DE1249124B - Verfahren und Einrichtung zum Lenken eines ersten bewegten Korpers m Bezug auf einen zweiten bewegten Korper - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Lenken eines ersten bewegten Korpers m Bezug auf einen zweiten bewegten KorperInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
F41g
Deutsche KL: 72 f-15/02
Nummer: 1 249 124
Aktenzeichen: A51376Ic/72f
Anmeldetag: 20. Januar 1966
Auslegetag: 31. August 1967
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Lenken eines ersten bewegten Körpers
in bezug auf einen zweiten bewegten Körper.
Für das Lenken eines Körpers zwecks Kollision mit einem zweiten Körper wurden schon verschiedene
Vorschläge ausgearbeitet. Dabei müssen grundsätzlich zwei Verfahren betrachtet werden:
1. Die Fernlenkung, bei der ein Fahrzeug von einem davon räumlich getrennten Lenkstand aus gelenkt
wird;
2. die Zielsuchlenkung, bei der sich ein Fahrzeug selbst auf einen Kurs steuert, der zu einer Kollision
mit einem zweiten Fahrzeug führt.
Ein Beispiel für die Fernlenkung ist die Kommandolenkung.
Mit einem Zielfolgeradar wird die räumliche Lage des Zielfahrzeuges (eines Flugzeuges) fortwährend
vermessen. Mit einem zweiten Zielfolgeradar wird laufend die räumliche Lage des Lenkfahrzeuges
(einer Abwehrrakete) erfaßt. Die Angaben beider Radargeräte werden in einem Rechengerät verglichen
und aus diesem Vergleich Lenkbefehle für das Lenkfahrzeug abgeleitet. Mit einem Kommandogerät
werden die Lenkbefehle an das Lenkfahrzeug übermittelt.
Die Lenkbefehle für das Lenkfahrzeug werden im Lenkstand auf Grund der Bewegung des Reflexionsschwerpunktes des Lenkfahrzeuges bestimmt. Kennzeichnendfür
die Kommandolenkung ist die aufwendige Anlage des Lenkstandes, während das Lenkfahrzeug
verhältnismäßig einfach ausgerüstet sein kann. Das Lenkfahrzeug benötigt jedoch eine mehr oder weniger
aufwendige Selbststeuervorrichtung, in Form von Kreiseln, zwecks Stabilisierung des Fahrzeuges auf
seiner Bahn.
Nach einem zweiten Prinzip wird das Lenkfahrzeug in einem Leitstrahl zum Zielfahrzeug gelenkt. Das
Zielfahrzeug wird, ebenso wie in der Kommandolenkung, mit einem Zielfolgeradargerät laufend vermessen
und diese Vermessungsdaten einem Rechengerät zugeführt, das seinerseits einen Leitstrahlsender
steuert. Das Lenkfahrzeug wird vorerst mit einem Grobstrahl des Leitstrahlsenders eingefangen und in
dessen gebündelten Feinstrahl geführt.
Dieses Prinzip ergibt in bezug auf die Bahn des Lenkfahrzeuges die Zieldeckungskurve, d. h., in
jedem Zeitpunkt liegen Leitstrahlsender, Lenkfahrzeug und Zielfahrzeug auf einer Geraden. Nachteilig an
diesem Prinzip sind die hohen Querbeschleunigungen, die vom Lenkfahrzeug aufzubringen sind. Auch hier
muß das Lenkfahrzeug mit einer guten Selbststeuervorrichtung versehen sein.
Verfahren und Einrichtung zum Lenken eines
ersten bewegten Körpers in bezug auf einen
zweiten bewegten Körper
ersten bewegten Körpers in bezug auf einen
zweiten bewegten Körper
Anmelder:
Albiswerk Zürich A. G., Zürich (Schweiz)
Vertreter:
Dr. W. Berg und Dipl.-Ing. O. Stapf,
Patentanwälte, München 2, Hilblestr. 20
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Arno Welti, Zürich (Schweiz)
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 26. März 1965 (4244)
Bei allen Zielsuchlenkungen steuert sich das Lenkfahrzeug selbst. Die zur Lenkung notwendigen Daten
werden im Fahrzeug selbst erzeugt, entweder auf aktive Weise mit einem fahrzeugeigenen Sender oder auf
passive Weise mit vom Zielfahrzeug ausgehenden, zur Ortung geeigneten Strahlen. Auch bei diesen Lenkungen
ist eine hohe Genauigkeit der Selbststeuer-Vorrichtung verlangt.
Aus dieser Beschreibung markanter Beispiele für die Lenkung eines Fahrzeuges ist das gemeinsame
Prinzip erkennbar: Von einem Beobachtungspunkt wird die räumliche Lage der zwei zur Kollision
zu führenden Fahrzeuge mittels geeigneter Koordinaten bestimmt. Aus diesen Angaben werden die
räumlichen Winkel Θ zwischen den beiden Bahnen fortlaufend berechnet und auf Grund dieser Rechnung
der neue Kurs des Lenkfahrzeuges gewonnen. Eine Kollision zwischen dem Lenkfahrzeug und dem Zielfahrzeug
ist gemäß den Erfahrungen nur dann zu erwarten, wenn dieser Winkel Θ mindestens zeitweise
konstant bleibt, d. h.
- = O. Diese Gleichung ergibt
u t
grundsätzliche Lenkbedingung für eine
auch die
Kollision.
Kollision.
Damit dieser Winkel Θ auf Grund der räumlichen Vermessung bestimmbar ist, müssen beide Fahrzeuge
äußerst stabil auf einer Bahn liegen. Wird beispielsweise ein Flugzeug als Zielfahrzeug mit einer Abwehrrakete
als Lenkfahrzeug zur Kollision gebracht, so
709 639/136
muß, da das Flugzeug an sich genügend stabil fliegt, die Abwehrrakete mit genau stabilisierten Kreiselebenen versehen sein. Diese Kreiselebenen sind sehr
schwer zu stabilisieren, da unter anderem die Vermessung der Kreiselebenen Energie aus den Kreiseln
bezieht, wodurch der gleichförmige Lauf gestört ist, was zu einer unkontrollierbaren zusätzlichen Präzession
der Kreiselachse führt.
Es ist wünschenswert, solche und andere Nachteile der bekannten Lenkung zu beheben, um eine Lenkung
zu schaffen, die sowohl mit geringem Aufwand im Lenkstand und in der Selbststeuereinrichtung als auch
mit möglichst kleiner Genauigkeit des Meßsystems zur Vermessung der Bahnen sicher eine Kollision, eine
Antikollision oder aber einen gezielten Kurs bezüglich eines Körpers ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch erfüllt, daß jeder Körper mit je einem Ortungsgerät
verfolgt wird, daß ferner die Bahndaten punktweise mit Koordinaten in je einem Speicher gespeichert
werden und daß in der Bahn des zweiten Körpers ein Punkt gesucht wird, von dem eine vorbestimmte
Koordinate mit derselben Koordinate eines Bahnpunktes des ersten Körpers in einer gegebenen Beziehung
steht, sowie daß die Lenkbefehle für den ersten Körper aus den Beziehungen der übrigen Bahnkoordinaten
hergeleitet werden.
