DE1556814A1

DE1556814A1 - Raketenlenksystem

Info

Publication number: DE1556814A1
Application number: DE19681556814
Authority: DE
Inventors: Lamelot Pierre Louis
Original assignee: Societe Anonyme de Telecommunications SAT
Current assignee: Societe Anonyme de Telecommunications SAT
Priority date: 1967-03-06
Filing date: 1968-03-06
Publication date: 1970-03-12
Also published as: FR1527867A; US3494576A; DE1556814C3; DE1556814B2; GB1202394A; CH517944A

Description

Raketenlenksys tem

Die Erfindung bezieht sich auf ein Raketenlenksystem und betrifft ein automatisches und in sich abgeschlossenes Lenksystem zum Einbau in eine Rakete, die ohne eine äußere Einwirkung zu einem Ziel lenkbar sein muß, das eine Strahlung wie beispielsweise eine Infrarotstrahlung in dem Wellenlängenbereich zwischen vier und fünf Mikron aussendet.

Das Lenksystem, das den Gegenstand der Erfindung bildet, ist vor allem für die Ausrüstung einer Rakete bestimmt, deren Flug in drei Phasen erfolgt, nämlich:

1.) einer Flugphase f£r die Voreinstellung während der die an ihrem Träger angehängte Rakete in eine Lage gebracht wird, in der sie das Ziel anvisieren kann,

2.) einer Flugphase für die Erfassung des Zieles durch die

Rakete für die Otsbestimmung des Zieles durch das Lenk-009811/0245

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system in guter Entfernung vom Ziel, wonach Auslösung der Rakete erfolgt, und schließlich

3.) einer Flugphase für die eigentliche automatische Lenkung der Rakete im Flug.

Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines automatischen und in sich abgesdiossenen Lenksystems der beschriebenen i.rt, dessen Bauweise nicht verwickelt ist und eine große

iUisprechempfindlichkeit und Zuverlässigkeit aufweist, «οι

durch Leistungsfähigkeit und Betriebsverhalten, Genauigkeit, Reichweite und Aktionsradius der Rakete verbessert werden und deren Verwendung erleichtern.

Nach der Erfindung werden die oben erwähnten Ergdnisse dadurch erzielt, daß man eine Peilvorrichtung in elektronenoptischer Ausführungsart verwendet, die in einem Verschlußkopf oder In einem Rahmengestell der Rakete untergebracht ist und in allen Richtungen zum Rumpf der Rakete schwenkbar ist, wobei bewirkt wird, daß die Visierachse der Peilvorrichtung an jedem Zeitpunkt infolge der Schwenkbarkeit des Verschlußkopfes mit der Richtung der Rakete zum Zielpunkt in Übereinstimmung gebracht wird, und

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die Kenntnis der in Betracht kommenden Schwenkung des Verschlußkopfes zu einer raketengebundenen Bezugsachse (beispielsweise der Längsachse des Raketenrumpfes), dazu verwendet wird, um auf die Steuerflächen der Rakete einzuwirken und die Rakete auf einer Flugbahn zu halten, die an dem Zielpunkt endet,bzw. die Rakete auf diese Flugbahn wieder zurückführt, wenn sie davon abgewichen ist.

In diesem Zusammenhang zeichnet sich das Raketenlenksystem nach der Erfindung vor allem dadurch aus, daß es einen Ortungskopf enthält, der ein Rahmengestell besitzt, das in dem Raketengehäuse kardanisch aufgehängt ist' und ein Objektivsystem trägt, um ein Bild des Zieles zu erzeugen, das die Strahlung aussendet, ferner einen Strahlungsdetektor, der in der Bildebene des Objektivsystems angebracht ist und auf die Lage des vorgenannten Bildes anspricht, Hilfsmittel, die veranlassen, daß das in Betracht kommende Bild eine kreisförmige Bewegung auf dem Strahlungsdetektor beschreibt, sowie Hilfsmittel in Form von Motoren für den Antrieb der Schwenkbewegung des Ortungskopfes um jede der beiden Kardanachsen, außerdem noch ein Elektronikgerät, das an den Strahlungsdetektor ange-

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schlossen ist, um einmal die Signale aufzunehmen und die Steuersignale zu erzeugen und ferner diese in die vorgenannten motorischen Hilfsmittel zu übertragen, um die Überdeckung der Visierachse des Objektivsystems und der Richtung von der Rakete zu dem Ziel aufrechtzuerhalten, und schließlich Antriebsmittel, die auf die Schwenkbewegung des Crtungskopfes ansprechen, die für die Betätigung der Steuerflächen oder der nuderflächen der Rakete bestimmt sind.

