DE1292038B

DE1292038B - Flugabwehrvisieranlage

Info

Publication number: DE1292038B
Application number: DEA49342A
Authority: DE
Inventors: Lind Karl Goeran Folke
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1964-06-03
Filing date: 1965-05-28
Publication date: 1969-04-03
Also published as: US3307180A; AT255145B; ES313721A1; DK115383B; GB1113106A; CH459821A; NL6507095A; BE664867A

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Visieranlage, fernungsbeschleunigungen auf, besonders dann, wenn insbesondere Radarvisieranlage, für Luftziele mit die Ziele nahe dem Visier vorbeifliegen. Diese Beeinem mittels gegengekuppelten Servomotoren seiten- schleunigungen des Zieles werden jedoch nicht berück- und höhenrichtbaren Visier, einer mit dem Visier sichtigt, falls die regenerativen Steuersignale die verbundenen, mittels eines gegengekuppelten Servo- 5 berechneten Seitenwinkel-und Höhenwinkelgeschwinmotors einstellbaren Entfernungs-Meßeinheit, einer digkeiten des Zieles repräsentieren. Weiter ist die mit dem Visier und der Entfernungs-Meßeinheit Annahme, daß das Ziel sich in einer geradlinigen verbundenen, selbsttätigen Zielfolgeeinrichtung zum Bahn mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, nicht Erzeugen von Fehlersignalen, die die Seitenwinkel- unter allen Umständen realistisch, da moderne Luftabweichung bzw. die Höhenwinkelabweichung zwi- io ziele in vielen Fällen, z. B. bei Sturzangriff, eine sehr sehen der Richtung des Visiers und der Richtung zu hohe Beschleunigung in der Flugrichtung aufweisen, einem Ziel bzw. die Abweichung zwischen der in Es hat sich deshalb als unmöglich erwiesen, mit Hilfe der Entfernungs-Meßeinheit vorläufig eingestellten von regenerativen Steuersignalen, die die Höhen-Entfernung und der Entfernung zum Ziele repräsen- winkelgeschwindigkeit und die Seitenwinkelgeschwintieren und die den das Visier seitenrichtenden und 15 digkeit des Zieles repräsentieren, und mit der Anhöhenrichtenden Servomotoren bzw. dem die Ent- nähme, daß das Ziel sich in einer geradlinigen Bahn fernungs-Meßeinheit einstellenden Servomotor als mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, eine ausSteuersignale zugeführt werden, und mit dem Visier reichend genaue Zielführung in Richtung und Ent- und der Entfernungs-Meßeinheit verbundenen Ein- fernung zu erreichen.

richtungen zum Bestimmen der Seitenwinkelkoordi- 20 Die Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, nate, der Höhenwinkelkoordinate und der Entfer- eine Visieranlage der eingangs genannten Art zu nungskoordinate des Zieles sowie der Seitenwinkel- schaffen, mit der eine verbesserte selbsttätige Zielgeschwindigkeit, der Höhenwinkelgeschwindigkeit und führung auch bei Zielen, die nahe dem Visier vorbeider Entfernungsgeschwindigkeit des Zieles relativ fliegen und sich in einer beschleunigten Bewegung zum Standort des Visiers und zum Erzeugen von 25 befinden, erreicht werden kann. Die erfindungsgemäße diesen Zieldaten proportionalen Signalen. Lösung bei der Visieranlage der eingangs genannten

Bei den großen Geschwindigkeiten moderner Luft- Art besteht in einer elektrischen, mit an sich bekannten ziele sind sehr große Verstärkung und große Schnellig- Rechenelementen versehenen Rechenmaschine, der keit der erwähnten Servokreise erforderlich, um eine die der Seitenwinkelkoordinate sv, der Höhenwinkelausreichend genaue Zielführung zu erreichen. Die 30 koordinate Iw, der Entfernungskoordinate Al der den Servomotoren vom Visier zugeführten Steuer- Seitenwinkelgeschwindigkeit .st, der Höhenwinkelsignale, welche die Fehler in der Richtung des Visiers geschwindigkeit hv und der Entfernungs-Änderungs- und der Einstellung der Entfernungs-Meßeinheit geschwindigkeit Al des Zieles proportionalen Signale repräsentieren, · enthalten indessen, besonders bei zugeführt werden und die ausgebildet ist, von diesen Radarvisiereinrichtungen, solche Störungen, daß die 35 Zieldaten aus einen ersten, die Seitenwinkelbeschleu-Servokreise für diese Steuersignale keine große Ver- nigung {sv) des Zieles repräsentierenden Wert Stärkung und große Schnelligkeit aufweisen können.

Um diese Schwierigkeit wenigstens zum Teil zu lösen, , p^ ^ ..

kann man das Visier mit einer besonderen Rechen- (—— ~~jr ·+ 2 Ai' tg AcJ sv (I)

maschine versehen, die ausgehend von den vom 40 ^ '

Visier bestimmten Zieldaten und einer vorbestimmten . .. „.., . , „ ,,

_A . ι.· · ι_*ι· Ljn j τ ι sowie einen zweiten, die Hohenwinkelbeschleunieung

Annahme hinsichtlich der Bewegung des Zieles ge- ,■ · . _. , _{reDräsentierenden Wert} ^{h h}

eignete regenerative Steuersignale für die Servo- ^(ln) ^{des Zieles} rspr^entiereaaen Wert motoren berechnet, so daß diese ohne Mitwirkung , p, ii.

der vom Visier kommenden Fehlersignale selbsttätig 45 (-=-.— 2 —rr) hv — (.st)² sin hv cos hv (II)

das Visier auf das Ziel gerichtet und die Entfernungs- \ rl AlJ

Meßeinheit auf die Entfernung zum Ziele eingestellt

halten, solange das Ziel sich in der angenommenen zu berechnen, worin Fl die Geschwindigkeit des Weise bewegt. Dabei brauchen die Fehlersignale Zieles in einer vorbestimmten Richtung und Fl die vom Visier zu einer Korrektur der Richtung des 50 Beschleunigung des Zieles in dieser Richtung beVisiers und der Einstellung der Entfernungs-Meß- zeichnen, sowie ein erstes und ein zweites Signal einheit nur dann mitzuwirken, wenn das Ziel von proportional diesem ersten Wert (I) bzw. diesem der angenommenen Bewegungsweise abweicht, zweiten Wert (II) zu erzeugen, wobei das erste Signal weshalb die Servokreise für diese Fehlersignale nicht zum Erzeugen eines zusätzlichen, regenerativen Steuerso schnell zu sein oder eine so große Verstärkung 55 signals für den das Visier seitenrichtenden Servomotor aufzuweisen brauchen. Bisher berechnet diese be- und das zweite Signal zum Erzeugen eines zusätzsondere Rechenmaschine gewöhnlich als regenerative liehen, regenerativen Steuersignals für den das Visier Steuersignale die Seitenwinkelgeschwindigkeit und höhenrichtenden Servomotor verwendet werden, die Höhenwinkelgeschwindigkeit des Zieles um die Es ist zwar bei einem Richtwerteberechner bekannt,

Seitenrichtachse bzw. die Höhfinrichtachse des Visiers 60 zweite Ableitungen von Koordinatenwerten, also unter der Annahme, daß-däs Ziel sich in einer gerad- Beschleunigungen, zu bilden und zur Berechnung linigen Bahn mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, eines Vorhaltepunktes zu verwerten, jedoch wird wobei diese regenerativen Steuersignale den das dabei die Frage der Visiersteuerung für selbsttätiges Visier seitenrichtenden bzw. höhenrichtenden Servo- und sehr genaues Folgen eines mit sehr großer Gemotoren zugeführt werden. Bei den sehr großen ⁶S schwindigkeit sich bewegenden Zieles nicht ange-Geschwindigkeiten moderner Luftziele weisen die sprachen; es muß vielmehr vorausgesetzt werden, Ziele indessen beträchtliche Seitenwinkel- und Höhen- daß das Visier mehr oder weniger manuell gesteuert Winkelbeschleunigungen und auch bedeutende Ent- wird.

