DE1481225C1

DE1481225C1 - Verfahren und Vorrichtung zur akustischen Zielsuchsteuerung von Torpedos mit umschaltbarer Geschwindigkeit

Info

Publication number: DE1481225C1
Application number: DE1966B0090465
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Schwarz Hans Dieter
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1966-12-24
Filing date: 1966-12-24
Publication date: 1978-02-09
Also published as: IT1019504B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur akustischen Zielsuchsteuerung von Torpedos mit umschaltbarer Geschwindigkeit.

Es ist bekannt, daß die Ortungsreichweite bei der akustischen Zielsuchsteuerung von Torpedos in starkem Maße von der Torpedolaufgeschwindigkeit abhängt. So nimmt z. B. bei Torpedos mit akustischer Selbstlenkung die passive Ortungsreichweite gegen konstante Schraubengeräusche des Zieles bei Erhöhung der Torpedoge-

4O.schwindigkeit um etwa 4 kn durch die Zunahme des Eigenstörpegels auf jeweils den halben Wert ab.

Schnelle passiv ortende Torpedos haben daher nur gegen schnelle Ziele, die dann ebenfalls lauter sind, eine ausreichende Ortungsreichweite, während die Reichweite bei langsameren Zielen völlig unzureichend ist. Auch die aktive Ortungsreichweite bei akustischer Ortung des Zieles durch Echolotung kann bei schnellaufenden Torpedos nur durch verhältnismäßig hohe Sendeenergie auf einen brauchbaren Wert gebracht werden.

Nun besteht andererseits der Zwang, die Torpedogeschwindigkeit der möglichen Zielgeschwindigkeit, d. h. der max. Zielgeschwindigkeit, so anzupassen, daß das Ziel den Torpedo nicht ausmanövrieren kann. Ungünstiger wird das Verhältnis von Ziel- zu Torpedogeschwindigkeit noch, wenn der elektroakustische Wandler in der Torpedospitze fest eingebaut ist und im Interesse einer möglichst großen Ortungsreichweite eine starke Bündelung (kleiner horizontaler Auffaßbereich) aufweist, weil dann der Torpedo vor dem Erfassen des Zieles zum Absuchen des vor ihm liegenden Wasservolumens einen Schlängelkurs laufen muß. der eine Verringerung der effektiven Vorausgeschwindigkeit zur Folge hat.

Um diesen sich widersprechenden Forderungen

fi5 hoher Laufgeschwindigkeit einerseits und großer Ortungsreichweite andererseits zu entsprechen, ist es bekannt, die Antriebsgeschwindigkeit des Torpedos bei seinem Abschuß durch Einstellung eines Geschwindig-

keitswahlschalters der Geschwindigkeit und damit dem Geräuschpegel des Zielschiffes anzupassen. Des weite ren ist es bekannt, den Torpedo zunächst mit geringerer Geschwindigkeit laufen zu lassen und ihn auf hohe Laufgeschwindigkeit erst umzuschalten, nachdem der akustische Zielpegel die Ansprechschwelle der Horchapparatur um ein vorbestimmtes Maß überschreitet.

Beide bekannten Verfahren der Anpassung der Laufgeschwindigkeit an den akustischen Zielpegel haben den Nachteil, daß man auf die sonst optimal erreichbaren Werte von sowohl Laufgeschwindigkeit als auch Ortungsreichweite in hohem Maße verzichten muß. Insbesondere ist mit der Umschaltung der Laufgeschwindigkeit bei den bekannten Torpedos eine derart große Verringerung der Laufgeschwindigkeit bzw. mittleren Laufgeschwindigkeit verbunden, daß man im allgemeinen auf diese Möglichkeit einer Anpassung der Laufgeschwindigkeit an den akustischen Zielpegel verzichtet und den Torpedo mit gleichbleibend hoher Geschwindigkeit laufen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur akustischen fc. Zielsuchsteuerung von Torpedos zu schaffen, weiche ohne schwerwiegende Nachteile die maximal mögliche Ortungsreichweite mit einer in jedem Fall ausreichend hohen Laufgeschwindigkeit verbinden und damit dem Zweck, die denkbar größte Auffaß- und damit auch Treffwahrscheinlichkeit zu erzielen, sehr nahe kommen. Diese Aufgabe ist bei einem eingangs erwähnten Verfahren erfindungsgemäß auf einfache und zuverlässige Weise dadurch gelöst worden, daß die Geschwindigkeit während des Laufes des Torpedos zu wiederholten Malen für jeweils eine begrenzte Zeitdauer (Lauschlaufintervalle TL) verringert wird. Die Dauer der Lauschlaufintervalle und ihre Häufigkeit kann so gewählt werden, daß die mittlere oder effektive Laufgeschwindigkeit des Torpedos dadurch nur unwesentlich herabgesetzt wird und man kann daher ohne die Nachteile der bisher bekannten Kompromißlösungen zur optimalen Ortungsreichweite gelangen. Man wird sogar im allgemeinen die mittlere Laufgeschwindigkeit des Torpedos noch erhöhen können, da man in den Schnellaufzeiten auf jegliche Ortungsmöglichkeit ver-