Eine bevorzugte Aus führung«? form des Raketenlenksystemes nach der Erfindung ist noch durch folgende Punkte bemerkenswert, die getrennt oder in der Kombination angewendet werden könnens

a.) Der Strahlungsdetektor enthält in einer gleichen Ebene senkrecht zu der optischen Achse des Objektivsysteas angeordnet vier fadenförmige Fühlerelemente, die jeweils in Winkeln von 90 zueinander entsprechend den vier Achsen eines Kreuzes verteilt angebracht sind und von denen jedes die Anode einer einzelnen Fotozelle bildet, deren Kathode für die vier Fotozellen gemeinsam vorhanden ist.

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b.) Das Objektivsystera wird durch einen Motor mit einer konstanten Drehzahl so angetrieben, daß es in einer Ebene parallel zu der Bildebene eine kreisförmige Bewegung um eiie Achse beschreibt, die parallel zu der optischen Achse verläuft und die das Kreuz der fadenförmigen Fühlerelemente des Strahlungsdetektors schneidet.

c.) Die motorischen Hilfsmittel für den Antrieb der Schwenkbewegung des Rahmengestelles für den Ortungskopf bestehen aus zx^ei Elektromotoren, die einen ersten Tragrahmen antJBiben, der in Bezug auf das Raketengehäuse eine Schwenkbewegung ausführt, beziehungsweise einen zweiten Tragrahmen, der in Bezug auf den ersten Tragrahmen um eine Achse senkrecht zu der Schwenkachse des ersten Tragrahmens eine Schwenkbewegung ausfährt, wobei dieses Gestell den Strahlungsdetektor trägt und das Objektivsystem einschließlich der Hilfsmittel, die bewirken, daß das auf den Strahlungsdetektor projizierte Bild eine Kreisbahn beschreibt, und jeder dieser Motoren ein Gleichstrommotor ist, der durch Gleichspannungen in Abhängigkeit von der augenblicklichen Abweichung des Kreisbahnzen-

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trums von dem Kreuz der fadenförmigen Fühlerelemente des Strahlungsdetektors gespeist wird.

d.) Das Elektronikgerät, das die Signale des Strahlungsdetektors aufnimmt und die bpeisespannungen für die Motoren zum Antrieb der Schwenkbewegung des Tragrahmens für den Ortuugskopf liefert, enthält vier gleichartige elektronische Ketten, die paarweise angeordnet und so eingerichtet sind, daß sie die Nutzsignale verarbeiten, die durch die Strahlung des Zieles erzeugt werden, und daß sie die Störungswirkung beseitigen, die aus einem Störsignal stammt, das von einer Strahlungsquelle erzeugt wird und sich auf ein Nutzsignal erstreckt, wobei die Ausgänge der Ketten jedes elektronischen Kettenpaares, deren Eingänge mit zwei diametral gegenüberliegenden Anoden des Strahlungsdetektors verbunden sind, an einem Leistungsteil angeschlossen sind, der die Speisespannung für einen der Motoren für die Schwenkbewegung des Tragrahmens des Grungskopfes liefert.

e.) Jede elektronische Kette für die Signalverarbeitung enthält in der Reihenfolge von vorn nach hinten eine mit

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Schwellwerten oder mit Grenzwerten arbeitende Vorrichtung, die Rechtecksignale oder Blocksignale erzeugt, zwei monostabile MuIt!vibratoren in Parallelschaltung, denen Dioden in Gegenschaltung vorangehen, damit sie die Stellung wechseln können, und zwar ein Multivibrator für die Vorderflanke eines Signales und der andere Multivibrator für die"Rückflanke dieses Signales, sowie eine UND-Schaltung gemeinsam für die beiden MuIt!vibratoren, die nur dann ein Signal überträgt, wenn seine Zeitdauer kleiner ist als die Betriebszeit der Kette.

f.) Jeder Leistungsteil, dessen Eingang an die Aufgänge der beiden UiiD-Schaltungen'jedes elektronischen Kettenpaares angeschlossen ist, enthält in der Reihenfolge von vorn nach hinten einen bistabilen oder Flip-Flop Multivibrator, dessen beide Eingänge an die entsprechenden vorgenannten UND-Schaltungen angeschlossen sind, und einen Differenzverstärker, dessen beide Eingänge an die beiden Ausgänge des bistabilen Multivibrators angeschlossen sind und dessen einziger Ausgang über ein Filter zur Sperrung der Wechselstromkomponenten des verstärkten Signals an den entsprechenden Motor für den Antrieb der Schwenkbewegung angeschlossen ist. . 0 0 9;8 1 1 / Q-.2-4 S

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DPA. R3ketenlenks3'stetn 4.3.68 fr

g.) Die Antriebshilfsmittel, die für den Antrieb der Ruderflächen oder der Steuerflächen der Rakete bestimmt sind, enthalten l^rinkellagenanzeiger, Drehgeber, induktive Drahtpotentiometer, Spulenpotentiometer, Selsyn-Drehmelder oder Drehfeldgeber usw., die für die Aufnahme der Winkellage um die beiden Kardanachsen zu der Bezugsachse des Tragrahmen,·=! für den Crtungskopf eingerichtet sind, um diese Winkellage in Signale umzuformen, die Navigationsinformationen darstellen, wobei die Winkellagengeber mit dem Eingang von Elektronenrechnern verbunden sind, in denen in Abhängigkeit von der vorgenannten Winkellage Antriebssignale ausgearbeitet werden, die auf die Steuerflächen oder Ruderflächen übertragen werden.