Falls erforderlich, kann die Rechenmaschine derart ausgebildet sein, aus den zugeführten Zieldaten auch einen dritten, die Entfernungsbeschleunigung des Zieles repräsentierenden Ausdruck

IL
Fl

Al + Al [(si? cos hi·)² + /ir] (III)

zu berechnen und ein drittes, diesem dritten Wert proportionales Signal zu erzeugen, das zum Erzeugen eines zusätzlichen, regenerativen Steuersignals für den die Entfernungs-Meßeinheit einstellenden Servomotor verwendet wird. In den meisten Fällen ist jedoch die Entfernungsbeschleunigung des Zieles beträchtlich geringer als die Höhenwinkelbeschleunigung und die Seitenwinkelbeschleunigung des Zieles, wobei außerdem ein gewisser Fehler im Entfernungsfolgen meist nicht so ernst ist wie ein Fehler im Richtungsfolgen des Zieles, weshalb es in vielen Fällen ausreichen kann, nur die Seitenwinkelbeschleunigung und die Höhenwinkelbeschleunigung des Zieles zu berechnen und dazu proportionale Signale als regenerative Steuersignale für die das Visier Seiten- und höhenrichtenden Servomotoren zu erzeugen.

Die Einrichtung nach der Erfindung gibt ohne Mitwirkung von vom Visier kommenden Fehlersignalen eine genaue Zielführung, auch wenn das Ziel sehr große Seitenwinkel- und Höhenwinkelbeschleunigungen und Entfernungsbeschleunigungen relativ zum Visier aufweist und sich in einer beschleunigten Bewegung befindet, vorausgesetzt, daß das Ziel sich in einer geradlinigen Bahn bewegt und daß also die Beschleunigung des Zieles in der Flugrichtung liegt. Die Annahme, daß das Ziel sich in einer geradlinigen Bahn bewegt und daß sein Beschleunigungsvektor also in der Bahnrichtung liegt, ist zwar nicht unter allen Umständen richtig, aber bewirkt in der Praxis keine ernstlichen Fehler, da eine genaue Zielführung in erster Linie unmittelbar vor und während des Bekämpfens des Zieles erforderlieh ist und das Beschießen des Zieles meistens, wenigstens für leichte Flugabwehrartillerie, dann durchgeführt wird, wenn das Ziel sich im Angriff befindet, wobei das Ziel sich in der Regel in einer im wesentlichen geradlinigen Bahn bewegen muß.

Es hat sich erwiesen, daß die Ausdrücke für die Seitenwinkelbeschleunigung, die Höhenwinkelbeschleunigung und die Entfernungsbeschleunigung des Zieles relativ zum Visier verhältnismäßig einfach werden auch mit der Annahme, daß das Ziel sich mit einer veränderlichen Geschwindigkeit in einer geradlinigen Bahn bewegt, weshalb die Einrichtung nach der Erfindung verhältnismäßig einfach, klein und billig wird.

Als die Größe ^- für die Ausdrücke (I), (II), (III) berechnet die Rechenmaschine vorzugsweise das Verhältnis zwischen der Beschleunigungskomponente des Zieles parallel zu der Seitenrichtebene des Visiers und der Geschwindigkeitskomponente des Zieles in derselben Richtung.

Das kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch ermöglicht werden, daß der Wert

⁵⁵

]/(Al sv cos hnf + (Al cos hv - Al hv sin hv)² (IV) berechnet wird und ein diesem Wert proportionales

65 Signal erzeugt wird, wobei die Rechenmaschine einen von diesem Signal gesteuerten Servomotor enthält, mit dem Signalgeber zum Erzeugen eines Signals proportional dem Verhältnis zwischen der Drehgeschwindigkeit und dem Drehwinkel des Servomotors gekoppelt sind, wobei dieses Signal von der

Rechenmaschine als Maß für die Größe -jy verwendet wird.

Um eine genaue Steuerung der Servomotoren mit Hilfe der regenerativen Steuersignale, die die berechneten Beschleunigungen des Zieles in den verschiedenen Koordinatenrichtungen repräsentieren, zu erreichen, sollen die Servomotoren rückgekoppelt sein. Vorzugsweise wird dabei jedes regenerative Steuersignal dem entsprechenden Servomotor durch einen Integrator zugeführt, wobei ein Signalgeber mit dem Servomotor gekuppelt ist, um ein Signal proportional der Geschwindigkeit des Servomotors zu erzeugen, wobei dieses Signal an den Servomotor negativ rückgekoppelt ist. Das regenerative Steuersignal kann dem entsprechenden Servomotor aber auch unmittelbar zugeführt werden, wobei ein Signalgeber mit dem Servomotor gekoppelt ist, um ein Signal proportional der Beschleunigung des Servomotors zu erzeugen, das an den Servomotor negativ rückgekoppelt ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt schematisch und als Beispiel eine Flugabwehrradarvisieranlage nach der Erfindung.

F i g. 2 stellt die Projektion der Bewegung des Zieles und der Relation zwischen dem Ziel und dem Visier in der Ebene dar, in der das Visier seitengerichtet wird, d. h. in einer Ebene senkrecht zur Seitenrichtachse des Visiers. Im folgenden wird es der Einfachheit halber angenommen, daß die Seitenrichtachse des Visiers vertikal ist und daß somit das Visier in der Horizontalebene seitengerichtet wird.

F i g. 3 stellt eine entsprechende Projektion der Bewegung des Zieles und der Relation zwischen dem Ziel und dem Visier in einer Ebene dar, die die Richtung vom Visier zum Ziel und die Seitenrichtachse des Visiers enthält, d. h. eine die Richtung zum Ziel enthaltende Vertikalebene, wenn die Seitenrichtachse des Visiers vertikal ist.

F i g. 4 zeigt perspektivisch den Zusammenhang zwischen dem Visier und dem Ziel sowie die Richtungen der verschiedenen Koordinatengeschwindigkeiten des Zieles.

