DE1406533A1 - Fernlenkleitstelle fuer unbemannte Flugkoerper - Google Patents

Description

U06533

Dipl.lng. R. Mertens

Patentanwalt Fiaokfurt/M., Ammeiburgstraße

333-

JT 9 B A Y'S 8 AG

Zürich/Sohveis

"JFernlenkleitßtelle für

f ornlessiibtirca, Eörpsra gssea ©ia £ΐ'£Ί fco-· V0£lichc3 Zlalob^olrt lEusa einor iiioldcckuii^jhn salt

Einriclit\ins zua Orton des KÖrpors und rc^i und ütoraittioln von.

auf die ßollbniin au ίίί^ο:α mid dieser χα halten* £or lenklDcra KÖrpör teeaa ti oder Panaerabwührrakot© oier auch ein eein, dessen Lenkor^suae entcprecliond &s&

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ΝβΙΙΘ Unterlagen (Art. ζ ΜI Aba, 2 Nr. l S«tz 3 des Änderung^es. v.4 9.1:

Ifoiamandosignalen verstellt worden und qins "reeht-links" bzw. "auf wärts-abwärts" Bewegung des gelenkten EÖrpera bewirken.

Bekannt sind Lenksysteae, bei denen an der- Leitstelle ein optisches Beobachtungsgorat» ζ·Β· ein !fernrohr oder ein Feldstecher» sowie ein von Hand verstellbares Steuerorgan für die Bedienungsperson (den Schützen) vorhanden sind, wobei das handverstalibare Steuerorgan auf eine mechanisch-elektrische Wandlervorrichtung asur Erzeugung von Lenkkommandosignalen stach Haßgabe der Auslenkung dieses Steuerorganes aus einer neutralen Hittellage einwirkt· Bie Bedienungsperson richtet die Beobachtungsvorrichtung das Zielobjekt* ermittelt fortwährend visuell die blickliche voktorielle VinksldiiXerena au dor Visg zum lenkbaren Körper und verstellt das St euer organ von Hand so» daß die dadurch erzeugten unddea. isnkkSrper..übermittelten Lenkkoiaiaandosignalo die B©w5£rangsbahn des Lenkkörpers in dio Visiergorade zum Zielob^ekt überleiten.

Die VerwsnduBg von optischen Beob&chtungsvorrichtun-Sxm wie yEldstechern_t Fernrohren und dgl. ist dabei deshalb bo— sonders vorteilhaft, well das nenschlicho Auge ein badc-utond größeres Untorscheidunss- und Auflösungsvomögen für :aahs.s beieinand©rliegende Objekte bzw. Objekbildsr hat, al3 dio bekannten, solbsttätig wirkenden licht- und SifT

n· Die Bcobachtungsperson üw

dabei die in ein&a Segelkreis wichtige iunktion dor Differenzbildung zwischen Soll- und Istwert äs? zu GröBö und die des Aktoators zur Erzeugung eines ?ehlorwert entsprechenden Steuersignals bzw· zur dlrokten

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Veränderung des Istwertes der Regelgröße. Aufgrund seiner Lernfähigkeit kann der Mensch auch gewisse weitere Funktionen Ton in selbsttätigen Regelkreisen oft benötigten Hilfsvorrichtungen übernehmen, vie Glättungs- bzw. Kätelwertbildungs-Vorrichtungon, Fehlerwertintegratoren, Phaaenschieber- und Stabilisierungs-Vorrichtungen und dgl.

Sie mit der Einschaltung des Kenschen jedoch einher^ehenden Kachteile liegen in aufgrund der äealitionsscii; c~af~ tretenden Lauf Zeitverzögerungen und iat. unveriaaläliciicii Zittern der Hand, die bei Schwingneigungen des Systems in Bereich kritischer Eigenfrequenzen unzulässig gro£o Ler.kfehler zur folge haben kann·

Eine Beobachtungsperson wird das Handsteuerorgan in erster Näherung proportional zu dem. von ihr visuell fest gestellt on Differenzwinkel (Fehlergroße) verstellen, die dadurch erzeugten Kommandosignale werden ebenfalls annähernd proportional zur Verstellung des Handsteuerorganes sein und die erzeugten Querbeschleunigungon des Fernlenkkorpcrs vcrcLc-n ihrerseits wieder annähernd proportional zur Größe der cnpfangenen ibmmandosignale sein. Daraus ergibt eich eine sogenannte Beschleunigungssteuerung, bei der jeweils die Qaerbeschleunigung des lenkbaren Flugkörpers uinähernd proportional zur festgestellten Fehlergröße bzw. zur Verstellung des Handsteuerorganes ist· Eine solche BeschluerdguEgastouerung ist wenig erwünscht, weil durch den Sehr "sen zur Verschiebung einer bestirnten Ist-Lage in eine bes immte Soll-Lage mindestens zwei einander entgegengesetzte Lenkimpulse von je vorbestimmten Virkungsintegral ausgelöst werden müssen.