Andere Besonderheiten und Kennzeichen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die eich auf ein Ausführungsbeispiel des neuen Lenksystems bezieht, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Darin istf

Fig. 1 die linke Hälfte eine Seitenansicht in Verbindung mit einem Teilschnitt des ganzen schwenkbaren Ortungskopfes, der an Bord der zu lenkenden Rakete

montiert wird, die rechte Hälfte der Figur ein 009811/0245

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Blockdiagramm der gesamten elektronischen Ausrüstung der Lenkvorrichtung, wobei diese elektronische Ausrüstung mit dem Ortungskopf verbunden ist.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht des schwenkbaren Tragrahmens des Ortungskopfes.

Fig. 3 ist ein Aufriß der wirksamen Fläche des Strahlungsdetektors, der auf dem schwenkbaren Tragrahmen des Ortungskopfes sitzt.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Strahlungsdetektors einschließlich den optischen Visierhilfsmitteln.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer Hälfte der elektronischen Hilfsmittel, die in Fig. 1 mit V bezeichnet ist, die mit dem Strahlungsdetektor verbunden sind und für die Erzeugung der Antriebsbefehle für die motorischen Hilfsmittel bestimmt sind, welche die Schwenkbewegung eines der schwenkbaren Tragrahmenelenente des Ortungskopfes durchführen.

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Fig. 6 ist ein Diagramm, das die aufeinanderfolgenden Umformungen zeigt, die in einer der Ketten nach Fig. 5 durch ein Signal erfolgen, das von einer Einzelzelle des Strahlungsdetektors geliefert wird,

Fig. 7a, 7b und 7c sind Vorderansichten des Strahlungsdetektors für drei verschiedene relative Lagen der Kreisbahn, die von dem Bild des Zieles beschrieben wird, das auf die wirksame Operations fläche de,s Strahlungsdetektors projiziert wird.

Fig. 7 ist ein Diagramm für die Zeitpunkte de«? Auftretens der Signale in den drei Fällen nach den Figuren 7a, 7b und 7c.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das die zeitliche Änderung eines Signales zeigt, das an dem Ende der Kette der elektronischen Vorrichtung aufgenommen wird.

In den Figuren 1 und 2 ist mit A der Rumpf der Rakete bezeichnet, die als ein relativ feststehendes Bauelement angesehen wird, an dessen Bord das neue automatische Lenksystem mit dem schwenkbaren Ortungskopf B montiert ist,

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DPA.- Raketenlenksystem 4.3.68

wobei die Bezugsachse des Lenksystems in dem vorliegenden Fall parallel zu der Längsachse der Rakete verläuft.

Der Ortungskopf B ist auf Tragrahmen montiert, die sich kardanlr-ch um zwei zueinander senkrecht verlaufende Achsen schwenken lassen, wobei die Tragrahmen ein Tragrahmenelement 1 enthalten, das hier als eben angenommen ist und mit Hilfe eines Motors 2 dazu veranlaßt wird, Schwenkbewegungen um eine Achse 3 auszuführen, und zwar auf beiden Seiten von einer Bezugslage, welche diejenige sein kann, die in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser Lage bil4 det eine senkrechte zu der Achse 3 in der Ebene des Tragrahmenelementes 1 einen Winkel von 90 mit der Bezugsahse.

Das Tragrahcieneleraent 1 hält ein anderes Tragrahmenelement 4, das ebenfalls als eben angenommen wird und das mit Hilfe eines Motors 5, der an das Tragrahmenelement angeschlossen ist, dazu veranlaßt wird, Schwenkbewegungen um eine Achse auszuführen, die senkrecht zu der Achse 3 verläuft, und zwar auf beiden Seiten von einer Bezugslage, welche diejenige sein kann, die in der Zeichnung dargestellt wurde. Für diese Lage bildet eine Senkrechte zu der Achse 6 in

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der Ebene des Tragrahmenelementes 4 mit der Bezugsachse einen I.inkel vpn 90 .

Aufgrund der vorhergehenden Begriffsbestimmungen sei der Klarheit wegen für den folgenden Bericht zugelassen, daß, wenn sich die beiden Tragrahraenelemente 1 und 4 in ihrer Bezugslage befinden, die Bezugsachse senkrecht zu der Ebene des Tragratimenelementes 4 steht, das den Strahlungsdetektor 7 trägt, dessen Arbeitsfläche, welche die Fühlerelemenfce enthält, selbst zu der vorgenannten Achse senkrecht verläuft.