Dem ersten Körper werden zwecks Kollision mit dem zweiten Körper nur dann Lenkbefehle zugeführt,
wenn die übrigen Bahnkoordinaten nicht >in der gleichen gegebenen Beziehung stehen, wobei die Lenkbefehle
derart sind, daß jede Koordinate des Bahnpunktes des ersten Körpers für sich gegen einen Wert
konvergiert, der in der gegebenen Beziehung zu der entsprechenden Koordinate des Bahnpunktes des
zweiten Körpers steht. Zur Antikollision werden die Koordinaten eines dieser zwei Bahnpunkte gegenüber
der wahren Konstellation zeitlich verzögert verwendet.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend an einigen Beispielen näher erläutert. Dabei
zeigt
F i g. 1 einen sogenannten Horopter bei zweiäugigem Sehen,
F i g. 2 die Geometrie und den Ziel-Treffvorgang am Kreishoropter,
F i g. 3 den Ziel-Treffvorgang in der Ebene bei gleichförmiger, beliebiger Bewegung,
F i g. 4 den Ziel-Treffvorgang in der Ebene bei gleichförmiger, beliebiger Bewegung mit kleinster
Geschwindigkeit des Lenkfahrzeuges, die zu einer Kollision führt,
F i g. 5 den Ziel-Treffvorgang in der Ebene bei
gleichförmiger, geradliniger Bewegung im Kreishoropter, mit der Bahnvermessung nach der Erfindung,
F i g. 6 eine beispielsweise Ausführungsform einer
Bahnvermessung mit zwei Zielfolgegeräten als Lenkhilfe,
F i g. 7 eine zweite Ausführungsform unter vereinfachenden Annahmen,
F i g. 8 eine beispielsweise Ausführung eines analogen Gedächtnisses.
Zur Erläuterung der Erfindung wird der dreidimensionale Vorgang für die Kollision zweier Fahrzeuge
vorerst als zweidimensionaler Vorgang in der Ebene untersucht. Für das zweiäugige Sehen wird der
geometrische Ort aller Punkte, von denen aus die Sehstrahlen auf identische Netzhautstellen beider Augen
fallen, also je ein Punkt einfach gesehen wird, als »Horopter« bezeichnet. Bei der Sicht in horizontaler
Richtung ergibt sich für jede beobachtete Distanz ein neuer Horopter. Alle Horopter für eine Beobachtung
in der Ebene ergeben ein Kreisbüschel mit einer gemeinsamen Sehne.
In F i g. 1 sind die Pupillen Pl und Pr der zwei Augen L und R die Endpunkte der Strecke B. Über
dieser Strecke B als Kreissehne ist ein Kreishoropter H gezeichnet. Die zwei Peripheriepunkte T und U
ίο werden auf der Netzhaut des Auges L als Punkte Tl
und U'l und auf der Netzhaut des Auges R als Punkte Tr und U'r abgebildet. Zwischen dem Sehstrahl
Pr-T (rr V) und der Strecke B wird der Seitenwinkel ar und zwischen dem Sehstrahl Pl-T (r/l) und der
Strecke B der Seitenwinkel al eingeschlossen.
Die weiter oben beschriebene gemeinsame Sehne der Horopter ist die Verbindungsstrecke B der beiden
Pupillen Pl und Pr der Augen L und R. Aus der Geometrie ist das Verhalten der Peripheriewinkel auf
einem Kreis und deren Schenkel über einer gemeinsamen Sshnebekannt, so daß die folgenden Beziehungen
der Winkel al und ar als Seitenwinkel zwischen der Strecke B und den Schenkeln eines Peripheriewinkels
und der Winkel dl und or als Winkel zwischen zwei Sehstrahlen r/l und r/2 bzw. rrl und rr2 nicht
besonders zu beweisen sind.
Die Winkel tV und (5;· geben das Azimut korrespondierender
Netzhautstellen U'l und U'r. Die wichtigste Beziehung im Kreishoropter liegt in der Unveränderlichkeit
seiner Winkel (Invarianz der Winkel):
öl-Or = O.
Nach dem Satz der Außenwinkel im Dreieck ist die Differenz der Seitenwinkel an der Sehne B konstant:
al — ar = Δα- — konstant.
Wird der Peripheriepunkt U als wandernder Punkt auf dem Horopter angesehen, so kann durch Bildung
der ersten Ableitung nach der Zeit die Formel (2) auf Null bezogen werden:
Diese Beziehungen der Invarianz sind die Beziehungen für eine Einrichtung mit zwei Sehorganen
als Einheit von zwei Sehrichtungen (Sehrichtungsgemeinschaft).
Dies heißt zunächst, daß die Invarianten einer Einheit von zwei Zielrichtungen (Zielrichtungsgemeinschaft)
einer Einrichtung mit zwei Sehorganen (Doppelsehorgan) den augenblicklichen Schnittpunkt der
Sehstrahlen rl bzw. rr als gemeinsames Ziel beider Sehorgane auf Peripheriepunkte eines Kreisbüschels
verlegt. Somit legen die Sehne Buna korrespondierende Sehstrahlen ein Dreieck fest, das als Konvergenzdreieck
bezeichnet sei.
Das Konzept des Horopters liefert somit in der Sehrichtungsgemeinschaft einer Einrichtung mit zwei
Sehorganen die Treff bedingungen zur Kollision zweier Fahrzeuge im Raum.
In F i g. 2 seien die zwei Punkte Pl und Pr die zwei
Pupillen von zwei Zielgeräten, durch die ein Kreisbüschel gelegt ist. Die Gerade BZ sei eine geradlinige
Bahn eines Zieles Z und die Gerade BR eine geradlinige Bahn eines Lenkfahrzeuges R, Diese beiden
Geraden schneiden sich in einem Punkt T. Durch die drei Punkte Pl, Pr und T ist damit der Horopter H aus
dem Kreisbüschel ausgewählt. Es ist bekannt, daß der Kollisionskurs zweier geradlinig und gleichförmig
bewegter Objekte dadurch bestimmt ist, daß die Bahnen die Schenkel eines Winkels ε, der Treffpunkt T
g als Scheitel dieses Winkels ε und die Verbindungs-
r geraden Gl und Gl der Augenblickslagen beider Objekte Zl, Rl bzw. Zl, Rl als Richtungsbasen mit den
;i Winkeln φZ bzw. φR gegen die Schenkel des Winkels ε
r ähnliche Dreiecke, sogenannte Treffdreiecke, bilden.
Die geometrisch-kinematische Formulierung der Treffbedingung als Invariante der Richtung am Treffdreieck
heißt: Die Differenz der Projektionen der momentanen Geschwindigkeitsvektoren VZ bzw. VR
beider Fahrzeuge auf die Höhe /; des momentanen Treffdreiecks ist in jedem Augenblick auf Null zu
regeln:
ε = φΖ — cpR (4)
und
VZ sin cpZ — VR sin rpR = 0.
