom Lenkstand zum Ziel gerichtete Visierlinie eingewiesen werden kann.
Soll aber die Aufgabe für einen beliebigen Standort des Lenkstandes und für einen beliebigen Abgangsort des Flugkörpers gelöst werden, muß das bekannte Verfahren über bloße Deckung in der Visierlinie auf vollständige Modelle von Ziel und Flugkörper erweitert werden. Die Bewegungen dieser Modelle müssen ähnlich verlaufen wie diejenigen von Ziel und Flugkörper, um im Lenkstand eine Achse festzulegen, die der Verbindungslinie Ziel-Flugkörper in jedem Moment parallel liegt. Zu diesem Zweck werden vom Lenkstand aus Richtung und Entfernung des Zieles und des Flugkörpers laufend gemessen. Das unmittelbare Ergebnis einer optischen Entfernungsmessung ist nun aber eine Größe, die der Entfernung nicht direkt, sondern umgekehrt proportional ist, weshalb diese Größe nicht ohne weitere Rechenoperation zur Verstellung des entsprechenden Modells ausgenutzt werden kann.
Die Erfindung zeigt nun einen Weg zur Lösung des Problems, der darin besteht, daß der aus der Messung der Entfernung zum Ziel anfallende Meßwert zur proportionalen Verstellung des Flugkörpermodells und der aus der Messung der Entfernung zum Flugkörper anfallende Meßwert zur proportionalen Verstellung des Zielmodells herangezogen wird. Auf diese Weise lassen sich die ansonst erforderlichen Rechenhilfsmittel umgehen.
Aus der USA.-Patentschrift 869 129 ist ein Gerät zur Ermittlung der Zielrichtung und Entfernung eines Geschützes zum Ziel von einem abseits der Zielrichtung liegenden Standort aus bekannt, das auf Grund der von diesem Standort aus zuvor gemessenen Entfernungen zum Geschütz und zum Ziel und mit Hilfe optischer Winkelmessung ermöglicht, durch manuelle Einstellung von diesen Entfernungen proportionalen Längen im Gerät ein zum Dreieck Gerätestandort-Geschütz-Ziel ähnliches Dreieck zu bilden, dessen eine Seite parallel zur Zielrichtung verläuft und eine der Entfernung Geschütz-Ziel proportionale Länge aufweist. Jede Standortänderung erfordert ein erneutes Einstellen des Gerätes, dem die Messung der neuen Entfernung bzw. Entfernungen voranzugehen hat. Das bekannte Gerät eignet sich deshalb nicht für die Fernlenkung eines Flugkörpers zu einem bewegten Ziel.
Bei der Zieleinrichtung nach der Erfindung erfolgt demgegenüber die Nachbildung des entpsrechenden Dreiecks Lenkstand-Flugkörper-Ziel laufend und selbsttätig, wobei - optische Entfernungsmessung vorausgesetzt - die als Reziprokwerte der Entfernung anfallenden Meßwerte unter Vermeidung von Rechenhilfsmitteln direkt ausgewertet werden.
An dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zieleinrichtung näher erläutert.
In einem in der Zeichnung strichpunktiert umrandeten Lenkstand L, von dem aus das Ziel Z und der Flugkörper F sichtbar sind, befinden sich auf der Visierlinie zum Ziel Vz der Entfernungsmesser Ez und auf der Visierlinie zum Flugkörper VF der Entfernungsmesser EF. Die beiden Visierlinien schneiden sich im Punkt S und sind, um dem Ziel bzw. dem Flugkörper folgen zu können, um diesen Punkt S allseitig schwenkbar.
Der Pfeil beim Ziel Z und derjenige beim Flugkörper F deuten deren Flugrichtung an. Hieraus ist deutlich zu erkennen, daß der Flugkörper Fnicht beim LenkstandL abgegeben wurde. Z' und F' stellen die Modelle des Zieles Z und des Flugkörpers F dar. Dabei ist das Zielmodell Z' die Endmarke eines auf der Visierlinie Vz verschiebbaren Maßstabes, und das Modell des Flugkörpers F ist das Fadenkreuz eines auf der Visierlinie VF verschiebbaren Meßfernrohres M.
Nachdem vom LenkstandLdas Ziel Z anvisiertwurde, liefert der optische Entfernungsmesser Ez einen der Zielentfernung reziproken Meßwert xz, der beispielsweise über eine elektromechanische Einrichtung einen Maßstab, der das Meßfernrohr M trägt, auf der Visierlinie zum Flugkörper VF proportional verschiebt.