In dem Crtungskopf B befindet sich ein Objektiv 8, dessen optische Achse mit Y bezeichnet ist, wobei das Objektiv durch eine Linsenfassung 9 gehalten wird, die von den Zapfen zweier kurbeln 10 getragen wird, die synchron umlaufen und die durch einen Motor 11 mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben werden, «so daß einerseits die Y-Achse, die dabei zu sich seilet parallel bleibt, sich um eine X-Achse dreht, die senkrecht zu der Ebene des Tragrahmenelementes 4 steht, und andererseits die Bildebene des vorgenannten Objektives mit der Ebene der Führungselemente des Strahlungsdetektors 7 zusammenfällt.

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Der Strahlungsdetektor 7 nach Fig. 3 enthält eine geraeinsame Kathode 12, die durch einen Kreis dargestellt ist, und in der Bildebene des Objektives S die Anode 7 1, 7m, 7n und 7o von vier fadenförmigen Einzelzellen, die unter Winkeln von 90 zueinander in Kreuzform um die Drehachse des Objektives 8 angeordnet sind, wobei die Klemmen für diese Anoden mit 13a, 13 b bzw. 13c und 13d bezeichnet sind, während die Klemme für die gemeinsame Kathode mit 14 bezeichnet ist.

In Fig. 3 hat man zwei Kreise C, und G„ eingetragen, von denen jeder die Laufbahn darstellt, die durch das Bild des Zieles infolge der Bewegung des Objektives 8 beschrieben wird, Wobei der Halbmesser jedes dieser Kreide gfeich dem Abstand zwischen der X-Achse und der Y-Achse ist«

Die Richtung von der Rakete zu dem Zielpunkt ist an jedem Zeitpunkt eine Gerade, die durch den Mittelpunkt des ' Kreises hindurchgeht, der durch das Bild des Zielpunktes und von dem optischen Mittelpunkt des Objektives 8 beschrieben wird, wobei diese Richtung durch die Koordinaten des Kreismittelpunktes zu zwei orthogonalen, also zueinander senkrechten Achsen bestimmt wird, die mit den Rieh-

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tungen der fadenförmigen Anoden 71, 7m und 7n bzw. 7 ο übereinstimmen.

Die Schwenkbewegung des Ortungskopfes B ist, wie später noch im einzelnen dargestellt ist, so gesteuert, daß die Visierachse des Ortungskopfes B, das heißt die X-Achse, um welche sich das Objektiv dreht, dauernd danach strebt, in die Richtung von der Rakete zu dem Zielpunkt zurückzukehren, und zwar mit Hilfe von zwei Motoren 2 und 5 für die Schwenkbewegung,für deren Speisung Gleichspannungen geliefert werden, die beispielsweise proportional abhängig sind von den Koordinaten des Mittelpunktes des Kreises, der von dem r.ild des Zieles beschrieben wird, wobei die Richtung dieser Spannungen natürlich so beschaffen ist, daß diese Koordinaten bestrebt sind, wieder den Wert Null anzunehmen. Es ist das der Fall, der dem Kreis G, entspricht.

Der Teil der elektronischen Ausrüstung V, der es gestattet, daß man diese Ergebnisse für den Motor 2 erzielt, ist in Fig. 5 in Form eines FunktionsSchaltbildes dargestellt. Es ist dabei der Fall angenommen, daß die Visierachse des Grtungskopfes B aus der Richtung von der Rakete zu dem

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Zielpunkt entfernt wurde, so daß der Kreis, der von dem Bild des Zieles beschrieben wird, der Kreis C₉ in der Fig. 3 ist, wobei dieser Kreis wieder zentriert v?erden muß, damit er die Lage des Kreises C, wieder einnehmen und die Rakete zu dem Zielpunkt geführt werden kann.

Das elektronische Gerät V in der Figur 5 entspricht den Anoden 7m - 7o des Strahlungsdetektors 7. Das elektronische Gerät V%. das den Anoden 71 und 7n für den /ntriebdes Motors 5 entspricht, ist gleichartig ausgeführt. Jede der beiden Anoden 7m und-7o ist an den Eingang einer elektronischen Kette angeschlossen, die einen Verstärker 15 enthält, wonach eine mit Schwellwerten oder Grenzwerten arbeitende Vorrichtung 16 folgt, auf die zwei Dioden 17,18 in Gegenparallelschaltung folgen und danach zwei monostabile MuItivibratoren 19 und 20, deren Ausgänge mit den Eingängen einer UND-Schaltung 21 verbunden sind.

Die Ausgänge der beiden UND-Schaltungen 21 sind mit den beiden Eingängen eines bistabilen Multivibrators 22 verbunden, dessen beiden Ausgänge 23 und 24 an einem Differenzverstärker 25 enden, dessen Ausgang 26 an ein Filter 27 angeschlossen ist, das mit dem Motor 2 verbunden ist.