F i g. 5 zeigt eine Ausbildung der elektrischen Analogrechenmaschine in der Einrichtung nach F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Flugabwehrvisieranlage enthält in üblicher Weise eine Radarantenne A, die in einem Gestell 2 aftf einer Plattform 1 gelagert ist, wie die Zeichnung schematisch angibt. Die Plattform 1 ist in einem Lager 3 derart gelagert, daß sie zusammen mit der Antenne gedreht werden kann. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Plattform 1 um eine vertikale Achse gedreht werden kann. Die Antenne A ist in dem Gestell 2 derart angeordnet, daß sie um eine Achse senkrecht zur Drehachse der Plattform 1 gedreht werden kann, d. h. in dem angenommenen Fall um eine horizontale Achse. Die Antenne A ist somit in üblicher Weise sowohl seitenrichtbar als auch höhenrichtbar. Das Höhenrichten der Antenne wird mittels eines Servomotors SH

und das Seitenrichten mittels eines die Plattform 1 ferung Al des Zieles der Rechenmaschine dadurch drehenden Servomotors SS durchgeführt. Die An- zugeführt, daß die elektromechanischen Rechentenne A ist in üblicher Weise an eine Sender-Empfän- komponenten, z. B. mittels Potentiometer und Resolgereinheit R für Radarsignale angeschlossen. Die ver in der Rechenmaschine, die in Übereinstimmung Sender-Empfangereinheit R enthält eine Entfernungs- 5 mit diesen Größen eingestellt werden sollen, mit der Meßeinheit, die mittels eines Servomotors SA ein- Welle des entsprechenden Servomotors SS, SH bzw. SA gestellt werden kann. Das Radarvisier ist in üblicher mechanisch gekoppelt sind, wie es in F i g, 1 mit Weise zum selbsttätigen Zielfolgen eingerichtet, d. h., punktgestrichelten Linien angedeutet ist. Elektrische die Sender-Empfängereinheit R enthält Mittel zum Signale, die die Seitenwinkelgeschwindigkeit sr, die Erzeugen eines ersten Fehlersignals e_s, das die Seiten- io 'Höhenwinkelgeschwindigkeit hv und die Entfernungswinkelabweichung zwischen der vorliegenden Rieh- Änderungsgeschwindigkeit Al des Zieles repräsentung der Antenne A und der wahren Richtung zu tieren, werden den Servokreisen der Servomotoren einem Ziel M repräsentiert, eines zweiten Fehler- SS, SH und SA in einer im folgenden näher beschriesignals e_h, das in entsprechender Weise die Höhen- benen Weise entnommen und in der Rechenwinkelabweichung zwischen der vorliegenden Rieh- 15 maschine K als Steuersignale Servomotoren zugeführt, tung der Antenne und der wahren Richtung zum die die elektromechanischen Rechenkomponenten Ziel repräsentiert, und eines dritten Fehlersignals f_a, an Potentiometern oder ähnlichen Hilfsmitteln in das die Abweichung zwischen der in der Entfernungs- der Rechenmaschine einstellen, die in Ubereinstim-Meßeinheit vorläufig eingestellten Entfernung und mung mit der Seitenwinkelgeschwindigkeit, der der wahren Entfernung zum Ziel repräsentiert. Das 20 Höhenwinkelgeschwindigkeit bzw. der Entfernungs-Fehlersignal f_s wird durch ein Summierglied 4 dem Änderungsgeschwindigkeit des Zieles einzustellen sind. Servomotor SS als Steuersignal zugeführt. Der Servo- In der erfindungsgemäßen Visieranlage ist die motor SS ist somit bestrebt, die Plattform 1 zu drehen Rechenmaschine derart ausgebildet, daß sie von und damit die Antenne A derart seitenzurichten, den vom Visier zugeführten Zieldaten aus und mit daß das Fehlersignal e_s auf Null gehalten wird, 25 der Annahme, daß das Ziel sich in einer geradlinigen d. h. so, daß die Antenne gegenüber dem Ziel M der Bahn mit veränderlicher Geschwindigkeit bewegt, Seite nach gerichtet gehalten wird. In entsprechender die Seitenwinkelbeschleunigung sr des Zieles um Weise wird das Fehlersignal e_h durch ein Summier- die Seitenrichtachse des Visiers, die Höhenwinkelglied 5 dem die Antenne A höhenrichtenden Servo- beschleunigung hv des Zieles um die HöhenrichlmotorSH zugeführt, so daß dieser Servomotor be- 3° achse des Visiers und die Entfernungs-Änderungsstrebt ist, die Antenne gegenüber dem Ziel der Höhe beschleunigung Al (Differentialquotient der Entfernach gerichtet zu halten. Das Fehlersignal F₀ wird nungs-Änderungsgeschwindigkeit) des Zieles relativ durch ein entsprechendes Summierglied 6 dem Servo- zum Standort des Visiers berechnet und diesen motor SA als Steuersignal zugeführt, so daß dieser Größen proportionale Signale erzeugt. Diese Signale Servomotor bestrebt ist, die Entfernungs-Meßeinheil 35 werden als regenerative Steuersignale für die Servoauf der wahren Entfernung zum Ziel eingestellt zu motoren SS, SH und SA verwendet und werden dem halten. Jeweils mit den Servomotoren SS, SH und SA entsprechenden Servomotor über einen Integrator ist ein Tachogenerator Tl, Tl bzw. T3 gekoppelt. II, 12 bzw. /3 und das dem entsprechenden Servo-Diese Tachogeneratoren erzeugen somit Signale. motor zugeordnete Summierglied 4,5 bzw. 6 zugeführt. die die Geschwindigkeit der Servomotoren, d. h. die 4° Jedem Integrator wjrd weiter das entsprechende Höhenwinkelgeschwindigkeit und die Seitenwinkel- Fchlersignal <■■.„ <■-,, und f„ von der Zielfolgevorrichtung geschwindigkeit der Antenne bzw. die Einstellgc- des Radargeräts R zugeführt. Wenn angenommen schwindigkeit der Enlfernungs-Meßeinheil,' im fol- wird, daß die Fehlersignale f_s, «·■,, bzw. f„ von der genden auch Enlfernungs-Änderungsgeschwindigkeit Zielfolgevorrichtung der Einheit R Null sind, d. h., genannt, repräsentieren. Diese Signale sind über die 45 daß die Antenne genau auf das Ziel gerichtet ist und Summierglieder 4, 5, 6 zu den entsprechenden Servo- die Entfernungs-Meßeinheit genau auf die Entfernung motoren SS, SH und SA negativ rückgekoppelt. zum Ziel eingestellt ist, wird offenbar das von dem Wie schon erwähnt, enthalten die Fehlersignale/_Λ, f,, Integrator /1 bzw. Il bzw. /3 erhaltene Integral und t„ solche Störungen, daß den Servokreisen für des entsprechenden regenerativen Steuersignals, das diese Steuersignale keine ausreichende Verstärkung 5° proportional der berechneten Beschleunigung des und ausreichende Schnelligkeit gegeben werden kann. Zieles in der entsprechenden Koordinatenrichtung so daß die Antenne und die Entfernungs-Meßeinheit ist, zusammen mit dem Rückkopplungssignal vom mittels dieser Steuersignale dazu gebracht werden zugehörigen Tachogenerator Tl, Tl bzw. T3 den können, einem mit großer Geschwindigkeit nahe dem zugehörigen Servomotor SS, SH bzw. SA steuern. Visier vorbeifliegenden Ziel genau zu folgen. 55 weshalb die Servomotoren mit großer Genauigkeit Um den Mangel ausreichender Verstärkung und die Antenne auf das Ziel gerichtet und die Entferausreichender Schnelligkeit zu beseitigen, ist die nungs-Meßeinheit auf die Entfernung zum Ziel ein-Visieranlage nach der Erfindung mit einer Rechen- gestellt halten, solange das Ziel sich in der angenommaschine K, vorzugsweise einer elektrischen Analog- menen Weise, d. h. m-cirier geradlinigen Bahn, bewegt, rechenmaschine, versehen, der die vom Visier be- ^6o Die Fchlersignale-ΐ,, r_h und f„ von der Zielfolgevorstimmten Zieldaten, und zwar den Seitenwinkel si; richtung des,Radargeräts brauchen somit nur zur den Höhenwinkel hv und die Entfernung Al zum Korrektion solcher Fehler in der regenerativen Steue-Ziel sowie die Seilenwinkelgeschwindigkeit sr, die rung verwendet zu werden, die dadurch verursacht Höhenwinkelgeschwindigkeit hv und die Entfernungs- sind, daß das Ziel sich nicht in der angenommenen Änderungsgeschwindigkeit Al des Zieles, zugeführt ^ Weise bewegt oder die durch Ungenauigkeiten in werden. Da die Rechenmaschine K eine elektro- der regenerativen Steuerung verursacht sind. Somit mechanische Analogrechenmaschine ist. werden der repräsentieren die Ausgangssignale der Integratoren Seitenwinkel sr. der Höhenwinkel hv und die Ent- II, 12 und /3 mit großer Genauigkeit die Seilen-