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Zur Erzielung einer sogenannten Geschwindigkeitssteuerung, bei der die Quergeschvdndigkeit proportional zur Verstellung des Handsteuerorgandes ist, ißt z.3. der Einbau eines sogenannten Autopilot-Sjstenes (^flugregler) in den lenkbaren Flugkörper bekannt. Zur Verschiebung des Lenkkörpers aus der Ist-Lage in die Soll-Lagerist dann nur ein Lenkimpuls von vorbestimmten Virkunssintegral notvonäig. Nachteilig ist bei dieser Lösung Jedoch, daß infolge der zusätzlichen Einrichtung in der Haltete diese schwerer und großer wird, ohne daß ihre Nutzlast oder Sprengstofflast vergrößert würde. Schließlich ist nachteilig, daß die auch recht teure Zusatzeinrichtung in der Rakete nur eiraal aus Einsatz koraiaen kann.

Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist ea, ein solches Por-nlenksysten derart su verbessern, daß dor ausatnliche Aufwand nicht an dem Lenkkörpor_s sondern an-der für viel© Haketenstarts zur Verfügung stehende Leitstelle au leisten. ist. Ss soll dabei dae Lagesteuerung derart erreiclrü *;erden, daß die Größe der erreichton Querverschiebung des lonk.-körpers aus seiner Ist-Lago in die CoIl-La^o mindester-^ ü.:inäheini proportional zur Yerstellung dca Iicjidstoucror^iincs wird, v/eil dies die für eine Ecdicnungspcrcon leichte und aa leichtesten erlernbare Art der Steuerung ist.

Mit der Erfindung soll auch erreicht v;crdün₅ £g2 £it'jci^vbev/cgungcn der Bedienungsperoon bei Betätigung dos H;::.:l-3teuerorgancs auch, v/e-nn sio ivi Prequenaböroich de.;· _/i._',^.-schwinguüg des fliegenden Flugkörpers \lz ccino Qzc^:.„':..: j liege-n (Pitch-Bavrcgungan) nicht aur ^'i^rcgui'-o' solcher :Jc:.-.\:iiL-gungon führen, ohne daß jedoch die soitversvgalocc Ll::::-- toagung von plütcilichen Hcrrokturbcfcliic^. an die lci^oi _-:_.., des Körpers behindert ist.

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An sich könnte nänlich statt eisr mechanisch stcrrcn Verbindung sv/ischcn Hnn&stsusrorsan und ühvandliin^c^liccl diesor'Bewegung in ©ntsprschoudo olektrischo Si-nale oinc stark gedäsipf te Verbindung- über eine Schleppf ©der vcz-^csehen viordon oder auch in elektrischen Übortra^n^uc^ für die elektrischen Signals ein dämpfendes 2i©£pc£filtG* eingebaut werden, so daB £Ie höher gelegene:! Eo-eic!ia acc Frequenzspoktrums der Handbov;s£ron2 nicht wii^sa-i '.rörde-ii· Damit gingo aber auch die Köslichlroit vorlorsn, durch rascho und großa Auislenlcon^· des Eandxiüuror^onGS ci:ic entoprechond rasch erfol^onds I£ur ο änderung des len'Äaiwij. Xörpors su erax/ingen, wcrui disa etwa in der SciiluiJ_xi:i~o dos Schusses notwöndig wird*

iia sind solbsttätin Kirkondo u^tun^cgur^u nit barer üichtachsa bekannt» dio Icn^iccii^ondoai^ii die joderssoit der volctoriollcn "iJini^

tU^ll^J^^J^-^C^VO OC'Jj? lAii^-i—O ^""^^.'νΛ^-^^'^νιΛϋνϊ ^*<««*.'^*.Ο·1.^-1 y \i\J.L··.*

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der -L^nklcör^

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plialter Porn emittelbar sind, lä£t eich ein derartiger automatischer Servo-Lenkkreis verhältnisnlLßis leicht optimaliaieren, "beispielsweise durch Eini'üsusc eines GtabllisicrnGtawerkes ziit entsprechend vorbestiEritör 'Irausf erfunlcbion und/oder durch Linfüsuns von sogenannten PelilerintGiaratorcrL, dia bewirken, können» da& auch, bei düuornl wirkenden StÖreinflü35eiL_t z.B. Quervjindon, dei^ iom^alon^ Körper jedorseit nit irar ssrin^ca OrtGrohlcr der ICiclitcoii des Ca?tunsssoräte3 folgt, ilindoctuna Tür· qucci^tc-ui^olio V hältnisse, ci;o boi vörhäl"tnLC^äi3is kloinon ^TJin^olr:ci:cli;.u.r. aigkeiten der Sicirbacusö des söltstväti^^^ Crviir^^^orütCiC läßt sich auf diese V/aisc erreichen, da3 der· lenli^cro Lxir per nach jeder Störung in optimaler Eoi;cjim^Cbcioi i'c^ili u^ 3'Cötis in dio Soll-Iialm üoci-üoleitot v/ird. £3 Γ:ϋηη:.ιι ^ΙΙϊ diju_;3 bieiboiide fehler ezitstciüi, die unter a^r: -^riö^iL-o vor^ä^oa das üriui^agöriiti.^ li^c;2. und ^uch ic:;ciij^_tri cl^ nautische liachli^iffohler Ιζύ-ολ^ο daucniä c^if ~ci; Leu";.:-J^. "^1 auf di« Iü.chtaciL3O di3 Cx-^un^jc-llii^ wi,:;.i::^-:.---iibGii, die vsn^or-'i^icrt blc-il,-—. 1-ci -Ii:,.^..■;:

auf der ijrdoborflächc; cdor -rzr.^ darLlbc^ '^',^^i...-.

duren 1&£ ,en sieh Pchler bii der ubertrc^or^ dor Ll-.

ifgi^ 'jail ο-" t^jc¹"· ^v>'·"----" τντ_· -·*-%- ~— .....!.. . .■·.·.-..
rung himdelt. Sine andere I-o^iichlicit izli CiIo₁ dl^- I

körper von dex* Bedienur-^^^ex-coa visuell c.-üio~ ^^.:~ν:
lung direkt gc^en daa Ziolobjcut richten au Icws^ri.