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)ΓΛ. Raketenlenksystem 4.3.68

Die beiden elektronischen Ketten, die an dem Mototr 2 enden, nehmen die Signale auf, die durch den Durchlauf de<^ Bildes hervorgerufen werden, das den Kreis G₉ durchlauft und die an den Klemmen 13b - 14 und 13d -14 aufgenommen werden.

In der Fig.6 ist die Amplitude jedes dieser Signale in der Kurve al in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Jedes Signal besteht au? einem kurzen Impuls b und aus einem längeren Impuls c, wobei der erste dieser Impulse auf den Durchlauf, beispielsweise vor der Anode 7m, des Bildes des Ziels zurückzuführen ist. Das ist der Nutzimpuls. Der zweite Impuls c, der sogenannte Störinipuls entspricht dem Durchlauf vor der gleichen Anode eines weiteren oder größeren Bildes oder eines Störungsbildes, das durch das Vorhandensein in dem Crtungsfeld des Crtungskopfes einer hellen >7olke hervorgerufen werden kann. Ferner übedagern sich kleine Fehlersignale den vorgenannten Impulsen.

Die mit Schwellwerten oder Grenzwerten arbeitende Vorrichtung 16 formt die Nutzimpulse und die Störinipulse des Signales in Impulse ohne Fehlersignale um, wobei die

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Amplitude dieser Impulse in der Kurve al dargestellt ist.

Das Signal a3, das nach Fig. 6 an dem. Ausgang der' elektronischen Kette oder Gruppe 17-19 aufgenommen wird, besteht aus zwei Impulsen von. der gleichen Dauer t~, von denen jeder an dem Zeitpunkt beginnt, an dem die beiden Impulse des Signales a2 ihre Vorderflanke zeigen.

An dem Ausgang der elektronischen Kette 19-20 erhält man das Signal a4, das aus zwei Impulsen mit der gleichen Zeitdauer t_n gebildet wird.',, von denen jeder an dem Zeitpunkt beginnt, an dem die beiden Impulse des Signales a2 ihre Rlickflanke zeigen*

Die UND-Schaltung 21 liefert an ihrem Ausgang das Signal a5, das natürlich nur dann bestehen kann, uenn der Ausgangsimpuls, der von der Einzelanode des Strahlungsdetektors geliefert wird, eine Impulsdauer von höchstens gleich t aufweist.

Es findet daher eine wirksame Filterung und eine wirkungsvolle Trennung zwischen dem Nutzsignal statt, das durch das Ziel erzeugt wurde, und den Störsignalen, die

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DPA. Haketenlenksystem 4.3.6S

durch die weit erstreckten Strahlungsquellen erzeugt wurden.

Das Nutzsignal, das an dem Ausgang der UND-Schaltung aufgenommen wird, nimmt zeitlich den Platz des Nutzimpulses b ein.

In Fig. 7 i<!t für zwei vollständige Umläufe des Bildes des Ziels und für drei Fälle der Bildkreisbahn und in den Figuren 7a, 7b und 7c des Zieles auf der Vorderseite des Strahlungsdetektors 7 dargestellt, wie sich im Laufe der Zeit der Zeitpunkt für das auftreten des Nutzimpulses b für jede der Anoden 71, 7m, 7n oder 7o ändert, die auf ihren l.'utzbe reich begrenzt werden, wobei der zeitliche Nullpunkt oder Ausgangspunkt beliebig ist, während die Winkelgeschwindigkeit des Bildes konstant ist.

Bei der Figur 7a ist die Kreisbahn zentriach und die Impulse erscheinen regelmäßig, wie aus dem linken Teil der Fig. 7 ersichtlich ist.

In dem Fall der Fig. 7b ist die Kreisbahn exzentrisch längs der Y-Achse. Die Signale, die an dem Ausgang der Ui'D-Schaltungen 21 aufgenommen werden, dienen zur Speisung

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FA. Raketenlenksystem 4.5.68

der"beiden Eingänge des bistabilen Multivibrators 22, de,r· seine Stellung -.,-wechselt, j sobald er einen Impuls auf dem einen oder dem anderen der beiden Eingänge erhält. Aus dem Ausgang 23 erhält man ein Signal, das von den betreffenden Signalen der Anoden 7m und 7o abhängt.

In dem Fall der; Abbildung 7a erhält man an dem Ausgang ein Signal, das aus einer Impulsfolge im zyklischen oder periodischen Verhältnis 1/1 besteht, wie das der linke Teil der F^gur 7 zeigt.