winkelgeschwindigkeit und die Höhen winkelgeschwindigkeit der Antenne bzw. die Einstellgeschwindigkeit der Entfernungs-Meßeinheit, d. h. die Seitenwinkelgeschwindigkeit, die Höhenwinkelgeschwindigkeit und die Entfernungs-Änderungsgeschwindigkeit des Zieles, weshalb diese Signale der Rechenmaschine /C als Maß für diese Zieldaten zugeführt werden. Mit der gezeigten Schaltung der Servokreise wird auch eine gute Filterung des Radarrauschens erreicht, das sonst in diesen der Rechenmaschine K zugeführten Signale eingehen würde.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden die Seitenwinkelgeschwindigkeit und die Höhenwinkelgeschwindigkeit der Antenne A und damit des Zieles mittels Gleichspannungstachogeneratoren Tl, Tl bestimmt, die mit den Servomotoren SS und SH gekoppelt sind. Dies ist vorteilhaft, da solchen Gleichspannungstachogeneratoren eine große Genauigkeit gegeben werden kann. Die in F i g. 1 dargestellten Servokreise sind somit Gleichspannungsservokreise. Offenbar können daraus die von den Tachogeneratoren Tl und Tl erzeugten Rückkopplungssignale mittels winkelgeschwindigkeitsempfindlicher Kreiselgeräte auf der Plattform 1 bzw. dem höhenrichtbaren Teil der Antenne A erhalten werden. Ferner kann jedes Rückkopplungssignal aus mehreren Signalen von verschiedenen Signalgebern zusammengesetzt sein, wobei diese Signale zusammen die Seitenwinkelgeschwindigkeit bzw. die Höhenwinkelgeschwindigkeit des Zieles relativ zum festen Boden, falls die Antennenplattform 1 in einem beweglichen Lager angeordnet ist, repräsentieren. Offenbar können auch die regenerativen Steuersignale unmittelbar den entsprechenden Servomotoren zugeführt werden, falls die Servomotoren mit Signalgebern versehen sind, die Signale proportional der Seitenwinkelbeschleunigung bzw. der Höhenwinkelbeschleunigung der Antenne erzeugen. Es ist jedoch schwierig. Beschleunigungsmeßgeräte zu finden, die eine ebenso gute Genauigkeit wie Tachogeneratoren aufweisen.

Wie schon erwähnt, ist es nicht immer erforderlich, daß ein regeneratives Steuersignal von der Rechenmaschine K dem Servomotor SA der Entfernungs-Meßeinheit zugeführt wird, da in den meisten Fällen die Entfernungs-Änderungsbeschleunigung des Zieles wesentlich geringer als die Höhenwinkelbeschleunigung und die Seitenwinkelbeschleunigung des Zieles ist und da die Anforderung einer genauen Zielführung bezüglich der Entfernung nicht so groß wie bezüglich der Richtung ist.

Der von der Rechenmaschine K zu berechnende Ausdruck für die Seitenwinkelbeschleunigung des Zieles um die Seitenrichtachse des Visiers kann aus F i g. 2 hergeleitet werden, die eine Projektion der Bewegung des Zieles und der Relation zwischen dem Ziel und dem Standort des Visiers in der Horizontalebene darstellt, die als senkrecht zur Seitenrichtachse des Visiers angenommen wird. In F i g. 1 bezeichnet S den Standort des Visiers und M das Ziel. Der Seitenwinkel in der Horizontalebene zwischen der Richtung zum Ziel und einer festen Bezugsrichtung O ist mit sr bezeichnet. Die Horizontalentfernung (Kartenentfernung) vom Visier zum Ziel ist mit Ah bezeichnet, die horizontale Geschwindigkeitskomponente (Korn- ⁶-^s ponente in der Kartenebene) des Zieles mit Fh und der Winkel zwischen SM und der Flugrichtung des Zieles mit <i.

F i g. 2 gibt unmittelbar, daß

sr = j
und daß

Fh sin f/

sr =

Ah

wobei Fh, </ und Ah Zeitfunktionen sind. Differenzierung des Ausdrucks (2) gibt

Fh sin 1/

Fh sin

	Ah [Ah)²
Λ.	Fh cos (/ · ι)
	Ah
Fig. 2	gibt auch
Ah =	: — Fh cos η ,

Ah

und wenn diese Relation in den Ausdruck (3) eingesetzt wird, erhält man

.. _ Fh Fh sin </
^SV ~ ~~Fh~Äh~

Ah Fh sin </

Ah ~Ah

Einsetzung der Relationen (1) und (2) in den obigen Ausdruck (5) gibt

(Fh Ah\ ..

Weiter sieht man, daß
Ah = Al cos /ir ,

worin hv den Höhenwinkel zwischen der Richtung zum Ziel und der Horizontalebene bezeichnet. Differenzierung des Ausdrucks (7) gibt

Ah = Al cos hv — Al hv sin hv .

Durch Division des Ausdruckes (8) durch Ah und Verwendung der Relation (7) erhält man

Ah Al , .

-^ = _Tij - Ar tg ftr ·

(9)

Wenn die Relation (9) in den Ausdruck (6) eingesetzt wird, erhält man

hv tg /π· j sr .

(10)

Dies stellt somit den von der Rechenmaschine K zu berechnenden Ausdruck für die Seitenwinkelbeschleunigung si des Zieles um die Seitenrichtachse des Visiers dar. Die rechte Seite des Ausdruckes (10) ist — bei Abänderung von Fh in F/ und von Fh in Fl — mit (I), wie diese Formel weiter vorn angeführt ist, identisch.