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sehen davon, da2 ein wendiges Sieloc.jokt p^lrii^oli r^L.-; fm 3?e.donkroxis eines Beob&cliiruLi^ct^uriVb-uw ^elisIL^uii \-iiz?t'~·.-. kenn, können dabei inner nccä vjrrar-i dos lenkbaren EGrpors gcsonilbcr der Al turjcsS^^ötQ³ und Ei,iistellfehl-cr äc^zollcu ccc^aubc·^ Lei*-" Eichtaenee d3s ZJoobaehtucs^S^rStes ctSrcsd zc£ CIo üir-c:C--wirlren. Scliließlich würden \.'ieCLci?üsi . die ν™--Sitterl)euo3iui^i>a. der Send cnf die 2ie-i;:;.üj> se dee Ortungaserätes imd dtisit auf den lealibcros. l^rpix» übörtragönj sodaß wieder dio Gofsiir dor Anrcsui^j von c\.^i den ßcnwinEunson bestünde·

Zur Venaoiduns der vorstellend boscliricbcncn ITacLwCilG vx.d Eeibchaltuns der ia cinsGlr.an aufscaeißtcn ITcr-wCilc v.;:.L-~ hält erfindun^s^oaöii öins Pcr-nlcaldLoit^öoIIc ein siloi-ttätig icirkendc-a
Hichtacnao, das dar

dem jovjeiliGon Visiersfcr&hl £Il;i riu^lxürocr VLnd der !1L ccnso des Ill-Or-JraiJSS3C-rDto;3 tntsnr-colier.dö 1οηΊ:1ΐο·-τ.:ειΐ-.ν^._-ν;-nale craou^t und zur Loruoz::^ an den Z?lvc'-^:--i-- übcj.-j.^"_wj und ein optischen Böobaclröunc-oC^Ht iür cisio 2,;c.ic::^.::._;.:.-person zur visuellen Srsiittlv-L^ d;j .Cblcc:c-cliic::ⁱs cl^ ^1'J.^ körpera, troböi uiecea übor ein Gtcv^crc:-^ -i« cg^ .a.c:...: ;: so dos

Auf dieso Vciico colin^t es, dio Tarüeilc dec "bd^zivL-.. -.:.i'j;-nit II^nd^tj^iiG^un^ ru :-:c:"Jbiaiorca nit Cit. "vi^vc:.:.·.....

bekannten,

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geordneten Steuerorganeü susiitzlicüiG Lcnlircrr :;.ndcsi;jr.alc au erzeugen, die durch, eine Mdltieru:.-stufe ra. den Lciiiko.⁷2nandosi(Tnalc2i aus den selbsttätig -uirlrcndcn lE-Crt'uns gerät; hinsu^ofüest; vorden, uoooi die- entstchondoiL Surr-c-iL-v;erte an den. Pliiglcörper geleitet t:ordcn·

Uoitere avjeclanäJBiGO Außgost al tunken dor erfundenen Pernlenklcitstelle eind in ass. Untorcnsprüclien GskGi^iseiclmo

k AnxLcUnd dsr nit^jc^Gbcncn SGicimiui^on sollen ncxci

Au3führunssboispiole beschrieben v/srden. Zs zeigen:

n3 auf Seite 10)- -

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Pig. 1 ein teilweise schaubildlich gezeichnetes Slgnalfluss-Scheraa eines ersten Ausführungsbeispieles.

Fig. ^ 2 das Blickfeld der Beobachtungsoptik von Fig. 1 Fig. 3 eine geometrische Achsdarstellung im Grundriss Fig. 4 und 5 Varianten zum System nach Fig. 1 ±n_t

vereinfachter Darstellungsweise.

Fig. 6 eine echaubildliche Darstellung eines Handsteuergerätes kombiniert mit Infrarot-Ortungsgerät.

Im System nach Fig. 1 beobachtet ein Schütze M ein frei bewegliches Ziel Z, beispielsweise einen Panzerwagen, mit Hilfe einer Beobachtungsoptik 0, beispielsweise 'einem binokularen Fernrohr, Dieses Fernrohr 0 ist über mechanische Bewegungsübertragungsorgane starr mit einem Handsteuerorgan H verbunden. Dieses Handoteuerorgan ist sowohl um eine Vertikalachse Y, als auch um seine Horizontalachse; X verschwenkbar, wodurch dem Winkel So der optischen Beobachtungsachse Ao gegenüber der raumfesten Bezugsachse Ab annähernd der Wert Oz (Winkel zwischen der Bezugsachne Ab und der Visiergeraden Az zum Zielobjekt Z) aufgezwungen werden kann, d.h. der Schütze verstellt sein Handfiteuerorgan so, dass der Differenzwert £ο = θο - θζ klein wird. Die durch die Hand des Schützen M an das Ilandsteuerorgan übertragenen Winkelwerte θο werden über ein Tiefpass-Servosystem TSi zur Verstellung der Richtachso Ai eines als Fehlerwinke|.-Detoktor wirkenden Infrarot-Ortuu,·^;-geräteo ID, im folgenden £teta Infrarotgerät genannt, uU;