» ziehten kann und nicht mehr auf eine Anpassung an die akustischen Gegebenheiten angewiesen ist. Man kann einen Torpedo in wenigen Sekunden auf die der Antriebsleistung entsprechende Geschwindigkeit beschleunigen und ebenso schnell verzögern und daher die Lauschlaufintervalle verhältnismäßig kurz halten. Die Zeitdauer für die verringerte Geschwindigkeit wird bestimmt durch die Zeit für das Abklingen des Fahrtstörpegels und die Zeit, die bei verkleinertem Störpegel zum Erfassen des Zieles und Speichern der Zieldaten erforderlich ist. Ein besonders schnelles Erfassen des Zieles ist möglich, wenn der Winkelbereich vor dem Torpedo, in welchem das Ziel auftreten kann, durch eine Empfangsgruppe mit mehreren sich überlappenden Richtcharakteristiken gleichzeitig überwacht wird. Das Verfahren nach der Erfindung ist aber auch durchaus anwendbar, wenn der Winkelbereich vor dem Torpedo durch Schwenken einer scharf gebündelten Suchcharakteristik über den Winkelbereich überwacht wird.

Vorteilhaft wird man bis zur ersten akustischen Zielauffassung mit längeren Perioden für die Umschal- bi tung auf Langsamlauf und mit längeren Lauschlaufintervallen fahren, dagegen nach der akustischen Zielauffassung von den längeren auf kürzere Umschaltperioden und Lauschlaufintervalle umschalten.

Eine wesentliche Verkürzung der Lauschlaufinterval Ie ist dadurch zu erreichen, daß diese Zeiten mit wachsendem akustischem Nutz-/Störverhältnis verkürzt werden. Zum selben Zweck kann auch das Maß der Geschwindigkeitsverringerung mit zunehmendem Zielpegel verkleinert werden. Dies kann auf besonders einfache Weise dadurch geschehen, daß nach akustischer Zielauffassung bei verringerter Geschwindigkeit unverzüglich auf Schnellauf umgeschaltet wird. Diese Verkürzung der Lauschlaufintervalle kann ferner dazu ausgenutzt werden, um den Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Geschwindigkeitsverringerungen mit wachsendem akustischem Nutz-/Störverhältnis zu verkürzen.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Torpedo mit einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig.2 ein Diagramm der Laufgeschwindigkeit des Torpedos nach F i g. 1,

F i g. 3 ein Diagramm der Ortungsreichweite für einen Geschwindigkeitsverlauf nach F i g. 2,

Fig.4 ein Relaiskontaktdiagramm für die Vorrichtung nach F i g. 1 in Verbindung mit den Diagrammen für Laufgeschwindigkeit und Ortungsreichweite nach F i g. 2 und 3,

F i g. 5 ein Weg- und Ortungsdiagramm zu F i g. 2 bis 4 für einen Torpedo nach F i g. 1 bei Anwendung einer Schaltung zur Steuerung des Torpedos nach dem Verfahren der Hundekurve und

Fig.6 ein entsprechendes Weg- und Ortungsdiagramm für einen Torpedo mit Schaltung zur Steuerung nach dem bekannten Verfahren der Proportional-Navigation.