Wird der momentane Winkel zwischen der Geraden Pl-Pr als Standbasis B und den Ziellinien rZ und rR
mit α Z bzw. a R bezeichnet, so heißen die obigen
Formeln für den geometrischen Zusammenhang der Treffbedingungen als Invariante der Richtung am
Treffdreieck zweier Fahrzeuge Z und R mit der Treffbedingung als Invariante der Konvergenz zweier
Sehziele am Kreishoropter:
und
ε — ocZ — ocR = konstant,
ε ■= φ Ζ — φ R = konstant.
Ferner folgt aus der Ähnlichkeit der Dreiecke
VZ __ rZ rZT
VZ __ rZ rZT
VR ~ ~
rR
rRT
= konstant.
Die Treffdreiecke PI, Pr, Ul bzw. PI, Pr, Ul, das Konvergenzdreieck ZO, RO, T mit gemeinsamem
Scheitel im Treffpunkt T und das Hauptkonvergenzdreieck Pl, Pr, T sind ähnliche Dreiecke. Damit sind
die Schenkellängen ZO-T und RO-T sowie die Längen der Hauptsehlinien Pl-T und Pr-T ähnlich zueinander.
Aus diesem kann ersehen werden, daß sich das Verhältnis der Fahrzeuggeschwindigkeiten VR : VZ in
jedem Zeitpunkt im Verhältnis der Entfernungen rR: rZ von den Pupillen Pl, Pr zu den Sehzielen Z, R
fortwährend wiederholt. Dies ist eine weitere Invariante, die Invariante der Ähnlichkeit im Vorgang
einer Kollision.
Wird nun die Bedingung der geradlinigen gleichförmigen Bewegung fallengelassen, kann vorerst in
der geometrisch-kinematischen Gemeinschaft der Objekte nicht mehr von Treffdreiecken gesprochen
werden. Die Definition wird wieder gefunden, wenn die Bahntangenten und die momentanen Verbindungsstrecken beider ,Fahrzeuge R und Z als Momentandreiecke
oder als angenommene Treffdreiecke ausgelegt werden.
In den F i g. 3 und 4 ist der allgemeine Vorgang zum Treffereignis zweier Fahrzeuge in der Folge der
angenommenen Treffdreiecke dargestellt. Jedes angenommene Treffdreieck wiederholt sich in der
homologen Einheit von zwei Sehrichtungen einer Einrichtung mit zwei Sehorganen als Hauptkonvergenzdreieck
der Sehziele am Kreishoropter. Ein gegebenes Hauptkonvergenzdreieck hat seinen Scheitel als angenommener
Treffpunkt auf der Peripherie eines bestimmten Kreises. Die Scheitel aller möglichen
Hauptkonvergenzdreiecke liegen auf den Peripherien einer Schar homologer Kreise mit der Strecke B als
gemeinsame Sehne. Die homologen Kreise bilden ein Kreisbüschel, das eine erste homologe geometrischkinematische
Abbildung eines allgemeinen Vorganges zum Treffereignis bildet. Die gemeinsame Invariante
ist die Invariante der Konvergenz für diesen Vorgang. Der Begriff Invariante der Konvergenz erfährt damit
eine Erweiterung. Wird nun das Verhältnis der Gesch windigkeiten der Fahrzeuge als konstant angenommen,
so bleibt die Invariante der Ähnlichkeit bestehen, und die anliegenden Seiten der angenommenen
Treffdreiecke über der Strecke B weisen ein konstantes Verhältnis auf. In der homologen Einheit
von zwei Sehrichtungen wiederholen sich die angenommenen Treffdreiecke in der Form von Hauptkonvergenzdreiecken
mit konstantem Verhältnis der Hauptsehlinien. Die angenommenen Treffpunkte wandern
also unter Wahrung des Seitenverhältnisses auf den Peripherien eines Kreisbüschels. Der geometrische
Ort aller Dreiecksscheitel mit derselben Basis und mit konstantem Verhältnis der Schenkel ist der apollonische
Kreis. Damit sind die Scheitel aller Hauptkonvergenzdreiecke auf einer Schar der apollonischen
Kreise, die über einer Strecke bei gegebenem Teilverhältnis der Dreiecksseiten konstruierbar sind. Die
Schar der apollonischen Kreise bildet eine homologe geometrisch-kinematische Abbildung des Vorganges
zum Treffereignis: die Invariante der Ähnlichkeit.
Die Schar der apollonischen Kreise als Vielfalt der Invarianten der Ähnlichkeit und die Schar der Kreishoropter
als Vielfalt der Invarianten der Konvergenz bilden ein Netz von sich rechtwinklig schneidenden
Kreisen.
In F i g. 3 ist der Ziel-Treffvorgang für zwei Fahrzeuge R und Z dargestellt, bei dem beide Fahrzeuge
eine gleichförmige Geschwindigkeit aufweisen und deren Bahnen gekrümmt sind. Das Fahrzeug Z, ein
abzuwehrendes Flugzeug, weise die Geschwindigkeit VZ auf. Eine Abwehrrakete R wird gemäß der
beschriebenen Invarianzbedingungen zur Kollision geführt; sie weise die Geschwindigkeit VR auf. Der
Einflug des Flugzeuges Z in der gezeichneten Richtung und der Einflug der Abwehrrakete führen auf den
angenommenen Treffpunkt TO*. Durch die Invarianz der Ähnlichkeit liegen die Spitzen der Geschwindigkeitsvektoren
immer auf parallelen Geraden zu der Basis Pl-Pr, so daß auf der Flugbahn Pr-T nur der
Geschwindigkeitsvektor VZ fortlaufend aufzutragen ist und durch die Vektorspitzen Parallele zur Basis
zu zeichnen sind. Mit dem Geschwindigkeitsvektor VR ist in gleicher Weise zu verfahren. Damit entsteht die
Bahn PI-T für die Abwehrrakete. Mit dem Geschwindigkeitsvektor VZ des Flugzeuges ist dargestellt, daß
bei gleicher Geschwindigkeit, aber symmetrischem Einflug zu einer vertikalen Achse durch den Einflugspunkt
ebenfalls eine Kollision zu erwarten ist, ohne die Abwehrrakete R neu zu richten. Der Treffpunkt
ist in diesem Fall bei 7".
F i g. 4 zeigt eine weitere Annahme. Der Einflug des Flugzeuges Z geschehe im Punkt Pl mit dem Geschwindigkeitsvektor
VZ. Die Abwehrrakete R, vom Punkt Pr ausgehend, weise jedoch nur einen derartigen
Geschwindigkeitsvektor VR auf, daß die Invarianzbedingung gerade noch erfüllt ist. Somit muß der Geschwindigkeitsvektor
VR der Rakete senkrecht auf der Basis Pl-Pr im Punkt Pr stehen. Mit der gleichen
Konstruktionsweise wie in F i g. 3 ergeben sich die
beiden Bahnen Pr-T und Pr-T'. Die angenommenen Treffpunkte TO*, Γ3*, Γ6* und Tl* sind die Schnittpunkte
der Bahntangenten in den entsprechenden momentanen, unveränderlichen Bahnpunkten.