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grösaen zugeführt. Damit wird erreicht, das3 die Richtachae Ai des Infrarotgerütes auf einen Winkel Qi gegenüber der Bezugsachse Ab eingestellt wird, der annähernd dem Winkel &o der'Beobachtungsoptik gleich ist. Das vom Tiefpass-Servosystem TSi wirksam übertragene Frequehzspektrum wird aber auf einen Bereich von 0 ♦ f ο Hz begrenzt, so dass die Infrarotgerät-iiichtachse Ai brüsken Verstellbewegungen des Handβteuerorganes H nur mit Verzögerung und gedämpft folgt. Die Grenzfrequenz fo kann z.B. bei 0,5 Hz liegen. Das Infrarotgerät bildet in seinem Blickfeld befindliche Infrarot-Lichtquellen auf einen Bildschirm ab, dem elektrische Mittel zur Bildung von elektrischen Fehlersignalen zugeordnet sind, die der Ablage des Bildes vom Zentrum des Blickfeldes entsprechen.

Im vorliegenden Pail dient die Strahldüse einer Panzerab-. wehr-Raketa R als Infrarot-Lichtquelle und das Infrarotgerät ID erzeugt also elektrische Fehlersignale £1, die dem momentanen Unterschied zwischen dem Winkel Θΐ der Richtachse Ai des Infrarotgerätes ID in Bezug auf die Bezugsachse Ab und dem· momentanen winkel or des Visiorstrahles zur Hakete in Bezug auf die Bezugsachse Ab ent-^ω sprechen, bzw. deren x-und.-y-iiomponenten proportional oiud.

oo Diese Fehlersignale £1 werden den Steuerorganen der lonk-

baren Rakete über ein Stabilisierungsnetzwerk IiS, eino '

_o Sendee-inrichtung K und eine von der Rakete R nachgeschleppte-

C" Drahtleitung D übermittelt, wodurch die Steuororgano der Rakete so'betätigt werden, dass die Rakete DADORiGiNAt

ihren Kurs im Sinne einer Anschmiegung an die Infrarot-Richtachse Ai ändert. Ein solches System entspricht einer sogenannten LeitStrahllenkung eines fernlenkbaren Flugkörpers. Da voraussetzungsgemäs3 die Richtachse Ai des Infrarotgerätes ID mindestens annähernd mit der optischen Beobachtungsachse Ao in Deckung ist, fliegt die Rakete R

auch annähernd längs der optischen Beobachtungsachse Ao gegen das Ziel Z. Der Schütze sieht also gemäss Fig. 2 im Blickfeld seiner Beobachtungsoptik dauernd sowohl das

Zielobjekt Z, als auch die Rakete R. Er wird vorerst das Handsteuerorgan 11 nur so bewegen, dass die optische Achse Ap d.h. das Zentrum seines Blickfeldes annähernd auf das Zielobjekt Z gerichtet ist. Durch günstige Bemessung des

Stabilisiernetzwerkes NS und allfälliger anderer Teile des Leitstrahl-Lenksystems lässt sich erreichen, dass die

Rakete verhältnismässig rasch und ruhig in einen annähernd zum Ziel führenden Kurs einschwingt. Mit Hilfe eines Differentialgetriebes Gd wird an der Leitstelle die Winkeldifferenz δο zwischen der momentanen Einstellung So der

optischen Beobachtungsachse Ao und der momentanen Einstellung Si der Infrarot-Richtachse gebildet und in einem Wandlersystem W in dazu proportionale elektrische Fehlersignale £a' umgewandelt. Nach Schliessung des Schalters S werden diese elektrischen Fuhlersignale £z ' hinter dem Stabilisiernetzwerk NS und vor der Sendeeinrichtung E über ein Additionsnetzwerk N+ in den Leitstruhl-Lenkkreis ein^ui'uhrt.

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Wenn der Schütze bei geschlossenem Schalter S das Handsteuerorgan H im Masse der von ihm visuell festgestellten Fehlerwinkels £₂ zwischen dem Visierstrahl Az zum Zielobjekt Z und den Visierstrahl A, zur Rakete verstellt, wird der Raketenkurs zusätzlich so beeinflusst, dass dieser Fehlerwinkel £^ auf den Wert Null verkleinert, wird, d.h. dass der Visierstrahl zur Rakete zur genauen Deckung mit dem Visierstrahl zum Zielobjekt kommt. Es ist dabei .wichtig, dass nach dem Abschiessen der Rakete R von der Leitstelle aus der Schalter S noch eine gewisse Zeit geöffnet bleibt, damit in dieser Startphase die· Rakete allein durch die Signale <f^ des Infrarot-Leitstrahl-Lenkkreises beeinflusst wird, in dem dieser selbsttätige Regelkreis so ausgebildet ist, dass die Rakete rasch-und ruhig in den durch die Infrarotleitachse Ai gegebenen Sollkurs einschwingt. Da die Infrarotleitachse voraunsetzungsgemäss über ein die höher frequenten Anteile der Handsteuerorgan-Bewegungen nicht wirksam übertragendes Tiefpass-Servosystem TSi verstellt wird und sie deshalb keine brüsken und schnell schwingenden Bewegungen erfiiluro ₍ werden der Rakete keine entsprechend rasch veränderlichen Steuersignale übermittelt und die Anregung von zu Instabilitäten führenden Pitch-Schwingungen der Rakete wir,. vermieden.