In dem Falle der Figur 7b ändert_sich dieses Signal in der iJeise, wie das auf dem mittleren Teil der Figur 7 dargestellt ist, während sich das Signal in dem Falle der Figur 7c nicht ändert, wie das der rechte Teil der Fig. zeigt, "-.-. .-...."-

IJenn sich die Kreisbahn des Zielbildes in der Form eines irgendwie eKzentrischen Kreises darstellt, kann man im allgemeirm das Signal als einen Impuls bestimmen, dessen Impulsfölgefrequenz an die konstante Drehzahl der Kreisbewegung des Objektives 8 gebunden ist, dessen Mittellage, das heißt dessen X-Achse aus Sj^mmetriegründen feststehend ist, als einen Impuls, dessen veränderliche Dauer eine

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DPA. Raketenlenksystem 4.3.68 2«βΓ

Funktion einer der Koordinaten y in dem in Fig. 7b betrachteten Fall und χ in dem Fall nach Fig. 7c der Abweichung aus der Mittelpunktslage der kreisförmigen Bahn des Zielbildpunktes von einer Bezugslage des Mittelpunktes ist, wobei der vorgenannfce Mittelpunkt mit dem Schnitt· punkt der Koordinaten übereinstimmt.

Diese Funktion verläuft nicht streng linear, sie kann aber praktisch als eine lineare Funktion angesehen werden, solange die Exzentrizität des Mittelpunktes der Kreisbahn nicht einen relativ großen Teil des Halbmesser des Kreises überschreitet, der durch das Objektiv 8 beschrieben wird.

In dem Fall der Figur 7b, nämlich der exzentrischen Lage auf der Y-Achse, erhält man an dem Ausgang 24 des bistabilen Multivibrators 22 ein Zusatzsignal. Die Signale 23' und 24' der Ausgänge 23 und 24 nach Fig. 8 kommen gleichzeitig in dem Differenzverstärker 25 an, an dessen Ausgang 26 man das Signal erhält, das mit 26* bezeichnet wird und das unten in der Fig. 8 dargestellt ist.

An dem Ausgang des Filters 27 wird nur die Gleichstromkomponente des Signals beibehalten, welche zur Speisung des Motors 2 dient. Diese Gleichstromkomponente ist eine

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DPA. Raketenlenksystem 4.3.68 3Ä.

lineare Funktion von der Breite oder Dauer des Impulses, der an der Steile 26 aufgenommen wird, und hängt daher von der Größe einer Koordinate y der Exzentrizität der Kreisbahn ab. Diese Gleichstromkomponente wird bei einem periodischen oder zyklischen Signal mit der Breite 1/1, das heißt bei der Exzentrizität Null, aufgehoben und sie . ,/ nimmt zwei entgegengesetzte Werte bei zwei entgegengesetzten Exzentrizitäten an.

Die Speisung des Motors 2 bewirkt, daß dieser die Schwenkbewegung des Ortungskopfes B veranlaßt, und zwar so, daß die Visierachse mit der Richtung von der Rakete zum Ziel zusammenfällt und der Kreis\ C« gemäß Figuren 3 und 4 in die Lage des Kreises G, zurückkehrt«

Alles wa» im Vorstehenden bezüglich der Exzentrizität der Kreisbahn längs der Y-Achse erklärt wurde, gilt auch für die Exzentrizität der Kreisbahn längs der X-Achse, da in diesem Fall die Signale von den Anoden 71 und 7n geliefert werden, die an eine elektronische Kette Va ähnlich der elektronischen Kette V angeschlossen werden, die im Vorstehenden beschrieben wurde und die in der Fig. 5 dargestellt Wurde, wobei diese elektronische Kette Va den Motor 5 antreibt. _0098l1/02tB

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DPA. Raketenlenksystem 4.3.68 24Γ

Die bisherigen Darstellungen zeigen, daß man über Hilfsmittel für die Schwenkung der Visierachse den Crtungskopfes B in der Richtung von der Rakete zu dem Zielpunkt verfügt. Es sei nunmehr die Betriebsweise für diese Schwenkbewegung beschrieben, um eine Einwirkung auf die Steuerflächen der Rakete zwecks ihrer Lenkung auf das Ziel darzustellen.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, enthält die Lenkvorrichtung die Uinke11agengeber 28 und 29, induktive Drahtpotentiometer oder Spulenpotentiometer, Selsyn-Drehmelder oder Drehfeldgeber usvj., bei denen die Aufgabe jedes Winkellagengebers darin besteht, einerseits an jedem Zeitpunkt den Winkel anzuzeigen oder zu erfassen, den das entsprechende Rahmenbauelement 1 und 4 zu der Bezugslage bildet, und andererseits die Informationen, welche Navigationsinformationen darstellen, auf ein Elektronikgerät VI zu übertragen, was den Winkellagengeber 28 anbetrifft, und auf das Elektronikgerät VIa, was den Winkellagengeber 29 anbetrifft Jede der elektronischen Ausrüstungen VI und VIa enthält einen elektronischen Rechner, der Antriebssignale an die motorischen Hilfsmittel M liefert, die für den Antrieb der

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DPA - Iiaketenlenksystem 4.3.68 2δ

Steuerflächen oder liuderflächen der Rakete vorgesehen sind.