Der in der Zeichnung dargestellte Torpedo ist mit einer Einrichtung zur akustischen Zielsuchsteuerung versehen, bei dem das Ziel, z. B. das verfolgte Schiff, vom Torpedo selbst akustisch geortet und der Torpedokurs entsprechend den dabei ermittelten Zieldaten korrigiert wird.

Eine derartige Einrichtung zur akustischen Zielsuchsteuerung gehört zum bekannten Stand der Technik und ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese Einrichtung^ kann auf verschiedene Art und Weise aufgebaut sein und nach verschiedenen Verfahren arbeiten; sie ist in der Zeichnung durch den Block 1 angegeben und befindet sich im allgemeinen im Kopfteil des Torpedos. Sie enthält eine akustische Richt-Empfangsanordnung als wesentlichsten Teil, die aus akustischen Informationen aus einem Winkelbereich von ±<x von z. B. ±60° die Richtung des Zieles mit z. B. ±2° Genauigkeit feststellt und in einer dem jeweils angewandten Verfahren der Zielsuchsteuerung angepaßten Weise zur Korrektur des Torpedokurses K₁ benutzt, bei einem Zielsuchsteuerverfahren, bei welchem der Torpedo das Ziel nach einer sogenannten Hundekurve verfolgt, beispielsweise in der Weise, daß Zielablagen aus der Vorausrichtung oder Kursrichtung K_t durch die Kurskorrektur fortgesetzt ausgeglichen werden; bei der Zielsteuerung nach dem Verfahren der Proportional-Navigation dadurch, daß die Differenz der raumfest gemessenen beiden letzten Peilungen zur proportionalen Kurskorrektur herangezogen wird. Im ersteren Fall wird also der Kurs des Torpedos durch die Einrichtung zur akustischen Zielsuchsteuerung so korrigiert, daß das Ziel möglichst genau in der Kursrichtung oder Vorausrichtung K_t gesehen wird und

im zweiten Fall so, daß das Ziel möglichst ständig unter einem vorgegebenen Winkel zur Vorausrichtung K/ gesehen wird. Neben diesen bekanntesten Verfahren der Zielsuchsteuerung gibt es aber auch noch andere Verfahren. Auch auf diese ist die Erfindung, die im folgenden näher beschrieben werden soll, anwendbar.

Die folgende Darstellung setzt ferner eine Einrichtung zur akustischen Selbststeuerung voraus, bei welcher der Winfcelbereich ±oc vor dem Torpedo durch Schwenken einer scharf gebündelten Suchcharakteristik 2 überwacht wird. Das Schwenken dieser Suchcharakteristik kann, wie in der Zeichnung dargestellt ist, durch Schwenken eines entsprechenden Richtempfängers 3 oder in an sich bekannter Weise durch elektrische Kompensationsmittel in Verbindung mit einer Empfängergruppeerfolgen.

Der dargestellte Torpedo ist mit einer Einrichtung versehen, durch welche die Geschwindigkeit während seines Laufes von Zeit zu Zeit vorübergehend verringert wird, um für die akustische Auffassung dienende Lauschlaufintervalle TL zu gewinnen. Es wechseln dann große Schnellaufintervalle TSund kleine Lauschlaufintervalle TL miteinander ab. Diese Einrichtung arbeitet im dargestellten Beispiel mit einer Umschaltung der Betriebsspannung U\ für den Antriebsmotor 4 des Torpedos. Zu diesem Zweck ist ein Umschalter 5 vorgesehen, der den Motor 4 wechselweise an die Gesamtspannung Ui der Spannungsquelle 6 oder an eine Anzapfung 7 der Spannungsquelle mit der Teilspannung Uz legt. Die Schaltzeiten für U\ und Ui werden durch eine Nockenscheibe 8 bestimmt, die von einem Motor 9 angetrieben wird.

Der Takt der Umschaltung zwischen Ui und Ui wird durch die Laufgeschwindigkeit des Motors 9 bestimmt und diese Laufgeschwindigkeit ist ebenfalls umschaltbar mit Hilfe eines Schalters 10, durch welchen der Motor 9 an die Gesamtspannung L4 einer Spannungsquelle 11 oder an eine Anzapfung 12 dieser Spannungsquelle mit der Teilspannung Us gelegt wird.