Es ist ebenfalls von grosser Bedeutung, dann nicht die; RichtwinkGl-Komponenten 60 dor optischen Achno Ao, rf.;.. die Vernlol] hovre^un^en c.\ ; L^T.'tr»n:-1· :·π.·r,·■·.:»■■! U·:: ;.", 1 .:..: .

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elektrische Fehlersignale £z ' ' sondern nur die erläuterte Differenz Δο in elektrische Signale umgewandelt wird, weil auf diese Weise eine Lagesteuerung der Rakete verwirklieht werden kann. Wenn im System nach Pig. 1 der Schütze M sein Handsteuerorgan H entsprechend dom visuell festgestellten Fehlerwinkel £\ brüsk verstellt, ao wird der Rakete R zwar sofort, wenn der Schalter S nun geschlossen ist, ein entsprechend grosser Steuerbefehl übermittelt. Weil dem ■Servo-System TSi für das Infrarotgerät der entsprechende neue Winkel θο aber ebenfalls zugeführt wird, folgt die .Infrarotrichtachse Ai diesem neuen tfinkel öo in verzögerter und gedämpfter Bewegung. Wenn dann der Einstellwinkol töi der Infrarotrichtachse nach einer gewissen Zeit den¹ neu eingestellten Wert Öo angenommen hat, werden die i;a Wandler W erzeugten Fehlersignale ζ. t * auf den Viert 0 reduziez't und die Rakete hat Zeit, über den optimalisierten Leitstrahl-Lenkkreis in die durch die verachwenkte Infrarotrichtachse Ai bestimmte neue Kurslinie überzugehen, ',Veπλ das erfolgt ist, und die Rakete in der Z;ii3chenzeit nicht durch neue Störeinflüsse oder infolge neuer Zielbewe^un^on wieder ausser Zieldeckun^, gelangt ist, hat die vorerlüuöerte Verstellung des Handbetätigungsorganes ti keine weiteren Einflüsse mehr auf den Raketenlcurs, d.h. es ergibt sich eine praktisch ideale Lagosteuerung, wie sie von einem Manschen am leichtesten erlernbar ist»

na iat ebenfalls von|groaüer tfichtigkoit, dasu die ruach veränderbaren UteuorsignaLe £2 ' aus dem Wandler W hintur

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dem Stabilisierungsnetzwerk NS in den selbsttätigen Leitstrahl-Lenkkreis für die Rakete eingeführt werden. Ein solches Stabilisierungsnetzwerk soll eine Phasenvoreilung der in ihm übertragenen Signale bewirken und hat deswegen auch eine amplitudenanhebende Wirkung auf höherfrequente Signalkomponenten. Es ist nun aber so, dass bei der Handbetätigung von Organen durch einen Menschen durch unvermeidliche Zittererscheinungen und Ruckbewegungen auch höherfrequente Bewegungskomponenten erzeugt werden, die in den Dereich der Pitch-Eigenfrequenz der Rakete um ihre Querachsen fallen können, die im Box'Oiche von 1 - 2 Hz liegt. Wenn die durch diese höherfrequenten Bewegungsanteile im Wandler W erzeugten Steuersignale £ ι durch das Stabilisierungsnetzwerk NS des Leitstrahlregelkrieses geführt würden, wurden sie verstärkt und könnten die Anregang von Pitch-Schwingungen der Rakete bewirken, wodurch die Genauigkeit des Raketenkurnoö

i
beeinträchtigt würde. Beim dargestellten Fernlenk sy st era werden also die höherfrequenten Anteile der dem Handsteuerorgan aufgezwungenen Bewegungen dem sich anhebenden Stabilisierungsnetzwerk NS nicht zugeführt, weil sie ix Tiefpass-Servosystem TSi ausgefiltert v/erden und die

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Signale ££ , welche solche höherfrequente Bewcguiigsantu-.-w' enthalten, werden nicht über dan Stabilisierungnnetav/o:·:: NS geleitet, so das3 keine zu Pitch-Schwingungen dor Rakete führende Pegelhebung solcher höherfrequenten Si,.·■;,.'„ulanteile stattfinden kann.

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Um das rasche Anvisieren des Zieles vor dem Start dar Γ~;.Λχΐΰ mit beiden Achoen (Ao^ Ai) zu erleichtern, kann es vorteil« haft sein, die Infrarot-Richtachse Ai mit der optischen Beobachtungsachse Ao starr zu kuppeln, was durch der, mechanischen ^upplungsschalter Km in Fig. 1 angedeutet ist.

An Stelle eines aktiven Servomotorsystcms TSi sum Verachv/enken der Infrarot-Hichtachae Ai kann auch ein passives, für höherfrequente Bewegungskomponenten stark dämpfend wirkendes Mitnehmerwerk vorgesehen werden, bei welchem die Antriebswelle mit dar Abtriebswelle über oinon in sich Mitnehmer gekuppelt 13t und die Bewegungen der durch hochviskose Plüssigkeitön oder Wirbelstrombremse:-! g dämpft sind.