Das neue Raketenlenksystem weist zahlreiche Vorteile auf, insbesondere aber folgende!

A.) schwache Dämpfung der Strahlung, die durch das Objektiv 8 hindurchgeht j

B.) Möglichkeit zu einer Auswahl der Geschwindigkeit des Objektivs, wobei nur die besten Erfassungsbedingungen durch die fadenförmigen Anoden des Strahlungsdetektors 7 in Be-

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rücksiehtigung gezogen werden;

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-Gv) hohe Detektorqualität der Anoden vegen ihrer kleinen Oberfläche und wegen ihrer Fa.denf.onn;.

D.) Schutz gegen das Vorhandensein von sich weit erstreckenden Strahlungsquelleni

E.) Fehlen eines Winkelschwellwertes für die Erfassung;-. F.) praktisch liear verlaufendes Ansprechao und

G.) schnelle Ortung und Übernahme des Zieles während der Zeitperiode der Vorvisierung, an der- die Rakete an ihren Träger angehängt ist, und zwar wegen des Fehlens eines Gyrojß-

skops j der auf den schwenkbaren Ortungskopf einwirkt. 00981 1 / 02 4 B

Claims

ttENTANWALT DIPL-ING. H. HAMMERMANN, 8500 NÜRNBERG, FORSTMEISTERS!*. 5 '· betreifi»*: TOiMm: Seit«: k. Raketenlenksystem 4.3.68 Patentansprüche

1. Raketenlenksystem ohne äußere Einwirkung auf eine Strahlungsquelle, für eine Rakete, die mit Steuer- und Ruderflächen und mit einem schwenkbaren Ortungskopf ausgerüstet ist, der auf die vorgenannten Strahlungen anspricht und der sich automatisch so einstellt, daß seine Ortungsachse gegen die Strahlungsquelle gerichtet ist, gekennzeichnet durch die Verwendung der Winkelabweichungen nach zwei rechtwinkligen Koordinaten von einer an die Rakete gebundenen Bezugsrichtung, wie beispielsweise der Längsachse der Rakete, der Ortungsachse des vorgenannten Ortungskopfes für die Erzeugung der Antriebs*ignale, die für die Einwirkung auf die Steuerflächen der Rakete in einer solchen Weise bestimmt sind, daß sich die an die Rakete gebundene Bezugsrichtung mit der Ortungsachse des schwenkbaren Übungskopf es ausrichtet, damit die vorgenannte Rakete in der Richtung des Zieles gehalten werden kann oder in diese Richtung wieder zurückgebracht werden kann, wenn sie davon abgewichen ist.

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DEA. Raketenlenksystem 4.3.68 Vs

2. Raketenlenksystera nach einer Strahlungsquelle hin für eine Rakete, die mit einem schwenkbaren Ortungskopf ausgestattet ist, der auf die vorgenannten Strahlungen anspricht und der so eingerichtet ist, daß sich seine Qrtüngsachsedauernd gegen die Strahlungsquelle hin richtet, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ortungskopf eine kardanisch gelagerte Halterung in dem Rumpf der Rakete besitzt und mit einem Objektivsystem ausgestattet ist, um ein Bild von dem Ziel zu erzeugen, das die Strahlung aussendet, und daß dieser einen Strahlungsdetektor enthält, der in der Bildebene des Objektivsystems angebracht ist und auf die Lage dieses Bildes anspricht, und daß Hilfsmittel vorgesehen sind, die veranlassen, daß das Ib Betrachfc k«3EiBeiide Bild eine kreisfSraige Bewegung auf "-/ de© ^:Strahlöiigti©t©lctar beschreibt_s ferner motorisch© Hilfsmittel fßir den Antrieb der Sdeenkbewegung des Ortungskopfes um jede der beiden Kardanachsen,eine elektronische Ausrüstung, die an den Strahlungsdetektor angeschlossen

ist, um daraus die Signale aufzunehmen und um die Antriebssignale zu erzeugen und diese in die motorischen Hilfsmittei zu übertragen, damit die Überdeckung zwischen

der Visierachsedes Objektivsystemsund der Richtung von 00981 1 /02 4 5

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DFA. Rake tenlenksys tern 4.3.68 246

der Rakete zu dem Ziel beibehalten wird, sowie Antriebshilfsmittel, die auf die Schwenkbewegung oder Richtung .des Crtungskopfes ansprechen, die für die Betätigung der Steuer· und Ruderflächen der Rakete bestimmt sind.

3. Raketenlenksystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsdetektor in einer gleichen Ebene senkrecht zu der optischen Achse des Objektivsystems angeordnet vier fadenförmige Fühlerelemente enthält, die in Winkeln von 90 zueinander entsprechend den vier Achsen eines Kreuzes verteilt angeordnet sind und von denen jedes die Anode einer einzelnen Fotozelle bildet,, deren Kathode allen vier Zellen gemeinsam ist.