Die Umschaltung der Motorspannung von der kleineren Spannung i/5 auf die größere Spannung Us, erfolgt bei Ansprechen eines Relais A, durch dessen Kontakt au dieses y4-Relais erhält Strom, sobald die Empfangseinrichtung 1 eindeutige Informationen über das Vorhandensein eines Zieles im Überwachungsbereich erhält. Durch einen Haltekontakt ai w#d nach der Zielauffassung der Umschaltkontakt a\ des Α-Relais in seiner Umschaltstellung gehalten, so daß der Motor 9 nach Zielauffassung mit schneller Geschwindigkeit weiterläuft und dadurch der Takt der Geschwindigkeitsumschaltung des Torpedos schneller, z.B. doppelt so schnell als vor der Zielauffassung, wird. Wie aus dem Diagramm der Torpedolaufgeschwindigkeit nach Fig.2 zu ersehen ist, wird dadurch nicht nur die Umschalthäufigkeit vergrößert bzw. die Umschaltperiode verkürzt, es werden dadurch auch die Lauschlaufintervalle TL kürzer.

Bei Zielauffassung wird ferner ein Relais B erregt, und zwar mit einer gewissen Zeitverzögerung, die durch einen zum Relais parallelliegenden Ladekreis mit Kondensator C und Ladewiderstand R bestimmt wird. Durch einen Relaiskontakt bi des ß-Relais wird bei Ansprechen dieses Relais von der niedrigen Spannung E/2 auf die hohe Spannung Ui umgeschaltet, noch bevor diese Umschaltung durch die Nockenscheibe 8 erfolgen würde, wenn nur der Zielkontakt bei verringerter Torpedogeschwindigkeit so frühzeitig aufgenommen wird, daß, unter Berücksichtigung der Ansprechverzögerung durch den Zeitkreis C-R, das B-Relais anspricht, noch bevor der Zeitpunkt für die Umschaltung auf höht Laufspannung durch die Nockenscheibe 8 gekommen ist. Dadurch wird erreicht, daß die Lauschlaufintervalle TL der verringerten Laufgeschwindigkeit mit wachsendem akustischem Nutz-/Störverhältnis verkürzt werden. Erfolgt die Umschaltung durch das B-Relais bereits, bevor die Torpedolaufgeschwindigkeit nach Umschaltung auf die niedrigere Spannung Ui auf den Gleichgewichtswert Vl abgesunken ist, so wird außerdem hierdurch das Maß der Geschwindigkeitsverringerung mit zunehmendem Zielpegel verkleinert, wie aus dem Verlauf der gestrichelten Geschwindigkeitskurve für Vi. in F i g. 2 zu ersehen ist.

Von der Nockenscheibe 8 wird ein Synchronisierkontakt 13 betätigt, durch welchen bei Beginn jedes Lauschlaufintervalls TL verringerter Geschwindigkeit, ein Synchronisierimpuls auf die Zielsuchsteuereinrichtung 1 gegeben wird, derart, daß die Suchcharakteristik 2 bei Beginn jedes Lauschlaufintervalls TL eine der beiden Grenzstellungen einnimmt und die Absuchung des Gesamtwinkelbereiches von dieser Grenzstellung aus beginnt. Dadurch wird vermieden, daß unnötig ^ große Suchzeiten bis zur jeweiligen Erfassung des -.^ gesamten Winkelbereichs bei verlangsamter Laufgeschwindigkeitvergehen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung sei nunmehr anhand der Diagramme nach F i g. 2 bis 6 ausführlicher erläutert.