Weil bei einer solchen Fernlenkung von Lenkkörpern nac:i ü Leitstrahlverfahren an sich eine 4uerablage der iuiket^ ir. Metern von einer Soll-Lage (Achse) und nicht ein Wink-I korrigiert werden muss, ist es vorteilhaft, mindesten.: in: Uebertragungsweg für die Fehlersignale Gl. des Infruroü-Gerätes ID.gegebenenfalls aber auch ic uebertr .jangs.-.-i^ i die Signale Qi* eine Konu3-üylinder-Tr:AnsforDia.tio^a-^iurichtung KZ vorzusehen, viox-iii die au den Winkelvertcn .,.-, ba.v. fzc proportionalen elek'crisciier. Signale u>it eine... .c Kionientva-.en Diötans der Rakoto von der Leitstolle ρχΌ^^,-^ nalon ..ert, multipliziert vieraor.. P^iea kann dadurch ^oci.c!

.i'iaui'CtUnde in colcha-i ii-.iu^.

,..n2en von oia-;.;, w_tvnjiii*or*.r.otor iiM i-- ,..-.

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portional verstellt werden.

In Pig. 4 der Zeichnung ist das Signalfluasdiagramm einer Variante zum System nach. Pig. 1 in vereinfachter Form dargestellt.

Der Mensch M misst durch visuelle Beobachtung einerseits die Differenz $o - θζ·zwischen dem.Richtwinkel Qz der Vi3iergeraden Az zum beweglichen Ziel Z und dem fiichtwinkel θο der optischen Beobachtungsachse Ao und stellt am Handsteuerorgan H (Ausgang) einen Richtwinkel 60 ein, der zu einem DifferenzbildnerDo am Eingang eines rasch arbeiten- j

den Servosystems. so zur Verstellung der optischen Achse Ao der Beobachtungsoptik O, d.h. des »vinkels So übertragen wird. Der Kichtwinkel θο der Beobachtungaachse Ao wird ebenfalls zum-Differenzbildner Do übertragen,sodass das Öervo system 3o mit der Differenz ©o - ©0 als '-iingangsgröose gesteuert wird. Es handelt sich beim 'Servosystem So um ein relativ rasches System, mit dem Zwecks, die optische Achse Ao der Jäeobachtungsoptik 0 möglichst verzögerungsios dem Zielobjekt nachführen zu können. Damit wirkt das System So ähnlich 'wie eine direkte mechanische Kupplung gemäss Fig. mit dem Unterschied allerdings, dass die Arbeit für die Bewegung der Beobachtungsoptik nicht von der menschlichen Hand aufgebracht werden musa. Im Jobrigen entspricht duü System nach Pig. 4 demjenigen nach Pig. 1. Es wird nämlich der Einstellwinkel ®o der optischen Beobachtun^-sach^ einem Differenzbildner Di ara Üingang eines Tiofp-.iSü-Cüi-vo—

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systems TSi zur verzögerten und gedämpften Einstellung des Richtvinkels 0i eines Infrarot-Gerätes ID zugeführt und dieser Richtwinkel wird an den Differenzbildner Di am Eingang des Tiefpass-Servosystems zurückgeführt, so dass dieses mit dem Wert θχ - θο als Eingangsgrosse gesteuert wird. Vom Infrarot-Gerät ID ist nur der zugehörige Differenzbildner dargestellt, der die Differenz 61 = Gr - Qi (Qr = Richtwinkel der Raketenachse Ar; Qi = Richtwinkel der Infrarot-Richtachse Ai) als elektrisches Signal bildet. Dieses Fehlersignal£t wird, wie in Fig. 1, über ein Stabilisiernetzwerk NS,. einen Steuersignalsender E und die Drahtleitung D den Steuerorganen der ' Rakte R zugeführt, deren Kurs dadurch selbsttätig ib Sinne einer Anschmiegung an die Infrarot-Leitachse Ai korrigiert wird. Wie in Pig. 1 worden die Einstellvinkel Qo des handbetätigbaren Organes und Gi der Infrarot-L&itachse Ai in einem Differenzbildner Dv/. zur Bildung der Differenz Δ ο = Qi - θο subtrahiert und diese V.'inkeldifferenz wird in einem Wandler W in ein entsprechendes elektrisches Steuersignal £a' umgevandelt, das bei geschlossenem Schalter S einem Summierglied N+ zwischen dem Stabilisiernetzwerk NS und der Sendeeinrichtung E zugeführt wird.

Das System nach Pig. 5 unterscheidet sich von demjenigen nach Pig. 4 dadurch, dass die Achsen Ao der Beobac-htungaoptik Ai Infrarot-Leitachse zwangsläufig starr rniteinanuer gekuppelt sind- und über ein Tiefpasa-Servot;yötou TSi, welches durch die mechanische Kupplung Km starr überbrückt "werden kann, verstellt wird. Man benützt dabei nur

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ein statt zwei Servosystem, wobei aber die iiichtachse Ao der Beobachtungsoptik den Steuerbewegungen am Handsteuerorgan H nur verzögert folgt.

Ein Steuergerät dieser Art ist in Fig. 6 schaubildlich dargestellt.