Der von der Rechenmaschine K zu berechnende Ausdruck für die Höhenwinkelbeschleunigung des

909 514 1395

Zieles um die Höhenrichtachse des Visiers kann aus F i g. 3 hergeleitet werden, die die Projektion der Bewegung des Zieles und die Relation zwischen dem Ziel und dem Standort des Visiers in einer die Richtung zum Ziel enthaltenden Vertikalebene darstellt. In Fig.3 sind dieselben Bezeichnungen wie in Fig.2 verwendet, und weiter bezeichnet H die Horizontalebene, hv den Höhenwinkel der Richtung zum Ziel relativ zur Horizontalebene, Al die Schrägentfernung vom Standort des Visiers zum Ziel und Fv die vertikale Geschwindigkeitskomponente des Zieles. F i g. 3 gibt unmittelbar

Durch Verwendung der Relationen (1), (2), (7), (11) und (12) in diesem Ausdruck erhält man

_r hv

Fh cos (f sin hv

Fvcoshv

wobei Fh, Fv, </, hv und Al Zeitfunktionen sind. F i g. 3 gibt auch

Al = — Fh cos ψ cos hv + Fv sin Ar . (12) Differenzierung des Ausdruckes (11) gibt

FA	cos	if sin	hv	'I	Fv cos	hv	(
		Al			Al
Fh	sin	η sin	hv	hv
		Al
Fh	cos	ij cos	hv	Al	Fv	sin Ar Ar
		Al				Al
Fh	cos	ij sin	hv
		Al²
Fv	cos	hvAl

(Fh 2Al\ _f ₂ .

v = 1 -=r- — —TT- hv — (.st) sin hv cos hv . \Fh AlJ _(I6)

Dies stellt somit den von der Rechenmaschine K zu berechnenden Ausdruck für die Höhenwinkelbeschleunigung Ar des Zieles um die Höhenrichtachse des Visiers dar. Die rechte Seite des Ausdruckes (16) ist — bei Änderung von Fh in F/ und von Fh in Fl — mit (II), wie diese Formel weiter oben angeführt ist, identisch.

Der von der Rechenmaschine K gegebenenfalls zu berechnende Ausdruck für die Entfernungs-Änderungsbeschleunigung des Zieles relativ zum Standort des Visiers kann durch Differenzen des Ausdrucks (12) hergeleitet werden, wobei man

Al — Fh cos 17 cos Ar + Fv sin hv

+ Fh if sin 7 cos hv + Fh hv cos </ sin hv

+ Fv hv cos Ar .

(17)

25 erhält.

Durch Einsetzen der Relationen (1), (2), (7), (12) und (14) in diesen Ausdruck erhält man

ΆΊ²

(13)

Da angenommen wird, daß das Ziel sich in einer geradlinigen Bahn bewegt, haben die Gesamtgeschwindigkeit und die Gesamtbeschleunigung des Ziels dieselbe Richtung, und man hat somit die Gleichung

Fv

H.

Fh

F '

(14)

worin F die Gesamtgeschwindigkeit des Zieles und F die Gesamtbeschleunigung des Zieles bezeichnen. Weiter gilt offenbar dasselbe Verhältnis zwischen jeder beliebigen Beschleunigungskomponente des Zieles und der Geschwindigkeitskomponente des Zieles in derselben Richtung. Durch Einsetzen der Relation (14) in den Ausdruck (13) erhält man

hv

_ Fh ( Fh cos η sin Ai?
~ FA" V Al

FA 1) sin ψ sin Ar

Fr cos Ar\ Ai'~)

+ (Fh cos 1/ cos hv — Fv sin At') —.-

Al (Fh cos ψ sin hv

Fv cos In

ό cos Ar \ ~Al J' (15) Al = jj; Al + Al [(sr cos Ar)² + Ar²] . (18)

Dies stellt somit den von der Rechenmaschine K zu berechnenden Ausdruck für die Entfernungs-Änderungsbeschleunigung A/des Zieles dar. Die rechte Seite des Ausdrucks (18) ist — bei Änderung von FA in Fl und von FA in Fl — mit (III), wie diese Formel weiter oben angeführt ist, identisch. Der Ausdruck (18) soll von der Rechenmaschine K dann berechnet werden, wenn ein regeneratives Steuersignal auch für den die Entfernungs-Meßeinheit einstellenden Servomotor erforderlich ist.

Wie aus der Relation (14) und den Bemerkungen in Verbindung mit dieser Relation hervorgeht, kann

die Größe -=j in den oben hergeleiteten Ausdrucken (10), (16) und (18) für die Seitenwinkelbeschleunigung, die Höhen Winkelbeschleunigung bzw. die Entfernungs-Änderungsbeschleunigung des Zieles grundsätzlich

durch das Verhältnis -=- zwischen der Vertikal-Fc

beschleunigung und der Vertikalgeschwindigkeit des

ρ Zieles oder durch das Verhältnis ρ zwischen der Gesamtbeschleunigung und der Gesanitgeschwindigkeit des Zieles oder durch das Verhältnis zwischen einer beliebigen Beschleunigungskomponente des Zieles und der Geschwindigkeitskomponente des Zieles in derselben Richtung ersetzt werden. Es ist jedoch wesentlich, daß die Beschleunigungskomponente und die Geschwindigkeitskomponente für eine solche Richtung gewählt werden, daß das Verhältnis zwischen ihnen nicht bei einer gewissen Bewegung des Zieles unbestimmbar wird. In dieser Hinsicht

ist das Verhältnis ' ungeeignet, da dieses Verhältnis offenbar unbestimmbar wird, sobald die Flugrichtung

11 12

des Zieles horizontal ist. In dieser Hinsicht wäre es F i g. 5 zeigt ein Blockschaltbild der Rechen-

vorzuziehen, das Verhältnis J zwischen der Gesamt- maschine IC zum _ Berechnen der oben hergeleiteten

F Ausdrucke fur die Seltenwinkelbeschleunigung, die

beschleunigung und der Gesamtgeschwindigkeit des Höhenwinkelbeschleunigung und die Entfernungs-Zieles zu verwenden, da dieses Verhältnis nie im- 5 Änderungsbeschleunigung des Zieles und zum Erbestimmbar wird. Das Berechnen der Gesamt- zeugen von zu diesen Ausdrücken proportionalen geschwindigkeit des Zieles erfordert jedoch mehr Signalspannungen, die als regenerative Steuersignale Rechenoperationen als das Berechnen der Horizontal- den Servomotoren SS, SH und SA zuzuführen sind, geschwindigkeit des Zieles. Deshalb ist es vorteilhaft. Die Rechenmaschine besteht aus einer elektrischen

, ., . .._u .Fh . , in· . lu ui "ο Analoerechenmaschine, die als Rechenglieder im das Verhältnis -~- zwischen der Honzontalbesch eu- ?,■ , „ , ,. .. .._u ,. ^b,