Die maximal mögliche Ortungsreichweite einer akustischen Ortungseinrichtung läßt sich nur bei minimalem Eigenstörpegel, d. h. bei einer Torpedogeschwindigkeit, erzielen, bei der der Fahrtstörpegel dem des allgemeinen Umgebungsgeräusches bei Seegang 1 bis 2 entspricht. Diese akustisch optimale Geschwindigkeit hängt weitgehend von dem Torpedotyp und der Torpedolauftiefe ab. Angenähert kann diese optimale Geschwindigkeit jedoch mit 9 m/sec angenommen werden. Einer Zunahme der Geschwindigkeit um 1,5 m/sec entspricht ein Anwachsen des Störpegels auf den doppelten Wert. Ein um 6 m/sec schnellerer Torpedo mit einer Geschwindigkeit V= ungefähr 30 kn hat demnach einen um achtmal höheren Eigenstörpegel und bei Vernachlässigung des Einflusses der Dämpfung

von Schallwellen im Wasser in Abhängigkeit von der M Ortungsfrequenz nur ein Achtel der passiven Ortungsreichweite. Wenn auch bei höheren Ortungsfrequenzen, die bei Torpedos wegen der geringeren Schallwandlerabmessungen meist verwendet werden, bei großen Ortungsreichweiten die oben angegebenen Werte nicht ganz erreicht werden mögen, so bleibt doch die Tatsache bestehen, daß sich die passive Ortungsreichweite schneller Torpedos durch zeitweiliges Herunterschalten der Torpedogeschwindigkeit um ein Vielfaches steigern läßt. Diese Steigerung der Ortungsreichweite Rp ist in F i g. 3 als Funktion der Zeit, zugehörig zu dem Diagramm der Laufgeschwindigkeit nach F i g. 2 dargestellt. Während der Schnellaufzeiten TS hat die Ortungsreichweite R_ps einen Kleinstwert und steigt während der Lauschlaufintervalle TL auf den Wert R_pi an, der etwa das Achtfache des Wertes R_ps beträgt.

Solange das Zielobjekt akustisch noch nicht aufgefaßt worden ist, weil der Zielpegel noch kleiner ist als der Umgebungsgeräuschpegel bei Seegang 1 bis 2 bzw. der

(Λ Torpedofahrtstörpegel bei der Geschwindigkeit VJl, wird der Takt der Umschaltung von schneller Laufgeschwindigkeit Vs auf langsame Laufgeschwindigkeit Vl und mit ihm die Länge der Schnellaufzeiten TS

und der Lauschlaufintervalle TL durch die mit geringer Geschwindigkeit des Motors 9 bei der Motorspannung Us bestimmte Umlaufgeschwindigkeit der Nockenscheibe 8 bestimmt. In Fig.5 und 6 ist der vom Torpedo durchlaufene Weg dargestellt und in Abhängigkeit davon der von der akustischen Ortungseinrichtung jeweils erfaßte Überwachungsbereich.

Zur sicheren Erfassung aller Ziele im gesamten Suchbereich, der bei Langsamlauf durch die große Ortungsreichweite R_pi bestimmt ist, darf man die Schnellaufzeiten nicht zu lang machen. Die Zeitdauer für den Torpedoschnellauf bestimmt sich aus der geschätzten passiven Mindestansprechweite R_pr beim Torpedolangsamlauf oder Lauschlauf abzüglich einer Sicherheitsstrecke für die Reaktionszeit des Torpedos. Nimmt man diese Strecke z. B. mit 900 m an und die Torpedoschnellaufgeschwindigkeit mit 20m/sec, so kann der Torpedo wechselweise 45 see schnell und darauf 15 see langsam laufen.

Die Länge der Lauschlaufintervalle TL wird mitbestimmt aus der Zeit für die maximale Dauer bis zum Zielerfassen und Speichern der Zieldaten, die beim Suchschwenken der Empfangsanordnung z. B. 10 see betragen mag. Hinzu kommt noch die Zeitdauer für das Abklingen des Fahrtstörpegels, die mit 5 see angenommen werden mag. Bei einer Geschwindigkeit von 9 m/sec während der Zeit TL und einer Geschwindigkeit von 20 m/sec während der Zeit TS ergibt sich für die beschriebene Phase des Torpedolaufes mit dem Verhältnis TS/TL=3 eine mittlere Torpedogeschwindigkeit von

(9 + 3-20): 4 = 17,2 m/sec

oder 86% der maximalen Geschwindigkeit. Dieses Ergebnis wird noch durch die Maßnahmen zur relativen Verkürzung der Lauschlaufintervalle TL nach Auffassung des Zieles weiterhin wesentlich verbessert.