Auf drei Fuss-Stützen 1 ist ein Gehäuse 2 abgestützt, in ■welchem ein Hebel J5 mit zwei Handgriffen 4 so gelagert ist, dass er sowohl um die Vertikalachse ¥, als auch uci seine horizontale Längsachse X verdreht werden kann. Dio Belegung um seine Vertikalachse Y bewirkt Veränderungen dor Söitenwinkel-Komponente öoy und die Bewegung um die Horizontalachse X bewirkt entsprechende Veränderungen der Kohenwinkelkomponente Θοχ des liichtvinkels «o im System nach Fig. 5. Die beiden Bewegungskosiponenten wexxlen je über Schleppfedern auf eine ölgedärapfte oder wirbelstroa^ebremste,|in sich starre Tragkonstruktion 5 für eine Bjoüäcr. tungsoptik 51, die Optik 52 eines Infrarot-Fchlervinkcl-Detektors und eine Kinnstütze*für den Beobachter ao übertragen, da3S diesen in sich durch die Tragkonstruktion starr miteinander verbundenen Teile verzögerte und geaäiu^i't Veränderungen der Seitenwinkelkoaiponente öiy der Hühanv/ir.^ komponente ©ix aufgezwungen Werden. Die itichtachsen dor Beobachtungsoptik und des Infrarotgorätes werden -jlIüo u^osein passives Tiefpass-Servosystea voia Uandgi^iff 4 aus verstellt.

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Mit Hilfe einer Drucktaste 41 am Handgriff 4 kann vor dem Start der Rakete eine starre Kupplung zwischen dem Hebel 3 und der Tragkonstruktion 5 für die Optik geschlossen, bzw. gelöst werden. Mit Hilfe einer Drucktaste 42 am anderen Handgriff 4 kann der Schalter S in den Systemen nach Fig. 1 um 4» 5 zur direkten Uebertia_ffong manuell erzeugten Steuersignale t- Z an das Summiei^liod N

geschlossen werden. Da die in ihrer Wirkung beschriebenen Systemsteile, nämlich vor allem Differenzbildner (~) für Winkelwerte und für elektrische Grossen, aktive oder passive Servosysterne, Infrarot-Fohlei'winkel-Detektorori, Stabilisierglieder, Summiergliedei*, Sende einrichtungen, fernlenkbare Flugkörper oder andere Fahrzeuge, Wandler zum Umwandeln mechanischer Grossen in elektrische Signale an sich in mancherlei Ausführungsforrnen bekannt sind, wurde auf eine eingehende Beschreibung über Ausbildung verzichtet.

Ebenso ist die Theorie eines solchen Systeines nich+ in explizihter mathematischer Form erläutert v;<"- ien. Es soll noch bemerkt werden, dass ein solches Fernlenksystem auch auf Fliegerabwehr-Raketen, oaer erdgebundene fernlenkbare Fahrzeuge angewendet werden kann und dac cn Stelle eines Infrarot-Gerätes der beschriebenen Art auch andere Einrichtungen zur Realisierung einer Leitstrahl-

Lenkung benutzt werden können. ■ ι

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Es könnte vorgesehen werden, in den Systemen nach i'ig. 1, 4 und 5 die dort von einen Menschen auszuführenden Punktionen, nämlich die Nachführung der optischen Beobachtungsachse Ao zum Ziel und die Ueberleitung des Visierstrahles zur Rakete auf zwei Menschen zu verteilen. Dabei würde von einen mittels seines Handsteuerorganos seine eigene Beobachtungsachse und über das TiefpasG-Servosystem verzögert auch die Infrarotgerät-Richtachse dem Ziel nachgeführt. Die Beobachtungsoptik dieser ersten Bedienungsperson wäre dann mit der 3eobachtungsoptik dor

zweiten Bedienungsperson starr r/a kuppeln, so dass auch die zweite Bedienungsperson in ihrem Blickfeld dauernd

das Zielobjekt sieht. Wenn dann die Rakete unter Wirkung des Infrarot-Lcitstrahlayetenis in einen angenähert auf das Ziel gerichteten ruhigen Kurs gebracht worden ist, hat die zweite Bedienungsperson die Möglichkeit, den Schalter S zu schliessen und ein eigenes Handsteuerorgan entsprechend der Ablage der Rakete vom Ziel zu verstellen . Diese Korrekturbewegungen müssten zusätzlich über das Tici'pa^s-Servosysteai auf das Infrarot-Gerät übertragen v/erden u^c.

die Differenz Δο zwischen dem Winkel 6o eier optischen £cobachtungsachse und der xiieht achse dea Infrarot-rates würde wie bei den erläuterten Systemen in elektrische Signale umgewandelt und diese hinten des o work NS zum Sender K geführt.

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Claims (11)

U06533 PATEHTAJISPEOOES ί

1. PernlenlElGitstelle für unbsnanafce FlttcliörpG^ mi^Jj * ISinrichtuESön zua Erseucon vo:a Lcn^CL^^riassis;--nalen zum Heranführen eines Flusk&rpcra c~> ein frc-i . bewegliches Zielob^ekt lSngs ei²¹⁰- SioXaDckiznc-^^^V Gokonnzeichnei; durch ein ^olbiit tätig wirkendes l32fraro^-i;-Or"ü"ar23^;.:r^i; rd.% ©izisr vcr- £toll"baren Kichtaehao ,
EGU^t;» di© ä^^⁰^²®^ ^®
rczL3 suiaclion dca jowsiliGsa Visicrs^^lil aiia i^?lu^- körper und der Eichtacliss des IS-Or'irür.^^.jcrcItc^ o^:« cprociion, und sur Eegolxnis dor 'Lzi^oi^x^^zL·^ ca dcii Flu3körpör übsrussca worden, und &\~?cli cij: opticalus Eool3^clitun2ssörät für eiao "-.^dic'-imi^i/^'coii siir visuellen Emi-titlun^ des Abl^CiCliIora dos PluG^orpc;?: das übor ein Steuerorgan idLt der· "Eiciruailico das Golc wirkonden IH-Ortuns^o^¹"*^⁰^ gcbopx>slt ist.