Fh wesentlichen Potentiometer enthalt, die derart aus-

nigung und der Horizontalgeschwindigkeit des Zieles gebildet sind und in Abhängigkeit von den derRechenzu verwenden. Dies ist möglich, da dieses Verhältnis maschine zugeführten Eingangsdaten eingestellt wernur dann unbestimmbar wird, wenn das Ziel eine den, daß sie Spannungsteilungen proportional den vertikale oder annähernd vertikale Flugrichtung hat. 15 in den Potentiometersymbolen in F i g. 5 angegebenen was sehr unwahrscheinlich ist. Größen aufweisen. Wie schon erwähnt, sind die in

Unter den in die oben hergeleiteten Ausdrücke (10), Abhängigkeit vom Seitenwinkel ,st, vom Höhen-(16) und (18) für die Seitenwinkelbeschleunigung .si·, winkel Ar und von der Entfernung Al zum Ziel eindie Höhenwinkelbeschleunigung fu\ und die Ent- zustellenden Potentiometer mit den Servomotoren ferungs-Änderungsbeschleunigung Al des Zieles ein- 20 SS, SH und SA mechanisch gekoppelt, während die gehenden Größen werden die Entfernung Al zum in Übereinstimmung mit der vom Visier beZiel, die Entfernungs-Änderungsgeschwindigkeit Al stimmten Seitenwinkelgeschwindigkeit sr, Höhendes Zieles, der Höhemvinkel hv zum Ziel, die Höhen- winkelgeschwindigkeit Jiv bzw. Entfernungs-Ändewinkelgeschwindigkeit hv des Zieles und die Seiten- rungsgeschwindigkeit Al des Zieles einzustellenden winkelgeschwindigkeit sv des Zieles unmittelbar vom 25 Potentiometer mit in der Rechenmaschine vorhan-Visier bestimmt und der Rechenmaschine K zugeführt. denen, aber in der Zeichnung nicht gezeigten Servo-Betreffs der Horizontalgeschwindigkeit Fh des Zieles motoren gekoppelt sind, die von den der Rechenmuß diese jedoch zunächst von der Rechenmaschine maschine vom Visier zugeführten Signalen gesteuert berechnet werden. Der Ausdruck für die Horizontal- werden, die die Seitenwinkelgeschwindigkeit, die geschwindigkeit Fh des Zieles kann aus F i g. 4 her- 30 Höhenwinkelgeschwindigkeit bzw. die Entfernungsgeleitet werden, in der die Relation zwischen dem Änderungsgeschwindigkeit repräsentieren. Ziel M und dem Standorts des Visiers sowie die An der Anschlußklemme 7 wird die Rechenmaschine verschiedenen, vom Visier bestimmten Koordinaten- von einer Bezugswechselspannung gespeist, deren geschwindigkeiten des Zieles, und zwar die Seiten- Amplitudenwert der Einfachheit halber als 1 gesetzt Winkelgeschwindigkeit sv, die Höhenwinkelgeschwin- 35 werden kann. Diese Bezugsspannung wird einem digkeit Ar und die Entfernungs-Änderungsgeschwin- ersten Potentiometer P1 zugeführt, das eine Spandigkeit Al perspektivisch dargestellt sind. nungsteilung proportional der Entfernung Al zum

Aus F i g. 4 geht hervor, daß das Ziel eine Horizon- Ziel aufweist. Die Spannung vom Potentiometer P1 talgeschwindigkeitskomponente in Richtung quer zu wird zwei in Reihe geschalteten Potentiometern Pl der Projektion Ah der Richtung zum Ziel aufweist. 40 und P 3 mit einer Spannungsteilung proportional der Diese Geschwindigkeitskomponente hat die Größe Seitenwinkelgeschwindigkeit sv bzw. cos hv zugeführt.

Die Spannung vom Potentiometer P 3 ist somit Ah sv — AI sv cos hv. (19) proportional

Weiter hat das Ziel eine Horizontalgeschwindig- 45

keitskomponente, die parallel zu der Horizontal- Die Spannung des Potentiometers Pl wird auch,

projektion der Zielrichtung ist. Diese Geschwindig- einem Potentiometer P4 mit einer Spannungsteilung keitskomponente hat die Größe proportional der Höhenwinkelgeschwindigkeit Ar zu

geführt. Die Spannung vom Potentiometer P 4 ist

— Al cos hv + Al hv sin hv . (20) 50 somit proportional Alht. Die Bezugsspannung an

Anschlußklemme 7 wird auch einem Potentiometer

Durch Vektorsummierung dieser beiden gegen- PS mit einer Spannungsteilung proportional der seitig senkrechten Geschwindigkeitskomponenten er- Entfernungs-Änderungsgeschwindigkeit Al zugeführt, hält man die totale Horizontaigeschwindigkeit Fh Die Spannungen von den Potentiometern P4 und P5 des Zieles, die also den folgenden Ausdruck hat: 55 werden je einer Eingangswicklung eines elektrischen

Resolvers R1 zugeführt, dessen Rotor relativ zum

r-i ,/—r- ;—5 T"—;——rrr-—:—;—r~ Stator des Resolvers in Übereinstimmung mit dem

Fh^ HAI sv cos hv)² + (Al cos hv-Al hvsmhv)². Höhenwinkel Ar zum Ziel gedreht wird. Die Aus-

(21) gangsspannung von der einen Ausgangswicklung des

⁶⁰ Resolvers RI ist somit proportional

Dieser Ausdruck (21) ist mit der Formel IV, wie ·, ,

sie weiter oben angeführt ist, identisch. ^Ai ^cos ^hv " ^{Al hv} ^sm ^hv ·

Zum Berechnen der Horizontalgeschwindigkeits- Diese Spannung und die Spannung vom Potentio-

komponente des Zieles wird somit nur eine Vektor- meter P3 werden je einem Eingang einer Einheit 8 summierung erforderlich. Zum Berechnen der Ge- ⁶5 zugeführt, die ein Ausgangssignal erzeugt, das prosamtgeschwindigkeit des Zieles wären dagegen zwei portional der Quadratwurzel der Summe der Quadrate Vektorsurnmierungen erforderlich, weshalb diese Be- der beiden EingangsgröÜen ist. Die Einheit 8 kann rcchnung komplizierter ist. z. B. gemäß einer der USA.-Patentschriften 2 600 264,

13 14

2 781 169 und 2 997 236 ausgebildet sein, kann aber ein Gleichspannungssignal sein soll, wird die Span-

auch in irgendeiner anderen schon bekannten Weise nung vom Potentiometer P12 einem Demodulator Dl

zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das proportional zugeführt, der somit eine Gleichspannung proportional

der Quadratwurzel der Summe der Quadrate zweier der berechneten Seitenwinkelbeschleunigung si· des

Eingangssignale ist, ausgebildet sein. Die Ausgangs- 5 Zieles abgibt.

spannung der Einheit 8 ist somit gemäß dem Aus- Zum Berechnen der Höhenwinkelbeschleunigung hv

druck (21) bzw. der Formel (IV) proportional der des Zieles enthält die Rechenmaschine zunächst ein