Wie aus F i g. 5 und 6 zu ersehen ist, wird während der Schnellaufzeit von 45 see der gesamte Winkelbereich dreimal abgesucht, jedoch nur mit der kleinen Ortungsreichweite R_ps. Anschließend wird im Lauschlaufintervall TL der Winkelbereich einmal überstrichen, und zwar mit einer beispielsweise zehnmal größeren Ortungsreichweite R_pi. Die überwachten Gebiete G in aufeinanderfolgenden Lauschlaufintervallen TL überlappen einander, wobei nur verhältnismäßig kleine Randgebiete G_rim Gebiet großer Reichweite entstehen, in denen etwa vorhandene Zielobjekte nicht mehr erfaßt werden.

Es werde angenommen, daß das Schiff, auf welches der Torpedo abgeschossen worden ist, sich auf dem Zielkurs K₂ bewegt und sich in dem Zeitpunkt, in dem sich der Torpedo auf seinem zunächst geraden Kurs K_t bis zum Punkt Pi bewegt hat, an der Stelle Z\ befindet. Man sieht, daß die Ortungsreichweite beim Schnellauf des Torpedos ein Erfassen des Zieles noch lange nicht ermöglicht, während in dem voraufgehenden Lauschlaufintervall das Ziel bereits dicht bei dem durch die große Ortungsreichweite R_pi erfaßten Bereich G liegt und vom Punkt P\ aus durch Ortung bei Langsamlauf erstmalig in den Bereich G hineinfällt. Sogleich nach Erfassung des Zieles wird das Absuchen des Winkelbereiches durch die Empfangseinrichtung 1 nicht fortgesetzt, vielmehr die Empfangsapparatur in der ermittelten Richtung /Ί-Ζι zum Ziel raumstarr festgehalten, während gleichzeitig der Kurs des Torpedos K₁ auf diese Richtung P\—Z\ korrigiert wird. Gleichzeitig wird der Takt der Umschaltung von Schnell- auf Langsamlauf, wie bereits oben ausgeführt wurde, durch Umschaltung des Taktgebers 9 auf hohe Laufgeschwindigkeit beschleunigt, wodurch sich die Zeiten TS und TL für Schnell- und Langsamlauf entsprechend verkürzen (vgl. Fig.2). Die Lauschlaufintervalle TL folgen auf diese Weise so schnell hintereinander, daß ein Auswandern des Zieles aus der Richtkeule 2 der Empfangsanordnung nicht möglich ist. In jedem folgenden Lauschlaufintervall wird daher das Ziel erneut erfaßt und seine Abweichung aus der vorher gemessenen Zielrichtung Pi-Z] entsprechend dem Winkel zwischen den beiden Zielrichtungen P\—Z\ und Pz-Zi gemessen und der Torpedokurs fortlaufend auf die neue Zielrichtung, im vorliegenden Fall auf die Zielrichtung P2—Zi korrigiert. Der Torpedo verfolgt das Ziel auf diese Weise nach einer sogenannten Hundekurve K,n-

Bei weiterer Annäherung an das Ziel werden die Lauschlaufintervalle, wie oben beschrieben, durch früheres Ansprechen der akustischen Empfangseinrichtung weiter verkürzt, bis schließlich der Torpedo sich dem Ziel so weit genähert hat, daß das Ziel auch schon in den Bereich mit kleiner Ortungsreichweite R_ps bei Schnellauf hineinfällt. Alsdann wird eine Umschaltung auf Langsamlauf überhaupt nicht mehr vorgenommen, sondern der Torpedo läuft mit seiner maximalen Geschwindigkeit weiterhin auf der Hundekurve bis zum Erreichen des Zieles.