2. ^crnlGalcloitßtelle nccli Anspruch 1 _s c ^ΰ *^ ^{ΰ Ώ η} *"

ζ ο 1 ch&o t d u r c 'δ Eini'icb.tr.^.^cn (C^a» U) zt iis von Versteirücv;ocrx:.;.>^i d^3 d,;^i opulccbos.

ssorätec (0) ^r-^Dc^dnotcn. ßjcuoror^sji^a (1£) in susätslicliö Lonlikci^sx-lc^ic^Cilo C^ ^ ) sgi;Ig dri^'z. ein© Additionsctufo (1ΐ)» ^io diö-c Orz'S^jdll^h^ji 1^-ΐ.:*-

dea calbottätig wirkccdca Hi-C^üi^i^cis^cw (Ii) liinsufiigt; und durch. t^ortrc^un^csirriclLtraZ^ca (2, B) v&a doüon die Sunmenwerto an den Flusli^rpei» (Ii) selc-itoi; v/ordoa.

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3. Feral enkleitstelle nach .Anspruch 2, zeichnet· du.rch ein triebe (Gd) zur Bilduns dor jevjeilison Uinkolcifferenz (^₀) zwischen den handbotäti^jaron ojeucrorgan (H) de3 optischen Böobaehtunsagerätes ( 0 ) und der Richtachse (Hi) des selbsttätig wirkenden Ί se (ID) und durch einen' l/andlor '(«·-') ~-~ ig von zusätzlichen I

o-u-aondosiirjaalc^

(Sg')* dio dor proportionalon Abhängigkeit von Winkeldifforenz Qv₁₀) entsprechen.

4. Fernlenkleitotelle nach. Anspruch 3» β ο 1: ö η ü zeichnet durch ©inoa v/ahiv^icc cctätißbaren ochaltor (^) ^ de-r in Übertrcu^uncswos * zusätzlichen Lenkkoi^c^dosisnaie fc\') sur ilddi'jj stufe (K) liest.

5· Fernlenkleitatelle nach den Ansprüchen 1 bis ^lr, gekennzeichnet durch ein StS: lisierunssnetzworlc (Ιίε), das zvdschen der Addi-jic stufe (H) sur additiven Voreinigui^s dor baid«^. L; konnandosignalö CS ^ »S?¹) ^xm^ ^^ ßolbsttäti^ t.drl den IK-0rtunc3S<s:rät (ID) ar^eordnot ist.

6« Fornlenkleitstelle nach Anspruch 5»£adurcL _t Q Q Y. e ζ. n ζ ei chnet, daß £\.'if;clis:a dci* ^^-11 tat ic wirkenden Ortun£ß£;erä.t (ID) und dw-u Stabile siertmcanetzwerk (Ks) ciao seit- odc-r distansc-c?-*:*": betätigte Vorrichtuns (ΙΏ) aur IComis-Sy! fornation der vom celbsttätis v/irkenden (ID) erzeugten Lonkkontündosisnale C ^)

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7. Fernlenkleitstelle nach. Anspruch. 1₅ dadurch gekennzeichnet, daß das haridoutäti Steuerorgan (H) über ein aktives Servosystem (GO) die optische Achse (A) des Beobachtungsgerätes (0) verstellt.

8. Fernlekleitstolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 das handootätigbare Steuerorgan (H) über ein aktives Tiefpaü-Servosysteu (TGi) die Richtachse (Ri) des selbsttätig wirkenden Ortungsgerätes (ID) verstellt.

9. Fernlenkleitstelle nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine wahlweise ein- und ausschaltbare Kupplung (lia) zur starren mechanischen Verbindung des handbetätigt. ~es Steuercrganes (H) nit der Richtachse (Ai) des selbsttätig wirkenden Iu-Ortungsgerätes (ID)·

10. Fernlenkleitstolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das IR-Grtur.^c^erä'G (1, 2) ein handbetätigbaren Stouerorgan ($,'!-) aufweist, das um seine Längsachrj (X) und eine dazu querstehende Achse (Y) verschwenkbar, und über ubertra^un^sglieder nit Tief pas s wirkung nit einer in .sich starr ei, Trackonstruktion (5) für eine Boobachtungsoptik (5"0 und eine Infrarotoptik (52) ."⁰^c-PP³3.1^ ist.

11. iernlenkleitstelle nach Ansprüchen 1 bis 5i^2-^- 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daii dec. handbetätigbare Steuerorgan (3>^z0 ö.es IRyOrtun^sgerät"es

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(1,2) einen Handgriff mit einen willkürlich'bstuti^c^cn Schalter (4-2) aufvoist, der zur ctcxrcn Eochan:!sehen Sippluns des Steuerorgans nit den beiden Optiken (51 »52) dient und einem zweiten Handgriff nit einen willkürlich ^bctCitic;-baren Schalter (4-1) vorsieht, der den Übermittlung;: die in Wandler (U) erzeugten, zusätzlichen Lcnk^o™: Signalen (£ ρ') zur Additionsstufc für dio Lonkkosncndo-■ signale schließt.

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