Auf diesen Erkenntnissen kann nun ein Lenksystem aufgebaut werden, das sicher zu einer Kollision, zu
einer Antikollision oder zu einem gewünschten Kurs bezüglich eines zweiten Körpers fühlt. Mit der in
F i g. 5 dargestellten Annahme wird dieses Lenksystem nachfolgend beschrieben. Der Kreis G stelle
dabei das Gesichtsfeld eines Beobachters dar, dessen Sehorgane sich in den Punkten Pl und /V befinden.
Die angenommenen Bahnen von zwei Fahrzeugen, einem Panzerfahrzeug B und einer Lenkwaffe A,
schneiden sich im Punkt T. Weiter sei noch angenommen, daß der Horopter, der durch die drei Punkte Pl,
Pr und T gehe, durch homologe Umformung in einen
Kreis H übergeführt wurde. Damit sich der gesamte Treffvorgang im gezeichneten Horopter H abspielt,
seien die Fahrzeugbahnen SA-T und SB-T geradlinig und die Geschwindigkeiten VA und VB gleichförmig.
Damit eine Kollision möglich ist, müssen die früher aufgestellten Invarianzbedingungen erfüllt sein:
— = konstant, (9)
rB
ocl — ocr = A oc = konstant, (10)
wobei r und oc Gesichtsfeldkoordinaten sind.
Mit diesen Invarianzbedingungen lassen sich nun das Hauptkonvergenzdreieck SB, SAO, T und die
momentanen Treffdreiecke A1, Bl, T bzw. Al, Bl, T
angeben. In Wirklichkeit ist es aber so, daß diese Annahme, die in F i g. 5 getroffen wurde, vom Lenksystem
erst geschaffen werden muß, da eine derartige Konstellation von Natur aus nur in speziellen Fällen
eintrifft.
Unter der Bedingung, daß sich auf den schon gefahrenen Bahnen der beiden Fahrzeuge je ein Punkt
befindet, der die Invarianzbedingung erfüllt, lassen sich die notwendigen momentanen Lenkbefehle herleiten:
Es stellen sich fortwährend Konstellationen ein, die sich zu einem konstanten Wert ergänzen lassen:
45
und
bzw.
bzw.
rA
r'B
rA
r'B
= konstant
= 0,
(11)
50
(ocl — oc'r) = A'oc — konstant
(12)
dabei bedeuten r und oc Gesichtsfeldkoordinaten, r'B und oc'r Gesichtsfeldkoordinaten von einem
(rA
—r-
(.rA)
der
6u
Differentialquotient , (-rm ■
Die Verwirklichung der Formeln (11) und (12) löst das Ziel-Treffproblem mit einer Einrichtung, die zwei
Sehorgane aufweist. Dazu müssen die Koordinaten aller Bahnpunkte der zwei Bahnen vermessen und
laufend gespeichert werden. Dies kann auf einfache Weise geschehen, indem jedes Fahrzeug für sich mit
einem Zielverfolgungsgerät verfolgt wird. Für jeden momentanen Bahnpunkt des einen Fahrzeuges, beispielsweise
der Rakete A, wird auf der Bahn des anderen Fahrzeuges, beispielsweise des Panzers B,
ein Punkt gesucht, dessen Koordinaten sich unter Verwendung der Beziehung (11) und (12) mit den
Koordinaten des momentanen Bahnpunktes auf den konstanten Wert ergänzen. Da es technisch schwer
realisierbar wäre, einen Bahnpunkt zu suchen, bei dem alle Koordinaten auf den konstanten Wert ergänzbar
sind, dürfte es selbstverständlich sein einen Punkt zu suchen, von dem eine vorbestimmte Koordinate,
beispielsweise r', in der genannten Beziehung zu derselben Koordinate r des momentanen Bahnpunktes
steht. Der Lenkbefehl wird nun aus den übrigen Koordinaten hergeleitet, so daß die Rakete gegen
einen Bahnpunkt strebt, von dem alle Koordinaten in der genannten Beziehung mit einem Bahnpunkt des
Panzers steht. Ist dieser Bahnpunkt erreicht, so heißt das, daß die zwei Fahrzeuge zur Kollision gelangen.
Bei konstanten Geschwindigkeiten und bei geradlinigen Bahnen der beiden Fahrzeuge ist der angenommene
Treffpunkt T auf dem Horopter H der zukünftige Treffpunkt der beiden Fahrzeuge. Ändert
eines der beiden Fahrzeuge oder ändern beide Fahrzeuge entweder nur eine oder beide Bahnkomponenten,
so muß ein neuer angenommener Treffpunkt gesucht werden, indem auf der gespeicherten Bahn des Panzers
B ein neuer Punkt zu suchen ist, dessen Koordinaten mit den Koordinaten der Rakete A die Invarianzbeziehungen
erfüllen. Liegt dieser neue angenommene Treffpunkt vor, so ist ein neuer Horopter
festgelegt, in dem sich bei gleichbleibenden Bahnkomponenten der Treffvorgang abspielt. Selbstverständlich
muß nun dieser neue Horopter nicht mehr dieselbe Form aufweisen wie der frühere, sondern
er kann irgendein beliebiger Kegelschnitt sein.
In dieser F i g. 5 sind in den zwei Beobachtungspunkten Pl und Pr zwei Kreise GfI und GfI gezeichnet,
die je ein Gedächtnisfeld darstellen. In diesem Gedächtnisfeld werden die Bahnpunkte beider Fahrzeuge
A und B Punkt für Punkt in allen unter Zuhilfenahme der Zielachsen ZA, ZB verwendeten Koordinaten
aufgezeichnet und gespeichert. Somit entsprechen im Gedächtnisfeld GfI die Punkte Bl' und
BT den Bahnpunkten Bl und Bl des Fahrzeuges B.
Die Punkte AV und AT im Gedächtnisfeld Gf2 entsprechen
den Bahnpunkten A1 und A 2 des Fahrzeuges
A. Jedem dieser gespeicherten Bahnpunkte sind in diesem Beispiel eine Koordinate r und eine
Koordinate oc zugeordnet.
Aus dem Verlauf dieser beiden gespeicherten Bahnen im Vergleich zu den wirklichen Bahnen kann vorerst
nichts über eine mögliche Kollision ausgesagt werden. Erst die Bildung der Invarianten zwischen einem Punkt
der gespeicherten Bahn des Fahrzeuges A und einem Punkt der gespeicherten Bahn des Fahrzeuges B zeigt,
daß die beiden Bahnen bei konstanten Komponenten einen Kollisionskurs darstellen.
Es könnte nun aber vorkommen, daß die Rakete als Fahrzeug A in einer Richtung abgeschossen wird,
die keine Punkte enthält, die zu den Invarianten führen. Dem kann auf einfache Weise abgeholfen
werden, indem die gespeicherten Bahnen über den Anfangspunkt SB' bzw. SA' hinaus verlängert werden.
Diese Verlängerung kann aber nach freiem Ermessen derart sein, daß auf alle Fälle in dieser Verlängerung
zwei erhebliche Punkte auffindbar sind.
An diesem Beispiel in F i g. 5 kann auch die Antikollision erläutert werden. Für die Kollision wird ein
Punkt auf jeder Bahn gesucht, so daß die Invarianten zwischen den Bahndaten in diesen Punkten derart
sind, daß die zwei Bahnen ein Kollisionskurs sind. Wird nun einer der zwei Bahnpunkte, der die Invarianzbedingung
erfüllt, zeitlich verschoben, so heißt dies, die Bahn, in der dieser Punkt liegt, ist homolog in
Raum und Zeit verschoben, so daß damit zwei Fahrzeuge, die vorerst auf Kollisionskurs lagen, nun sicher
auf einen Antikollisionskurs geraten.
In Fig. 6 ist ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel zur Ausübung des beschriebenen Verfahrens
dargestellt. Der Körper B sei ein Flugzeug B, das durch den Körper A, in diesem Beispiel eine Abwehrrakete
A, zu treffen sei. Das Flugzeug B wird mit einem Folgeradar L und die Abwehrrakete mit einem
Folgeradar R verfolgt. Die Daten der Bahnen, die durch die Radargeräte in den Koordinaten, Distanz /·,
Seitenwinkel χ und Höhenwinkel λ, erfaßt werden, gelangen in je einen Speicher GfI, G fr. In einem
ersten Korrelator Kr werden die in den beiden Speichern Gfr und GfI herausgelesenen Koordinaten rr
aus dem Speicher Gfr und rl aus dem Speicher GfI
gemäß Formel (9) zueinander in das Verhältnis ·—■ gesetzt.
Da der Wert dieses Verhältnisses'kaum der vorgeschriebenen Beziehung gemäß Formel (11) ( H = 0
genügt, wird ein Befehl erzeugt, der über die Leseeinrichtungs-Steuerung
£5" die Leseeinrichtung im Speicher GfI gegen den Speicheranfang zurücklaufen
läßt, bis ein Punkt auf der Bahn des Flugzeuges B gefunden wird, der in der vorgeschriebenen Beziehung
zu dem momentanen Bahnpunkt der Abwehrrakete A steht.
Die übrigen Koordinaten χ und λ dieser Bahnpunkte
werden in je einem weiteren Korrelator Kx, Κλ in die Beziehung gemäß Formel (10) gebracht.
Darauf wird in bekannter Weise in Differenziergeräten Dx, DX die Ableitung nach der Zeit gebildet
und die Werte (Ax)- und (Δλ)· auf ein Übermittlungsgerät Uem geleitet. Dieses Übermittlungsgerät ist in
diesem Fall ein Funkgerät, das auf drahtlosem Weg diese Werte als Steuerbefehle an die Rakete A weiterleitet.
In der Rakete A werden die Steuerorgane betätigt und der Kurs korrigiert. Diese Korrektur
ergibt eine neue Konstellation in den gespeicherten Bahnen. Die Suche nach zwei korrespondierenden
Punkten wiederholt sich, und es können sich daraus neue Werte für die Korrekturen ergeben. Dies geschieht
so lange, bis die jeweiligen momentan gespeicherten Bahnpunkte der Rakete A mit dem früher gespeicherten
Bahnpunkt des Flugzeuges B die Beziehungen gemäß der Formel (11) und (12) erfüllen:
ίο
sonst aber immer auf einen neuen Treffpunkt eingestellt wird. ; ■· :.■
Für eine einfache Steuerung seien verschiedene praktische Annahmen getroffen, die im Ausführungsbeispiel
gemäß F i g. 7 ersichtlich sind. In diesem Fall ist der Körper B ein Panzerfahrzeug und der Körper A
eine Abwehrrakete. Der Lenkauftrag an die Rakete ist: Treffen im Ziel. Das Verfolgungsgerät L zur:Verfolgung
des Panzerfahrzeuges B ist ein optisches
ίο Zielgerät, und das Verfolgungsgerät R zur Verfolgung
der Rakete A ist ein Gerät zur Ortung der infraroten Strahlung. Die Abtastscheibe OS dieses letztgenannten
Ortungsgerätes R sei derart ausgebildet, daß an einem Strahlungsdetektor SD ein sinusförmiges Signal entstehe,
dessen Amplitude eine Funktion der Koordinate r und dessen Phasenlage bezüglich eines Referenzsignals
aus der Photozelle Ph den Winkel χ zwischen einer Bezugsrichtungund der Richtung der Koordinate/·
im abgetasteten Feld des Ortungsgerätes R angebe.
Derartige Abtastscheiben sind in der Infrarot-Ortungstechnik gut bekannt und müssen deshalb an dieser
Stelle nicht beschrieben werden. Durch Abbildung des Panzerfahrzeuges B mit einem optischen Zielgerät
L, das fortwährend auf dieses Panzerfahrzeug B
gerichtet wird, sind die mit dem optischen Zielgerät!, festgestellten Koordinaten zu jeder Zeit, bezogen auf
dessen Bildfeld, bei idealer Richtung konstant. Die Koordinaten der Bahnpunkte des Panzerfahrzeuges B
sind dann aus der Schwenklage des optischen Zielgerätes
L ersichtlich. Somit kann das Panzerfahrzeug B mit seiner Abbildung B' im Bildfeld des optischen
Zielgerätes L gleichgesetzt werden. Die Koordinaten dieser Abbildung B' betragen:
35
r'r
0, (xl - x'r)· = 0, (λΐ- Xr)- = 0.
B' {ro, χό).
Die Daten B' (ro, χό) brauchen nicht konstant, zu
sein, sondern sie können für jede Lage des Panzerfahrzeuges A zum voraus derart gewählt werden, daß
sie mit den Beziehungen der Formeln (11, 12) in jeder momentanen Lage in Korrelation mit den Werten
»konstant« oder »Null« gebracht werden körinen. In diesem Fall seien sie mit B'(rB, x'B) bezeichnet.
Die Daten B' (ro, xo) geben die momentane Lage des Zieles. Damit heißt die in den Formeln (11 und 12)
angegebene Beziehung, wenn die Daten der Abwehrrakete A im abgetasteten Feld des Ortungsgerätes R
(rA, xÄ) sind,
bzw.
55 bzw.
: = konstant
rA
= O , (13)
— xr) = (A'χ) — konstant
(A'χ)- = 0. (14)
Das heißt, daß sich nun die beiden Körper auf einem Kollisionskurs befinden. Durch fortwährenden
Vergleich der Bahnkoordinaten in den Korrelatoren Kr, Kx und Κλ wird jede Kursänderung eines der
beiden Körper augenblicklich korrigiert. Unter der Einwirkung einer Störung strebt die Rakete A gegen
einen Kollisionskurs mit dem Flugzeug B, der zwar durch äußere Umstände, wie beispielsweise Störungen
in der Steuerung oder Windböen, veränderlich ist, Als Zieleinrichtung ist ein Zielkreuz LK im optischen
Zielgerät L vorgesehen, das sich mit dem Zielbild B' des Panzerfahrzeuges B decken muß. Wenn die Verfolgung
derart geschieht, daß sich das Zielbild B' immer auf der Ordinate bewege, so heißen die Daten
des sich mit dem Zielkreuz LK deckenden Zielbildes wie oben erwähnt: B'(ro, xo — 90°). Der wirkliche
geometrische Ort aller Bahnpunkte für die Abwehr-
709 639/136
rakete A, die die Bedingungen gemäß den Formeln (13 und 14) erfüllen, bilden einen Kegelmantel mit der
Spitze des Kegels im Zielpunkt. Die kürzeste Verfolgungsbahn der Abwehrrakete A ist eine beliebige
Mantellinie auf einem derartigen Kegel. Damit kann ein Programm für den auf der Peripherie eines Horopters
liegenden Schnittpunktes der Bahn des Panzerfahrzeuges B mit der Bahn der Abwehrrakete erstellt
werden, das insofern frei wählbar ist, als bei bekanntem Abschußort SA der Abwehrrakete A und bekanntem
Standort der beiden Verfolgungsgeräte L und R eine möglichst günstige Bahn festlegbar ist (F i g. 5).
Unter dem Ausdruck »günstig« ist in diesem Fall eine solche Bahn gemeint, die dem wirklichen Treffkurs
schon möglichst genau folgt. >5
Ein derartiges Programm ist relativ einfach zu erstellen: Weiter oben wurde ausgeführt, daß die mit
dem Infrarot-Ortungsgerät R gemessenen Bahndaten in Form einer Sinusschwingung erhältlich sind. Damit
ist es naheliegend, das Programm ebenfalls durch eine Sinusschwingung darzustellen, deren Amplitude und
Phasenlage veränderlich sind und zusammen programmierte Daten B'(r'B, <x'B) bereitstellen. In einer
Steuerschaltungsanordnung müssen damit zwei Sinusschwingungen verarbeitet werden, und zwar bezüglich
ihrer Amplitude und ihrer relativen Phasenlage. Die Information aus dem Programm und die Information
aus dem optischen Zielgerät L müssen damit die in den Formeln (13 und 14) vorgeschriebenen Bedingungen
erfüllen. Somit ist ein Regelsignal »Null«, wenn der Differentialquotient der Phasenverschiebung
zwischen den laufend vom Infrarot-Ortungsgerät R gelieferten Signale und dem ablaufenden Programm
»Null« ist. Dies heißt: erfüllt Korrelationsbedingungen für die vergleichenden Daten B'(r'B, oc'B) und A'(r'A,
<xA) am Phasenwinkel »Null«.
Dieser Zustand ist jedoch nur selten erreicht, insbesondere am Anfang der Bahn und bei allen, durch
äußere Einflüsse bedingten Bahnänderungen nicht. Somit bleibt ein Restbetrag, der als Regelsignal U
ausgewertet wird. Dieses Regelsignal U wirkt nun seinerseits auf das Programm derart ein, daß sich
Bahndaten einstellen, die eine künstlich erzeugte Konstellation der beiden Körper, Panzerwagen B und
Abwehrrakete A, darstellt. Die dieser Konstellation entsprechenden Werte im Programm sind zeitlich
gegenüber der wahren Konstellation verschobene Werte. Durch diese Verschiebung im Programm wird
ein Programmwechsel vorgenommen, indem der Zeitpunkt des Treffereignisses zeitlich versetzt wird, so
Diese Verschiebung im Programm muß im Lenksystem als Quittung berücksichtigt werden, damit die
Kollision sowohl in Wirklichkeit als auch zwischen der programmierten Bahn und der optischen Abbildung
B' des Panzerfahrzeuges B gleichzeitig eintrifft.
Um dieser quittierenden Verschiebung gerecht zu werden, wird das Zielkreuz LK, das bis jetzt die Koordinaten
B'(ro, xo) darstellte, durch eine von der momentanen Zeitlage des Programms abhängigen
Bewegung im Bildfeld des optischen Zielgerätes L verschoben.
Der Beobachter am optischen Zielgerät/- erhält damit den Eindruck, daß sich das Ziel ungleichmäßig
verschiebt und daß er fortwährend diese für ihn unstetigen Bewegungen ausgleichen muß.
Das Blockschema in F i g. 7 stellt eine Einrichtung dar, die eine Lenkung einer Abwehrrakete A zwecks
Kollision mit einem Panzerfahrzeug B unter Berücksichtigung der dargelegten Annahmen erlaubt.
Das Panzerfahrzeug B wird mit dem optischen Zielgerät L fortwährend verfolgt. In einer Bildebene
dieses Zielgerätes ist, wie weiter oben beschrieben, das verschiebbare Zielkreuz LK angebracht. Die Abwehrrakete
A wird mit einem Ortungsgerät R für infrarote Strahlung verfolgt.
Die Steuerung des Zielkreuzes LK erfolgt mit einem Zeitkorrelator Kt, der die Information aus einem
Differentialmechanismus DM zugeführt erhält. Der Differentialmechanismus DM wird seinerseits mit dem
Motor M und einem Stellgetriebe SG beaufschlagt. Der Motor M ist der Antriebsmotor für die Abtastscheibe
OS des Ortungsgerätes R. Ein weiterer Antrieb des Differentialmechanismus DM steuert einen Programmgeber
PG. Dieser Programmgeber PG gibt Informationen über die Bahn der Abwehrrakete A in
Form einer Sinusschwingung ab, deren Amplitude und Phasenlage die veränderlichen Daten sind. Die
Sinusschwingung wird je auf einen Amplitudenkorrektur
Kr und auf einen Phasenwinkelkorrelator Ka. geführt. Die im Ortungsgeräte für infrarote
Strahlung erzeugte Sinusschwingung gelangt ebenfalls auf die genannten zwei Korrektoren Kr und Koc. Der
Ausgang des Phasenwinkelkorrektors Ka, gibt die
Information über den Phasenwinkelunterschied gemäß Formel (14) an das Stellgetriebe SG weiter. Der
Amplitudenkorrektur Kr seinerseits gibt die Information gemäß Formel (13) an ein Ubermittlungsgerät
Uem, das in diesem Beispiel diese Lenkbefehle über ein Kabel IK an die Abwehrrakete A weiterleitet.
Während mit den zwei Ortungsgeräten R und L die Lage der beiden Körper in Polarkoordinaten vermessen
wird, kann entweder im Übermittlungsgerät Uem oder in der Abwehrrakete A ein Koordinatentransformator
zur Transformation von Polarkoordinaten in kartesische Koordinaten vorgesehen sein.
Selbstverständlich könnte die Abwehrrakete A auch die Polarkoordinaten direkt auswerten, indem nur
mit einem Höhensteuer gearbeitet würde, was eine Rollsteuerung in der Rakete selbst bedingt, deren
Information über die Lage der Rakete im Raum an das Ubermittlungsgerät Uem zurückgemeldet werden
muß.
Es wird noch besonders betont, daß im ganzen Lenksystem keine absoluten Messungen auszuführen
sind, sondern die momentanen Bahnpunkte zur Lenkung verwendet werden, wodurch sich Fehler in
den Meßgeräten fortwährend selbst auskorrigieren,
Zur näheren Erläuterung der Funktionsweise dieser Lenkung muß noch auf die beispielsweisen Ausführungen
des Differentialmechanismus DM, des Programmgebers PG, des Stellgetriebes SG, die Auskopplung
des Motors M und des Zeitkorrelators Kt mit der Ausführung des Zielkreuzes LK gemäß F i g. 8
eingetreten werden.
Der Programmgeber PG besteht aus einer Wechselstromquelle 1, einem Phasenschieber 2 und einem
veränderbaren Widerstand 3. Der Differentialmechanismus ist ein Differentialgetriebe mit einem Tellerrad
4, das durch ein Antriebsritzel 5 mit einem Motor 6 angetrieben wird. Die auf dem Tellerrad 4
gelagerten Ausgleichsräder 7 und 8 stehen im Eingriff mit den Treibrädern 9 und 10. Das Treibrad 9 wird
durch einen weiteren Motor 11 angetrieben. Das Treibrad 10 steht in Wirkverbindung mit dem Phasen-
sc Pi W A in se
ei bi m di
& ve m bi (I g<
ei
g< b( al
ei d d s< d is f< si
schieber 2 und dem einstellbaren Widerstand 3 des Programmgebers PG. Das Ausgleichsrad 7 steht in
Wirkverbindung mit dem Zielkreuz LK, das in diesem Ausführungsbeispiel nur durch einen Leuchtpunkt
im Kreuzungspunkt von Schlitzen einer Schlitzscheibe 12 und einer Schlitzmaske 13 dargestellt ist.
Der Leuchtpunkt wird mit einer Lampe 14 durch eine nicht dargestellte Optik erzeugt. Die Verschiebung
wird mit der Schlitzplatte 12 und der Schlitzmaske 13 bewirkt, wobei nur die Schlitzplatte 12
drehbar gelagert ist. Die Bewegung dieser letztgenannten Schlitzplatte 12 wird durch die Wirkverbindung
vom Ausgleichsrad 7 gesteuert. Die Schlitzmaske 13 ist mit dem optischen Zielgerät L starr verbunden.
Der Motor 6 entspricht dem Motor M (F i g. 7), und der Motor 11 entspricht dem Stellgetriebe
SG (F i g. 7). Somit wird der Motor 6 mit einer, konstanten Speisespannung gespeist und der
Motor 11 durch die im Phasenwinkelkorrelator Koc erzeugte Spannung W.
Wie schon früher ausgeführt wurde, ist der Ablauf des Programms einstellbar. Zusätzlich zum programmgemäßen
Ablauf, der durch den Motor 6 bewirkt wird, bewirkt der Phasenwinkelkorrelator Ka mit einem
allfäliigen Regelsignal W am Motor 11 einen beschleunigten oder verzögerten Ablauf, bis das Programm
einen bestimmten Punkt erreicht hat, bei dem das Regelsignal W Null ist.
Unter der Annahme, daß bis zu einer gewissen Konstellation kein Regelsignal W erzeugt wird, würde
das heißen, daß die zeitliche Anordnung des Programms mit der Wirklichkeit übereinstimmt. Jede
Abweichung von diesem Programm muß am Programmpunkt vermerkt werden. Der Programmendpunkt
ist aber das durch den Leuchtpunkt dargestellte und vom Beobachter mit dem Zielbild B'(ro, oco) zur
Deckung gebrachte Zielkreuz LK im optischen Zielgerät L. Damit wird die durch das Regelsignal W
gegebene Änderung des Programms im Zielbild B' vermerkt.
Diese Verschiebung wird durch die vorgeschlagene Einrichtung ausgeführt: Mit dem Motor 6 wird das
Tellerrad 4 fortwährend gleichsinning gedreht. Ohne ein Regelsignal W ist der Motor 11 stromlos, wodurch
das Treibrad 9 gleichmäßig mit dem Tellerrad 4 dreht. Die Ausgleichsräder 7 und 8 stehen damit still,
so daß das Treibrad 10 ebenfalls mit dem Tellerrad 4 dreht. Der Programmablauf im Programmgeber PG
ist durch die Drehung des Treibrades 10 gleichförmig, und die Schlitzscheibe 12 steht vor der an
sich feststehenden Schlitzmaske 13 still, so daß die Markierung des eingeblendeten Programmendpunktes
unbeweglich steht. Wird nun im Phasenwinkelkorrelator K(X ein Regelsignal W gebildet, sei es durch
äußere Einflüsse auf die Abwehrrakete A oder durch Veränderungen im Lenksystem bedingt, so dreht der
Motor 11. Diese Drehung bewirkt über das Treibrad 9 ein Drehen des Ausgleichsrades 7 und ein verändertes
Drehen des Treibrades 10, wodurch sowohl das Programm verändert als auch die Schlitzplatte 12
gedreht wird. Damit erfährt die Markierung des Programmendpunktes im optischen Zielgerät L eine
Bewegung als Quittung, so daß sich die Abbildung des Zieles B' und die Markierung des Programmendpunktes
gegeneinander verschieben. Ein Beobachter am optischen Zielgerät L interpretiert diese
Verschiebung als veränderte Bewegung des Zieles, die, wie schon gezeigt, eine neue Konstellation bedingt.
Diese Konstellation zeigt sich, indem das Zielkreuz LK, also der wandernde Leuchtpunkt mit dem Zielbild B'
neuerdings zur Deckung zu bringen ist.
Der Aufbau der Korrelatoren ist in der Zeichnung nicht besonders dargestellt, da sie aus der üblichen
Technik bekannt sind. Eine beispielsweise Ausführungsform für den Amplitudenkorrelator Kr könnte
mit einem linearen Gleichrichter gebildet sein. Die Radien r der zu vergleichenden Bahndaten B'(r'B, <x'B)
des ablaufenden Programms und A(r'A, ex'A) der
Abwehrrakete A. sind in den Amplituden der zwei Wechselströme eingeschlossen, und zwar in dem
Wechselstrom aus dem Programmgeber PG einerseits und in dem Wechselstrom aus dem Ortungsgerät R
für infrarote . Strahlung andererseits. Eine einfache Gleichrichtung beider Wechselströme für sich und ein
anschließender Amplitudenvergleich bildet das
Formel (13) geforderte Verhältnis
Formel (13) geforderte Verhältnis
rA
~Vb
rA
r'B
= konstant,
= 0.
Ein derart einfacher Korrelator ist aber nur dadurch ermöglicht, wenn von den Gleichrichtern und der
Amplituden-Vergleichsschaltung keine exakten Angaben gefordert werden, sondern lediglich untersucht
werden muß, ob ein Regelsignal vorhanden ist oder nicht. Ohne Regelsignal ist ein konstanter Wert des
Amplitudenverhältnisses erreicht. Im Gegensatz dazu steht ein erhaltenes Regelsignal, das durch die Lenkung
in der Abwehrrakete A gleichmäßig auf Null abgebaut wird. Sind die Regelsignale aus den beiden
Korrelatoren Kr und Koc gleichzeitig Null, so heißt dies, daß die Korrelation gleichzeitig erfüllt ist und
sich die zwei Körper auf einem Kollisionskurs befinden.
Claims (9)
1. Verfahren zum Lenken eines ersten bewegten Körpers (A) in bezug auf einen zweiten
bewegten Körper (B), dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Körper (A, B) mit je einem Ortungsgerät (R, L) verfolgt wird,
daß ferner die Bahndatenpunktweise mit Koordinaten (r, oc, λ) in je einem Speicher (GfI,
Gfr) gespeichert werden und daß in der Bahn des zweiten Körpers (B) ein Punkt (P) gesucht
wird, von dem eine vorbestimmte Koordinate (rb) mit derselben Koordinate (ra) eines Bahnpunktes
(F) des ersten Körpers (A) in einer gegebenen Beziehung (O) steht, sowie daß die Lenkbefehle
für den ersten Körper (A) aus den Beziehungen der übrigen Bahnkoordinaten (oc, λ) hergeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Kollision zwischen den
beiden Körpern dem ersten Körper (A) nur dann Lenkbefehle zugeleitet werden, wenn die übrigen
Bahnkoordinaten nicht in der gleichen gegebenen Beziehung (O) stehen, wobei die Lenkbefehle
derart sind, daß jede Koordinate des Bahnpunktes des ersten Körpers (A) für sich gegen einen Wert
konvergiert, der in der gegebenen Beziehung (O) zu der entsprechenden Koordinate des Bannpunktes
(P) des zweiten Körpers (B) steht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Antikollision die Koordinate
eines dieser Bahnpunkte (P, F) zeitlich verschoben verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen beider Körper (A, B) in
einem mutmaßlichen Bahnverlauf vorgespeichert sind, und daß die georteten Punkte der Bahnen
diesem·Bahnverlauf im Speicher angefügt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zuerst der momentane Bahnpunkt eines Körpers mit jedem gespeicherten
Bahnpunkt des anderen Körpers verglichen wird, um die zwei Punkte (P, F) zu finden, die in der
gegebenen Beziehung (O) stehen und daß bei Nichtauffinden eines derartigen Bahnpunktes jeder
Bahnpunkt des einen Körpers mit jedem Bahnpunkt des anderen Körpers verglichen wird.
6. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei Ortungsgeräte (R, L) je einen der zwei Körper (A, B) orten und die gefundenen Daten
in zwei Speicher (Gfr, GfI) leiten, daß die Speicher
(Gfr, GfI) durch einen ersten Korrektor (Kr) verbunden
sind, der über Steuersysteme (LS) die Leseeinrichtungen der Speicher (Gfr, GfI) für alle
Koordinaten gesamthaft in Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen der vorbestimmten Koordinate
(rr, rl) in jedem Speicher und der gegebenen Beziehung (O) steuert, daß für jede weitere Koordinate
(a,/I) je ein Korrelator (Koc, KX) zwecks
Bestimmung des von der gegebenen Beziehung (O) abweichenden Wertes (Α'α,Α'λ) vorgesehen ist,
daß ferner eine Übermittlüngseinrichtung (Uem) zwischen die Korrektoren (Koc, Κλ) und den
ersten Körper (A) zur Übermittlung der festgestellten abweichenden Werte (Δ'λ, A'<x) an diesen
ersten Körper (A) eingeschaltet ist und daß dieser erste Körper (A) mit Steuereinrichtungen versehen
ist, die auf Grund der übermittelten Werte (A'a, A1X) eine Kurskorrektur vornehmen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Programmgeber (PG) vorgesehen
ist, dessen Ablauf über einen ersten Korrektor (Kx) des ersten Körpers (A) aus dem
ersten Ortungsgerät (R) gesteuert wird, wobei das Steuersignal (W) vom ersten Korrektor (Ka) eine
Verschiebung zwischen einer Zielmarke und dem Zielbild des zweiten Körpers (B) im zweiten
Ortungsgerät (L) bewirkt, und daß eine weitere Koordinate (r) aus dem Programmgeber (PG) in
einem zweiten Korrektor (Kr) mit der entsprechenden Koordinate (Ar) aus dem ersten Ortungsgerät
ein zweites Steuersignal (U) erzeugt, das dem ersten Körper (A) als Kurskorrektur mit einem
Übermittlungsgerät (Uem) zugeleitet wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Ortungsgerät (R) ein Ortungsgerät für infrarote Strahlung und das
zweite Ortungsgerät (L) ein optisches Zielgerät ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Bildebene (LK) des optischen
Zielgerätes (L) eine Vorrichtung mit einer Schlitzscheibe (12), einer Schlitzmaske (13) und einer
Beleuchtungsoptik (14) zur Erzeugung eines gebündelten Lichtstrahles vorgesehen ist, wobei die
Schlitzscheibe (12) durch das Steuersignal (W) aus dem ersten Korrektor (Ka) bewegt wird und die
Schlitzmaske (13) mit dem optischen Ortungsgerät starr verbunden ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
709 639/136 8. 67 © Bundesdruckerei Berlin
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3992613A (en) * | 1975-10-03 | 1976-11-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | TACAN flying target control system |
DE3230267A1 (de) * | 1982-08-14 | 1984-02-16 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Halbaktives leitsystem fuer einen zielsuchenden, lenkbaren flugkoerper |
US6487953B1 (en) * | 1985-04-15 | 2002-12-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Fire control system for a short range, fiber-optic guided missile |
US10937328B2 (en) * | 2018-10-04 | 2021-03-02 | The Boeing Company | Aircraft flight information system and method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3001186A (en) * | 1951-08-17 | 1961-09-19 | Otto J Baltzer | Missile guidance system |
US3156435A (en) * | 1954-08-12 | 1964-11-10 | Bell Telephone Labor Inc | Command system of missile guidance |
US2971437A (en) * | 1955-06-03 | 1961-02-14 | Surtees Howard | Apparatus for guided missiles |
US3139246A (en) * | 1958-01-23 | 1964-06-30 | Chicago Aerial Ind Inc | Automatic optical guiding system |
US3162757A (en) * | 1960-07-20 | 1964-12-22 | Sperry Rand Corp | Computer to analyze target movement |
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