In Fig.6 ist der Vollständigkeit halber noch dargestellt, wie die Laufverhältnisse bei einer Zielsuchsteuerung nach dem Verfahren der Proportional-Navigation liegen. Nach dem ersten Erfassen des Zieles vom Punkt P\ aus wird die Zielrichtung P1—Z1 raumstarr gespeichert, aber im Gegensatz zum Hundekurveverfahren der Torpedokurs zunächst nicht geändert. Im nächsten Lauschlaufintervall wird die dann gemessene Zielrichtung P2—Z1 mit der gespeicherten Zielrichtung P1—Z1 verglichen und der Torpedokurs um einen Winkel φ\ korrigiert, der proportional dem Differenzwinkel zwischen den Richtungen Pi — Z] und Pz — Zi ist. Nach mehrmaliger Korrektur erreicht der Torpedo allmählich den richtigen Vorhaltekurs, nämlich dann, wenn «=0 wird. Eine bei folgenden Messungen festgestellte Abweichung wird dann auf die gleiche Weise zur Korrektur des Torpedokurses benutzt. Durch dieses Verfahren der Proportional-Navigation erreicht man, daß der Torpedo das Ziel auf dem sogenannten Kollosionskurs K_tK ansteuert. Der Aufwand für diese Steuerung ist nur wenig größer als beim Hundekurvenverfahren. Die Proportional-Navigation hat den Vorteil, daß die Torpedobahnkurve kürzer wird als beim Hundekurvenverfahren, so daß Torpedoangriffe gegen schnellere Ziele möglich sind und darüber hinaus Ausweichbewegungen des Zieles weniger Aussicht auf Erfolg haben.

Ferner wird bei diesem Verfahren natürlich auch eine schnellere Annäherung und Abnahme der Langsamlaufperiode und somit eine größere durchschnittliche Torpedogeschwindigkeit erzielt. Mit dem Umschalten auf die schnellere Folge von Schnell- auf Langsamlauf nach dem Erfassen des Zieles ergibt sich automatisch die mit Annäherung an das Ziel erforderliche Erhöhung der Bandbreite des Lenkregelkreises, die sich einige hundert Meter vor dem Ziel nochmals dadurch stark erhöhen läßt, daß das Ziel dann auch bei der hohen Torpedogeschwindigkeit ständig geortet und somit kontinuierlich vermessen werden kann.

Im Rahmen der Erfindung sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich. So

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ist die Erfindung nicht nur bei Torpedos mit akustischer Selbststeuerung anwendbar, sondern kann mit dem Erfolg erhöhter Treffsicherheit auch bei Torpedos angewandt werden, die von einer akustischen Ortungsstation aus, insbesondere nach dem Zieldeckungsverfah- ren, zum Ziel gesteuert werden. Bei diesem Verfahren wird der Torpedo durch Fernsteuerung von der akustischen Ortungsstation aus auf der Verbindungsgeraden zwischen der Ortungsstation und dem Ziel gehalten. Hierbei wird naturgemäß der Empfang des Zielgeräusches durch das Fahrtgeräusch des Torpedos wesentlich gestört, so daß sich durch zeitweiliges Herabsetzen der Laufgeschwindigkeit des Torpedos das Erfassen des Zieles sowohl auf der Ortungsstation als auch im Torpedo herbeiführen läßt.

Bei Überwachung des Winkelbereiches vor dem Torpedo oder des in Zielrichtung liegenden Winkelbereiches von der Ortungsstation aus durch eine Empfangsgruppe mit mehreren sich überlappenden Richtcharakteristiken wird die bei dem Langsamlauf benötigte Zeit zur Erfassung der Zieldaten bedeutend verkürzt. Dabei erfolgt zwar die Richtungsbestimmung auch durch eine Winkelabtastung, jedoch kann diese Abtastung so schnell vor sich gehen, daß sie praktisch nicht ins Gewicht fällt und beispielsweise in 0,5 see vollzogen ist. Bei solchen Zielsucheinrichtungen ist es daher nicht erforderlich, nach dem Auffassen des Zieles die Abtastung des Winkelbereiches aufzugeben; je nach dem angewandten Zielsteuerungsverfahren ist lediglich eine Speicherung der Zielrichtung vorzunehmen.

Die beschriebenen Beispiele beziehen sich auf Verfahren der passiven Ortung, bei denen nur der akustische passive Zielpegel (z. B. Schraubengeräusch) zur Richtungs- und gegebenenfalls Entfernungsbestimmung benutzt wird. Die Erfindung läßt sich in gleicher Weise bei aktiven Sonarverfahren einsetzen, bei denen die Echos der Zielobjekte zur Richtungs- und Entfernungsbestimmung nach dem akustischen Rückstrahlverfahren benutzt werden.