Analog arbeitet der optische Entfernungsmesser EF des Flugkörpers X, der entsprechend dem anfallenden Meßwert XF einen Maßstab mit der Endmarke des Zielmodells Z' auf der Visierlinie Vz proportional verschiebt. Dadurch erhält man im Lenkstand L eine modellgetreue Abbildung der beiden im Raum befindlichen Körper Z und F. Um einem im Raum bewegten Körper automatisch folgen zu können, sind bereits Mittel bekannt, die im vorliegenden Fall zur Verfolgung des Zieles und des Flugkörpers zur Anwendung gelangen können. Auf diese Weise ist es möglich, in jedem Augenblick die modellgetreue Abbildung der beiden im Raum bewegten Körper ohne jegliche Rechenoperation zu erhalten.
Damit eine modellgetreue Abbildung der beiden Körper auch tatsächlich erfolgt, müssen im Lenkstand die Modelle der beiden Körper stets auf einer Parallelen zur Verbindungslinie Ziel-Flugkörper liegen. Der geometrische Beweis, daß die erfindungsgemäße Zieleinrichtung diese Forderung erfüllt, ist sehr einfach. Er beruht auf der Ähnlichkeit der Dreiecke SFZ und SF'Z'.
Jede optische Einfachentfernungsmessung gibt die Reziprokbeziehung: KG und rz - KG rF und XF XZ dabei bedeutet KG = Gerätekonstante der beiden optischen Entfernungsmesser.
Aus den vorstehenden Beziehungen folgt: rF XF = KG Ka und rz Xz = KG.
Daraus folgt: rF XF = rz Xz.
Dies ist die Ähnlichkeitsbeziehung der beiden genannten Dreiecke, denn: rF rz XZ XF oder, was zu beweisen war: Strecke F'Z' ist parallel der Strecke FZ.
Indem die Achse Ziel-Flugkörper sozusagen in den Lenkstand projiziert wird, kann wiederum das eingangs erwähnte Deckungsverfahren zur Anwendung gelangen.
Sobald die automatische Verfolgung des Ziels Z einerseits und des Flugkörpers F andererseits eingeleitet ist, stellt der Lenkschütze das zunächst allseitig schwenkbare Meßfernrohr M, dessen Lage auf der Visierlinie VF zum Flugkörper F durch die momentane Entfernung des Zieles Z bestimmt ist, auf die das Ziel darstellende Endmarke Z' ein. Die Steuerung des Flugkörpers kann hierauf z. B. in der Weise vorgenommen werden, daß der Lenkschütze bei nunmehr fixierter Schwenklage des Meßfernrohres die Bewegung der Endmarke Z' in bezug auf das Fadenkreuz des Meßfernrohres M beobachtet und zur Erzielung von Deckung oder zumindest Bewegungslosigkeit der Endmarke Z' im Bildfeld des Meßfernrohres M Steuerbefehle im Sinne einer Korrektur der Ablage oder Verlangsamung der Bewegung der Endmarke Z' an den Flugkörper richtet. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel würden sich die beiden Körper Zund F im Punkt T treffen.

Claims

PATENTANS PRUCH: Zieleinrichtung eines Lenkstandes zum Fernlenken eines Flugkörpers auf ein bewegtes Ziel, wobei in dem Lenkstand Mittel vorhanden sind, die einen Flugkörper und ein Ziel laufend automatisch anrichten, und wobei die Entfernung zum Ziel und die Entfernung zum Flugkörper selbsttätig gemessen werden, gekennzeichnet durch laufende Nachbildung (SF'7') des Dreiecks Lenkstand (L)-Flugkörperstandort (F)-Zielstandort (Z) am Lenkstand (L), wobei der im Entfernungsmesser (Ez) zum Ziel (Z) gemessene, der Zielentfernung (rz) reziproke Meßwert (xz) einen Maßstab mit Meßfernrohr (M) auf der Visierlinie (VF) zum Flugkörper (F) proportional verschiebt und der im Entfernungsmesser (EF) zum Flugkörper (F) gemessene, der Entfernung (rF) zum Flugkörper reziproke Meßwert (XF) einen Maßstab mit Endmarke auf der Visierlinie (Vz) zum Ziel proportional verschiebt.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 869 129.