Horizontalgeschwindigkeit Fh des Zieles. Diese Aus- Potentiometer P13 mit der Spannungsteilung (sr)²,

gangsspannung ist eine Gleichspannung und wird das von der Bezugswechselspannung an der Klemme 7

durch ein Summierglied 9 einem Servomotor SF als io gespeist wird und dessen abgegebene Spannung ein

Steuerspannung zugeführt. Ein Potentiometer P6, Potentiometer P14 mit der Spannungsteilung cos hv

das von der Anschlußklemme 10 mit einer Bezugs- speist. Die Spannung vom Potentiometer P14 wird

gleichspannung der Größe 1 gespeist wird, ist mit einem weiteren Potentiometer P15 mit der Span-

der Welle des Servomotors SF gekoppelt. Die Span- nungsteilung sin hv zugeführt, dessen abgegebene

nung vom Potentiometer P6 ist somit proportional 15 Spannung somit proportional (sr)² sin hv cos In· ist.

der Horizontalgeschwindigkeit Fh des Zieles, und Weiter enthält die Rechenmaschine ein Summier-

diese Spannung wird über das Summierglied 9 zum ,·.,-,. .■ Al . . „

Servomotors/ unmittelbar negativ rückgekoppelt S^{lled 13}< ^{dem die} IT Proportionale Spannung vom

und wird weiter einem Differenzierglied 11 zugeführt, „ . _no , ,. Fh .. , „

dessen Ausgangsspannung somit proportional der 20 Potentiometer P8 und die ^ proportionale Span-

Horizontalbeschleunigungskomponente Fh des Zieles nung vom Potentiometer P7 zugeführt werden. Das ist. Diese Spannung wird auch über das Summier- Summierglied 13 ist derart ausgebildet, daß es die glied 9 zum Servomotor SF negativ rückgekoppelt, beiden zugeführten Spannungen mit den an den Einwodurch eine genaue Geschwindigkeitssteuerung des gangen des Kreises angegebenen Anteilen und Polari-Servomotors erreicht wird. Die Spannung vom Diffe- 25 täten summiert, weshalb die Ausgangsspannung des renzierglied 11, die somit eine Gleichspannung ist, Summiergliedes 13 proportional wird einem Modulator Ml zugeführt, dessen Ausgangswechselspannung einem Potentiometer P7 zu- JjL _ 1 AL geführt wird, das mit der Welle des Servomotors SF Fh Al gekoppelt ist und eine Spannungsteilung proportio- 30 ist. Diese Spannung wird einem Potentiometer P16 ,1 c ■ . „. ,., , , η . .· mit der Spannungsteilung hv zugeführt, dessen Ausnal -J=J₁- aufweist. D.e Wechselspannung vom Potent.o- _{gangsspamiung e}f_nem zusätzlichen Summierglied 14

_n- ■ . -. .· ,Fh zusammen mit der Spannung vom Potentiometer P15

meter P7 .st somit proportional _w . zugeführt wird. Das Summierglied 14 ist derart aus-

Zum Berechnen der Seitenwinkelbeschleunigung sv 35 gebildet, daß es die beiden zugeführten Spannungen

des Zieles enthält die Rechenmaschine zunächst mit den an den Eingängen des Summiergliedes an-

ein Potentiometer P 8 mit der Spannungsteilung ™ ■ gegebenen Anteilen und Polaritäten summiert, weshalb

^Ai die Ausgangsspannung des Summiergliedes 14 gemäß

das mit der Al proportionalen Spannung vom Poten- dem oben angegebenen Ausdruck (16) bzw. der For-

tiometer P5 gespeist wird. Die Spannung vom Poten- 40 mel (II) proportional der berechneten Höhenwinkel-

. „ο · * ·* .- 1 Al ,,, .. , beschleunigung/ir des Zieles ist. Die Ausgangswechsel-

tiometer P8 ist somit proportiona -T₇- . Weiter ent- je · 1· j %λ · j · ι-»

¹¹ Al_- spannung des Summiergliedes 14 wird einem Demohält die Rechenmaschine zum Berechnen von hv ■ dulator D 2 zugeführt, der somit eine Gleichspannung ein Potentiometer P9 mit der Spannungsteilung hv, proportional der berechneten Höhenwinkelbeschleudas von der Bezugsspannung an Klemme 7'gespeist 45 nigung hv des Zieles abgibt.

ist und dessen Ausgangsspannung zwei in Reihe Zum Berechnen der Entfernungs-Änderungsbe-

geschaltelen Potentiometern PlO und Pll mit der schleunigung Al des Zieles relativ zum Standort des

„ ... -zu ' r-i · j Visiers enthält die Rechenmaschine zunächst ein

Spannungstellung sin Ar bzw. ^ _h(. zugeführt wird. p_olentiometer P17 mit der Spannungsteilung Ah das

Die Spannung vom Potentiometer Pll ist somit 50 _{mjt der} |/> _proportionai_{en S}pannung vom Potentio-

proportional hv tg In: Diese Spannung und die f h * ' ^l ^b

Spannung vom Potentiometer P8 werden einem meter P7 gespeist wird und dessen abgegebene Span-

Summierglied 12 ,zugeführt. Diesem Summierglied _{nung sQmit proporüonal} Mh_ _{ist Wejter enthuh}

wird auch die ^ proportionale Spannung vom _5<. _{die Rechenmaschine ein} Potentiometer P18 mit der Potentiometer P7 zugeführt. Das Summierglied 12 Spannungsteilung hv, das mit der hv proportionalen ist derart ausgebildet, daß es die angeschlossenen Spannung vom Potentiometer P9 gespeist wird. Die Spannungen mit den an den Eingängen des Summier- Spannung vom Potentiometer P18 ist somit progliedes angegebenen gegenseitigen Anteilen und PoIa- porlional (hv)¹. Weiter wird ein Potentiometer P19 ritäten summiert. Die Ausgangsspanntnig vom Sum- 60 mit der Spannungsteilung cos/»· mit der Spannung mierglied 12 wird einem Potentiometer P12 mit der vom Potentiometer P14 gespeist, weshalb die Aus-Spannungsteilung sv zugeführt. Die Wechselspannung gangsspannung des Potentiometers P19 proportional vom Potentiometer P12 ist somit gemäß dem obigen (sr cos/ir)² ist. Diese Spannung und die Spannung Ausdruck (10) bzw. der Formell proportional der vom Potentiometer P18 werden einem Summierberechneten Seitenwinkelbeschleunigung si des Zieles. 65 glied 15 zugeführt, das die beiden zugeführten Span-Da die Spannung vom Potentiometer P12 eine nungen mit den an den Eingängen des Summier-Wechselspannung ist, aber das regenerative Steuer- gliedes angegebenen Polaritäten und Anteilen sumsignal für den Seitenrichtservomotor der Antenne miert. Die Ausgangsspannung vom Summierglied 15

wird einem Potentiometer P 20 mit der Spannungsteilung Al zugeführt. Die abgegebene Spannung des Potentiometers P 20 ist somit proportional

Al [(st; cos hv)² + Hv^2-] .