Um in der letzten Phase des Laufes den Zielkontakt ununterbrochen aufrechtzuerhalten, auch wenn die Ortungsreichweite bei Schnellauf hierzu noch nicht ausreicht, kann nach bestimmter Annäherung und/oder Überschreiten eines bestimmten Zielpegels die Laufgeschwindigkeit des Torpedos von einem herabgesetzten Wert allmählich gesteigert werden, derart, daß der Zielkontakt ständig aufrechterhalten wird.

Bei Steuerung des Torpedos durch Fernlenkung, sei es mit akustischer Ortung von einer Ortungsstation aus, z. B. im Zieldeckungsverfahren, oder mit akustischer Ortung vom Torpedo aus und Übertragung der Zieldaten zur Beobachtungsstation durch Funk oder Draht, kann man das Zeitprogramm der Laufgeschwindigkeit auch willkürlich von Hand oder mit Hilfe von Rechnern durch Fernsteuerung bestimmen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur akustischen Zielsuchsteuerung von Torpedos mit umschaltbarer Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit während des Laufes zu wiederholten Malen für jeweils eine begrenzte Zeitdauer (Lauschlaufintervalle TL) verringert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Winkelbereich vor dem Torpedo durch eine Empfangsgruppe mit mehreren sich überlappenden Richtcharakteristiken überwacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein größerer Winkelbereich vor dem Torpedo durch Schwenken einer scharf gebündelten Suchcharakteristik über den Winkelbereich überwacht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter akustischer Zielauffassung von längeren auf kürzere Lauschlaufintervalle (TL) umgeschaltet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauschlaufintervalle (TL) mit wachsendem akustischem Nutz-/Störverhältnis verkürzt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Geschwindigkeitsverringerung mit zunehmendem Zielpegel verkleinert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach akustischer Zielauffassung bei verringerter Geschwindigkeit unverzüglich auf Schnellauf umgeschaltet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabstand zwischen aufeinanderfolgenden Geschwindigkeitsverringerungen mit wachsendem akustischem Nutz-Störverhältnis verkürzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach bestimmter Annäherung und/oder Überschreiten eines bestimmten Zielpegels die Laufgeschwindigkeit von einem herabgesetzten Wert nur noch gesteigert wird, und zwar so langsam, daß der Zielkontakt ständig aufrechterhalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Torpedos nach dem an sich bekannten Verfahren der Hundekurve erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der raumfest gemessenen Peilungen zwischen den jeweils letzten beiden Langsamläufen zur Kurskorrektur nach dem bekannten Verfahren der Proportional-Navigation herangezogen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anwendung bei Torpedos, die in an sich bekannter Weise von einer akustischen Ortungsstation aus, insbesondere nach dem Zieldeckungsverfahren, zum Ziel gesteuert werden.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 12 bei Torpedos mit akustischer Zielsucheinrichtung und Kurskorrektureinrichtung sowie einer Einrichtung zur Umschaltung der Laufgeschwindigkeit während des Laufes, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Umschal-

tung der Laufgeschwindigkeit durch einen Zeitprogrammgeber (8, 9) mit Umschaltung auf Langsam lauf in mit Abstand wiederholten Intervallen (Lauschlaufintervalle ^Zugesteuert wird.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitprogrammgeber (8, 9) mit veränderlichem Takt arbeitet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Takt des Zeitprogrammgebers (8, 9) durch die akustische Zielsucheinrichtung (1) gesteuert wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Takt des Zeitprogrammgebers (8, 9) durch ein erstes Zielkontaktrelais (A) bleibend erhöht wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 und/oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Zielkontaktrelais (B) zur Rückschaltung auf Schnellauf bei Zielauffassung unabhängig vom Takt des Zeitprogrammgebers (8,9) vorgesehen ist, dessen Schaltung mit einer Ansprech- sowohl als auch Abfallverzögerung behaftet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Zielsucheinrichtung (1) mit dem Zeitprogrammgeber (8, 9) für die Geschwindigkeitsumschaltung synchronisiert ist.