4. . Raketenlenksystera nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß das Cbjektivsystem durch einen Motor mit gleichbleibender Drehzahl so angetrieben wird, da8 es in einer zu . dexfßildebene parallelen Ebene eine kreisförmige Bewegung um eine Achse parallel zu der optischen Achse beschreibt, die das Kreuz der fadenförmigen Fühlerelemente des Strahlungsdetektors schneidet.

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5, Raketenlenksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die motorischen Hilfsmittel für den A_ntrieb der Schwenk bewegung des Tragrahmens für den Ortungskopf aus zwei Elektromotoren besteht, von denen einer einen ersten Tragrahmen antreibt, der in Bezug auf den Rumpf der Rakete eine Schwenkbewegung ausübt, und der zweite Motor einen zweiten Tragrahmen antreibt, der in Bezug auf den ersten Tragrahmen eine Schwenkbewegung um eine senkrechte Achse zu der Schwenkachse des ersten Tragrahmens ausführt und den Strahlungsdetektor und das Objektivsystem mit den Hilfsmitteln enthält, die veranlassen, daß das auf den Strahlungsdetektor projizierte Bild eine Kreisbewegung beschreibt, wobei jeder dieser beiden Motoren ein Gleichstrommotor ist, der durch Gleichspannungen in Abhängigkeit von der augenblicklichen Abweichung des Kreisbähnmittelpunktes von dem Kreuz der fadenförmigen Fühlerelemente des Strahlungsdetektors gespeist wird.

6. Raketenlenksystem nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichne t.j daß die elektronische Ausrüstung, welche die Signale des Strahlungsdetektors aufnimmt und die Spannungen für die Speisung der Motoren für den Antrieb der Schwenk-

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bewegung des Tragrahmens des Ortungskopfes liefert, vier gleichartige elektronische Ketten enthält, die paarweise angeordnet und so eingerichtet sind, daß sie die Nutzsignale verarbeiten, die von der Strahlung des Zieles erzeugt werden, und daß sie die Störungswirkung beseitigen, die von einem Störsignal stammt, das durch eine Störquelle hervorgerufen wird und das sich auf ein Nutzsignal erstreckt, wobei die »vusgänge der Ketten jedes elektronischen Kettenpaares, deren Eingänge mit zwei diametral gegenüberliegenden Anoden des Strahlungsdetektors verbunden sind, an einen Leistungsteil angeschlossen sind, der die Speisespannung für einen der Motoren für die Schwenkbewegung des Tragrahmens des Crtungskopfes liefert.

7. Raketenlenksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede elektronische Kette für die Verarbeitung des Signale«; in der Reihenfolge von vorn nach hinten eine mit Schwellenwerten oder Grenzwerten arbeitende Vorrichtung enthält, die Rechtecksignale erzeugt, ferner zwei monostabile Multivibratoren in Parallelschaltung, denen Dioden in Gegenschaltung vorangehen, so daß ein solcher Zustandswechsel erfolgt, daß einer bei der Vorderflanke eines Signals auftritt und der andere bei der Rückflanke dieses 0Q9811/024S

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Signales, und eine UND-Schaltung gemeinsam für die beiden MuIt!vibratoren und die nur dann ein Signal überträgt, wenn ihre Dauer kleiner als die Betriebsperiode der elektronischen Kette ist,

8. Raketenlenksystemnaeh den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekenn zeichne tvd^ ^ dessen Eingang mit den Ausgängen der beiden UND-Schaltungen jedes elektronischen Kettenpaares verbunden ist, in der Reihenfolge Von vorn nach hinten einen bistabilen Multivibrator enthält, dessen beiden Eingänge mit den vorgenannten UND-Schaltungen verbunden sind, und einen Differenzverstärker, dessen beide Eingänge mit den Ausgängen des Multivibrators verbunden sind und dessen einziger Ausgang über ein Filter für die Sperrung der Wechselstromkomponenten des verstärkten Signals mit dem entsprechenden Motqr für den AntrÜ> der Schwenkbewegung verbunden ist.

9· Raketenlenksystem nach den Ansprüchen 1*8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsmittel für den Antrikb der Ruder- und Steuerflächen der Rakete, Winkellagengeber wie Funktionsdrehmelder oder -geber, induktive Drahtpotentiometer oder Spulenpotentiometer, Selsyn-Drehmesser oder Drehfeldgeber enthalten, die so eingerichtet sind, daß sie die 009811/0245

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Winkellage um die beiden Kardanachsen zu der Bezugsrichtung des Tragrahmen? für den Ortungskopf aufnehmen können und daß sie diese ..inkellage in Signale umformen, die »'avigationssignale darstellen, uobei die v/inkellagengeber mit dem Eingang von Elektronenrechnern verbunden sind, in denen in Abhängigkeit von der vorgenannten 'winkellage die Antriebssignale ausgearbeitet werden, die auf die Steuer- und Ruderflächen übertragen werden.

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