Diese Spannung und die Spannung vom Potentiometer P17 werden einem Summierglied 16 zugeführt, das die beiden zugeführten Spannungen mit den an den Eingängen des Summiergliedes angegebenen Polaritäten und Anteilen summiert, weshalb die Ausgangsspannung des Summiergliedes 16 gemäß dem oben angegebenen Ausdruck (18) bzw. der Formel (III) proportional der berechneten Entfernungs-Änderungsbeschleunigung k\ des Zieles ist. Die Wechselspannung vom Summierglied 16 wird einem DemodulatorZ)3 zugeführt, der somit eine der berechneten Entfernungs-Änderungsbeschleunigung Al proportionale Gleichspannung abgibt, die dem Servomotor SA als regeneratives Steuersignal zugeführt ist.

Claims

20 Patentansprüche:

1. Visieranlage, insbesondere Radarvisieranlage, für Luftziele mit einem mittels gegengekuppelten Servomotoren seiten- und höhenrichtbaren Visier, einer mit dem Visier verbundenen, mittels eines gegengekuppelten Servomotors einstellbaren Entfernungs-Meßeinheit, einer mit dem Visier und der Entfernungs-Meßeinheit verbundenen, selbsttätigen Zielfolgeeinrichtung zum Erzeugen von ' Fehlersignalen, die die Seitenwinkelabweichung bzw. die Höhenwinkelabweichung zwischen der Richtung des Visiers und der Richtung zu einem Ziel bzw. cie Abweichung zwischen der in der Entfernungs-Meßeinheit vorläufig eingestellten Entfernung und der Entfernung zum Ziele repräsentieren und die den das Visier seitenrichtenden und höhenrichtenden Servomotoren bzw. dem die Entfernungs-Meßeinheit einstellenden Servomotor als Steuersignale zugeführt werden, und mit dem Visier und der Entfernungs-Meßeinheit verbundenen Einrichtungen zum Bestimmen der Seitenwinkelkoordinate, der Höhenwinkelkoprdinate und der Entfernungskoordinate des Zieles sowie der Seitenwinkelgeschwindigkeit, der Höhenwinkelgeschwindigkeit und der Entfernungsgeschwindigkeit des Zieles relativ zum Standort des Visiers und zum Erzeugen von diesen Zieldaten proportionalen Signalen, gekennzeichnet durch eine elektrische, mit an sich bekannten Rechenelementen versehene Rechenmaschine (K), der die der Seitenwinkelkoordinate si;, der Höhenwinkelkoordinate hv, der Entfernungskoordinate Al, der Seitenwinkelgeschwindigkeit sv, der Höhenwinkelgeschwindigkeit hv und der Entfernungs-Anderungsgeschwindigkeit Al des Zieles proportionalen Signale zugeführt werden und die ausgebildet ist, von diesen Zieldaten aus einen ersten, die Seitenwinkelbeschleunigung (sv) des Zieles repräsentierenden Wert

60

(D

sowie einen zweiten, die Höhenwinkelbeschleunigung (hv) des Zieles repräsentierenden Wert zu berechnen, worin Fl die Geschwindigkeit des Zieles in einer vorbestimmten Richtung und Fl die Beschleunigung des Zieles in dieser Richtung bezeichnen, sowie ein erstes und ein zweites Signal proportional diesem ersten Wert (I) bzw. diesem zweiten Wert (II) zu erzeugen, wobei das erste Signal zum Erzeugen eines zusätzlichen, regenerativen Steuersignals für den das Visier (A) seitenrichtenden Servomotor (SS) und das zweite Signal zum Erzeugen eines zusätzlichen, regenerativen Steuersignals für den das Visier höhenrichtenden Servomotor (SH) verwendet werden.

2. Visieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenmaschine (K) ausgebildet ist, aus den zugeführten Zieldaten aus auch einen dritten, die Entfernungsbeschleunigung des Zieles repräsentierenden Ausdruck

Fl

Al + Al [{sv cos hv)² + hv²] (III)

(Fl - Äl\ f . ,. ,, . . .
I —.— 2 -JY 1 /ir — (st) sin /η· cos ην

(ID

zu berechnen und ein drittes, diesem dritten Wert proportionales Signal zu erzeugen, das zum .Erzeugen eines zusätzlichen, regenerativen Steuersignals für den die Entfernungs-Meßeinheit einstellenden Servomotor (SA) verwendet wird.

3. Visieranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenmaschine (K) ausgebildet ist, die Größe -=r- zu berechnen, worin

Fh die Geschwindigkeitskomponente des Zieles (M) parallel zur Seitenrichtebene des Visiers (A) und Fh die Beschleunigungskomponente des Zieles parallel zur Seitenrichtebene des Visiers bezeich-

Fl
nen, und diese Größe als die Größe -^t- beim Berechnen der erwähnten ersten, zweiten bzw. dritten Werte (I, II, III) verwendet wird.

4. Visieranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenmaschine (K) ausgebildet ist, den Wert

]/(Al sv cos hv)² + (Al cos hv - Al hv sin hv)² (IV)

zu berechnen und ein diesem Wert proportionales Signal zu erzeugen, wobei die Rechenmaschine einen von diesem Signal gesteuerten Servomotor (SF) enthält, mit dem Signalgeber (P6, 11, Pl) zum Erzeugen eines Signals proportional dem Verhältnis zwischen der Drehgeschwindigkeit und dem Drehwinkel des Servomotors gekoppelt sind, wobei dieses Signal von der Rechenmaschine

Ph

als Maß für die Größe -=r- verwendet wird.

tu

5. Visieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der von der Rechenmaschine (K) berechneten und erzeugten, zusätzlichen, regenerativen Steuersignale dem entsprechenden Servomotor (SS, SH bzw. SA) durch einen Integrator (/1, /2 bzw. /3) zugeführt wird und daß Mittel (Tl, T 2, T 3) vorgesehen sind zum Erzeugen von Signalen, die proportional den Änderungsgeschwindigkeiten der von den Servomotoren verursachten Veränderungen im Seitenwinkel bzw. Höhenwinkel des Visiers (A) bzw. in der in der Entfernungs-Meßeinheit eingestellten Entfernung sind und die zu den entsprechenden Servomotoren negativ rückgekuppelt sind.

909 514/1395

6. Visieranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Seitenwinkelabweichung bzw. die Höhenwinkelabweichung zwischen der Richtung des Visiers (A) und der Richtung zu dem Ziel (M) bzw. die Abweichung zwischen der in der Entfernungs-Meßeinheit eingestellten Entfernung und der Entfernung zum Ziel repräsentierenden Fehlersignale auch den den Servomotoren (SS, SH, SA) vorgeschalteten Integratoren (71, /2, 73) zugeführt werden.

7. Visieranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der von

der Rechenmaschine (K) berechneten und erzeugten, zusätzlichen, regenerativen Steuersignale dem entsprechenden Servomotor (SS, S77 bzw. SA) unmittelbar zugeführt wird und daß Mittel vorgesehen sind zum Erzeugen von Signalen, die proportional den Änderungsbeschleunigungen der von den Servomotoren verursachten Verände-, rungen im Seitenwinkel bzw. Höhenwinkel des Visiers (A) bzw. in der in der Entfernungs-Meßeinheit eingestellten Entfernung sind und die zu den entsprechenden Servomotoren negativ rückgekuppelt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen